Laju respirasi petunjuk yang baik untuk daya simpan buah dan sayuran sesudah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya metabolisme, oleh karena itu sering dianggap sebagai petunjuk mengenai potensi daya simpan buah.
Menurut Soesarsono (1988) dalam Nugroho (1997) buah dan sayuran dapat digolongkan atas dasar laju pemasakan yaitu golongan klimakterik dan non klimakterik. Golongan klimakterik ditandai dengan proses yang cepat pada fase pemasakan (ripening) dan peningkatan respirasi yang mencolok. Sebaliknya golongan non klimakterik tidak terlihat nyata perubahan pada fase pemasakannya karena proses respirasi berjalan lambat. Penurunan laju respirasi merupakan petunjuk terjadinya kerusakan enzim (Pantastico, 1989).
Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan pola laju respirasi brokoli pada 5 tingkatan suhu penyimpanan. Untuk suhu penyimpanan 27 oC dilakukan pengukuran sampai hari ketujuh dan untuk suhu 15 oC serta 20 oC dilakukan pengukuran sampai hari keenam karena brokoli yang digunakan telah busuk.
Gambar 4. Grafik laju konsumsi O2pada 7 hari penyimpanan
Gambar 5. Grafik laju produksi CO2pada 7 hari penyimpanan
Jika dilihat posisi grafik untuk masing-masing perlakuan suhu, Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan bahwa laju respirasi brokoli sangat dipengaruhi oleh suhu penyimpanan. Pada suhu penyimpanan 5oC posisi grafik berada pada paling bawah yang menunjukkan bahwa pada suhu 5 oC brokoli mengkonsumsi O2 dan memproduksi CO2 paling sedikit diantara suhu penyimpanan lainnya. Sedangkan pada suhu penyimpanan 27 oC posisi grafik berada paling atas dan menunjukkan bahwa pada suhu 27oC (suhu ruang) memiliki laju respirasi yang paling tinggi.
Respirasi brokoli menunjukkan pola yang menurun dan tidak terdapat kenaikan konsumsi O2 dan produksi CO2 yang tajam (Gambar 4 dan 5). Untuk beberapa suhu penyimpanan, terdapat kenaikan jumlah konsumsi O2dan produksi CO2,sebagai contoh adalah pada suhu 5oC, pada hari jumlah CO2yang dihasilkan pada hari pertama 28.9±9.5 ml/kg jam, hari kelima 16.8±4.5 ml/kg jam, hari keenam 31.9±20.6 ml/kg jam, sedangkan hari ketujuh (18.2±4.7 ml/kg jam) sudah mulai mengalami kerusakan. Jumlah CO2yang dihasilkan pada hari keenam lebih besar daripada hari kelima. Hal ini dapat disebabkan karena terjadinya disorganisasi sel yang ditandai dengan meningkatnya permeabelitas sel membran seluler dan meningkatnya keempukan daging buah sehingga merangsang aktivitas
enzim respiratoris (Solomos, 1983 dalam Asrofi, 1986). Kondisi demikian menyebabkan terjadinya peningkatan proses metabolisme dalam jaringan, sehingga sayuran dapat membusuk.
Menurunnya jumlah CO2 yang dihasilkan dapat disebabkan karena menurunnya konsentrasi ADP yang bersifat sebagai akseptor fosfat dan terjadinya kerusakan mitokondria (Winarno dan Kartakusuma, 1981). Konsentrasi ADP yang menurun dan kerusakan mitokondria menyebabkan ATP yang dihasilkan juga menurun. ATP yang berfungsi sebagi penyuplai energi dalam bentuk fosfat berenergi tinggi dengan cara memecah ikatan fosfatnya (Wills et al., 1981 dalam Asrofi, 1986). Karena ATP menurun, maka energi yang dapat digunakan untuk melangsungkan reaksi metabolik selanjutnya juga menurun. Keadaan demikian menyebabkan jumlah CO2yang dihasilkan semakin menurun.
Pada penelitian ini pola respirasi brokoli menunjukkan kecenderungan yang terus menurun dan tidak terjadi kenaikan produksi CO2 yang mendadak. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa brokoli termasuk sayuran non klimakterik.
