Detection of Chilling Injury in Mango Fruits cv Gedong Gincu by Using Near Infrared Spectroscopy

i

DETEKSI CHILLING INJURY PADA BUAH MANGGA
GEDONG GINCU DENGAN MENGGUNAKAN
NEAR INFRARED SPECTROSCOPY (NIRS)

PUTRI WULANDARI ZAINAL

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER
INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Deteksi Gejala Chilling Injury
pada Buah Mangga Gedong Gincu dengan Menggunakan Near Infrared
Spectroscopy (NIRS) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan

dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Maret 2012

Putri Wulandari Zainal
NRP F153100111

ABSTRACT
PUTRI WULANDARI ZAINAL. Detection of Chilling Injury in Mango Fruits
cv. Gedong Gincu by Using Near Infrared Spectroscopy. Under supervision of
USMAN AHMAD and Y. ARIS PURWANTO.
Low temperature storage is a common method to extend postharvest life of
fruits. However, for sensitive fruits such as mango low temperature storage may
cause chilling injury. Chilling injury is one of serious problem for mango stored
under low temperature. The symptoms of chilling injury during storage associated
with the change in pH due to ion leakage. Chilling injury can be detected during
storage destructively, but it will require time and a lot of samples. Alternatively,
the detection can be performed non-destructively by using near infrared (NIRSpectroscopy). The purpose of this research is to build the NIR calibration models
for predicting ion leakage relating to change in pH and the detection of chilling
injury symptoms can be done through ion leakage existence. Reflectant NIR
measurements conducted on mango fruit stored at a temperature of 8 °C and 13

°C. Determination of chilling injury symptoms was predicted based on change in
pH and the rate of ion leakage forming. The analysis showed that NIR
spectroscopy was able to predict the change in pH during storage of mango fruit at
a temperature of 8 °C based on reflectance and PLS method. Moreover ion
leakage could also be predicted properly through the pH of the NIR predictions.
The developed method could detect the chilling injury on mangoes after three
days storage at a temperature of 8 °C.
Keywords : NIR, Mangoes fruit, chilling injury, ion leakage, pH

RINGKASAN
PUTRI WULANDARI ZAINAL. Deteksi Chilling Injury pada Mangga Gedong
dengan Menggunakan Near Infrared Spectroscopy. Dibimbing oleh USMAN
AHMAD dan Y. ARIS PURWANTO.
Manggga gedong gincu sangat disukai oleh konsumen baik dari pasar
lokal maupun pasar internasional. Oleh karena itu, untuk dapat mempertahankan
mutu mangga gedong gincu hingga sampai ke tangan konsumen maka harus di
simpan pada suhu dingin. Akan tetapi, mangga gedong gincu saat disimpan pada
suhu rendah dalam jangka waktu yang lama memiliki permasalah yaitu adanya
kemungkinan untuk terkena chilling injury. Mangga gedong gincu merupakan
salah satu buah-buahan tropis yang sensitif terhadap suhu dingin. Chilling injury

merupakan jenis kerusakan yang terjadi pada saat penyimpanan buah-buahan
tropis dan subtropis yang sensitif terhadap suhu dingin yang melebihi suhu
optimal penyimpanan dingin.
Chilling injury ini kadang-kadang sulit untuk dihindarkan karena chilling
injury identik dengan suhu dingin dan produk hortikultura membutuhkan
penyimpanan suhu dingin untuk dapat mempertahankan mutu dan kesegaran
produk. Gejala chilling injury dapat diamati melalui bagian internal dan bagian
eksternal. Gejala bagian internal yang dapat diidentifikasi seperti adanya respirasi
yang abnormal, kegagalan matang, perubahan permeabilitas membran sehingga
menyebabkan terjadinya kenaikan jumlah ion yang keluar (ion leakage),
perubahan pH yang abnormal. Gejala bagian ekternal seperti pitting, bercakbercak coklat yang lama kelamaan akan berubah menjadi browning. Jika
identifikasi dilakukan melalui bagian eksternal maka chilling injury telah terjadi
dan kerusakan pada jaringan buah telah bersifat permanen, sedangkan jika
identifikasi dilakukan pada bagian internal maka dapat diketahui indikasi gejala
chilling injury dimana jaringan buah belum rusak secara permanen . Dengan
mengetahui indikasi gejala chiling injury maka dapat dilakukan pemulihan
jaringan seperti pengembalian penyimpanan buah pada suhu yang optimum. Oleh
karena itu, diperlukannya metode deteksi secara destruktif untuk dapat mendeteksi

bagian internal buah mangga sehingga dapat diketahui indikasi gejala chilling

injury tanpa merusak.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengembangkan model kalibrasi NIR
untuk memprediksi ion leakage yang berhubungan dengan pH dengan metode
PLS, (2) deteksi gejala chilling injury yang berhubungan dengan perubahan ion
leakage dan pH selama penyimpanan dengan NIR spectroscopy. Penelitian ini
terdiri dari dua tahap. Penelitian tahap pertama bertujuan untuk mendapatkan
model kalibrasi terbaik dan persamaan regresi sedangkan penelitian tahap kedua
dilakukan untuk memvalidasi model yang telah dibangun pada penelitian tahap
pertama. Buah disimpan pada dua tingkatan suhu yaitu suhu 8 °C dan 13 °C
selama 22 hari. Total sampel yang digunakan berjumlah 126 buah dimana untuk
pengambilan data reflektan pada penelitian tahap I sebanyak 53 buah dan
penelitian tahap II sebanyak 10 buah untuk masing-masing tingkatan suhu.
Pengambilan data reflektan dilakukan pada tiga titik untuk satu buah mangga dan
dilakukan tiga ulangan. Pengamatan dan pengambilan data reflektan dilakukan
pada hari ke-0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa NIR spectroscopy dapat dengan baik
menduga terjadinya gejala chilling injury pada buah mangga gedong yang
disimpan pada suhu 8 °C. Hal ini dapat dilihat dari hasil kalibrasi menggunakan
model PLS yang menghasilkan nilai korelasi (r) 0.8176 dan R² 0.6684, RMSEP
6.9870%, RMSEC 2.3836%, selisih RMSE 4.6035% dan CV 2.1616%. Dari nilai

