Fisiologi buah-buahan sangat penting diketahui untuk tujuan penanganan dan pengolahan. Fisiologi buah-buahan berkaitan dengan aspek-aspek: proses pertumbuhan dan respirasi seperti pematangan, kelayuan (senescene), klimaterik, dan peran etilen pada proses pematangan buah.
a. Proses pertumbuhan dan respirasi
Tahap-tahap proses pertumbuhan buah pada umumnya meliputi pembelahan sel, pendewasaan sel (maturation), pematangan (ripening), kelayuan (senescene) dan pembusukan (deterioration).
b. Proses pembelahan sel
Perbedaan buah yang tua (mature) dan yang matang (ripe) adalah buah yang tua keadaan sel-sel buah telah dewasa,sedang buah yang matang warna, cita rasa, dan kekerasanya telah berkembang sampai tingkat maksimum. Buah yang tua (mature) biasa disebut dengan ranum.
c. Respirasi
Respirasi merupakan proses utama dan penting yang terjadi pada hampir semua makluk hidup, seperti halnya buah. Proses respirasi pada buah sangat bermafaat untuk melangsungkan proses kehidupannya. Proses respirasi ini tidak hanya terjadi pada waktu buah masih berada di pohon, akan tetapi setelah dipanen buah-buahan juga masih melangsungkan proses respirasi. Respirasi adalah proses biologis. Dalam proses ini oksigen diserap untuk digunakan pada proses pembakaran yang menghasilkan energi dan diikuti oleh pengeluaran sisa pembakaran dalam bentuk CO2 dan air.
Contoh reaksi yang terjadi pada proses respirasi sebagai berikut :
Pembelahan –> Pendewasaan –> Kelayuan –> Pematangan –> Pembusukan
Pada gambar berikut tersaji kurva hubungan antara proses pertumbuhan buah dengan jumlah CO2 yang dikeluarkan selama respirasi.
Gambar 14. Skema (kurva) hubungan antara proses pertumbuhan dengan jumlah CO2 yang dikeluarkan (Syarief H., dkk., 1977)
Pada gambar tersebut terlihat bahwa jumlah CO2 yang dikeluarkan akan terus menurun, kemudian pada saat mendekati ”senescene” produksi CO2 kembali meningkat, dan selanjutnya menurun lagi. Buah-buahan yang melakukan respirasi semacam itu disebut buah klimaterik, sedangkan buah-buahan yang jumlah CO2 yang dihasilkannya terus menurun secara perlahan sampai pada saat senescene disebut buah nonklimaterik.
d. Pematangan
Proses pematangan buah sangat menarik untuk dipelajari. Perubahan yang secara umun mudah diamati adalah berubahnya warna kulit yang tadinya hijau menjadi kuning, buah yang tadinya bercita rasa asam menjadi manis, tekstur yang tadinya keras menjadi empuk (lunak), serta timbulnya aroma khas karena terbentuknya senyawa-senyawa volatil atau senyawa-senyawa yang mudah menguap.
C6H12O6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O + energi
Proses pematangan diartikan sebagai suatu fase akhir dari proses penguraian substrat dan merupakan suatu proses yang dibutuhkan oleh bahan untuk mensintesis enzim-enzim yang spesifik yang di antaranya digunakan dalam proses kelayuan.
e. Kelayuan (senescence)
Secara alami, setelah buah mengalami pematangan segera akan menuju ke proses berikutnya yaitu kelayuan. Akan tetapi seringkali proses kelayuan ini tanpa diawali dengan proses pematangan, kejadian ini terjadi pada buah-buahan yang mengalami kerusakan, misalnya terjadinya memar, luka dan sebagainya. Terjadinya kelayuan pada buah ini mudah diamati yaitu ditandai dengan kulit buah menjadi berkerut sebagai akibat berkurangnya kadar air di dalam buah.