Fenomena Pernafasan Buah dan Sayuran

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa buah buah rambutan, pisang, tomat serta buah dan sayuran lainnya berubah warna, melunak, dan busuk jika dibiarkan terbuka di rak dapur selama beberapa waktu? Mengapa kita lebih baik menyimpan sebagian besar buah dan sayuran di lemari es?

Mengapa terkadang Anda menemukan air di dalam kemasan buah dan sayuran meskipun sebelumnya sudah kering? Apakah itu ajaib atau mungkinkah itu berasal dari buah dan sayuran? Pertayaan-pertanyaan yang sering terbesit di dalam pikiran Kita mungkin dapat dijelaskan melalui fenomena respirasi (bernafas) serta transpirasi.

Buah-buah dan sayuran tumbuh dan berkembang pada pohon atau induknya. Setelah cukup umur panen, buah dan sayuran akan dipanen dan terlepas dari induk atau tempat tumbuhnya. Walaupun telah terpisah dari induknya, buah dan sayuran masih melanjutkan proses pernafasan (respirasi) dan dalam kondisi tertentu di lingkungan, buah dan sayuran akan mengalami penguapan (transpirasi).

Proses transpirasi yaitu proses pelepasan uap air dari permukaan buah-buahan dan sayuran. Proses respirasi merupakan proses pernafasan buah dan sayuran dengan memanfaatkan oksigen untuk melanjutkan proses metabolisme dan menghasilkan karbondioksida beserta energi.

Sederhananya, dalam proses respirasi, tumbuhan “menghirup” oksigen (O2) dari udara dan “menghembuskan” karbon dioksida (CO2). Dalam proses respirasi buah-buahan dan sayuran gula atau karbohidrat yang terkandung di dalamnya akan dirombak menjadi energi dan juga menghasilkan CO2 beserta air.

Perbedaan tingkat kematangan buah tomat yang dapat dilihat dari perbedaan warna (Sumber Gambar: https://pixabay.com/)

Proses Respirasi

Dalam proses respirasi buah melakukan proses metabolisme yang menyediakan energi untuk menjaga sel dan buah tetap hidup dengan menjaga proses internal. Proses ini melibatkan pemecahan berbagai senyawa organik untuk menghasilkan molekul dan energi penyusun yang lebih sederhana. Proses respirasi dapat terjadi secara aerobik atau anaerobik. Proses aerobic merupakan proses pemecahan substrat yang menggunakan oksigen (O2) untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi.

Proses anaerobik adalah proses pernafasan tanpa memanfaatkan oksigen. Respirasi anaerobik menghasilkan energi lebih sedikit dibandingkan respirasi aerobik. Substrat yang digunakan sama, namun reaksi kimianya akan bervariasi dan menghasilkan etanol, yang mendahului pembentukan karbon dioksida (CO2). Tingginya konsentrasi produk fermentasi menyebabkan gangguan fisiologis seperti rasa tidak enak, bau tidak sedap, perubahan warna jaringan, dan nekrosis.

Perubahan Kualitas yang disebabkan oleh Respirasi

Proses respirasi yang terjadi selama perkembangan, pematangan, dan penuaan buah serta sayuran berpengaruh terhadap perubahan kualitas baik perubahan kearah pembentukan ataupun perombakan. Perubahan kualitas ini seperti perubahan warna, kekerasan, tekstur, dan kandungan nutrisi (vitamin dan mineral serta fitokimia).

Pada perubahan ini ada yang terjadi perubahan kearah pembentukan ataupun kearah kemunduran. Perubahan pembentukan terjadi selama proses perkembangan dan pematangan sedangkan kemunduran terjadi dari proses pematangan dan penuaan.

Tahapan perubahan yang sangat krusial adalah setelah pematangan dan penuaan karena proses ini terjadi pada saat setelah panen. Setelah panen, respirasi yang tinggi akan berpengaruh kepada proses kemunduran kualiti yang cepat, contohnya: buah pisang akan mengalami perubahan warna hijau menjadi kuning kemudian akan berubah menjadi hitam yang menunjukan buah tidak layak untuk dimakan.

Buah rambutan akan mengalami pelunakan dan menuju keluar air yang menandakan rambutan tidak dapat dimakan. Selain itu, perubahan aroma yang menjadi menyengat pada buah juga dapat di tandakan sebagai telah terjadinya penuaan dan buah tidak layak dikonsumsi.

Perbedaan warna buah pisang yang di sebabkan oleh proses respirasi (Sumber Gambar: https://pixabay.com/)

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Respirasi Buah

Tingkat respirasi buah yang optimal dapat dipertahankan dengan mengatur faktor-faktor yang mempengaruhinya seperti faktor internal dan ekternal. Faktor internal yang mempengaruhi laju respirasi antara lain jenis buah, tahapan kematangan, ukuran, usia buah, infeksi mikroba, dan luka.

Faktor ekternal atau lingkungan juga merupakan faktor penting dalam mempengaruhi laju respirasi buah dan sayuran. Faktor lingkungan ini antara lain: (i) suhu; suhu yang meningkat akan menyebabkan laju respirasi yang meningkat juga. Untuk setiap kenaikan 10°C pada kisaran suhu ini, proses metabolomik meningkat 2-3 kali lipat.

Suhu fisiologis bervariasi menurut spesies dan wilayah geografis, dan tanaman tropis dapat mentolerir suhu yang lebih tinggi hingga 40°C. Suhu yang rendah merupakan suhu optimal bagi buah dan sayuran tetapi suhu rendah ini juga dapat menyebabkan cedera fisiologis seperti cedera dingin karena suhu yang sensitive bagi buah dan sayuran tropis dan subtropik.

(ii) Tingkat oksigen; Konsentrasi O2 sangat penting karena dibutuhkan untuk respirasi. Ketika kadar O2 turun, pernapasan melambat. Meskipun kadar O2 di atmosfer adalah 20%, respirasi buah dapat terjadi pada kadar O2 1-2%. Mengurangi kadar O2 hingga nol tidak disarankan, karena respirasi atau fermentasi anaerobik dapat terjadi dan mempengaruhi rasa, warna, dan tekstur buah. (iii) Tingkat karbon dioksida: Pengaruh konsentrasi yang lebih tinggi dari CO2 di lingkungan dapat berpengaruh dapat memperlambat pernapasan.

Oleh karena itu, meningkatkan konsentrasi CO2 merupakan salah satu metode yang digunakan dalam penyimpanan Suasana Terkendali dan pengemasan (MAP) untuk mengurangi respirasi dan pematangan. Namun, tingkat CO2 yang sangat tinggi tidak diinginkan. CO2 di atas 5% menyebabkan respirasi anaerobik, pembusukan, dan pematangan tidak teratur. Lebih dari 7% CO2 menghambat produksi etilen dan pematangan buah.