Studi fisiologi pengerasan dan perubahan warna perikarp dalam hubungannya dengan respirasi klimakterik dan kadar air buah manggis (Garcinia mangostana)
STUDI FISIOLOGI PENGERASAN DAN PERUBAHAN
WARNA PERIKARP DALAM HUBUNGANNYA DENGAN
RESPIRASI KLIMAKTERIK DAN KADAR AIR BUAH
MANGGIS (Garcinia mangostana) PASCAPANEN
ISMADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul “Studi Fisiologi
Pengerasan dan Perubahan Warna Perikarp dalam Hubungannya dengan
Respirasi Klimakterik dan Kadar Air Buah Manggis (Garcinia mangostana)
Pascapanen” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau yang dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebut dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dalam Disertasi ini.
Bogor, Agustus 2012
Ismadi
A262070031
ABSTRACT
ISMADI. Physiological Study of Hardening and Color Changes of Pericarp in
Relation to Climacteric Respiration and Moisture Content in Mangosteen
(Garcinia mangostana) after Harvest. Under the Supervision of ROEDHY
POERWANTO as Chairman of the Supervisory Commission, and DARDA
EFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY MUCHTADI, and SUTRISNO
respectively as members.
Mangosteen is a high economic value fruit in Indonesia. The problems
encountered are the fruit pericarp quickly harden and the color immediately
changed to dark purple-black, and sepals quickly turned into brown in color after
harvest, so shelf life is short, especially at room temperature. This research aimed
to study the process of change in hardness, pericarp and sepal color, and the sepal
freshness of the mangosteen fruit and the factors that influence the physiology and
biochemistry during storage. The research consisted of five experiments: (1)
hardening physiology of mangosteen pericarp, (2) effect of exogenous ethylene
and storage temperature on quality changes of mangosteen, (3) effects of 1methylcyclopropene (1-mcp) and storage temperature on hardening of and color
change of pericarp of mangosteen, (4) Effect of cytokinin and CoSO4 on physical
quality of mangosteen during cool storage, and (5) Effect of coating material and
cytokinin CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) on the
quality of mangosteen on cool storage. The results showed that the peak rate of
ethylene production one day earlier than the respiration climacteric. The peak rate
of ethylene production occurred on day 11 while the respiration climacteric peak
occurred on day 12. Climacteric respiration will lead to biochemical changes in
the mangosteen fruit pericarp, such an increase in protein content, increased
activity of the enzyme phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol
dehydrogenase (CAD), and peroxidase (POD), and increasing the amount of
lignin. Pericarp hardening occured due to water content decrease in the
mangosteen and increased content of lignin. Fruit stored at a temperature of 15oC
can last up to 28 days after treatment (DAT). Whereas fruit stored at room
temperature only last up to 14 DAT. Mangosteen fruit stored at a temperature of
15oC had lower level of resistance and hardness. had a higher water content, lower
weight loss, slower color change, and had a higher total soluble solids (TSS) and
titratable acidity (TA). Exogenous ethylene treatment did not provide a marked
influence on all the variables observed, which means that the mangosteen fruit
wass less sensitive to exogenous ethylene treatment. 1-MCP treatment at various
doses did not prolong the shelf life of the mangosteen fruit. This treatment is
consistent in both room temperature and at a temperature of 15oC. 6% beeswax
better reduce weight loss than other types of coating materials.
Keys word: pericarp hardening, lignin, water content, climacteric respiration,
color change.
RINGKASAN
ISMADI. Studi Fisiologi Pengerasan Dan Perubahan Warna Perikarp
Dalam Hubungannya Dengan Respirasi Klimakterik Dan Kadar Air
Buah Manggis (Garcinia Mangostana) Pascapanen. Dibimbing oleh
ROEDHY POERWANTO, DARDA EFFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY
MUCHTADI, dan SUTRISNO.
Manggis merupakan buah yang mempunyai nilai ekonomi tinggi di
Indonesia. Permasalahan yang ditemui adalah perikarp buah cepat mengeras dan
warnanya segera berubah menjadi ungu tua kehitaman, dan sepal buah cepat
berubah menjadi coklat sehingga umur simpannya pendek terutama pada suhu
kamar. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses perubahan kekerasan,
warna perikarp dan sepal, serta kesegaran sepal buah manggis dan faktor-faktor
fisiologi dan biokimia yang mempengaruhinya selama penyimpanan. Penelitian
ini terdiri atas lima percobaan, yaitu: (1) fisiologi pengerasan perikarp buah
manggis, (2) pengaruh etilen eksogen dan suhu penyimpanan terhadap perubahan
mutu buah manggis, (3) pengaruh 1-methylcyclopropene (1-mcp) dan suhu
penyimpanan terhadap pengerasan dan perubahan warna perikarp buah manggis,
(4) pengaruh sitokinin dan CoSO4 terhadap mutu fisik buah manggis pada
penyimpanan suhu dingin, dan (5) pengaruh bahan pelapis dan sitokinin CPPU
((N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) terhadap mutu buah
manggis pada suhu simpan dingin.
Percobaan pertama menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)
faktor tunggal yaitu penyimpanan pada suhu yang berbeda dengan tiga ulangan.
Penyimpanan dilakukan pada suhu kamar dengan suhu rata-rata 25,5±5,5oC dan
suhu 15±2oC menggunakan ruang simpan sejuk. Kelembaban relatif (RH) 72%
pada suhu kamar dan 91,5% pada suhu 15oC. Pengamatan dilakukan mulai dari
hari ke-0 sampai dengan hari ke-30 setelah perlakuan (HSP). Data dianalisis
dengan menggunakan uji F dan uji lanjut menggunakan Beda Nyata terkecil
(BNT) pada taraf 5%. Bahan yang digunakan adalah buah manggis dengan stadia
kematangan dua, dengan ciri-ciri perikarp buah kuning kemerahan dengan sedikit
bercak merah (104-108 hari sejak bunga mekar). Khusus pada pengamatan
respirasi dan laju produksi etilen digunakan buah dengan stadia kematangan nol,
satu dan dua. Buah dipanen dari kebun petani di Kiarapedes, Kabupaten
Purwakarta. Peubah dan metode pengamatan adalah sebagai berikut: (1) daya
resistensi perikarp buah (Kgf/cm2) (Poerwanto at al. 2011); (2) kekerasan
perikarp (kgf); (3) kadar air perikarp buah (%); (4) susut bobot (%); (5)
kandungan protein (Lowry (1951) yang telah dimodifikasi oleh Waterborg dan
Matthews (2002); (6) kandungan lignin Bruce dan West (1989); (7) aktivitas
enzim yang terlibat dalam biosintesis lignin (Aktivitas Phenylalanine Ammonia
lyase (PAL) (Cam dan Tower (1973) yang telah dimodifikasi (Dangcham et al
2008), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) (Goffner et al. 1992), dan
peroxidase (POD) (Morita et al. 1988); (8) total fenolik (Zhang et al. 2000); (9)
aktivitas enzim poligalakturonase (Zoghbi 1994); (10) kadar pektin perikarp
(Towle dan Christensen 1973); (11) kadar ca-pektat perikarp (Apriyantono dan
Fardiaz 1988); (12) laju respirasi (CO2); (13) laju produksi etilen; (14) padatan
total terlarut (PTT) (0Brix); (15) total asam tertitrasi (TAT); (16) warna perikarp
dan sepal buah; (17) tingkat kesegaran sepal; (18) studi anatomi sel perikarp.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa puncak laju produksi etilen satu hari lebih
cepat dari respirasi klimakterik. Puncak laju produksi etilen terjadi pada hari ke 11
sedangkan puncak respirasi klimakterik terjadi pada hari ke 12. Respirasi
klimakterik akan memicu terjadinya perubahan biokimia pada perikarp buah
manggis seperti peningkatan kandungan protein, peningkatan aktivitas enzim
PAL, PAD, COD dan bertambahnya jumlah lignin. Pengerasan perikarp buah
manggis terjadi karena penurunan kadar air dan peningkatan kandungan lignin.
Percobaan kedua dirancang dengan menggunakan Rancangan Acak
Kelompok (RAK) dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah
perlakuan etilen dengan dosis 0 dan 400 ppm. Faktor kedua adalah suhu
penyimpanan ialah 15±2oC dan suhu kamar (25,5±5,5oC). Kelembaban relatif
(RH) 91,5% pada suhu 15oC dan 72% pada suhu kamar. Pengamatan dilakukan
dua hari sekali, mulai dari hari ke-0 sampai dengan hari ke-28 hari setelah
perlakuan (HSP). Buah manggis dengan tingkat kematangan dua diperlakukan
dengan etilen murni pada suhu kamar. Buah dimasukkan sebanyak 25% dari
volume kontainer plastik yang dilengkapi dengan kipas angin kecil di dalamnya
agar perlakuan etilen eksogen merata ke semua bagian. Kemudian kontainer
plastik ditutup rapat agar tidak ada udara yang masuk atau ke luar kontainer.
Etilen murni disuntikan ke dalam kontainer plastik dengan menggunakan suntikan
dan dibuka setelah 24 jam. Buah kemudian disimpan pada suhu suhu kamar atau
dalam ruang pendingin dengan suhu 15oC sesuai dengan perlakuan. Peubah yang
diamati adalah sebagai berikut: 1) kekerasan perikarp buah; 2) daya resistensi
perikarp buah; 3) Kadar air perikarp buah ; 4) Susut bobot buah; 5) total padatan
terlarut (TPT); 6) total asam tertitrasi (TAT); 7) warna perikarp dan sepal. Buah
yang disimpan pada suhu 15oC dapat bertahan sampai 28 HSP, sedangkan buah
yang disimpan pada suhu kamar maksimal hanya bertahan 14 HSP. Buah manggis
yang disimpan pada suhu 15oC mempunyai tingkat resistensi dan kekerasan yang
lebih rendah, mempunyai kadar air yang lebih tinggi, susut bobot lebih rendah,
lebih lama terjadi perubahan warna, dan mempunyai TPT dan TAT yang lebih
tinggi. Perlakuan etilen eksogen tidak memberikan pengaruh yang nyata pada
semua peubah yang diamati, yang artinya bahwa buah manggis kurang sensitif
terhadap perlakuan etilen eksogen.
