perkembangan pemanfatan mengapa enzim penting … sirup jagung ... digunakan pada industri hasil...

1

Perkembangan PemanfatanPerkembangan PemanfatanEnzimEnzim

2

Mengapa Enzim Penting dalamMengapa Enzim Penting dalamIndustri Pangan?Industri Pangan?

Ditambahkan atau digunakan untukreaksi tertentu◦ Keuntungan Alami, non toksik Mengkatalisis reaksi khusus Aktif pada kondisi suhu rendah Aktif pada konsentrasi rendah Laju reaksi dapat dikontrol Dapat diinaktivasi

Terdapat secara alami – harusdiinaktivasi

Terdapat secara alami – diinginkanaktivasinya

Digunakan sebagai indikator padaproses pengolahan

Digunakan untuk mengukurkomponen di dalam bahan pangan

3

Mengapa Enzim Penting dalamMengapa Enzim Penting dalamIndustri Pangan?Industri Pangan?

Percobaan dengan Enzim DalamPercobaan dengan Enzim DalamBidang PanganBidang Pangan

Browning enzimatis pada buah dansayur

Koagulasi susu dengan penambahanrennet

2

Browning Enzimatis pada Buah dan SayurBrowning Enzimatis pada Buah dan Sayur

Potongan apel (atau kentang, pisang,dll) dimasukkan ke dalam larutanberikut :.◦ Kontrol (dibiarkan di udara terbuka)◦ Air◦ 0.1% asam asetat◦ 0.1% asam sitrat◦ 0.1% asam askorbat Terjadinya pencoklatan diamati

setelah 5, 10, dan 20 menit

Sampel setelah 5 menitSampel setelah 5 menitKontrol



3

KontrolKontrol AirAir

0.1%0.1% Asam AsetatAsam Asetat 0.1%0.1% Asam SitratAsam Sitrat

4

0.1%0.1% Asam ASkorbatAsam ASkorbat Mengapa???Mengapa??? Asam Askorbat – Bertindak sebagai antioksidan;

Oksigen lebih suka mengoksidasi askorbat daripadakomponen fenolik

Asam sitrat – Bertindak sebagai chelating agent(pengkelat) ; kompleks ion Cu yang perlu untuk aktivitasenzim

Asam asetat – asam organik kuat ; menurunkan pHhingga < 3.0 dan menginaktifkan enzim secarairreversibel

H2O – Oksigen perlu untuk reaksi pencoklatan;perendaman dalam air mengurangi ketersediaan oksigen

Koagulasi Susu dengan Penambahan RennetKoagulasi Susu dengan Penambahan Rennet

Pipet masing-masing10 ml susu dan masukkanke dalam tabung Ke dalam 2 tabung, tambahkan 1.5 ml larutan

renet 1% Campur (tabung ke-3 digunakan sebagai kontrol

yang tidak mengandung renet) Satu tabung berisi renet ditempatkan dalam

waterbath pada suhu 37 C Amati terjadinya koagulasi.

Koagulasi SampelKoagulasi Sampel Kontrol

5

Koagulasi SampelKoagulasi Sampel 1% larutan renet tanpa pemanasan

5 menit 10 menit 20 menit

Koagulasi SampelKoagulasi Sampel 1% larutan renet dengan pemanasan suhu 37oC

5 menit 10 menit 20 menit

MengapaMengapa ?? Rennet

◦ Enzim yang diperoleh dari lambung keempathewan ruminansia, dan dari beberapamikroorganisme

◦ Memotong ikatan pada K-kasein dari susu yangmenginisiasi terjadinya koagulasi

◦ Koagulasi protein susu pada pembuatan keju◦ Membantu pembentukan flavor dan tekstur pada

pematangan keju.

Pemanasan yang tidak terlalu tinggimempercepat reaksi enzim.

Contoh Lain Enzim dalam Bidang panganContoh Lain Enzim dalam Bidang pangan

Susu◦ Laktase◦ Alkalin phosphatase◦ Lipase◦ Plasmin

Nenas Segar Vs Kaleng◦ Bromelin dapat memecah gelatin yang digunakan sebagai

penstabil Pelunakan daging – menggunakan bromelain, fisin, atau

papain Blanching sayuran – catalase dan peroxidase Jus Aple Yang Keruh Vs Jernih Jeruk Mandarin Bawang – enzym alliinase bekerja pada komponen sulfur.

