BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Hormon
tanaman adalah senyawa-senyawa organik tanaman yang dalam konsentrasi yang
rendah mempengaruhi proses-proses fisiologis. Proses-proses fisiologis ini
terutama tentang proses pertumbuhan, differensiasi dan perkembangan tanaman.
Proses-proses lain seperti pengenalan
tanaman, pembukaan stomata, translokasi dan serapan hara dipengaruhi oleh
hormon tanaman. Hormon tanaman kadang-kadang juga disebut fitohormon, tetapi istilah ini lebih jarang
digunakan. Istilah hormon ini berasal dari bahasa Gerika yang berarti pembawa
pesan kimiawi (Chemical messenger) yang mula-mula dipergunakan pada fisiologi
hewan. Dengan berkembangnya pengetahuan biokimia dan dengan majunya industri
kimia maka ditemukan banyak senyawa-senyawa yang mempunyai pengaruh fisiologis
yang serupa dengan hormon tanaman. Senyawa-senyawa sintetik ini pada umumnya
dikenal dengan nama zat pengatur tumbuh tanaman (ZPT = Plant Growth Regulator).
Tentang senyawa hormon tanaman dan zat pengatur tumbuh, Moore (2) mencirikannya
sebagai berikut :
1. Fitohormon atau hormon tanaman adalah
senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil (< 1mM) yang
disintesis pada bagian tertentu, pada umumnya ditranslokasikan kebagian lain
tanaman dimana senyawa tersebut, menghasilkan suatu tanggapan secara biokimia,
fisiologis dan morfologis.
2. Zat Pengatur Tumbuh adalah senyawa
organik bukan nutrisi yang dalam konsentrasi rendah (< 1 mM) mendorong,
menghambat atau secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan
tanaman.
3. Inhibitor adalah senyawa organik yang
menghambat pertumbuhan secara umum dan tidak ada selang konsentrasi yang dapat
mendorong pertumbuhan. Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan
dikendalikan beberapa golongan zat yang
secara umum dikenal sebagai hormon
tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah "hormon" sendiri
menggunakan analogi fungsi hormon
pada hewan dan tumbuhan. Sebagaimana pada hewan,
hormon tumbuhan juga
dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel. Beberapa ahli
berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan
sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat
tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan
dari luar sistem individu). Mereka lebih
suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh(bahasa Inggris plant growth
regulator). Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan
berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan
lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon
telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan
mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian
dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan
kelangsungan hidup jenisnya.
Retardan. Cathey (1975)
mendefinisikan retar dan sebagai suatu senyawa organik yang menghambat
perpanjangan batang, meningkatkan warna hijau daun, dan secara tidak langsung mem-pengaruhi
pembungaan tanpa menyebabkan pertumbuhan yang abnormal. Sinyal kimia
interseluler untuk pertama kali ditemukan pada tumbuhan. Konsentrasi yang
sangat rendah dari senyawa kimia tertentu yang diproduksi oleh tanaman dapat
memacu atau menghambat pertumbuhan atau diferensiasi pada berbagai macam
sel-sel tumbuhan dan dapat mengendalikan perkembangan bagian-bagian yang
berbeda pada tumbuhan. Dengan menganalogikan senyawa kimia yang terdapat pada hewan yang disekresi
oleh kelenjar ke aliran darah yang dapat mempengaruhi perkembangan
bagian-bagian yang berbeda pada tubuh, sinyal kimia pada tumbuhan disebut
hormon pertumbuhan. Namun, beberapa ilmuwan memberikan definisi yang lebih
terperinci terhadap istilah hormon yaitu senyawa kimia yang disekresi oleh
suatu organ atau jaringan yang dapat mempengaruhi organ atau jaringan lain
dengan cara khusus. Berbeda dengan yang diproduksi oleh hewan senyawa kimia
pada tumbuhan sering mempengaruhi sel-sel yang juga penghasil senyawa tersebut
disamping mempengaruhi sel lainnya, sehingga senyawa-senyawa tersebut disebut
dengan zat pengatur tumbuh untuk membedakannya dengan hormon yang diangkut
secara sistemik atau sinyal jarak jauh.
Ahli biologi tumbuhan
telah mengidentifikasi 5 tipe utama ZPT yaitu auksin, sitokinin,giberelin, asam
absisat dan etilen. Tiap kelompok ZPT dapat menghasilkan beberapa pengaruh
yaitu kelima kelompok ZPT mempengaruhi pertumbuhan, namun hanya 4 dari 5
kelompok ZPT tersebut yang mempengaruhi perkembangan tumbuhan yaitu dalam hal
diferensiasi sel. Seperti
halnya hewan, tumbuhan memproduksi ZPT dalam jumlah yang sangat sedikit, akan
tetapi jumlah yang sedikit ini mampu mempengaruhi sel target. ZPT menstimulasi
pertumbuhan dengan memberi isyarat kepada sel target untuk membelah atau
memanjang, beberapa ZPT menghambat pertumbuhan dengan cara menghambat
pembelahan atau pemanjangan sel. Sebagian besar molekul ZPT dapat mempengaruhi
metabolisme dan perkembangan sel-sel tumbuhan. ZPT melakukan ini dengan cara
mempengaruhi lintasan sinyal tranduksi pada sel target. Pada tumbuhan seperti
halnya pada hewan, lintasan ini
menyebabkan respon selular seperti mengekspresikan suatu gen, menghambat atau
mengaktivasi enzim, atau mengubah membran.Pengaruh dari suatu ZPT bergantung
pada spesies tumbuhan, situs aksi ZPT
pada tumbuhan, tahap perkembangan tumbuhan dan konsentrasi ZPT. Satu ZPT tidak
bekerja sendiri dalam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, pada
umumnya keseimbangan konsentrasi dari beberapa ZPT-lah yang akan mengontrol pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan.
