DASAR TEORI
Respirasi merupakan proses biologis pada makhluk hidup artinya proses penyerapan O2 yang digunakan dalam proses pembakaran (oksidatif) dengan menghasilkan energi dan diikuti adanya proses pengeluaran sisa pembakaran berupa gas karbodioksida dan air. Karbohidrat dan asam-asam organik merupakan subtart utama dalam jaringan yang diperlukan oleh kebanyakan tumbuhan dalam proses respirasi. Proses respirasi dapat dibedakan dalam 3 fase yaitu (a) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, (b) gula yang dioksidasi menjadi asam piruvat, (c) transformasi asam-asam organik dan asam piruvat secara aerobik menjadi CO2, air dan energi (Paramita, 2010).
Respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi ( Simbolon, 1989 ).
Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi dan respirasi anaerob atau biasa disebut dengan proses fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan bakunya adalah seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil respirasi berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP (Keeton, 1997). Bahan organik yang dioksidasi adalah glukosa (C6H12O6) maka persamaan reaksi dapat dituliskan sebagai berikut:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6H2O + energi
flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin. Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
Menurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa, proses respirasi pada tumbuhan terdiri dari beberapa aktivitas yaitu yang pertama diawali dengan adanya proses glikolisis. Glikolisis merupakan penguraian gula untuk menghasilkan etil alkohol atau etanol. Akan tetapi apabila terjadi penguraian gula pada kondisi kecukupan oksigen akan menghasilkan asam piruvat. Manfaat glikolisis dalam proses respirasi yaitu :
1. Mereduksi 2 molekul NAD+ menjadi NADH dalam perombakan setiap molekul heksosa.
2. Molekul heksosa yang dirombak akan menghasilkan 2 molekul ATP.
3. Melalui proses glikolisis akan dihasilkan senyawa-senyawa antara yang dapat menjadi bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.
yang dapat digunakan untuk sintesis asam-asam amino tertentu dan di konversi menjadi senyawa yang lebih besar.
Berdasarkan adanya kandungan oksigen respirasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu respirasi aerobik dan anaerobik dengan adanya oksigen proses respirasi dapat terjadi yang biasa disebut dengan respirasi aerobik dan jika tidak ada oksigen maka disebut dengan respirasi anaerobik (Adirahmanto dkk, 2013). Respirasi aerobik adalah proses respirasi yang membutuhkan oksigen dari udara bebas. Sedangkan, respirasi anaerobik merupakan proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen dari udara bebas, tetapi dapat diperoleh oksigen dalam jaringan tanaman, atau dari proses metabolisme yang lain. Respirasi anaerobik ini biasa disebut dengan proses permentasi. Perbedaan nyata yang terletak antara proses respirasi aerobik dengan proses respirasi anaerobik adalah sumber oksigen. Pada respirasi anaerob sumber oksigen berasal dari bahan organik yag telah mengalami metabolisme. Sedangkan pada respirasi aerob sumber oksigennya berasal dari udara bebas (Jumin, 2012).
Respirasi merupakan rangakian proses oksidasi, semakin banyak cadangan makanan yang digunakan maka proses respirasi yang berjalan semakin lama juga. Karbondioksida (CO2) merupakan hasil sampingan dari proses respirasi. Dalam kondisi sistem tertutup, akumulasi karbondioksida dapat menghambat proses respirasi (idaryani dkk, 2012). Respirasi dapat dianggap sebagai proses metabolisme untuk kerusakan oksidatif pada substart organik menjadi molekul sederhana seperti CO2 dan H2O dengan menghasilkan energi. Proses metabolisme ini melibatkan disintegrasi senyawa organik kompleks seperti gula, asam organik, asam amino, dan asam lemak. Faktor yang mempengaruhi laju respirasi terletak pada lingkungan penyimpanan, terutama dengan mempertimbangkan nya suhu dan gas komposisi kelembaban. (Barbosa dkk, 2011). Selain itu faktor eksternal lain yang mempengaruhi proses respirasi yaitu komposisi yang terdapat di dalam udara. Karena didalam udara mengandung senyawa senyawa yang dibutuhkan oleh tumbuhan seperti CO2 dan O2 (Lertsiriyothin, 2009).