B.2. Respiratory Quotient (RQ)
Respirasi membutuhkan O2dan menghasilkan zat sisa metabolisme berupa uap air, CO2, dan panas sebagai entropi (energi panas yang tidak termanfaatkan). Kuosien respirasi (respiratory quotient) merupakan perbandingan CO2 terhadap O2. Nilai RQ brokoli ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil uji Duncan laju respirasi dan respiratory quotient (RQ) brokoli
Suhu (oC) Laju respirasi (ml/kg jam)
O2 CO2 RQ 5 24.9a 24.3d 0.98 10 48.4a 46.5c 0.96 15 75.0ab 70.5b 0.94 20 87.3bc 84.2b 0.96 27 105.2c 105.9a 1.01
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan
Hasil uji Duncan (Lampiran 3 dan 4) menunjukkan bahwa laju konsumsi O2 berbeda nyata untuk suhu 15 oC, 20 oC, dan 27 oC berbeda nyata. Hasil uji pada suhu 5 oC dan 10 oC tidak berbeda nyata yang berarti laju konsumsi O2 hampir sama. Sedangkan laju produksi CO2berbeda nyata untuk suhu 5oC, 10oC, dan 27 oC. Hasil uji pada suhu 15 oC dan 20 oC tidak berbeda nyata. Laju konsumsi O2 dan laju produksi CO2pada suhu 5 oC dan 10 oC (Gambar 4 dan 5) merupakan laju terkecil diantara suhu penyimpanan lainnya. Sehingga dalam penelitian ini, suhu tersebut merupakan suhu terbaik untuk penyimpanan brokoli.
Pada Tabel 3 menunjukkan nilai RQ brokoli yang disimpan pada lima suhu penyimpanan yang berbeda. Nilai RQ brokoli hampir seluruhnya bernilai 1.0, hal ini menunjukkan bahwa proses metabolisme berlangsung secara normal menggunakan substrat karbohidrat, protein atau lemak dengan ketersediaan oksigen yang cukup. Komponen terbesar pada brokoli setelah air adalah karbohidrat. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa substrat yang digunakan untuk proses respirasi sebagian besar adalah karbohidrat. Pada kondisi respirasi anaerobik umumnya nilai RQ lebih besar dari satu.
B.3. Q10 (Kuosien Suhu)
Karakter perubahan pada laju reaksi akibat suhu tersebut biasanya ditentukan dengan kuosien suhu (Q10), yaitu rasio laju reaksi tertentu pada suatu tingkat suhu (T1) terhadap laju reaksi tersebut saat suhu naik 10 oC (T1+ 10 oC). Nilai Q10brokoli ditunjukkan pada Tabel 5.
Nilai Q10 brokoli hasil pendugaan laju respirasi dengan menggunakan model berkisar antara 1.72 – 1.88 (Tabel 5). Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa pada skala suhu 5 – 15 oC brokoli mempunyai nilai Q10 2.18 untuk konsumsi O2 dan 2.19 untuk produksi CO2, yang berarti bahwa setiap peningkatan suhu 10 oC, maka laju konsumsi O2 meningkat sebesar 2.18 kali lipat dan laju produksi CO2 meningkat sebesar 2.19 kali lipat. Namun pada skala suhu 15 – 25 oC nilai Q10 mengalami penurunan. Pada skala suhu 25 - 35 oC nilai Q10terus menurun dan laju reaksi cenderung terhambat dikarenakan denaturasi enzim. Enzim yang
diperlukan mulai mengalami denaturasi dengan cepat pada suhu yang tinggi, mencegah peningkatan metabolik yang semestinya terjadi.
Tabel 5. Nilai Q10berdasarkan perhitungan model
Model nilai Q10
Linear sederhana Konsumsi O2 1.72
Produksi CO2 1.75 Eksponensial Konsumsi O2 1.82 Produksi CO2 1.82 Logaritmik Konsumsi O2 1.88 Produksi CO2 1.85 Arrhenius Konsumsi O2 1.88 Produksi CO2 1.88
Nilai Q10 pada suhu 15 – 25 oC dan rata-rata empat model tidak sesuai dengan Kays (1991) yang menyatakan pada kebanyakan produk, nilai Q10 berkisar antara 2.0 – 2.5 saat suhu 5 oC hingga 25 oC hal ini dimungkinkan karena brokoli mempunyai laju respirasi yang terlalu tinggi sehingga suhu dalam stoples lebih tinggi dari ruang penyimpanan akibat panas respirasi yang mengakibatkan enzim terdenaturasi lebih cepat.
Tabel 6. Nilai Q10pada 3 skala suhu
Suhu (oC) Nilai Q10 Konsumsi O2 Produksi CO2 5 -15 2.18 2.19 15-25 1.71 1.71 25-35 1.58 1.58 Rata-rata 1.82 1.83