ZPT
|
FUNGSINYA
|
TEMPAT
DIHASILKANDAN
LOKASINYA
PADA
TUMBUHAN
|
Auksin
|
Mempengaruhi pertambahan panjang
batang,
pertumbuhan, diferensiasi dan
percabangan
akar; perkembangan buah;
dominansi apikal;
fototropisme dan geotropisme.
|
Meristem apikal tunas
ujung, daun
muda, embrio dalam
biji.
|
Sitokinin
|
Mempengaruhi pertumbuhan dan
diferensiasi
akar; mendorong pembelahan sel
dan
pertumbuhan
secara umum, mendorong perkecambahan; dan menunda penuaan.
|
Pada akar, embrio
dan buah, berpindah dari akar ke
organ
lain.
|
Giberelin
|
Mendorong perkembangan biji,
perkembangan
kuncup, pemanjangan batang dan
pertumbuhan
daun; mendorong pembungaan dan
perkembangan buah; mempengaruhi
pertumbuhan dan diferensiasi
akar.
|
Meristem apikal tunas
ujung dan akar;
daun muda; embrio.
|
Asam
absisat
(ABA)
|
Menghambat pertumbuhan;
merangsang
penutupan stomata pada waktu
kekurangan air,
memper-tahankan dormansi.
|
Daun; batang, akar,
buah berwarna
hijau.
|
Etilen
|
Mendorong pematangan; memberikan
pengaruh
yang berlawanan dengan beberapa
pengaruh
auksin; mendorong atau menghambat
pertumbuhan dan? perkembangan
akar, daun,
batang dan bunga.
|
Buah yang matang,
buku pada batang,
daun yang sudah
menua.
|
Pada
umumnya, hormon mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, dengan
mempengaruhi : pembelahan sel, perpanjangan sel, dan differensiasi sel.
Beberapa hormon, juga menengahi respon fisiologis berjangka pendek dari
tumbuhan terhadap stimulus lingkungan. Setiap hormon, mempunyai efek ganda; tergantung pada : tempat kegiatannya, konsentrasinya, dan stadia perkembangan tumbuhannya.Hormon
tumbuhan, diproduksi dalam konsentrasi yang sangat rendah; tetapi sejumlah
kecil hormon dapat membuat efek yang sangat besar terhadap pertumbuhan dan
perkembangan organ suatu tumbuhan. Hal ini secara tidak langsung menyatakan
bahwa, sinyal hormonal hendaknya diperjelas melalui beberapa cara. Suatu
hormon, dapat berperan dengan mengubah
ekspresi gen, dengan mempengaruhi aktivitas enzim yang ada, atau dengan mengubah sifat membran. Beberapa peranan ini, dapat
mengalihkan metabolisme dan pekembangan sel yang tanggap terhadap sejumlah
kecil molekul hormon. Lintasan transduksi sinyal, memperjelas sinyal hormonal
dan meneruskannya ke respon sel spesifik.Respon terhadap hormon, biasanya tidak
begitu tergantung pada jumlah absolut
hormon tersebut, akan tetapi tergantung pada
konsentrasi relatifnya dibandingkan dengan hormon lainnya. Keseimbangan hormon, dapat mengontrol
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan daripada peran hormon secara mandiri. Interaksi
ini akan menjadi muncul dalam penyelidikan tentang fungsi hormon.
1.2
RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang diatas,
maka dapat dirumuskan masalah dalam makalah ini yaitu:
1. Jelaskan
apa yang dimaksud dengan ethilen!
2. Dari mana sumber etilen?
3. Apa
manfaat etilen bagi tumbuhan ?
4. Jelaskan
peranan etilen!
1.3
TUJUAN
Berdasarkan rumusan masalah diatas,
tujuan penulisan makalah ini adalah untuk:
1. Menjelaskan
pengertian ethilen.
2. Menjelaskan
dari mana sumber etilen.
3. Menjelaskan
manfaat etilen bagi tumbuhan.
4. Menjelaskan
peranan hormon
etilen.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Ethylene
Ethylene adalah hormon
tumbuh yang secara umum berlainan dengan Auksin, Gibberellin, dan
Cytokinin. Dalam keadaan normal ethylene akan berbentuk gas dan struktur
kimianya sangat sederhana sekali. Di alam ethilene akan berperan apabila
terjadi perubahan secara fisiologis pada suatu tanaman. Hormon ini akan berperan
pada proses pematangan buah dalam fase klimacterik.
Penelitian terhadap
ethylene, pertama kali dilakukan oleh Neljubow (1901) dan Kriedermann (1975),
hasilnya menunjukan gas ethylene dapat membuat perubahan pada akar tanaman.
