19 menghasilkan molekul yang sederhana seperti CO
2
, sehingga pada suhu penyimpaan yang lebih tinggi konsentrasi CO
2
yang semakin besar dan konsumsi O
2
yang semakin besar pula.
B. Karakteristik Respirasi
B.1. Pola Respirasi Brokoli
Laju respirasi petunjuk yang baik untuk daya simpan buah dan sayuran sesudah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya
metabolisme, oleh karena itu sering dianggap sebagai petunjuk mengenai potensi daya simpan buah.
Menurut Soesarsono 1988 dalam Nugroho 1997 buah dan sayuran dapat digolongkan atas dasar laju pemasakan yaitu golongan klimakterik dan non
klimakterik. Golongan klimakterik ditandai dengan proses yang cepat pada fase pemasakan ripening dan peningkatan respirasi yang mencolok. Sebaliknya
golongan non klimakterik tidak terlihat nyata perubahan pada fase pemasakannya karena proses respirasi berjalan lambat. Penurunan laju respirasi merupakan
petunjuk terjadinya kerusakan enzim Pantastico, 1989. Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan pola laju respirasi brokoli pada 5
tingkatan suhu penyimpanan. Untuk suhu penyimpanan 27
o
C dilakukan pengukuran sampai hari ketujuh dan untuk suhu 15
o
C serta 20
o
C dilakukan pengukuran sampai hari keenam karena brokoli yang digunakan telah busuk.
20 Gambar 4. Grafik laju konsumsi O
2
pada 7 hari penyimpanan
Gambar 5. Grafik laju produksi CO
2
pada 7 hari penyimpanan
Jika dilihat posisi grafik untuk masing-masing perlakuan suhu, Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan bahwa laju respirasi brokoli sangat dipengaruhi oleh
suhu penyimpanan. Pada suhu penyimpanan 5
o
C posisi grafik berada pada paling bawah yang menunjukkan bahwa pada suhu 5
o
C brokoli mengkonsumsi O
2
dan memproduksi CO
2
paling sedikit diantara suhu penyimpanan lainnya. Sedangkan pada suhu penyimpanan 27
o
C posisi grafik berada paling atas dan menunjukkan bahwa pada suhu 27
o
C suhu ruang memiliki laju respirasi yang paling tinggi. Respirasi brokoli menunjukkan pola yang menurun dan tidak terdapat
kenaikan konsumsi O
2
dan produksi CO
2
yang tajam Gambar 4 dan 5. Untuk beberapa suhu penyimpanan, terdapat kenaikan jumlah konsumsi O
2
dan produksi CO
2,
sebagai contoh adalah pada suhu 5
o
C, pada hari jumlah CO
2
yang dihasilkan pada hari pertama 28.9±9.5 mlkg jam, hari kelima 16.8±4.5 mlkg jam, hari
keenam 31.9±20.6 mlkg jam, sedangkan hari ketujuh 18.2±4.7 mlkg jam sudah mulai mengalami kerusakan. Jumlah CO
2
yang dihasilkan pada hari keenam lebih besar daripada hari kelima. Hal ini dapat disebabkan karena terjadinya
disorganisasi sel yang ditandai dengan meningkatnya permeabelitas sel membran seluler dan meningkatnya keempukan daging buah sehingga merangsang aktivitas
21 enzim respiratoris Solomos, 1983 dalam Asrofi, 1986. Kondisi demikian
menyebabkan terjadinya peningkatan proses metabolisme dalam jaringan, sehingga sayuran dapat membusuk.
Menurunnya jumlah CO
2
yang dihasilkan dapat disebabkan karena menurunnya konsentrasi ADP yang bersifat sebagai akseptor fosfat dan terjadinya
kerusakan mitokondria Winarno dan Kartakusuma, 1981. Konsentrasi ADP yang menurun dan kerusakan mitokondria menyebabkan ATP yang dihasilkan
juga menurun. ATP yang berfungsi sebagi penyuplai energi dalam bentuk fosfat berenergi tinggi dengan cara memecah ikatan fosfatnya Wills et al., 1981 dalam
Asrofi, 1986. Karena ATP menurun, maka energi yang dapat digunakan untuk melangsungkan reaksi metabolik selanjutnya juga menurun. Keadaan demikian
menyebabkan jumlah CO
2
yang dihasilkan semakin menurun. Pada penelitian ini pola respirasi brokoli menunjukkan kecenderungan
yang terus menurun dan tidak terjadi kenaikan produksi CO
2
yang mendadak. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa brokoli termasuk sayuran non
klimakterik.
B.2. Respiratory Quotient RQ
Respirasi membutuhkan O
2
dan menghasilkan zat sisa metabolisme berupa uap air, CO
2
, dan panas sebagai entropi energi panas yang tidak termanfaatkan. Kuosien respirasi respiratory quotient merupakan perbandingan CO
2
terhadap O
2.