protein dan lemak menjadi bentuk terlarut yang akan ditranslokasikan keseluruh titik tumbuh tanaman (Nurshanti, 2013). Proses respirasi sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu merupakan salah satu faktor eksternal yang sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman. Dalam proses respirasi setiap tanaman membutuhkan suhu yang berbeda-beda (Smith dan Dukes, 2012). Pada tumbuhan proses respirasi terjadi didalam organel mitokondria. Proses respirasi ini memiliki pengaruh yang sangat penting dalam perkecambahan dan pertumbuhan tanaman karena proses respirasi menghasilkan energi yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhannya dan juga diperlukan pada saat proses fotosintesis (Shaban, 2013).
Respirasi merupakan proses biologis pada makhluk hidup artinya proses penyerapan O2 yang digunakan dalam proses pembakaran (oksidatif) dengan menghasilkan energi dan diikuti adanya proses pengeluaran sisa pembakaran berupa gas karbodioksida dan air. Karbohidrat dan asam-asam organik merupakan subtart utama dalam jaringan yang diperlukan oleh kebanyakan tumbuhan dalam proses respirasi. Proses respirasi dapat dibedakan dalam 3 fase yaitu (a) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, (b) gula yang dioksidasi menjadi asam piruvat, (c) transformasi asm-asam organik dan asam piruvat secara aerobik menjadi CO2, air dan energi (Paramita, 2010).
Menurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa, proses respirasi pada tumbuhan terdiri dari beberapa aktivitas yaitu yang pertama diawali dengan adanya proses glikolisis. Glikolisis merupakan penguraian gula untuk menghasilkan etil alkohol atau etanol. Akan tetapi apabila terjadi penguraian gula pada kondisi kecukupan oksigen akan menghasilkan asam piruvat. Manfaat glikolisis dalam proses respirasi yaitu :
1. Mereduksi 2 molekul NAD+ menjadi NADH dalam perombakan setiap molekul heksosa.
3. Melalui proses glikolisis akan dihasilkan senyawa-senyawa antara yang dapat menjadi bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.
Setelah proses glikolisis, tahap selanjutnya dalam pembentukan energi yaitu siklus krebs. Tahap awal dari siklus krebs yaitu terjadinya oksidasi dari asam piruvat yang merupakan hasil dari glikolisis. Kemudian pembentukan koenzim atau asetil CoA yang ditandai dengan adanya unit asetat dengan 2-C yang tersisa dan bergabung dengan suatu senyawa yang mengandung belerang. Pada siklus krebs secara langsung dihasilkan satu molekul ATP dari ADP dan asam suksinat. Fungsi utama siklus krebs dalam proses respirasi adalah : (a) mereduksi NAD+ dan FAD menjadi NADH dan FADH2 yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan ATP, (b) mensintesis ATP secara langsung yaitu 1 molekul ATP untuk setiap molekul piruvat yang dioksidasi, (c) pembentukan kerangka karbon yang dapat digunakan untuk sintesis asam-asam amino tertentu dan di konversi menjadi senyawa yang lebih besar.
Berdasarkan adanya kandungan oksigen respirasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu respirasi aerobik dan anaerobik dengan adanya oksigen proses respirasi dapat terjadi yang biasa disebut dengan respirasi aerobik dan jika tidak ada oksigen maka disebut dengan respirasi anaerobik (Adirahmanto dkk, 2013). Respirasi aerobik adalah proses respirasi yang membutuhkan oksigen dari udara bebas. Sedangkan, respirasi anaerobik merupakan proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen dari udara bebas, tetapi dapat diperoleh oksigen dalam jaringan tanaman, atau dari proses metabolisme yang lain. Respirasi anaerobik ini biasa disebut dengan proses permentasi. Perbedaan nyata yang terletak antara proses respirasi aerobik dengan proses respirasi anaerobik adalah sumber oksigen. Pada respirasi anaerob sumber oksigen berasal dari bahan organik yag telah mengalami metabolisme. Sedangkan pada respirasi aerob sumber oksigennya berasal dari udara bebas (Jumin, 2012).
