IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perubahan Ion leakage
Elektrolit merupakan muatan larutan baik berupa atom maupun molekul yang disebut ion, dengan reaksi transfer elektron sesuai dengan bilangan
oksidasinya menghasilkan ion. Pada suhu yang lebih rendah dari 10 C akan
menimbulkan kerusakan fisiologis dan terjadi kebocoran-kebocoran elektrolit dengan cepat Lewis dan Workman 1964 dalam Pantastico et al. 1986.
Pada hari ke-1 sampai hari ke-20 penyimpanan pada perlakuan heat shock 20, 40, 60 menit dan Aloe vera coating kenaikan persentase ion leakage pada
suhu 5 C lebih tinggi daripada suhu 10
C. Kenaikan persentase ion leakage dengan perlakuan heat shock 20, 40, 60 menit dan Aloe vera coating pada suhu 5
dan 10 C dapat dilihat pada Lampiran 1.
Hasil serupa dilaporkan oleh Salveit 2002 dimana pada suhu rendah di bawah suhu optimum penyimpanan tomat, terjadi kerusakan membran sel sebagai
akibat kerusakan dingin. Kerusakan membran sel ini terjadi karena lipid dan protein sebagai penyusun dinding sel mengalami ketegangan plastis akibat
pendinginan. Nobel 1991 menyebutkan bahwa ketegangan disebabkan oleh tekanan isi sel pada dinding sel dan bergantung pada konsentrasi zat-zat osmotik
aktif dalam vakuola, permeabilitas protoplasma dan elastisitas dinding sel. Dalam osmosis zat-zat bergerak dari daerah dengan energi kinetik tinggi
ke daerah dengan energi lebih rendah. Cairan sel mempunyai jenjang energi lebih rendah karena zat-zat yang terlarut di dalamnya, sebagai akibatnya air berdifusi ke
dalam sel. Difusi terus menerus meningkat ke jenjang energi sel, dan berakibat naiknya tekanan, yang mendorong sitoplasma ke dinding sel, dan menyebabkan
sel menjadi tegang. Mitchell 2000 melaporkan bahwa sitoplasma sel bermuatan negatif disebabkan distribusi anion dan kation pada sisi membran yang
berlawanan tidak sama. Potensial membran bertindak sebagai suatu sumber energi yang mempengaruhi lalulintas semua substansi bermuatan yang melewati
membran. Potensial membran mendukung transpor pasif kation ke dalam sel dan anion ke luar sel disebabkan muatan di dalam sel negatif dibandingkan dengan di
luarnya. Hal ini disebabkan meningkatnya kerusakan membran permeabel
sehingga pada saat dikeluarkan dari ruang penyimpan dingin, dinding sel pecah sehingga cairan sel akan keluar menyebabkan kenaikan ion leakage tinggi.
Gambar 7, 8 ,9 di bawah ini menunjukkan kenaikan persentase ion leakage dengan perlakuan heat shock 20, 40, 60 menit, Aloe vera coating dan kontrol
pada suhu 5 C hari ke-1, 9 dan 20 penyimpanan.
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu menit Io
n le
a k
a g
e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 7. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 5 C pada hari ke-1
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu menit Io
n le
a k
a g
e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 8. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 5 C pada hari ke-9
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu hari Io
n le
a k
a g
e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 9. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 5 C pada hari ke-20
Pada Gambar 7, 8 dan 9 menunjukkan kenaikan persentase ion leakage dengan perlakuan heat shock 20 menit lebih kecil dibanding perlakuan lain.
Gejala chilling injury sudah terjadi pada hari ke-1 ditandai dengan meningkatnya persentase ion leakage. Dari Gambar terlihat bahwa penyimpanan tomat yang
diberi perlakuan heat shock mengalami kenaikan persentase ion leakage yang lebih kecil daripada tanpa heat shock dan Aloe vera. Hal ini disebabkan perlakuan
heat shock meningkatkan fospolipid. Lurie 2000 melaporkan heat shock meningkatkan konsentrasi fospolipid, menurunkan ratio sterol terhadap fospolipid
dan asam lemak jenuh. Perbedaan komposisi lipid ini menguatkan membran dan mencegah kehilangan fungsi membran yang disebabkan chilling injury.
Mitchell 2000 melaporkan fospolipid merupakan lipid terdapat dalam jumlah yang sangat melimpah dalam membran. Fospolipid merupakan suatu
molekul amfipatik, yang berarti bahwa molekul ini memiliki daerah hidrofilik maupun daerah hidrofobik. Protein membran terdapat dalam bilayer fospolipid
dan daerah-daerah hidrofilik cukup jauh dari bilayer. Pengaturan molekuler ini memaksimumkan kontak daerah hidrofilik protein dan fospolipid dengan air, di
lain pihak memberikan lingkungan non aqueous pada bagian hidrofobiknya. Membran merupakan mosaik molekul protein yang terapung pada bilayer fluida
yang terdiri dari fospolipid-fospolipid. Membran bukan merupakan lembaran molekul statis yang terikat kuat di tempatnya. Membran ditahan bersama terutama
oleh interaksi hidrofobik, yang jauh lebih lemah dari ikatan kovalen. Suatu membran tetap berwujud fluida jika membran banyak mengandung fospolipid
dengan ekor hidrokarbon tak jenuh. Begitu suhu turun, hingga akhirnya pada beberapa suhu kritis, fospolipid mengendap dalam suatu susunan yang rapat dan
membrannya membeku. Adanya kekusutan di tempat ikatan gandanya, hidrokarbon tidak jenuh tidak tersusun serapat hidrokarbon jenuh. Apabila
membran membeku, permeabilitasnya berubah dan protein enzimatik di dalamnya menjadi inaktif. Suatu sel dapat mengubah komposisi lipid membrannya dalam
tingkatan tertentu sebagai penyesuaian terhadap suhu yang berubah. Hal serupa dilaporkan Wang 1994 bahwa perlakuan heat shock pada
suhu 42 selama 30 menit sebelum disimpan pada suhu 5
C efektif dapat mengurangi chilling injury pada zucchini squash. Perlakuan heat shock pada
suhu sebelum disimpan pada suhu dingin menjaga fospolipid tetap dalam jumlah banyak pada membran, meningkatkan konsentrasi polyamine, prolin, mengurangi
gula dan rantai panjang aldehyd. Faktor ini berpengaruh menjaga membran bersifat fluida dan lentur dan mengurangi chilling injury. Wang juga melaporkan
bahwa perlakuan heat shock sebelum disimpan pada suhu dingin menyebabkan aktifitas dekarbosilasi S-adenosylmethionin lebih tinggi, meningkatkan biosintesis
polyamine, spermidin dan spermin. Polyamin berfungsi menjaga stabilitas struktur bilayer lipid dan menjaga membran dari peroksidasi dan kerusakan radikal bebas.