6

Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang Pangan

HIDROLASE Enzim yang bekerja memutus suatu ikatan ikimia dengan bantuan air

1. Glikosida HidrolaseA) Enzim yang menghidrolisis pati (Ikatan glikosidik)

◦ -amylase Menghidrolisis ikatan -1-4 glikosida pada pati Menghasilkan dekstrin, maltosa dan maltotriosa

◦ -amylase Mengjhidrolisis ikatan -1-4 glikosida dari gula non reduksi pada pati Menghasilkan maltosa

◦ Glucoamylase Menghidrolisis ikatan -1-4 dan -1-6 glikosida dari pati Dapat menghidrolisis pati menjadi gula

◦ Pullulunase Menghidrolisis ikatan -1-6 glikosida di dalam pati

Terdapat secara alami di dalam bahan pangan atau mikroorganismeyang ditambahkan ke dalam bahan pangan


Hidrolisis Glikosida

Produksi Sirup jagung◦ Pati dikonversi menjadi

syrup glukosa denganpenambahan enzim

◦ Dimulai dari -amylaseuntuk memecah amilosadan amilopektin menjadiunit yang lebih kecil

◦ Kemudian glukoamilasememecahnya menjaduglukosa

◦ Jika yang diinginkan adalahmaltosa maka digunakan -amylase dan pullulanase

Baking◦ -amylases penting untuk proses dekstrinisasi dari granula pati yang

pecah selama penggilingan dan dekstrin dihidrolisis menjadi maltosa oleh-amylase menghasilkan gula yang dapat difermentasi oleh ragimembentuk CO2 (penting untuk pengembangan roti)

◦ Pati berperan penting dalam menentukan tekstur dan mutu dari roti◦ Amylase ditambahkan pada produk bakery meminimalkan stalling◦ Penambahan -amylases ke dalam tepung diperlukan terutama tepung

yang berasal dari gandum yang dipanen pada musim kering

Brewing◦ Pada kecambah barley alilase terdapat dalam jumlah tinggi (tidak perlu

ada penambahan dari luar)◦ Selama proses penggilingan kecambah barley dengan penambahan air

pada suhu 50o C, amylase menghidrolisis pati menjadi maltosa sehinggadapat digunakan ragi untuk menghasilkan CO2 dan etanol.

Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang PanganB) Invertase

◦ Enzim yang menghidrolisis ikatan glikosidik antara glukosadan fruktsa pada sukrosa Menghasilkan gula invert (glukosa dan fruktosa bebas) Populer pada industri konfeksionari karena gula invert

lebih manis daripada sukrosa dan kecenderunganmembentuk kristal lebih rendah Populer pada industri soft candy fillings

C) Lactase◦ Enzim yang menghidrolisis ikatan glikosidik antara galaktosa

dan glukosa pada laktosa Meningkatkan kemanisan dan kelarutan gula Digunakan pada industri hasil ternak untuk meminimalkan

kristalisasi di dalam es krim dan menghasilkan produkbebas laktosa


7

2. Pektinase Terdapat pada buah dan sayuran dan menyebabkan

terjadinya degradasi komponen pektat◦ Pektin metil esterase Menghidrolisis ikatan metil ester pada pektin Menyebabkan berkurangnya “cloud” pada jus jeruk (big problem)

Mengubah pektin dalam bentuk koloid menjadi pektin non-koloid Ditambahkan jika “clarity “ /kejernihan memang diinginkan (misal jus apel)

PME

90C for 1 min

O OO

O O OO

C O O CH 3 C O O H C O O C H3

O OO

O O OO

C O O C H3

C O O H C O O C H3

O OO

O O OO

C O O C H3

C O O H C O O C H3

O OO

O O OO

C O O C H 3 C OO H C O O C H3

O OO

O O OO

C OO H C OO CH3

O

O OO

O O OO

COO H C OO CH3OCa

O OO

O O OO

C OO H C OO CH3

O

O OO

O O OO

COO H C OO CH3OCa

O OO

O O OO

CO OH CO OCH3

O

O OO

O O OO

C OOH CO OC H3OCa

O OO

O O OO

C OOH CO OC H3

O

O OO

O O OO

C OO H C OOC H3

OCa


3. Protease◦ Enzim yang menghidrolisis ikatan peptida pada protein

A) Papain◦ Terdapat pada pepaya◦ Stabil pada kisaran pH (3-11) dan suhu yang luas

Aplikasinya dalam produk pangan sangat luas1. Digunakan sebagai pelunak daging pada bagian dalam potongan daging

(juga dapat digunakan potongan nenas pada daging) Enzim masuk ke dalam daging dan menghidrolisis jaringan

konektif protein terlebih dahulu (misal kolagen) danmelunakkan daging

Mencegah “liquefaction” daging Jika pepaya mentah dicampur dengan Jell-O tidak akan

membentuk gel Enzim pelunak daging lainnya : fisin (darifigs), bromelin ( dari

nenas) dan protease mikroba

Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang Pangan EnzymesEnzymes –– Important food enzymesImportant food enzymes

2. Papain juga digunakan dalam penjernihan bir◦ Jika botol atau kaleng bir didinginkan pada suhu < 10C (50F) akan

terbentuk kabut Interaksi antara protein/polipeptida dengan tanin di dalam bir

◦ Dapat diatasi dengan chill-proofing Protease (umumnya papain) ditambahkan selama dan setelah

fermentasi untuk menghidrolisis protein/polipeptida untuk mencegahterjadinya terbentuknya agregat pada saat pendinginan

