Laju Respirasi

Didalam Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian diperlukan bahan baku yang berasal dari hasil tanaman, seperti buah dan sayur-sayuran. Banah baku dari hasil pertanian (hasil tanaman) agar di dalam pengolahan lebih lanjut dapat berkualitas serta mempunyai nilai lebih baik dari segi mutu, nilai gizi maupun daya simpannnya harus memperhatikan sifat-sifat fisiologi dari bahan baku tersebut.
Indonesia adalah negara agraris penghasil komoditas hortikultura yang potensial. Buah-buahan sebagai komoditas hortikultura memiliki potensi untuk dikembangkan baik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun luar negeri.
Di daerah tropis, buah dan sayuran cepat mengalami kerusakan terutama disebabkan oleh kondisi suhu dan kelembaban lingkungan. Kurangnya penanganan pasta panen (pengangkutan, sortasi, pengemasan dan penyimpanan) ikut mempengaruhi nilai perubahan mutu dari produk.
Faktor-faktor yang mempengaruhi penanganan pasca panen buah – buahan dan syuran antara lain adalah :
• faktor biologi, seperti : respirasi, produksi etilen, perubahan komposisi kimia, kehilangan air.
• faktor lingkungan : suhu, kelembaban, komposisi atmosfer dan etilen
Perubahan mutu selama-proses penyimpanan terjadi karena buah-buahan dan sayuran masih melakukan respirasi, dimana selama proses respirasi tersebut produk mengalami pematangan dan kemudian diikuti dengan proses pembusukkan.
Fisiologi dan teknologi pascapanen adalah ilmu yang mempelajari dan mendalami tentang fisiologi pascapanen buah atau sayur yang diharapkan dengan mempelajarinya dapat mengurangi atau memperkecil kerusakan komoditi melalui penanganan dan teknologi yang benar. Ruang lingkup ilmu ini antara lain tentang laju respirasi produk setelah pemanenan, proses klimaterik dan senescene yang terjadi beserta parameternya, fungsi berbagai penanganan yang berbeda untuk berbagai jenis komoditi, dan sebagainya. Ilmu ini lebih mempelajari tentang produk hortikultura.
Setelah pemanenan bukan berarti buah atau sayur menjadi mati. Namun, selama itulah terjadi proses kehidupan yang sangat menentukan mutu dan kualitas dari produk tersebut. Proses ini antara lain adalah terjadinya peristiwa respirasi. Maka, ilmu ini sangat penting dipelajari untuk menjaga kualitas atau mutu komoditi, sehingga produk hasil pertanian masih bias bersaing di pasaran tanpa adanya kekurangan penampilan fisik, kekurangan kandungan gizi, dan citarasanya.
Kecepatan respirasi buah ataupun sayuran tergantung dari suhu penyimpanan, ketersediaan oksigen untuk berespirasi dan karakteristik produk itu sendiri.
Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses pertukaran gas yang melibatkan proses metabolisme perombakan senyawa makromolekul (karbohidrat, protein, lemak) menjadi CO2, air dan sejumlah energi. Dikenal adanya proses klimakterik yang berkaitan dengan pematangan buah, sehingga dibedakan buah-buahan klimakterik dan buah-buahan nonklimakterik.
Beberapa faktor yang mempengaruhi respirasi dikelompokkan ke dalam faktor-faktor internal dan faktor-faktor eksternal. Yang mempengaruhi pematangan buah-buahan dan sayuran adalah kelayuan. Kelayuan merupakan proses normal pada tumbuhan yang terjadi karena mobilisasi zat-zat makanan untuk pertumbuhan biji atau buah. Beberapa hormon pada tumbuhan dapat menghambat atau mempercepat proses kelayuan.
Di samping respirasi dan kelayuan, etilen merupakan hormon tumbuhan, yang dipengaruhi oleh hormon lainnya dan cahaya. Selain pada pematangan, etilen juga berpengaruh pada percabangan, kelayuan daun, perakaran, perbungaan, dan pertunasan. Aktivitas etilen dipengaruhi oleh suhu, hormon auksin, metalo-enzim, O2 dan CO2.
Secara bertujuan untuk melihat perbedaan laju respirasi antar jenis komoditi dan suhu penyimpanan bahan hasil pertanian pada suhu ruang dengan yang disimpan pada suhu rendah.

