BAB VI. SAYUR-SAYURAN AN DAN BUAH-BUAHAN
A. SAYUR-SAYURAN
Sayuran adalah tanaman hortikultura, umumnya mempunyai umur relatif pendek (kurang dari setahun) seta hun) dan merupakan tanaman musiman. Setiap jenis dan varietas sayur-sayuran mempunyai warna, rasa, aroma, dan kekerasan yang berbeda-beda, sehingga sebagai bahan pangan sayur-sayuran dapat menambah variasi makanan. Ditinjau dari segi nilai gizinya, sayur-sayuran mempunyai arti penting sebagai sumber mineral dan vitamin berupa vitamin A dan C.
Contoh
dari beberapa sayur-sayuran yang dapat dilihat sehari-hari misalnya kubis, wortel, kentang, buncis, daun sawi, petsai, kangkung, bayam, lobak, kacang panjang, kapri, bakung, seledri, selada, asparagus, kacang merah dan sebagainya. Beberapa macam bumbu-bumbuan seperti cabe, bawang, kunyit, sereh, daun salam, jahe, laos, dan sebagainya juga biasa bias a dimasukkan dalam golongan sayuran.
Gambar 15. Beberapa jenis sayur-sayuran
1.
Struktur Sayur-sayuran
Struktur sayur-sayuran dibagi menjadi sistem jaringan, yaitu sistem jaringan kulit atau selubung pelindung luar, sistem dasar atau fundamental, dan sistem pembuluh. a.
Sistem Jaringan Kulit
Sistem jaringan kulit yang diwakili oleh epidermis merupakan lapisan pelindung luar tanaman. Pengaturan permulaan berbagai proses fisika dan fisiko-kimiawi pada sayur-sayuran yang telah dipanen bergantung pada sifat lapisan-lapisan epidermis. Pertukaran gas, kehilangan air, patogen-patogen, peresapan bahan-bahan kimia, ketahanan terhadap tekanan, suhu, kerusakan mekanis, penguap air, senyawa-senyawa atsiri, dan perubahan-perubahan
70
tekstural, semuanya dimulai dari permukaan sayuran. Sel-Sel Epidermal mempunyai bentuk yang beraneka ragam, dari yang seragam seperti buluh sampai bentuk poligonal tak beraturaran. Bentuk-bentuknya Bentuk-bentuknya bergantung pada letak sel-sel itu dalam organ tanaman, misalnya sel-sel memanjang dalam batang, tangkai daun dan sebagainya. Pada umumnya sel-sel epidermal lebih kecil dan mempunyai dinding
yang tebal dari pada sel-sel di bawahnya. bawahnya. Sel-sel ini tersusun rapat
kecuali daerah stomata atau lentisel yang merupakan pemutusan dalam kesinambungan sel-sel epidermal. b.
Membran Kutikula
Suatu ciri penting pada sel-sel epidermis adalah terdapatnya kutikula. Penguapan air, masuknya patogen-patogen, zat-zat kimia dipengaruhi oleh derajat pembentukan kutin pada dermis. Membran kutikula merupakan badan yang berlapis-lapis yang menutupi epidermis. Kutin timbul karena polimerisasi asam-asam hidroksikaruoksilat dengan beberapa kelompok senyawa yang dapat diesterkan, seperti asam floinolat. Lilin terbenam di dalam dan melapisi permukaan kutikula. Lilin terdiri atas ester-ester, atau campuran alkohol lilin alifatik dan asam lemak yang sesuai. Sayur-sayuran daun misalnya kubis mempunyai lapisan lilin yang lebih tebal daripada sayuran umbi seperti bit, dan kentang. c.
Mulut Kulit (Stoma)
Mulut kulit terdapat pada epidermis dan berfungsi sebagai katup-katup kecil untuk pertukaran gas. Stoma adalah suatu liang yang dibatasi oleh dua sel penutup yang keseluruhannya dianggap sebagai satu unit. Mulut kulit berperan dalam proses transpirasi, respirasi, dan pemasakan buah. Pada sayur-sayuran daun lebih banyak terdapat mulut kulit daripada buah-buahan dan umbi-umbian. Kenaikan turgor membuka mulut kulit dan dengan demikian memungkinkan pertukaran gas antara sel-sel di bawah epidermis dengan udara luar. d.
Lentisel
Adalah liang pada bagian epidermis dengan kambium gabus yang lebih aktif yang sebelah dalam liang pada periderm itu menghasilkan jaringan dengan ruang-ruang antar sel. Lentisel biasanya terdapat pada batang, akar, dan buah, dan 71
tidak terdapat pada daun. Berbeda dengan dengan mulut kulit, lentisel selalu terbuka, yang memungkinkan pertukaran gas antara sel-sel di bawah epidermis dengan udara. Respirasi berjalan lebih cepat dengan penyediaan oksigen yang berkesinambungan. 2. Sistem Dasar a. Parenkima
Perenkima merupakan jaringan dasar yang paling umum dan tipe sel utama yang terdapat pada bagian sayur-sayuran. Di dalam sel parenkima tersebut terdapat bagian-bagian yang aktif di dalam proses metabolisme tanaman dan disebut
protoplasma.
Protoplasma
mempunyai
lapisan-lapisan
membran
semipermeable dimana di dalamnya terdapat Cytoplast dan inti sel. Di dalam inti sel (nukleus) terdapat nukleolus, sedangkan di dalam cytoplast terdapat butiran yang disebut disebut plastid. Plastid ini terdiri dari leucoplast yang tidak berwarna dan dan berisi granula-granula pati, serta khloroplast dan kromoplast yang mengandung pigmen di dalamnya. Dinding sel-sel parenkima terdiri dari selulose yang mempengaruhi keteguhan dari sel-selnya dan merupakan batas antara sel yang satu dengan sel lainnya. Lapisan diantara dinding-dinding sel parenkima yang berdekatan disebut middle lamella yang terletak pada ujungnya disebut ruang antar sel. Volume total ruang-ruang antar sel pada sayuran daun pada umumnya lebih dari 20% dan sekitar 20% untuk untuk buah-buahan dan umbi-umbian. Ruang-ruang udara ini antara lain menyebabkan sayuran tampak seperti berkapur. Sel-sel parenkima pada tanaman sangat bervariasi bentuk, besar dan komposisinya tergantung dari jenis atau varietas tanaman tersebut. Kandungan bahan-bahan yang terdapat di dalam sel parenkima dapat dilihat dilihat pada Tabel 18. 2. Kolenkima
Kolenkima dan sklerenkima merupakan jaringan-jaringan penguat atau jaringan penunjang, sel-sel kolenkima merupakan sel hidup dengan penebalan dinding tidak merata yang mengandung pektin dan air dalam jumlah banyak. Sel-sel kolenkima terdapat pada bagian tepi batang tangkai daun dengan rusuk-rusuk yang menonjol, misalnya pada seledri.
72
Tabel 18. Kandungan bahan-bahan di dalam sel parenkima tanaman Struktur
Kandungan bahan
Vakuola :
Air, Garam, asam organic, gula, pigmen yang larut air, asam amino, vitamin, butir lemak(oil droplet) Protein, lipoprotein fospolipid, asam viruvat Nukleoprotein, asam nukletat, enzim(protein)
Protoplasma : Membran Inti sel “cytoplast” Leucoplast Khloroplast Khromoplast Butir lemak(oil droplet) Kristal Mesoplasma Mitokondria Mikrosom Dinding Sel : Dinidng utama
Granula pati Khloropil Pigmen(terutama karotenoid)
Middle lamella Kutin/kutikel
3.
Asam lemak (trigliserida) Kalsium oksalat Enzim, asam nukleat, hasil sementara metabolism Enzim, Fe, Cu, Vitamin Nukleoprotein, Enzim, asam nukleat Selulosa, hemiselulosa, zat piktik polisakarida nonselilosa Zat pektik, polisakarida non selullosa, Mg, Ca Hidrikarbon, asam lemak, keton alcohol, ester, eter, senyawa aromatic.
Sklerenkima
Sel-sel sklerenkima mempunyai dinding sel sekunder tebal dan berkayu. Dalam keadaan dewasa sel-selnya biasa mati dan hanya berfungsi sebagai penunjang organ-organ tumbuhan. Di dalamnya mungkin masih terdapat sisa-sisa protoplasma yang telah keriput dan zat-zat lain seperti zat penyamak dan lendir. Sel-sel sklerenkima dibedakan dalam dua tipe, yaitu sel-sel serabut dan sel batu. Sel-sel serabut merupakan komponen umum jaringan xilem, susunan serabut yang kompak secara membujur memberikan kekuatan dan ketegaran pada jaringan. Sel-sel batu banyak terdapat dalam kulit dan floem buah-buahan dan biji-bijian. Bentuknya sangat beraneka ragam dan mempunyai peranan yang penting dalam sifat teksturalnya. 4.