metabolisme untuk kerusakan oksidatif pada substart organik menjadi molekul sederhana seperti CO2 dan H2O dengan menghasilkan energi. Proses metabolisme ini melibatkan disintegrasi senyawa organik kompleks seperti gula, asam organik, asam amino, dan asam lemak. Faktor yang mempengaruhi laju respirasi terletak pada lingkungan penyimpanan, terutama dengan mempertimbangkan nya suhu dan gas komposisi kelembaban. (Barbosa dkk, 2011). Selain itu faktor eksternal lain yang mempengaruhi proses respirasi yaitu komposisi yang terdapat di dalam udara. Karena didalam udara mengandung senyawa senyawa yang dibutuhkan oleh tumbuhan seperti CO2 dan O2
(Lertsiriyothin, 2009).
Dalam proses perkecambahan pada tanaman respirasi memegang peran penting dalam pertumbuhan tanaman dimana pada masa perkecambahan di dalam tumbuhan terjadi proses penguraian bahan-bahan organik seperti karbohidrat, protein dan lemak menjadi bentuk terlarut yang akan ditranslokasikan keseluruh titik tumbuh tanaman (Nurshanti, 2013). Proses respirasi sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu merupakan salah satu faktor eksternal yang sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman. Dalam proses respirasi setiap tanaman membutuhkan suhu yang berbeda-beda (Smith dan Dukes, 2012). Pada tumbuhan proses respirasi terjadi didalam organel mitokondria. Proses respirasi ini memiliki pengaruh yang sangat penting dalam perkecambahan dan pertumbuhan tanaman karena proses respirasi menghasilkan energi yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhannya dan juga diperlukan pada saat proses fotosintesis (Shaban, 2013).
Adirahmanto, K.A, Hartanto R, dan Novita D.D. 2013. Perubahan Kimia Dan Lama Simpan Buah Salak Pondoh (Salacca Edulisreinw) Dalam Penyimpanan Dinamis Udara – Co2. Teknik Pertanian Lampung, 2(3): 123-132.
Barbosa, L.D.N dkk. 2011. Influence Of Temperature On The Respiration Rate Of Minimally Processed Organic Carrots (Daucus Carota L. Cv. Brasília). Ciênc. Tecnol. Aliment, 31(1): 78-85.
Jumin, Hasan B. 2012. Dasar-Dasar Agronomi. Jakarta: Rajawali Press.
Keeton, W.T. 1967. Biological Science. Norton and company. INC. New York
Lakitan, Benyamin. 2013. Dasar Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Rajawali Press.
Lertsiriyothin, Weerasak. 2009. Sensitivity of produce respiration models used in the MAPDESIGN software on the shelf life simulation of broccoli in the modified atmosphere package. Mj. Int. J. Sci. Tech, 1: 85-94.
Nurshanti, D.F. 2013. Tanggap Perkecambahanbenih Palem Ekor Tupai (Wodyetia Bifurcate) Terhadap Lama Perendaman Dalam Air. Ilmiah AgrIBA, (2): 216-224.
Paramita, Octhaviani. 2010. Pengaruh Memar terhadap Perubahan Pola Respirasi, Produksi Etilen dan Jaringan Buah Mangga (Mangifera Indica L) Var Gedong Gincu pada Berbagai Suhu Penyimpanan. Kompetensi teknik, 2(1): 29-38.
Simbolon, Hubu, dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Jakarta. Penerbit Erlangga
Shaban, Morad. 2013. Review On Physiological Aspects Of Seed Deterioration. Intl J Agri Crop SciI, 6(11): 627-631.