Dalam penyimpanan buah-buahan dan sayuran (produk hortikultura) setelah pemanenan masih terjadi peristiwa kehidupan yang mengakibatkan komoditi kehilangan beberapa keunggulannya yang sangat bermanfaat bagi manusia sebagai produsen maupun konsumen
Buah-buahan segar setelah dipanen perlu segera ditanganai secara tepat agar proses biologis yang tetap terjadi seperti transpirasi, respirasi, emisi etilen, reaksi enzimatis, dan lain-lain dapat dihambat. Respirasi merupakan salah satu bentuk proses kehidupan yang perlu dipelajari, karena sangat berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas komoditi hasil pertanian, (http://library.unila.ac.id/digilib/go.php?id=laptunilapp-gdl-res-2007-rofandihar-1063)
Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses pertukaran gas yang melibatkan proses metabolisme perombakan senyawa makromolekul (karbohidrat, protein, lemak) menjadi CO2, air dan sejumlah energi. Beberapa faktor yang mempengaruhi respirasi dikelompokkan ke dalam faktor-faktor internal dan factor faktor eksternal(http://pustaka.ut.ac.id/puslata/online.php?menu=bmpshort_detail2&ID=246).
Secara umum, factor-faktor yang mempengaruhi respirasi pada buah dan sayuran dibagi atas 2 macam, yaitu :
1. factor internal
a. tingkat perkembangan
Untuk buah klimaterik, kecepatan respirasi akan menjadi minimum pada waktu pencewasaan dan cendrung konstan setelah dipanen. Apabila terjadi pematangan, respirasi akan meningkat sampai mencapai puncak klimaterik, dan setelah itu akan menurun secara perlahan sampai mencapai masa senescene.
b. komposisi kimia jaringan
Nilai respirasi (RQ) bervariasi menurut jenis substrat yang sedang digunakan, yaitu :
• RQ < 1  substratnya asam lemak
• RQ = 1  substratnya gula
• RQ > 1  substratnya asam-asam organic
Cara menentukan Respiration Quotient (RQ) adalah :
= CO2 yang diproduksi
O2 yang dihasilkan
Kadar air juga akan mempengaruhi respirasi
c. ukuran produk
Buah yang lebih besar akan memiliki kecepatan respirasi yang lebih kecil daripada buah yang berukuran besar.
d. pelapisan alami
komoditas yang mempunyaipelapisan kulit yang baik akan memperlihatkan kecepatan respirasi yang rendah, karena oksigen akan lebih sulit untuk berdifusi ke dalamnya.
e. jenis jaringan
jaringan muda yang aktif bermetabolisme akan menunjukkan aktivitas respirasi yang lebih besar dibandingkan dengan organ yang dorman.
2. factor eksternal
a. suhu
b. etilen
c. ketersediaan oksigen
d. karbondioksida
e. senyawa pengatur tumbuh
f. luka pada buah
Sebagian besar perubahan-perubahan fisikokimiawi yang terjadi dalam buah yang sudah dipanen berhubungan dengan metabolisme oksidatif, termasuk di dalamnya respirasi. Laju respirasi merupakan petunjuk yang baik untuk daya simpan buah sesudah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya metabolisme dan oleh karena itu sering dianggap sebagai petunjuk laju respirasi yang tinggi biasanya disertai dengan umur simpan yang pendek. Hal ini juga merupakan laju kemunduran mutu dan nilainya se-bagai bahan makan-an. Besar kecilnya respirasi dapat dilihat dengan menen-tukan jumlah substrat yang hilang, O2 yang di-serap dan CO2 yang dikeluar-kan, panas yang dihasilkan dan energi yang timbul (Pantastico, 1993).
Dalam proses respirasi, akan melepaskan energi dalam bentuk panas yang jumlahnya tergantung pada jenis dan macam komoditi, dan ini akan bertambah besar jika suhu penyimpanan makin tinggi sampai sekitar 40C. reaksi respirasi tersebut adalah :
C6H12O6 --- 6CO2 + 6H2O + 673 kal.
Pengukuran CO2 yang juga merupakan laju respirasi dapat digunakan sebagai salah satu indi-kator terjadinya berbagai macam perubahan dan kemasakan ( Kays 1991). Hubungan antara proses pertumbuhan dengan jumlah CO2 yang dihasilkan sejalan. Hal ini disebabkan karena laju respirasi berbanding lurus dengan jumlah produk CO2. Jumlah CO2 yang di-hasilkan terus menurun sampai men-dekati proses kelayuan tiba-tiba produk CO2 meningkat, kemudian turun lagi (Wills et al., 1981).
Meningkatnya proses respirasi ternyata tergantung pada beberapa hal diantaranya adalah jumlah etilen yang dihasilkan serta meningkatnya sintesa protein dan RNA (Ribose Nucleic Acid). CO2 dapat mengatur biosintesa etilen tetapi masih melalui mekanisme yang belum diketahui disamping reaksi antagonis etilen (Mathoko, 1996). Penyebab lain fakor lain pem bentuk etilen di antaranya adalah organ dan spesies (Sister and Serek, 1997).