tersebut dapat dikatakan model yang dihasilkan memiliki akurasi dan kestabilan
model yang cukup baik karena memiliki korelasi yang mendekati 1, nilai error
yang rendah serta cv < 5%. Deteksi chilling injury ini didasarkan pada perubahan
pH selama penyimpanan.
Perubahan pH selama penyimpanan dapat diprediksi dengan baik oleh NIR
spectroscopy dimana secara destruktif pH memiliki perubahan yang tidak terlalu
tinggi yaitu pH 3-3.35 dan pH prediksi NIR 2.9-3.3. Penurunan keasaman tinggi
pada pematangan buah mangga disertai pergeseran pH dari 2.0 ke 5.5. Akan tetapi
pada

pengamatan

destruktif

ataupun

menggunakan

NIR

spectroscopy

menunjukkan bahwa penyimpanan buah mangga pada suhu 8 °C memiliki

perubahan pH yang tidak normal yaitu pH yang cenderung tetap asam. Hal ini
mengindikasikan gejala chilling injury pada buah mangga selama penyimpanan.
pH memiliki korelasi terhadap terjadinya ion leakage (kebocoran ion) pada
penyimpanan buah mangga selama penyimpanan. Adapun prediksi terjadinya ion
leakage menggunakan persamaan y = 0.148x – 0.243 dimana y merupakan laju
perubahan ion leakage dan x merupakan pH prediksi NIR. Persamaan ini dapat
digunakan karena memiliki nilai Pvalue < 5 %. Dari persamaan ini maka ion
leakage dapat diprediksi dengan menggunakan pH prediksi NIR selama
penyimpanan. Berdasarkan deteksi NIR, terjadinya ion leakage diprediksi pada
hari ke-3, sedangkan berdasarkan pengukuran secara destruktif awal terjadinya
gejala chilling injury pada hari ke-4, dimana pada hari ke-4 ini memiliki nilai laju
perubahan ion leakage yang tertinggi. Semakin besar nilai laju perubahan ion
leakage, maka menandakan semakin besar membran sel yang pecah.
Berdasarkan pengamatan secara destruktif bahwa terjadi penurunan mutu
yang lebih cepat pada penyimpanan suhu 13 °C dari pada suhu 8 °C, seperti
persentase TPT yang lebih tinggi, kekerasan yang menurun cepat, warna yang

berubah menjadi kuning, dan pH yang berubah dari 3 pada awal penyimpanan
menjadi 4.7. Untuk penyimpanan suhu 8 °C memiliki nilai perubahan TPT yang
cenderung rendah, pH yang cenderung 3 sampai akhir penyimpanan, kekerasan
yang menjadi bertambah keras, warna yang tetap hijau dan gelap. Hal ini
menunjukkan mangga telah mengalami ciri-ciri gejala chilling injury dimana
metabolisme tidak berjalan dengan semestinya selama 22 hari penyimpanan
sehingga terjadi kegagalan matang. Kegagalan matang ini dapat dilihat dari
kondisi buah mangga yang tidak mengalami proses pematangan seperti warna
yang hijau dan keras. Pengamatan kegagalan matang ini dilakukan setelah 22 hari
dimana buah mangga dikeluarkan dari suhu penyimpanan 8 °C selama 2 hari.
Kerusakan fisiologis secara visual baru mulai tampak pada hari ke-10 untuk
penyimpanan suhu 8 °C dan hari ke-18 pada suhu 13 °C berupa bintik-bintik
hitam yang lama kelamaan membesar.
Keywords : NIR, buah mangga, chilling injury, ion leakage, pH

® Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-undang

Dilarang mengutip sebagian atas seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

DETEKSI CHILLING INJURY PADA BUAH MANGGA
GEDONG GINCU DENGAN MENGGUNAKAN
NEAR INFRARED SPECTROSCOPY (NIRS)

PUTRI WULANDARI ZAINAL

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gear
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

2012

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr.Ir. Emmy Darmawati, M.Si

i

Judul Tesis
Nama
NIM

: Deteksi Chilling Injury pada Buah Mangga Gedong Gincu
dengan Menggunakan Near Infrared Spectroscopy (NIRS)
: Putri Wulandari Zainal
: F153100111

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr
Ketua

Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc
Anggota

Diketahui
Ketua Program Studi
Teknologi Pascapanen

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr

Tanggal Ujian: 29 Maret 2012

Tanggal Lulus:

ii

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2011 ini evaluasi kerusakan
dingin secara non-destruktif, dengan judul Deteksi Chilling Injury pada Buah
Mangga Gedong Gincu dengan Menggunakan Near Infrared Spectroscopy
(NIRS).
Pada kesempatan ini, dengan rasa hormat penulis ingin menyampaikan
ucapan terima kasih kepada Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr dan Dr. Ir. Y. Aris
Purwanto, M.Sc selaku komisi pembimbing yang telah memberikan ilmu, arahan,
dan saran kepada penulis, serta Dr.Ir. Emmy Darmawati, M.Si selaku penguji luar
komisi pembimbing dan Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr selaku ketua program studi yang
telah memberikan saran dan arahan untuk perbaikan tesis ini. Selain itu, penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Sulyaden yang telah membantu
penulis selama melakukan penelitian di Lab. TPPHP, Fajri Eko Munanda atas
bantuan dan kerjasamanya selama melakukan penelitian, Tajul Iflah, Cicih
Sugianti, Elmi Kamsiati, Sandra Leony, Susi Lesmayanti, Hasriani, dan
Syahirman Hakim atas bantuan, kerjasama, dan semangatnya, Ibuk Leady yang
memberikan masukan dan semangat, serta rekan-rekan seperjuangan di TMP
2010.
Secara khusus, penulis menyampaikan penghormatan dan ucapan terima
kasih kepada kedua orang tua penulis yaitu Ayahanda Zainal Azwar (alm) dan
Ibunda Sri Hasnah Syam, abang-abangku, Hendri Wandria Zainal, Henry
Rayendra Zainal, Andika Putra Zainal, Bayu Indra Zainal, dan kakakku Dewi
Shinta Zainal atas segala kasih sayang, do’a, motivasi, nasehat, bantuan dan
pengertianya kepada penulis untuk menggapai cita-cita.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca.
Bogor, Maret 2012

Putri Wulandari Zainal

iii

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Padang, Sumatera Barat pada tanggal 7 Oktober 1987
sebagai anak ke enam dari enam bersaudara, dari pasangan Zainal Azwar dan Sri
Hasnah Syam. Penulis lulus dari SMU Adabiah Padang pada tahun 2005 lalu
melanjutkan pendidikan S1 tahun 2005 di Jurusan Teknik Pertanian Fakultas
Teknologi Pertanian Universitas Andalas (UNAND) melalui jalur SPMB dan
selesai tahun 2009. Pada tahun 2010, penulis melanjutkan pendidikan S2 pada
Departemen Teknik mesin dan Biosistem Mayor Teknologi Pascapanen di Institut
Pertanian Bogor.

