STUDI FISIOLOGI PENGERASAN DAN PERUBAHAN
WARNA PERIKARP DALAM HUBUNGANNYA DENGAN
RESPIRASI KLIMAKTERIK DAN KADAR AIR BUAH
MANGGIS (
Garcinia mangostana
) PASCAPANEN
I S M A D I
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul “Studi Fisiologi Pengerasan dan Perubahan Warna Perikarp dalam Hubungannya dengan Respirasi Klimakterik dan Kadar Air Buah Manggis (Garcinia mangostana) Pascapanen” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau yang dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebut dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dalam Disertasi ini.
Relation to Climacteric Respiration and Moisture Content in Mangosteen (Garcinia mangostana) after Harvest. Under the Supervision of ROEDHY POERWANTO as Chairman of the Supervisory Commission, and DARDA EFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY MUCHTADI, and SUTRISNO respectively as members.
Mangosteen is a high economic value fruit in Indonesia. The problems encountered are the fruit pericarp quickly harden and the color immediately changed to dark purple-black, and sepals quickly turned into brown in color after harvest, so shelf life is short, especially at room temperature. This research aimed to study the process of change in hardness, pericarp and sepal color, and the sepal freshness of the mangosteen fruit and the factors that influence the physiology and biochemistry during storage. The research consisted of five experiments: (1) hardening physiology of mangosteen pericarp, (2) effect of exogenous ethylene and storage temperature on quality changes of mangosteen, (3) effects of 1-methylcyclopropene (1-mcp) and storage temperature on hardening of and color change of pericarp of mangosteen, (4) Effect of cytokinin and CoSO4 on physical
quality of mangosteen during cool storage, and (5) Effect of coating material and cytokinin CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) on the quality of mangosteen on cool storage. The results showed that the peak rate of ethylene production one day earlier than the respiration climacteric. The peak rate of ethylene production occurred on day 11 while the respiration climacteric peak occurred on day 12. Climacteric respiration will lead to biochemical changes in the mangosteen fruit pericarp, such an increase in protein content, increased activity of the enzyme phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), and peroxidase (POD), and increasing the amount of lignin. Pericarp hardening occured due to water content decrease in the mangosteen and increased content of lignin. Fruit stored at a temperature of 15oC can last up to 28 days after treatment (DAT). Whereas fruit stored at room temperature only last up to 14 DAT. Mangosteen fruit stored at a temperature of 15oC had lower level of resistance and hardness. had a higher water content, lower weight loss, slower color change, and had a higher total soluble solids (TSS) and titratable acidity (TA). Exogenous ethylene treatment did not provide a marked influence on all the variables observed, which means that the mangosteen fruit wass less sensitive to exogenous ethylene treatment. 1-MCP treatment at various doses did not prolong the shelf life of the mangosteen fruit. This treatment is consistent in both room temperature and at a temperature of 15oC. 6% beeswax better reduce weight loss than other types of coating materials.
Dalam Hubungannya Dengan Respirasi Klimakterik Dan Kadar Air
Buah Manggis (
Garcinia Mangostana
) Pascapanen. Dibimbing oleh
ROEDHY POERWANTO, DARDA EFFENDI, MARIA BINTANG, DEDDY MUCHTADI, dan SUTRISNO.
Manggis merupakan buah yang mempunyai nilai ekonomi tinggi di Indonesia. Permasalahan yang ditemui adalah perikarp buah cepat mengeras dan warnanya segera berubah menjadi ungu tua kehitaman, dan sepal buah cepat berubah menjadi coklat sehingga umur simpannya pendek terutama pada suhu kamar. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses perubahan kekerasan, warna perikarp dan sepal, serta kesegaran sepal buah manggis dan faktor-faktor fisiologi dan biokimia yang mempengaruhinya selama penyimpanan. Penelitian ini terdiri atas lima percobaan, yaitu: (1) fisiologi pengerasan perikarp buah manggis, (2) pengaruh etilen eksogen dan suhu penyimpanan terhadap perubahan mutu buah manggis, (3) pengaruh 1-methylcyclopropene (1-mcp) dan suhu penyimpanan terhadap pengerasan dan perubahan warna perikarp buah manggis, (4) pengaruh sitokinin dan CoSO4 terhadap mutu fisik buah manggis pada
penyimpanan suhu dingin, dan (5) pengaruh bahan pelapis dan sitokinin CPPU ((N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) terhadap mutu buah manggis pada suhu simpan dingin.
Percobaan pertama menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktor tunggal yaitu penyimpanan pada suhu yang berbeda dengan tiga ulangan. Penyimpanan dilakukan pada suhu kamar dengan suhu rata-rata 25,5±5,5oC dan suhu 15±2oC menggunakan ruang simpan sejuk. Kelembaban relatif (RH) 72% pada suhu kamar dan 91,5% pada suhu 15oC. Pengamatan dilakukan mulai dari hari ke-0 sampai dengan hari ke-30 setelah perlakuan (HSP). Data dianalisis dengan menggunakan uji F dan uji lanjut menggunakan Beda Nyata terkecil (BNT) pada taraf 5%. Bahan yang digunakan adalah buah manggis dengan stadia kematangan dua, dengan ciri-ciri perikarp buah kuning kemerahan dengan sedikit bercak merah (104-108 hari sejak bunga mekar). Khusus pada pengamatan respirasi dan laju produksi etilen digunakan buah dengan stadia kematangan nol, satu dan dua. Buah dipanen dari kebun petani di Kiarapedes, Kabupaten Purwakarta. Peubah dan metode pengamatan adalah sebagai berikut: (1) daya resistensi perikarp buah (Kgf/cm2) (Poerwanto at al. 2011); (2) kekerasan perikarp (kgf); (3) kadar air perikarp buah (%); (4) susut bobot (%); (5) kandungan protein (Lowry (1951) yang telah dimodifikasi oleh Waterborg dan Matthews (2002); (6) kandungan lignin Bruce dan West (1989); (7) aktivitas enzim yang terlibat dalam biosintesis lignin (Aktivitas Phenylalanine Ammonia lyase (PAL) (Cam dan Tower (1973) yang telah dimodifikasi (Dangcham et al
Hasil penelitian menunjukkan bahwa puncak laju produksi etilen satu hari lebih cepat dari respirasi klimakterik. Puncak laju produksi etilen terjadi pada hari ke 11 sedangkan puncak respirasi klimakterik terjadi pada hari ke 12. Respirasi klimakterik akan memicu terjadinya perubahan biokimia pada perikarp buah manggis seperti peningkatan kandungan protein, peningkatan aktivitas enzim PAL, PAD, COD dan bertambahnya jumlah lignin. Pengerasan perikarp buah manggis terjadi karena penurunan kadar air dan peningkatan kandungan lignin.
Percobaan kedua dirancang dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan etilen dengan dosis 0 dan 400 ppm. Faktor kedua adalah suhu penyimpanan ialah 15±2oC dan suhu kamar (25,5±5,5oC). Kelembaban relatif (RH) 91,5% pada suhu 15oC dan 72% pada suhu kamar. Pengamatan dilakukan dua hari sekali, mulai dari hari ke-0 sampai dengan hari ke-28 hari setelah perlakuan (HSP). Buah manggis dengan tingkat kematangan dua diperlakukan dengan etilen murni pada suhu kamar. Buah dimasukkan sebanyak 25% dari volume kontainer plastik yang dilengkapi dengan kipas angin kecil di dalamnya agar perlakuan etilen eksogen merata ke semua bagian. Kemudian kontainer plastik ditutup rapat agar tidak ada udara yang masuk atau ke luar kontainer. Etilen murni disuntikan ke dalam kontainer plastik dengan menggunakan suntikan dan dibuka setelah 24 jam. Buah kemudian disimpan pada suhu suhu kamar atau dalam ruang pendingin dengan suhu 15oC sesuai dengan perlakuan. Peubah yang diamati adalah sebagai berikut: 1) kekerasan perikarp buah; 2) daya resistensi perikarp buah; 3) Kadar air perikarp buah ; 4) Susut bobot buah; 5) total padatan terlarut (TPT); 6) total asam tertitrasi (TAT); 7) warna perikarp dan sepal. Buah yang disimpan pada suhu 15oC dapat bertahan sampai 28 HSP, sedangkan buah yang disimpan pada suhu kamar maksimal hanya bertahan 14 HSP. Buah manggis yang disimpan pada suhu 15oC mempunyai tingkat resistensi dan kekerasan yang lebih rendah, mempunyai kadar air yang lebih tinggi, susut bobot lebih rendah, lebih lama terjadi perubahan warna, dan mempunyai TPT dan TAT yang lebih tinggi. Perlakuan etilen eksogen tidak memberikan pengaruh yang nyata pada semua peubah yang diamati, yang artinya bahwa buah manggis kurang sensitif terhadap perlakuan etilen eksogen.