Perubahan – perubahan yang terjadi selama proses respirasi antara lain :
a. Mempercepat senescene ( stadia akhir dari perkembangan tanaman ), karena cadangan makanan telah habis diubah menjadi energi.
b. Kehilangan nilai gizi makanan
c. Berkurangnya kualitas rasa
d. Kehilangan berat kering
Pada umumnya umur simpan berbagai komoditi pertanian berbanding terbalik dengan adanya laju respirasi dari komoditi itu sendiri. Bahan yang memiliki sifat umur simpan pendek adalah yang mempunyai laju respirasi yang besar atau tinggi. Beberapa contoh komoditi yang laju respirasinya relatif tinggi adalah : selada, bayam, kapri, dan jagung manis. Sedangkan contoh komoditi yang laju respirasinya tergolong rendah adalah : bawang, kentang, dan jenis umbi-umbian, (Rifma Eliyasmi, 2008).
Kecepatan resprasi pada buah meningkat dengan mening-katnya suplai oksigen. Tetapi bila konsentrasi O2 lebih besar dari 20 persen respirasi hanya sedikit ber-pengaruh, konsentrasi CO2 yang cukup tinggi dapat memperpanjang masa simpan buah dengan cara menghambat proses respirasi (Muchtadi, 1991).
Meningkatnya proses respirasi tergantung :
• Jumlah etilen yang di hasilkan .
• Meningkatnya sintesa protein dan RNA(ribose nucleic acid)
Berdasarkan aktivitas respirasi yaitu banyaknya penggunaan oksigen pada proses respirasi maka sipat hasil tanaman di klasifikasi menjadi:
• Klimaterik menjelang masak respirasi menurun.
• Non klimaterik menjelang masak resep naik
Beberapa langkah yang dapat ditempuh dalam penanganan peristiwa respirasi buah atau sayuran adalah :
1. Pengelolaan suhu, yaitu dengan cara menurunkan suhu penyimpanan, seperti : hidrocooling, in-package icing, top icing, room cooling, vacuum cooling.
2. Mengontrol kelembaban (RH), yaitu buah sekitar 85 – 95 dan sayur sekitar 90 – 98. hal ini dapat dilakukan dengan cara :
• Meningkatkan RH  penyemprotan air dalam bentuk kabut, uap
• Ventilasi
• Mempertahankan suhu 1C
• Membasahi lantai ruang penyimpanan
• Penghalang RH, seperti insulasi dingin dan lapisan plastik
• Memberi hancuran es
• Penyimpanan pada air pada sayuran daun.
Penggunaan suhu rendah bertujuan untuk memperlambat laju reaksi kimia, reaksi enzimatis dan pertumbuhan mikroorganisme tanpa menyebabkan kerusakan produk, (http://www.ubb.ac.id/menulengkap.php?judul=Prinsip%20dan%20Teknik%20Pengawetan%20Makanan%20(%20Pangan%20)&&nomorurut_artikel=93)
Pengawetan sayur-sayuran dan buah-bauhan dengan suhu dingin tidak terlepas dari pengaruh mutu bahan (sayuran atau buah-buahan) yang berkaitan erat dengan penanganan lepas panen bahan. Pada penanganan lepas panen ini meliputi: sortasi berdasarkan mutu, sortasi berdasarkan ukuran dan pencucian bahan yang akan diawetkan.
Faktor lain yang juga mempengaruhi pengawetan dengan suhu dingin adalah:
1. Suhu yang rendah relatif konstan selama penyimpanan.
2. Pra-pendinginan yang dapat dilakukan dengan:
• pendinginan dengan udara
• pendinginan dengan air
• pendinginan dengan hampa udara
• pendinginan dengan kotak es.
Pada proses pra-pendinginan ini, dikenal istilah waktu paruh pendinginan, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu suatu bahan hingga suhu zat pendingin menjadi separuhnya.
3. Kelambaban nisbi dalam ruang simpan.
4. Sirkulasi udara dan jarak tumpuk bahan
Pengawetan dengan suhu rendah merupakan salah satu cara yang digunakan dan efektif untuk mengurangi laju metabolisme. Karena laju metabolisme akan turun 2 kali lipat pada setiap penurunan suhu 80C. Berbagai cara telah digunakan untuk pengawetan dengan suhu rendah, misalnya penggunaan es, aliran udara, tekanan vakum dan sebagainya. Namun pemilihan yang paling efektif sangat tergantung pada karakteristik bahan serta modal yang ada. Dan juga sangat diperlukan pengetahuan tentang mutu bahan dan laju respirasi sayur-sayuran dan buah-buahan. Pengetahuan yang mendasar tentang bahan refrigerasi dan jenis alat pendingin sangat membantu aplikasi pengawetan dengan suhu rendah, (http://pustaka.ut.ac.id/puslata/online.php?menu=bmpshort_detail2&ID=246