Sistem Berkas Pengangkut
Sistem berkas pengangkut terdiri atas dua jaringan pengangkut utama yaitu xilem dan floem. Xilem mengangkut air dan nutrient mineral yang larut,
73
sedangkan floem mengangkut zat makanan yang disentetis di daun. Jaringan jaringan pengangkut juga merupakan jaringan penunjang, karena adanya sel-sel berdinding tebal, terutama dalam xilemnya. Bila sel-sel serabut terdapat dalam jumlah yang besar, sayuran tidak begitu disukai karena kaku dan alot. Antara buah-buahan dan sayuran terdapat perbedaan mengenai distribusi dan susunan sistem berkas pengangkutannya. Pada sayuran daun sejumlah besar berkas-berkas jaringan pengangkut terdapat dalam daging daun, sel ini dapat jelas terlihat dengan suatu percobaan yaitu jika potongan-potongan mentimun dimasukkan ke dalam larutan garam, maka air akan cepat keluar dari sel-sel ketimun sehingga sel-selnya menjadi lemas atau mengecil dan ketimun menjadi berkerut. Turgor sel dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : 1. Konsentrasi bahan-bahan osmotik di dalam sel baik dalam bentuk larutan maupun bahan koloid. 2. Permeabilitas dari protoplasma 3. Elastisitas dari dinding sel Jika dinding sel mempunyai tingkat elastisitas tinggi maka kenaikan kandungan (isi) sel mungkin tidak akan menyebabkan sel pecah, tetapi sebaliknya jika isi sel berkurang maka turgor sel juga cepat menurun. Dinding sel yang kuat dan kaku dapat mempertahankan tekstur bahan walaupun isi sel berkurang. Jika sayuran atau buah dimasak atau direbus, protein akan mengalami denaturasi, sel-sel mati dan protoplasma akan mengendap sehingga sifat permeabilitas sel berubah. Akibatnya air dan larutan-larutan lainnya akan keluar dari sel akhirnya tekstur bahan menjadi lemas. Akan tetapi bila di dalam vakuola terdapat banyak granula-granula pati dimana bentuk molekul-molekulnya besar, maka granulagranula pati tersebut tidak dapat keluar dari sel kecuali jika dinding sel pecah. Selama perebusan granula pati tersebut akan membengkak, membentuk gel dan mengikat air, jika prosesnya terjadi terus menerus maka air akan tertahan di dalam vakuola sehingga sel menjadi bengkak (kembung). Sebagai contoh pada perebusan kentang dan buncis.
74
3.Metabolisme dalam Bahan
Benda
hidup
melakukan
metabolisme
terutama
ditunjukkan
untuk
keperluan-keperluan yang dibutuhkan untuk melangsungkan kehidupannya. Keperluan tersebut terutama dalam bentuk energi. Dengan adanya energi, maka reaksi-reaksi metabolisme dapat berlangsung. Dalam sistem biologi energi dapat diperoleh dengan beberapa cara yaitu dengan cara fotosintesa, respirasi dan fermentasi. Fotosintesa adalah suatu proses metabolisme dalam tanaman untuk membentuk karbohidrat dengan menggunakan CO 2 dari udara dan air serta zat-zat organik yang berasal dari tanah, sebagai sumber tenaganya adalah sinar matahari. Khlorofil
digunakan
untuk
mengabsorbsi
sinar
matahari
tersebut
dan
mengubahnya menjadi tenaga kimia. Reaksinya adalah sebagai berikut : sinar matahari 6 CO2 + 6 H2O --------------------- > (CH20)6 + 6 02 khlorofil Proses tersebut bersifat endotermis dimana energi matahari diabsorbsi untuk mengubah CO 2 dan H2O menjadi karbohidrat (CH 20)6 dan oksigen 0 2. Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses metabolisme dengan cara menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa makromolekul seperti karbohidrat, protein, dan lemak yang akan menghasilkan CO 2 dan H2O merupakan proses eksotermis dan hasilnya berupa sumber tenaga atau panas. Apabila senyawa makromolekul tersebut adalah glukosa, maka reaksinya adalah sebagai berikut : enzim (CH20) + 6 02
6 H2O+ 6 CO2
Fermentasi adalah proses glikolisis senyawa organik menjadi molekulmolekul yang lebih sederhana misalnya aldehid, alkohol atau asam yang melibatkan mikroba.
Dalam hasil pertanian, sistem fermentasi tersebut dapat
berlangsung bila persediaan oksigen berkurang, sehingga pola pembentukan energi berubah dari cara respirasi ke fermentasi. Bila sayur-sayuran melakukan proses fermentasi maka energi yang diperoleh lebih sedikit persatuan berat substrat yang tersedia. Untuk memenuhi kebutuhan energi maka diperlukan
75
substrat berupa glukosa dalam jumlah banyak, sehingga dalam waktu yang singkat persediaan substrat akan habis dan akhirnya bahan akan mati dan busuk. 4.
Turgor Sel dan Tekstur Sayur-Sayuran
Tekstur (kekerasan) sayur-sayuran sama halnya dengan tekstur buah-buahan dan tanaman lainnya yaitu dipengaruhi oleh turgor dari sel-sel yang masih hidup. Turgor adalah tekanan dari isi sel terhadap dinding sel.
Dinding sel tersebut
mempunyai sifat plastis. Isi sel dapat membesar karena menyerap air dari sekelilingnya. Oleh karena itu turgor berpengaruh terhadap kekerasan (keteguhan) sel-sel parenkima, dan dengan demikian juga berpengaruh terhadap tekstur bahan. Jika air di dalam sel berkurang maka sel akan menjadi lunak dan lemas. Sebagai contoh misalnya jika tanaman layu, air di dalam sal banyak yang menguap sehingga isi sel menjadi sedikit dan sel menjadi lunak dan lemas. Sebaliknya jika isi sel bertambah melebihi keadaan normal, maka sel akan pecah dan isi selnya keluar sehingga keteguhan sel hilang. Dinding sel sebagian besar berdiri dari sellulose yang permeable terhadap air dan molekul-molekul lainnya dengan bentuk dan besar bermacam-macam. Protoplasma berfungsi sebagai membran semi permiable sehingga hanya air dan beberapa molekul-molekul kecil saja yang dapat melewatinya, sedangkan vakuola selain mengandung air juga mengandung komponen-komponen yang larut dan bahan koloida misalnya gula, asam, garam, asam-asam amino, vitamin-vitamin, pigmen-pigmen yang larut air dan sebagainya. Oleh karena itu sewaktu sayuran atau bagian dari suatu tanaman masih melekat di pohon, terdapat keseimbangan antara cairan di dalam dan di luar sel sehingga turgor masih normal dan tekstur atau keteguhan tetap. Sebagai contoh misalnya jika ruang antar sel hanya terdiri dari air atau cairan dengan konsentrasi yang rendah, maka air akan masuk dari ruang antar sel ke dalam sel. 5.
Komposisi Sayur-Sayuran dan Perubahan-perubahannya
Komposisi setiap macam sayur-sayuran berbeda-beda dan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu perbedaan varietas, keadaan cuaca tempat tumbuh, pemeliharaan tanaman, cara pemanenan dan kondisi penyimpanan. Sayur-sayuran pada umumnya mempunyai kadar air tinggi yaitu sekitar 70-95%, tetapi rendah
76
dalam kadar lemak dan protein, kecuali beberapa sayuran hijau misalnya daun singkong dan daun pepaya yang mempunyai kadar protein agak tinggi yaitu 5,7-6,9%. a. Karbohidrat
Karbohidrat di dalam sayuran sebagian besar terdapat dalam bentuk sellulosa yang tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia. Selain itu terdapat juga dalam bentuk pati dan gula. Sayuran dengan kandungan pati tinggi misalnya jagung, buncis, kentang, dan biji-bijian lainnya. Pada kentang, penurunan pati setelah panen terjadi sangat lambat. Pada suhu 4,4°C proses hidrolisa pati akan terangsang dan penurunan pati berlangsung lebih. Perubahan kandungan gula pada sayuran
Meskipun banyak macam gula yang ada pada sayur-sayuran, tetapi perubahan kandungan gula yang sesungguhnya hanya meliputi tiga macam gula, yaitu glukosa, fruktosa, dan sukrosa.
Oleh enzim invertase, sukrosa dapat
dihidrolisa menjadi glukosa dan fruktosa. Glukosa dan fruktosa hasil pecahan dari sukrosa oleh enzim invertase disebut gula invert yang mempunyai perbandingan 1 : 1. Glukosa dan fruktosa adalah gula-gula pereduksi, sedangkan sukrosa disebut non pereduksi. Pada kentang, bila disimpan pada suhu rendah akan mengalami kenaikan gula pereduksi sehingga rasanya akan manis. Pada umumnya kentang tidak manis rasanya, karena itu adanya kentang manis merupakan penyimpangan. Gula-gula pereduksi pada kentang akan menyebabkan terjadinya "reduksi browning". Untuk mendapatkan hasil yang baik, kentang-kentang yang disimpan di ruang pendingin harus dibiarkan dulu pada suhu kamar beberapa waktu lamanya sebelum diolah agar kandungan gula pereduksinya menurun. Jagung muda yang disimpan pada suhu kamar (21°C) selama 24 jam, penurunan gula pereduksi maupun non pereduksi mencapai lebih dari setengahnya yaitu berturut-turut dari 0,93% menjadi 0,37%, dan dari 4,94% menjadi 1,83%. Jumlah penurunannya yang sama dicapai setelah 48 jam (sehari sesudahnya) bila jagung disimpan pada suhu 4,4 oC (Tabel 19).
