PBHP • Tuty Anggraini, Ph.D PENGETAHUAN KARAKTERISTIK BHP SIFAT FISIK-MORFOLOGI SIFAT KINESTETIS SIFAT-SIFAT LAIN SANGAT PENTING DIKETAHUI PENANGANAN & PENGOLAHAN LEBIH LANJUT LINGKUP KOMODITAS HASIL SAMPING PBHP HASIL HEWANI HASIL NABATI PENGETAHUAN KARAKTERISTIK BHP SIFAT FISIK-MORFOLOGI: • Ukuran sedang sd besar • Tidak cacat/tidak memar SIFAT KINESTETIS Tekstur keras SIFAT-SIFAT LAIN: Kadar pati tinggi Kadar air rendah KERIPIK KENTANG • • • • Perubahan struktur Perubahan Bentuk Perubahan sifat kelenturan Perubahan Tekstur Bentuk-bentuk perubahan Ctt ; Perubahan morfologi pd banyak hal juga merupakan akibat perubahan kimiawi yg satu sama lain berkaitan dg perubahan fisik. Perubahan yang terjadi : 1. Turgor Menggambarkan tegangan dinding sel yg erat kaitannya dg perubahan komposisi dinding sel. Kekerasan buah melunak sehubungan dg melemahnya tekanan turgor pd dinding sel (selulose, hemiselulose, pektin dan lisnin). • Selulosa Merupakan glukosa β 1.4 CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH OH OH OH OH OH Selobiosa 2 glukosa β 1.4 H Glukosa Merupakan ikatan polimer linear glukosa yg relatif sangat kuat sbg pelindung sel dr berbagai gangguan dan ketidak stabilan. Dapat dirombak oleh enzim sellulose yg dihasilkan oleh bakteri atau jamur menjadi selobiosa dan glukosa. • Hemiselulosa Hampir sama sellulosa, ttp polimer gula-gulanya sangat hiterogen; D. xylosa, L. aribiosa, D. galaktosa, D. glukosa, D. glukoronat. Merupakan rantai pendek bercabang dg ikatan; 1.2, 1.3, 1.4, dan berbentuk amorf. • Pektin Polimer asam galakturonat disertai gula; rhomnosa, galaktosa dan xylosa. Makin lebar ikatan polimer, baik dr selulosa, hemiselulosa atau pektin semakin kokoh dinding sel dr gangguan mekanis dan degradasi oleh berbagai enzim, spt; pektin metyl etarase (PE), metyl estarase, polygalakturonase (Ph) ikatan 1.4, pektin transaminase (PTE), hasil hidrólisis ikatan 1.4. yg erdapat dlm bebagai mikroorganisme pelapuk. • Lignin Dinding sekunder Dinding primer Midle lamella/lamella tengah • Dinding buah menjadi empuk/lunak setelah dipanen krn perubahan hemisellulosa dan protopektin. • Lignin terjadi sedikit berubahan dan terjadi peningkatan fraksi lilin s/d 50 – 60 % pd buah yg disimpan. Waktu (bulan) Kekerasan Sellulosa Hemisellulosa 0 666 0,41 2,86 1,22 1 602 0,37 1,99 0,48 2 507 0,37 1,16 0,45 3 442 0,55 1,32 0,52 4 355 0,5 1,20 0,52 Hubungan kempukan buah apel dan kandungan protopektin yg larut Waktu Tekanan (kg/m2) Pektin yg dapat Protopektin larut Protopektin dan pektin Total pektin 3 Okt. 61 0,03 0,76 0,79 14 Okt. 50 0,17 0,58 0,75 21 Desb. 39 0,22 0,58 0,73 1 Maret 34 0,23 0,51 0,72 Keempukan apel disebabkan pektin yg tdk dapat larut (protopektin) merurun, protopektin yg hilang diindikasikan dirobah menjadi pektin yg dpt larut. • Mitokondria Pd penuaan mengalami degradasi dg berkurangnya jumlah yg utuh. Penuaan terjadi krn kegagalan sistem yg bertanggungjawab utk mempertahankan sel dlm keadaan baik. • Ribosome Tempat terjadinya sintesa protein Pd proses penuaan, ribosoma sitoplasma dan plastida tdk banyak mengalami perubahan. Penurunan populasi ribosome pd kulit luar buah tomat, hanya didapatkan