Percobaan keempat menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) taraf 5%. Setiap peubah pengamatan dilakukan dengan interval pengamatan 2 hari sekali, dimulai dari 0 sampai 30 HSP. Pengamatan terdiri atas: (1) resistensi perikarp buah; (2) susut bobot; (3) kadar air perikarp; (4) warna perikarp dan sepal; (5) total padatan terlarut (TPT), dan (6) total asam tertitrasi (TAT). CPPU berpengaruh terhadap mutu fisik manggis yaitu peubah kecerahan warna (L) sepal dan daya resistensi perikarp buah selama penyimpanan. Manggis yang diberi perlakuan CPPU 30 ppm memiliki kecerahan (L) yang tertinggi dibanding perlakuan lainnya. Manggis lebih resisten dengan perlakuan CPPU. Pada penelitian ini, perlakuan CoSO4 tidak efektif untuk memperlambat perubahan
warna buah dan tidak efektif mempertahankan mutu manggis selama penyimpanan.
Percobaan kelima menggunakan rancangan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan dua faktor perlakuan yaitu bahan pelapis dan konsentrasi CPPU. Faktor pertama terdiri atas 4 taraf yaitu: tanpa bahan pelapis (C0), Lilin lebah 6%
(C1), Kitosan 1.5% (C2), dan Gel tepung lidah buaya 5 g/l (C3) . Faktor kedua
CPPU terdiri atas 4 taraf yaitu: 0 ppm (S0), 10 ppm (S1), 20 ppm (S2), dan 30 ppm
(S3). Setiap kombinasi terdiri atas 3 ulangan. Data dianalisis dengan uji F dan
diuji lanjut dengan uji duncan multiple range test (DMRT) pada taraf 5%. Pengamatan meliputi pengamatan non-destruktif dan destruktif. Pengamatan dilakukan setiap dua hari sekali sampai 30 hari setelah penyimpana. Peubah pengamatan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: (1) susut bobot buah. susut bobot (%); (2) warna perikarp dan sepal; (3) kesegaran sepal; (4) kadar air perikarp buah (%); (5) daya resistensi perikarp buah (Kgf/cm2); (6) total padatan terlarut (TPT); dan (7) total asam tertitrasi (TAT). Secara umum perlakuan berbagai konsentrasi sitokinin (CPPU) dan perlakuan berbagai jenis bahan pelapis tidak memberikan hasil yang signifikan dalam mempertahankan mutu buah manggis pada suhu simpan dingin (15oC). Lilin lebah 6% lebih baik dalam memperlambat susut bobot dibandingkan jenis bahan pelapis lain.
©Hak cipta milik IPB, tahun 2012 Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagaian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebut sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
MANGGIS (
Garcinia mangostana
) PASCAPANEN
I S M A D I
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada Program Studi Agronomi dan HortIkultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji pada Ujian Tertutup
: Dr. Ir. Winarso Drajad Widodo, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Dewi Sukma, M.Si
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Penguji pada Ujian Terbuka
: Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc
(Staf Pengajar pada Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor)
Dr. Setyadjit, MAPP.Sc
(Peneliti Madya Pascapanen Pertanian, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Kementerian Pertanian)
Nama : Ismadi
NRP : A262070031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc Ketua
Dr. Ir. Darda Efendi, M.Si Prof. Dr. Maria Bintang, MS
Anggota Anggota
Prof. Dr. Ir. Deddy Muchtadi, MS Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr
Anggota Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan disertasi ini. Banyak pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung dalam keberhasilan dan kesuksesan penulis selama menempuh pendidikan S3. Pada kesempatan ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, MSc. selaku Ketua Komis Pembimbing , Dr. Ir. Darda Efendi, MSi, Prof. Dr. Maria Bintang, MS, Prof. Dr. Ir. Deddy Muchtadi, MS, dan Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr masing-masing sebagai anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak memberi masukan, bimbingan, bantuan dan motivasi selama penulis melaksanakan penelitian dan penulisan Disertasi.
2. Direktorat Pendidikan Tinggi (DIKTI) Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan Beasiswa Program Pascasarjana (BPPs), Hibah Penelitian Tim Pascasarjana-HPTP (Hibah Pasca) tahun 2010 dengan DIPA IPB, Kontrak Nomor: 9/13.24.4/SPK/PD/2010 tanggal 5 Maret 2010 yang dihibahkan kepada Roedhy Poerwanto. Hibah Disertasi Doktor tahun 2010 dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Disertasi Doktor Nomor: 503/SP2H/PP/DP2M/VI/2010, tanggal 11 Juni 2010 yang dihibahkan kepada Ismadi.
3. Rektor, Dekan Sekolah Pascasarjana, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura dan Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura (AGH) Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah menerima penulis sebagai salah seorang mahasiswa S3 serta semua staf pengajar atas bantuan dan saran-saranya selama penulis menempuh pendidikan di IPB. 4. Rektor, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal) yang telah memberi izin dan dukungan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan pada Sekolah Pascasarjana IPB.
5. Pemerintah Aceh yang telah memberikan bantuan pendidikan kepada penulis yang disalurkan melalui Unimal.
6. Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB yang telah banyak membantu selama ini berupa dana, bahan dan alat penelitian.
11. Rela Sartika, Uli Khusna Inayati, Mesil Asteri, Hatipah Nurtilawati, Mira Auliani, Stanley, Monay, dan Hafifuddin yang telah banyak membantu penulis selama melakukan penelitian ini, serta teman-teman peneliti manggis Inanpi, Susi, Suci, Yulinda, Pak Martias, Pak Liferdi, dan Odit.
12. Teman-teman S3 AGH yakni, Kartika Ning Tyas, Arifah Rahayu, Desi Hernita, Budi Hartoyo, Muhammad Alwi Mustaha, Hermanto teman-teman pascasarjana yang tidak mungkin disebut satu-persatu yang telah banyak memberi masukan, diskusi, motivasi, pertemanan dan persahabatan selama ini.
13. Teman-teman teknisi laboratorium, Mas Bambang, Mas Yudi, Mas Agus, Mas Joko, Pak Nandang, Pak Rahmad, Mbak Jujuk, Mbak Iif, Pak Gandi, Pak Sulyaden dan Pak Ahmad atas segala bantuannya. Teman-teman di Sekretariat AGH, Mbak Neng, Bu Mimin, Mas Kohar dan Mas Udin.
14. Teman-teman di Pusat Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) IPB, Sulassih, Pipit, Mas Uma, Mas Ubay, Mas Endang, Pak Eman, Mbak Rena, Mbak Ike, Mbak Eri, Rizal dan Teh Imas.
15. Ketua Gapoktan Manggis Saluyu Mukti (Pak Nanang) dan semua anggota kelompok tani Desa Garokgek, Kecamatan Kiarapedes, Purwakarta atas bantuannya selama ini.
16. Dr. Dorly atas segala bantuan dan diskusinya selama ini, dan Dr. Sunaryo sebagai Kepala Laboratorium Morfologi, Anatomi, dan Sitologi Tumbuhan Bagian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong serta Mbak Wido yang telah membantu selama ini.
17. Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Asal Aceh yang tergabung dalam IKAMAPA, mahasiswa S1 dan S0 yang tergabung dalam Ikatan Mahasisiwa Tanah Recong (IMTR) dan khususnya buat mahasiswa pascasarjana asal Unimal. Juga kepada masyarakat Aceh yang tergabung dalam Taman Iskandar Muda (TIM) Bogor dan Jakarta, serta teman-teman Pemuda Aceh yang tergabung dalam Ikatan Pemuda Tanah Rencong (IPTR) Bogor.
18. Dr. Anas D Susila, M.Si dan Dr. Ir. Suwardi yang telah bersedia menjadi anggota komisi pembimbing S2 dan atas rekomendasi yang diberikan sehingga penulis bisa diterima di IPB dengan beasiswa BPPS saat menempuh pendidikan S3. Dr. Ir. Abubakar,M.Si dan Ir. Jamil Ali, MS dosen Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala yang telah memberikan rekomendasi kepada penulis pada saat melanjutkan S2.
19. Semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung yang tidak mungkin disebut satu per satu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2012
Desember 1970 dari suami istri Muhammad Yunus (alm) dan Hendon sebagai anak ke lima dari lima bersaudara. Penulis menempuh pendidikan S1 di Program Studi/Jurusan Budidaya Pertanian Universitas Malikussaleh (Unimal) Lhokseumawe dan lulus pada tahun 1996. Pendidikan S2 penulis selesaikan pada tahun 2004 pada Program Studi Agronomi di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (IPB). Pada Tahun 2007 penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan S3 di Mayor Agronomi dan Hortikultura Sekolah Pascasarjana IPB dengan bantuan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPs) dari Direktorat Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Mulai tahun 1997 sampai sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Malikussaleh Lhokseumawe.
