Gambar 2 Mekanisme reaksi pembentukan 1-MCP.

Transkripsi

1 N 2 2 MP LDA N 3 LP 2 O 3 IMP Gambar 2 Mekanisme reaksi pembentukan 1MP. Senyawa 1MP yang dihasilkan ditentukan konsentrasinya menggunakan G. Standar yang digunakan ialah 1butena karena massa jenisnya hampir sama dengan 1MP dan hanya dibedakan oleh 1 atom hidrogen lebih banyak pada 1butena. Detektor FID yang digunakan pada penelitian ini hanya merespons jumlah atom karbon yang masuk ke dalam detektor sehingga lebih peka terhadap massa. al ini menyebabkan waktu retensi senyawa 1MP, 1.15 menit, hanya sedikit bergeser dari waktu retensi 1butena, yaitu 1.13 menit. Menurut Renwick et al. (2010), senyawa 1kloro2metilpropena dan MP merupakan pengotor saat sintesis berlangsung. Salah satu pengotor terlihat dari adanya puncak lain saat pengukuran konsentrasi senyawa 1MP (Lampiran 3). Pengotor ini diduga berasal dari senyawa MP yang tidak habis bereaksi saat sintesis berlangsung. 1Kloro2metilpropena berasal dari adanya penataan ulang senyawa MP. Konsentrasi 1MP terbaik dihasilkan dari nisbah LDAMP :1, 3:1, dan 2:1 setelah ditambahkan air. Saat pengukuran jam ke0, setiap perlakuan menunjukkan konsentrasi yang sangat kecil. Konsentrasi 1MP yang berasal dari LDAMP :1 meningkat setelah jam ke3 hingga jam ke9. Begitu pula konsentrasi 1MP yang berasal dari LDA MP 3:1 dan 2:1. Namun setelah bereaksi 12 jam, konsentrasi 1MP menurun (Gambar 3). Penurunan konsentrasi ini dapat disebabkan adanya perubahan kondisi saat reaksi berlangsung. Konsentrasi meningkat kembali saat pengukuran jam ke2 dengan konsentrasi 1MP yang berasal dari LDA MP 2:1 paling tinggi dibandingkan dengan konsentrasi lainnya. Nilai ini dapat terjadi akibat kesalahan teknis, yaitu syringe yang digunakan kurang bersih atau tidak seragamnya pengambilan sampel. Jika dilihat dari stoikiometri reaksi, 1MP dari LDA MP 2:1 menghasilkan 1MP paling sedikit di antara nisbahnisbah yang menghasilkan rendemen 1MP terbaik. Pemilihan ketiga nisbah terbaik berdasarkan konsentrasi produk 1MP yang hampir seragam. konsentrasi 1MP 10 3 (ppm) Gambar waktu pengukuran (jam) ubungan konsentrasi 1MP dengan waktu reaksi. 3

2 Analisis FTIR Keberhasilan sintesis 1MP dapat dilihat dari hasil analisis spektrum FTIR. Gambar menunjukkan spektrum FTIR LP (a, c, dan e) dan 1MP (b, d, dan f). Semua spektrum menunjukkan serapan pada bilangan gelombang 2870 sampai 290 cm 1 yang menunjukkan gugus yang terikat kuat, ditandai oleh adanya 2 pita serapan. al ini disebabkan gugus tersebut mengalami 2 vibrasi ulur, simetri dan asimetri (Pavia et al. 2001). Semua spektrum juga memiliki serapan pada bilangan gelombang 10 sampai 150 cm 1 yang menunjukkan vibrasi gugus = dari cincin siklopropena (Sastrohamidjojo 1992). a b c d e f Gambar Spektrum FTIR LP dan 1MP, (a) MPLDA 2:1, (b) MPLDA 2:1 + air, (c) MPLDA 3:1, (d) MPLDA 3:1 + air, (e) MPLDA :1, (f) MPLDA :1 + air.