77
Tabel 19.
Kandungan gula pereduksi dan non pereduksi pada jagung muda setelah panen
Jam sesudah dipanen
4-8 24 48
o
4.4 C Gula pereduksi % 0.93 0.58 0.41
Penyimpanan pada o Gula non 21 C pereduksi Gula % pereduksi% 4.94 0.93 3.19 0.37 1.94 0.26
Gula non pereduksi % 4.94 1.83 1.18
Untuk rnendapatkan jagung muda yang berasa manis, maka kondisi yang terbaik adalah pada saat dipanen (mempunyai kadar gula yang tinggi) atau apabila disimpan, suhunya secepat mungkin diturunkan. Kandungan air, protein, lemak, dan karbohidrat dari beberapa sayur-sayuran dapat dilihat pada Tabel 20. Tabel 20.
Kandungan air, protein, lemak, dan karbohidrat dari beberapa macam sayuran (persen berat basah)
Macam sayuran Air(%) Bayam 86.9 Cabe merah segar 90.0 Daun rawit 71.2 Daun papaya 75.4 Daun ketela pohon 77.2 Jagung muda 63.5 Jamur kuping segar 93.5 Taoge kacang hijau 92.4 Taoge kacang 81.0 kedelai Kentang 77.8
b.
Protein(%) 3.5 1.0 4.7 8.0 6.8 4.1 3.8 2.9 9.0
Lemak(%) 0.5 0.3 2.4 2.0 1.2 1.3 0.6 0.2 2.6
Karbohidrat(%) 0.5 7.3 19.9 11.9 13.0 30.3 0.9 4.1 6.4
2.0
0.1
19.1
Vitamin dan Mineral
Sayur-sayuran pada umumnya merupakan sumber vitamin yang penting terutama vitamin A, misalnya yang banyak terdapat pada wortel, dan vitamin C yang banyak terdapat pada tomat. Disamping itu sayur-sayuran juga mengandung vitamin-vitamin lainnya termasuk vitamin B1 (thiamin) serta beberapa mineral seperti kalsium (Ca) dan besi (Fe). Karena vitamin pada umumnya mempunyai sifat yang tidak stabil, misalnya vitamin C mempunyai sifat mudah teroksidasi, mudah rusak oleh cahaya dan suhu tinggi. Pada Tabel 21 dapat dilihat pengaruh
78
suhu terhadap persentase kehilangan vitamin C dengan beberapa suhu penyimpanan pada sayuran. Tabel 21. Kehilangan vitamin C di dalam sayuran pada penyimpanan Produk
Asparagus Brokoli Buncis Bayam
Hari 1/7 ¼ ¼ 2/3
Kondisi penyimpanan o Suhu( C) Kehilangan(%) ½ 5/50 7/7 20/30 7/7 10/20 0/1 5/5
Vitamin C (asam askorbat) biasanya ada dalam bentuk tereduksi dan teroksidasi sebagai asam dehidroaskorbat secara bersama-sama. Reaksi oksidasi reduksi ini bersifat reversible. Dalam keadaan basa dan pH netral, asam dehidroaskorbat mengalami hidrolisa membentuk asam diketogulonat.
Asam
ketogulonat ini tidak mempunyai aktifitas sebagai vitamin C, dan juga bahan akan berwarna coklat akibat reaksi Maillard. Warna sayur-sayuran terutama disebabkan oleh kandungan zat warna di dalamnya yang disebut pigmen dan terdiri dari klorofil, karotenoid, dan grup flavonoid yang terdiri dari antosianin, antoxantin dan tanin. c. Pigmen 1). Khlorofil
Sayur-sayuran terutama yang berwarna hijau mengandung banyak khlorofil. Khlorofil terdapat di dalam suatu organ sel yang disebut khloroplast. Di dalam tanaman, khlorofil terdapat dalam bentuk ikatan yang kompleks dengan molekul protein dan lemak. Kandungan khlorofil total dalam bahan dinyatakan sebagai jumlah khlorofil a dan b. Setelah panen khlorofil mengalami degradasi, hal ini akan mengakibatkan warna sayuran yang hijau berubah menjadi kuning. Karena itu dalam penentu kesegaran sayuran, warna hijau tersebut sering digunakan sebagai tanda atau indeks kesegaran. Turunnya kandungan klorofil dalam sayuran telah diselidiki, sebagai contoh pada "brussels sprout" kandungan khlorofil menurun secara cepat setelah disimpan selama 3 hari yaitu lebih kurang tinggal seperempat dari jumlah awal.
79
Meskipun warna hijau dalam sayuran dapat digunakan sebagai indeks kesegaran tetapi tidak berlaku untuk semua jenis sayuran, misalnya wortel, tomat, dan kentang. Pada kentang, pada waktu dipanen seharusnya kentang tidak mengandung khlorofil. Tetapi bila kentang disimpan di dalam ruangan yang banyak menerima sinar, maka khlorofil akan terbentuk kembali dan warna kentang menjadi hijau. Warna hijau dari khlorofil tersebut mungkin tidak berbahaya, tetapi biasanya kentang yang berwarna hijau dianggap beracun.
Racun yang sering
terdapat di dalam kentang adalah solanin. Solanin adalah fraksi "glikosidal alkaloid", C45H7 NO15 yang rasanya sangat pahit. Racun ini mempunyai sifat sangat stabil dan sulit untuk dihilangkan. Kandungan normal solanin pada kentang utuh sebesar 0,01-0.010% dari berat umbi. Kadar solanin di atas 0,10% dari berat kering umbi dianggap tidak baik untuk kesehatan manusia. Pada umumnya semua faktor yang dapat menstimulir sintesa khlorofil juga dapat menstimulir sintesa solanin seperti suhu, cahaya, dan karbohidrat. 2). Karotenoid
Karotenoid adalah kelompok senyawa yang tersusun dari unit isoprene atau turunannya. Pada dasarya ada dua jenis karotenoid yaitu karoten (tanpa atom oksigen dalam molekulnya) yang berwarna oranye terdapat pada wortel, dan xantofil (mempunyai atom oksigen dalam molekul) berwarna kuning dan sering terdapat pada jagung. Selain itu likopen juga anggota karotenoid yang lain yang berwarna merah terdapat di dalam tomato, serta krosetin yang berwarna kuning orange terdapat dalam kunyit. Daun-daunan pada umumnya mempunyai susunan karotenoid yang sama yaitu mengandung karoten dan xantofil, tetapi tidak mengandung
likopen.
dibandingkan khlorofil.
Setelah
panen,
karotenoid
menjadi
lebih
penting
Sintesa karotenoid tidak terjadi setelah panen seperti
halnya anthosianin, bahkan setelah panen terjadi penurunan kandungan karotenoid. Kandungan karotenoid di dalam sayuran berhubungan dengan kandungan vitamin A di dalamnya. Sebagai contoh misalnya beta karoten yang banyak terdapat di dalam wortel dan labu kuning adalah prekusor vitamin A (provitamin A) yang penting karena setiap molekul beta karoten di dalam tubuh manusia dan
80
hewan menjadi dua molekul vitamin A. Karotenoid di dalam tanaman terdapat di dalam khromoplast atau kadang-kadang terdapat bersama-sama di dalam khloroplast. Karotenoid sangat peka terhadap oksidasi. Oksidasi karotenoid menyebabkan perubahan warna dan menyebabkan penurunan aktifitas vitami n A. 3). Flavonoid
Flavonoid adalah pigmen yang berwarna merah, kuning, biru dan ungu. Favonoid terdiri dari anthosianin, anthoxantin dan tanin. i. Anthosianin
Adalah pigmen yang berwarna ungu, biru atau merah. Warna yarg disebabkan oleh adanya anthosianin dipengaruhi oleh konsentrasi dan pH dari media atau adanya pigmen lain. Konsentrasi anthosianin yang rendah menyebabkan warna tidak merah, melainkan ungu. Apabila konsentrasinya sangat tinggi maka warnanya menjadi ungu tua atau malahan menjadi hitam, misalnya pada kedelai hitam. Pengaruh pH media pada anthosianin sangat besar terutama dalam penentuan warnanya. Pada umumnya pada pH rendah anthosianin berwarna merah, padahal pH netral berwarna biru dan pada pH tinggi berwarna putih. Adanya pigmen lain sering menutupi warna yang disebabkan oleh pigmen anthosianin. Hampir semua daun berwarna hijau karena kandungan khlorofil yang tinggi, meskipun sebenarnya pigmen lain pun ada, termasuk anthosianin, hanya konsentrasinya relatif rendah. Perubahan warna pada daun karena adanya degradasi pigmen khlorofil, sehingga warna dari pigmen-pigmen yang lain muncul. Disamping itu adanya ion logam akan diikat oleh anthosianin, misalnya dengan ion AL, akan berwarna biru.