Percobaan ketiga menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola
faktorial dengan 3 faktor. Faktor pertama adalah pemberian etilen block (1-mcp),
terdiri atas lima taraf, yaitu 0, 250, 500, 1000 dan 2000 ppb. Faktor kedua adalah
suhu penyimpanan yaitu 15oC dan suhu kamar. Masing-masing perlakuan terdiri
atas tiga ulangan sehingga terdapat 30 satuan percobaan. Setiap peubah
pengamatan dilakukan dengan interval pengamatan 2 hari sekali, dimulai dari 0
sampi 30 HSP. Pengamatan terdiri atas: (1) resistensi perikarp buah (2) kadar air
perikarp buah, (3) total padatan terlarut (TPT), dan (4) total asam tertitrasi (TAT),
(5) susut bobot buah, (6) warna perikarp dan sepal buah, dan (7) kesegaran sepal
buah. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan uji F. Bila hasil yang
diperoleh berbeda nyata pada taraf 5%, maka dilakukan uji lanjut dengan
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Perlakuan 1-mcp pada
berbagai dosis tidak memperpanjang masa simpan buah manggis. Hal ini
konsisten terjadi baik pada perlakuan suhu ruang maupun pada suhu 15 oC.
Perlakuan suhu 15oC dapat memperpanjang masa simpan buah manggis hingga 24
HSP, sedangkan penyimpanan pada suhu ruang hanya bisa bertahan sampai 16
HSP.
Percobaan keempat menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)
dengan dua faktor yaitu pemberian CPPU dan CoSO4 dengan masing-masing
terdiri atas empat taraf konsentrasi. Faktor CPPU yaitu 0, 10, 20, dan 30 ppm.
Faktor CoSO4 yaitu 0, 500, 1000, dan 2000 ppm. Masing- masing perlakuan
terdiri atas 3 ulangan sehingga terdapat 48 satuan percobaan. Data dianalisis
dengan uji F dan uji lanjut dengan DMRT (Duncan Multiple Range Test) pada
taraf 5%. Setiap peubah pengamatan dilakukan dengan interval pengamatan 2 hari
sekali, dimulai dari 0 sampai 30 HSP. Pengamatan terdiri atas: (1) resistensi
perikarp buah; (2) susut bobot; (3) kadar air perikarp; (4) warna perikarp dan
sepal; (5) total padatan terlarut (TPT), dan (6) total asam tertitrasi (TAT). CPPU
berpengaruh terhadap mutu fisik manggis yaitu peubah kecerahan warna (L) sepal
dan daya resistensi perikarp buah selama penyimpanan. Manggis yang diberi
perlakuan CPPU 30 ppm memiliki kecerahan (L) yang tertinggi dibanding
perlakuan lainnya. Manggis lebih resisten dengan perlakuan CPPU. Pada
penelitian ini, perlakuan CoSO4 tidak efektif untuk memperlambat perubahan
warna buah dan tidak efektif mempertahankan mutu manggis selama
penyimpanan.
Percobaan kelima menggunakan rancangan Rancangan Acak Kelompok
(RAK) dengan dua faktor perlakuan yaitu bahan pelapis dan konsentrasi CPPU.
Faktor pertama terdiri atas 4 taraf yaitu: tanpa bahan pelapis (C0), Lilin lebah 6%
(C1), Kitosan 1.5% (C2), dan Gel tepung lidah buaya 5 g/l (C3) . Faktor kedua
CPPU terdiri atas 4 taraf yaitu: 0 ppm (S0), 10 ppm (S1), 20 ppm (S2), dan 30 ppm
(S3). Setiap kombinasi terdiri atas 3 ulangan. Data dianalisis dengan uji F dan
diuji lanjut dengan uji duncan multiple range test (DMRT) pada taraf 5%.
Pengamatan meliputi pengamatan non-destruktif dan destruktif. Pengamatan
dilakukan setiap dua hari sekali sampai 30 hari setelah penyimpana. Peubah
pengamatan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: (1) susut bobot buah.
susut bobot (%); (2) warna perikarp dan sepal; (3) kesegaran sepal; (4) kadar air
perikarp buah (%); (5) daya resistensi perikarp buah (Kgf/cm2); (6) total padatan
terlarut (TPT); dan (7) total asam tertitrasi (TAT). Secara umum perlakuan
berbagai konsentrasi sitokinin (CPPU) dan perlakuan berbagai jenis bahan pelapis
tidak memberikan hasil yang signifikan dalam mempertahankan mutu buah
manggis pada suhu simpan dingin (15oC). Lilin lebah 6% lebih baik dalam
memperlambat susut bobot dibandingkan jenis bahan pelapis lain.
Kata kunci: pengerasan perikarp, lignin, kadar air, respirasi klimakterik,
perubahan warna.
©Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagaian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebut sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
STUDI FISIOLOGI PENGERASAN DAN PERUBAHAN
WARNA PERIKARP DALAM HUBUNGANNYA DENGAN
RESPIRASI KLIMAKTERIK DAN KADAR AIR BUAH
MANGGIS (Garcinia mangostana) PASCAPANEN
ISMADI
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada Program Studi Agronomi dan HortIkultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji pada Ujian
Tertutup
: Dr. Ir. Winarso Drajad Widodo, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor
Dr. Ir. Dewi Sukma, M.Si
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor
Penguji pada Ujian
Terbuka
: Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor)
Dr. Setyadjit, MAPP.Sc
(Peneliti Madya Pascapanen Pertanian, Balai
Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen
Pertanian, Kementerian Pertanian)
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Studi Fisiologi Pengerasan dan Perubahan Warna Perikarp
dalam Hubungannya dengan Respirasi Klimakterik dan Kadar
Air Buah Manggis (Garcinia mangostana) Pascapanen
: Ismadi
: A262070031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc
Ketua
Dr. Ir. Darda Efendi, M.Si
Anggota
Prof. Dr. Maria Bintang, MS
Anggota
Prof. Dr. Ir. Deddy Muchtadi, MS
Anggota
Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Agronomi dan
Hortikultura
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian Terbuka: 26 Juli 2012
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Penulis ucapkan alhamdulillah ke hadirat Allah SWT karena dengan
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan disertasi ini.
Banyak pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung dalam
keberhasilan dan kesuksesan penulis selama menempuh pendidikan S3. Pada
kesempatan ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggitingginya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, MSc. selaku Ketua Komis Pembimbing , Dr.
Ir. Darda Efendi, MSi, Prof. Dr. Maria Bintang, MS, Prof. Dr. Ir. Deddy
Muchtadi, MS, dan Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr masing-masing sebagai anggota
Komisi Pembimbing yang telah banyak memberi masukan, bimbingan,
bantuan dan motivasi selama penulis melaksanakan penelitian dan penulisan
Disertasi.
2. Direktorat Pendidikan Tinggi (DIKTI) Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan Beasiswa Program
Pascasarjana (BPPs), Hibah Penelitian Tim Pascasarjana-HPTP (Hibah
Pasca)
tahun
2010
dengan
DIPA
IPB,
Kontrak
Nomor:
9/13.24.4/SPK/PD/2010 tanggal 5 Maret 2010 yang dihibahkan kepada
Roedhy Poerwanto. Hibah Disertasi Doktor tahun 2010 dengan Surat
Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Disertasi Doktor Nomor:
503/SP2H/PP/DP2M/VI/2010, tanggal 11 Juni 2010 yang dihibahkan kepada
Ismadi.
3. Rektor, Dekan Sekolah Pascasarjana, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua
Departemen Agronomi dan Hortikultura dan Ketua Program Studi Agronomi
dan Hortikultura (AGH) Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah menerima
penulis sebagai salah seorang mahasiswa S3 serta semua staf pengajar atas
bantuan dan saran-saranya selama penulis menempuh pendidikan di IPB.
4. Rektor, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal) yang telah memberi
izin dan dukungan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan pada
Sekolah Pascasarjana IPB.
5. Pemerintah Aceh yang telah memberikan bantuan pendidikan kepada penulis
yang disalurkan melalui Unimal.
6. Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB yang telah banyak membantu
selama ini berupa dana, bahan dan alat penelitian.
7. Prof. Dr. Ir. Slamet Susanto sebagai penguji Ujian Prakualifikasi Lisan dan
Dr. Ir. Winarso D. Widodo, M.Sc sebagai penguji Ujian Prakualifikasi Lisan
dan Ujian Tertutup. Dr. Ir. Dewi Sukma, MSi sebagai penguji Ujian Tertutup,
serta Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, MSc dan Dr. Setyadjit, MAPP.Sc.
sebagai penguji pada Ujian Terbuka.
8. Ibunda Hendon dan ayahanda Muhammad Yunus (alm) atas doanya selama
ini, dan kepada kakanda Nurjannah, Nurdin, Bakhtiar, Nur Afni, serta Kak
Asmara atas dorongan dan semangatnya.
9. Mertua (Rd. Sumirat Puranegara dan Rd. Trisana Sumadipura), dan kepada
Teh Ance, Teh Tia, Teh Dewi, dan Usi, serta Kak Ndien, Kak Lukman, Apa
Fuad, dan Apep atas segala kebaikan selama ini.
10. Istri ku tercinta Rd. Selvy Handayani atas dukungan, semangat, masukan dan
juga bertindak sebagai patner dalam menempuh pendidikan.
11. Rela Sartika, Uli Khusna Inayati, Mesil Asteri, Hatipah Nurtilawati, Mira
Auliani, Stanley, Monay, dan Hafifuddin yang telah banyak membantu
penulis selama melakukan penelitian ini, serta teman-teman peneliti manggis
Inanpi, Susi, Suci, Yulinda, Pak Martias, Pak Liferdi, dan Odit.
12. Teman-teman S3 AGH yakni, Kartika Ning Tyas, Arifah Rahayu, Desi
Hernita, Budi Hartoyo, Muhammad Alwi Mustaha, Hermanto teman-teman
pascasarjana yang tidak mungkin disebut satu-persatu yang telah banyak
memberi masukan, diskusi, motivasi, pertemanan dan persahabatan selama
ini.
13. Teman-teman teknisi laboratorium, Mas Bambang, Mas Yudi, Mas Agus,
Mas Joko, Pak Nandang, Pak Rahmad, Mbak Jujuk, Mbak Iif, Pak Gandi, Pak
Sulyaden dan Pak Ahmad atas segala bantuannya. Teman-teman di
Sekretariat AGH, Mbak Neng, Bu Mimin, Mas Kohar dan Mas Udin.
14. Teman-teman di Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB, Sulassih,
Pipit, Mas Uma, Mas Ubay, Mas Endang, Pak Eman, Mbak Rena, Mbak Ike,
Mbak Eri, Rizal dan Teh Imas.
15. Ketua Gapoktan Manggis Saluyu Mukti (Pak Nanang) dan semua anggota
kelompok tani Desa Garokgek, Kecamatan Kiarapedes, Purwakarta atas
bantuannya selama ini.