pd buah pasca klimaterik dan membatasi kemampuan sel mensintesa protein sbg penyebab penuaan. • Inti susunan Plasma Pd pematangan dan penuaan tidak mengalami degradasi. Degradasi terjadi, pd pematangan dan penuaan pd tingkat lanjut. • Gelembung-gelembung Sitoplasma Pd penuaan awal ditemukan vakuola kecil atau gelembung sel (buah tomat). Pd tengkat lanjut (pasca klimaterik/matang benar) dlm sitoplasma terdapat banyak gelembung yg lebih besar. Gelembung yg terjadi menyerupai gelembung antofag (gelembung organel yg mengalami degradasi methokondria). INTI SEL TERDIRI DARI DINDING DAN CAIRAN SEL • • • • • Lamela tengah Dinding sel sekunder Cairan sel sitoplasma Dinding sel primer Benang-benang plasmodesmata (sebagai penghubung antarsel) Secara lebih detail Benda-benda golgi (sebagai penghubung) Membran sel Cairan sitoplasma Nucleus =inti sel Nucleolus Lisosoma Ribosoma (sintesa protein) Vakuola Mitokondria (respirasi) Catatan : dalam bakulla kemungkinan terjadi absorbsi untuk melawan gradien konsentrasi dan gradien tegangan listrik Mitokondria (reduksi sumber energi) • Inti sel DNA dan RNA dinucleik acid penyusun kromosum pembawa sifat keturunan dr suatu individu, tersusun dr lemak dan protein tempat terjadinya respirasi. Prose pra-panen • Photosintesis, sbg dasar kehidupan adanya sistesa energi sekunder dan energi primer. Energi surya Senyawa organik Energi inorganik (energi skunder) 6 nH2O + 6n CO2 (C6H12O6)n + n O2 Deforestry (pembabatan hutan) dpt mengganggu produksi O2 ke udara dan menurunnya CO2 Proses terjadinya reaksi fotosintesa ad. • Fotolisa air (Fase terang/photo) Energi photon/surya (e = he/λ ) H2O + Akseptor → 2 AH2 + O2 λ : Jenis dan lama penyinaran Klorofil di dlm khloroplas NADP Aseptor Hidrogen NADPH2 6 AH2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 3O2 + A (karbohidrat zat hidrat arang photosintesis), C3, C4, CAm Tanaman yg kurang efisien fotosintesisnya juga penggunaannya, rendah shg perlu tanaman lindung (toleran thp naungan) produktivitas Cirinya; berdaun relatif lebar (tanaman lantai hutan, bayem, tales, kakau, vanili dan cengkeh ). 1. Karbohidrat (Mencakup pati dan gula yg berubah pd proses pematangan). Pati, berada dlm plastid dlm bentuk khloroplas dan amiloplas. Terdapat 2 kelompok, yi. Amilosa dan Amilopektin, keduanya sbg penentu jenis pektin yg dikandung. Gula, terdiri dari glukosa, fruktosa dan sakarosa. Sakarosa dg enzim invertase menjadi glukosa dan fruktosa. Scr teoritis, pati dirombak menjadi gula glukosa, namun dalm penuaan kdr gula tdk banyak berubah. Diduga pati dipakai sbg sumber energi dlm klimaterik/respirasi lepas panen. Apel, dipanen kadar pati rendah dan dirombak habis selama penyimpanan, berbeda dengan buah pisang. Hal ini tergantung pd jenis tanaman dan kadar pati yg ada, baik untuk buah, sayuran ataupun umbi-umbian. Khusus kentang, selama penyimpanan kadar gula terlarut jadi meningkat, menyebabkan rasa lebih manis. Fruktosa % Berat Glukosa Sukrosa Pati Enzim glukosa + fruktosa Invertase Waktu simpan Enzim Pati turun sukrosa naik glukosa + fruktosa Invertase Pernapasan/respirasi % Berat Suhu dingin 6,5 OC Suhu kamar (27OC) Waktu simpan • Kasus