Adanya gugus asli dalam molekul
anthosianin dapat menentukan warna dari anthosianin, dimana anthosianin akan berubah dari merah menjadi biru. ii. Anthoxantin
Anthoxantin adalah pigmen yang berwarna kuning atau putih dan biasanya terdapat di dalam sayur-sayuran yang berwarna putih misalnya kentang atau bawang. Anthoxantin sangat peka terhadap perubahan pH. Sebagai contoh misalnya jika kentang atau bawang putih di dalam larutan dengan pH 8 atau lebih,
81
maka warna bahan tersebut berubah menjadi kuning karena terbentuknya senyawa khalkon. Tetapi jika di dalam larutan dengan pH 6 atau kurang warnanya akan lebih putih atau tidak berwarna. iii. Tanin
Tanin adalah pigmen yang tidak berwarna dan terdiri dari kathekin dan leukoanthosianin. Tanin tidak banyak terdapat didalam sayur-sayuran, tetapi banyak terdapat di dalam buah-buahan, misalnya pada salak, apel, anggur, pisang dan sebagainya. 4). Kandungan Lain
Selain zat-zat yang disebutkan di atas, sayur-sayuran juga mengandung komponen-kompbnen lainnya seperti pati, gula, pektin, asam-asam organik, gum, asam-asam amino, enzim-enzim dan zat-zat pembentuk aroma misalnya ester, alkohol, asetal, hidrokarbon, senyawa-senyawa aromatik dan sebagainya. Enzim-enzim yang terdapat di dalam sayur-sayuran disamping penting dalam reaksi metabolisme tanaman juga penting dalam beberapa reaksi kimia, misalnya reaksi "browning" yang dapat menyebabkan perubahan warna menjadi coklat atau kehitaman. 6. Reaksi Browning
Jika sayuran dan buah-buahan terpotong atau terluka maka biasanya pada bagian yang terpotong atau terluka tersebut permukaannya akan berubah warnanya menjadi coklat. Sebagai contoh misalnya pada pengupasan kentang. Reaksi perubahan warna ini disebut reaksi browning enzimatik dan browning non enzimatik.
Reaksi browning enzimatik hanya terjadi di dalam tenunan bahan
yang masih hidup dan disebabkan oleh oksidasi phenol atau poliphenol karena adanya
enzim
phenol
oksidase
(phenolase)
atau
poliphenol
oksidase
(poliphenolase). 7. Penanganan Pasca Panen Sayur-sayuran a. Pendinginan
Pendinginan adalah suatu cara untuk penanganan sayur-sayuran, karena dapat menahan atau mengurangi penyebab-penyebab pembusukan yaitu aktivitas
82
mikroorganisme, proses respirasi, aktifitas enzim, dan penguapan. Cara penyimpanan dengan pendinginan adalah memberikan suhu rendah yaitu -2°C sampai 10°C dalam ruang penyimpanan. Suhu yang rendah akan menghambat proses respirasi, aktifitas mikroorganisme dan enzim. Makin tinggi suhu maka respirasi makin cepat, hal ini berlaku sampai suhu optimum apabila melewati suhu optimum kecepatan respirasi menurun. Respirasi berjalan cepat berarti cepat pula penguraian makromolekul, hal ini menyebabkan proses pembusukan berjalan cepat. Demikian pula sebaliknya apabila suhu rendah. aktifitas enzim lambat maka pembusukan juga berjalan lambat. Untuk penurunan suhu 8°C kecepatan reaksi akan berkurang menjadi setengahnya. Berdasarkan suhu optimum pertumbuhan mikroorganisme dibagi tiga golongan seperti dapat dilihat pada Tabel 22. Tabel 22. Pembagian golongan mikroorganisme menurut suhu pertumbuhan Golongan
Psychropilic Mesophilic Thermopilic
Suhu o optimum( c) 15.0 37.0 55.0
Suhu o minimum( C) 0.0 15.0 45.0
Suhu maksimum o ( C) 31.7 45.0 86.6
Idealnya, pendinginan bahan pangan yang mudah busuk dimulai segera setelah bahan dipanen, dan terus dilakukan selama perjalanan, penggudangan, perdagangan dan penyimpanan sampai akhirnya dikonsumsi atau diolah lebih lanjut. Hal ini dilakukan bukan saja untuk menghindari kerusakan oleh mikroba. Tetapi juga untuk menghindarkan kerusakan fisiologis di dalam bahannya sendiri, terutama sayuran dan buah-buahan. Sebagai contoh dikemukakan mengenai berkurangnya rasa manis jagung muda selama penyimpanan. Tabel 23. Perubahan rasa kemanisan jagung muda selama penyimpanan Lama penyimpanan(jam) 24 48 72 96
o
% hilangnya 32 F
Total gula suhu 68 C
8.1 14.5 18.0 12.0
25.6 45.7 55.5 62.1
Pada Table 23 dapat dilihat bahwa pada suhu 32°F 8% total gula hilang dimetabolisasi jagung sendiri dalam satu hari dan 22% hilang dalam 4 hari.
83
Sedangkan pada suhu 68°F kehilangan gula tersebut mencapai 25% dalam satu hari. b. Pelapisan Lilin
Pelapisan lilin merupakan salah satu cara untuk mempertahankan mutu sayuran segar karena dapat mengurangi laju respirasi dan transpirasi. Emulsi lilin akan melapisi lentisel, dan mulut daun (stoma) pada jaringan tempat respirasi berlangsung. Selain pelapisan lilin juga akan meyebabkan penampakan pada sayuran menjadi lebih mengkilap sehingga menambah daya tarik. Pertumbuhan tunas dapat dihambat jika bahan kimia fungisida dan sprout inhibitor ditambahkan. Secara fisiologi sayur-sayuran yang telah dipetik dapat menjadi layu, keriput, tekstur menjadi lunak, dan perubahan warna dari hijau menjadi kuning dan akhirnya busuk. Dengan pelapisan lilin proses pelayuan dapat diperlambat. Emulsi lilin untuk komoditi segar harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu tidak mempengaruhi bau dan rasa komoditi yang akan dilapisi, mudah kering dan jika kering tidak lengket, tidak mudah pecah, mengkilap, dan licin, tidak menghasilkan permukaan yang tebal, mudah diperoleh, murah, dan tidak bersifat racun. Disamping itu buah yang akan dilapisi harus tua, sehat, segar, utuh dan mulus. Tebal lapisan lilin yang dihasilkan harus seoptimal mungkin dengan pengertian bahwa lapisan lilin yang terlalu tebal dapat mengakibatkan respirasi anaerob, yang menghasilkan sayuran yang masam dan busuk. Sedangkan jika lapisan lilin terlalu tipis kurang efektif mengurangi respirasi dan transpirasi. Emulsi lilin dapat dibuat dari bahan lilin dengan bahan pengemulsi. Lilin yang biasa digunakan adalah lilin tebal, lilin karnauba, maupun lilin lebah. Emulsifier yang digunakan adalah trietanol, amin dan asam oleat. Untuk pemakaian fungisida sering digunakan Benlate - 50, Thiabendazole - 60 dan lain-lain. c.
Penyimpanan Dengan Udara Terkendali ( Control Atmosphere Storage ) (CA-Storage)
Penyimpanan dengan udara terkendali merupakan proses yang penting dalam penyimpanan sayur-sayuran. Metode ini dapat menghambat kegiatan
84
respirasi sehingga dapat menunda proses pelunakan, menunda pembentukan warna kuning, menghambat perubahan kualitas dan kerusakan lainnya. Secara teknis sebenarnya pengendalian kondisi udara berarti penambahan atau pengurangan gas-gas yang menghasilkan suatu komposisi udara yang wujudnya berbeda dengan udara normal. Dalaml hal ini gas-gas CO2, 02, CO, C 2H4, etylen atau N2 mungkin diperlakukan untuk mencapai suatu kombinasi gas. Akan tetapi pada umumnya, pengendalian kondisi udara adalah istilah yang digunakan untuk penambahan CO2, pengurangan 0 2, dan tingkat N2 yang tinggi dibandingkan kondisi udara normal. Istilah "modified atmosphere" (MA) sering disamakan dengan istilah "controlled atmosphere" (CA), tetapi sebenamya kedua istilah tersebut berbeda satu sarna lain. "MA-storage", contohnya adalah pembungkusan dalam kantong plastik. Juga membutuhkan suatu penurunan konsentrasi 0 2 dan peningkatan konsentrasi CO2 atau N2, tetapi tidak ada perlakuan khusus untuk mengendalikan udara pada konsentrasi gas tertentu. Konsentrasi gas 02 yang rendah mempunyai beberapa pengaruh yaitu respirasi dihambat, pemasakan dihambat, daya hidup komoditi diperpanjang, kerusakan khlorofil dikurangi, produksi ethylen rendah dan umumnya kandungan vitamin C rendah. Tetapi jika konsentrasi 0 2 berkurang sampai suatu titik tertentu, proses respirasi akan berlangsung secara anaerob dan berakumulasilah ethyl alkohol
dan
asetaldehida.