16. Dr. Dorly atas segala bantuan dan diskusinya selama ini, dan Dr. Sunaryo
sebagai Kepala Laboratorium Morfologi, Anatomi, dan Sitologi Tumbuhan
Bagian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong serta
Mbak Wido yang telah membantu selama ini.
17. Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Asal Aceh yang tergabung dalam
IKAMAPA, mahasiswa S1 dan S0 yang tergabung dalam Ikatan Mahasisiwa
Tanah Recong (IMTR) dan khususnya buat mahasiswa pascasarjana asal
Unimal. Juga kepada masyarakat Aceh yang tergabung dalam Taman
Iskandar Muda (TIM) Bogor dan Jakarta, serta teman-teman Pemuda Aceh
yang tergabung dalam Ikatan Pemuda Tanah Rencong (IPTR) Bogor.
18. Dr. Anas D Susila, M.Si dan Dr. Ir. Suwardi yang telah bersedia menjadi
anggota komisi pembimbing S2 dan atas rekomendasi yang diberikan
sehingga penulis bisa diterima di IPB dengan beasiswa BPPS saat menempuh
pendidikan S3. Dr. Ir. Abubakar,M.Si dan Ir. Jamil Ali, MS dosen Fakultas
Pertanian Universitas Syiah Kuala yang telah memberikan rekomendasi
kepada penulis pada saat melanjutkan S2.
19. Semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung
yang tidak mungkin disebut satu per satu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2012
Ismadi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Reuleut Timu (Aceh Utara) pada tanggal 31
Desember 1970 dari suami istri Muhammad Yunus (alm) dan Hendon sebagai
anak ke lima dari lima bersaudara. Penulis menempuh pendidikan S1 di Program
Studi/Jurusan Budidaya Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal)
Lhokseumawe dan lulus pada tahun 1996. Pendidikan S2 penulis selesaikan pada
tahun 2004 pada Program Studi Agronomi di Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor (IPB). Pada Tahun 2007 penulis berkesempatan melanjutkan
pendidikan S3 di Mayor Agronomi dan Hortikultura Sekolah Pascasarjana IPB
dengan bantuan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPs) dari Direktorat
Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.
Mulai tahun 1997 sampai sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar pada
Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh
Lhokseumawe.
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Perhimpunan
Hortikultura Indonesia (Perhorti) dan menjadi Pengurus Pusat Perhorti 2009-2013
sebagai Liaison Office Aceh. Di samping itu, penulis juga pernah menjabat
sebagai Ketua Forum Mahasiswa Pascasarjana (Forsca) Departemen Agronomi
dan Hortikultura (AGH) tahun 2008/2009 dan sebagai penasehat Ikatan Keluarga
Mahasiswa Pascasarjana Aceh – Bogor (Ikamapa) tahun 2008-2010 dan
2011/2012. Saat ini sudah dua karya ilmiah disajikan pada Seminar Nasional
Perhorti dan satu sedang dalam proses penerbitan di Jurnal Ilmiah terakreditasi.
Karya ilmiah berjudul “Studi Pengerasan Perikarp Buah Manggis Selama
Penyimpanan” telah disajikan pada Seminar Nasional Perhorti di Bali pada bulan
Nopember 2010, sedangkan karya ilmiah “Pengaruh 1-methylcyclopropene (1mcp) dan suhu penyimpanan pada pengerasan dan perubahan warna perikarp buah
manggis” telah disajikan pada Seminar Nasional Perhorti di Lembang, Bandung
pada bulan Nopember 2011. Artikel lain berjudul “Pengaruh etilen eksogen dan
suhu penyimpanan terhadap perubahan mutu buah manggis” akan diterbitkan
pada Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian pada tahun 2012.
Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3 penulis.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
xiv
PENDAHULUAN ..........................................................................................
Latar Belakang ……………………………………………………...
Alur Pikir Penelitian ...........................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Hipotesis Penelitian .............................................................................
Manfaat Penelitian ..............................................................................
1
1
4
5
5
6
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................
Botani Tanaman Manggis ...................................................................
Buah Manggis .....................................................................................
Fisiologi Pascapanen ..........................................................................
Penyimpanan Dingin ..........................................................................
Etilen ..................................................................................................
1-Methylcyclopropene (1-mcp) ……………………………………
Sitokinin ..............................................................................................
CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) ......
CoSO4 ...................................................................................................................................................
Bahan Pelapis .....................................................................................
11
11
12
16
20
21
22
23
24
25
26
FISIOLOGI PENGERASAN PERIKARP BUAH MANGGIS ......................
Abstrak ...............................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode ..............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
31
31
31
32
33
46
73
PENGARUH ETILEN EKSOGEN DAN SUHU SIMPAN TERHADAP
PERUBAHAN MUTU BUAH MANGGIS ....................................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
75
75
75
76
77
79
97
PENGARUH 1-METHYLCYCLOPROPENE (1-MCP) DAN SUHU SIMPAN
TERHADAP PENGERASAN DAN PERUBAHAN WARNA PERIKARP
BUAH MANGGIS ...........................................................................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
99
99
99
100
102
104
120
PENGARUH SITOKININ DAN CoSO4 TERHADAP MUTU FISIK BUAH
MANGGIS PADA PENYIMPANAN SUHU DINGIN ..................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
121
121
121
122
123
124
133
PENGARUH BAHAN PELAPIS DAN SITOKININ CPPU TERHADAP
MUTU BUAH MANGGIS PADA SUHU SIMPAN DINGIN .......................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
135
135
135
136
138
139
150
PEMBAHASAN UMUM ..................................................................................
151
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................................
161
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
163
LAMPIRAN .....................................................................................................
175
DAFTAR TABEL
Teks
Halaman
1. Komposisi kimia buah manggis dalam 100 g aril masak .....................
13
2. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kekerasan dan
Daya Resistensi Perikarp Buah Manggis ..............................................
80
3. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kadar Air Perikarp
dan Susut Bobot Buah Manggis ...........................................................
83
4. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap TPT dan
TAT Buah Manggis ..............................................................................
84
5. Resistensi Perikarp Buah Manggis Akibat Perlakuan Sitokinin (CPPU)
dan CoSO4 pada Suhu Simpan Dingin .................................................
112
6. Daya Resisitensi Buah Perikarp Buah Manggis akibat Perlakuan
Bahan Pelapis dan CPPU pada suhu Simpan Dingin ...........................
128
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1. Bagan alir penelitian pengembangan teknologi pascapanen untuk
memperpanjang umur simpan buah manggis ......................................
2. Pola kromasitas warna
9
.........................................................................
44
3. Laju respirasi buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar (SK)
dan 15oC berdasarkan stadia kematangan, stadia kematangan buah
dua, satu dan nol ...................................................................................
47
4. Laju produksi etilen buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar
(SK) dan 15oC berdasarkan stadia kematangan buah, stadia
kematangan dua, satu dan nol ..............................................................
50
5. Resistensi dan kekerasan perikarp buah manggis selama penyimpanan
yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ...............................
52
6. Kandungan protein perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .......................................
54
7. Aktivitas PAL, CAD, dan POD perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .........
55
8. Kandungan lignin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ........................................
56
9. Total fenolik perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ..................................................
57
10. Kadar Pektin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ..................................................
58
11. Kadar Kalsium Pektat (Ca Pektat) perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ........
60
12. Aktivitas Poligalakturonase perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .........
60
13. Kadar air perikarp dan susut bobot buah manggis selama penyimpanan
yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ...............................
62
14. Penampang melintang eksokarp (atas) dan mesokarp (bawah) buah
manggis pada penyimpanan suhu kamar pengamatan hari ke-0, ke-15,
dan ke-30 (Pembesaran 1,25x20x) .......................................................
63
15. Penampilan perikarp dan aril buah manggis, (1) perikarp yang belum
mengalami pengerasan, (2) awal terjadi pengerasan perikarp, (3)
pengerasan yang membentuk titik-titik pada perikarp, (4) pengerasan
perikarp sedang, dan (5) pengerasan sudah merata pada semua bagian
perikarp ................................................................................................
64
16. Total padatan terlarut buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ...................................................
65
17. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ........................................
66
18. Nisbah TPT/TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ...................................................
67
19. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b)
perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ....................................................................
68
20. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) perikarp buah
manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ..............................................................
69
21. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b)
sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu
ruang dan suhu 15oC ............................................................................
70
22. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) sepal buah
manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ..............................................................
71
23. Tingkat kesegaran sepal selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ....................................................................
72
24.
25.
26.
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap
Kecerahan (L) Perikarp Buah Manggis ...............................................
86
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Perikarp Buah Manggis ........................................................................
87
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
Perikarp Buah Manggis ..........................................................................
88
27. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Perikarp
Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen
Eksogen 0 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 0 ppm dan
suhu kamar ...........................................................................................
89
28. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Perikarp
Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen
Eksogen 400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan
suhu kamar ............................................................................................
90
29. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kecerahan
(L) Sepal Buah Manggis ......................................................................
91
30. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Sepal Buah Manggis ............................................................................
92
31. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
Sepal Buah Manggis ............................................................................
93
32. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah
Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
0 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 0 ppm dan suhu kamar .....................
95
33. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah
Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan suhu kamar .............
96
34.
Resistensi perikarp buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan
suhu penyimpanan ...............................................................................
105
35. Kadar air perikarp (%) buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan
suhu penyimpanan ................................................................................
106
Padatan total terlarut (oBrix) buah manggis yang diberi perlakuan 1mcp dan suhu penyimpanan .................................................................
107
% TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan 1mcp dan suhu .......................................................................................
109
Susut bobot buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
1-mcp dan suhu ....................................................................................
110
Kecerahan perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu......................................................................
111
Nilai a perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
112
36.
37.
38.
39.
40.
41.
Nilai b perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
113
42.
Penampilan buah manggis sebelum diperlakukan 1-MCP ..................
114
43.
Kecerahan sepal buah manggis (L) selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
114
Nilai a sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ..................................................................
115
Nilai b sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ..................................................................
116
46. Tingkat kesegaran sepal buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan 1-mcp dan suhu .........................................................
117
47. Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 0 HSP ....................................................................
117
44.
45.
48.
Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 8 HSP ....................................................................
118
Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 20 HSP ..................................................................
119
Susut bobot perikarp buah manggis akibat perlakuan sitokinin (CPPU)
dan CoSO4 pada suhu simpan dingin ...................................
127
51. Pengaruh CPPU dan CoSO4 terhadap perubahan kadar air perikarp
buah ......................................................................................................
128
52.
Kecerahan sepal (L) buah dan nisbah a/b sepal selama penyimpanan ..
130
53. Kecerahan warna perikarp buah dan warna perikarp buah
(a/b nisbah) .............................................................................................