DAFTAR TABEL ... ix
1-Methylcyclopropene (1-mcp) ……… 22
Sitokinin ... 23
CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (Forchlorfenuron)) ... 24
CoSO4 ... 25
Bahan Pelapis ... 26
FISIOLOGI PENGERASAN PERIKARP BUAH MANGGIS ... 31
Abstrak ... 31
PENGARUH 1-METHYLCYCLOPROPENE (1-MCP) DAN SUHU SIMPAN TERHADAP PENGERASAN DAN PERUBAHAN WARNA PERIKARP
BUAH MANGGIS ... 99 Abstrak ... 99 Abstract ... 99 Pendahuluan ... 100 Bahan dan Metode ... 102 Hasil dan Pembahasan ... 104 Kesimpulan ... 120
PENGARUH SITOKININ DAN CoSO4 TERHADAP MUTU FISIK BUAH
MANGGIS PADA PENYIMPANAN SUHU DINGIN ... 121 Abstrak ... 121 Abstract ... 121 Pendahuluan ... 122 Bahan dan Metode ... 123 Hasil dan Pembahasan ... 124 Kesimpulan ... 133
PENGARUH BAHAN PELAPIS DAN SITOKININ CPPU TERHADAP
MUTU BUAH MANGGIS PADA SUHU SIMPAN DINGIN ... 135 Abstrak ... 135 Abstract ... 135 Pendahuluan ... 136 Bahan dan Metode ... 138 Hasil dan Pembahasan ... 139 Kesimpulan ... 150
PEMBAHASAN UMUM ... 151
KESIMPULAN DAN SARAN ... 161
1. Komposisi kimia buah manggis dalam 100 g aril masak ... 13
2. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kekerasan dan
Daya Resistensi Perikarp Buah Manggis ... 80
3. Pengaruh Etilen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kadar Air Perikarp
dan Susut Bobot Buah Manggis ... 83
4. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap TPT dan
TAT Buah Manggis ... 84
5. Resistensi Perikarp Buah Manggis Akibat Perlakuan Sitokinin (CPPU) dan CoSO4 pada Suhu Simpan Dingin ... 112
6. Daya Resisitensi Buah Perikarp Buah Manggis akibat Perlakuan
Teks Halaman 1. Bagan alir penelitian pengembangan teknologi pascapanen untuk
memperpanjang umur simpan buah manggis ... 9
2. Pola kromasitas warna ... 44 3. Laju respirasi buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar (SK)
dan 15oC berdasarkan stadia kematangan, stadia kematangan buah
dua, satu dan nol ... 47
4. Laju produksi etilen buah manggis yang diberi perlakuan suhu kamar (SK) dan 15oC berdasarkan stadia kematangan buah, stadia
kematangan dua, satu dan nol ... 50
5. Resistensi dan kekerasan perikarp buah manggis selama penyimpanan
yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 52
6. Kandungan protein perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 54
7. Aktivitas PAL, CAD, dan POD perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 55
8. Kandungan lignin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 56
9. Total fenolik perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 57
10. Kadar Pektin perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 58
11. Kadar Kalsium Pektat (Ca Pektat) perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 60
12. Aktivitas Poligalakturonase perikarp buah manggis selama
penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 60
13. Kadar air perikarp dan susut bobot buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar dan suhu 15oC ... 62
14. Penampang melintang eksokarp (atas) dan mesokarp (bawah) buah manggis pada penyimpanan suhu kamar pengamatan hari ke-0, ke-15,
15. Penampilan perikarp dan aril buah manggis, (1) perikarp yang belum mengalami pengerasan, (2) awal terjadi pengerasan perikarp, (3) pengerasan yang membentuk titik-titik pada perikarp, (4) pengerasan perikarp sedang, dan (5) pengerasan sudah merata pada semua bagian
perikarp ... 64
16. Total padatan terlarut buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ... 65
17. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ... 66
18. Nisbah TPT/TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan suhu ruang dan suhu 15oC ... 67 19. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b)
perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ... 68
20. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ... 69
21. Tingkat kecerahan (L), warna merah-hijau (a), warna kuning-biru (b) sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu
ruang dan suhu 15oC ... 70
22. Kromasitas warna merah-hijau (a) dan kuning-biru (b) sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan suhu kamar
(atas) dan suhu 15oC (bawah) ... 71
23. Tingkat kesegaran sepal selama penyimpanan yang diberi perlakuan
suhu ruang dan suhu 15oC ... 72
24. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap
Kecerahan (L) Perikarp Buah Manggis ... 86
25. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Perikarp Buah Manggis ... 87
26. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
suhu kamar ... 89
28. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Perikarp Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen 400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan
suhu kamar ... 90
29. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Kecerahan (L) Sepal Buah Manggis ... 91
30. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai a
Sepal Buah Manggis ... 92
31. Pengaruh Etilen Eksogen dan Suhu Penyimpanan Terhadap Nilai b
Sepal Buah Manggis ... 93
32. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
0 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 0 ppm dan suhu kamar ... 95
33. Kromasitas Warna Merah-Hijau (a) dan Kuning-Biru (b) Sepal Buah Manggis Selama Penyimpanan yang diberi Perlakuan Etilen Eksogen
400 ppm dan suhu 15oC (atas) dan 400 ppm dan suhu kamar ... 96
34. Resistensi perikarp buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan
suhu penyimpanan ... 105
35. Kadar air perikarp (%) buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu penyimpanan ... 106
36. Padatan total terlarut (oBrix)buah manggis yang diberi perlakuan
1-mcp dan suhu penyimpanan ... 107
37. % TAT buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan
1-mcp dan suhu ... 109
38. Susut bobot buah manggis selama penyimpanan yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu ... 110
39. Kecerahan perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu... 111
40. Nilai a perikarp buah manggis selama penyimpanan yang diberi
42. Penampilan buah manggis sebelum diperlakukan 1-MCP ... 114
43. Kecerahan sepal buah manggis (L) selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ... 114
44. Nilai a sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ... 115
45. Nilai b sepal buah manggis selama penyimpanan yang diberi
perlakuan 1-mcp dan suhu ... 116
46. Tingkat kesegaran sepal buah manggis selama penyimpanan yang
diberi perlakuan 1-mcp dan suhu ... 117
47. Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 0 HSP ... 117
48. Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 8 HSP ... 118
49. Kesegaran sepal buah manggis yang diberi perlakuan 1-mcp dan suhu
penyimpanan pada 20 HSP ... 119
50. Susut bobot perikarp buah manggis akibat perlakuan sitokinin (CPPU) dan CoSO4 pada suhu simpan dingin ... 127
51. Pengaruh CPPU dan CoSO4 terhadap perubahan kadar air perikarp
buah ... 128
52. Kecerahan sepal (L) buah dan nisbah a/b sepal selama penyimpanan .. 130
53. Kecerahan warna perikarp buah dan warna perikarp buah
(a/b nisbah) ... 132
54. Kadar air perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan
CPPU pada suhu simpan dingin ... 140
55. Susut bobot buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis dan CPPU
pada suhu simpan dingin ... 143
56. Tingkat kecerahan (L) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 144
57. Warna merah-hijau (a) perikarp buah manggis akibat perlakuan bahan
59. Tingkat kecerahan (L) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 146
60. Warna merah-hijau (a) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 147
61. warna kuning-biru (b) sepal buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 147
62. Tingkat kesegaran sepal buah manggis akibat perlakuan bahan pelapis
dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 148
63. Total padatan terlarut aril buah manggis akibat perlakuan bahan
pelapis dan CPPU pada suhu simpan dingin ... 149
64. Total asam tertitrasi (TAT) buah manggis akibat perlakuan bahan
Teks Halaman 1. Komposisi larutan seri Johansen (1940) ... 157
2. Komposisi reagen Bernfeld ... 158
3. Prosedur analisis protein total dan enzim phenyl alanine amonia lyase
(PAL), cinnamy alcohol dehydrogenase (CAD), peroxidase (POD) ... 159
4. Prosedur analisis kandungan lignin dan fenolik bebas ... 160
5. Indeks kematangan buah manggis di pohon berdasarkan warna kulit
buah ... 161
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana) merupakan salah satu tanaman buah yang mempunyai potensi tinggi untuk dikembangkan. Rasa buahnya yang khas, daging buahnya berwarna putih, kandungan gizi serta penampilan kulit buahnya yang menarik, membuat manggis menjadi salah satu buah yang banyak diminati oleh masyarakat. Manggis merupakan salah satu buah yang mempunyai nilai ekonomi tinggi di Indonesia. Volume ekspor manggis terus meningkat, dari 5.697 ton dengan nilai U$ 3,612 juta tahun 2006 menjadi 11,388 ton dengan nilai U$ 8,754 juta tahun 2010 (BPS 2012). Namun, dari total produksi manggis tahun 2010 sebesar 84.538 ton hanya11.388 ton (13,57%) saja yang diekspor. Negara tujuan
ekspor manggis adalah Cina, Hongkong, Taiwan, Uni Emirat Arab, Singapura, Malaysia, Belanda, dan Jerman
Buah manggis termasuk buah klimaterik, artinya buah yang memiliki respirasi klimakterik (Osman dan Milan 2006; Azhar 2007), ditandai dengan peningkatan produksi etilen dan respirasi selama pemasakan (Paliyath et al.
