BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Makhluk hidup selalu mengalami pertumbuhan dan perkembangan.

Pertumbuhan adalah proses kenaikan volume yang bersifat irreversible (tidak

dapat balik) karena adanya penambahan substansi termasuk di dalamnya ada

perubahan bentuk yang menyertai penambahan volume tersebut. Sedangkan

perkembangan adalah proses menuju kedewasaan pada makhluk hidup yang

bersifat kualitatif yaitu makhluk hidup dikatakan dewasa apabila alat

perkembangbiakannya telah berfungsi. Seperti pada tumbuhan apabila telah

berbunga maka tumbuhan itu sudah dikatakan dewasa.

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, sebagaimana pada hewan, hormon 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.

Terdapat banyak hormon dalam tumbuhan itu sendiri, tapi khusus kali ini dalam

makalah ini hanya akan membahas mengenai Hormon Etilen.

1

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Apa pengertian etilen?

2. Bagaimana struktur kimia dan karakteristik etilen?

3. Bagaimana sejarah penemuan etilen?

4. Bagaimana biosintesis dan metabolisme etilen?

5. Bagaimana peranan gas etilen dalam pertumbuhan dan perkembangan?

6. Bagaimana interaksi etilen dengan hormon auksin?

7. Bagaimana hubungan etilen dengan respirasi?

1.3. TUJUAN

1. Mengetahui pengertian etilen.

2. Mengetahui struktur kimia dan karakteristik etilen.

3. Mengetahui sejarah penemuan etilen.

4. Mengetahui biosintesis dan metabolisme etilen.

5. Mengetahui peranan gas etilen dalam pertumbuhan dan perkembangan.

6. Mengetahui interaksi etilen dengan hormon auksin.

7. Mengetahui hubungan etilen dengan respirasi.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN ETILEN

Etilen merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme

normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan

daun. Etilen disebut juga ethene (Winarno, 2007). Senyawa etilen pada tumbuhan

ditemukan dalam fase gas, sehingga disebut juga gas etilen. Gas etilen tidak

berwarna dan mudah menguap (Yatim, 2007).

Hormon Gas Etilen adalah hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan

tanaman aktif dalam proses pematangan buah. Aplikasi mengandung ethephon,

maka kinerja sintetis ethylen berjalan optimal sehingga tujuan agar buah cepat

masak bisa tercapai. (misalnya: Etephon, Protephon) merk dagang antara lain:

Prothephon 480SL. Gas Etilen banyak ditemukan pada buah yang sudah tua

(Vitriyatul, 2012).

Gas etilen adalah suatu senyawa volatil yang dikeluarkan oleh buah-

buahan dan sayuran segar. Jumlah gas etilen yang dikeluarkan bervariasi menurut

jenis buah dan sayuran segar yang dihasilkan. Buah apel dikenal sebagai buah

yang banyak menghasilkan gas etilen. Menurut Griffin dan Sacharow dalam

Simbolon (1991), secara umum gas etilen akan mempercepat proses pematangan

dan pemasakan, kerusakan fisik dan fisiologis.

Etilen adalah hormon tanaman alami yang penting pengaruhnya terhadap

pelayuan dan pemasakan dari buah klimakterik (Utama, 2006). Menurut Kader

(1992), buah klimakterik yaitu buah yang menunjukkan kenaikan produksi

karbondioksida dan etilen yang besar saat penuaan. Contoh buah klimakterik yaitu

apel, alpukat, pisang, mangga, dan tomat. Selama proses pematangan, buah

klimakterik menghasilkan lebih banyak etilen endogen daripada buah

nonklimakterik. Menurut Hadiwiyoto (1981), etilen endogen adalah gas etilen yag

dihasilkan oleh buah yang telah matang dengan sendirinya yang dapat memicu

pematangan buah lain di sekitarnya.