buah mangga, terjadi penurunan disertai kenaikan pH dari 2,5 5,5. Penurunan asam sitrat mencapai 10xm asan malat 40x dan asam askorbat 2,5x • Hasil uji perombakan asam organik pada buah apel Konst. As. organik Klimakterik buah apel Asam malat Asam quinat Wakktu bertambah matang Panen Simpan • Mula-mula hilang as malatkemudian as sitrat sebagai petunjuk adanya katabolisme asam sitrat melalui asam malat. Fase klimakterik Malat (mg/100 g) Sitrat (mg/100 g) Oxalat (mg/100 g) Lain-lain (mg/100 g) Pra klimakterik 1.56 0.68 2.33 0.19 Klimakterik 5.37 1.70 1.32 0.16 Pasca klimakterik 6.20 2.17 1.37 0.17 • Adanya tendensi kenaikan proses respirasi diikuti kenaikan kadar protein • Dalam penyimpanan, degradasi protein akan terbentuk anion as amino dan sebagian amoniak • Terbentuknya amoniak perubahan pH >> CO2 (mg/100g) 120 Protein Kadar protein 80 110 CO2 90 70 60 Waktu simpan (N total) • Tekstur • rasa • bau/aroma • zat warna Triglirisida, diglerisida,sterol, estersterol, asam lemak bebas dari hidrokarbon sbg lemaknetral pd tomat, berkurang dengan perubahan warna dan meningkatnya stadium matang. 6. Enzim Perubahan fisik-kimia proses pematangan dan penuaan merupakan pengaruh enzim (reaksi reaksi enzimatik) Buah tomat lunak erat dengan bertambahnya pektinestenase dankegiatan poligalakturonatse Catatan: Perubahan penyusun utama selama pematangan • Penurunan: pati, selulosa, pektin dan as malat • Meningkat : gula total, sukrosa, pentosa, karotin, graniol • Menaik-turun : keasaman dan as. sitrat Hortikultura Ciri-ciri produk hortikultura Mudah rusak bila disimpan tanpa perlakuan khusus Komponen utama mutu produk ditentukan oleh kandungan air Ketersediaan produk, terutama buah-buahan bersifat musiman dan melimpah pada saat panen terutama panen raya Harga produk ditentukan oleh kualitas Manusia membutuhkannya dalam jumlah sedikit, namun apabila tidak dikonsumsi berakibat buruk pd kesehatan Sumber vitamin dan mineral Jenis dan Varietas Hortikultura 1. Tanaman Hortikultura Jenis Sayuran Sayuran adalah tanaman hortikultura yang pada umumnya mempunyai umur yang relatif pendek, yaitu kurang dari setahun Contoh sayur-sayuran : kubis, wortel, kentang, buncis dll Contoh bumbu-bumbuan : cabe, bawang, sirih , daun salam, laos dll Komponen penyusun sayuran Komposisi setiap macam sayuran berbeda-beda dan dipengaruhi oleh faktor : 1. Perbedaan varietas 2. Keadaan cuaca tempat tumbuh 3. Pemeliharaan tanaman 4. Tingkat kematangan pada waktu pemanenan 5. Kondisi penyimpanan Kadar air sayuran 70-95% Rendah kadar lemak dan protein Karbohidrat terdapat dalam bentuk selulosa (tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia) Macam sayuran Air % Protein % Lemak % Karbohidrat % Bayam Cabe merah segar Cabe rawit Daun pepaya Daun ketela pohon Jagung muda Jamur kuping segar Taoge kacang ijo Taoge kacang kedele 86.9 90.0 71.2 75.4 77.2 63.5 93.7 92.4 81.0 3.5 1.0 4.7 8.0 6.8 4.1 3.8 2.9 9.0 0.5 0.3 2.4 2.0 1.2 1.3 0.6 0.2 2.6 6.5 7.3 19.9 11.9 13.0 30.3 0.9 4.1 6.4 Mineral dan Vitamin Vitamin A (wortel), C (tomat), B1 (thiamin) Mineral kalsium (Ca), besi (Fe) Kandungan mineral dan vitamin dari beberapa macam sayuran (per 100 