3 5 Adanya gugus fungsi = yang mencirikan siklopropena diperkuat oleh serapan pada bilangan gelombang 8 90 cm 1 yang menandakan = cis. Setelah penambahan air, puncakpuncak serapan terlihat memiliki % transmitans (%T) yang lebih besar bila dibandingkan dengan sebelum penambahan air. al ini berarti sinar IR diserap lebih banyak oleh gugus dan = cis yang menandakan telah terbentuk lebih banyak senyawa 1MP. Pengaruh 1MP pada Produksi Etilena Pisang Mas Kirana Etilena merupakan hormon tanaman yang berpengaruh terhadap proses kematangan buah (Watkins 200). Senyawa ini diproduksi secara automatis dalam tanaman (Khan Singh 2007). Pertambahan etilena dalam tanaman merangsang proses pematangan buah, kesegaran bunga, dan penuaan sayur. Gas 1MP telah terbukti dapat menghambat produksi etilena. Mekanismenya, senyawa 1MP merintangi tempat penerima rangsangan (reseptor) etilena pada tanaman sehingga tidak dapat lagi ditempati etilena. Senyawa 1MP akan menempati reseptor tersebut secara permanen (Sisler Serek 1997). Senyawa 1MP produk sintesis diaplikasikan pada pisang mas kirana. Pisang ini digunakan karena perubahan warnanya sangat signifikan dari pertama dipanen hingga masak sehingga memudahkan pengamatan. Selain itu, pisang merupakan buah klimaterik yang kematangannya dipengaruhi oleh banyaknya gas etilena yang dihasilkan. Pisang diletakkan dalam plastik kedap udara kemudian masingmasing ditambahkan LP yang telah dibuat dengan nisbah LDAMP :1, 3:1, dan 2:1. Gambar 5 memperlihatkan, 1MP sudah mulai terbentuk pada 3 jam pertama setelah pengemasan, kemudian meningkat secara signifikan setelah 15 jam hingga 21 jam. Setelah itu, menurun sampai 3 jam dan naik kembali pada saat 2 jam. Setelah 5 jam, 1 MP sudah tidak terdeteksi. Pembentukan 1MP sangat dipengaruhi oleh uap air yang dihasilkan oleh pisang sebagai akibat proses respirasi. Dengan semakin meningkatnya uap air, reaksi pembentukan gas 1MP dari bahan aktif LP akan semakin cepat. al ini sejalan dengan meningkatnya serapan pada bilangan gelombang cm 1 dan cm 1 dalam spektrum FTIR. Gambar 5 Kadar gas 1MP dalam kemasan. Konsentrasi etilena yang terdeteksi bertolak belakang dengan konsentrasi 1MP. Gambar menunjukkan bahwa 3 jam setelah pengemasan, kadar etilena cukup tinggi, kemudian menurun secara signifikan sampai 30 jam, naik kembali saat 33 jam, dan kemudian menurun sampai pengamatan hari ke28 (Lampiran ). Penurunan ini diakibatkan sudah terbentuk 1MP sehingga mampu menghambat pertambahan etilena dalam buah. Pembandingan konsentrasi 1 MP dengan etilena menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi 1MP mampu menurunkan produksi etilena. Sebaliknya, ketika kadar 1MP menurun, produksi etilena naik kembali. Pemberian 1MP yang terbuat dari LDA MP dengan nisbah volume :1 tidak sampai menghentikan produksi etilena. Justru, pemberian 1MP dengan nisbah volume 3:1 dan 2:1 yang menghentikan produksi etilena. al ini berkaitan dengan saat pembuatan senyawa 1 MP. Konsentrasi Etilen (ppm) Konsentrasi 1MP (ppm) ,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Waktu Penyimpanan (jam) Waktu Penyimpanan (jam) Gambar Kadar etilena dalam kemasan. 5

4 Secara teoretis, untuk mendapatkan 1 mol 1MP, dibutuhkan 2 mol LDA dan 1 mol MP (Lampiran 1). Namun dalam penelitian ini, nisbah volume :1 (setara dengan nisbah mol LDAMP 1:1.8; Lampiran 2), telah dapat terbentuk senyawa 1MP. LDAMP dengan nisbah volume 2:1 dan 3:1 memiliki jumlah mol MP yang lebih besar lagi, maka 1MP yang dihasilkan tidak sebanyak yang terbuat dari nisbah volume :1. Terhentinya produksi etilena terjadi saat pengamatan kadar etilena hari ke28 (Lampiran ). al ini akan memperpanjang umur simpan pisang dalam kemasan hingga matang sempurna. Kemampuan 1MP merintangi reseptor etilena ini juga dipengaruhi oleh konsentrasi yang digunakan. Dari Gambar 5 terlihat bahwa 1MP yang berasal dari LP dan air dengan nisbah :1 paling rendah konsentrasinya. Kemampuan menghambat etilenanya juga lebih rendah, ditunjukkan oleh konsentrasi etilena yang terdeteksi paling tinggi di antara nisbah yang lain (Gambar ). Sebaliknya, 1MP dengan nisbah 2:1 dihasilkan dengan konsentrasi paling tinggi dan mampu menghambat konsentrasi etilena lebih banyak. Pisang yang diberi perlakuan 1MP dari LDAMP :1 mengalami proses pematangan paling lambat walaupun konsentrasi 1MP yang dihasilkan paling rendah. al ini diduga karena 1MP dari LDAMP :1 lebih mudah dilepaskan dan kemudian diserap oleh jaringan. 1MP yang terbuat dari LDAMP 2:1 saat awal pelepasan konsentrasinya kecil dan kalah bersaing dengan etilena saat menempati reseptor. Pisang yang diberi perlakuan 1MP mengalami perubahan sifat fisis dan kimia yang berbeda pada tingkat kematangan yang sama. Pada umumnya, susut bobot dan kadar air meningkat dengan bertambahnya umur simpan, sedangkan kekerasan dan warna menurun (Suprayatmi et al. 200). Pisang yang tersimpan dalam ruangan terbuka dan tidak diberi perlakuan apapun matang 2 minggu setelah panen. Setelah diberi 1MP, umur simpan pisang dapat bertahan hingga 2 5 hari setelah panen. Laju kematangan pisang ini tidak seragam untuk setiap komposisi pembuatan 1MP. Gambar 7 menunjukkan perubahan warna pisang mas kirana selama 35 hari setelah Sampel ari ke 1 ari ke2 ari ke35 Kontrol dalam kemasan * ijau 100% Kuning matang Membusuk (2:1) ijau 100% Kuning kehijauan Kuning matang (3:1) ijau 100% ijau 100% ijau 50% (:1) ijau 100% ijau 100% ijau 100% Gambar 7 Perubahan warna pada pisang mas kirana dengan dan tanpa perlakuan 1MP.