2008). Buah manggis memiliki umur simpan yang pendek terutama pada suhu kamar, sehingga perikarpnya cepat mengeras. Pengerasan perikarp buah manggis diduga terkait dengan proses bikomia dan kehilangan kadar air.
Puncak respirasi dan produksi etilen pada suhu ruang terjadi pada hari ke 11 setelah perlakuan (HSP), sedangkan buah yang disimpan pada suhu 15oC terjadi pada 22 HSP (Swadianto 2009). Sementara itu, resistensi perikarp buah meningkat tajam pada hari 11 setelah perlakuan (Sartika 2009). Setelah terjadi klimakterik, maka akan terjadi berbagai perubahan pada buah manggis seperti laju aktivitas enzim, perubahan biokimia, dan terjadi pengerasan perikarp. Perubahan
warna sepal terjadi dengan cepat dari hijau ke kuning sampai hari ke 10 setelah perlakuan, setelah itu perubahan terjadi dengan perlahan-lahan (Sartika 2010).
Ada beberapa jenis enzim yang mungkin terlibat dalam proses biokimia pada pengerasan perikarp buah manggis. Pada penelitian ini aktivitas enzim yang akan diamati adalah phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), dan peroxidase (POD). Ketiga jenis enzim tersebut terlibat dalam biosintesis lignin. Pengamatan juga akan dilakukan pada kadar Ca-pektat perikarp, karena unsur Kalsium berperan penting dalam penyusunan struktur dinding sel sebagai Ca-pektat dalam lamela tengah (Marschner 1995). Oleh karena itu Ca-pektat diduga juga berperan dalam peningkatan kekerasan perikarp buah manggis. Peningkatan kandungan lignin dan kadar Ca-pektat perikarp akan menyebabkan terjadinya pengerasan pada perikarp buah manggis (Dangcham et al. 2008; Marschner 1995), sehingga buah akan lebih sulit untuk dibuka. Kekerasan perikarp buah yang disimpan pada suhu ruang mulai meningkat tajam pada hari ke sembilan setelah perlakuan, dan aktivitas enzim poligalakturonase mulai menurun (Auliani2009).
Respirasi klimakterik memicu percepatan proses biokimia di dalam buah, termasuk sintesis enzim yang diduga berkaitan dengan proses pengerasan perikarp. Penghambatan dan percepatan respirasi klimakterik diduga akan sangat
yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik adalah dengan aplikasi hormon etilen (C2H4). Hal yang sebaliknya akan terjadi apabila buah manggis
diberi bahan yang dapat menghambat terjadinya klimakterik. Penghambatan saat terjadinya klimakterik dapat dilakukan dengan CoSO4 dan 1-MCP sehingga
diduga aplikasi keduanya pada buah manggis akan dapat menunda pengerasan buah.
Hormon tumbuhan yang dapat mempercepat terjadinya respirasi klimakterik adalah etilen. Etilen adalah hormon tanaman yang terlibat dalam banyak aspek kehidupan tanaman termasuk dalam mempercepat pemasakan buah (Taiz dan Zieger 1991; Reid 1994; Wang et al. 2001) dan memegang peranan penting dalam pemasakan buah klimakterik (Chaves dan de Mello-Farias 2006). Etilen memberikan pengaruh yang nyata terhadap waktu yang diperlukan untuk
mencapai puncak klimakterik.
Menurut Romagnano (2008), CoSO4 merupakan salah satu bahan yang dapat menghambat kerja etilen. Co2+ dikenal sebagai bahan yang dapat menghambat produksi etilen, yaitu penghambatan konversi ACC menjadi etilen (Yu dan Yang 1979). Menurut Singh (2002), perlakuan CoSO4 200 ppm yang
dikombinasikan dengan larutan yang mengandung 4% gula dan 200 pmm asam sitrat sangat efektif meningkatkan umur bunga mawar jambangan cv. Superstar.
Pada saat ini telah dikembangkan 1-methylcyclopropene (1-MCP), suatu senyawa volatile turunan cyclopropena yaitu suatu cyclic olefin, yang memiliki kemampuan memblok etilen mengirim sinyal-sinyal pematangan (Sisler dan Serek 1997). Senyawa 1-MCP dapat memblok reseptor etilen sehingga etilen tidak dapat terikat pada reseptor untuk melakukan perannya dalam proses pematangan. Dengan demikian penambahan 1-MCP akan menekan pengaruh etilen (Sisler dan Serek 1997).
Pengerasan perikarp buah manggis juga terkait dengan transpirasi air sel. Hilangnya air dari perikarp menyebabkan sel-sel akan mengeras dan lebih susah untuk dibuka. Kehilangan air terjadi sebagai akibat adanya gradien uap air antara kejenuhan atmosfer internal (ruang antar sel) dan kejenuhan yang rendah atmosfer disekelilingnya. Laju perpindahan dipengaruhi oleh perbedaan tekanan uap antara
relatif. Pada suhu 15oC dengan kelembaban 30% akan menyebabkan produk mengalami kehilangan air 36 kali lebih cepat daripada temperatur 0oC dengan kelembaban 90%. Oleh karena itu penyimpanan buah pada temperatur rendah adalah penting untuk mengurangi kehilangan air dan pada akhirnya mengurangi pengeriputan dan kalayuan (Kader 1992), serta pengerasan perikarp.
Penghambatan pengerasan perikarp buah juga dapat dilakukan dengan cara melakukan pelapisan buah menggunakan bahan pelapis. Pelapisan (coating) merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperpanjang umur simpan, memperlambat perubahan mutu, dan mengurangi susut bobot dari produk pertanian. Pemberian bahan pelapis dilakukan agar dapat mengurangi laju kehilangan air pada perikarp buah. Bahan pelapis yang dapat digunakan diantaranya adalah lilin, kitosan, dan gel lidah buaya.
Pelapisan lilin tambahan yang diberikan secara artifisial juga dapat memberikan perlindungan terhadap organisme-organisme pembusuk dan meningkatkan kilap buah-buahan sehingga tampak lebih menarik (Akamine et al. 1989). Kader (1992) menyatakan bahwa pelapisan lilin diharapkan dapat menutup sebagian stomata sehingga menurunkan laju respirasi dan mencegah penguapan air, dan dapat memperkecil kerusakan buah yang telah dipanen. Pada penelitian Widiastuti (2006), buah manggis yang diberi lapisan lilin carnauba
dalam penyimpanan suhu ruang layak dijual sampai hari ke-16 penyimpanan, walaupun pada hari ke-25 penyimpanan kondisi buah masih baik (masih dapat dikonsumsi).
Kitosan dapat digunakan sebagai edible coating atau edible films karena kitosan dapat membentuk lapisan semi permeable yang dapat memodifikasi atmosfir internal pada buah, sehingga pematangan buah-buahan dan sayuran dapat tertunda (Barkey 2002). Hasil penelitian Anggraeni (2008), buah manggis yang diberi perlakuan pelapisan kitosan 1,5% mampu memberikan pengaruh lebih baik dalam manghambat perubahan persentase susut bobot, kekerasan perikarp buah, kemampuan buah dibuka dan padatan terlarut total selama penyimpanan.
Dari penelitian terdahulu diketahui bahwa pemberian pelapis pada permukaan perikarp buah dengan lilin dan kitosan dapat memperlambat
2009). Namun pelambatan terjadinya pengerasan buah ini belum memadai untuk menunjang ekspor dengan jarak tempuh yang lebih jauh seperti ke Eropa.
Bahan pertanian yang juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pelapis selain lilin dan kitosan, adalah lidah buaya (Aloe vera). Lidah buaya dalam bentuk gel mampu menghambat kerusakan pascapanen produk pangan segar dan menjaga kelembaban produk dengan cara menghambat kehilangan air. Hasil penelitian Hasanah (2009) pada paprika menunjukkan bahwa gel lidah buaya mampu membentuk lapisan yang baik untuk menghambat proses respirasi dan transpirasi, terutama jika dikombinasikan dengan perlakuan suhu rendah yang tepat.
