KARAKTERISTIK BIOLOGI DAN FISIOLOGI BAHAN

Karakteristik Biologi : Metabolisme hasil pertanian (Fotosintesa, respirasi dan fermentasi)Karakteristik Fisiologi: Klimaterik dan KelayuanKarakteristik Biologi* Bahan biologi hasil pertanian benda hidup (masih melakukan proses metabolisme)•Proses metabolisme bahan merupakan suatu usaha untuk memenuhi kebutuhan demi kelangsungan hidup

ENERGI

FOTOSINTESA

Fotosintesa merupakan suatu proses metabolisme dalam bahan biologi hasil pertanian dengan mempergunakan CO2 dari udara dan air dari dalam tanah dengan bantuan sinar matahari dan khlorophil untuk menghasilkan karbohidrat

Fotosintesa merupakan reaksi oksidasi reduksi CO2 + H2O Klorofil Zat organik + O2

cahaya matahari

LANJUTAN FERMENTASI

CO2 H2O

Reduksi (CO2) Perpindahan (H2O) Oksidasi CO2 atom –atom hidrogen Air

Klorofil Cahaya matahari (CH2O)n O2

Ket: air akan memberikan hidrogen dan membebaskan oksigen . Dengan adanya klorofil serta cahaya matahari, maka berlangsunglah perpindahan atom-atom hidrogen dari molekul-molekul air ke molekul-molekul karbondioksida.Setelah itu terjadi pembentukan rangkaian atom-atom karbon dan menghasilkan karbohidrat. Pada setiap perpindahan atom hidrogen terjadi penyimpanan energi sebanyak 112 kalori

RESPIRASI

• Respirasi adalah suatu proses metabolisme biologis dengan menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa makromolekul untuk menghasilkan CO2, air dan sejumlah besar elektron-elektron

• Proses respirasi merupakan proses oksidasi reduksi. Proses respirasi berlangsung 2 macam proses yang penting:

• 1. Pembongkaran zat-zat organik/pembongkaran ikatan atom-atom karbon dan pemutusan ikatan-atom-atom hidrogen yang telah menjadi senyawa karbohidrat

• 2. Atom-atom hidrogen yang telah terputus ikatannya akan berpindah ke oksigen membentuk air

LANJUTAN RESPIRASI

* Senyawa mskromolekul dioksidasi untuk membentuk NADH )Nicotinamida Adenin Dinucleotida) dan ion H+. Elektron yang dihasilkan akan mereduksi oksigen untuk memperoleh air.

* Dari reaksi tersebut akan dihasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Phosphat) sebesar 30 mol ATP/mol glukosa

* Apabila senyawa makromolekul tersebut adalah glukosa, reaksinya adalah sbg:

Enzim

C6H12O6 + 6 O2 6 H2O + 6 CO2

LANJUTAN RESPIRASI• Respirasi dapat berlangsung secara aerobik

(berlangsung dengan adanya oksigen dari udara yang cukup banyak) dan anaerobik (berlangsung dengan adanya oksigen tidak berasal dari udara dan sanga sedikit)

• Pengukuran proses respirasi: 1. Perubahan kandungan gula, sulit diukur karena

gula yang terdapat dalam bahan jumlahnya tidak tetap2. Kandungan ATP, sulit dilakukan karena untuk menghitung jumlah ATP dibutuhkan waktu yang lama, ketelitian yang tinggi dan alat-alat canggih (Spektrophotometer)3. Produksi CO2, mudah diukur karena jumlah produksi CO2 selama proses rspirasi cukup besar4. Penyerapan O2, dapat diukur namun sulit dilaksanakan karena jumlah oksigen yang digunakan dalam proses respirasi relatif sagat sedikit dan membutuhkan alat yang sangat peka (Kromatografi)

FERMENTASI• Fermentasi merupakan sustu proses oksidasi

reduksi, dimana zat yang dioksidasi (pemberi elektron) maupun yang direduksi (penerima elektron) adalah merupakan zat organik.

• Senyawa organik yang banyak digunakan dalam proses fermentasi pada umumnya adalah glukosa, yang kemudian dipecah menjadi molekul-molekul sederhana, seperti aldehid, alkohol atau asam melalui proses glikolisis.

• C6H12O6 + khamir 2 C2H5OH + O2 (alkohol)• Dalam bahan hasil pertanian,khususnya buah-

buahan, sistem fermentasi dapat berlangsung terutama bila persediaan oksigen berkurang.

KARAKTERISTIK FISIOLOGI

KLIMATERIK DAN KELAYUAN

• Tahap-tahap proses pertumbuhan atau kehidupan bahan hasil pertanian umumnya meliputi:1. Pembelahan sel (khusus pada buah-buahan

sebelum mengalami pembelahan sel terlebih

dahulu mengalami pembuahan). 2. Pembesaran sel3. Pendewasaan sel (Maturation)4. Pematangan (ripening)5. Kelayuan (Senescence)6. Pembusukan (deterioration)

1. PENGERTIAN KLIMATERIK• Pada setiap proses pertumbuhan terjadi respirasi.

LajuRespirasi

Pembelahan Pembesaran Kelayuan

Sel Sel SelPola laju respirasi berbanding lurus dengan jumlah

produksi CO2 yang dihasilkan.Perubahan pola respirasi yang mendadak sebelum

proses kelayuan pada bahan bahan dikenal dengan istilah “KLIMATERIK

Meningkatnya proses respirasi tergantung pada jumlah etilen yg dihasilkan, meningkatnya sintesa proteindan RNA (Ribose Nucleic Acid)

LANJUTAN KLIMATERIK

• KLIMATERIK: Suatu perubahan pola respirasi yang mendadak yang khas pada buah-buahan tertentu, dimana selam proses tersebut terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses pembuatan etilen, yang ditandai dengan terjadinya proses pematangan.

• Contoh buah klimaterik: Apel, pisang, mangga, alpukat, pepaya, peach, tomat

• Pada buah-buahn yang tidak mengalami proses tersebut digolongkan ke dalam golongan non klimaterik.

• Contoh buah non klimaterik: semangka, timun, anggur, limau, jeruk, nenas dan arbei.

2. PENGERTIAN KELAYUAN Kelayuan (senescence) adalah suatu tahap

ormal yang selalu terjadi dalam siklus kehidupan tanaman. Proses kelayuan dapat terjadi setiap saat dalam siklus kehidupan.

Tanaman dikatakan layu apabila mengalami absisi pada daun, bunga dan buah yaitu ditandai dengan menguningnya daun dan buah yang diikuti adanya bercak-bercak coklat pada bagian-bagian tersebut.

Perubahan sel yang terjadi selama proses kelayuan dapat dilihat pada:1. Dinding sel menjadi tipis2. Hilangnya kloropil dari tanaman serta

menurunnya kandungan protein

3. Kegiatan respirasi dan fotosintesa menurun dikarenakan adanya mitokondria yang rusak

4. Berubahnya permeabilitas dari membran sel dikarenakan jaringan-jaringan sel terus melemah

3. PROSES TERJADINYA KELAYUAN Kelayuan terjadi apabila ada suatu hormon yang

menghambat sintesa protein. Hormon yang dapat mempercepat terjadinya kelayuan adalah asam absisat dan etilen.

Hormon yang dapat menghambat proses kelayuan adalah hormon tiorasie dan hormon yang dapat mempercepat dan menghambat terjadinya kelayuan adalah hormon giberellin, auxin dan sitokinin.