3

2.2. STRUKTUR KIMIA DAN KARAKTERISTIK ETILEN

Struktur kimia etilen sangat sederhana sekali yaitu terdiri dari dua atom

karbon dan empat atom hidrogen seperti yang terlihat pada struktur kimia pada

skema berikut:

Etilen merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme

normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan

daun. Etilen disebut juga ethane. Selain itu Etilen ( IUPAC nama: etena) adalah

senyawa organik, sebuah hidrokarbon dengan rumus C2H4 atau H2C=CH2. Ini

adalah gas mudah terbakar tidak berwarna dengan samar “manis dan musky bau“

ketika murni. Ini adalah yang paling sederhana alkena (hidrokarbon dengan

karbon-karbon ikatan rangkap ), dan paling sederhana hidrokarbon tak jenuh

setelah asetilena (C2H2) (Vitriyatul, 2012).

Ada beberapa karakteristik dari etilen yang perlu dipertimbangkan bila

menguji pengaruhnya terhadap penampilan produk pascapanen hortikultura segar.

Etilen adalah:

gas volatil; secara fisiologis adalah aktif dalam konsentrasi sangat kecil

(0.01 ppm), memacu respon dari kebanyakan jaringan;

utokatalitik, artinya saat produksinya mulai dirangsang maka laju

produksinya akan terus meningkat dengan laju peningkatan tertentu

(seperti bola salju menggelinding dari bukit);

diproduksi di dalam tanaman (etilen endogenous). Faktor yang

mempengaruhi laju produksinya meliputi varietas, stadia kematangan,

4

suhu, level oksigen dan karbondioksida dan dapat disebabkan pula oleh

berbagai bentuk pelukaan;

terdapat pula dilingkungan (etilen exogenous) dan akan memacu produk

untuk menghasilkan etilen endogenous.

Buah klimakterik dapat dipacu kemasakannya dengan mengekpos produk pada

sumber etilen exogenous. Proses ini dinamakan “Pengendalian Kemasakan”. Jika

buah klimakterik telah mulai masak, buah tersebut menghasilkan sejumlah etilen

yang signifikan. Etilen yang dihasilkan tersebut, dapat memulainya proses

pemasakan produk buah klimakterik yang matang atau belum masak atau

meningkatkan kemunduran dari produk sensitif-etilen (Utama, 2006).

2.3. SEJARAH PENEMUAN ETILEN

Etilen telah digunakan sejak Mesir kuno, yang akan luka buah ara untuk

merangsang pematangan (melukai merangsang produksi etilen oleh jaringan

tanaman). Orang Cina kuno akan membakar dupa di kamar tertutup untuk

meningkatkan pematangan pir. Pada tahun 1864, ditemukan bahwa gas bocor dari

lampu jalan menyebabkan pengerdilan pertumbuhan, memutar tanaman, dan

penebalan abnormal dari batang. Pada tahun 1901, seorang ilmuwan Rusia

bernama Dimitry Neljubow menunjukkan bahwa komponen aktif adalah etilen

Keraguan menemukan bahwa etilen merangsang absisi pada tahun 1917. Ia tidak

sampai 1934 yang Gane melaporkan bahwa tanaman mensintesis etilen. Pada

tahun 1935, Crocker mengusulkan bahwa etilen adalah hormon tanaman yang

bertanggung jawab untuk pematangan buah serta penuaan dari vegetatif jaringan.

2.3. BIOSINTESIS DAN METABOLISME ETILEN

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 (Salisbury dan

Ross, 1992). Etilen dibentuk dari metionin melalui 3 proses (McKeon dkk, 1995):

1. ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air

akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.

5

2. Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase(ACC-sintase) kemudian

memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).

3. Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen.

Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.

Dewasa 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.

Produksi etilen Etilen adalah senyawa organic hidrokarbon paling

sederhana (C2H4) berupa gas berpengaruh terhadap proses fisiologis tanaman.

