KARAKTERISTIK BIOLOGI DAN FISIOLOGI

Buah dan sayur merupakan sumber
gizi dan sumber pendapatan bagi
petani
Praktek
budidaya
mempengaruhi mutunya
diolah
Jika sudah dipanen, mutunya tidak
dapat ditingkatkan lagi
sifat
perishable nya

akan
ketika

Mutu dan keamanan adalah 2 aspek
penting bagi pangan yang dikonsumsi
manusia.
Faktor/manajemen pra-panen sangat
berpengaruh terhadap mutu buah dan
sayur.

• Buah dan sayuran saat dipanen dari induknya
merupakan struktur yang masih hidup
melanjutkan reaksi metabolisme dan
melanjutkan proses fisiologis selama waktu
tertentu
• Buah dan sayuran berespirasi dengan cara
mengambil oksigen dna melepaskan CO2 dan
panas
• Buah dan sayur juga mengalami transpirasi
kehilangan air dalam bentuk uap

!

"

#
$

Budidaya dan Benih/Bibit

Cara Bercocok Tanam
Faktor Biologis
Faktor Lingkungan

#

!

"

#
$

#

Produk yang sehat hanya berasal dari
bahan tanaman yang sehat dan baik.

Pemilihan
kultivar

yang
baik
akan
menghasilkan tanaman dengan mutu yang
baik, umur simpan yang panjang.

Faktor prapanen meliputi
Budidaya dan bahan tanaman

Faktor Biologis,
Faktor Lingkungan
Faktor pascapanen, yang berkontribusi terhdap mutu
produk.
Karakteristik Mutu meliputi
Warna dan penampakan
Viskositas dan konsistensi
Ukuran dan bentuk
Tekstur dan flavor
Nilai gizi (vitamin, mineral,dll), atau sifat tersembunyi
lainnya serta keamanan dan kesehatan produk.

• Pada saat buah dan sayuran masih berada
pada tanaman induknya, kehilangan air
akibat respirasi dan transpirasi dapat
diganti, karena tanaman masih dapat
menyerap air, melakukan fotosintesa dan
memperoleh mineral dari tanah
• Setelah panen sumber air, fitosintat dan
mineral tidak akan ada lagi sehingga buah
dan dan sayur akan masuk pada fase
kerusakan.

PROSES METABOLISME

!
"
#

%

$

&

'
)

$

*$

#
'

+
,

%
(

(

-

" -!

! -

)!-

* .-! % /

!)% "-

Respirasi adalah proses dimana bahan-bahan organik (karbohidrat,
protein, lemak) diuraikan menjadi bentuk yang lebih sederhana
dengan melepaskan sejumlah energi.
Dalam proses respirasi digunakan O2 dan dihasilkan CO2

Proses respirasi meliputi degradasi bahan

organik di dalam bahan pangan, khususnya
gula, untuk menghasilkan energi kimia (dalam
bentuk ATP dan NADH) yang dibutuhkan untuk
aktivitas metabolik seluler.

Jika substrat yang digunakan adalag glukosa,
maka persamaan respirasinya :
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 686 kcal heat
Respirasi menyebabkan terjadinya kehilangan
komponen-komponen pangan, flavor,
khususnya kemanisan, kehilangan bahan
terlarut, dan dihasilkannya panas yang dapat
meningkatkan biaya refrigerasi, serta
dihasilkannya CO2 sehingga diperlukan adanya
ventilasi yang cukup selama penyimpanan.

Laju kerusakan komoditi hasil pertanian
proporsional dengan laju respirasinya rate:

Komoditi dengan laju respirasi tinggi memiliki

umur simpan yang pendek.
Komoditi dengan laju respirasi rendah memiliki
umur simpan yang panjang.