Salah satu penentu mutu buah manggis ekspor adalah kesegaran kelopak buah. Untuk memenuhi persyaratan mutu ekspor, buah manggis minimal memiliki tiga kelopak yang masih utuh dan berwarna segar. Masa kesegaran sepal buah
manggis pendek dan cepat berubah menjadi coklat karena terjadi degradasi klorofil. Perlakuan sitokinin dan bahan pelapis dapat memperlambat terjadinya degradasi klorofil sepal dan pengerasan perikarp buah.
Sitokinin dapat mempengaruhi berbagai proses fisiologi di dalam tanaman. Menurut Davis (2004), sitokinin dapat menunda senesen daun, aplikasi sitokinin dapat menyebabkan akumulasi klorofil dan meningkatkan konversi atioplas menjadi kloroplas. CPPU (N-(2-chloro-4-pyridyl)-N-phenylurea (forchlorfenuron) adalah sitokinin sintetik yang mempunyai peran yang sangat signifikan pada aktivitas biologi buah-buahan. CPPU mempunyai aktivitas biologi yang lebih besar pada tanaman dibandingkan dengan sitokinin alami seperti zeatin.
Alur Pikir Penelitian
Buah Manggis termasuk golongan buah klimakterik. Pengerasan perikarp, perubahan warna kulit buah, serta pencoklatan dan pelayuan sepal buah manggis terjadi bersamaan atau segera sesudah terjadinya respirasi klimakterik. Peristiwa tersebut diduga terjadi segera sesudah respirasi klimakterik, dan dipacu dengan adanya respirasi klimakterik. Respirasi klimakterik memicu percepatan proses biokimia di dalam buah, termasuk sintesis enzim yang diduga berkaitan dengan proses pengerasan perikarp. Untuk menguji hipotesis tersebut dilakukan berbagai jenis percobaan untuk mengetahui berbagai perubahan biokimia dan transpirasi air sel perikarp buah manggis selama terjadinya klimakterik.
Perubahan proses biokimian yang diyakini sangat berpengaruh pada proses pengerasan perikarp buah manggis misalnya aktivitas enzim poligalakturonase,
kandungan protein, dan total fenolik bebas. Percobaan dilakukan pula pada enzim-enzim yang terlibat dalam biosintesis lignin yaitu phenylalanine ammonia lyase (PAL), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), dan peroxidase (POD). Percobaan-percobaan tersebut dilakukan pada dua ruangan yang memiliki perbedaan suhu, yaitu suhu ruang dan suhu rendah 15oC. Selama masa pengamatan, diukur bagaimana proses respirasi klimakterik yang terjadi di kedua jenis ruang tersebut. Perubahan biokimian dan enzimatik juga diukur pada kedu jenis ruangan yang berbeda temperatur itu. Bagaimana respirasi klimakterik, perubahan biokimia dan enzimatik yang terjadi di suhu ruang dan suhu 15oC dilakukan untuk mengetahui pola perubahannya, dan bagaimana pengaruhnya pada pengerasan buah.
Proses pengerasan perikarp buah diduga juga terkait dengan kehilangan air selama penyimpanan. Kehilangan air pada perikarp akan menyebabkan sel-sel perikarp mengkerut, sehingga dinding sel saling menempel secara lebih luas satu dengan yang lain. Pektin dari sel bersebelahan menjadi saling berikatan menyebabkan perikarp buah manggis menjadi lebih kokoh dan buah manggis sulit untuk dibuka. Untuk mengurangi proses kehilangan air maka dilakukan pelapisan buah dengan berbagai zat pelapis (lilin, kitosan, gel tepung, dan gel lidah buaya) untuk mengurangi terjadinya transpirasi dan respirasi pada buah manggis. Untuk
perlakuan sitokinin ((N1-(2-Chloro-4-pyridyl)-N3-phenylurea)(CPPU)), karena sitokinin dapat memperlambat penghancuran klorofil buah yang sudah terlepas dari tanaman.
Percepatan atau pelambatan terjadinya respirasi klimakterik diduga diikuti dengan percepatan atau pelambatan terjadinya pengerasan perikarp, maka ada kemungkinan kedua hal tersebut berhubungan. Proses yang terjadi terkait dengan hubungan tersebut diteliti dengan menganalisis perubahan aktivitas enzim dan kandungan zat kimia yang terkait dengan proses pengerasan perikarp. Pada buah-buahan klimakterik terjadinya puncak respirasi dipengaruhi oleh etilen. Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan percobaan pemberian 1-mcp (senyawa yang dapat memblok reseptor etilen, sehingga buah akan tertunda pemasakannya) dan CoSO4 (yang menghambat kerja ACC Oksidase pada lintasan sintesis etilen
sehingga etilen tidak terbentuk) dengan harapan agar puncak respirasi dapat ditunda sehingga pengerasan perikarp buah juga dapat ditunda. Percobaan aplikasi etilen (C2H4) dilakukan dengan tujuan sebaliknya yaitu untuk mempercepat terjadinya klimakterik pada perikarp buah manggis. Apabila semua proses berjalan dengan pola yang berhubungan, maka proses percepatan atau pelambatan respirasi klimakterik dapat diperkirakan.
Strategi penelitian yang dilakukan pada disertasi ini adalah dengan menyusun lima topik penelitian. Topik penelitian pertama adalah “Fisiologi pengerasan perikarp buah manggis” yang terdiri atas berbagai pengamatan terhadap laju respirasi (CO2), laju produksi etilen, daya resistensi dan kekerasan
perikarp buah. Dilakukan pula pengamatan analisis protein, aktivitas enzim yang terlibat dalam biosintesis lignin, kandungan lignin perikarp, fenolik total, kadar pektin perikarp, kadar Ca-pektat perikarp, dan aktivitas enzim poligalakturonase. Selain itu juga dilakukan pengamatan kadar air perikarp buah, susut bobot, padatan total terlarut (PTT), total asam tertitrasi, warna perikarp dan sepal buah, serta studi anatomi sel perikarp buah.
Topik penelitian kedua dan ketiga adalah “Pengaruh etilen eksogen dan
suhu penyimpanan terhadap perubahan mutu buah manggis” dan “Pengaruh 1-methylcyclopropene (1-mcp) dan suhu penyimpanan terhadap pengerasan dan
adalah “Pengaruh sitokinin CPPU dan CoSO4 terhadap mutu fisik buah manggis
pada penyimpanan suhu dingin” dan “Pengaruh bahan pelapis dan sitokinin CPPU terhadap mutu buah manggis pada Penyimpanan dingin”. Diagram alur penelitian seperti tercantum pada Gambar 1.
Tujuan Penelitian Tujuan Umum
Mempelajari fisiologi pengerasan dan perubahan warna perikarp dan kesegaran sepal buah manggis pascapanen.
Tujuan Khusus
1. Mempelajari proses fisiologi pengerasan perikarp, perubahan warna dan sepal, serta kesegaran sepal buah manggis dan faktor-faktor fisiologi dan biokimia yang terjadi selama penyimpanan.
2. Mempelajari pengaruh suhu terhadap kekerasan perikarp, perubahan warna dan sepal, serta kesegaran sepal buah manggis yang terjadi selama penyimpanan.
3. Mempelajari pengaruh etilen eksogen terhadap respirasi klimakterik buah manggis.
4. Mempelajari efektifitas 1-mcp dalam mempertahankan kesegaran buah manggis selama penyimpanan.
5. Mempelajari efektifitas CoSO4 dalam mempertahankan umur simpan buah
manggis.
6. Mendapatkan jenis dan dosis bahan pelapis dan sitokinin yang paling baik untuk mempertahankan kesegaran buah manggis selama penyimpanan
Hipotesis Penelitian
1. Perubahan kekerasan perikarp dan warna sepal dipicu oleh respirasi klimakterik.
2. Pengerasan perikarp buah manggis terkait dengan perubahan kadar air sel,
3. Perlakuan etilen eksogen mempercepat sedangkan perlakuan CoSO4 memperlambat terjadinya respirasi klimakterik.
4. 1-methylcyclopropene (1-mcp) dan CoSO4 dapat memperpanjang umur
simpan buah manggis.