Hasil penelitian Zimmerman etal (1931) menunjukan bahwa ethylene dapat
mendukung terjadinya absisi pada daun, namun menurut Rodriquez
(1932), zat tersebut dapat mendukung proses pembungaan pada tanaman nanas.
Penelitian lain telah membuktikan tentang adanya kerja sama antara auxin dan ethylene dalam pembengkakan (swelling) dan perakaran dengan cara mengaplikasikan auksin pada jaringan setelah ethylene berperan. Hasil penelitian menunjukan bahwa kehadiran auksin dapat menstimulasi produksi ethylene.
Penelitian lain telah membuktikan tentang adanya kerja sama antara auxin dan ethylene dalam pembengkakan (swelling) dan perakaran dengan cara mengaplikasikan auksin pada jaringan setelah ethylene berperan. Hasil penelitian menunjukan bahwa kehadiran auksin dapat menstimulasi produksi ethylene.
1. Struktur kimia dan Biosintesis
ethylene
Struktur kimia ethylene
sangat sederhana yaitu terdiri dari 2 atom karbon dan 4 atom hidrogen seperti
gambar di bawah ini :
RUMUS ETILEN
Biosintesis ethylene
terjadi di dalam jaringan tanaman yaitu terjadi perubahan dari asam amino
methionine atas bantuan cahaya dan FMN (Flavin Mono Nucleotide) menjadi
Methionel. Senyawa tersebut mengalami perubahan atas bantuan cahaya dan FMN
menjadi ethykene, methyl disulphide, formic acid.
Etilen adalah senyawa hidrokarbon tidak jenuh (C2H4)
yang pada suhu kamar berbentuk gas. Senyawa ini dapat menyebabkan terjadinya
perubahan-perubahan penting dalam proses pertumbuhan dan pematangan hasil-hasil
pertanian.
Selain itu, etilen merupakan :
·
Dalam keadaan normal, etilen akan berbentuk gas dan
struktur kimianya sangat sederhana sekali.
·
Di alam etilen akan berperan apabila terjadi perubahan
secara fisiologis pada suatu tanaman.
·
Hormon ini akan berperan dalam proses pematangan buah
dalam fase klimaterik.
·
Mempengaruhi perombakan klorofil
·
Mulai aktif dari 0,1 ppm (ambang batas/threshold)
·
Dihasilkan jaringan tanaman hidup pada saat tertentu
·
Merupakan homon
(dihasilkan tanaman, bersifat mobil, senyawa organik) proses pematangan
Produksi etilen oleh berbagai organisme
sering mudah dilacak dengan kromatografi
gas, sebab molekulnya dapat diserap dari jaringan dalam keadaan hampa udara dan
juga karena kromatrografi gas sangat peka. Hanya beberapa jenis bakteri yang dilaporkan
menghasilkan etilen, dan belum diketahui adanya ganggang yang mensintesis etilen,
lagipula etilen biasanya berpengaruh kecil pada pertumbuhan organisme tersebut.
Tapi beberapa spesies cendawan menghasilkan senyawa tersebut, termasuk beberapa
cendawan tanah membantu mendorong perkecambahan biji, mengendalikan pertumbuhan
kecambah, serta memperlambat serangan penyakit akibat organisme
tanah.(Salisbury,1995: 78)
Pada banyak macam buah, etilen hanya sedikit
dihasilkan sampai tepat sebelum terjadi klimaterik respirasi, yang
mengisyaratkan dimulainya pemasakan, yaitu ketika kandungan gas ini di ruang
udara antar sel meningkat tajam, dari jumlah hampir tak terlacak sampai sekitar
0.1- 1 mikron liter per liter. Konsentrasi umumnya memacu pemasakan buah berdaging dan tak berdaging,
yang menunjukkan kenaikan klimaterik respirasinya yaitu jika buah-buahan
tersebut cukup berkembang untuk dapat menerima gas etilen ( Ttucker dan Grierson dalam Salisbury ,
1995: 78)
2.1.1 Sumber Etilen di Lingkungan
Sumber etilen dapat berupa polutan udara selama penganan pascapanen, pembakaran, jenis lampu
penerang, asap rokok, dan bahan karet yang terekspos pada panas atau sinar UV
dan tanaman yang terinfeksi virus.
Proses
sintesis protein terjadi pada proses pematangan secara alami atau hormonal, dimana protein disintesis
secepat dalam proses pematangan. Pematangan buah dan sintesis protein terhambat
oleh siklohexamin pada permulaan
fase klimatoris setelah siklohexamin hilang, maka sintesis etilen tidak
mengalami hambatan. Sintesis ribonukleat juga diperlukan dalam proses
pematangan. Etilen akan mempertinggi sintesis RNA pada buah mangga yang hijau.
Etilen dapat juga terbentuk karena adanya aktivitas
auksin dan etilen mampu menghilangkan aktivitas auksin karena etilen dapat
merusak polaritas sel transport,
pada kondisi anaerob pembentukan etilen terhambat, selain suhu O2 juga berpengaruh pada pembentukan etilen. Laju
pembentukan etilen semakin menurun pada suhu di atas 30 0 C dan
berhenti pada suhu 40 0 C, sehingga pada penyimpanan buah secara
masal dengan kondisi anaerob akan merangsang pembentukan etilen oleh buah
tersebut. Etilen yang diproduksi oleh setiap buah memberi efek komulatif dan
merangsang buah lain untuk matang lebih cepat.