Etilen dikategorikan sebagai hormon alami untuk penuaan dan pemasakan dan

secara fisiologis sangat aktif dalam konsentarsi sangat rendah (<0.005 uL/L)

(Wills et al. dalam Utama, 2001). Klasifikasi komoditi hortikultura berdasarkan

laju respirasinya dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel Klasifikasi komoditi hortikultura berdasarkan laju produksi etilen

Etilen dalam ruang penyimpanan dapat berasal dari produk atau sumber

lainnya. Sering selama pemasaran, beberapa jenis komoditi disimpan bersama,

dan pada kondisi ini etilen yang dilepaskan oleh satu komoditi dapat merusak

komoditi lainnya. Gas hasil bakaran minyak kendaraan bermotor mengandung

etilen dan kontaminasi terhadap produk yang disimpan dapat menginisiasi

pemasakan dalam buah dan memacu kemunduran pada produk non-klimakterik

dan bunga-bungaan atau bahan tanaman hias. Kebanyakan bunga potong sensitive

terhadap etilen. Produksi gas etilen yang memacu proses kemunduran produk.

6

Suhu juga berpengaruh terhadap peningkatan produksi etilen, penurunan O2 dan

peningkatan CO2 yang berakibat tidak baik terhadap komoditi (Utama, 2001).

Pembentukan etilen 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 etilen. Pada buah Peach yang disinari dengan sinar gama

600 krad ternyata dapat mempercepat pembentukan etilen apabila diberikan pada

saat pra klimakterik, tetapi penggunaan sinar radioaktif tersebut pada saat

klimakterik dapat menghambat produksi etilen. Produksi etilen juga dipengaruhi

oleh faktor suhu dan oksigen. Suhu renah maupun suhu tinggi dapat menekan

produk si etilen. Pada kadar oksigen di bawah sekitar 2 % tidak terbentuk etilen,

karena oksigen sangat diperlukan. Oleh karena itu suhu rendah dan oksigen renah

dipergunakan dalam praktek penyimpanan buah-buahan, karena akan dapat

memperpanjang daya simpan dari buah-buahan tersebut. Aktifitas etilen dalam

pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya pada Apel yang

disimpan pada suhu 30oC, penggunaan etilen dengan konsentrasi tinggi tidak

memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun

pernafasan. Pada suhu optimal untuk produksi dan aktifitas etilen pada buah tomat

dan apel adalah 32oC, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.

2.4. PERANAN GAS ETILEN BAGI TUMBUHAN

Di dalam proses fisiologis, etilen mempunyai peranan penting. Wereing dan

Phillips dalam Vitriyatul (2012) telah mengelompokan pengaruh etilen dalam

fisiologi tanaman adalah sebagai berikut:

1. mendukung respirasi climacteric dan pematangan buah

2. mendukung epinasti

3. menghambat perpanjangan batang (elengation growth) dan akar pada

beberapa species tanaman walaupun etilen ini dapat menstimulasi

perpanjangan batang, coleoptyle dan mesocotyle pada tanaman tertentu,

misalnya Colletriche dan padi.

7

4. menstimulasi perkecambahan

5. menstimulasi pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar dibandingkan

dengan pertumbuhan secara longitudinal

6. mendukung terbentuknya bulu-bulu akar

7. mendukung terjadinya abscission pada daun

8. mendukung proses pembungaan pada nanas

9. mendukung adanya flower fading dalam persarian anggrek

10. menghambat transportasi auxin secara basipetal dan lateral

11. mekanisme timbal balik secara teratur dengan adanya auxin yaitu

konsentrasi auxin yang tinggi menyebabkan terbentuknya etilen. Tetapi

kehadiran etilen menyebabkan rendahnya konsentrasi auxin di dalam

jaringan. Hubungannya dengan konsentrasi auxin, hormon tumbuh ini

menentukan pembentukan protein yang diperlukan dalam aktifitas

pertumbuhan, sedangkan rendahnya konsentrasi auxin, akan mendukung

protein yang akan mengkatalisasi sintesis etilen dan precursor.

