Pengertian dan Fungsi Hormon Etilen

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.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hormon Progesteron dan penggantian Hormon Progesteron (LENGKAP)

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.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian dan Fungsi Hormon Auksin

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, 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).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Hormon Tumbuhan – Pengertian, Ciri & Fungsi Masing-Masing | Ayoksinau.com

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):

ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.
Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase(ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).
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. 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 30^oC, 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 32^oC, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Macam-Macam & Manfaat Bioteknologi Bagi Kehidupan Manusia | Ayoksinau.com

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:

mendukung respirasi climacteric dan pematangan buah
mendukung epinasti
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.
menstimulasi perkecambahan
menstimulasi pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar dibandingkan dengan pertumbuhan secara longitudinal
mendukung terbentuknya bulu-bulu akar
mendukung terjadinya abscission pada daun
mendukung proses pembungaan pada nanas
mendukung adanya flower fading dalam persarian anggrek
menghambat transportasi auxin secara basipetal dan lateral
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 bunga, kelopak bunga, atau secara umum terjadi pada daerah sambungan atau sendi tanaman (abscission zone) (Simbolon, 1991).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Mineral : Fungsi dan Jenis dan Mineral Yang Dibutuhkan Tubuh

Interaksi Etilen dan 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).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian dan Fungsi Giberelin (Lengkap)

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 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).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Jenis-Jenis Monera(Bakteri) dan Jeins-Jenis,Pengertian Ganggang Biru (Cyanobacteria)

Fungsi Hormon Etilen

Etilen merupakan hormon tumbuhan yang berbetuk gas sehingga sering disebut dengan gas etilen. Tumbuhan memproduksi etilen ketika mendapat cekaman lingkungan seperti kekeringan, tekanan, banjir, liku, ataupun infeksi. Etilen mempunai beberapa fungsi bagi tumbuhan yaitu ialah menanggapi tekanan fisik, senesensi, absisi daun, dan juga pematangan buah.

Menanggapi tekanan fisik

Biji yang berkecambah akan selalu tumbuh ke atas menuju sinar matahari. Akan tetapi apakah yang akan terjadi jika diletakkan batu di atas biji tersebut? Biji tersebut tidak bisa langsung tumbuh ke atas, melainkan harus tumbuh ke samping dulu (tumbuh horizontal) guna menghindari batu dan akhirnya tumbuh ke atas.

Kemampuan untuk tumbuh ke arah samping tersebut ialah pengaruh dari meningkatnya hormon etilen. Batu yang menindih akan dapat memberikan tekanan fisik pada calon tumbuhan baru sehingga memicunya untuk memproduksi etilen. Hormon ini akan mempengaruhi arah pertumbuhan kecambah guna menjauh dari tekanan fisik yang diterimanya.

Senesensi

Senesensi merupakan pengaturan matinya sejumlah sel, organ, atau seluruh bagian tumbuhan. Daun yang rontok pada musim gugur, matinya tumbuhan annual (tumbuhan 1 tahun) setelah berbunga, dan juga matinya jaringan xilem setelah mengalami kematangan merupakan contoh senesensi.

Meningkatnya kadar etilen akan dapat mempengaruhi jenis tumbuhan tertentu untuk melakukan apoptosis. Apostosis ialah pengancuran sel oleh tumbuhan itu sendiri karena sebab tertentu. Etilen akan mempengaruhi diproduksinya hormon-hormon pendegradasi DNA, klorofil, dan juga organel sel lainnya sehingga sel menjadi mati. Matinya sejumlah sel ataupun seluruh sel inilah yang menyebabkan senesensi.

Absisi daun

Absisi daun merupakan rontoknya daun dari batang. Kadar etilen yang tinggi akan menyebabkan daun menjadi mati dan juga kemudian berguguran. Sebelum daun berguguran, sejumlah mineral penting akan diserap dari daun tersebut agar bisa digunakan untuk membentuk daun yang baru. Pemberian gas etilen pada daun akan dapat menyebabkan daun rontok lebih cepat dibandingkan dengan daun yang tidak diberi tambahan etilen.

Pematangan buah

Buah yang telah tua akan memproduksi etilen yang bisa mempengeruhi pematangan buah tersebut. Etilen akan mempengaruhi diproduksinya enzim-enzim yang bertugas untuk menghancurkan dinding sel, mengubah tepung dan juga asam manjadi gula, mengubah warna buah, dan menghasilkan aroma yang harum. Karena bentuknya ialah gas, etilen bisa dengan mudah menyebar dari satu buah menuju buah yang lain.

Buah yang disimpan dalam wadah tertutup akan lebih cepat matang dibandingkan dengan buah yang disimpan dalam wadah terbuka. Hal ini terjadi karena adanya akumulasi gas etilan yang tidak bisa keluar karena wadahnya tertutup dengan rapat.