Buah berdasarkan kandungan amilumnya, dibedakan menjadi buah klimaterik dan buah nonklimaterik. Buah klimaterik adalah
buah yang banyak mengandung amilum, seperti pisang, mangga,
apel dan alpokat yang dapat dipacu kematangannya dengan etilen. Etilenendogen yang dihasilkan oleh buah yang
telah matang dengan sendirinya dapat memacu pematangan pada sekumpulan buah
yang diperam. Buah nonklimaterik adalah buah yang kandungan amilumnya sedikit,
seperti jeruk, anggur, semangka dan nanas.
Pemberian etilen pada jenis buah ini dapat memacu laju respirasi, tetapi tidak dapat memacu produksi etilen endogen dan
pematangan buah.
Perubahan fisiologi yang terjadi dalam proses pematangan adalah terjadinya proses
respirasi klimaterik,
diduga dalam proses pematangan oleh etilen mempengaruhi respirasi klimaterik melalui dua
cara, yaitu:
1. Etilen mempengaruhi permeabilitas membran, sehingga permeabilitas sel menjadi besar,
hal tersebut mengakibatkan proses pelunakan sehingga metabolisme respirasi dipercepat.
2.
Selama klimaterik, kandungan protein meningkat dan diduga etilen lebih
merangsang sintesis protein pada saat itu. Protein yang terbentuk akan terlihat
dalam proses pematangan dan proses klimaterik mengalami peningkatan enzim-enzim
respirasi.
Buah-buahan mempunyai
arti penting sebagi sumber vitamine, mineral, dan zatzat lain dalam menunjang
kecukupan gizi. Buah-buahan dapat kita makan baik pada keadaan mentah maupun
setelah mencapai kematangannya. Sebagian besar buah yang dimakan adalah buah
yang telah mencapai tingkat
kematangannya. Untuk meningkatkan hasil buah yang masak baik secara
kualias maupun kuantitasnya dapat diusahakan dengan substansi tertentu antara
lain dengan zat pengatur pertumbuhan
Ethylene. Dengan mengetahui peranan ethylene dalam pematangan buah kita dapat
menentukan penggunaannya dalam industri pematangan buah atau bahkan mencegah
produksi dan aktifitas ethyelen dalam usaha penyimpanan buah-buahan. Ethylene
mula-mula diketahui dalam buah yang matang oleh para pengangkut buah tropica
selama pengapalan dari Yamaika ke Eropa pada tahun 1934, pada pisang masak
lanjut mengeluarkan gas yang juga dapat memacu pematangan buah yang belum
masak. Sejak saat itu Ethylene (CH2=CH2) dipergunakan
sebagai sarana pematangan buah dalam industri.
Ethylene adalah suatu
gas yang dapat digolongkan sebagai zat pengatur pertumbuhan (phytohormon) yang
aktif dalam pematangan. Dapat disebut sebagai hormon karena telah memenuhi
persyaratan sebagai hormon, yaitu dihasilkan oleh tanaman, bersifat mobil dalam
jaringan tanaman dan merupakan senyawa organik. Seperti hormon lainnya ethylene
berpengaruh pula dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman antara lain
mematahkan dormansi umbi kentang, menginduksi pelepasan daun atau leaf
abscission, menginduksi pembungaan nenas.
Denny dan Miller (1935) menemukan bahwa ethylene dalam buah, bunga,
biji, daun dan akar. Proses
pematangan buah sering dihubungkan dengan rangkaian perubahan yang dapat
dilihat meliputi warna, aroma, konsistensi dan flavour (rasa dan bau).
Perpaduan sifat-sifat tersebut akan menyokong kemungkinan buah-buahan enak
dimakan. Proses pematangan buah didahului dengan
klimakterik (pada buah klimakterik).
Klimakterik dapat
didefinisikan sebagai suatu periode mendadak yang unik bagi buah dimana selama
proses terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses
sintesis ethylene. Meningkatnya respirasi dipengaruhi oleh jumlah ethylene yang
dihasilkan, meningkatnya sintesis protein dan RNA. Proses klimakterik pada Apel
diperkirakan karena adanya perubahan permeabilitas selnya yang menyebabkan enzim dan susbrat yang
dalam keadaan normal terpisah, akan bergabung dan bereaksi satu dengan lainnya.
Perubahan warna dapat terjadi baik oleh proses-proses perombakan maupun proses
sintetik, atau keduanya. Pada jeruk manis perubahan warna ni disebabkan oleh
karena perombakan klorofil dan pembentukan zat warna karotenoid. Sedangkan pada
pisang warna kuning terjadi karena hilangnya khlorofil tanpa adanya atau
sedikit pembentukan zat karotenoid. Sintesis likopen dan perombakan klorofil
merupakan ciri perubahan warna pada buah tomat. Menjadi lunaknya buah
disebabkan oleh perombakan propektin yang tidak larut menjadi pektin yang
larut, atau hidrolisis zat pati (seperti buah waluh) atau lemak (pada adpokat).