Gambar 1. Bagan alir penelitian pengembangan teknologi pascapanen untuk memperpanjang umur simpan buah manggis
Studi memperlambat klimakterik
Perlakuan 1-mcp
Studi mempelajari respirasi klimakterik & kadar air
Perlakuan suhu: suhu kamar & 15oC
Pengamatan: (1) Respirasi klimakterik; (2) Pengerasan perikarp; (3) Penurunan kadar air; (4) Perubahan biokimia; dan (5) Perubahan warna
Studi mempertahankan kesegaran sepal
Perlakuan sitokinin (CPPU) Umur Simpan Buah Manggis Pendek
Respirasi klimakterik
Perlakuan etilen Penurunan kadar air
perikarp
Perlakuan CoSO4
Studi mempercepat klimakterik
Perubahan warna perikarp
Pengerasan Perikarp Kesegaran sepal
Studi mempertahankan kadar air
TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Manggis
Tanaman manggis (Garcinia mangostana) berasal dari daerah Semenanjung Malaysia. Tanaman ini banyak dibudidayakan di Asia Tenggara, yaitu dari Indonesia sampai ke Papua New Guine dan kepulauan Mindanao (Filipina), dan ke utara melalui Semenanjung Malaysia ke bagian selatan Thailand, Vietnam dan Kamboja. Hanya dalam dua abad terakhir tanaman manggis tersebar ke negara-negara tropika lainnya termasuk Sri Lanka, India Selatan, Amerika Tengah, Brazil dan Queensland (Australia) (Verheij 1992).
Manggis termasuk famili Guttiferae. Menurut Cox (1988) kerabat dekat manggis lebih dari 400 spesies, diantaranya terdapat 40 jenis yang dapat dimakan. Menurut Verheij (1992), manggis merupakan pohon yang selalu hijau, batangnya lurus mengecil ke arah ujung yang berakhir dengan tajuk yang berbentuk kerucut, dengan ketinggian dapat mencapai 25 m dan diameter batang 45 cm (Heyne 1987). Percabangannya tersusun dalam pasangan yang berselang seling, muncul dari batang dengan sudut lancip, yang kemudian menjadi horizontal atau
menggantung. Tanaman manggis yang tumbuh liar di hutan, cabang-cabangnya hanya berada pada batang bagian atas, bekas-bekas cabang yang ada di bagian bawah terus berada dalam benjolan mengkayu. Seluruh tanaman mengeluarkan
getah kuning yang lengket dan kental dan dapat digunakan sebagai zat pewarna (Heyne 1987).
Manggis adalah tanaman dengan ukuran kanopi sedang (Macmillan 1956), mempunyai daun tunggal dengan duduk daun berhadapan (opposite), tangkai pendek, daun berbentuk eliptik oblong, ujung pangkal daun runcing (acute) atau melengkung (rounded), ujung daun meruncing, pinggir daun rata, warna daun permukaan hijau kekuningan, bagian atas berwarna hijau gelap dan panjang daun 12 – 23 cm dan lbarnya 4,5 – 10 cm (Ochse 1931).
0,7 – 0,9 cm dan panjangnya antara 1,8 – 2 cm (Ochse 1931). Bunga jantan bersifat rudimenter, yaitu tumbuh kecil kemudian mengering, sehingga tidak berfungsi (Sunarjono 1988).
Buah manggis termasuk buah berry dengan diameter antara 3,5 – 7 cm, berbentuk bulat, warna ungu kehitaman (Popeneo 1974). Ketebalan perikarp buahnya antara 0,8 – 1,0 cm, biasanya mengandung cairan kekuning-kungingan yang rasa pahit (Ochse 1931). Perikarp buah mangandung tanin dan senyawa berbentuk kristal yang disebut mangostin. Buah segar mengandung gula yang terdiri dari sakarosa, dekstrosa dan levulosa (Popeneo 1974).
Tanaman manggis tergolong tumbuhan apomiksis, yaitu tanaman yang menghasilkan embrio tanpa melalui penyerbukan dan pembuahan melainkan dari perkembangan jaringan nucellus. Embrio yang dihasilkan bersifat vegetatif dan
secara genetika sama dengan induknya, sehingga buah yang dihasilkan memiliki mutu yang seragam. Menurut Cox (1988) hampir semua tanaman manggis yang dibudidayakan berasal dari satu tipe. Sifat ini memungkinkan untuk mendapatkan bibit yang seragam.
Biji manggis yang merupakan biji apomiksis terbentuk dari sel-sel nucellus pada buah partenokarpi (Samson 1989). Bijinya diselimuti oleh aril yang berwarna putih, empuk, mengandung sari buah, tetapi kadang-kadang dijumpai buah dengan aril yang transparan (Martin 1980).
Secara alami tanaman manggis tumbuh di daerah antara 10 oLU – 10 oLS. Bila ditanam di luar daerah tersebut tanaman manggis pertumbuhannya akan tertekan, karena tanaman manggis membutuhkan iklim yang khas (Cox 1988). Di daerah tropika tanaman manggis dapat tumbuh pada ketinggian tempat 0 - 800 m di atas permukaan laut. Bertambahnya ketinggian tempat tumbuh akan menyebabkan pertumbuhannya lambat dan permulaan pembungaannya semakin lama (Verheij 1992). Ketinggian optimum agar tanaman manggis dapat tumbuh dengan baik adalah antara 460 – 610 m di atas permukaan laut (Chandler 1958).
Sebagai tanaman tropika basah, manggis tumbuh pada daerah bercurah hujan tinggi yaitu 1500-2500 mm per tahun dengan distribusi yang merata sepanjang tahun (Sunarjono 1988). Irigasi diperlukan selama musim kemarau dan
tanaman manggis yang baik diusahakan agar tanah tidak mengalami kekeringan dan dipertahankan tinggi air tanahnya tidak lebih dari 1,8 m dari permukaan tanah (Hume 1947). Suhu di bawah 5oC dan di atas 38oC menyebabkan kematian tanaman sedangkan suhu dibawah 20oC pertumbuhan akan terhambat. Suhu optimum antara 25oC – 35oC dengan kelembaban relatif lebih dari 80%. Manggis tumbuh baik pada tanah yang kaya bahan organik dengan aerasi yang baik.
Buah Manggis
Buah manggis merupakan buah yang mempunyai perikarp tebal, mudah pecah, daging buahnya mempunyai rasa manis disertai asam (Pantastico et al.
1986). Perikarp buahnya mempunyai substansi pahit karena mengandung tanin dan xantonin (Martin 1980), dan berwarna ungu muda sampai ungu kemerahan bila sudah matang. Komposisi kimia dalam 100 g aril seperti tercantum pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi kimia dalam 100 g aril masak dari buah manggis
No. Komponen Jumlah
1. Air (%) 79,2 – 84,9
2. Kalori (kkal) 60,0 – 81,0 3. Protein (%) 0,5 – 0,7 4. Lemak (%) 0,1 – 0,8 5. Karbohidrat (%) 14,3 – 19,8 6. Gula total (%) 17,5 7. Reducing Sugars (%) 4,3 8. Serat (%) 0,3 – 5,1
9. Abu (%) 0,2 – 0,23
10. Kalsium (%) 0,01– 18,0 11. Fosfor (%) 0,02 – 17,0
12. Besi (%) 0,2 – 0,9
Buah manggis berbentuk bulat dengan diameter sekitar 6 cm dan berat perbuah sekitar 125 g. Buah yang masih muda banyak mengandung getah berwarna kuning dan semakin berkurang seiring tingkat kemasakan buah, dan tidak lagi bergetah setelah buah matang penuh (Satuhu et al 1993). Daging buah terletak dalam juring di bagian dalam buah, jumlah juring antara 4-7 buah dengan ukuran yang berbesa-beda (Martin 1980). Pada setiap juring terdapat daging buah berwarna putih, lunak, manis dan segar. Tiap juring dapat mengadung biji coklat kehitaman ataupun tidak berbiji.
Pertumbuhan dan perkembangan buah manggis dapat diidentifikasi dengan terjadinya pertambahan ukuran diameter buah dan diikuti terjadinya perubahan warna. Selain itu juga dapat diidentifikasi melalui perubahan bobot basah dan kering buah dan perubahan-perubahan fisiologi lainnya (Ropiah 2009).
hingga umur 105 HSA, di mana sampai umur ini masih terjadi pertambahan ukuran baik diameter maupun bobot tetapi tidak berbeda secara nyata dengan umur 110 HSA (Ropiah 2009).
Kurva hiperbola dapat dipakai untuk menggambarkan pertumbuhan buah berdasarkan diameter transversal dan longitudinal (Dorly 2009). Hal ini berbeda dengan penelitian perkembangan morfologi buah manggis yang dilakukan oleh Kartika (2004) dan Ropiah (2009). Pada penelitian tersebut dilaporkan bahwa diameter buah manggis di Leuwiliang memiliki pola pertumbuhan sigmoid ganda, sedangkan buah manggis yang berada di Taman Buah Mekar Sari menunjukkan pola pertumbuhan sigmoid tunggal (Kartika 2004). Berdasarkan hasil pengukuran diameter buah manggis pada berbagai tingkat umur, terjadi peningkatan ukuran diameter seiring dengan terjadinya peningkatan umur buah. Kurva pola pertumbuhan diameter buah manggis merupakan kurva sigmoid (Ropiah 2009).