Meningkatnya biosintesis spermidin dan spermin meningkatkan ketahanan terhadap kerusakan suhu dingin. Chang 2001 juga melaporkan heat shock
protein dengan methyl jasmonate dan methyl salicylate dapat meningkatkan ketahanan tomat terhadap chilling injury karena dapat mengontrol protein dalam
intrasel dan meningkatkan transport membran dengan menyesuaikan diri dengan mengikat dan melepaskan protein.
Gambar 10, 11 dan 12 di bawah ini menunjukkan perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 10
C dengan perlakuan heat shock 20, 40, 60 menit, Aloe vera coating dan kontrol pada hari ke-1, 9 dan 20. Pada Gambar
menunjukkan kenaikan persentase ion leakage dengan perlakuan heat shock 20 menit pada hari ke-9 dan 20 lebih kecil dibanding perlakuan lain. Dari Gambar
terlihat bahwa penyimpanan tomat yang diberi perlakuan heat shock mengalami kenaikan persentase ion leakage yang lebih kecil daripada tanpa heat shock dan
Aloe vera coating. Hal ini disebabkan perlakuan heat shock meningkatkan fospolipid.
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu hari
Io n
le a
k a
g e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 10. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 10 C pada hari ke-1
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu hari
Io n
le a
k a
g e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 11. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 10 C pada hari ke-9
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
20 40
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Waktu hari Io
n le
a k
a g
e
HST 20 HST 40
HST 60 Aloe
Kontrol
Gambar 12. Perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 10 C pada hari ke-20
Heat shock dapat memulihkan transpor membran yang rusak diakibatkan meningkatnya ion Ca
2+
yang disebabkan meningkatnya kerusakan membran permeabel karena penyimpanan dingin sehingga ion calsium Ca
2+
di dalam maupun di luar sel sama. Jika dua larutan bersifat isotonik air berpindah melintasi
membran pada laju yang sama ke arah kanan maupun ke kiri sehingga tidak terdapat selisih osmosis. Pernyataan ini didukung oleh Saltveit 2003 heat shock
dengan suhu 45 selama 30 menit dapat mengurangi chilling injury pada
Saintpaulia ionantha Ion calsium Ca
2+
yang tinggi dalam sitosol diketahui sebagai penghalang transport masuk dan keluar zat melalui membran. Saltveit
juga melaporkan secara physiologi heat shock dapat mengontrol konsentrasi calsium dalam sitosol pada saat disimpan pada suhu kritis.
Dari keseluruhan grafik terlihat bahwa sampai hari ke-20 penyimpanan, tomat yang disimpan pada suhu 10
C dengan perlakuan heat shock 20 menit
memberikan kenaikan persentase ion leakage lebih kecil dibanding perlakuan lain. Hal ini disebabkan membran yang terdiri atas fospolipid dalam jumlah besar
mampu membentuk membran dan menyesuaikan diri karena struktur molekulernya yang ampifatik. Hidrofobik membran menghalangi transport ion
dan molekul polar yang bersifat hidrofilik. Dalam hal ini, aquabidest sebagai pelarut tomat adalah molekul sangat kecil yang polar tetapi tidak bermuatan juga
dapat melewati lipid-lipid membran dengan cepat. Bilayer lipid tidak sangat permeabel terhadap molekul polar tak bermuatan yang lebih besar tetapi juga
relatif tidak permeabel terhadap semua ion sekalipun ion kecil. Sel mengatur konsentrasi ion organiknya seperti Na
+
, K
+
, Ca
2-
, dan Cl
-
. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya,
membran sel permeabel secara selektif. Air berdifusi melintasi membran dari larutan hipotonik ke larutan hipertonik. Difusi air melintasi membran permeabel
selektif terjadi secara osmosis atau transport pasif. Tomat yang direndam dalam larutan hipotonik aquabidest, dinding sel akan membantu mempertahankan
keseimbangan air sel. Sel akan membengkak ketika air masuk melalui osmosis, akan tetapi dindingnya yang lentur akan mngembang hanya sampai pada ukuran
tertentu sebelum dinding ini mengerahkan tekanan balik pada sel yang melawan penyerapan air lebih lanjut. Pada penelitian ini perlakuan panas heat shock pada
suhu 42 C selama 20 menit merupakan kondisi paling baik dibandingkan
perlakuan heat shock 40, 60 menit dan Aloe vera coating.
B. pH
Kategori