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL ………………………………………...………...……………iii
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………….iv
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................................vi
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Perumusan Masalah ....................................................................................... 4
Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 6
Mangga .......................................................................................................... 6
Kandungan Buah Mangga ............................................................................. 8
Fisiologi Pascapanen Buah mangga .............................................................. 9
Perubahan Sifat Fisikokimia selama Penyimpanan ..................................... 10
Penyimpanan Dingin ................................................................................... 11
Kerusakan Dingin (Chilling Injury) ............................................................ 12
Ion Leakage dan pH ..................................................................................... 13
Near Infrared (NIR) .................................................................................... 16
Partial Least Square (PLS) ......................................................................... 20
Analisis Regresi ........................................................................................... 23
Aplikasi Near Infrared untuk Penentuan Mutu Buah secara Non Destruktif
..................................................................................................................... 24
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................ 27
Waktu dan Tempat ....................................................................................... 27
Bahan dan Alat ............................................................................................ 27
Prosedur Penelitian ...................................................................................... 28
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 38
Pola Gelombang Spektra NIR pada Buah Mangga Gedong Selama
Penyimpanan................................................................................................ 38
Perubahan Parameter Mutu Buah Mangga Selama Penyimpanan .............. 43
Perubahan Parameter Chilling Injury Selama Penyimpanan ....................... 51
Kalibrasi dan Validasi Spektra NIR terhadap pH Buah Mangga
Menggunakan Metode PLS ......................................................................... 57
Prediksi Ion Leakage pada Buah Mangga ................................................... 60
Deteksi Chilling Injury pada Buah Mangga Menggunakan NIR
Spectroscopy ................................................................................................ 64
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 66
Kesimpulan .................................................................................................. 66

ii

Saran ............................................................................................................ 67
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 68
LAMPIRAN ..........................................................................................................74

iii

DAFTAR TABEL
Halaman

1 Produksi mangga Indonesia tahun 2001 sampai 2009 ....................................... 1
2 Ukuran berat mangga berdasarkan kultivar ....................................................... 8
3 Spesifikasi persyarat mutu ................................................................................. 8
4 Slope perubahan ion leakage pada penyimpanan suhu 8 oC ............................ 56
6 Jumlah data reflektan NIR untuk kalibrasi dan validasi menggunakan metode
PLS ................................................................................................................... 58
7 Evaluasi hasil kalibrasi dan validasi NIR......................................................... 60
8 Prediksi ion leakage berdasarkan reflektan NIR .............................................. 64
9 Prediksi ion leakage berdasarkan absorban NIR ............................................. 64
10 Kondisi buah mangga pada hari ke-4 yang disimpan pada suhu 8°C .............. 65
11 Deteksi chilling injury menggunakan NIR yang terjadi pada hari ke-3........... 65

iv

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Mangga Gedong Gincu. ..................................................................................... 7
2 Diagram struktur buah mangga. ....................................................................... 14
3 Diagram skematik pergerakan (a) larutan menembus membran, (b) gelembung
udara menembus membran. .............................................................................. 15
4 Spektrum gelombang elektromagnetik. ........................................................... 16
5 Tipe penyerapan NIR pada berbagai lokasi komposisi. ................................... 18
6 Diagram representasi dari specular (a) regular reflectance, (b) body
reflectance, dan (c) absorban Near Infrared dari Sampel. ............................... 19
7 Deskripsi dari prosedur PLS (Pandey, 2010). .................................................. 21
8 Diagram prosedur penelitian tahap pertama. ................................................... 29
9 Pengambilan spektra NIR pada buah mangga gedong. .................................... 30
10 Prinsip fungsional dari NIRFlex fiber optik solids (Flawi, 2009). ................... 31
11 Proses kalibrasi dan validasi. ........................................................................... 34
12 Diagram penelitian tahap kedua. ...................................................................... 37
13 Pola spektrum reflektan NIR buah mangga pada penyimpanan (a) suhu 8oC,
dan (b) suhu 13 oC. ........................................................................................... 39
14 Pola spektrum absorban NIR buah mangga pada penyimpanan (a) suhu 8oC,
dan (b) suhu 13 oC. ........................................................................................... 40
15 Pola spektrum reflektan NIR setelah normalisasi pada buah mangga
penyimpanan (a) suhu 8oC, dan (b) suhu 13 oC. ............................................... 42
16 Pola spektrum absorban NIR setelah normalisasi pada buah mangga
penyimpanan (a) suhu 8 oC, dan (b) suhu 13 oC. .............................................. 43
17 Perubahan nilai L* selama penyimpanan suhu 8°C dan suhu 13° C. .............. 45
18 Perubahan nilai a* selama penyimpanan suhu 8°C dan suhu 13° C. ............... 46
19 Perubahan nilai b* selama penyimpanan suhu 8°C dan suhu 13° C. ............... 46
20 Persentase perubahan susut bobot selama penyimpan suhu 8° C dan 13 °C. .. 48
21 Perubahan kekerasan buah mangga selama penyimpanan. .............................. 49
22 Perubahan total padatan terarut selama penyimpanan. .................................... 51
23 Perubahan pH selama penyimpanan buah mangga. ......................................... 52
24 Grafik perubahan ion leakage pada penyimpanan buah mangga hari ke-1 suhu
8 oC dan 13 oC................................................................................................... 55
25 Grafik perubahan ion leakage pada penyimpanan buah mangga hari ke-3 suhu
8 oC dan 13 oC................................................................................................... 55

v

26 Grafik perubahan ion leakage pada penyimpanan buah mangga hari ke-4 suhu
8 oC dan 13 oC................................................................................................... 56
27 Kondisi buah monitoring pada penyimpanan suhu 8 oC sebagai gejala chilling
injury (a) hari ke-10 bercak-bercak hitam, dan (b) hari ke-16 browning. ........ 57
29 Hasil kalibrasi dan validasi metoda PLS menggunakan (a) data reflektan, dan
(b) data absorban. ............................................................................................. 59
30 Persamaan regresi antara pH dengan slope ion leakage pada penyimpanan buah
mangga suhu 8°C.............................................................................................. 62
31 Perubahan pH Prediksi berdasarkan data reflektan, absorban dan data
destruktif. .......................................................................................................... 63