Terdapat korelasi positif antara biji dengan pertumbuhan buah. Menurut Salisburry dan Ross (1995) jika biji hanya terdapat di satu sisi buah apel, maka buah di sisi itulah yang akan berkembang lebih baik. Proses pematangan buah manggis salah satunya diindikasikan dengan terjadinya perubahan warna kulit buah dari hijau menjadi coklat kemerahan dan pada akhirnya menjadi ungu kehitaman. Menurut Gardner et al. (1991). pematangan buah melibatkan hormon yang berbeda dengan hormon yang diperlukan untuk pertumbuhan. Etilen sangat aktif pada buah yang sedang mengalami pematangan, terutama pada buah klimakterik. Etilen (C2H4) merupakan suatu gas hidrokarbon yang secara alami
dikeluarkan oleh buah-buahan menjelang proses pematangannya, dan mempunyai pengaruh meningkatkan respirasi. Selain terjadinya perubahan warna dan peningkatan ukuran diameter buah, pertumbuhan dan perkembangan buah manggis juga diindikasikan dengan terjadinya peningkatan bobot buah, baik bobot basah maupun bobot kering buah.
Menurut Osman dan Milan (2006), kandungan kimia buah manggis yang paling tinggi adalah air, yaitu berkisar 79,2 – 84,9 % dan karbohidrat 14,3 – 19,8%. Kalori yang dihasilkan oleh 100 g daging buah manggis yang dapat dimakan adalah 60 – 81 kkal. Kandungan protein, lemak, dan vitamanin sangat rendah. Komposisi kimia dan nilai gizi buah manggis tercantum pada Tabel 1.
Fisiologi Pascapanen
Buah-buahan dan sayuran setelah dipanen akan tetap melangsungkan proses metabolisme sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan fisik dan kimia dalam produk tersebut. Selama proses pematangan buah akan mengalami beberapa perubahan nyata fisik maupun kimia yang umumnya terdiri atas perubahan warna, tekstur, tekanan turgor sel, dinding sel, zat pati, protein,
senyawa turunan fenol, dan asam-asam organik.
Kekerasan Perikarp Buah
Perubahan kekerasan tergolong perubahan fisik pada buah-bahan. Tekstur perikarp buah tergantung pada tegangan, ukuran, bentuk, dan keterikatan sel-sel, adanya jaringan penunjang, dan susunan tanamannya. Ketegangan disebabkan oleh tekanan isi sel pada dinding sel, dan bergantung pada konsentrasi zat-zat osmotik aktif dalam vakuola, permeabilitas protoplasma, dan elastis dinding sel. Terjadinya difusi yang terus menerus meningkatkan jenjang energi sel dan mengakibatkan meningkatnya tekanan yang mendorong sitoplasma ke dinding sel, dan menyebabkan sel menjadi tegang (Pantastico 1989).
Salah satu masalah dalam mempertahankan mutu manggis adalah terjadinya pengerasan perikarp buah pada manggis yang disimpan dalam jangka waktu yang lama. Suhu ideal penyimpanan manggis adalah 4-8oC. Pada suhu ini manggis dapat disimpan sampai 44 hari, namun mengalami pengerasan perikarp yang menyebabkan buah sulit untuk dibuka (Poerwanto 2002).
Pengerasan perikarp manggis dijumpai pula setelah pengangkutan (Tongdee dan Suwanagul 1989). Kader (2003) mengemukakan bahwa benturan mekanis pada buah selama penyimpanan dan penanganan manggis sering
Atantee (1998) menunjukkan bahwa kekerasan perikarp buah manggis yang mengalami perlakuan kasar akan meningkat dengan cepat pada suhu ruang.
Mahendra (2002) mengemukakan bahwa pengerasan perikarp buah sehingga manggis sulit untuk dibuka kemungkinan disebabkan oleh dehidrasi yang tinggi dipermukan perikarp atau kerusakan jaringan perikarp buah, sehingga terjadi desikasi. Keempukan perikarp buah manggis dipengaruhi oleh rongga jaringan perikarp.
Perubahan Warna Perikarp
Setelah panen dan selama penyimpanan, buah manggis akan mengalami perubahan warna perikarp buah. Perubahan warna perikarp buah manggis merupakan salah satu parameter kematangan perikarp buah. Perikarp buah
manggis terutama mengandung xanthonin, gertanin, 8-disoxygartin, dan normangostin (Kader 2003).
Hasil penelitian Suryanti et al. (1999) menunjukkan bahwa buah manggis yang dipanen pada 104 hari setelah bunga mekar (HSBM) dengan warna perikarp buah hijau dengan setitik noda ungu, warna perikarp buahnya berubah dengan cepat menjadi 10-25% ungu kemerahan dalam satu hari pada penyimpanan suhu 25oC dengan relatif humidity (RH) 60-70% dan menjadi 100% ungu kemerahan setelah enam hari penyimpanan. Buah yang dipanen pada tingkat ketuaan merah ungu 10-25% akan berubah menjadi 100% ungu kemerahan setelah penyimpanan empat hari penyimpanan. Sedangkan buah yang dipanen pada tingkat ketuaan ungu merah 25-50% akan menjadi 100% ungu merah dalam waktu satu hari penyimpanan.
Kesegaran Sepal Buah
Kesegaran sepal buah sangat terpengaruh terhadap penilaian mutu manggis oleh konsumen selama penyimpanan. Buah manggis segar warna kelopaknya hijau segar kemudian berubah menjadi coklat setelah tidak segar. Salah satu penentu mutu buah manggis ekspor adalah kesegaran kelopak buah. Untuk memenuhi persyaratan mutu ekspor, buah manggis minimal memiliki tiga
menunjukkan bahwa buah manggis yang dipanen dengan warna perikarp buah hijau dengan setitik warna ungu (104 HSBM) kesegaran kelopak dapat bertahan sampai enam hari penyimpanan.
Total Asam
Perubahan keasaman buah selama penyimpanan dapat berbeda-beda sesuai dengan tingkat kematangan buah dan tingginya suhu penyimpanan. Buah-buah hijau yang sudah tua dan sedang berubah warnanya meningkat jumlah keasamannya, dan kenaikan itu terjadi bersamaan dengan pola klimakteriknya (Pantastico 1989). Suryanti et al. (1999) mengemukakan bahwa pola perubahan kandungan asam pada manggis adalah semakin tinggi kandungan asamnya seiring semakin tua buahnya.
Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut (PTT) menunjukkan kandungan gula. Hasil penelitian Suyanti et al. (1999) menunjukkan bahwa peningkatan kandungan PTT hanya terjadi pada buah manggis yang dipanen pada tingkat ketuaan berwarna hijau dengan bercak ungu. Buah manggis yang dipanen pada tingkat ketuaan lainnya, kandungan PTT cenderung menurun. Meningkatnya kandungan PTT pada manggis dengan tingkat ketuaan buah dengan perikarp hijau dengan bercak ungu disebabkan terjadinya degradasi pati menjadi glukosa.
Kadar Air
Pektin
Istilah pektin berasal dari bahasa Yunani yang berarti mengental atau menjadi padat yang terdapat pada dinding sel primer dan lamela tengah yang berfungsi sebagai perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lainnya. American Chemical Society pada tahun 1944 telah menetapkan istilah baku untuk menyeragamkan nama-nama pektin yang hingga kini masih digunakan yaitu senyawa pektat. Senyawa pektat merupakan kelompok zat turunan karbohidrat kompleks berbentuk koloid yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan yang sebagian besar mengandung asam anhidrogalakturonat dalam suatu kombinasi turunannya menyerupai rantai. Kelompok senyawa pektin tersebut terdiri atas protopektin, asam pektinat, dan asam pektat. Protopektin adalah zat pektat yang tidak larut dalam air (Winarno 2002). Protopektin dapat dihidrolisis oleh asam, alkali, dan air
panas sehingga dapat larut yang akan menghasilkan asam pektinat atau pektin. Asam pektinat adalah asam poligalakturonat yang mengandung gugus metil ester dalam jumlah yang cukup banyak dan dapat larut dalam air. Asam ini mampu membentuk gel dengan ion-ion logam dalam keadaan yang sesuai. Pektin merupakan asam-asam pektinat yang dapat larut dalam air dengan kandungan metil ester dan derajat netralisasi beragam membentuk gel dengan asam dan gula pada kondisi yang sesuai. Asam pektat merupakan zat pektat yang seluruhnya tersusun dari asam poligalakturonat yang bebas dari gugus metil ester.