Nilai RQ brokoli ditunjukkan pada Tabel 4. Tabel 4. Hasil uji Duncan laju respirasi dan respiratory quotient RQ brokoli
Suhu
o
C Laju respirasi mlkg jam
O
2
CO
2
RQ
5 24.9
a
24.3
d
0.98 10
48.4
a
46.5
c
0.96 15
75.0
ab
70.5
b
0.94 20
87.3
bc
84.2
b
0.96 27
105.2
c
105.9
a
1.01
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan
22 Hasil uji Duncan Lampiran 3 dan 4 menunjukkan bahwa laju konsumsi
O
2
berbeda nyata untuk suhu 15
o
C, 20
o
C, dan 27
o
C berbeda nyata. Hasil uji pada suhu 5
o
C dan 10
o
C tidak berbeda nyata yang berarti laju konsumsi O
2
hampir sama. Sedangkan laju produksi CO
2
berbeda nyata untuk suhu 5
o
C, 10
o
C, dan 27
o
C. Hasil uji pada suhu 15
o
C dan 20
o
C tidak berbeda nyata. Laju konsumsi O
2
dan laju produksi CO
2
pada suhu 5
o
C dan 10
o
C Gambar 4 dan 5 merupakan laju terkecil diantara suhu penyimpanan lainnya. Sehingga dalam
penelitian ini, suhu tersebut merupakan suhu terbaik untuk penyimpanan brokoli. Pada Tabel 3 menunjukkan nilai RQ brokoli yang disimpan pada lima
suhu penyimpanan yang berbeda. Nilai RQ brokoli hampir seluruhnya bernilai 1.0, hal ini menunjukkan bahwa proses metabolisme berlangsung secara normal
menggunakan substrat karbohidrat, protein atau lemak dengan ketersediaan oksigen yang cukup. Komponen terbesar pada brokoli setelah air adalah
karbohidrat. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa substrat yang digunakan untuk proses respirasi sebagian besar adalah karbohidrat. Pada kondisi respirasi
anaerobik umumnya nilai RQ lebih besar dari satu.
B.3. Q
10
Kuosien Suhu
Karakter perubahan pada laju reaksi akibat suhu tersebut biasanya ditentukan dengan kuosien suhu Q
10
, yaitu rasio laju reaksi tertentu pada suatu tingkat suhu T
1
terhadap laju reaksi tersebut saat suhu naik 10
o
C T
1
+ 10
o
C. Nilai Q
10
brokoli ditunjukkan pada Tabel 5. Nilai Q
10
brokoli hasil pendugaan laju respirasi dengan menggunakan model berkisar antara 1.72 – 1.88 Tabel 5. Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa
pada skala suhu 5 – 15
o
C brokoli mempunyai nilai Q
10
2.18 untuk konsumsi O
2
dan 2.19 untuk produksi CO
2
, yang berarti bahwa setiap peningkatan suhu 10
o
C, maka laju konsumsi O
2
meningkat sebesar 2.18 kali lipat dan laju produksi CO
2
meningkat sebesar 2.19 kali lipat. Namun pada skala suhu 15 – 25
o
C nilai Q
10
mengalami penurunan. Pada skala suhu 25 - 35
o
C nilai Q
10
terus menurun dan laju reaksi cenderung terhambat dikarenakan denaturasi enzim. Enzim yang
23 diperlukan mulai mengalami denaturasi dengan cepat pada suhu yang tinggi,
mencegah peningkatan metabolik yang semestinya terjadi. Tabel 5. Nilai Q
10
berdasarkan perhitungan model
Model nilai Q
10
Linear sederhana Konsumsi O
2
1.72 Produksi CO
2
1.75 Eksponensial
Konsumsi O
2
1.82 Produksi CO
2
1.82 Logaritmik
Konsumsi O
2
1.88 Produksi CO
2
1.85 Arrhenius
Konsumsi O
2
1.88 Produksi CO
2
1.88
Nilai Q
10
pada suhu 15 – 25
o
C dan rata-rata empat model tidak sesuai dengan Kays 1991 yang menyatakan pada kebanyakan produk, nilai Q
10
berkisar antara 2.0 – 2.5 saat suhu 5
o
C hingga 25
o
C hal ini dimungkinkan karena brokoli mempunyai laju respirasi yang terlalu tinggi sehingga suhu dalam stoples lebih
tinggi dari ruang penyimpanan akibat panas respirasi yang mengakibatkan enzim terdenaturasi lebih cepat.
Tabel 6. Nilai Q
10
pada 3 skala suhu
Suhu
o
C Nilai Q
10
Konsumsi O
2
Produksi CO
2
5 -15 2.18
2.19 15-25
1.71 1.71
25-35 1.58
1.58 Rata-rata
1.82 1.83
24
C. Model Pendugaan Respirasi