vi

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Sampel buah mangga yang digunakan pada penelitian.................................... 75
2 Perangkat NIRFlex N-500 Fiber Optic Solid yang digunakan pada penelitian 75
3 Pengukuran reflektan NIR................................................................................ 75
4 Pengukuran parameter mutu (a) pengukuran kekerasan, (b) pengukuran TPT,
(c) pengukuran susut bobot, dan (d) pengukuran warna .................................. 76
5 Pengukuran ion leakage (a) sampel yang digunakan untuk pengukuran ion
leakage dan (b) pengukuran ion leakage menggunakan Electrical Conductivity
.......................................................................................................................... 77
6 Contoh sampel untuk pengukuran pH .............................................................. 77
7 Perubahan warna mangga yang disimpan pada suhu 8 °C............................... 78
8 Perubahan warna mangga yang disimpan pada suhu 13 °C............................. 79
9 Data rata-rata perubahan warna kulit buah mangga selama penyimpanan ..... 80
10 Data rata-rata perubahan pH selama penyimpanan .......................................... 80
11 Data rata-rata susut bobot. kekerasan. dan TPT buah mangga selama
penyimpanan .................................................................................................... 81
12 Data perubahan slope ion lekage selama penyimpanan buah mangga ............ 81
13 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 8°C pada
penyimpanan hari ke-1 ..................................................................................... 82
14 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 8°C pada
penyimpanan hari ke-2 ..................................................................................... 82
15 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 8°C pada
penyimpanan hari ke-4 ..................................................................................... 83
16 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 8°C pada
penyimpanan hari ke-6 ..................................................................................... 83
17 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 8°C pada
penyimpanan hari ke-8 ..................................................................................... 84
18 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 13°C pada
penyimpanan hari ke-1 ..................................................................................... 84
19 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 13°C pada
penyimpanan hari ke-2 ..................................................................................... 85
20 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 13°C pada
penyimpanan hari ke-4 ..................................................................................... 85

vii

21 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 13°C pada
penyimpanan hari ke-6 ..................................................................................... 86
22 Perubahan ion leakage setiap ulangan buah mangga suhu 13°C pada
penyimpanan hari ke-8 ..................................................................................... 86
23 Hasil kalibrasi dan validasi menggunakan data reflektan NIR dengan metode
PLS pada buah mangga yang disimpan suhu 8°C ............................................ 87
24 Hasil kalibrasi dan validasi menggunakan data reflektan NIR dengan metode
PLS pada buah mangga yang disimpan suhu 13°C .......................................... 90
25 Hasil kalibrasi dan validasi menggunakan data absorban NIR dengan metode
PLS pada buah mangga yang disimpan suhu 8°C ............................................ 93
26 Hasil kalibrasi dan validasi menggunakan data absorban NIR dengan metode
PLS pada buah mangga yang disimpan suhu 13°C .......................................... 96
27 Data pH dan slope ion leakage prediksi menggunakan reflektan NIR selama
penyimpanan buah mangga .............................................................................. 99
28 Data pH dan slope ion leakage prediksi menggunakan absorban NIR selama
penyimpanan buah mangga ............................................................................ 100
29 Analisis regresi pH dan slope ion leakage pada penyimpanan buah mangga
suhu 8 °C ........................................................................................................ 100

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mangga merupakan buah-buahan eksotik yang diimpor oleh semua pasar
utama dunia. Dewasa ini produksi mangga memiliki potensi pasar yang baik dan
merupakan komoditas unggulan yang prospektif sehingga dari tahun ke tahun
produksinya terus meningkat. Menurut BPS, dari tahun 2001 sampai 2009
produksi mangga di Indonesia mengalami peningkatan (Tabel 1).
Tabel 1 Produksi mangga Indonesia tahun 2001 sampai 2009
Tahun
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009

Produksi (Ton)
923,294
1,402,906
1,526,474
1,437,665
1,412,884
1,621,997
1,818,619
2,105,085
2,243,440

Sumber : BPS 2011
Buah mangga gedong gincu merupakan salah satu jenis buah mangga yang
banyak diminati baik di pasar lokal maupun pasar internasional. Menurut
Supriatna (2005), mangga gedong gincu mempunyai peluang pasar ekspor cukup
besar dikarenakan buahnya mempunyai aroma sangat tajam, warna buah merah
menyala, dan mengandung banyak serat. Karakteristik ini sangat sesuai dengan
permintaan negara importir. Dengan adanya prospek pemasaran mangga gedong
gincu yang baik maka diperlukan perbaikan-perbaikan mulai dari aspek produksi,
panen, ketersediaan buah, teknik penanganan pascapenan, sistem produksi, dan
pengendalian mutu agar produk yang dihasilkan mempunyai kualitas yang sesuai
dengan permintaan pasar.
Berbagai macam teknologi telah diupayakan untuk dapat menjaga kualitas
yang sesuai dengan permintaan pasar. Salah satu cara tersebut adalah
penyimpanan pada suhu rendah. Penyimpanan pada suhu rendah menjadi salah

2

satu faktor utama untuk dapat mempertahankan mutu dan memperpanjang umur
simpan karena buah setelah panen masih mengalami proses kehidupan. Menurut
Winarno (2002), buah-buahan setelah panen dikatakan masih hidup karena masih
melakukan pernafasan dalam suatu seri reaksi yang sangat kompleks. Laju
respirasi dapat dikendalikan oleh suhu. Pada setiap kenaikan suhu 10oC, laju
respirasi meningkat dua atau tiga kali. Namun, penyimpanan dingin untuk
mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpan juga memiliki kendala.
Mangga juga merupakan salah satu buah