Perubahan komponen-komponen buah ini diatur oleh enzim-enzim antara lain enzim hidrolitik,
poligalakturokinase, metil asetate, selullose. Flavour adalah suatu yang halus
dan rumit yang ditangkap indera yang merupakan kombinasi rasa (manis, asam,
sepet), bau (zat-zat atsiri) dan terasanya pada lidah. Pematangan
biasanya meningkatkan jumlah gula-gula sederhana yang memberi rasa manis,
penurunan asam-asam organik dan senyawa-senyawa fenolik yang mengurangi rasa
sepet dan masam, dan kenaikan zat-zat atsiri yang memberi flavour khas pada
buah.
Proses pematangan juga
diatur oleh hormon antara lain auksin, sithokinine,
gibberellin, asam-asam absisat dan ethylene. Auksin berperanan dalam
pembentukan ethylene, tetapi auksin juga menghambat pematangan buah.
Sithokinine dapat menghilangkan perombakan protein, gibberellin menghambat
perombakan klorofil dan menunda penimbunan karotenoid-karotenoid. Asam absisat
menginduksi enzim
penyusun/pembentuk karotenoid, dan ethylene dapat mempercepat pematangan.
2.2 Manfaat Etilen
Etilen sering dimanfaatkan oleh para distributor dan importir buah. Buah dikemas dalam bentuk belum
masak saat diangkut pedagang buah. Setelah sampai untuk diperdagangkan, buah
tersebut diberikan etilen (diperam) sehingga cepat masak.
Dalam pematangan buah, etilen bekerja
dengan cara memecahkan klorofil pada buah muda, sehingga buah hanya memiliki xantofil
dan karoten. Dengan demikian, warna buah menjadi jingga atau merah. Pada aplikasi lain, etilen digunakan
sebagai obat bius (anestesi).
Fungsi lain etilen secara khusus adalah:
- Mengakhiri masa dormansi
- Merangsang pertumbuhan akar dan batang
- Pembentukan akar adventif
- Merangsang absisi buah dan daun
- Merangsang induksi bunga Bromiliad
- Induksi sel kelamin betina pada bunga
- Merangsang pemekaran bunga
2.2.1 Biosintesis dan Metabolisme
Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan.
Produksi etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan
perkembangan. Etilen dibentuk dari metionin melalui 3 proses:
- ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.
- Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase(ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).
- Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen. Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.
Sekarang ini dilakukan penelitian yang berfokus pada efek
pematangan buah. ACC sintase pada tomat menjadi enzim yang
dimanipulasi melalui bioteknologi untuk memperlambat pematangan buah sehingga rasa
tetap terjaga.
2.3
Peranan Ethylen
2.3.1
Peranan
Ethylene Dalam Fisiologi Tanaman
Di
dalam proses fisiologis, ethylene mempunyai peranan penting. Wereing dan
Phillips (1970) telah mengelompokan pengaruh ethylene dalam fisiologi tanaman
sbb:
a. mendukung
respirasi climacteric dan pematangan buah
b. mendukung
epinasti
c. menghambat
perpanjangan batang (elengation growth) dan akar pada beberapa species tanaman
walaupun ethylene ini dapat menstimulasi perpanjangan batang, coleoptyle dan mesocotyle
pada tanaman tertentu, misalnya Colletriche dan padi.
d. Menstimulasi
perkecambahan
e. Menstimulasi
pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar dibandingkan dengan pertumbuhan
secara longitudinal
f. Mendukung
terbentuknya bulu-bulu akar
g. Mendukung
terjadinya abscission pada daun
h. Mendukung
proses pembungaan pada nanas.
i.
Mendukung adanya flower
fading dalam persarian anggrek
j.
Menghambat transportasi
auxin secara basipetal dan lateral
k. Mekanisme
timbal balik secara teratur dengan adanya auksin yaitu konsentrasi auksin yang tinggi
menyebabkan terbentuknya ethylene. Tetapi kehadiran ethylene menyebabkan rendahnya
konsentrasi auksin
di dalam jaringan. Hubungannya dengan konsentrasi auksin, hormon tumbuh ini
menentukan pembentukan protein yang diperlukan dalam aktifitas pertumbuhan, sedangkan
rendahnya konsentrasi auksin, akan mendukung protein yang akan
mengkatalisasi sintesis ethylene dan precursor.
2.3.2
Peranan Ethylene Dalam Proses Pematangan Buah
Pematangan adalah permulaan proses kelayuan, organisasi sel terganggu,
dimana enzim bercampur, sehingga terjadi hidrolisa, yaitu pemecahan klorofil,
pati, pektin dan tanin, membentuk: etilen, pigmen, flavor, energi dan polipeptida.
Harsen (1967) dalam
Dilley (1969) telah mempelajari hubungan antara ethylene dengan tingkat
kematangan pada buah pear. Ia mengemukakan bahwa pematangan ini menjadi suatu
sequential dalam proses kesinambungan kehidupan buah. Menurut konsep tersebut, ethylene berpengaruh terhadap beberapa
yang mengontrol pola normal dari proses pematangan.
Menurut Frenkel et al
(1968), sintesa protein diperlukan pada tingkat pematangan yang normal. Protein
disintesa secepatnya dalam proses pematangan. Dari hasil eksperimen terhadap
buah pear, memperlihatkan bahwa pematangan buah dan sintesa protein terhambat
sebagai akibat perlakuan cycloheximide pada permulaan fase climacteric. Setelah
cycloheximide hilang, ternyata sintesis ethylene tidak mengalami hambatan.