Gas etilen digunakan untuk mengendalikan pemasakan beberapa jenis

buah. Teknik ini cukup cepat dan memberikan pemasakan yang seragam sebelum

dipasarkan. Buah yang umum dikendalikan pemasakannya dengan etilen adalah

pisang, tomat, pear, dan pepaya. Buah non-klimakterik seperti anggur, jeruk,

nenas, dan strawberry tidak dapat dimasakan dengan cara ini (Utama, 2001).

Etilen merupakan hormon tanaman yang mempunyai efek merangsang

proses kematangan buah, tetapi juga berpengaruh mempercepat terjadinya senesen

pada sayur, bunga potong dan tanaman hias lain. Etilen merupakan suatu gas yang

disintesis oleh tanaman dan mempunyai pengaruh pada proses fisiologi.

Penggunaan gas etilen pada tanaman mempunyai pengaruh yang sama dengan

etilen dari tanaman. Pengaruh etilen merangsang pematangan pada buah

klimakterik, dan membuat terjadinya puncak produksi etilen seperti pada buah

non-klimakterik. Daya simpan buah akan menurun dengan adanya pengaruh

etilen. Pengaruh buruk etilen pada sayur umumnya adalah mempercepat

timbulnya gejala kerusakan seperti bercak-bercak coklat pada daun letus.

Pengaruh etilen pada tanaman hias seperti terjadinya gugur pada daun, kuncup

8

bunga, kelopak bunga, atau secara umum terjadi pada daerah sambungan atau

sendi tanaman (abscission zone) (Simbolon, 1991).

2.6. INTERAKSI ETILEN DENGAN AUXIN

Di dalam tanaman etilen mengadakan interaksi dengan hormon auxin.

Apabila konsentrasi auxin meningkat maka produksi etilen pun akan meningkat

pula. Peranan auxin dalam pematangan buah hanya membantu merangsang

pembentukan etilen, tetapi apabila konsentrasinya etilen cukup tinggi dapat

mengakibatkan terhambatnya sintesis dan aktifitas auxin (Vitriyatul, 2012).

2.7 HUBUNGAN ETILEN DENGAN RESPIRASI

Pematangan buah-buahan biasanya juga dipercepat dengan menggunakan

karbit atau kalsium karbida. Karbit yang terkena uap air akan menghasilkan gas

asetilen yang memiliki struktur kimia mirip dengan etilen alami, zat yang

membuat proses pematangan di kulit buah. Proses fermentasi berlangsung

serentak sehingga terjadi pematangan merata. Proses pembentukan ethilen dari

karbit adalah CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2. Dengan penambahan karbit pada

pematangan buah menyebabkan konsentrasi ethilen menjadi meningkat. Hal

tersebut menyebabkan kecepatan pematangan buah pun bertambah. Semakin besar

konsentrasi gas ethilen semakin cepat pula proses stimulasi respirasi pada buah.

Hal ini disebabkan karena ethilen dapat meningkatkan kegiatan-kegiatan enzim

karatalase, peroksidase, dan amilase dalam buah. Selain itu juga, ethilen dapat

menghilangkan zat-zat serupa protein yang menghambat pemasakan buah.

Respirasi merupakan proses pemecahan komponen organik (zat hidrat arang,

lemak dan protein) menjadi produk yang lebih sederhana dan energi. Aktivitas ini

ditujukan untuk memenuhi kebutuhan energi sel agar tetap hidup (Muzzarelli,

1985). Kecepatan respirasi merupakan indeks yang baik untuk menentukan umur

simpan komoditi panenan. Intensitas respirasi merupakan ukuran kecepatan

metabolisme dan seringkali digunakan sebagai indikasi umur simpan. Suatu

proses respirasi yang kecepatannya tinggi biasanya dihubungkan dengan umur

simpan yang pendek. Keadaan ini juga dapat menunjukkan kecepatan penurunan

9

mutu komoditi simpanan dan nilai jual (harga). Respirasi merupakan suatu proses

komplek yang dipengaruhi atau diatur oleh sejumlah faktor. Mempelajari faktor-

faktor yang mempengaruhi respirasi penting artinya untuk penanganan dan

penyimpanan komoditi panenan (Vitriyatul, 2012).