Bertambahnya
konsentrasi
CO 2 menyebabkan
berkurangnya reaksi-reaksi sintesa dari pematangan, penghambatan beberapa enzim (succino dehidrogenase, cytochrome exidase), penurunan produksi senyawa volatile, terganggunya metabolisme asam organik (akumulasi asam piruvat dan perubahan proporsi sebagai gula. Penyimpanan dengan udara terkendali menyebabkan perubahan metabolisme penyimpanan sayur-sayuran. Respirasi merupakan salah satu proses metabolisme yang berpengaruh pada penyimpanan dengan udara terkendali. Penyimpanan dengan udara terkendali berpengaruh pada respirasi pada tiga tingkat yaitu respirasi aerob, respirasi anaerob, dan kombinasi keduanya. Respirasi aerob terjadi apabila penggunaan 02 normal dan hasil proses respirasi tersebut CO 2 dan H2O. Respirasi anaerob terjadi apabila proses tersebut tidak menggunakan 0 2 sama sekali yang
85
menghasilkan CO2 dan alkohol melalui fermentasi. Bila 0 2nya sedikit, kedua proses berlangsung dan bergantung pada konsentrasi relatif 0 2. Respirasi aerobik dan penggunaan gula meningkat dengan bertambahnya 02. Dalam hal ini dapat tercapai suatu titik dengan pembebasan CO2 minimum pada respirasi minimum, yang berarti penggunaan gula juga minimum. Namun demikian proses-proses metabolik pada sayur dan buah sehingga kadar CO 2 tinggi maupun C2 rendah bukanlah cara yang benar-benar memuaskan untuk mengubah seluruhnya rantai reaksi yang terlibat dalam respirasi. Hal ini terbukti dari timbulnya rasa dan bau yang tidak dikehendaki, kegagalan untuk menjadi lunak seperti semestinya bahkan kerusakan jaringan menyeluruh sebelum proses-proses pematangan yang normal selesai seluruhnya. B. Buah-Buahan
Buah adalah bagian tanaman hasil perkawinan putik dan benangsari. Pada umumnya bagian tanaman ini merupakan tempat biji. Dalam pengertian sehari-hari, buah diartikan sebagai semua produk yang dikonsumsi sebagai "pencuci mulut" (desserts), misalnya mangga, pepaya, pisang, dan sebagainya. 1.
Struktur dan Anatomi Buah
Organ-organ dapat dibagi menjadi tiga sistem jaringan kulit (selubung pelindung luar), sistem dasar (fundamental), dan system pembuluh. a. Sistem Jaringan Kulit
Sistem jaringan kulit yang diwakili oleh epidermis merupakan lapisan pelindung
luar
tanaman.
Pengaturan
berbagai
proses
fisika
dan
fisiko-kimiawi pada buah-buahan yang telah dipanen bergantung pada sifat lapisan-lapisan epidermal. Pertukaran gas, kehilangan air, patogen-patogen, peresapan bahan-bahan kimia, ketahanan terhadap tekanan suhu, kerusakan mekanis, penguapan senyawa-senyawa atsiri, dan perubahan-perubahan tekstural, semuanya dimulai dari permukaan buah. b. Sel-sel Epidermal
Sel-sel epidermal mempunyai bentuk yang beraneka ragam te rgantung dari letak sel itu di dalam organ tanaman. Buah-buahan mempunyai ukuran sel yang
86
lebih seragam. Pada umumnya sel-sel epidermal mempunyai ukuran yang lebih kecil dan dinding yang lebih tebal daripada sel-sel di bawahnya. Sel-sel itu tersusun rapat kecuali di daerah stomata dan lentisel. c. Membran Kutikula
Penguapan air, masuknya patogen-patogen dan zat-zat kimia dipengaruhi oleh derajat pembentukan kutin epidermis. Lapisan ini terletak diatas lapisan epidermis dan permukaannya dilapisi oleh lapisan lilin. d. Stomata
Stomata ini terdapat pada epidermis dan berfungsi sebagai katup-katup kecil untuk pertukaran gas. Peranannya sangat penting dalam proses respirasi, transpirasi dan pemasakan buah. e. Lentisel
Lentisel ini selalu terbuka, yang memungkinkan pertukaran gas antara sel-sel di bawah epidermis dengan uaara. Buah tua yang ranum dengan lentisel yang lebih banyak cenderung lebih cepat menjadi layu dan lebih keriput daripada buah yang lebih muda dengan lentisel yang lebih sedikit. 2. Sistem Dasar a. Parenkim
Parenkim merupakan jaringan dasar yang paling umum. Sifatnya yang menonjol adalah protoplasma yang sangat aktif. Sel-sel parenkim dapat menimbun zat-zat seperti pati, protein,minyak, dan sebagainya. Pada umumnya berdinding tipis, dan dapat tersusun rapat atau longgar. Sel-sel yang tersusun longgar mempunyai ruang-ruang antar sel dan inilah yang menjadi sebab mengapa buah tampak berkapur. Ukuran dan bentuk sel-sel sangat bervariasi. b. Kolenkim
Merupakan jaringan penguat atau jaringan-jaringan penunjang. Dinding selnya mampu berubah bentuk secara elastis. Sel-selnya berisi protoplas hidup.
87
c. Sklerenkim
Fungsinya sebagai penunjang organ-organ tumbuhan. Sel-selnya dapat dibedakan dalam dua tipe yakni serabut dan sel-sel batu. Sel-sel serabut merupakan komponen umum jaringan xylem. Sel-sel batu banyak terdapat dalam kulit dan floem buah biji. Tekstur bertepung beberapa jenis buah jambu biji, sawo manila, dan sebagainya dapat disebabkan oleh adanya sel-sel batu. 3. Sistem Berkas Pengangkutan
Terdiri atas dua jaringan pengangkut utama yaitu xylem dan floem. Xylem mengangkut air dan mineral yang larut, sedangkan floem mengangkut zat makanan yang disintesis di daun. Pada tanaman tertentu, misalnya mangga dan sawo manila, system pengangkutannya mencakup sel-sel getah.
Sel-sel dari
buah-buahan merupakan sel tanaman yang mempunyai ciri khas. Sel-sel tanaman dikelilingi oleh dinding sel yang keras dan kaku yang terdiri atas serat-serat sellulosa, dan polimer lain seperti zat-zat pektik, hemisellulosa dan lignin. Lapisan dari zat pektik membentuk middle lamella dan bertindak mengikat sel-sel untuk saling berdekatan. Sel-sel yang berdekatan mempunyai rantai penghubung yang kecil, disebut plasmadesmata yang menghubungkan cytoplasma. Dinding sel permeabel terhadap air dan larutan. Di dalam plasmalemma, muatan sel terdiri dari cytoplasma satu dan satu atau lebih vakuola. Cairan sel mengandung bermacam-macam larutan, seperti gula, asamasam amino dan organik, dan garam-garam dan dikelilingi oleh membran semi permeable, yang disebut tonoplas. Bersama-sama dengan plasmalemma, tonoplas akan mempertahankan tekanan hidrostatik dari isi sel. Cytoplasma juga mengandung beberapa organel yang penting seperti nukleus, mitokondria, kloroplas, kromoplas, amyloplas, badan-badan golgi, dan retikulum endoplasma. 4.Komposisi Buah-buahan dan Perubahan-perubahannya
Setiap macam buah-buahan mempunyai komposisi yang berbeda-beda dan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu perbedaan varietas, keadaan iklim tempat tumbuh, pemeliharaan tanaman, cara pemanenan, tingkat kematangan, waktu dipanen, kondisi selama pemeraman dan kondisi penyimpanan. Umumnya
88
buah-buahan mempunyai kadar air yang tinggi yaitu 65-90% tetapi rendah dalam kadar protein dan lemak, kecuali buah adpokat (Tabel 24). Tabel 24. Komposisi beberap jenis buah-buahan Buah Adpokat Apel Arbel Jambu air Jambu bol Jeruk keprok Mangga golek Nenas Papaya Pisan ambon Pisang raja
Air(%) 84.3 84.1 89.9 87.0 84.5 87.3 82.2 85.3 86.7 72.0 65.8
Protein(%) 0.55 0.26 0.77 0.54 0.40 0.57 0.33 0.21 0.38 0.90 0.84
Lemak(%) 3.97 0.35 0.48 0.18 0.20 0.20 0.13 0.11 0.15 0.14
Karbohidrat(%) 4.70 13.11 7.97 10.62 9.51 7.74 10.86 7.26 9.15 19.35 22.26
a. Karbohidrat 1). Pati
Buah-buahan mengandung pati sebagai hasil fotosintesa. Pada buah yang masih muda banyak mengandung pati, seperti apel, pisang, dan mangga. Kandungan pati beberapa jenis buah-buahan akan terus bertambah selama pendewasaan sel, sedang beberapa jenis buah-buahan lain kandungan pati mula-mula meningkat kemudian menurun lagi. 2).Gula
Kandungan beberapa jenis buah-buahan klimaterik kadang-kadang meningkat selama pendewasaan sel (misalnya mangga), dan ada juga buah-buahan klimaterik yang selama pertumbuhan dan pendewasaan sel kenaikan kandungan gulanya sangat sedikit atau tidak ada sama sekali (misalnya tomat). Pada beberapa jenis buah-buahan non-klimaterik kandungan gula yang mula-mula tinggi sebelum sel dewasa, kadang-kadang menurun sedikit selama pendewasaan sel (misalnya pada beberapa jenis jeruk). 3). Pektin