132
54. Kadar air perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan
CPPU pada suhu simpan dingin ..........................................................
140
55. Susut bobot buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan CPPU
pada suhu simpan dingin ....................................................................
143
56. Tingkat kecerahan (L) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ...........................
144
49.
50.
57. Warna merah-hijau (a) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 145
58. Warna kuning-biru (b)) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 145
59. Tingkat kecerahan (L) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................
146
60. Warna merah-hijau (a) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 147
61. warna kuning-biru (b) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ......................................... 147
62. Tingkat kesegaran sepal buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis
dan CPPU pada suhu simpan dingin ....................................................
148
63. Total padatan terlarut aril buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 149
64. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 150
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halaman
1. Komposisi larutan seri Johansen (1940) ...............................................
157
2. Komposisi reagen Bernfeld ...................................................................
158
3. Prosedur analisis protein total dan enzim phenyl alanine amonia lyase
(PAL), cinnamy alcohol dehydrogenase (CAD), peroxidase (POD) ...
159
4. Prosedur analisis kandungan lignin dan fenolik bebas .........................
160
5. Indeks kematangan buah manggis di pohon berdasarkan warna kulit
buah .......................................................................................................
161
6. Diagram alir pembuatan gel lidah buaya dari tepung lidah buaya ..........
162
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana) merupakan salah satu tanaman buah yang
mempunyai potensi tinggi untuk dikembangkan. Rasa buahnya yang khas, daging
buahnya berwarna putih, kandungan gizi serta penampilan kulit buahnya yang
menarik, membuat manggis menjadi salah satu buah yang banyak diminati oleh
masyarakat. Manggis merupakan salah satu buah yang mempunyai nilai ekonomi
tinggi di Indonesia. Volume ekspor manggis terus meningkat, dari 5.697 ton
dengan nilai U$ 3,612 juta tahun 2006 menjadi 11,388 ton dengan nilai U$ 8,754
juta tahun 2010 (BPS 2012). Namun, dari total produksi manggis tahun 2010
sebesar 84.538 ton hanya11.388 ton (13,57%) saja yang diekspor. Negara tujuan
ekspor manggis adalah Cina, Hongkong, Taiwan, Uni Emirat Arab, Singapura,
Malaysia, Belanda, dan Jerman
Rendahnya persentase buah yang layak ekspor ini disebabkan rendahnya
mutu sebagian besar buah manggis yang diproduksi. Permasalahan mutu buah
manggis Indonesia menurut Poerwanto et al. (2010) adalah: (1) adanya getah
kuning pada daging buah (aril), (2) burik pada perikarp buah, (3) rendahnya masa
simpan buah manggis (perikarp buah manggis segera mengeras dan berubah
warna menjadi ungu tua kehitaman, dan sepal buah cepat
berubah menjadi
coklat). Menurut Palapol et al. (2009), buah yang dipanen pada stadia satu dan
disimpan pada suhu 25oC akan sangat cepat berkembang menjadi stadia enam
(hitam keunguan) dalam sembilan hari. Konsumen di China (importir terbesar
manggis Indonesia) tidak menyukai manggis yang sudah berwarna ungu
kehitaman (Poerwanto et al. 2011). Buah manggis yang dipanen dengan warna
perikarp buah hijau dengan setitik warna ungu (104 hari setelah antesis),
kesegaran sepal hanya dapat bertahan sampai enam hari (Suryanti et al. 1999).
Jika kedua masalah kendala ini dapat diatasi, volume dan nilai ekspor buah
manggis akan bisa ditingkatkan.
2
Buah manggis termasuk buah klimaterik, artinya buah yang memiliki
respirasi klimakterik (Osman dan Milan 2006; Azhar 2007), ditandai dengan
peningkatan produksi etilen dan respirasi selama pemasakan (Paliyath et al.
2008). Buah manggis memiliki umur simpan yang pendek terutama pada suhu
kamar, sehingga perikarpnya cepat mengeras. Pengerasan perikarp buah manggis
diduga terkait dengan proses bikomia dan kehilangan kadar air.
Puncak respirasi dan produksi etilen pada suhu ruang terjadi pada hari ke 11
setelah perlakuan (HSP), sedangkan buah yang disimpan pada suhu 15oC terjadi
pada 22 HSP (Swadianto 2009). Sementara itu, resistensi perikarp buah
meningkat tajam pada hari 11 setelah perlakuan (Sartika 2009). Setelah terjadi
klimakterik, maka akan terjadi berbagai perubahan pada buah manggis seperti laju
aktivitas enzim, perubahan biokimia, dan terjadi pengerasan perikarp. Perubahan
warna sepal terjadi dengan cepat dari hijau ke kuning sampai hari ke 10 setelah
perlakuan, setelah itu perubahan terjadi dengan perlahan-lahan (Sartika 2010).
Ada beberapa jenis enzim yang mungkin terlibat dalam proses biokimia
pada pengerasan perikarp buah manggis. Pada penelitian ini aktivitas enzim yang
akan diamati adalah phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol
dehydrogenase (CAD), dan peroxidase (POD).
Ketiga jenis enzim tersebut
terlibat dalam biosintesis lignin. Pengamatan juga akan dilakukan pada kadar
Ca-pektat perikarp, karena unsur Kalsium berperan penting dalam penyusunan
struktur dinding sel sebagai Ca-pektat dalam lamela tengah (Marschner 1995).
Oleh karena itu Ca-pektat diduga juga berperan dalam peningkatan kekerasan
perikarp buah manggis. Peningkatan kandungan lignin dan kadar Ca-pektat
perikarp akan menyebabkan terjadinya pengerasan pada perikarp buah manggis
(Dangcham et al. 2008; Marschner 1995), sehingga buah akan lebih sulit untuk
dibuka. Kekerasan perikarp buah yang disimpan pada suhu ruang mulai
meningkat tajam pada hari ke sembilan setelah perlakuan, dan aktivitas enzim
poligalakturonase mulai menurun (Auliani 2009).
Respirasi klimakterik memicu percepatan proses biokimia di dalam buah,
termasuk sintesis enzim yang diduga berkaitan dengan proses pengerasan
perikarp. Penghambatan dan percepatan respirasi klimakterik diduga akan sangat
berpengaruh pada proses pengerasan perikarp buah manggis. Salah satu bahan
3
yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik adalah dengan aplikasi
hormon etilen (C2H4). Hal yang sebaliknya akan terjadi apabila buah manggis
diberi bahan yang dapat menghambat terjadinya klimakterik. Penghambatan saat
terjadinya klimakterik dapat dilakukan dengan CoSO4 dan 1-MCP sehingga
diduga aplikasi keduanya pada buah manggis akan dapat menunda pengerasan
buah.
Hormon tumbuhan yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik
adalah etilen. Etilen adalah hormon tanaman yang terlibat dalam banyak aspek
kehidupan tanaman termasuk dalam mempercepat pemasakan buah (Taiz dan
Zieger 1991; Reid 1994; Wang et al. 2001) dan memegang peranan penting dalam
pemasakan buah klimakterik (Chaves dan
de Mello-Farias 2006). Etilen
memberikan pengaruh yang nyata terhadap waktu yang diperlukan untuk
mencapai puncak klimakterik.
Menurut Romagnano (2008), CoSO4 merupakan salah satu bahan yang
dapat menghambat kerja etilen. Co2+ dikenal sebagai bahan yang dapat
menghambat produksi etilen, yaitu penghambatan konversi ACC menjadi etilen
(Yu dan Yang 1979). Menurut Singh (2002), perlakuan CoSO4 200 ppm yang
dikombinasikan dengan larutan yang mengandung 4% gula dan 200 pmm asam
sitrat sangat efektif meningkatkan umur bunga mawar jambangan cv. Superstar.
Pada saat ini telah dikembangkan 1-methylcyclopropene (1-MCP), suatu
senyawa volatile turunan cyclopropena yaitu suatu cyclic olefin, yang memiliki
kemampuan memblok etilen mengirim sinyal-sinyal pematangan (Sisler dan Serek
1997). Senyawa 1-MCP dapat memblok reseptor etilen sehingga etilen tidak
dapat terikat pada reseptor untuk melakukan perannya dalam proses pematangan.
Dengan demikian penambahan 1-MCP akan menekan pengaruh etilen (Sisler dan
Serek 1997).
Pengerasan perikarp buah manggis juga terkait dengan transpirasi air sel.
Hilangnya air dari perikarp menyebabkan sel-sel akan mengeras dan lebih susah
untuk dibuka. Kehilangan air terjadi sebagai akibat adanya gradien uap air antara
kejenuhan atmosfer internal (ruang antar sel) dan kejenuhan yang rendah atmosfer
disekelilingnya. Laju perpindahan dipengaruhi oleh perbedaan tekanan uap antara
produk dan lingkungannya yang disebabkan oleh temperatur dan kelembaban
4
relatif. Pada suhu 15oC dengan kelembaban 30% akan menyebabkan produk
mengalami kehilangan air 36 kali lebih cepat daripada temperatur 0oC dengan
kelembaban 90%. Oleh karena itu penyimpanan buah pada temperatur rendah
adalah penting untuk mengurangi kehilangan air dan pada akhirnya mengurangi
pengeriputan dan kalayuan (Kader 1992), serta pengerasan perikarp.
Penghambatan pengerasan perikarp buah juga dapat dilakukan dengan
cara melakukan pelapisan buah menggunakan bahan pelapis. Pelapisan (coating)
merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperpanjang umur
simpan, memperlambat perubahan mutu, dan mengurangi susut bobot dari produk
pertanian. Pemberian bahan pelapis dilakukan agar dapat mengurangi laju
kehilangan air pada perikarp buah. Bahan pelapis yang dapat digunakan
diantaranya adalah lilin, kitosan, dan gel lidah buaya.
Pelapisan lilin tambahan yang diberikan secara artifisial juga dapat
memberikan
perlindungan
terhadap
organisme-organisme
pembusuk
dan
meningkatkan kilap buah-buahan sehingga tampak lebih menarik (Akamine et al.
1989).
Kader (1992) menyatakan bahwa pelapisan lilin diharapkan dapat
menutup sebagian stomata sehingga menurunkan laju respirasi dan mencegah
penguapan air, dan dapat memperkecil kerusakan buah yang telah dipanen. Pada
penelitian Widiastuti (2006), buah manggis yang diberi lapisan lilin carnauba
dalam penyimpanan suhu ruang layak dijual sampai hari ke-16 penyimpanan,
walaupun pada hari ke-25 penyimpanan kondisi buah masih baik (masih dapat
dikonsumsi).