tropis yang memiliki sifat

sensitif terhadap suhu yang terlalu rendah. Ketika mangga disimpan pada suhu
rendah dalam jangka waktu tertentu, ada resiko terjadinya perubahan fisik karena
kerusakan dingin. Resiko kerusakan dingin ini sering disebut sebagai chilling
injury yang dapat menurunkan mutu buah mangga yang disimpan. Menurut Skog
(1998), chilling injury merupakan gangguan utama pada tanaman tropis dan
subtropis, meskipun gangguan fisiologi ini akan muncul pada saat produk
disimpan pada suhu rendah. Temperatur kritis untuk kerusakan suhu rendah
berbeda-beda tergantung pada komoditas, tetapi umumnya pada buah mangga
terjadi ketika suhu penyimpanan sekitar 10oC-13oC.
Menurut Utama (2009), chilling injury dan kerusakannya tidak hanya
terjadi selama penyimpanan. Chilling injury juga dapat dijumpai pada saat cold
chain, selama penanganan atau transit, atau selama distribusi wholesale, di tempat
retail, dan di rumah tangga. Contohnya penempatan pisang dalam lemari
pendingin di rumah merupakan hal yang umum menyebabkan kerusakan dingin.
Menurut Winarno (2002), gejala chilling sering muncul beberapa hari setelah
berada di suhu yang lebih hangat dalam bentuk legokan (pitting) atau kulit produk
memar, terjadi internal discoloration atau gagal matang. Perkembangan gejala
chilling injury sangat dipengaruhi oleh temperatur dan waktu, dimana semakin
rendah temperatur gejala akan semakin parah dan semakin lama terpapar suhu
rendah gejala juga akan semakin parah. Efek dalam jangka pendek dari chilling
mungkin akan bertumpuk (cumulative) di dalam komoditas. Deteksi dan diagnosis
dari chilling injury sering sulit, pada saat produk baru dikeluarkan dari temperatur
dingin, dimana gejala kerusakan akan muncul saat produk terpapar pada suhu
tinggi, atau gejala akan memerlukan waktu beberapa hari untuk berkembang.

3

Gejala juga tidak dapat terlihat secara eksternal (Skog, 1998). Gejala chilling
injury pada bagian internal dapat dideteksi melalui perubahan pH yang tidak
normal, kebocoran ion, dan pengukuran respirasi.
Jika identifikasi dilakukan melalui bagian eksternal maka chilling injury
telah terjadi dan kerusakan pada jaringan buah telah bersifat permanen, sedangkan
jika identifikasi dilakukan pada bagian internal maka dapat diketahui indikasi
gejala chilling injury dimana jaringan buah belum rusak secara permanen. Dengan
mengetahui indikasi gejala chiling injury maka dapat dilakukan pemulihan
jaringan seperti pengembalian penyimpanan buah pada suhu yang optimum. Oleh
karena itu, diperlukannya metode deteksi secara destruktif untuk dapat mendeteksi
bagian internal buah mangga sehingga dapat diketahui indikasi gejala chilling
injury tanpa merusak.
Mutu buah di Indonesia biasanya masih dideteksi/didiagnosis secara
manual dengan menggunakan tanda-tanda visual sehingga mutu bagian dalam
dari buah tidak dapat dideteksi dengan baik. Metode yang digunakan untuk
mendeteksi bagian dalam, biasanya dengan menggunakan metode destruktif yang
dapat merusak buah-buahan secara keseluruhan. Untuk itu telah dikembangkan
beberapa metode uji secara tidak merusak untuk produk hortikultura antara lain:
metode image processing, metode NIR (Near Infra Red), metode gelombang sinar
X, metode NMR (Nuclear Magnetic Resonance) dan metode gelombang
ultrasonik.
NIR (Near Infrared) merupakan salah satu metode deteksi kerusakan
secara non-destrukif yang pada saat ini mulai berkembang. Near infrared
digunakan pada bidang pertanian pertama kali oleh Norris pada tahun 1964 untuk
mengukur kelembaban analisis dan mulai berkembang pada tahun 1987 yang
dilakukan oleh Grant untuk analisis cepat terutama untuk kelembaban, protein,
dan kandungan lemak dari berbagai produk pertanian dan makanan (Nicolai et al,
2007). Menurut Victor (1996), Near Infrared digunakan untuk pengelompokkan
buah

apel

varietas

manalagi

berdasarkan

kememaran

dengan

cara

membandingkan nilai pantulan buah apel yang tidak memar dengan memar.
Schmilovitch (2000) melaporkan dalam penelitiannya tentang penentuan sifat

4

fisiologi mangga yang berhubungan degan indeks kualitas dengan Near Infrared
Spectroscopy bahwa indeks yang dideteksi meliputi pelunakan daging, total
padatan terlarut dan keasaman. Menurut Osborne et al (1993), keuntungan utama
dari penggunaan NIR adalah analisis sederhana dan sangat cepat (antara 15 – 90
detik) dan dapat dilakukan secara online. Selain itu pengukuran juga dapat diukur
secara bersamaan.
Dengan adanya gejala yang membutuhkan waktu yang cukup lama untuk
dapat terlihat secara ekternal dan adanya kerusakan/kerusakan mutu yang
diakibatkan oleh kerusakan dingin (chilling injury) maka diperlukan salah satu
teknologi untuk deteksi dan diagnosa kerusakan dingin secara tidak merusak (nondestructive). Oleh karena itu diperlukan penelitian mengenai pengembangan
sistem pengukuran Near Infrared Spectroscopy untuk deteksi kerusakan dingin
(chilling injury) buah mangga secara non-destruktif.
Perumusan Masalah
Chilling injury merupakan permasalahan pada penyimpanan dingin untuk
buah mangga. Gejala dari chilling injury dapat dilihat dari bagian internal buah
seperti laju repirasi, pH, dan kebocoran ion (ion leakage). Perubahan laju
respirasi, pH yang tidak normal , dan kebocoran ion selama penyimpanan dingin
tidak dapat diketahui secara tidak merusak (destructive). Deteksi chilling injury
jika dilakukan pada bagian eksternal buah maka buah telah mengalami rusak
secara permanen sehingga jaringan buah tidak dapat diperbaiki, akan tetapi jika
deteksi dilakukan pada bagian internal maka jaringan buah tidak rusak secara
permanen sehingga dengan adanya pendeteksian bagian internal ini dapat
digunakan untuk pencegahan terjadinya chilling injury, seperti pengembalian buah
yang disimpan pada suhu optimum. Pendeteksian bagian internal dapat dideteksi
dengan menggunakan metode nondestruktif NIR spectroscopy. Metode NIR
spectroscopy dapat digunakan untuk mendeteksi chilling injury yang berhubungan
dengan parameter seperti kadar air, protein, lemak, kandungan asam (pH), TPT,
dll yang mengandung ikatan senyawa kimia.