Di dalam proses
pematangan, ribonucleic acid synthesis pun diperlukan. Dalam eksperimen
menggunakan buah pear, buah tersebut ditreated, dengan actinomysin D pada
tingkat pre climacteric. Dari hasil eksperimen ini diperoleh petunjuk bahwa
actinomysin D menghambat terbentuknya DNA yang bergantung pada RNA sintesis.
Imascshi et al (1968) mengemukakan bahwa ethylele mendukung peningkatan aktivitas metabolisme dalam jaringan akar ubi jalar. Ethylene yang berkonsentrasi 0,1 ppm, menstimulasi perkembangan peroxidase dan phenyl alanine ammonialyase. Penelitian lain mengemukakan bahwa perlakuan ethylene pada kecambah kapas menstimulasi aktivitas peroksida dan IAA oksida.
Imascshi et al (1968) mengemukakan bahwa ethylele mendukung peningkatan aktivitas metabolisme dalam jaringan akar ubi jalar. Ethylene yang berkonsentrasi 0,1 ppm, menstimulasi perkembangan peroxidase dan phenyl alanine ammonialyase. Penelitian lain mengemukakan bahwa perlakuan ethylene pada kecambah kapas menstimulasi aktivitas peroksida dan IAA oksida.
Gambar
buah pisang dan kedondong dengan perlakuan pemberian etilen yang berbeda
Daging
buah pisang yang matang dengan konsentrasi karbit 100 gram
Pisang
dan kedondong yang matang dengan konsentrasi karbit 100 gram
Daging
buah pisang yang matang dengan konsentrasi karbit 200 gram
Pisang dan kedondong yang matang
dengan konsentrasi karbit 200 gram
Daging
buah pisang yang matang dengan konsentrasi karbit 300 gram
Pisang dan kedondong yang matang
dengan konsentrasi karbit 300 gram
Deskripsi morfologi dan
rasa pada buah pisang dan kedondong yang masak dengan perlakuan etilen yang
berbeda
Perlakuan karbit 100 gram
|
Perlakuan karbit 200 gram
|
Perlakuan karbit 300 gram
|
a. Pisang
ü Warna
kulit pisang menjadikuning
ü Tekstur
daging empuk
ü Rasa
pisang tidak terlalu manis namun ada campuran rasa agak kecut
b. Kedondong
Ø Warna
permukaan hijau kekuningan
Ø Tekstur
masih agak padat
|
a. Pisang
ü
Kulit pisang lebih
kuning dibanding dengan kulit pisang yang dikarbit 100 gram
ü Rasa
pisangnya lebih manis dibanding pisang yang dikarbit 100 gram
ü Tekstur
daging pisang lebih empuk dibanding perlakuan pertama
b. Kedondong
Ø Warna
permukaan kuning kehijauan
Ø Tekstur
agak empuk
|
a. Pisang
ü Warna
kulit pisang menjadi hitam
ü Tekstur
daging menjadi lembek
ü Rasa
pisangnya paling manis dan terlalu manis
b. Kedondong
Ø Warna
permukaan seluruhnya menjadi kuning
Ø Tekstur
sangat empuk
|
2.3.3
Pengaruh yang merugikan dari Etilen terhadap komoditi
yang mudah rusak.
Pengaruh etilen yang tidak dikehendaki
Pengaruh penting etilen dalam
meningkatkan deteriorasi komoditi yang mudah rusak meliputi:
a. Mempercepat senensen dan menghilangkan warna hijau
pada buah seperti mentimun dan sayuran daun
b. Mempercepat pemasakan buah selama penanganan dan
penyimpanan
c. “Russet spoting” pada selada
d. Pembentukan rasa pahit pada wortel
e. Pertunasan kentang
f. Gugurnya daun (kol bunga, kubis, tanaman hias)
g. Pengerasan pada asparagus
h. Mempersingkat masa simpan dan mengurangi kualitas
bunga
i. Gangguan fisiologis pada tanaman umbi lapis yang
berbunga
j. Pengurangan masa simpan buah dan sayuran
2.3.4 Ethylene
Pada Absisi Daun
Kehilangan daun pada
setiap musim gugur merupakan suatu adaptasi untuk menjaga agar tumbuhan yang
berganti daun, selama musim dingin tetap hidup ketika akar tidak bisa
mengabsorpsi air dari tanah yang membeku. Sebelum daun itu mengalami absisi,
beberapa elemen essensial diselamatkan dari daun yang mati, dan disimpan di
dalam sel parenkhim batang. Nutrisi ini dipakai lagi untuk pertumbuhan daun
pada musim semi berikutnya. Warna daun pada musim gugur, merupakan suatu
kombinasi dari warna pigmen merah yang
baru dibuat selama musim gugur, dan warna karotenoid yang berwarna kuning dan
orange, yang sudah ada di dalam daun, tetapi kelihatannya berubah karena
terurainya klorofil yang berwarna hijau tua pada musim gugur. Ketika daun pada
musim gugur rontok, maka titik tempat terlepasnya daun merupakan suatu lapisan absisi yang berlokasi dekat dengan
pangkal tangkai daun.