Kitosan da
WARNA PERIKARP DALAM HUBUNGANNYA DENGAN
RESPIRASI KLIMAKTERIK DAN KADAR AIR BUAH
MANGGIS (Garcinia mangostana) PASCAPANEN
ISMADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul “Studi Fisiologi
Pengerasan dan Perubahan Warna Perikarp dalam Hubungannya dengan
Respirasi Klimakterik dan Kadar Air Buah Manggis (Garcinia mangostana)
Pascapanen” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau yang dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebut dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dalam Disertasi ini.
Bogor, Agustus 2012
Ismadi
A262070031
ABSTRACT
ISMADI. Physiological Study of Hardening and Color Changes of Pericarp in
Relation to Climacteric Respiration and Moisture Content in Mangosteen
(Garcinia mangostana) after Harvest. Under the Supervision of ROEDHY
POERWANTO as Chairman of the Supervisory Commission, and DARDA
EFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY MUCHTADI, and SUTRISNO
respectively as members.
Mangosteen is a high economic value fruit in Indonesia. The problems
encountered are the fruit pericarp quickly harden and the color immediately
changed to dark purple-black, and sepals quickly turned into brown in color after
harvest, so shelf life is short, especially at room temperature. This research aimed
to study the process of change in hardness, pericarp and sepal color, and the sepal
freshness of the mangosteen fruit and the factors that influence the physiology and
biochemistry during storage. The research consisted of five experiments: (1)
hardening physiology of mangosteen pericarp, (2) effect of exogenous ethylene
and storage temperature on quality changes of mangosteen, (3) effects of 1methylcyclopropene (1-mcp) and storage temperature on hardening of and color
change of pericarp of mangosteen, (4) Effect of cytokinin and CoSO4 on physical
quality of mangosteen during cool storage, and (5) Effect of coating material and
cytokinin CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) on the
quality of mangosteen on cool storage. The results showed that the peak rate of
ethylene production one day earlier than the respiration climacteric. The peak rate
of ethylene production occurred on day 11 while the respiration climacteric peak
occurred on day 12. Climacteric respiration will lead to biochemical changes in
the mangosteen fruit pericarp, such an increase in protein content, increased
activity of the enzyme phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol
dehydrogenase (CAD), and peroxidase (POD), and increasing the amount of
lignin. Pericarp hardening occured due to water content decrease in the
mangosteen and increased content of lignin. Fruit stored at a temperature of 15oC
can last up to 28 days after treatment (DAT). Whereas fruit stored at room
temperature only last up to 14 DAT. Mangosteen fruit stored at a temperature of
15oC had lower level of resistance and hardness. had a higher water content, lower
weight loss, slower color change, and had a higher total soluble solids (TSS) and
titratable acidity (TA). Exogenous ethylene treatment did not provide a marked
influence on all the variables observed, which means that the mangosteen fruit
wass less sensitive to exogenous ethylene treatment. 1-MCP treatment at various
doses did not prolong the shelf life of the mangosteen fruit. This treatment is
consistent in both room temperature and at a temperature of 15oC. 6% beeswax
better reduce weight loss than other types of coating materials.
Keys word: pericarp hardening, lignin, water content, climacteric respiration,
color change.
RINGKASAN
ISMADI. Studi Fisiologi Pengerasan Dan Perubahan Warna Perikarp
Dalam Hubungannya Dengan Respirasi Klimakterik Dan Kadar Air
Buah Manggis (Garcinia Mangostana) Pascapanen. Dibimbing oleh
ROEDHY POERWANTO, DARDA EFFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY
MUCHTADI, dan SUTRISNO.
Manggis merupakan buah yang mempunyai nilai ekonomi tinggi di
Indonesia. Permasalahan yang ditemui adalah perikarp buah cepat mengeras dan
warnanya segera berubah menjadi ungu tua kehitaman, dan sepal buah cepat
berubah menjadi coklat sehingga umur simpannya pendek terutama pada suhu
kamar. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses perubahan kekerasan,
warna perikarp dan sepal, serta kesegaran sepal buah manggis dan faktor-faktor
fisiologi dan biokimia yang mempengaruhinya selama penyimpanan. Penelitian
ini terdiri atas lima percobaan, yaitu: (1) fisiologi pengerasan perikarp buah
manggis, (2) pengaruh etilen eksogen dan suhu penyimpanan terhadap perubahan
mutu buah manggis, (3) pengaruh 1-methylcyclopropene (1-mcp) dan suhu
penyimpanan terhadap pengerasan dan perubahan warna perikarp buah manggis,
(4) pengaruh sitokinin dan CoSO4 terhadap mutu fisik buah manggis pada
penyimpanan suhu dingin, dan (5) pengaruh bahan pelapis dan sitokinin CPPU
((N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) terhadap mutu buah
manggis pada suhu simpan dingin.
Percobaan pertama menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)
faktor tunggal yaitu penyimpanan pada suhu yang berbeda dengan tiga ulangan.
Penyimpanan dilakukan pada suhu kamar dengan suhu rata-rata 25,5±5,5oC dan
suhu 15±2oC menggunakan ruang simpan sejuk. Kelembaban relatif (RH) 72%
pada suhu kamar dan 91,5% pada suhu 15oC. Pengamatan dilakukan mulai dari
hari ke-0 sampai dengan hari ke-30 setelah perlakuan (HSP). Data dianalisis
dengan menggunakan uji F dan uji lanjut menggunakan Beda Nyata terkecil
(BNT) pada taraf 5%. Bahan yang digunakan adalah buah manggis dengan stadia
kematangan dua, dengan ciri-ciri perikarp buah kuning kemerahan dengan sedikit
bercak merah (104-108 hari sejak bunga mekar). Khusus pada pengamatan
respirasi dan laju produksi etilen digunakan buah dengan stadia kematangan nol,
satu dan dua. Buah dipanen dari kebun petani di Kiarapedes, Kabupaten
Purwakarta. Peubah dan metode pengamatan adalah sebagai berikut: (1) daya
resistensi perikarp buah (Kgf/cm2) (Poerwanto at al. 2011); (2) kekerasan
perikarp (kgf); (3) kadar air perikarp buah (%); (4) susut bobot (%); (5)
kandungan protein (Lowry (1951) yang telah dimodifikasi oleh Waterborg dan
Matthews (2002); (6) kandungan lignin Bruce dan West (1989); (7) aktivitas
enzim yang terlibat dalam biosintesis lignin (Aktivitas Phenylalanine Ammonia
lyase (PAL) (Cam dan Tower (1973) yang telah dimodifikasi (Dangcham et al
2008), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) (Goffner et al. 1992), dan
peroxidase (POD) (Morita et al. 1988); (8) total fenolik (Zhang et al. 2000); (9)
aktivitas enzim poligalakturonase (Zoghbi 1994); (10) kadar pektin perikarp
(Towle dan Christensen 1973); (11) kadar ca-pektat perikarp (Apriyantono dan
Fardiaz 1988); (12) laju respirasi (CO2); (13) laju produksi etilen; (14) padatan
total terlarut (PTT) (0Brix); (15) total asam tertitrasi (TAT); (16) warna perikarp
dan sepal buah; (17) tingkat kesegaran sepal; (18) studi anatomi sel perikarp.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa puncak laju produksi etilen satu hari lebih
cepat dari respirasi klimakterik. Puncak laju produksi etilen terjadi pada hari ke 11
sedangkan puncak respirasi klimakterik terjadi pada hari ke 12. Respirasi
klimakterik akan memicu terjadinya perubahan biokimia pada perikarp buah
manggis seperti peningkatan kandungan protein, peningkatan aktivitas enzim
PAL, PAD, COD dan bertambahnya jumlah lignin. Pengerasan perikarp buah
manggis terjadi karena penurunan kadar air dan peningkatan kandungan lignin.
Percobaan kedua dirancang dengan menggunakan Rancangan Acak
Kelompok (RAK) dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah
perlakuan etilen dengan dosis 0 dan 400 ppm. Faktor kedua adalah suhu
penyimpanan ialah 15±2oC dan suhu kamar (25,5±5,5oC). Kelembaban relatif
(RH) 91,5% pada suhu 15oC dan 72% pada suhu kamar. Pengamatan dilakukan
dua hari sekali, mulai dari hari ke-0 sampai dengan hari ke-28 hari setelah
perlakuan (HSP). Buah manggis dengan tingkat kematangan dua diperlakukan
dengan etilen murni pada suhu kamar. Buah dimasukkan sebanyak 25% dari
volume kontainer plastik yang dilengkapi dengan kipas angin kecil di dalamnya
agar perlakuan etilen eksogen merata ke semua bagian. Kemudian kontainer
plastik ditutup rapat agar tidak ada udara yang masuk atau ke luar kontainer.
Etilen murni disuntikan ke dalam kontainer plastik dengan menggunakan suntikan
dan dibuka setelah 24 jam. Buah kemudian disimpan pada suhu suhu kamar atau
dalam ruang pendingin dengan suhu 15oC sesuai dengan perlakuan. Peubah yang
diamati adalah sebagai berikut: 1) kekerasan perikarp buah; 2) daya resistensi
perikarp buah; 3) Kadar air perikarp buah ; 4) Susut bobot buah; 5) total padatan
terlarut (TPT); 6) total asam tertitrasi (TAT); 7) warna perikarp dan sepal. Buah
yang disimpan pada suhu 15oC dapat bertahan sampai 28 HSP, sedangkan buah
yang disimpan pada suhu kamar maksimal hanya bertahan 14 HSP. Buah manggis
yang disimpan pada suhu 15oC mempunyai tingkat resistensi dan kekerasan yang
lebih rendah, mempunyai kadar air yang lebih tinggi, susut bobot lebih rendah,
lebih lama terjadi perubahan warna, dan mempunyai TPT dan TAT yang lebih
tinggi. Perlakuan etilen eksogen tidak memberikan pengaruh yang nyata pada
semua peubah yang diamati, yang artinya bahwa buah manggis kurang sensitif
terhadap perlakuan etilen eksogen.