5

Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem deteksi chilling
injury buah mangga gedong gincu secara non-destruktif dengan metode Near
Infrared (NIR), dengan tujuan khusus :
a. Mempelajari spektrum reflektan dan absorban NIR spectroscopy dalam
hubungannya dengan ion leakage melalui perubahan pH untuk mendeteksi
gejala chilling injury pada buah mangga gedong gincu selama
penyimpanan dingin.
b. Mengembangkan model kalibrasi NIR untuk memprediksi ion leakage
berdasarkan pH dengan metode PLS.
Berdasarkan tujuan di atas, maka dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan manfaat dan informasi sebagai berikut :
a. Memberikan data dasar perubahan karakteristik Near Infrared (NIR)
berdasarkan perubahan pH yang berhubungan dengan ion leakage dan
rusak tidaknya buah mangga sehingga dapat mendeteksi terjadinya gejala
chilling injury.
b. Membantu dalam pengembangan sortasi buah secara tidak merusak.
c. Dapat mendeteksi lebih awal gejala chilling injury tanpa merusak buah
mangga. Sehingga dengan adanya deteksi awal terhadap gejala chilling
injury dapat mengantisipasi terjadinya chilling injury pada buah.

6

TINJAUAN PUSTAKA
Mangga
Mangga merupakan tanaman buah tahunan yang berasal dari negara India.
Tanaman ini kemudian menyebar ke wilayah Asia Tenggara termasuk Malaysia
dan Indonesia. Berdasarkan klasifikasinya buah mangga termasuk dalam
(Pracaya, 1998):
Kingdom : Plantae
Filum

: Magnoliophyta

Kelas

: Magnoliopsida

Ordo

: Sapindales

Famili

: Anacardiaceae

Genus

: Mangifera

Spesies

: M. indica
Mangga termasuk golongan buah sejati tunggal, yakni buah yang hanya

terjadi dari satu bunga dan satu bakal buah. Jenis mangga ini mempunyai satu
ruang dengan satu biji (Broto, 2003). Buah mangga juga termasuk kelompok buah
batu yang berdaging. Panjang buah sekitar 2.5 cm sampai 30 cm. Bentuk buah
ada yang bulat, bulat telur atau memanjanag dan ada juga yang berbentuk pipih.
Masing-masing varietas mangga dapat dibedakan berdasarkan ukuran, warna
daging, rasa, aroma, karakter, dan bentuk buah. Di Indonesia ada beberapa jenis
dan varietas mangga komersial yang sudah terkenal dengan mutu yang bagus
antara lain : Golek, Arumanis, Manalagi, Gedong, Madu, Lalijiwo, Keweni,
Pakel, dan Kemang (Pracaya, 2001). Menurut Quane (2011), pada saaat sekarang
ini, hanya lima varietas yang diekspor yaitu Arumanis, Gedong, Manalagi,
Dermayu dan dalam jumlah lebih sedikit: Cengkir.
Mangga gedong gincu merupakan salah satu kultivar mangga yang harga
buahnya paling tinggi dibandingkan dengan mangga lainnya di Indonesia
(Gambar 1). Buah mangga ini mempunyai ukuran, bentuk, warna, rasa, dan bau
yang spesifik (khas) dan sangat menarik. Mangga gedong banyak ditanam di

7

cerebon, Majalengka dan Indramayu. Bentuk agak bulat dengan pangkal buah
agak datar dan sedikit berlekuk, pucuk buah tak berparuh. Tangkai buah kuta,
terletak ditengah. Bobot 200-300 gram perbuah, berukuran 8 cm x 7 cm x 6 cm.
Buah yang masak berkulit merah jingga pada pangkalnya, merah kekuningan pada
pucuknya. Permukaan kulit halus, berbintik putih kehijauan dan berlilin. Daging
buah tebal, berserat halus, manis, berair banyak, beraroma halus dan kasar.
Karena kulit buahnya tebal, buah dapat disimpan beberapa hari dan tahan
angkutan. (Pracaya, 2001). Warna daging sama dengan warna kulit. Bijinya agak
besar dan sebagian dari daging cenderung melekat pada biji serta produksi 100150 kg/pohon. Permintaan akan mangga gedong tinggi dan di banyak pasar di
Indonesia harganya pun tinggi (Quane, 2011).

Gambar 1 Mangga Gedong Gincu.
Berdasarkan SNI 01-364-2009, untuk semua kelas buah, ketentuan
minimum mutu yang harus dipenuhi adalah utuh, padat (firm), penampilan segar,
layak dikonsumsi, bersih, bebas dari benda-benda asing yang tampak, bebas
memar, bebas hama dan penyakit, bebas kerusakan akibat temperatur rendah atau
tinggi, bebas dari kelembaban eksternal yang abnormal (kecuali pengembunan
sesaat setelah pemindahan dari tempat penyimpanan dingin), bebas dari aroma
dan rasa asing, memiliki kematangan yang cukup. Untuk ketentuan mengenai
ukuran mangga dapat dilihat pada Tabel 2 dan spesifikasi persyaratan mutu pada
Tabel 3.

8

Tabel 2 Ukuran berat mangga berdasarkan kultivar
Kultivar
Arum
manis
Golek
Gedong
Manalagi

Tingkat Ukuran
Sedang
Kecil
(gram)
(gram)

Besar
(gram)

Sangat Kecil
(gram)

> 400

350 - 400

300 - 349

250 - 299

> 500
> 250
>400

450 - 500
200 - 250
350 - 400

400 - 449
150 - 199
300 - 349

350 - 399
100 - 149
250 - 299

Sumber : SNI 01-3164-1992.
Tabel 3 Spesifikasi persyaratan mutu
Spesifikasi
Keasaman Sifat Varietas
Tingkat ketuaan
Kekerasan
ukuran
Kerusakan % (jml/jml maksimum)
Kotoran
Busuk, % (jml/jml maksimum)

Persyaratan Mutu
Mutu I
Mutu II
Seragam
Seragam
Tua tapi tidak terlalu
Tua tapi tidak terlalu
matang
matang
Keras
Cukup Keras
Seragam
Kurang Seragam
5
10
Bebas
Bebas
1
1