10

BAB III

PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang di ambil dari makalah ini, yaitu :

1. Sejarah dari Gas Etilen dimulai dari Mesir kuno, di kenal pada tahun

1901 dan berkembang dari tahun 1935 sampai sekarang

2. Gas Etilen itu merupakan hormon yang dihasilkan oleh buah yang sudah

tua atau matang, dan merupakan senyawa organik dengan rumus kimia

C2H4.

3. Peran utama dari Gas Etilen adalah membantu dalam proses pematangan

buah, tapi dampak negatifnya masa penyimpanan menjadi lebih pendek.

4. Produksi Gas Etilen di dapat dari  asam amino metionin yang esensial

pada seluruh jaringan tumbuhandan sangat bergantung pada tipe

jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan.

5. Aktifitas Gas Etilen Di pengaruhi oleh Suhu, luka, sinar radioaktif,

adanya O2 dan H2O, Hormon auksin, dan tingkat kematangan buah itu

sendiri.

3.2. SARAN

  Agar dalam proses pemberian materi kepada mahasiswa, ada baiknya ada

buku atau diktat untuk di jadikan landasan dalam mata kuliah ini.

11

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Etilen

http://phyovhyo.wordpress.com/2012/03/18/gas-etilen/

http://ilmubiologi-belajarbiologi.blogspot.com/2010/01/hormon-gas-etilen.html

http://pawzoa.wordpress.com/tag/gas-etilen/

Dewi I. 2008. Peranan dan Fungsi Fitohormon bagi Pertumbuhan Tanaman.

Universitas Padjadjaran Bandung.

Ganggus, Arianto. 2010. http://ariantoganggus.blogspot.com/2010/01/horrmon-

ethylen.html

12

MAKALAH PERKEMBANGAN

TUMBUHAN

HORMON ETILEN

DOSEN PEMBIMBING

Dr. IMAS CINTAMULYA, M.Si

KELOMPOK X:

1. FUAD QODIRIYANTI

2. MILDAWATI

3. RINDHO FATI’AH

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS PGRI RONGGOLAWE TUBAN

13

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Alloh Swt. Yang

telah memberikan banyak nikmatnya kepada kami. Sehingga kami mampu

menyelesaikan Makalah Perkembangan Tumbuhan ini sesuai dengan waktu yang

kami rencanakan. Makalah ini kami buat dalam rangka memenuhi salah satu

syarat penilaian mata kuliah Perkembangan Tumbuhan. Yang meliputi nilai tugas,

nilai kelompok, nilai individu, dan nilai keaktifan.

Kami sebagai penyusun pastinya tidak pernah lepas dari kesalahan. Begitu

pula dalam penyusunan makalah ini, yang mempunyai banyak kekurangan. Oleh

karena itu, kami mohon maaf atas segala kekurangannya.

Kami ucapkan terima kasih kepada Dr. Imas Cintamulya, M.Si sebagai

pengajar mata kuliah Perkembangan Tumbuhan yang telah membimbing kami.

Tidak lupa pula kepada rekan – rekan yang telah ikut berpartisipasi. Sehingga

makalah ini selesai tepat pada waktunya.

Penyusun

14

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2. Permasalahan ......................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Etilen .................................................................................. 3

2.2. Struktur Kimia Dan Karakteristik Etilen................................................ 4

2.3. Sejarah Penemuan Etilen........................................................................ 5

2.4. Biosintesis Dan Metabolisme Etilen....................................................... 5

2.5. Peranan Gas Etilen Dalam Pertumbuhan Dan Perkembangan............... 7

2.6. Interaksi Etilen Dengan Hormon Auksin................................................ 9

2.7. Hubungan Etilen Dengan Respirasi........................................................ 9

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan ............................................................................................ 12

3.2. Saran ...................................................................................................... 12

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 13

15

i

16

ii