Percobaan ketiga menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola
faktorial dengan 3 faktor. Faktor pertama adalah pemberian etilen block (1-mcp),
terdiri atas lima taraf, yaitu 0, 250, 500, 1000 dan 2000 ppb. Faktor kedua adalah
suhu penyimpanan yaitu 15oC dan suhu kamar. Masing-masing perlakuan terdiri
atas tiga ulangan sehingga terdapat 30 satuan percobaan. Setiap peubah
pengamatan dilakukan dengan interval pengamatan 2 hari sekali, dimulai dari 0
sampi 30 HSP. Pengamatan terdiri atas: (1) resistensi perikarp buah (2) kadar air
perikarp buah, (3) total padatan terlarut (TPT), dan (4) total asam tertitrasi (TAT),
(5) susut bobot buah, (6) warna perikarp dan sepal buah, dan (7) kesegaran sepal
buah. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan uji F. Bila hasil yang
diperoleh berbeda nyata pada taraf 5%, maka dilakukan uji lanjut dengan
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Perlakuan 1-mcp pada
berbagai dosis tidak memperpanjang masa simpan buah manggis. Hal ini
konsisten terjadi baik pada perlakuan suhu ruang maupun pada suhu 15 oC.
Perlakuan suhu 15oC dapat memperpanjang masa simpan buah manggis hingga 24
HSP, sedangkan penyimpanan pada suhu ruang hanya bisa bertahan sampai 16
HSP.
Percobaan keempat menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)
dengan dua faktor yaitu pemberian CPPU dan CoSO4 dengan masing-masing
terdiri atas empat taraf konsentrasi. Faktor CPPU yaitu 0, 10, 20, dan 30 ppm.
Faktor CoSO4 yaitu 0, 500, 1000, dan 2000 ppm. Masing- masing perlakuan
terdiri atas 3 ulangan sehingga terdapat 48 satuan percobaan. Data dianalisis
dengan uji F dan uji lanjut dengan DMRT (Duncan Multiple Range Test) pada
taraf 5%. Setiap peubah pengamatan dilakukan dengan interval pengamatan 2 hari
sekali, dimulai dari 0 sampai 30 HSP. Pengamatan terdiri atas: (1) resistensi
perikarp buah; (2) susut bobot; (3) kadar air perikarp; (4) warna perikarp dan
sepal; (5) total padatan terlarut (TPT), dan (6) total asam tertitrasi (TAT). CPPU
berpengaruh terhadap mutu fisik manggis yaitu peubah kecerahan warna (L) sepal
dan daya resistensi perikarp buah selama penyimpanan. Manggis yang diberi
perlakuan CPPU 30 ppm memiliki kecerahan (L) yang tertinggi dibanding
perlakuan lainnya. Manggis lebih resisten dengan perlakuan CPPU. Pada
penelitian ini, perlakuan CoSO4 tidak efektif untuk memperlambat perubahan
warna buah dan tidak efektif mempertahankan mutu manggis selama
penyimpanan.
Percobaan kelima menggunakan rancangan Rancangan Acak Kelompok
(RAK) dengan dua faktor perlakuan yaitu bahan pelapis dan konsentrasi CPPU.
Faktor pertama terdiri atas 4 taraf yaitu: tanpa bahan pelapis (C0), Lilin lebah 6%
(C1), Kitosan 1.5% (C2), dan Gel tepung lidah buaya 5 g/l (C3) . Faktor kedua
CPPU terdiri atas 4 taraf yaitu: 0 ppm (S0), 10 ppm (S1), 20 ppm (S2), dan 30 ppm
(S3). Setiap kombinasi terdiri atas 3 ulangan. Data dianalisis dengan uji F dan
diuji lanjut dengan uji duncan multiple range test (DMRT) pada taraf 5%.
Pengamatan meliputi pengamatan non-destruktif dan destruktif. Pengamatan
dilakukan setiap dua hari sekali sampai 30 hari setelah penyimpana. Peubah
pengamatan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: (1) susut bobot buah.
susut bobot (%); (2) warna perikarp dan sepal; (3) kesegaran sepal; (4) kadar air
perikarp buah (%); (5) daya resistensi perikarp buah (Kgf/cm2); (6) total padatan
terlarut (TPT); dan (7) total asam tertitrasi (TAT). Secara umum perlakuan
berbagai konsentrasi sitokinin (CPPU) dan perlakuan berbagai jenis bahan pelapis
tidak memberikan hasil yang signifikan dalam mempertahankan mutu buah
manggis pada suhu simpan dingin (15oC). Lilin lebah 6% lebih baik dalam
memperlambat susut bobot dibandingkan jenis bahan pelapis lain.
Kata kunci: pengerasan perikarp, lignin, kadar air, respirasi klimakterik,
perubahan warna.
©Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagaian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebut sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
STUDI FISIOLOGI PENGERASAN DAN PERUBAHAN
WARNA PERIKARP DALAM HUBUNGANNYA DENGAN
RESPIRASI KLIMAKTERIK DAN KADAR AIR BUAH
MANGGIS (Garcinia mangostana) PASCAPANEN
ISMADI
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada Program Studi Agronomi dan HortIkultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji pada Ujian
Tertutup
: Dr. Ir. Winarso Drajad Widodo, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor
Dr. Ir. Dewi Sukma, M.Si
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor
Penguji pada Ujian
Terbuka
: Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan
Hortikultura,
Fakultas
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor)
Dr. Setyadjit, MAPP.Sc
(Peneliti Madya Pascapanen Pertanian, Balai
Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen
Pertanian, Kementerian Pertanian)
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Studi Fisiologi Pengerasan dan Perubahan Warna Perikarp
dalam Hubungannya dengan Respirasi Klimakterik dan Kadar
Air Buah Manggis (Garcinia mangostana) Pascapanen
: Ismadi
: A262070031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc
Ketua
Dr. Ir. Darda Efendi, M.Si
Anggota
Prof. Dr. Maria Bintang, MS
Anggota
Prof. Dr. Ir. Deddy Muchtadi, MS
Anggota
Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Agronomi dan
Hortikultura
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian Terbuka: 26 Juli 2012
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Penulis ucapkan alhamdulillah ke hadirat Allah SWT karena dengan
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan disertasi ini.
Banyak pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung dalam
keberhasilan dan kesuksesan penulis selama menempuh pendidikan S3. Pada
kesempatan ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggitingginya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, MSc. selaku Ketua Komis Pembimbing , Dr.
Ir. Darda Efendi, MSi, Prof. Dr. Maria Bintang, MS, Prof. Dr. Ir. Deddy
Muchtadi, MS, dan Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr masing-masing sebagai anggota
Komisi Pembimbing yang telah banyak memberi masukan, bimbingan,
bantuan dan motivasi selama penulis melaksanakan penelitian dan penulisan
Disertasi.
2. Direktorat Pendidikan Tinggi (DIKTI) Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan Beasiswa Program
Pascasarjana (BPPs), Hibah Penelitian Tim Pascasarjana-HPTP (Hibah
Pasca)
tahun
2010
dengan
DIPA
IPB,
Kontrak
Nomor:
9/13.24.4/SPK/PD/2010 tanggal 5 Maret 2010 yang dihibahkan kepada
Roedhy Poerwanto. Hibah Disertasi Doktor tahun 2010 dengan Surat
Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Disertasi Doktor Nomor:
503/SP2H/PP/DP2M/VI/2010, tanggal 11 Juni 2010 yang dihibahkan kepada
Ismadi.
3. Rektor, Dekan Sekolah Pascasarjana, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua
Departemen Agronomi dan Hortikultura dan Ketua Program Studi Agronomi
dan Hortikultura (AGH) Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah menerima
penulis sebagai salah seorang mahasiswa S3 serta semua staf pengajar atas
bantuan dan saran-saranya selama penulis menempuh pendidikan di IPB.
4. Rektor, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal) yang telah memberi
izin dan dukungan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan pada
Sekolah Pascasarjana IPB.
5. Pemerintah Aceh yang telah memberikan bantuan pendidikan kepada penulis
yang disalurkan melalui Unimal.
6. Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB yang telah banyak membantu
selama ini berupa dana, bahan dan alat penelitian.
7. Prof. Dr. Ir. Slamet Susanto sebagai penguji Ujian Prakualifikasi Lisan dan
Dr. Ir. Winarso D. Widodo, M.Sc sebagai penguji Ujian Prakualifikasi Lisan
dan Ujian Tertutup. Dr. Ir. Dewi Sukma, MSi sebagai penguji Ujian Tertutup,
serta Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, MSc dan Dr. Setyadjit, MAPP.Sc.
sebagai penguji pada Ujian Terbuka.
8. Ibunda Hendon dan ayahanda Muhammad Yunus (alm) atas doanya selama
ini, dan kepada kakanda Nurjannah, Nurdin, Bakhtiar, Nur Afni, serta Kak
Asmara atas dorongan dan semangatnya.
9. Mertua (Rd. Sumirat Puranegara dan Rd. Trisana Sumadipura), dan kepada
Teh Ance, Teh Tia, Teh Dewi, dan Usi, serta Kak Ndien, Kak Lukman, Apa
Fuad, dan Apep atas segala kebaikan selama ini.
10. Istri ku tercinta Rd. Selvy Handayani atas dukungan, semangat, masukan dan
juga bertindak sebagai patner dalam menempuh pendidikan.
11. Rela Sartika, Uli Khusna Inayati, Mesil Asteri, Hatipah Nurtilawati, Mira
Auliani, Stanley, Monay, dan Hafifuddin yang telah banyak membantu
penulis selama melakukan penelitian ini, serta teman-teman peneliti manggis
Inanpi, Susi, Suci, Yulinda, Pak Martias, Pak Liferdi, dan Odit.
12. Teman-teman S3 AGH yakni, Kartika Ning Tyas, Arifah Rahayu, Desi
Hernita, Budi Hartoyo, Muhammad Alwi Mustaha, Hermanto teman-teman
pascasarjana yang tidak mungkin disebut satu-persatu yang telah banyak
memberi masukan, diskusi, motivasi, pertemanan dan persahabatan selama
ini.
13. Teman-teman teknisi laboratorium, Mas Bambang, Mas Yudi, Mas Agus,
Mas Joko, Pak Nandang, Pak Rahmad, Mbak Jujuk, Mbak Iif, Pak Gandi, Pak
Sulyaden dan Pak Ahmad atas segala bantuannya. Teman-teman di
Sekretariat AGH, Mbak Neng, Bu Mimin, Mas Kohar dan Mas Udin.
14. Teman-teman di Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB, Sulassih,
Pipit, Mas Uma, Mas Ubay, Mas Endang, Pak Eman, Mbak Rena, Mbak Ike,
Mbak Eri, Rizal dan Teh Imas.
15. Ketua Gapoktan Manggis Saluyu Mukti (Pak Nanang) dan semua anggota
kelompok tani Desa Garokgek, Kecamatan Kiarapedes, Purwakarta atas
bantuannya selama ini.
16. Dr. Dorly atas segala bantuan dan diskusinya selama ini, dan Dr. Sunaryo
sebagai Kepala Laboratorium Morfologi, Anatomi, dan Sitologi Tumbuhan
Bagian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong serta
Mbak Wido yang telah membantu selama ini.
17. Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Asal Aceh yang tergabung dalam
IKAMAPA, mahasiswa S1 dan S0 yang tergabung dalam Ikatan Mahasisiwa
Tanah Recong (IMTR) dan khususnya buat mahasiswa pascasarjana asal
Unimal. Juga kepada masyarakat Aceh yang tergabung dalam Taman
Iskandar Muda (TIM) Bogor dan Jakarta, serta teman-teman Pemuda Aceh
yang tergabung dalam Ikatan Pemuda Tanah Rencong (IPTR) Bogor.
18. Dr. Anas D Susila, M.Si dan Dr. Ir. Suwardi yang telah bersedia menjadi
anggota komisi pembimbing S2 dan atas rekomendasi yang diberikan
sehingga penulis bisa diterima di IPB dengan beasiswa BPPS saat menempuh
pendidikan S3. Dr. Ir. Abubakar,M.Si dan Ir. Jamil Ali, MS dosen Fakultas
Pertanian Universitas Syiah Kuala yang telah memberikan rekomendasi
kepada penulis pada saat melanjutkan S2.
19. Semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung
yang tidak mungkin disebut satu per satu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2012
Ismadi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Reuleut Timu (Aceh Utara) pada tanggal 31
Desember 1970 dari suami istri Muhammad Yunus (alm) dan Hendon sebagai
anak ke lima dari lima bersaudara. Penulis menempuh pendidikan S1 di Program
Studi/Jurusan Budidaya Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal)
Lhokseumawe dan lulus pada tahun 1996. Pendidikan S2 penulis selesaikan pada
tahun 2004 pada Program Studi Agronomi di Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor (IPB). Pada Tahun 2007 penulis berkesempatan melanjutkan
pendidikan S3 di Mayor Agronomi dan Hortikultura Sekolah Pascasarjana IPB
dengan bantuan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPs) dari Direktorat
Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.
Mulai tahun 1997 sampai sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar pada
Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh
Lhokseumawe.
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Perhimpunan
Hortikultura Indonesia (Perhorti) dan menjadi Pengurus Pusat Perhorti 2009-2013
sebagai Liaison Office Aceh. Di samping itu, penulis juga pernah menjabat
sebagai Ketua Forum Mahasiswa Pascasarjana (Forsca) Departemen Agronomi
dan Hortikultura (AGH) tahun 2008/2009 dan sebagai penasehat Ikatan Keluarga
Mahasiswa Pascasarjana Aceh – Bogor (Ikamapa) tahun 2008-2010 dan
2011/2012. Saat ini sudah dua karya ilmiah disajikan pada Seminar Nasional
Perhorti dan satu sedang dalam proses penerbitan di Jurnal Ilmiah terakreditasi.
Karya ilmiah berjudul “Studi Pengerasan Perikarp Buah Manggis Selama
Penyimpanan” telah disajikan pada Seminar Nasional Perhorti di Bali pada bulan
Nopember 2010, sedangkan karya ilmiah “Pengaruh 1-methylcyclopropene (1mcp) dan suhu penyimpanan pada pengerasan dan perubahan warna perikarp buah
manggis” telah disajikan pada Seminar Nasional Perhorti di Lembang, Bandung
pada bulan Nopember 2011. Artikel lain berjudul “Pengaruh etilen eksogen dan
suhu penyimpanan terhadap perubahan mutu buah manggis” akan diterbitkan
pada Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian pada tahun 2012.
Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3 penulis.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
xiv
PENDAHULUAN ..........................................................................................
Latar Belakang ……………………………………………………...
Alur Pikir Penelitian ...........................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Hipotesis Penelitian .............................................................................
Manfaat Penelitian ..............................................................................
1
1
4
5
5
6
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................
Botani Tanaman Manggis ...................................................................
Buah Manggis .....................................................................................
Fisiologi Pascapanen ..........................................................................
Penyimpanan Dingin ..........................................................................
Etilen ..................................................................................................
1-Methylcyclopropene (1-mcp) ……………………………………
Sitokinin ..............................................................................................
CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) ......
CoSO4 ...................................................................................................................................................
Bahan Pelapis .....................................................................................
11
11
12
16
20
21
22
23
24
25
26
FISIOLOGI PENGERASAN PERIKARP BUAH MANGGIS ......................
Abstrak ...............................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode ..............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
31
31
31
32
33
46
73
PENGARUH ETILEN EKSOGEN DAN SUHU SIMPAN TERHADAP
PERUBAHAN MUTU BUAH MANGGIS ....................................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
75
75
75
76
77
79
97
PENGARUH 1-METHYLCYCLOPROPENE (1-MCP) DAN SUHU SIMPAN
TERHADAP PENGERASAN DAN PERUBAHAN WARNA PERIKARP
BUAH MANGGIS ...........................................................................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
99
99
99
100
102
104
120
PENGARUH SITOKININ DAN CoSO4 TERHADAP MUTU FISIK BUAH
MANGGIS PADA PENYIMPANAN SUHU DINGIN ..................................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
121
121
121
122
123
124
133
PENGARUH BAHAN PELAPIS DAN SITOKININ CPPU TERHADAP
MUTU BUAH MANGGIS PADA SUHU SIMPAN DINGIN .......................
Abstrak ................................................................................................
Abstract ...............................................................................................
Pendahuluan ........................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan ........................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
135
135
135
136
138
139
150
PEMBAHASAN UMUM ..................................................................................
151
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................................
161
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
163
LAMPIRAN .....................................................................................................
175
DAFTAR TABEL
Teks
Halaman
1. Komposisi kimia buah manggis dalam 100 g aril masak .....................
13
2. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kekerasan dan
Daya Resistensi Perikarp Buah Manggis ..............................................
80
3. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kadar Air Perikarp
dan Susut Bobot Buah Manggis ...........................................................
83
4. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap TPT dan
TAT Buah Manggis ..............................................................................
84
5. Resistensi Perikarp Buah Manggis Akibat Perlakuan Sitokinin (CPPU)
dan CoSO4 pada Suhu Simpan Dingin .................................................
112
6. Daya Resisitensi Buah Perikarp Buah Manggis akibat Perlakuan
Bahan Pelapis dan CPPU pada suhu Simpan Dingin ...........................
128
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1. Bagan alir penelitian pengembangan teknologi pascapanen untuk
memperpanjang umur simpan buah manggis ......................................
2. Pola kromasitas warna
9
.........................................................................
44
3. Laju respirasi buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar (SK)
dan 15oC berdasarkan stadia kematangan, stadia kematangan buah
dua, satu dan nol ...................................................................................
47
4. Laju produksi etilen buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar
(SK) dan 15oC berdasarkan stadia kematangan buah, stadia
kematangan dua, satu dan nol ..............................................................
50
5. Resistensi dan kekerasan perikarp buah manggis selama penyimpanan
yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ...............................
52
6. Kandungan protein perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .......................................
54
7. Aktivitas PAL, CAD, dan POD perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .........
55
8. Kandungan lignin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ........................................
56
9. Total fenolik perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ..................................................
57
10. Kadar Pektin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ..................................................
58
11. Kadar Kalsium Pektat (Ca Pektat) perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ........
60
12. Aktivitas Poligalakturonase perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC .........
60
13. Kadar air perikarp dan susut bobot buah manggis selama penyimpanan
yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ...............................
62
14. Penampang melintang eksokarp (atas) dan mesokarp (bawah) buah
manggis pada penyimpanan suhu kamar pengamatan hari ke-0, ke-15,
dan ke-30 (Pembesaran 1,25x20x) .......................................................
63
15. Penampilan perikarp dan aril buah manggis, (1) perikarp yang belum
mengalami pengerasan, (2) awal terjadi pengerasan perikarp, (3)
pengerasan yang membentuk titik-titik pada perikarp, (4) pengerasan
perikarp sedang, dan (5) pengerasan sudah merata pada semua bagian
perikarp ................................................................................................
64
16. Total padatan terlarut buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ...................................................
65
17. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ........................................
66
18. Nisbah TPT/TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ...................................................
67
19. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b)
perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ....................................................................
68
20. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) perikarp buah
manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ..............................................................
69
21. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b)
sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu
ruang dan suhu 15oC ............................................................................
70
22. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) sepal buah
manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ..............................................................
71
23. Tingkat kesegaran sepal selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ....................................................................
72
24.
25.
26.
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap
Kecerahan (L) Perikarp Buah Manggis ...............................................
86
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Perikarp Buah Manggis ........................................................................
87
Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
Perikarp Buah Manggis ..........................................................................
88
27. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Perikarp
Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen
Eksogen 0 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 0 ppm dan
suhu kamar ...........................................................................................
89
28. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Perikarp
Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen
Eksogen 400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan
suhu kamar ............................................................................................
90
29. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kecerahan
(L) Sepal Buah Manggis ......................................................................
91
30. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Sepal Buah Manggis ............................................................................
92
31. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
Sepal Buah Manggis ............................................................................
93
32. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah
Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
0 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 0 ppm dan suhu kamar .....................
95
33. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah
Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan suhu kamar .............
96
34.
Resistensi perikarp buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan
suhu penyimpanan ...............................................................................
105
35. Kadar air perikarp (%) buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan
suhu penyimpanan ................................................................................
106
Padatan total terlarut (oBrix) buah manggis yang diberi perlakuan 1mcp dan suhu penyimpanan .................................................................
107
% TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan 1mcp dan suhu .......................................................................................
109
Susut bobot buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
1-mcp dan suhu ....................................................................................
110
Kecerahan perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu......................................................................
111
Nilai a perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
112
36.
37.
38.
39.
40.
41.
Nilai b perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
113
42.
Penampilan buah manggis sebelum diperlakukan 1-MCP ..................
114
43.
Kecerahan sepal buah manggis (L) selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ...................................................................
114
Nilai a sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ..................................................................
115
Nilai b sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ..................................................................
116
46. Tingkat kesegaran sepal buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan 1-mcp dan suhu .........................................................
117
47. Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 0 HSP ....................................................................
117
44.
45.
48.
Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 8 HSP ....................................................................
118
Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 20 HSP ..................................................................
119
Susut bobot perikarp buah manggis akibat perlakuan sitokinin (CPPU)
dan CoSO4 pada suhu simpan dingin ...................................
127
51. Pengaruh CPPU dan CoSO4 terhadap perubahan kadar air perikarp
buah ......................................................................................................
128
52.
Kecerahan sepal (L) buah dan nisbah a/b sepal selama penyimpanan ..
130
53. Kecerahan warna perikarp buah dan warna perikarp buah
(a/b nisbah) .............................................................................................