5 7 panen. Pisang tanpa perlakuan (kontrol) menunjukkan kematangan pada hari ke2 dan busuk setelah 35 hari. Pisang dengan perlakuan 1MP dari LDAMP 2:1 mulai berubah warna pada hari ke2 dan matang sempurna setelah 35 hari. Pisang yang diberi perlakuan 1MP dari LDAMP 3:1 baru menunjukkan perubahan warna menjadi kuning, yang menandakan awal proses pematangan, pada hari ke35, sedangkan pisang yang diberi perlakuan 1 MP dari LDAMP :1 masih dalam keadaan seperti setelah panen. Berdasarkan hasil ini, pemberian senyawa 1MP pada pisang mas kirana mampu memperpanjang umur simpan selama 11 hari. Selain itu, 1 MP yang terbuat dari LDA dan MP dengan nisbah LDA lebih banyak dapat menunda kematangan pisang lebih lama. Kematangan pisang dapat dilihat dari perubahan warna yang terjadi. Umumnya pisang setelah panen/mentah berwarna hijau, kemudian terjadi perubahan warna menjadi kuning setelah mengalami pematangan. Perubahan warna disebabkan degradasi klorofil dan terbentuknya karotenoid yang dilanjutkan dengan pembentukan xantofil. Kedua pigmen ini berperan memberi warna kuning pada pisang yang intensitasnya bertambah sampai puncak klimaterik. Pisang lalu menjadi layu karena proses degradasi klorofil yang tidak sempurna membentuk senyawa feofitin yang berwarna cokelat (Suprayatmi et al. 200). Selain mengalami perubahan fisik, pisang yang diberi 1MP juga mengalami perubahan kimia. Total padatan terlarut dan kadar gula umumnya meningkat seiring dengan bertambahnya umur simpan. Penyerapan 1MP pada tanaman dipengaruhi oleh morfologi jaringan dan daya tahan kulit luarnya. Selain itu, dipengaruhi juga oleh pati, material dinding sel, serta membran lemak dan protein yang terkandung dalam tanaman tersebut. Tanaman yang mengandung lebih banyak pati akan menyerap lebih sedikit 1MP yang diberikan berdasarkan satuan bobot (Nanthachai et al. 200). SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Konsentrasi 1MP terbaik terbuat dari LDA dan MP dengan nisbah :1, 3:1, dan 2:1. Keberhasilan pembuatan 1MP ditandai dengan terbentuknya pita serapan metil dan siklopropena dalam spektrum FTIR. Pemberian 1MP berpengaruh terhadap konsentrasi etilena. Jika konsentrasi 1MP meningkat, maka konsentrasi etilena menurun, demikian pula sebaliknya. Penurunan kosentrasi etilena karena pemberian 1MP pada pisang mas kirana dapat memperpanjang umur simpan pisang selama 11 hari. Saran Perlu dilakukan analisis proksimat dan total padatan terlarut serta kandungan gula pada pisang yang diberi dan tanpa perlakuan 1MP. Nisbah volume dan mol LDA yang lebih besar dari MP juga perlu diujikan. DAFTAR PUSTAKA Beaudry R, Watkins Use of 1MP on apples. Perishables andling 108:12 1. Bower J, Biasi WV, Mitcham EJ Effects of ethylene and 1MP on the quality and storage life of strawberries. Postharvest Biol Technol 28:1723. [EPA] Environmental Protection Agency Federal Register 8: Khan AS, Singh Z MP regulates ethylene biosynthesis and fruit softening during ripening of Tegan Blue plum Postharvest Biol Technol 3: Liu T, Zhang, Jiang G, Wu F, Qian Z, Qu, Jiang Y Effect of 1 methylcyclopropene released from 3 chloro2methylpropene and lithium diisopropylamide on quality of harvested mango fruit. Food Technol 8: Magid RM, arke T, Duncan D An efficient and convenient synthesis of 1 methylcyclopropene. J Org hem 3: Nanthachai N, Ratanachinakorn B, Kosittrakun M, Beaudry RM Absorption of 1MP by fresh produce. Postharvest Biol Technol 3: Renwick A, Leblanc J, Setzer R Application of the margin of exposure (MoE) approach to substances in food that are genotoxic and carcinogenic Example: 1Methylcylopropene and its impurities (1chloro2methylpropene and 3chloro2methylpropene). Food hem Toxicol 8:S81S88. Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS, Vyvyan JR Introduction to Spectroscopy. Ed 7