Poligalakturonase
Enzim poligalakturonase termasuk salah satu jenis enzim pektinase yang bekerja memutus ikatan glikosidik diantara asam galakturonat. Enzim ini diproduksi oleh sebagian besar fungi termasuk beberapa kapang, bakteri, dan sering kali ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi (Rombout & Pilnik 1980). Aktivitas enzim poligalakturonase cenderung tidak ada ketika buah-buahan yang masih hijau (belum matang). Aktivitasnya mulai muncul ketika awal proses matangnya buah dan aktivitasnya cenderung meningkat selama proses matangnya buah (Taylor dan Tucker 1993).
Berdasarkan mekanisme kerjanya enzim poligalakturonase (poli α -1,4-galakturonat glikohidrolase) terbagi menjadi dua yaitu endopoligalakturonase yang bekerja memutus ikatan glikosidik secara acak dan eksopoligalakturonase
yang bekerja memutus ikatan glikosidik pada ujung rantai pektin. Analisis aktivitas enzim poligalakturonase dapat dilakukan dengan metode viskositas dan spektrofotometer dengan asam galakturonat sebagai standarnya (Blenshard dan Mitchell 1972).
Penyimpanan Dingin
Penyimpanan dingin merupakan proses pengawetan bahan pangan dengan cara pendinginan pada suhu di atas titik pembekuannya. Secara umum pendinginan dilakukan pada suhu 2-13oC tergantung pada masing-masing bahan yang disimpannya. Pendinginan menuntut adanya pengendalian terhadap kondisi lingkungan. Pengendalian dilakukan pada suhu rendah, komposisi udara, kelembaban, dan sirkulasi udara (Kader et al. 1985).
Pengontrolan lingkungan perlu dilakukan karena proses kerusakan pascapanen komoditas merupakan fungsi suhu dan waktu. Sumber kerusakan seperti aktivitas fisiologis, aktivitas mikroba, transpirasi, dan evaporasi, semuanya mempunyai faktor pembatas suhu dan kelembaban. Penggunaan suhu dan kelembaban relatif tinggi dapat menghambat semua reaksi di atas sampai batas waktu tertentu (Pantastico 1989).
Perubahan mutu akan tetap berjalan dengan laju yang lebih lambat sesuai
disebabkan oleh suhu pendingin tergantung pada waktu dan lama proses pendinginan. Kelembaban lingkungan sangat berpengaruh terhadap proses fisiologi selama penyimpanan. Kelembanan relatif udara yang jenuh menyebabkan pengembunan air pada permukaan buah yang akan mengundang pertumbuhan mikroba. Sementara kelembaban relatif yang rendah akan mengakibatkan pengeriputan perikarp (Pantastico 1989).
Buah yang didinginkan pada suhu rendah dari suhu optimum akan mengalami kerusakan, yang dikenal dengan chilling injury (CI). Gejala kerusakan karena CI terlihat dalam bentuk kegagalan pematangan, pematangan tidak normal, pelunakan prematur, perikarp terkelupas, pencoklatan perikarp, dan peningkatan pembusukan yang disebabkan oleh luka, serta kehilangan flavor yang khas, sensitivitas bahan terhadap CI berkurang sejalan dengan peningkatan kematangan
buah.
Budiastra dan Purwadaria (1993) mengemukakan tujuan penyimpanan suhu rendah adalah untuk memperpanjang masa kesegaran sayuran dan buah-buahan guna menjaga kesinambungan pasokan, menciptakan stabilitas harga dan mempertahankan mutu.
Etilen
Etilen adalah senyawa berbentuk gas, dengan rumus kimia C2H4 dan
merupakan senyawa yang mempengaruhi proses fisiologis, terutama berperan sebagai hormon pemasakan (ripening hormone). Penemuan etilen alami telah dikaitkan dengan penemuan bahwa etilen menyebabkan buah masak, dan penemuan menunjukkan bahwa buah masak dapat menyebabkan pemasakan buah-buahan lainnya yang ada di sekitarnya (Pantastico 1986).
ACC ACC
MET SAM ACC C2H2
synthase oxidase
Etilen berfungsi sebagai pemicu untuk meningkatkan laju respirai dan pemasakan buah. Wang dan Kramer (1990) melaporkan bahwa etilen meningkatkan kegiatan enzim katalase, peroksidase, dan amilase serta menonaktifkan penghambat-penghambat enzim tersebut dalam irisan buah mangga sebelum mencapai puncak pemasakannya. Selain proses ini berlangsung, terjadi perubahan-perubahan komponen sel dan dengan demikian memungkinkan interaksi yang lebih besar antara substrat dengan enzim-enzim yang ada dalam buah. Semua proses ini memacu sistem metabolik yang akhirya menyebabkan buah menjadi masak.
1-methylcyclopropene (1-mcp)
1-mcp adalah suatu senyawa volatile turunan cyclopropena yaitu suatu
cyclic olefin (Sisler dan Serek 1997), yang memiliki kemampuan memblokir etilen untuk mengirim sinyal-sinyal pematangan. Pada suhu dan tekanan standard, 1-mcp berbentuk gas. Rumus molekul 1-mcp adalah C4H6, massa molar 54,09
g/mol dan titik didih pada suhu -12oC (Daly dan Kourelis 2000).
Senyawa 1-mcp dapat memblok reseptor etilen sehingga etilen tidak dapat terikat pada reseptor untuk melakukan perannya dalam proses pematangan. Dengan demikian penambahan 1-mcp akan menekan pengaruh etilen (Sisler dan Serek 1997). Kemampuan 1-mcp berikatan dengan reseptor 10 kali lebih besar dari etilen, dan 1-mcp dapat aktif pada konsentrasi rendah (rata-rata 100-1000 nl/l).
Pengaruh 1-mcp merupakan fungsi dari dosis, suhu penyimpanan dan tahap pertumbuhan fisiologis produk yang diaplikasikan. Jika buah atau sayuran yang disimpan pada suhu rendah umumnya respon 1-mcp terhadap etilen akan lebih lama dibandingkan dengan pada suhu ruang. Penyimpanan ataupun pematangan pada suhu ruang memberi respon terhadap etilen pada umumnya 7-14 hari. Dari paper petunjuk operasional SmartFreshTM, 1-mcp akan efektif pada
pada suhu 13-20oC. Jika waktu kontak lebih dari 12 jam, sebaiknya diaplikasikan pada suhu rendah (13oC).
Penelitian yang dilakukan oleh Jiang at al. (1999) menunjukkan bahwa waktu kontak 1-mcp dengan buah pisang untuk menghambat pematangan karena etilen, berkorelasi dengan konsentrasi mcp yang digunakan. Waktu kontak 1-mcp selama satu jam pada suhu 20oC memerlukan konsentrasi 1-mcp 1000 nl/l, sedangkan pada suhu yang sama, dengan kontak 12 jam cukup dengan konsentrasi 50 nl/l. Dinyatakan pula dari hasil penelitiannya, 1-mcp hanya efektif memperlambat kematangan akibat etilen jika diberikan satu hari setelah proses pematangannya. Jika 3-5 hari baru diterapkan, 1-mcp tidak efektif untuk menghambat proses pematangan. Dari hasi analisis kinetika enzim, disimpulkan bahwa penghambatan oleh 1-mcp disebabkan oleh ikatan antagonis nonkompetitif
dari etilen.
Konsentrasi efektif 1-mcp sangat bervariasi tergantung komoditinya, suhu dan waktu perlakuannya. Konsentrasi minimum 1-mcp yang dapat digunakan untuk memblok aktifitas etilen adalah 2,5 nl/l. Pada apel, konsentrasi yang efektif untuk memblok etilen adalah 1 ul/L (Jiang dan Joyce 2002). Pada tomat, dengan konsentrasi 7 nl/L 1-mcp dapat menghambat perubahan warna dari hijau ke merah selama 8 hari (Sisler et al. 1996), sementara pada konsentrasi 20 nl/l dapat meniningkatkan umur simpan tomat matang (Wills dan Ku 2002). Secara komersil, formulasi 1-mcp yang digunakan adalah dengan α–cyclodexin powder
yang jika dicampur dengan air akan melepas gas 1-mcp ( Blankenship dan Dole 2003).
Sitokinin
Sitokinin merupakan senyawa yang mampunyai aktivitas utama mendorong pembelahan sel atau sitokinesis. Sitokinin terbagi menjadi sitokinin alami dan sitokinin sintetik. Sitokinin alami antara lain kinetin, zeatin, dan IBA, sedangkan yang termasuk kedalam sitokinin sintetik merupakan turunan dari adenine seperti BA dan Benzimadazale (Wattimena 1988).
Sitokinin dapat mempengaruhi berbagai proses fisiologi di dalam tanaman. Wattimena (1988) menyebutkan bahwa selain berperan dalam pembelahan sel