gram) Macam sayuran Kalsium (mg) Besi (mg) Vit A (mg) Vit B (mg) Vit C (mg) Bayam Daun katuk Daun kelor Daun ketela pohon Daun pepaya Sawi Tomat (matang) Wotel 267 204 440 165 353 220 5 39 3.9 2.7 7.0 2.0 0.8 2.9 0.5 0.8 6.09 10.37 11.30 11.00 18.25 6.46 1.50 12.00 0.80 0.10 0.21 0.12 0.15 0.09 0.06 0.06 80 239 220 275 140 102 40 6 Pigmen • Klorofil Klorofil berada dalam kloroplast Klorofil terdapat dalam bentuk ikatan kompleks dengan molekul protein dan lemak Klorofil bebas sangat tidak stabil, dan ion Mg diganti oleh ion H Pheophytin (hijau coklat) Reaksi klorofil dgn asam Pheophytin • Untuk mempertahankan warna hijau selama pemasakan, dilakukan penambahan larutan alkali Misalnya, NaOH atau KOH sampai pH larutan menjadi 8 Karotenoid • Warna kuning, orange sampai merah • Larut didalam lemak dan pelarut organik Beta karoten adalah prekursor vitamin A Setiap molekul beta karoten dpt diubah menjadi 2 molekul vitamin A Karotenoid terdapat dalam kloroplast Karotenoid tahan terhadap panas dan perubahan pH, tetapi peka terhadap oksidasi Karotenoid yang terdapat dalam sayuran : 1. Karoten (orange) ; wortel, jagung 2. Likopen (merah) ; tomat 3. Xantofil (Kuning orange) ; jagung 4. Krosetin (kuning orange) ; kunyit Flavonoid • Flavonoid adalah pigmen berwarna merah, kuning, biru dan ungu. • Terdiri dari : antosianin, antoxantin dan tanin • Antosianin :pigmen warna ungu, biru atau merah, larut air • Antoxantin adalah pigmen warna kuning atau putih • Tanin :pigmen yg tidak berwarna, tdd katechin dan leukoantosianin Kandungan lain • Komponen lain : pati, gula, asam-asam amino, asam-asam organik, enzim dan zat pembentuk aroma (ester, alkohol, asetat, hidrokarbon) • Enzim Struktur sayuran Sistem jaringan kulit • Sel-sel epidermal, bentuk beragam tergantung letaknya pd tanaman • Membran kultikula, merupakan badan yg berlapis-lapis yang menutupi epidermis • Mulut kulit (stoma), terdapat pd epidermis dan berfungsi sebagai katup-katup kecil untuk pertukaran gas • Lentisel, respirasi berjalan lebih cepat dengan penyediaan oksigen yang berkesinambungan Sistem dasar Kolenkim : jaringan penguat/penunjang, mengandung pektin dan air dalam jumlah banyak. Terdapat pada tepi batang, tangkai daun Sklerenkim : mempunyai sel sekunder tebal dan berkayu Sistem berkas pengangkut Xylem : mengangkut air dan nutrien mineral yang larut Floem : mengangkut zat makanan yang disintesis di daun Penggolongan sayur-sayuran Berdasarkan bagian dari tanaman : 1. Sayuran umbi-umbian • • • Akar (ubi jalar, wortel) Umbi akar (kentang, bit) Umbi bunga (bawang merah, bawang putih) 2. Sayuran buah-buahan • Polong-polongan (buncis, kapri, kacang merah, kacang panjang, pete, jengkol) 3. Biji-bijian • • Buah-buahan berbiji banyak (tomat, cabe, terong) Biji-bijian dari tanaman merambat (paria, ketimun, labu) 4. Sayuran Daun-daunan • • Sayuran batang muda/pucuk (asparagus, rebung) Sayuran tangkai daun (seledri, daun bawang, sereh) 5. Sayuran kecambah (tauge) 6. Jamur (jamur merang) Komponen Penyusun Buah-buahan Jenis Buah Air (%) Protein (%) Lemak (%) Karbohidrat (%) Alpukat Apel Arbei Jambu air Jambu bol Jeruk keprok Mangga golek Nanas Pepaya Pisang ambon