Etilen Dan Pematangan Buah

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG
Makhluk hidup selalu mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan adalah proses kenaikan volume yang bersifat irreversible (tidak dapat balik) karena adanya penambahan substansi termasuk di dalamnya ada perubahan bentuk yang menyertai penambahan volume tersebut. Sedangkan perkembangan adalah proses menuju kedewasaan pada makhluk hidup yang bersifat kualitatif yaitu makhluk hidup dikatakan dewasa apabila alat perkembangbiakannya telah berfungsi. Seperti pada tumbuhan apabila telah berbunga maka tumbuhan itu sudah dikatakan dewasa.
Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah hormon sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan, sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel. Beberapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator).
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya. Terdapat banyak hormon dalam tumbuhan itu sendiri, tapi khusus kali ini dalam makalah ini hanya akan membahas mengenai Hormon Etilen.

1.2. RUMUSAN MASALAH
1.      Apa pengertian etilen?
2.      Bagaimana struktur kimia dan karakteristik etilen?
3.      Bagaimana sejarah penemuan etilen?
4.      Bagaimana biosintesis dan metabolisme etilen?
5.      Bagaimana peranan gas etilen dalam pertumbuhan dan perkembangan?
6.      Bagaimana interaksi etilen dengan hormon auksin?
7.      Bagaimana hubungan etilen dengan respirasi?

1.3. TUJUAN
1.      Mengetahui pengertian etilen.
2.      Mengetahui struktur kimia dan karakteristik etilen.
3.      Mengetahui sejarah penemuan etilen.
4.      Mengetahui biosintesis dan metabolisme etilen.
5.      Mengetahui peranan gas etilen dalam pertumbuhan dan perkembangan.
6.       Mengetahui interaksi etilen dengan hormon auksin.
7.      Mengetahui hubungan etilen dengan respirasi.


















BAB II
PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN ETILEN
Etilen merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan daun. Etilen disebut juga ethene (Winarno, 2007). Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas, sehingga disebut juga gas etilen. Gas etilen tidak berwarna dan mudah menguap (Yatim, 2007).
            Hormon Gas Etilen adalah hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan tanaman aktif dalam proses pematangan buah. Aplikasi mengandung ethephon, maka kinerja sintetis ethylen berjalan optimal sehingga tujuan agar buah cepat masak bisa tercapai. (misalnya: Etephon, Protephon) merk dagang antara lain: Prothephon 480SL. Gas Etilen banyak ditemukan pada buah yang sudah tua (Vitriyatul, 2012).
            Gas etilen adalah suatu senyawa volatil yang dikeluarkan oleh buah-buahan dan sayuran segar. Jumlah gas etilen yang dikeluarkan bervariasi menurut jenis buah dan sayuran segar yang dihasilkan. Buah apel dikenal sebagai buah yang banyak menghasilkan gas etilen. Menurut Griffin dan Sacharow dalam Simbolon (1991), secara umum gas etilen akan mempercepat proses pematangan dan pemasakan, kerusakan fisik dan fisiologis.
            Etilen adalah hormon tanaman alami yang penting pengaruhnya terhadap pelayuan dan pemasakan dari buah klimakterik (Utama, 2006). Menurut Kader (1992), buah klimakterik yaitu buah yang menunjukkan kenaikan produksi karbondioksida dan etilen yang besar saat penuaan. Contoh buah klimakterik yaitu apel, alpukat, pisang, mangga, dan tomat. Selama proses pematangan, buah klimakterik menghasilkan lebih banyak etilen endogen daripada buah nonklimakterik. Menurut Hadiwiyoto (1981), etilen endogen adalah gas etilen yag dihasilkan oleh buah yang telah matang dengan sendirinya yang dapat memicu pematangan buah lain di sekitarnya.








2.2.  STRUKTUR KIMIA DAN KARAKTERISTIK ETILEN
Struktur kimia etilen sangat sederhana sekali yaitu terdiri dari dua atom karbon dan empat atom hidrogen seperti yang terlihat pada struktur kimia pada skema berikut:


Etilen merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan daun. Etilen disebut juga ethane. Selain itu Etilen ( IUPAC nama: etena) adalah senyawa organik, sebuah hidrokarbon dengan rumus C2H4 atau H2C=CH2. Ini adalah gas mudah terbakar tidak berwarna dengan samar “manis dan musky bau“ ketika murni. Ini adalah yang paling sederhana alkena (hidrokarbon dengan karbon-karbon ikatan rangkap ), dan paling sederhana hidrokarbon tak jenuh setelah asetilena (C2H2) (Vitriyatul, 2012).
            Ada beberapa karakteristik dari etilen yang perlu dipertimbangkan bila menguji pengaruhnya terhadap penampilan produk pascapanen hortikultura segar. Etilen adalah:
•         gas volatil; secara fisiologis adalah aktif dalam konsentrasi sangat kecil (0.01 ppm), memacu respon dari kebanyakan jaringan;
•         utokatalitik, artinya saat produksinya mulai dirangsang maka laju produksinya akan terus meningkat dengan laju peningkatan tertentu (seperti bola salju menggelinding dari bukit);
•         diproduksi di dalam tanaman (etilen endogenous).  Faktor yang mempengaruhi laju produksinya meliputi varietas, stadia kematangan, suhu, level oksigen dan karbondioksida dan dapat disebabkan pula oleh berbagai bentuk pelukaan;
•         terdapat pula dilingkungan (etilen exogenous) dan akan memacu produk untuk menghasilkan etilen endogenous.
Buah klimakterik dapat dipacu kemasakannya dengan mengekpos produk pada sumber etilen exogenous.  Proses ini dinamakan “Pengendalian Kemasakan”.  Jika buah klimakterik telah mulai masak, buah tersebut menghasilkan sejumlah etilen yang signifikan.  Etilen yang dihasilkan tersebut, dapat memulainya proses pemasakan produk buah klimakterik yang matang atau belum masak atau meningkatkan kemunduran dari produk sensitif-etilen (Utama, 2006).

2.3.  SEJARAH PENEMUAN ETILEN
Etilen telah digunakan sejak Mesir kuno, yang akan luka buah ara untuk merangsang pematangan (melukai merangsang produksi etilen oleh jaringan tanaman). Orang Cina kuno akan membakar dupa di kamar tertutup untuk meningkatkan pematangan pir. Pada tahun 1864, ditemukan bahwa gas bocor dari lampu jalan menyebabkan pengerdilan pertumbuhan, memutar tanaman, dan penebalan abnormal dari batang. Pada tahun 1901, seorang ilmuwan Rusia bernama Dimitry Neljubow menunjukkan bahwa komponen aktif adalah etilen Keraguan menemukan bahwa etilen merangsang absisi pada tahun 1917. Ia tidak sampai 1934 yang Gane melaporkan bahwa tanaman mensintesis etilen. Pada tahun 1935, Crocker mengusulkan bahwa etilen adalah hormon tanaman yang bertanggung jawab untuk pematangan buah serta penuaan dari vegetatif jaringan.

2.3. BIOSINTESIS DAN METABOLISME ETILEN
Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan. Produksi etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan (Salisbury dan Ross, 1992). Etilen dibentuk dari metionin melalui 3 proses (McKeon dkk, 1995):


ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.
 Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase(ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).
Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen. Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.  



Dewasa ini dilakukan penelitian yang berfokus pada efek pematangan buah. ACC sintase pada tomat menjadi enzim yang dimanipulasi melalui bioteknologi untuk memperlambat pematangan buah sehingga rasa tetap terjaga.
            Produksi etilen Etilen adalah senyawa organic hidrokarbon paling sederhana (C2H4) berupa gas berpengaruh terhadap proses fisiologis tanaman. Etilen dikategorikan sebagai hormon alami untuk penuaan dan pemasakan dan secara fisiologis sangat aktif dalam konsentarsi sangat rendah (<0.005 uL/L) (Wills et al.dalam Utama, 2001). Klasifikasi komoditi hortikultura berdasarkan laju respirasinya dapat dilihat pada Tabel berikut.
Tabel Klasifikasi komoditi hortikultura berdasarkan laju produksi etilen