Pengukuran Proses Respirasi
+ 0 +

3&

2
! "
# $

4&

$

1&
$&

"

"

1& "

)

-

'$(

2
%

5
"

%

+

$& )

! "
0
+

+

%

+

"
3& "

"

+

-

'3(

$

5

+
'

+

2#(
4& "

#
"

$

#

#

+

$

#

$

Contoh : laju respirasi jeruk = 70 mg CO2/kg/jam
laju respirasi ercis = 400 mg CO2/kg/jam

Respiration Quotient (RQ) : perbandingan CO2 yang

dihasilkan dengan O2 yang
digunakan

RQ =

mol CO2 yang dihasilkan
mol O2 yang digunakan

Contoh :
C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6 H2O + energi
QR= 6/6 = 1

2 C51H98O6 + 145 O2 ----> 102 CO2 + 98 H2O + energi
QR = 102/145 = 0,71

KLASIFIKASI PRODUK HORTIKULTURA BERDASARKAN LAJU
RESPIRASINYA

Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Laju Respirasi
• Suhu dan Lama penyimpanan

peningkatan suhu dan lama
penyimpanan menyebabkan peningkatan laju respirasi
• Tetapi pada suhu yang sangat tinggi dan penyimpanan yang
• Laju respirasi juga dipengaruhi oleh : varietas

FERMENTASI

6

+

'
'

"

(
7

+ 0

(
7

+
+

7
7

'
+

%
#8*1$

8

9

$#$*: * 9 $ #
'
(

+

$

$(

"

+
+

Etilen
Etilen (C2H4) adalah molekul gas organik
sederhana.
Sebagai hormon tanaman, berperan dalam
mengatur pertumbuhan, pemasakan, senesens,
dan proses absisi.
Etilen disintesis secara alami di dalam tanaman,
tapi juga dapat dihasilkan dari mesin dan asap.
Aktif pada konsentrasi yang sangat rendah
(kisaran ppm)

Jalur Biosintesis Etilen
MET
(methionine)
Methylation
Polyamine
synthesis

SAM synthase

SAM
(S-adenosyl-methionine)
ACC synthase

ACC
(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)
ACC oxidase

Ethylene
ACS dan ACO adalah enzim regulator yang penting dalam biosintesis
etilen

Produksi Autokatalitik dari Etilen
Pada buah klimakterik, peningkatan produksi etilen
secara alami selama pematangan menstimulasi
produksi etilen itu sendiri – fenomena ini disebut
autokatalitik

Pada beberapa buah klimakterik, seperti
alpukat, pisang, melon, pir, dan tomat,
“autocatalytic
positive
feedback”
dapat
meningkatkan laju produksi etilen 1000x selama
pematangan buah.
Exposure to external ethylene also enhances
autocatalytic production of ethylene and
ripening!

Regulasi Biosintesis Etilen
Secara umumproduksi etilen meningkat :
Pada saat pematangan
jika ada kerusakan fisik (memar, luka)
pada buah yang busuk
jika suhu meningkat hingga 30 C
jika terjadi stress (stress air, pendinginan dll)
Produksi etilen akan menurun :
pada suhu penyimpanan yang rendah
jika konsentrasi O2 berkurang (2%)

Perubahan Komposisi
Perubahan komposisi yang terjadi selama
proses pematangan dan setelah panen:
● Perubahan pigmen:
Kehilangan klorofil (warna hijau) – pada buah
diinginkan, tapi tidak pada sayuran.
Perkembangan karotenoid (warna kuning dan
orange) – diinginkan pada beberapa buah
seperti aprikot, peach, jeruk, tomat dll.
Perkembangan antosianin (merah dan biru) –
diinginkan pada beberapa jenis buah seperti
cherry, strawberry dll.

Kehilangan klorofil pada saat panen

Perubahan metabolit :
Kehilangan gula
Kehilangan asam
Kehilangan asam amino Kehilangan lipids
Kehilangan kandungan vitamin

Perubahan Metabolit Selama Pematangan Tomat

Perubahan Metablit pada Brokoli yang sudah dipanen

Chlorophyll

Vitamin C

Carotenoids

Sugars

Kehilangan Air
)
Mutu penampilan ;

+ %
&

Mutu tekstural;
Mutu Gizi;
/
>

%
<

! = #&

;
'-*(

>

;

%

&

)
Apel

!