132
54. Kadar air perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan
CPPU pada suhu simpan dingin ..........................................................
140
55. Susut bobot buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan CPPU
pada suhu simpan dingin ....................................................................
143
56. Tingkat kecerahan (L) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ...........................
144
49.
50.
57. Warna merah-hijau (a) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 145
58. Warna kuning-biru (b)) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 145
59. Tingkat kecerahan (L) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................
146
60. Warna merah-hijau (a) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 147
61. warna kuning-biru (b) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ......................................... 147
62. Tingkat kesegaran sepal buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis
dan CPPU pada suhu simpan dingin ....................................................
148
63. Total padatan terlarut aril buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 149
64. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ........................................ 150
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halaman
1. Komposisi larutan seri Johansen (1940) ...............................................
157
2. Komposisi reagen Bernfeld ...................................................................
158
3. Prosedur analisis protein total dan enzim phenyl alanine amonia lyase
(PAL), cinnamy alcohol dehydrogenase (CAD), peroxidase (POD) ...
159
4. Prosedur analisis kandungan lignin dan fenolik bebas .........................
160
5. Indeks kematangan buah manggis di pohon berdasarkan warna kulit
buah .......................................................................................................
161
6. Diagram alir pembuatan gel lidah buaya dari tepung lidah buaya ..........
162
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana) merupakan salah satu tanaman buah yang
mempunyai potensi tinggi untuk dikembangkan. Rasa buahnya yang khas, daging
buahnya berwarna putih, kandungan gizi serta penampilan kulit buahnya yang
menarik, membuat manggis menjadi salah satu buah yang banyak diminati oleh
masyarakat. Manggis merupakan salah satu buah yang mempunyai nilai ekonomi
tinggi di Indonesia. Volume ekspor manggis terus meningkat, dari 5.697 ton
dengan nilai U$ 3,612 juta tahun 2006 menjadi 11,388 ton dengan nilai U$ 8,754
juta tahun 2010 (BPS 2012). Namun, dari total produksi manggis tahun 2010
sebesar 84.538 ton hanya11.388 ton (13,57%) saja yang diekspor. Negara tujuan
ekspor manggis adalah Cina, Hongkong, Taiwan, Uni Emirat Arab, Singapura,
Malaysia, Belanda, dan Jerman
Rendahnya persentase buah yang layak ekspor ini disebabkan rendahnya
mutu sebagian besar buah manggis yang diproduksi. Permasalahan mutu buah
manggis Indonesia menurut Poerwanto et al. (2010) adalah: (1) adanya getah
kuning pada daging buah (aril), (2) burik pada perikarp buah, (3) rendahnya masa
simpan buah manggis (perikarp buah manggis segera mengeras dan berubah
warna menjadi ungu tua kehitaman, dan sepal buah cepat
berubah menjadi
coklat). Menurut Palapol et al. (2009), buah yang dipanen pada stadia satu dan
disimpan pada suhu 25oC akan sangat cepat berkembang menjadi stadia enam
(hitam keunguan) dalam sembilan hari. Konsumen di China (importir terbesar
manggis Indonesia) tidak menyukai manggis yang sudah berwarna ungu
kehitaman (Poerwanto et al. 2011). Buah manggis yang dipanen dengan warna
perikarp buah hijau dengan setitik warna ungu (104 hari setelah antesis),
kesegaran sepal hanya dapat bertahan sampai enam hari (Suryanti et al. 1999).
Jika kedua masalah kendala ini dapat diatasi, volume dan nilai ekspor buah
manggis akan bisa ditingkatkan.
2
Buah manggis termasuk buah klimaterik, artinya buah yang memiliki
respirasi klimakterik (Osman dan Milan 2006; Azhar 2007), ditandai dengan
peningkatan produksi etilen dan respirasi selama pemasakan (Paliyath et al.
2008). Buah manggis memiliki umur simpan yang pendek terutama pada suhu
kamar, sehingga perikarpnya cepat mengeras. Pengerasan perikarp buah manggis
diduga terkait dengan proses bikomia dan kehilangan kadar air.
Puncak respirasi dan produksi etilen pada suhu ruang terjadi pada hari ke 11
setelah perlakuan (HSP), sedangkan buah yang disimpan pada suhu 15oC terjadi
pada 22 HSP (Swadianto 2009). Sementara itu, resistensi perikarp buah
meningkat tajam pada hari 11 setelah perlakuan (Sartika 2009). Setelah terjadi
klimakterik, maka akan terjadi berbagai perubahan pada buah manggis seperti laju
aktivitas enzim, perubahan biokimia, dan terjadi pengerasan perikarp. Perubahan
warna sepal terjadi dengan cepat dari hijau ke kuning sampai hari ke 10 setelah
perlakuan, setelah itu perubahan terjadi dengan perlahan-lahan (Sartika 2010).
Ada beberapa jenis enzim yang mungkin terlibat dalam proses biokimia
pada pengerasan perikarp buah manggis. Pada penelitian ini aktivitas enzim yang
akan diamati adalah phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol
dehydrogenase (CAD), dan peroxidase (POD).
Ketiga jenis enzim tersebut
terlibat dalam biosintesis lignin. Pengamatan juga akan dilakukan pada kadar
Ca-pektat perikarp, karena unsur Kalsium berperan penting dalam penyusunan
struktur dinding sel sebagai Ca-pektat dalam lamela tengah (Marschner 1995).
Oleh karena itu Ca-pektat diduga juga berperan dalam peningkatan kekerasan
perikarp buah manggis. Peningkatan kandungan lignin dan kadar Ca-pektat
perikarp akan menyebabkan terjadinya pengerasan pada perikarp buah manggis
(Dangcham et al. 2008; Marschner 1995), sehingga buah akan lebih sulit untuk
dibuka. Kekerasan perikarp buah yang disimpan pada suhu ruang mulai
meningkat tajam pada hari ke sembilan setelah perlakuan, dan aktivitas enzim
poligalakturonase mulai menurun (Auliani 2009).
Respirasi klimakterik memicu percepatan proses biokimia di dalam buah,
termasuk sintesis enzim yang diduga berkaitan dengan proses pengerasan
perikarp. Penghambatan dan percepatan respirasi klimakterik diduga akan sangat
berpengaruh pada proses pengerasan perikarp buah manggis. Salah satu bahan
3
yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik adalah dengan aplikasi
hormon etilen (C2H4). Hal yang sebaliknya akan terjadi apabila buah manggis
diberi bahan yang dapat menghambat terjadinya klimakterik. Penghambatan saat
terjadinya klimakterik dapat dilakukan dengan CoSO4 dan 1-MCP sehingga
diduga aplikasi keduanya pada buah manggis akan dapat menunda pengerasan
buah.
Hormon tumbuhan yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik
adalah etilen. Etilen adalah hormon tanaman yang terlibat dalam banyak aspek
kehidupan tanaman termasuk dalam mempercepat pemasakan buah (Taiz dan
Zieger 1991; Reid 1994; Wang et al. 2001) dan memegang peranan penting dalam
pemasakan buah klimakterik (Chaves dan
de Mello-Farias 2006). Etilen
memberikan pengaruh yang nyata terhadap waktu yang diperlukan untuk
mencapai puncak klimakterik.
Menurut Romagnano (2008), CoSO4 merupakan salah satu bahan yang
dapat menghambat kerja etilen. Co2+ dikenal sebagai bahan yang dapat
menghambat produksi etilen, yaitu penghambatan konversi ACC menjadi etilen
(Yu dan Yang 1979). Menurut Singh (2002), perlakuan CoSO4 200 ppm yang
dikombinasikan dengan larutan yang mengandung 4% gula dan 200 pmm asam
sitrat sangat efektif meningkatkan umur bunga mawar jambangan cv. Superstar.
Pada saat ini telah dikembangkan 1-methylcyclopropene (1-MCP), suatu
senyawa volatile turunan cyclopropena yaitu suatu cyclic olefin, yang memiliki
kemampuan memblok etilen mengirim sinyal-sinyal pematangan (Sisler dan Serek
1997). Senyawa 1-MCP dapat memblok reseptor etilen sehingga etilen tidak
dapat terikat pada reseptor untuk melakukan perannya dalam proses pematangan.
Dengan demikian penambahan 1-MCP akan menekan pengaruh etilen (Sisler dan
Serek 1997).
Pengerasan perikarp buah manggis juga terkait dengan transpirasi air sel.
Hilangnya air dari perikarp menyebabkan sel-sel akan mengeras dan lebih susah
untuk dibuka. Kehilangan air terjadi sebagai akibat adanya gradien uap air antara
kejenuhan atmosfer internal (ruang antar sel) dan kejenuhan yang rendah atmosfer
disekelilingnya. Laju perpindahan dipengaruhi oleh perbedaan tekanan uap antara
produk dan lingkungannya yang disebabkan oleh temperatur dan kelembaban
4
relatif. Pada suhu 15oC dengan kelembaban 30% akan menyebabkan produk
mengalami kehilangan air 36 kali lebih cepat daripada temperatur 0oC dengan
kelembaban 90%. Oleh karena itu penyimpanan buah pada temperatur rendah
adalah penting untuk mengurangi kehilangan air dan pada akhirnya mengurangi
pengeriputan dan kalayuan (Kader 1992), serta pengerasan perikarp.
Penghambatan pengerasan perikarp buah juga dapat dilakukan dengan
cara melakukan pelapisan buah menggunakan bahan pelapis. Pelapisan (coating)
merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperpanjang umur
simpan, memperlambat perubahan mutu, dan mengurangi susut bobot dari produk
pertanian. Pemberian bahan pelapis dilakukan agar dapat mengurangi laju
kehilangan air pada perikarp buah. Bahan pelapis yang dapat digunakan
diantaranya adalah lilin, kitosan, dan gel lidah buaya.
Pelapisan lilin tambahan yang diberikan secara artifisial juga dapat
memberikan
perlindungan
terhadap
organisme-organisme
pembusuk
dan
meningkatkan kilap buah-buahan sehingga tampak lebih menarik (Akamine et al.
1989).
Kader (1992) menyatakan bahwa pelapisan lilin diharapkan dapat
menutup sebagian stomata sehingga menurunkan laju respirasi dan mencegah
penguapan air, dan dapat memperkecil kerusakan buah yang telah dipanen. Pada
penelitian Widiastuti (2006), buah manggis yang diberi lapisan lilin carnauba
dalam penyimpanan suhu ruang layak dijual sampai hari ke-16 penyimpanan,
walaupun pada hari ke-25 penyimpanan kondisi buah masih baik (masih dapat
dikonsumsi).
Kitosan da