Etilen dalam ruang penyimpanan dapat berasal dari produk atau sumber lainnya. Sering selama pemasaran, beberapa jenis komoditi disimpan bersama, dan pada kondisi ini etilen yang dilepaskan oleh satu komoditi dapat merusak komoditi lainnya. Gas hasil bakaran minyak kendaraan bermotor mengandung etilen dan kontaminasi terhadap produk yang disimpan dapat menginisiasi pemasakan dalam buah dan memacu kemunduran pada produk non-klimakterik dan bunga-bungaan atau bahan tanaman hias. Kebanyakan bunga potong sensitive terhadap etilen. Produksi gas etilen yang memacu proses kemunduran produk. Suhu juga berpengaruh terhadap peningkatan
produksi etilen, penurunan O2 dan peningkatan CO2 yang berakibat tidak baik terhadap komoditi (Utama, 2001).
            Pembentukan etilen dalam jaringan-jaringan tanaman dapat dirangsang oleh adanya kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Oleh karena itu adanya kerusakan mekanis pada buah-buahan yang baik di pohon maupun setelah dipanen akan dapat mempercepat pematangannya. Penggunaan sinar-sinar radioaktif dapat merangsang produksi etilen. Pada buah Peach yang disinari dengan sinar gama 600 krad ternyata dapat mempercepat pembentukan etilen apabila diberikan pada saat pra klimakterik, tetapi penggunaan sinar radioaktif tersebut pada saat klimakterik dapat menghambat produksi etilen. Produksi etilen juga dipengaruhi oleh faktor suhu dan oksigen. Suhu renah maupun suhu tinggi dapat menekan produk si etilen. Pada kadar oksigen di bawah sekitar 2 % tidak terbentuk etilen, karena oksigen sangat diperlukan. Oleh karena itu suhu rendah dan oksigen renah dipergunakan dalam praktek penyimpanan buah-buahan, karena akan dapat memperpanjang daya simpan dari buah-buahan tersebut. Aktifitas etilen dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya pada Apel yang disimpan pada suhu 30oC, penggunaan etilen dengan konsentrasi tinggi tidak memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun pernafasan. Pada suhu optimal untuk produksi dan aktifitas etilen pada buah tomat dan apel adalah 32oC, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.
2.4. PENGARUH ETILEN TERHADAP PEMATANGAN BUAH
Gas etilen dibuat tumbuhan dan menyebabkan pematangan yang lebih cepat pada banyak buah, termasuk pisang. Pembentukan gas etilen memerlukan O2 dan dihambat oleh CO2. Semua bagian tumbuhan angiospermae dapat menghasilkan gas etilen. Pembentukannya terutama terjadi di akar, meristem apikal pucuk, modus, bunga yang gugur, dan buah matang.
Meskipun sekarang sudah ada bukti-bukti yang cukup meyakinkan yang mendukung pandangan bahwa gas etilen itu merupakan hormon pematangan, namun dalam penelitian dijumpai beberapa kesukaran, diantaranya selama ini orang belum berhasil menghilangkan seluruh gas etilen yang ada dalam jaringan untuk menunjukkan bahwa proses pematangan akan tertunda apabila gas etilen tidak ada (Pantastico, 1989).
Usaha-usaha untuk mengungkapkan atau mengetahui lebih lanjut tentang biogenesis pembentukan gas etilen terus berlangsung dengan dimulai penelitian-penelitian oleh para pakar. Kali ini penelitian dengan memanfaatkan gas etilen itu sendiri dengan aktivitas yang khas pada jaringan beberapa buah-buahan yang kemungkinan akan dapat menjelaskan suatu tanda tanya berkaitan dengan biogenesis pembentukan (Kartasapoetra, 1994).
Gas etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan. Produksi gas etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan. Gas etilen dibentuk dari metionin melalui tiga proses, yakni:
•      ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.
•      Asam 1-aminokloropana-1-karboksilat sintase (ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin)
•      Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen. Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.
Di dalam tanaman etilen mengadakan interaksi dengan hormon auxin. Apabila konsentrasi auxin meningkat, maka produksi etilen pun akan meningkat pula. Peranan auxin dalam pematangan buah hanya membantu merangsang pembentukan etilen, tetapi apabila konsentrasinya etilen cukup tinggi dapat mengakibatkan terhambatnya sintesis dan aktifitas auxin.
Berikut  merupakan pengaruh gas etilen terhadap pertumbuhan dan perkembangan, diantaranya:
•      Pematangan buah. Para pedagang sering menyimpan buah dalam wadah yang diberi gas CO2 pada saat pengiriman agar buah lebih lama matang setelah sampai tujuan. Terkadang pedagang memeram buah matang dengan buah yang baru agar cepat matang.
•      Menghambat perbungaan pada banyak tumbuhan. Akan tetapi, pada beberapa jenis tumbuhan gas etilen merangsang perbungaan. Contohnya pada pohon mangga dan nanas.
•      Merangsang absisi, yaitu pengguguran daun.
•      Bersama giberelin, gas etilen menentukan ekspresi organ kelamin tumbuhan, contohnya pada mentimun.

BAB V
PENUTUP
A.Kesimpulan
Dari hasil makalah ini dapat disimpulkan bahwa:
1)    Proses pematangan buah memang tidak bisa lepas dari peranan gas etilen sebagai hormon pertumbuhan yang memiliki struktur yang cukup sederhana dan diproduksi pada tumbuhan tingkat tinggi.
2)    Pembentukan gas etilen memerlukan O2 dan pembentukannya terjadi di akar, meristem apikal pucuk, modus, bunga yang gugur, dan buah matang.
3)    Pada konsentrasi yang berbeda gas etilen akan mempengaruhi proses pematangan buah. Pemasakan buah ini terlihat dengan adanya struktur warna kuning, buah yang lunak, dan aroma yang khas.
4)    Gas etilen mempengaruhi permeabilitas membran sehingga permeabilitas sel menjadi besar, hal tersebut mengakibatkan proses pelunakan sehingga metabolisme respirasi.

Saran
Penulis menyadari yang bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari pada itu kritik saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari pembaca pada umumnya.
DAFTAR PUSTAKA
Aman, M. 1989. FISIOLOGI PASCA PANEN. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Kartasapoetra, 1994. ILMU PENGETAHUAN BAHAN PANGAN. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Pantastico, 1989. DASAR-DASAR MEMILIH BUAH. Penebar Swadaya, Jakarta.
Winarno, F.G. 1992. KIMIA PANGAN DAN GIZI. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.