)

+
Peach

"

"

>)
$
+
"
>
>
>
>"

'
'

0
0

%

$

%

(

%

+ (
'
'

%
%

(
%

(

KLIMAKTERIK DAN KELAYUAN

+
o
o
o
o
o

"
"
"
"
"
"

0

'

(

'
+

'

(
(

'

(

Berdasarkan laju respirasi buah dan sayur dibedakan atas :
o
Golongan Klimakterik
o Golongan Non Klimakterik
/
'

#

$(

Non Klimakterik
Pembelahan Pembesaran
sel
sel

Senescense

"
?
?

?
)/

+
!)

- )?

+
%
0
+

+

KLIMAKTERIK
Apel
Alpukat
Pisang
Blueberry
Jambu
Nangka
Kiwifruit
Apricot

Mangga
Muskmelon
Pepaya
Peach
Pear
Persimon
Tomat
Semangka

NON KLIMAKTERIK
Blackberry
Cacao
Cherry
Ketimun
Terong
Grape
Leci

Lime
Orange
Nenas
Raspberry
Strawberry
Lemon

"

+ )

&"

#
!

%

7

"

7

9

<

'

(

(pisang muda, mentah, matang) diiris dan direndam dalam air
jumlah air yang berdiffusi pada irisan
pisang matang > mentah > muda
jumlah air yang berdiffusi ≈ jumlah CO2 yang dihasilkan
jumlah CO2 yang dihasilkan ≈ volume ruang bebas

'

(

'

(

)
"
!?
1?
$?
3?

3
"
#

$
$

3
!

1

&"

)

"
-

=" -!

#

'1@:4(
- / *

"
'! "( +

-A

<

&% '1@8B(
"

0

5
7
7

+

"

%

"
)

) /!AC!

'

#

+
.
2
!
"
. +

%

,
+

+

# (

"

0
.
)

"
*
"

+

"
)

+ )

+

+
+

%+
D

!CE
'#$*4(
"

D
'

+
+(

2

- /

+

?#

#*3

'2!3(

!

"
#

#*$
#*

*

*

#

$
#*$ *
#*3

Perubahan yang Terjadi Setelah Panen
Perubahan komposisi dan struktur dinding sel
menyebabkan
terjadinya pelunakan pada buah dan sayur
Perubahan warna
klorofil didegradasi dan terjadi peningkatan
jumlah pigmen yang menyebabkan warna kuning seperti
karotenoid, antosianin dan xantofil pada kulit dan daging buah
Respirasi yang melibatkan oksidasi enzimatis dari gula2
menghasilkan air dan CO2 serta pelepasan energi.
Substansi seperti asam organik dan portein masuk ke jalur
respirasi.

Buah apel, plum, labu, pisang, mangga dll
mengalami
perubahan warna selama penyimpanan baik yang dikemas
maupun dalam refrigerator.
Terbentuknya lapisan lilin pada kulit buah setelah panen
penampilan menjadi menarik dan mengurangi laju transpirasi.
Penurunan kandungan pati pada buah dan sayuran dan
peningkatan kandungan gula serta asam organik.
Perubahan jenis asam organik pada buah.

Perubahan yang Terjadi Setelah Panen
Pada jenis buah tertentu selama pematangan terjadi penurunan
astrigency (rasa sepat)
rasa sepat disebabkan oleh tanin atau
polifenol.
Komponen volatil dan aroma terbentuk pada saat buah matang
atau masak.
Tetapi jika buah dipanen pada kondisi yang belum matang atau
pada tahap “matang hijau” aroma ini tidak terbentuk.

Perubahan yang Terjadi Setelah Panen
Etilen merupakan komponen volatil yang disintesis pada
buah dan sayuran tertentu saat tahap pematangan dan
perkembangan
jika konsentrasinya sudah maksimum
maka akan memacu pematangan
Pertumbuhan, perkembangan, pra maturasi, maturasi,
pemasakan (ripening) dan senesen (Gambar 1)
fase2
pertumbuhan pada buah dan sayuran
Perttumbuhan buah dan sayur dimulai dari pembelahan
dan pembesaran sel hingga tercapai ukuran yang
maksimum.

F

5 <

+

"