Sel parenkhim berukuran
kecil dari lapisan ini mempunyai dinding sel yang sangat tipis, dan tidak
mengandung sel serat di sekeliling jaringan pembuluhnya. Lapisan absisi
selanjutnya melemah, ketika enzimnya
menghidrolisis polisakarida di dalam dinding sel. Akhirnya dengan bantuan
angin, terjadi suatu pemisahan di dalam lapisan absisi. Sebelum daun itu jatuh, selapisan gabus membentuk suatu berkas
pelindung di samping lapisan absisi dalam ranting tersebut untuk mencegah
patogen yang akan menyerbu bagian tumbuhan yang ditinggalkannya. (Sumber :
Campbell dan Reece, 2002 : 816)
2.3.5
Ethylene dan Permeablitas Membran
Ethylene adalah senyawa
yang larut di dalam lemak sedangkan memban dari sel terdiri dari senyawa lemak.
Oleh karena itu ethylene dapat larut dan menembus ke dalam membran
mitochondria. Apabila mitochondria pada fase pra klimakterik diekraksi kemdian
ditambah ethylene, ternyata terjadi pengembangan volume yang akan meningkatkan
permeablitas sel sehingga bahan-bahan
dari luar mitochondria akan dapat masuk. Dengan perubahan-perubahan
permeabilitas sel akan memungkinkan interaksi yang lebih besar antara substrat
buah dengan enzym-enzym pematangan.
2.3.6
Ethylene dan Aktifitas
ATP-ase
Ethylene mempunyai peranan dalam
merangsang aktiitas ATP-ase dalam penyediaan energi yang dibutuhkan dalam
metabolisme. ATP-ase adalah suatu enzym yang diperlukan dalam pembuatan enegi
dari ATP yang ada dalam buah. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut:
ATP ----------------------- ADP + P -------------------------- Energi
ATP-ase
2.3.7
Ethylene sebagai “Genetic Derepression”
Pada
reaksi biologis
ada dua faktor yang mengontrol jalannya reaksi. Yang pertama adalah “Gene
repression” yang menghambat jalannya reaksi yang berantai untuk dapat
berlangsung terus. Yang kedua adalah “Gene Derepression” yaitu faktor yang
dapat menghilangkan hambatan tersebut sehingga reaksi dapat berlangsung. Selain itu ethylene
mempengaruhi proses-proses yang tejadi dalam tanaman termasuk dalam buah,
melalui perubahan pada RNA dan hasilnya
adalah perubahan dalam sintesis protein yang diatur RNA sehingga
pola-pola enzym-enzymnya mengalami perubahan pula.
2.3.8
Interaksi Ethylene dengan Auxin
Di dalam tanaman
ethylene mengadakan interaksi dengan hormon auxin. Apabila konsentrasi auxin meningkat maka
produksi ethylen pun akan meningkat pula. Peranan auxin dalam pematangan buah
hanya membantu merangsang pembentukan ethylene, tetapi apabila konsentrasinya
ethylene cukup tinggi dapat mengakibatkan terhambatnya sintesis dan aktifitas
auxin.
2.3.9
Produksi dan Aktifitas Ethylene
Pembentukan ethylene
dalam jaringan-jaringan tanaman dapat dirangsang oleh adanya kerusakan-kerusakan
mekanis dan infeksi. Oleh karena itu adanya kerusakan mekanis pada buah-buahan
yang baik di pohon maupun setelah dipanen akan dapat mempercepat pematangannya.
Penggunaan sinar-sinar radioaktif dapat merangsang produksi ethylene. Pada buah
Peach yang disinari dengan sinar gama 600 krad ternyata dapat mempercepat
pembentukan ethylene apabila diberikan pada saat pra
klimakterik, tetapi penggunaan sinar radioaktif tersebut pada saat klimakterik
dapat menghambat produksi ethylene.
Produksi ethylene juga
dipengaruhi oleh faktor suhu dan
oksigen. Suhu rendah maupun suhu tinggi
dapat menekan produk si ethylene. Pada kadar oksigen di bawah sekitar 2 % tidak
terbentuk ethylene, karena oksigen sangat diperlukan. Oleh karena itu suhu
rendah dan oksigen rendah
dipergunakan dalam praktek penyimpanan buah-buahan, karena akan
dapat memperpanjang daya simpan dari buah-buahan tersebut.Aktifitas ethylene
dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya pada Apel
yang disimpan pada suhu 30 C, penggunaan ethylene dengan konsentrasi tinggi
tidak memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun
pernafasan. Pada suhu optimal untuk produksi dan aktifitas ethylene pada buah tomat dan apel
adalah 320 C, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.
BAB III
PENUTUP
4.1
Kesimpulan
Etilen
adalah suatu gas yang dapat digolongkan sebagai zat pengatur pertumbuhan
(phytohormon) yang aktif dalam pematangan. Dapat disebut sebagai hormon karena
telah memenuhi persyaratan sebagai hormon, yaitu dihasilkan oleh tanaman,
besifat mobil dalam jaringan tanaman dan merupakan senyawa organik.
Sumber etilen dapat berupa polutan udara selama penganan pascapanen,
pembakaran, jenis lampu penerang, asap rokok, dan bahan karet yang terekspos
pada panas atau sinar UV dan tanaman yang terinfeksi virus.