Psang raja 84.3 84.1 89.9 87.0 84.5 87.3 82.7 85.3 86.7 72.0 65.8 0.9 0.3 0.8 0.6 0.6 0.57 0.5 0.4 0.5 1.2 1.2 6.5 0.4 0.5 0.2 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 7.7 14.9 8.3 11.8 14.2 7.74 16.7 13.7 12.2 25.8 31.8 Karbohidrat 1. Pati Pati akan terus bertambah selama pendewasaan sel (terutama buahbuahan klimaterik) 2. Gula Sukrosa pd beberapa buah klimaterik kadang-kadang naik selama pendewasaan sel (mangga) Tomat : selama pertumbuhan dan pendewasaan sel kenaikan gula sangat sedikit atau tidak sama sekali Glukosa dan fruktosa pd buah-buahan klimaterik dan nonklimaterik pd umumnya bertambah selama pertumbuhan dan pendewasaan sel Klimaterik : laju respirasi meningkat tajam selama periode pematangan (apel, pisang, pepaya, tomat ) Non klimaterik : tidak ada perubahan laju respirasi pada akhir periode pematangan (jeruk, nenas, durian, rambutan, duku) 3. Pektin, Zat pektik : polisakarida dari asam galakturonat dengan metil ester. Hidrolisa pektik menghasilkan pektin Selama pematangan buah, umumnya total pektin akan menurun Mineral dan vitamin Jenis buah Kalsium (mg) Besi (mg) Vit A (I.U) Vit. B1 (mg) Vit C (mg) Alpukat Jambu bol Jeruk keprok Mangga golek Nangka Nanas Pepaya Pisang raja 10 29 23 14 6 20 23 10 0.9 1.2 0.3 0.7 0.3 0.9 1.7 0.8 180 130 298 3715 92 330 365 950 0.05 0.02 0.05 0.08 0.02 0.07 0.04 0.06 13 22 22 30 2 7 78 10 Pigmen Klorofil Karotenoid Flavonoid • Antosianin : anggur, tomat • Antoxantin : pisang • Tanin : salak, pisang Asam organik Selama proses pematangan buah,asam organik turun, kandungan gula naik Asam sitrat, asam malat Kandungan lain • Selulosa, pentosan, asam amino, enzim dan zat pembentuk aroma (ester, alkohol, karbonil, eter, hidrokarbon, senyawa aromatik) • Enzim : metil esterase, selulase, amilase, invertase, lipase, katalase, peroksidase, phenolase, protease • Kandungan fenol Struktur buah-buahan 1. Sistem jaringan kulit • Sel-sel epidermal • Membran kutikula (penguapan air, masuknya patogen-patogen dan zat-zat kimia) • Stomata (katup-katup kecil untuk pertukaran gas, proses respirasi) • Lentisel (pertukaran gas antara sel-sel dibawah epidermis dengan udara) 2. Sistem dasar Parenkim (menimbun pati, protein, minyak) Kolenkim (jaringan penguat atau jaringan penunjang) Sklerenkim (penunjang organ-organ tumbuhan) 3. Sistem berkas pengangkutan Xylem (mengangkut air dan nutrien mineral yang larut) Floem (mengangkut zat makanan yang disintesis di daun) Penggolongan buah-buahan 1. Berdasarkan Musim Buah • Tanaman tidak musiman Dapat menghasilkan buah sepanjang tahun, walaupun ada masa berbuah sedikit Contoh : pisang, nanas, pepaya, jambu biji, markisa • Tanaman berbuah musiman Pada waktu tertentu berbuah banyak, pada saat lain tidak berbuah sama sekali Contoh : mangga,rambutan, duku, durian, jambu bol 2. Berdasarkan iklim tempat tumbuh • Buah-buahan iklim panas atau tropis Buah-buahan yang tumbuh di daerah yang memp suhu udara kira-kita 25°C atau lebih Contoh : nanas, pisang, pepaya, alpukat, rambutan, durian. • Buah-buahan iklim sedang atau subtropis Buah-buahan yang tumbuh di daerah yang mempunyai suhu udara maksimum 22°C Contoh : anggur, apel, jeruk, arbei