Sumber : SNI 01-3164-1992
Kandungan Buah Mangga
Mangga merupakan buah yang disukai hampir segala bangsa, karena lezat.
Sebagai buah konsumsi, mangga terdiri atas tiga lapisan yaitu kulit, daging, dan
biji. Kulit buah sekitar 11-18%, daging buah 60-75%, dan biji 14-22%.
Komponen daging buah yang paling banyak adalah air dan karbohidrat. Selain itu
juga mengandung protein, lemak, macam-macam asam, vitamin, mineral, tannin,
zat warna, dan zat yang mudah menguap. Zat menguap itu beraroma harum khas
mangga (Pracaya, 2001).
Karbohidrat buah mangga terdiri dari gula sederhana, tepung, dan selulosa.
Gula sederhana yaitu sukrosa, glukosa, dan fruktosa. Gula tersebut memberikan
rasa manis dan tenaga yang dapat segera digunakan oleh tubuh. Rasa sepat buah
mangga disebabkan oleh tannin, rasa asam disebabkan oleh asam sitrat. Protein
mangga terdapat dalam enzim. Enzim dalam buah mangga menyebabkan

9

perubahan kimia dan metabolisme. Buah mangga banyak mengandung vitamin A
dan C (Pracaya, 2001).
Fisiologi Pascapanen Buah mangga
Tahap-tahap proses pertumbuhan buah dimulai dari pembelahan sel,
pembesaran

sel,

pendewasaan

sel

(maturation),

pematangan

(ripening),

“senescene” dan pembusukkan (deterioration). Mangga termasuk buah klimaterik.
Pola pernafasan buah klimaterik menunjukkan peningkatan CO2 selama
pematangan.. Menurut Winarno (2002), klimaterik adalah suatu periode mendadak
yang unik bagi buah-buahan tertentu, dimana secara biologis diawali dengan
proses pembuatan etilen. Proses ini ditandai dengan adanya perubahan dari proses
pertumbuhan menjadi “senescene”, adanya peningkatan pernafasan dan mulainya
proses pematangan.
Produksi

etilen

dalam

buah

berfungsi

sebagai

pemicu

dan

mengkoordinasikan perubahan selama pematangan. Perubahan ini meliputi
perubahan warna pada kulit dan daging, pelunakan daging, dan perkembangan
rasa manis dan aroma (Brecht et al., 2009). Mattoo et al. (1969) telah
menunjukkan bahwa etilen (C2H4) meningkatkan enzim-enzim katalase,
perioksidase, dan amylase dalam irisan mangga sebelum puncak kemasakannya.
Selama pemacuan, mereka juga mengamati bahwa zat-zat serupa protein yang
mengahambat pemasakan, dalam irisan-irisan itu hilang dalam waktu 45 jam.
Menurut Winarno (2002), pembentukan etilen pada jaringan tanaman dapat
distimulasikan oleh kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Karena itu, adanya
kerusakan mekanis buah dapat mempercepat pematangan.
Selain adanya produksi etilen pada proses fisiologi, laju pernafasan atau
respirasi juga dapat mempengaruhi fisiologi pascapanen buah mangga. Laju
repirasi ini dapat dijadikan sebagai petunjuk yang baik untuk daya simpan buah
sesudah dipanen. Menurut Pantastico (1989), Intesitas respirasi dianggap sebagai
ukuran laju jalannya metabolisme dan oleh karena itu sering dianggap sebagai
petunjuk mengenai potensi daya simpan buah. Laju respirasi yang tinggi biasanya
disertasi oleh umur simpan yang pendek. Adapun faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi laju respirasi antara lain faktor internal dan faktor eksternal. Faktor

10

internal meliputi susunan kimiawi jaringan, ukuran produk, pelapis alami, jenis
jaringan

sedangkan

faktor

eksternal

meliputi

oksigen

yang

tersedia,

karbondioksida, pemberian etilen, kerusakan buah serta zat-zat pengatur tumbuh.
Perubahan Sifat Fisikokimia selama Penyimpanan
Selama

penyimpanan

buah

mengalami

perubahan,

dimana

buah

mengalami pematangan dan penuaan. Saat pematangan, buah mengalami
perubahan dalam warna, tekstur, dan bau, yang menunjukkan bahwa terjadinya
perubahan-perubahan dalam susunannya. Perubahan-perubahan tersebut terjadi
karena diakibatkan adanya perubahan sifat fisikokimia dalam jaringan buahbuahan.
Perubahan fisik dan kimia pada pematangan antara lain adalah (i) tugor
sel, perubahan tugor sel disebabkan karena komposisi dinding sel berubah, yang
menyebabkan “firmness” dari buah menjadi lunak, (ii) dinding sel, beberapa buah
mengalami

keempukan

setelah

panen

karena

selulosa

meningkat

dan

hemisellulosa serta pektin menurun, (iii) perubahan karbohidrat, dimana terjadi
sintesa pati dan perubahan kandungan gula yang menyebabkan buah menjadi
manis, (iv) warna, adanya degradasi khlorofil dan pembentukan antosianin atau
karotenoid, (v) kehilangan asam sitrat (Winarno, 2002). Menurut (Brecht et al.,
2009), asam sitrat adalah asam organik utama pada buah mangga selain itu juga
terdapat asam malat dan suksinat dalam jumlah sedikit. Asam sitrat akan
meningkat selama perkembangan buah mangga dan menurun pada saat
penyimpanan.
Menurut Muchtadi et al (2010), pelunakan buah dapat disebabkan oleh
terjadinya pemecahan protopektin menjadi pektin, maupun karena terjadinya
hidrolisis pati atau lemak dan mungkin juga lignin. Flavor juga mengalami
perubahan selama pematangan. Menurut Pantastico (1989), flavor adalah sesuatu
yang halus dan rumit yang ditangkap indera, yang merupakan kombinasi rasa
(manis, asam, sepat), bau (zat-zat atsiri), dan terasanya pada lidah (meleleh,
pedas). Pematangan biasanya meningkatkan jumlah gula-gula sederhana yang
memberikan rasa manis, penurunan asam organik dan senyawa fenolik yang
mengurangi rasa sepat dan masam, dan kenaikan zat-zat atsiri yang memberi