Biosintesis ethylene terjadi di dalam jaringan tanaman yaitu terjadi
perubahan dari asam amino methionine atas bantuan cahaya dan FMN (Flavin Mono
Nucleotide) menjadi Methionel. Senyawa tersebut mengalami perubahan atas
bantuan cahaya dan FMN menjadi ethykene, methyl disulphide, formic acid.
Biosintesis ethylene terjadi di dalam jaringan tanaman yaitu terjadi
perubahan dari asam amino methionine atas bantuan cahaya dan FMN (Flavin Mono
Nucleotide) menjadi Methionel. Senyawa tersebut mengalami perubahan atas
bantuan cahaya dan FMN menjadi ethykene, methyl disulphide, formic acid.
Pematangan adalah permulaan proses kelayuan, organisasi sel terganggu,
dimana enzim bercampur, sehingga terjadi hidrolisa, yaitu pemecahan klorofil,
pati, pektin dan tanin, membentuk: etilen, pigmen, flavor, energi dan
polipeptida.
Ethylene sebagi hormon akan mempercepat terjadinya klimakterik. Biale
(1960) telah membuktikan bahwa pada buah
alpokad yang disimpan di udara biasa akan matang setelah 11 hari, tetapi
apabila disimpan dalam udara dengan kandungan ethylene 10 ppm selama 24 jam
buah alpokad tersebut akan matang dalam
waktu 6 hari.
Aplikasi C2H2 (Ethylene) pada
buah-buahan klimakterik, makin besar konsentrasi C2H2 sampai tingkat kritis
makin cepat stimulasi respirasinya. Ethylene tersebut bekerja paling efektif
pada waktu tahap klimakerik, sedangkan penggunaan C2H2 pada tahap post klimakerik tidak merubah laju
respirasi.
Ethylene adalah senyawa yang larut di dalam lemak sedangkan memban dari
sel terdiri dari senyawa lemak. Oleh karena itu ethylene dapat larut dan
menembus ke dalam membran mitochondria. Apabila mitochondria pada fase pra
klimakterik diekraksi kemdian ditambah ethylene, ternyata terjadi pengembangan
volume yang akan meningkatkan permeablitas sel
sehingga bahan-bahan dari luar mitochondria akan dapat masuk. Dengan
perubahan-perubahan permeabilitas sel akan memungkinkan interaksi yang lebih
besar antara substrat buah dengan enzym-enzym pematangan.
Ethylene mempunyai peranan dalam merangsang aktiitas ATP-ase dalam
penyediaan energi yang dibutuhkan dalam metabolisme. ATP-ase adalah suatu enzym
yang diperlukan dalam pembuatan enegi dari ATP yang ada dalam buah.
Pada reaksi biologis ada dua faktor yang mengontrol jalannya reaksi.
Yang pertama adalah “Gene repression” yang menghambat jalannya reaksi yang
berantai untuk dapat berlangsung terus. Yang kedua adalah “Gene Derepression”
yaitu faktor yang dapat menghilangkan hambatan tersebut sehingga reaksi dapat
berlangsung. Selain itu ethylene mempengaruhi proses-proses yang tejadi dalam
tanaman termasuk dalam buah, melalui perubahan pada RNA dan hasilnya adalah perubahan dalam sintesis protein yang
diatur RNA sehingga pola-pola enzym-enzymnya mengalami perubahan pula.
Pembentukan ethylene dalam jaringan-jaringan tanaman dapat dirangsang
oleh adanya kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Oleh karena itu adanya
kerusakan mekanis pada buah-buahan yang baik di pohon maupun setelah dipanen
akan dapat mempercepat pematangannya.
Produksi ethylene juga dipengaruhi oleh
faktor suhu dan oksigen. Suhu
rendah maupun suhu tinggi dapat menekan produk si ethylene. Pada kadar
oksigen di bawah sekitar 2 % tidak terbentuk ethylene, karena oksigen sangat
diperlukan. Oleh karena itu suhu rendah dan oksigen rendah dipergunakan dalam
praktek penyimpanan buah-buahan.
Dampak gas etilen adalah:
a. Mempercepat senensen dan menghilangkan warna hijau pada buah seperti
mentimun dan sayuran daun
b. Mempercepat pemasakan buah selama penanganan dan penyimpanan
c. “Russet spoting” pada selada
d. Pembentukan rasa pahit pada wortel
e. Pertunasan kentang
f. Gugurnya daun (kol bunga, kubis, tanaman hias)
g. Pengerasan pada asparagus
h. Mempersingkat masa simpan dan mengurangi kualitas bunga
i. Gangguan fisiologis pada tanaman umbi lapis yang berbunga
j. Pengurangan masa simpan buah dan sayuran.
4.2
Kritik dan Saran
pembuatan makalah ini dimaksudkan untuk memenuhi
tugas mata kuliah perkembangan tumbuhan. Makalah ini berisikan uraian singkat
mengenai pengertian, biosintesis, manfaat “Hormon Etilen”. Namun kami menyadari
bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari sempurna. Pepatah mengatakan “ tak
ada gading yang tak retak”, manusia tak luput dari salah dan lupa, kesempurnaan
hanya milik Allah SWT semata. Oleh karena itu, kami siap untuk diberikan kritik
yang tentunya kritikan yang membangun dan positif, juga diikuti dengan saran
yang tentunya positif pula.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar