Ethylene

(Etilen, H2C=CH2)

Karakteristik Etilen

1. Disintesis pada buku batang2. Berdifusi sangat cepat (bentuk gas)3. Pengaruh etilen terhadap pemanjangan batang dapat

dikurangi dengan adanya cahaya; demikian pula kadar etilen menurun oleh cahaya.

Etilen merupakan hormon dan pengatur pertumbuhan

tanaman yang paling sederhana ditinjau dari struktur

molekulnya, yaitu (CH2)2 atau H2C=CH2.

Karena mengandung ikatan rangkap, etilen disebut

unsaturated hydrocarbon atau olefin.

Etilen satu-satunya hormon yang berbentuk gas,sehingga

disebut gas etilen. Gas etilen tidak berwarna dan mudah

menguap.

Etilen secara fisiologis berperan sebagai hormon dalam

tanaman; merangsang pematangan buah, pembukaan bunga, dan

absisi (pengguguran) daun.

Etilen sintetik sangat penting dalam industri dan sebagai

hormon biologis. Etilen adalah senyawa organik yang diproduksi

dalam skala paling besar; produksi global etilen lebih dari

75,000,000 metrik ton per tahun pada 2005.

Sejarah Etilen pada Tanaman

“Etilen” telah digunakan untuk pematangan buah pada jaman

Mesir kuno. Bangsa China membakar dedaunan pada ruang

tertutup untuk mematangkan buah pir. Th 1864, kebocoran gas

dari lampu jalanan menyebabkan batang tanaman tumbuh lambat,

terpilin, dan membengkak (the triple response). Th 1901,

ilmuwan Rusia Dimitry Neljubow menunjukkan bahwa senyawa

aktif tersebut adalah etilen.

Doubt (1917) Etilen merangsang absisi.

Gane (1934)Tanaman mensintesis etilen.

Th 1935, Crocker mengusulkan bahwa etilen adalah hormon

tanaman yang berperan dalam pematangan buah dan juga

penghambatan jaringan vegetatif. Kini diketahui bahwa etilen

juga memiliki fungsi lainnya.

Kerjasama dengan Hormon Lain

Apabila konsentrasi etilen sangat tinggi dibanding hormon

auksin dan giberelin, etilen dapat menghambat proses

pembentukkan batang, akar, dan bunga. Namun etilen juga dapat

merangsang pembentukkan bunga bila bersama-sama dengan

hormon auksin

Manfaat Etilens

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.

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

Biosintesis Etilen

Berasal dari asam amino metionin (lihat diagram).Biosintesis

etilen dapat diinduksi oleh etilen itu sendiri (autokatalitik),auksin,

dan sitokinin, namun dihambat oleh asam absisat.

methionine

SAM synthetase

S-adenosyl methionine (SAM)(ACC synthase)

1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC)(ACC oxidase)

Ethylene biosynthetic pathway:

The enzymes catalyzing each step are shown above the

arrows. AdoMet: S-adenosyl-methionine; Met: methionine;

ACC: 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid; MTA:

methylthioadenine.

Ethylene + CO2 + HCN

Pengaruh lingkungan terhadap ethylene:

1. Lingkungan juga dapat mempengaruhi biosintesis hormon

tanaman.

2. Air tergenang, kekeringan, suhu rendah (chilling), pelukaan,

dan serangan patogen semuanya dapat merangsang

pembentukan etilen di dalam tanaman.

3. Pada saat banjir (air tergenang), akar menderita akibat

kekurangan oksigen (anoksia), memicu sintesis ACC.

4. Ketika oksigen berkurang, ACC ditransportasikan ke bagian

atas dan dioksidasi di daun untuk menjadi etilen.

5. Etilen ini akan menyebabkan epinasti daun (daunterkulai).

6. Perkembangan internal tanaman juga dapat meningkatkan

biosintesis hormon.

7. Perkecambahan dapat menginduksi sintesis hormon, yaitu

memicu terbentuknya giberelin aktif untuk merangsang

kinerja enzim amilase dalam perkecambahan.

8. Etilen disintesis selama pematangan buah dan senesens daun

dan bunga.

9. Untuk buah klimakaterik, laju respirasi yang meningkat juga

disertai dengan pelepasan etilen yang tinggi.

10. Saat terjadi penyerbukan dan pembuahan, ketika

benang sari mencapai kepala putik, prekursor etilen, ACC,

disekresikan ke petal (mahkota bunga).

Peranan Etilen Pada Pemasakan Buah

1. Hormon Pemasakan

Produksi etilen pada beberapa varietas buah meningkat

dalam jumlah yang cukup pada permulaan respirasi klimaterik,

seperti pada table berikut :

Konsentrasi ethylene internal pada beberapa buah:

Macam Buah Varietas

Konsentrasi (ppm)

PenemuPada permulaan

peningkatan climacteric

Pada puncak climacteric

Apokat PisangPisangManggaWaluhWaluh

Tomat

Choquette Gros MichelAppleKent & HadenCantaloupe PMR 45HoneydowVC-2/3-20

0,5-1,01,510,04-0,080,33,0

0,8

300-7004025330-7025

27

Burg & Burg (’62)Burg & Burg (’62)Burg & Burg (’62)Burg & Burg (’62)Lyons et. al (’62)Pratt & Goeschl (’68)Lyons & Pratt (’64)

Dari tabel tersebut, konsentrasi minimum etilen yang

diperlukan untuk memulai klimaterik berbeda-beda tegantung

jenis buahnya.

Pemasakan buah muda dapat dipacu setelah dipetik

dengan pemberian etilen pada konsentrasi diatas 3 ppm. Buah

yang tua peningkatan etilennya lebih kecil dari 8 hari sebelum

klimaterik. Pada respirasi klimaterik, konsentrasi etilen kurang

lebih 3 ppm. Buah yang sudah masak kurang peka terhadap

pertambahan etilen.

Perbedaan kepekaan pada buah secara fisiologis karena

adanya perbedaan etilen endogen. Contoh pada perlakuan

penambahan 10 ppm etilen dapat memacu produksi etilen

endogen pada buah yang sudah tua (masak optimal), tetapi

tidak pada buah yang muda.

Pada buah non klimaterik (citrus) pemberian etilen

sekurang-kurangnya mencapai 100 ppm.

Pemberian etilen tidak begitu efektif dalam udara pada

suhu dan tekanan rendah dibanding pada suhu dan tekanan

normal (1 atmosfer). Seperti contoh sintesa etilen pada pisang

terhambat pada suhu 18oC dibanding bila disimpan pada udara

biasa.

Buah pisang yang disimpan pada kantong plastik yang

ditutup rapat disertai dengan penyerap etelen, pemasakan dapat

dihambat sampai kurang lebih 2 minggu.

2. Interaksi etilen dengan pengatur tumbuh lain

Auxin dapat menstimlasi produksi etilen

Pemasakan buah apel, pear dan pisang dapat dipercepat

dengan pemberian 2,4 dikloropenoxy asetic acid (2,4-D).

Menurut:

- Hason , 2,4-D dapat meningkatkan tingkat maksimum

respirasi dan produksi etilen buah pear.

- Morgan dan Hill , 2,4-D dan IAA memacu peningkatan

produksi etilen pada tanaman kapas.

Giberelin umumnya hanya menunda menghilangnya klorofil

dan tidak memacu respirasi maupun produksi etilen.

Kinetin menyebabkan peningkatan permulaan stimulasi

respirasi dan produksi etilen

Asam absitat dapat merangsang pemasakan irisan buah pisang.

Senyawa yang dapat menghambat produksi etilen endogen

adalah:

— Etilen oksida

Pemberian 0,75% etilen oksida selama 16 s/d 12jam

menghambat produksi etilen dan pemasakan buah

tomat hijau

— Asam suksinat 2,2-dimetil hidroksida

Dapat menunda pemasakan buah apel.

3. Jumlah Etilen yang diberikan :

Pemasakan yang dirangsang oleh perlakuan etilen secara

biokemis sama dengan pemasakan yang terjadi secara alami.

Etilen merupakan faktor alami untuk pemasakan buah

dibanding dengan hidrokarbon lain,

Croker etal (1932) mendapatkan bahwa di antara 38 macam

gas yang diteliti hanya etilen, propilin, asetilin, butilin dan

karbon monoksida menghasilkan epinatis daun (daun terkulai)

pada tanaman tomat dan dari gas-gas tersebut etilen 50-50.000

kali daripada keempat gas lainnya.

Untuk merangsang pemasakan buah klimaterik lengkap perlu

buah diberi perlakuan dengan konsentrasi optimum atau lebih

tinggi selama waktu tertentu.

Misalnya buah waluh: buah waluh berumur 10 hari (±1/4

dewasa) diperlukan pemerian 100 ppm etilen selama 24-48

jam.

Buah waluh umur 30 hari pemberian etilen selama 12-24 jam.

Hubungan antara respirasi, perkembangan etilen dan umur

simpan pada buah apel

100 Etilen

Pertumbuhan Buah

Perubahan

Relatif Umur Simpan

50

Respirasi

Pemb. Sel Perkembangan Klimaterik Senescence

0 30 60 130 145 160 175

HARI

AKTIVASI RESEPTOR OLEH ETILEN

O2 CO2

Substrat

C2H4 metal O2

metal CO2

Produk labil +substratO2

metal C2H4

O2

ENZIM ENZIM

ENZIM

ENZIM