11

flavor khas pada buah. Perubahan sifat fisikokimia selama pematangan
merupakan indeks mutu dari buah-buahan pada saat disimpan.
Kematian (decay) pada saat penyimpanan diakibatkan oleh penyakit
ataupun pembusukan. Pematangan mengakibatkan hilangnya keasaman dan pati,
peningkatan dan kemudian penurunan kadar gula, dan perubahan pektin serta
melibatkan produksi zat-zat volatil seperti ester, asetaldehida, etil alcohol, dan
etilen (Jackson & Looney, 1999).
Penyimpanan Dingin
Mangga termasuk buah yang mudah busuk. Salah satu cara untuk
mempertahankan kesegaran mangga dalam jangka waktu pendek adalah dengan
penyimpanan di tempat dingin. Penyimpanan dingin merupakan salah satu
perlakuan atau metode yang bertujuan untuk memperpanjang umur simpan buahbuahan setelah panen. Umur simpan mangga dapat diperpanjang dengan adanya
perlakuan atau metode penyimpanan yang tepat dan baik. Kondisi lingkungan
yang optimal selama penyimpanan mangga adalah kondisi yang optimum dimana
memungkinkan bagi mangga selama penyimpanan untuk tidak mengalami
perubahan warna, cita rasa, dan bentuk.
Menurut Muchtadi et al. (2010), penanganan pascapenan berupa
penyimanan dingin bertujuan untuk dapat mengurangi (i) kegiatan respirasi,
kegiatan metabolik lainnya, (ii) kehilangan air dan pelayuan, (iii) proses penuaan
karena adanya proses pematangan, pelunakan dan perubahan-perubahan warna
serta struktur (iv) kerusakan karena aktifitas mikroba (bakteri, kapang, dan
khamir), dan (v) proses pertumbuhan yang tidak dikehendaki. Kondisi
penyimpanan dingin dapat bermanfaat baik bagi produk karena dapat
memperlambat proses metabolisme saat pematangan, akan tetapi juga dapat
menyebabkan cedera jaringan pada beberapa jenis produk seperti buah-buahan
tropika yang cenderung sensitif terhadap penyimpanan dingin. Penyimpanan
dingin menpunyai pengaruh terhadap bahan yang didinginkan seperti : kehilangan
berat, kerusakan dingin, kegagalan untuk matang, dan kebusukan. Menurut Taub
dan Singh (1998), beberapa contoh kerusakan kimia yang terjadi selama

12

penyimpanan dingin antara lain : reaksi browning, kerusakan lemak, perubahan
tekstur, perubahan warna, reaksi staling, perubahan vitamin.
Kerusakan Dingin (Chilling Injury)
Kerusakan dingin merupakan kerusakan yang terjadi pada produk yang
disimpan pada suhu yang lebih rendah dari pada suhu optimum produk tersebut.
Menurut Winarno (2002), chilling merupakan pendinginan di atas suhu
pembekuan kristal es dalam produk. Beberapa produk hortikultura mengalami
chilling injury di atas suhu pembekuan air sehingga chilling injury merupakan
jenis kerusakan yang terjadi karena suatu produk hortikultura terekspos pada suhu
rendah tetapi bukan pada suhu pembekuan.
Chilling injury adalah masalah utama pada penyimpanan dingin bagi
komoditas tropis. Penyimpanan produk dibawah suhu kritis dapat menyebabkan
terjadinya gangguan fisiologis yang parah. Suhu kritis untuk chilling injury
bervariasi sesuai dengan sifat komoditas, tetapi umumnya terjadi ketika produk
disimpan pada suhu dibawah 10oC – 13oC (Tasneem, 2004). Menurut Utama
(2009), untuk buah mangga, penyimpanan ≤ 13oC akan menyebabkan kerusakan
dingin. Menurut Pracaya (2007), beberapa jenis mangga akan rusak jika disimpan
pada suhu dibawah 9 oC.
Menurut Skog (2011), penyebab utama kerusakan dingin adalah adanya
cedera atau kerusakan pada membran sel. Kerusakan ini dipengaruhi oleh waktu
pemaparan temperatur pada komoditas yang disimpan. Jika di bawah temperatur
kritis dalam jangka waktu yang pendek maka tanaman dapat memperbaiki
kerusakan. Akan tetapi, jika pemaparan suhu rendah dengan jangka waktu yang
panjang akan mengakibatkan kerusakan permanen. Deteksi dan diagnosis cedera
ini sering kali mengalami kesulitan karena gejala ini akan terlihat jelas dengan
visual manusia jika produk yang disimpan dipaparkan kembali pada suhu yang
terlalu tinggi, sehingga gejala akan terlihat dari luar dengan jangka waktu yang
cukup lama.
Menurut Muchtadi et al. (2010), kerusakan dingin ini memiliki ciri-ciri
seperti adanya lekukan, cacat, bercak-bercak kecoklatan pada permukaan,
peyimpangan warna daging bagian dalam atau gagal matang pada buah setelah

13

dikeluarkan dari ruang penyimpanan. Mekanisme terjadinya kerusakan dingin ini
antara lain : (i) terjadinya respirasi abnormal, (ii) perubahan lemak dan asam
lemak dalam dinding sel, (iii) perubahan permeabilitas membran sel, (iv)
perubahan dalam reaksi kinetik dan termodinamika, (v) ketimpangan distribusi
senyawa kimia dalam jaringan, dan (vi) terjadinya penimbunan metabolisme
beracun. Menurut Taub dan Singh (1998), gejala umum dari chilling injury adalah
runtuhnya sel-sel dibawah permukaan kulit yang menyebabkan pitting,
pencoklatan enzimatik dan timbulnya seperti genangan air (waterlogging).
Kerusakan dingin ini, biasanya terjadi pada suhu 10 – 15 oC untuk buah tropis.
Imobilasi lipid akan mempengaruhi sifat membran dan juga akan dapat
menimbulkan senyawa beracun seperti etanol dan acetaldehyde yang dapat
menumpuk selama penyimpanan suhu rendah dan menyebabkan gangguan sel.
Ion Leakage dan pH
Organ-organ dalam buah-buahan dapat dibagi menjadi tiga sistem antara
lain (i) sistem jaringan kulit yang terdiri dari sel—sel epidermal, membran
kutikula, stomata, da lentisel, (ii) sistem dasar yang terdiri dari parenkim,
kolenkim, sklerenkim, dan (iii) sistem berkas pengangkut. Struktur buah mangga
dapat dilihat pada Gambar 2 (Muchtadi et al., 2010).
Senyawa utama penyusun membran adalah protein dan lipida. Komponen
membran lainnya adalah Ca+2 dimana tanpa ion ini membran akan kehilangan
kemampuannya sehingga akan menjadi bocor. Fungsi membran adalah u