Pektin dalam buah terdapat dalam bentuk zat pektik yang mudah terhidrolisa. Zat pektik ini terdapat di dalam "middle lamella" dari sel-sel buah. Kandungan zat pektik di dalam buah akan mempengaruhi kekerasan (tekstur)
89
buah tersebut. Selama proses pematangan buah, zat pektik akan terhidrolisa menjadi komponen-komponen yang larut air sehingga total zat pektik akan menurun kadarnya, dan komponen yang larut air akan meningkat jumlahnya yang mengakibatkan buah menjadi lunak. Tabel 25. Hubungan antara kekerasan buah apel serta kandungan protopektin dan pektin. Tekanan(kg/m2)
Protopektin
61 50 39 34
Pektin yang larut (% berat segar) 0.03 0.17 0.22 0.23
0.76 0.58 0.56 0.51
Total pektin
0.79 0.75 0.78 0.72
4). Vitamin dan Mineral
Buah-buahan umumnya merupakan sumber vitamin C dan provitamin A (karoten), disamping B1 serta beberapa macam mineral seperti kalsium dan besi. pada Tabel 26. dapat dilihat kandungan vitamin dan mineral beberapa jenis buah-buahan. Tabel 26. Kandungan vitamin dan mineral beberapa jenis buah-buahan Buah
Adpokat Jambu bol Jambu keprok Mangga golek Nangka Nenas Papaya Pisang raja
Vit.A(I.U)
Vt.B1(mg)
Vit.C(mg)
Kalsium(mg)
Besi(mg)
110 87 298 2415 92 69 274 665
0.03 0.01 0.05 0.05 0.02 0.04 0.06 0.04
8 15 22 20 2 13 59 7
6 19 23 9 13 8 17 7
0.5 0.8 0.3 0.5 0.3 0.2 1.3 0.6
5). Pigmen
Di dalam buah-buahan umumnya terdapat pigmen klorofil, karotenoid dan grup flavonoid yang terdiri dari antosianin, antosantin dan tanin. i. Klorofil
Klorofil banyak terdapat buah-buahan yang berwarna hijau. Pada buah-buahan yang masih muda, jumlah klorofil relatif lebih banyak dibandingkan dengan karotenoid atau pigmen-pigmen lainnya, sehingga buah berwarna hijau.
90
Selama proses pematangan buah, akan terjadi degradasi klorofil dan muncul warna dari pigmen-pigmen lain, sehingga buah berubah warnanya menjadi kuning, orange atau merah. ii. Karotenoid
Pigmen karotenoid yang terdapat pada buah misalnya likopen yang terdapat pada buah tomat, semangka, dan pepaya akan memberikan warna merah, karoten yang terdapat dalam jagung akan memberikan warna orange, serta xantofil yang terdapat dalam jagung, peach, dan squash, akan memberikan warna kuning- orange. iii. Antosianin
Antosianin terdapat pada buah-buahan yang terutama yang berwarna ungu, biru atau merah, seperti pada anggur dan cherry. Antosianin dapat membentuk garam dengan logam yang menyebabkan warna berubah menjadi keunguan, seperti pada pengalengan buah-buahan yang menggunakan kaleng dimana bagian dalamnya tidak dilapisi enamel. Antosantin merupakan pigmen yang memberikan warna putih atau kuning, misalnya pada buah apel dan pisang. Pigmen ini bersifat peka terhadap perubahan pH. Di dalam larutan alkali pigmen ini akan berubah warnanya menjadi kuning karena terbentuk senyawa calkon. iv. Flavonoid
Tanin merupakan pigmen yang tidak berwarna dan terdapat dalam buah apel, salak, pisang dan sebagainya. Selama proses pematangan, kadar tanin dalam buah akan turun. Tanin dapat mencegah pertumbuhan mikroba dengan cara mengaktifkan enzim-enzim yang dikeluarkan oleh mikroba tersebut. Oleh karena itu buah yang telah matang lebih peka terhadap serangan mikroba dibandingkan buah yang masih muda. Dengan adanya ion-ion metal seperti Ca, Mg, dan Fe, tanin dapat berubah warna menjadi pigmen yang berwarna coklat. 6). Asam-asam Organik
Pada buah-buahan yang masih muda banyak mengandung asam-asam organik dimana selama proses pematangan buah, kandungan asam organik ini akan menurun. Asam-asam organik ini disamping mempengaruhi rasa juga
91
mempengaruhi aroma buah, sehingga digunakan untuk menentukan mutu buah buahan. Asam-asam organik yang biasa terdapat dalam buah-buahan adalah asam format, asetat, fumarat, malat, sitrat, suksinat, tartarat, oksaloasetat, kuinat, sikimat, oksalat dansebagainya. 7). Kandungan Lain
Buah-buahan
juga
mengandung
komponen-komponen
lain
seperti
sellulosa, heksosan, pentosan, gum, asam-asam amino, enzim-enzim, dan zat pembentuk aroma seperti ester, alkohol, karbon, eter, hidrokarbon dan senyawa aromatik lain. 5. Perubahan-perubahan Fisiologi Setelah Panen a. Proses Pertumbuhan dan Respirasi
Pada umumnya tahap-tahap proses pertumbuhan atau kehidupan buah meliputi pembelahan sel, pembesaran sel, pendewasaan sel (maturation), pematangan (ripening), kelayuan (senescence) dan pembusukan (deterioration). Proses pembelahan sel berlangsung segera setelah terjadinya pembuahan kemudian diikuti dengan pembesaran atau pengembangan sel sampai mencapai volume maksimum. Perbedaan buah yang tua (mature) dan yang matang (ripe) adalah pada buah yang tua, keadaan sel-sel buah telah dewasa sedang buah yang matang, warna, citarasa, dan kekerasanya telah berkembang sampai tingkat maksimum. Buah yang tua (mature) biasa disebut dengan ranum. 1). Pematangan
Pematangan diartikan sebagai perwujudan dari mulainya proses kelayuan dimana organisasi antar sel menjadi terganggu. Gangguan ini merupakan pelopor dari kegiatan hidrolisa substrat oleh campuran enzim-enzim yang ada di dalamnya. Selama proses hidrolisa terjadi pemecahan klorofil, pati, pektin dan tanin. Dari hasil pemecahan senyawa-senyawat tersebut akan terbentuk bahan-bahan seperti etilen, pigmen, flavor, energi dan polipeptida. Pematangan dapat pula diartikan sebagai suatu fase akhir dari proses penguraian substrat dan merupakan suatu proses yang dibutuhkan oleh bahan untuk mensintesa enzim-enzim yang spesifik yang diantaranya akan digunakan dalam proses kelayuan. Selama proses pematangan terjadi perubahan-perubahan warna dari 92
hijau menjadi kuning atau merah, rasa dari asam menjadi manis, tekstur menjadi lebih lunak terbentuk. 2). Kelayuan (senescence)
Kelayuan adalah suatu tahap normal yang selalu terjadi dalam siklus kehidupan tanaman. Dapat pula diartikan sebagai suatu tahap ketayuan buah-buahan yang terjadi setelah proses pematangan, akan tetapi kelayuan dapat pula terjadi tanpa melalui tahap pematangan, yaitu bila terjadi suatu kerusakan pada buah-buahan tersebut. Senescence merupakan hasil perubahan-perubahan yang terjadi dalam sel, dinding menjadi lebih tipis, degradasi mitokondria, klorofil menghilang, kandungan protein menurun, kegiatan pernafasan dan fotosintesa menurun, dan sifat permeabilitas membrane sel juga berubah. Terjadinya bunga pada tanaman dapat mempercepat berlangsungnya senescence karena adanya mobilisasi zat-zat makanan untuk pertumbuhan biji (buah), contohnya pohon tomat setelah berbunga, pertumbuhannya menjadi lambat, dan setelah berbuah pohon akan mati. Gejala-gejala kelayuan pada tanaman ditandai dengan mulai menguningnya daun, perontokan daun buah dan bagian bunga, pematangan buah, serta pengurangan daya tahan terhadap penyakit. Beberapa hormon yang berperan mempengaruhi proses senescence adalah auksin, etilen, gibberellin, asam absisat, dan sitokinin. Auksin berperanan dalam sintesa etilen, makin tinggi kadar auksin maka jumlah auksin yang disintesa makin banyak. Secara langsung auksin dapat menghambat teradinya senescence, hilangnya auksin dapat menyebabkan teradinya senescence. Hormon gibberellin yang bekerja secara spesifik pada tanaman, yaitu dapat menghambat terjadinya pematangan, yang berarti dapat menghambat terjadinya senescence. Tidak semua tanaman memberikan respon yang baik terhadap hormon ini, misalnya pisang dan tomat dapat dipengaruhi sedangkan apeI dan arbei tidak. Pemberian asam absisat mempercepat proses penuaan pada buah-buahan yang telah dipetik dari pohonnya, namun peranannya dalam senescence belum diketahui secara jelas.
93
Hormon sitokinin dapat menghambat terjadinya senescence. Banyak tanaman yang peka terhadap hormon ini. Sedangkan hormon etilen dapat mempercepat proses senescence. 3). Respirasi
Pada waktu masih berada dipohon, buah-buahan melangsungkan proses kehidupannya dengan cara melakukan pernafasan (respirasi), ternyata setelah dipanen buah-buahan juga masih melangsungkan proses respirasi. Respirasi adalah proses biologis dimana oksigen diserap untuk digunakan pada proses pembakaran yang menghasilkan energi dan diikuti oleh pengeluaran sisa pembakaran dalam bentuk CO2 dan air. Contoh: C6H1206 + 6 02
6 CO2+ 6 H2O+ energi
Apabila persediaan oksigen berkurang maka buahbuahan cenderung untuk melakukan fermentasi untuk memenuhi kebutuhan energinya. Senyawa organik yang biasa digunakan dalam proses fermentasi pada umumnya adalah glukosa yang akan menghasilkan beberapa bahan lain seperti aldehida, alkohol atau asam. Bila buah-buahan melakukan fermentasi, maka energi yang diperoleh lebih sedikit per satuan substrat dibandingkan dengan cara pernafasan (respirasi). Oleh karena itu bila buah-buahan melakukan proses fermentasi untuk memenuhi kebutuhan energi, diperlukan substrat (glukosa) dalam jumlah yang banyak, sehingga dalam waktu yang singkat persediaan substrat akan habis dan akhirnya buah tersebut akan mati dan busuk. Selama proses pertumbuhan atau respirasi buah akan dihasilkan gas CO2 dan H2O yang jumlahnya kira-kira 99% dari seluruh gas yang dihasilkan, serta gas-gas yang mudah menguap yang terdiri dari alkohol, aldehida, keton, dan ester-ester. Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi dapat dibedakan atas dua yaitu faktor internal (dari dalam bahan sendiri) seperti tingkat perkembangan organ, komposisi kimia jaringan, ukuran produk, adanya pelapisan alami pada permukaan kulitnya, dan jenis jaringan. Faktor eksternal (dari luar atau lingkungan di sekeliling bahan) seperti suhu, penggunaan etilen, ketersdiaan oksigen, karbon dioksida, terdapatnya senyawa pengatur pertumbuhan, dan adanya luka pada buah.
94
b. Klimaterik
Klimaterik didefinisikan sebagai suatu fase yang kritis dalam kehidupan buah, dan selama terjadinya proses ini banyak sekali perubahan yang berlangsung. Disamping itu juga dapat diartikan sebagai suatu keadaan "auto stimulation" dari dalam buah sehingga buah menjadi matang yang disertai dengan adanya peningkatan proses respirasi. Selain itu klimaterik dapat diartikan sebagai suatu masa peralihan dari proses pertumbuhan menjadi layu. Dari semua pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa klimaterik adalah suatu periode mendadak yang unik bagi buah-buahan tertentu, dimana selama proses ini terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses pembuatan etilen.
Proses ini
ditandai dengan mulainya proses pematangan. Buah-buahan yang tidak pernah mengalami periode tersebut diatas digolongkan ke dalam golongan non klimaterik seperti semangka, jeruk, nenas, anggur dan sebagainya. 6. Peranan Etilen pada Proses Pematangan Buah-buahan
Etilen adalah senyawa hidrokarbon tidak jenuh. Yang pada suhu ruang berbentuk gas. Etilen dapat dihasilkan oleh jaringan tanaman hidup pada waktuwaktu tertentu. Senyawa ini dapat menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang penting dalam proses pertumbuhan dan pematangan hasil-hasil pertanian. Etilen adalah suatu gas yang dalam kehidupan tanaman dapat digolongkan sebagai hormon yang aktif dalam proses pematangan. Etilen disebut hormon karena dapat memenuhi kriteria sebagai hormon tanaman, bersifat mobil (mudah bergerak) dalam jaringan tanaman, dan merupakan senyawa organik. Pada
system
akar,
etilen
dapat
menyebabkan
terpilinnya
akar,
menghambat kecepatan pertumbuhan, memperbanyak tumbuhnya rambut-rambut akar dan cepat menyebabkan terjadinya kelayuan. Aktifitas etilen dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu ruang penyimpanan. Pembentukan etilen pada jaringan tanaman dapat dirangsang oleh kerusakankerusakan mekanis dan infeksi, sehingga akan mempercepat pematangan. . Penggunaan sinar radioaktif dapat merangsang pembentukan etilen bila diberikan pada saat pra-klimaterik. Tapi bila diberikan pada saat klimaterik, penggunaan sinar radioaktif ini dapat menghambat produksi etilen.
95
7. Perubahan Fisik dan kimia Selama Pematangan
Perubahan-perubahan buah selama pematangan dapat dilihat dalam hal wama, kekerasan (tekstur), citarasa dan flavor, yang menunjukkan terjadinya perubahan komposisi. Berubahnya warna dapat disebabkan oleh proses degradasi maupun proses sintesis dari pigmen-pigmen yang terdapat dalam buah. Pelunakan buah dapat disebabkan oleh terjadinya pemecahan protopektin menjadi pektin, maupun karena terjadinya hidrolisis pati atau lemak, dan mungkin juga lignin. Pematangan akan menyebabkan naiknya kadar gula sederhana untuk memberikan rasa manis, penurunan kadar asam organik dan senyawa fenolik untuk mengurangi rasa asam dan sepat, serta kenaikan produksi zat-zat volatil untuk memberikan flavor karakteristik buah. a. Turgor Sel
Tekanan turgor sel selalu berubah selama proses perkembangan dan pematangan. Perubahan ini umumnya disebabkan karena komposisi dinding sel berubah. Adanya perubahan ini mempengaruhi kekerasan buah bila buah ma tang. Pengempukan buah disebabkan menurunnya jumlah protopektin yang tidak larut air dan naiknya jumlah pektin yang larut air. b. Karbohidrat (pati)
Karbohidrat oleh tanaman disimpan di dalam buah untuk persediaan energi yang kemudian digunakan untuk melangsungkan keaktifan dari sisa hidupnya, sehingga di dalam proses pematangan kandungan karbohidrat (pati) dan gula selalu berubah. Perubahan gula di dalam buah-buahan menyangkut sukrosa, glukosa, dan fruktosa. Perubahan kandungan gula dapat dikelompokan menjadi : 1. Buah dengan kandungan pati tinggi : Secara teoritis bila pati dihidrolisis akan terbentuk glukosa sehingga kadar gula dalam buah akan meningkat. Tetapi kenyataanya perubahan tersebut relatif kecil atau kadang-kadang tidak berubah. Hal tersebut mungkin disebabkan karena gula yang dihasilkan terpakai dalam proses respirasi, atau diubah menjadi senyawa lain.
Segera
setelah buah apel dipanen mempunyai kadar fruktosa yang lebih tinggi
96
dibandingkan dengan glukosa dan sukrosa, dan kadar glukosa paling rendah. Selama penyimpanan akan terjadi perubahan-perubahan dimana kandungan pati menurun, kandungan sukrosa akan naik, dan sukrosa yang terbentuk akan dipecah Iagi menjadi glukosa dan fruktosa. Sebagian glukosa yang terbentuk akan digunakan dalam proses respirasi untuk menyediakan energi yang akan digunakan untuk metabolism buah. 2. Buah dengan kandungan pati rendah: seperti semangka sewaktu dipanen mengandung kadar pati sangat sedikit, sehingga tidak dapat diharapkan bahwa selama penyimpanan kadar gulanya akan meningkat. Jadi semangka yang diperam tidak akan berubah menjadi manis. c. Asam amino dan protein Asam-asam amino seperti metionin dan beta alanin penting dalam pematangan buah karena asam amino ini merupakan prekursor etilen dalam jaringan buah-buahan. Pada buah apel yang telah matang, kandungan proteinnya kurang dari 0,1% (dari berat segar), dan dari jumlah tersebut 80-90% terdapat pada kulitnya d. Lemak
Meskipun kadar lemak di dalam buah-buahan umumnya rendah, namun peranannya dalam pembentukan tekstur, flavor dan pigmen buah sangat besar. Pada buah tomat muda kandungan lipid terdapat dalam jumlah relatif besar. Selama pematangan, lipid ini menurun jumlahnya, tetapi pada tingkat kematangan penuh akan meningkat lagi. e. Asam-asam organik
Asam organik non volatil adalah salah satu diantara komponen seluler yang mengalami perubahan selama pematangan buah. Pada buah tomat, jumlah asam nitrat dan malat adalah 60% dari total asam organik yang terdapat di dalam buah. Selama pematangan, perbandingan asam malat dan asam sitrat akan menurun, yang menunjukkan adanya konversi malat menjadi sitrat .
97
f. Pigmen 1). Klorofil
Pada umumnya sebagian besar buah-buahan, tanda menghilangnya warna hijau merupakan pertanda kematangan. Selama pematangan kandungan klorofil pada buah menurun secara perlahan. Hilangnya warna hijau pada buah, mungkin karena terjadinya oksidasi atau penjenuhan terhadap ikatan rangkap molekul klorofil. 2). Karotenoid dan Flavonoid
Sintesa karotenoid dapat dipercepat dengan penggunaan asam askorbat atau asam absisat. Sintesis karoten tidak tergantung pada suhu, tetapi sintesis dan degradasi likopen dipengaruhi oleh suhu. Umumnya suhu antara 60-70°F adalah optimum untuk sintesis likopen, tetapi suhu diatas 0 0F dapat menghambat pembentukan likopen pada buah tomat. 3). Produk volatil
Senyawa kimia utama dalam aroma buah adalah ester, dari alkohol alifatik dan asam-asam lemak berantai pendek. Senyawa volatil diproduksi dan dikeluarkan oleh buah hanya apabila buah mulai matang. 4). Senyawa turunan fenol
Senyawa fenol berdasarkan kekomplekannya dapat dibagi dua golongan yaitu senyawa fenol sederhana dan senyawa fenol kompleks.
Senyawa fenol
sederhana terdiri dari asam amino tirosin, dehidroksifenilalanin (DOPA), katecol dan asam kafeat. Senyawa fenol yang kompleks terdiri dari antosianin, lignin, dan tanin. Tanin umumnya terdapat dalam setiap tanaman yang letak dan jumlahnya berbeda tergantung pada jenis tanaman, umur tanaman, dan organ- organ tanaman itu sendiri. Umumnya buah mengandung lebih banyak tannin dibanding bagian tanaman lainnya, yang memberikan rasa sepat astringency pada buah. Senyawa tanin umumnya mengalami perubahan setelah buah-buahan dipanen. Kandungan yang ada pada buah sangat tergantung pada tingkat perkembangannya. Tanin yang terdapat pada buah apel mencapai kandungan tertinggi pada waktu buah masih muda, dan menurun setelah buah tua. Hal seperti ini juga
98
terjadi pada buah-buahan lainnya selain apel. Terjadinya penurunan tanin selama pematangan buah buahan mungkin disebabkan karena terjadinya degradasi tannin, adanya polimerisasi/depolimerisasi tannin, atau terjadinya oksidasi terhadap tanin. 7.Penanganan Lepas Panen
Penanganan buah-buahan memerlukan penanganan yang baik untuk tujuan penyimpanan, transportasi dan pemasaran.
Langkah yang harus dilaksanakan
meliputi pemilihan (sorting), pemisahan berdasarkan ukuran (sizing), pemilihan berdasarkan mutu (grading) dan pengepakan.
Beberapa jenis produk kadang-
kadang memerlukan penanganan tambahan seperti pre cooling , pencucian, degreening, dan pelilinan (waxing). a. pr e cooli ng
Mutu buah-buahan dapat rusak oleh pengaruh suhu tinggi, karena itu pre cooling bertujuan untuk menghilangkan panas lapang tersebut. Tujuan umum dari pre cooling adalah untuk memperlambat respirasi, menurunkan kepekaan terhadap serangan mikroba, mengurangi jumlah air yang hilang. dan memudahkan pemindahan ke dalam ruang penyimpanan dingin atau system transportasi dingin, metode yang biasa digunakan untuk pre cooling adalah air cooling (pendinginan dengan air), dan vacuum cooling (pendinginan dengan vakum). b. Pencucian
Kadang-kadang untuk beberapa buah-buahan memerlukan pencucian setelah dipanen yang bertujuan untuk menghilangkan kotoran (tanah) yang menempel, residu fungisida/insektisida dan penampakan yang baik. Pencucian dapat dilakukan baik dengan mengunakan air, sikat muapun deterjen. c. Degreeni ng
Merupakan proses untuk dekomposisi pigmen hijau pada buah-buahan. Cara ini dilakukan dengan menggunakan etilen atau bahan lain yang dapat mengaktifkan metabolisme, agar buah mempunyai warna yang khas yang disukai konsumen.
99
d. Peli li nan
Umumnya buah-buahan mempunyai lapisan liIin alami pada permukaan kulitnya yang dapat hilang karena proses pencucian. Pemakaian liIin buatan pada buah-buahan adalah untuk meningkatkan kilap sehingga penampakannya menjadi lebih baik. Disamping itu luka atau goresan pada permukaan kulit buah dapat ditutupi oleh Iilin. e. Penyimpanan Dingin
Penanganan dengan cara ini diperlukan untuk buah-buahan yang mudah rusak. Cara ini dapat mengurangi kegiatan respirasi dan kegiatan metabolik lainnya, proses penuaan karena adanya proses pematangan, pelunakan dan perubahan-perubahan warna serta tekstur, kehilangan air dan pelayuan, kerusakan karena aktivitas mikroba (bakteri, kapang, dan khamir). Proses pertumbuhan yang tidak dikehendaki
Di dalam pendinginan, perlu diperhatikan mengenai mutu bahan yang akan didinginkan, suhu ruang pendingin, kelembaban udara di dalam ruang pendingin, dan sirkulasi udara serta jarak tumpukan di dalam ruang pendingin. Tiap jenis buah-buahan mempunyai sifat karakteristik penyimpanan tersendiri. Sifat-sifatnya selama penyimpanan dipengaruhi oleh faktor varieitas, iklim tempat tumbuh, kondisi tanah dan cara budidaya tanaman, derajat kematangan dan cara penanganan sebelum disimpan. Penyimpanan dingin mempunyai pengaruh terhadap bahan yang didinginkan seperti : a. Kehilangan Berat Kehilangan berat buah-buahan selama disimpan terutama disebabkan oleh kehilangan air, disamping itu kehilangan air ini juga dapat menurunkan mutu dan menimbulkan kerusakan. Kehilangan air ini disebabkan sebagian air dalam jaringan bahan akan menguap atau terjadinya transpirasi. Kehilangan air yang tinggi akan menyebabkan terjadinya pelayuan dan pengeriputan bahan. Hal ini dapat dicegah dengan cara mengurangi transpirasi, yakni menaikan kelembaban nisbi udara, menurunkan suhu, mengurangi gerakan udara, dan dengan menggunakan bungkus atau kemasan.
100
b.
Kerusakan dingin Pada suhu yang rendah (0-10°C), buah-buahan dapat mengalami
kerusakan karena tidak dapat melakukan proses metabolisme secara normal. Kerusakan dingin ini seperti adanya lekukan, cacat, bercak-bercak kecoklatan pada permukaan, penyimpangan warna di bagian dalam, atau gagal matang pada buah setelah dikeluarkan dari ruang penyimpanan. Pada Tabel 27 dapat dilihat suhu penyimpanan terendah dan kerusakan-kerusakan dingin yang terjadi jika suhu terendah tersebut dilampaui. Tabel 27. Kerusakan dingin pada buah-buahan yang disimpan dibawah suhu rendah yang aman Komditi
Suhu terendah yang o aman( F) 36-38
Apel Adpokat Pisang Jeruk besar Mangga
40-45 53-56 50 50-55
Semangka Papaya
40 45
Nenas Tomat(matang) Tomat hijau(hijau tua)
45-50 45-50 55
Kerusakan yang terjadi jika disimpan O pada suhu antara 32 F dan suhu bterendah yang aman Pencoklatan , bagian dalam,bagian tengah coklat,lembek,dan lepuh Daging buah coklat kehitaman Warna jelek jika matang Lepuh,lubang cacat,benyek Kulit seperti lepuh, kehitam-hitaman, pematangan tidak merata Lubang cacat,busuk pada permukaan Lubang cacat, gagal matang, citarasa menyimpang, busuk Warna hijau jelek jika matang Pelunakan,benyek dan busuk Warna jelek jka matang dan busuk altemaria
Mekanisme terjadi kerusakan dingin antara lain (a) terjadinya respirasi abnormal, (b) perubahan lemak dan asam lemak dalam dinding sel, (c) perubahan permeabilitas
membran
sel,
(d)
perubahan
dalam
reaksi
kinetik
dan
termodinamika, (e) ketimpangan distribusi senyawa kimia dalam jaringan, (g) terjadinya penimbunan metabolit beracun. c. Kegagalan untuk Matang Penyimpanan dingin yang terlalu lama pada beberapa komoditi dapat menyebabkan gagal untuk matang.
101