8

B) Protease digestif◦ Tripsin & Kimotripsin Terdapat pada pankreas hewan Menyebabkan terjadinya masalah dalam daging jika terkontaminasi

dengan bagian pencernaan (misalnya produk daging gilingterjadi pelunakan yang berlebihan Digunakan untuk membuat hidrolisat protein untuk industri

pangan, minuman dan farmasi Aktif pada pH 7-9

◦ Pepsin Aktif pada pH sangat asam (pH 1.8) Penggunaannya terbatas

Digunakan dalam pembuatan keju, chillproofing dan pembuatanhidrolisat protein Penggunaannya terutama pada makanan ternak, pupuk, dan

sedikit pada bahan pangan

Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang Pangan◦ Kimosin (rennin) Penting pada industri keju bermutu tinggi Ditemukan pada lambung ke empat perut anak sapi Sangat mahal dan “inhumane” untuk diproses, sehingga saat ini diproduksi

melalui rekayasa genetika bakteri Memiliki aktivitas yang sangat spesifik Menghidrolisis hanya satu ikatan pada к-casein, salah satu jenis dari protein

terdapat pada kompleks protein susu (к-, -, -kasein) Memutus kompleks kasein (misel) dan membentuk agregat yang kemudian

menggumpal, tahap pertama dalam produksi keju

Banyak protease lainnya yang juga bisa menginisiasi terbentuknya endapan sususeperti halnya kimosin, tetapi protease2 ini umumnya akan melanjutkan proseshidrolisis kasein membentuk hidrolisat kasein yang menghaslkan peptida yangrasanya pahit dan memecahkan kembali endapan


C) Protease Mikroba◦ Protease Kapang Beberapa memiliki kemampuan yang hampir sama dengna

kimosin dalam membentuk gumpalan keju Protease dari Aspergillus oryzae digunakan untuk memecah

protein (gluten) pada roti sehingga mengurangi waktupencmapuran dan adonan menjadi mengembang Beberapa digunakan untuk membantu pembentukan flavor dan

tekstur serta mempercepat proses fermentasi pada produk hasilternak yang difermentasi Juga digunakan untuk melunakkan daging

◦ Protease Bakteri Subtilisin dari Bacillus subtilisin banyak digunakan sebagai

chillproofing dalam pembuatan bir dna dikombinasikan denganpapain


4. Lipase◦ Enzim yang menghidrolisis ikatan ester antara molekul asam lemak dan

gliserol Bekerja pada interfase air-minyak

◦ 2 Kelompoka) 1,3-lipase; bekerja pada ikatan ester pada SN1 danSN3b) 2-lipase; bekerja pada ikatan ester pada


9

◦ Lipase memiliki dampak besar terhadap mutu produk panganA) Memacu terjadinya ketengikan hidrolisis

BURUK jika ALB dilepaskan dari bahan panga berlemak dan bereaksi denngan

protein kemudian mendenaturasi protein dan menghasilkantekstur daging yang keras (terjadi pada daging yang dibekukan) Tidak diinaktivasi di dalam susu akan menghasilkan SCFA yang

sangat volatil dan juga dapat teroksidasi BAIK jika Digunakan pada produk fermentasi Penting dalam pematangan keju dan sosis kering SCFA dikeluarkan dari lemak susu menghasilkan aroma dan flavor

yang khas (khususnya C:8)


B) Enzim lipase juga dapat digunakan untuk memodifikasi sifat lemak Banyak digunakan dalam industri margarin untuk memodifikasi struktur kristal

lemak sehngga dihasilkan produk dengan tekstur dan titil leleh yang berbeda Digunakan dalam memproduksi mono dan digliserida (emulsifier) Sistem reaksi sangat unik karena enzim ini larut air tapi bekerja pada substrat

lemak

Enzim terdapat pada dropletair dari droplet emulsi air didalam minyak dan bekerjapada lemak yang terdapat disekitar air


ISOMERASE Mengkatalis pengaturan intramolekul di

dalam suatu molekul Glukosa isomerase

◦ Paling penting dalam industri pangan◦ Engkatalis “isomeric rearrangement” dari glukosa

menjadi fruktosa (mengonversi aldosa menjadiketosa)

Glu isomerasepH 750-60C

CornSyrup

42% (HFCS) 52%


10

OXIDOREDUKTASE Enzymes that catalyze the oxidation or

reduction of substrates

A) Lipoksigenase◦ Banyak dijumpai pada berbagai jeinis

tanaman (terutama legumnosa) sertapada jaringan hewan (misalnya kulitikan)

◦ Khusus untuk oksidasi asam lemakyang memilki unit cis, cis penta-1,4-diene, sehingga ada 3 asam lemak yangdapat dijadikan substrat : Asam linoleat (2 double bonds) Asam Linoleat d (3 double bonds) Asam Arakidonat (4 double bonds)

Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang Pangan Enzim Penting dalam Bidang PanganEnzim Penting dalam Bidang Pangan

Peranan lipoksigenase dalam bahan pangan Berperan dalam proses bleaching terigu dan tepung kedelai Oksidasi lipid dan oksidasi produknya Memecah produk hidroperoksida yang menghasilkan off-flavor Produk oksidasi (radikal bebas atau hidroperoksida) dapat berikatan dan/atau

mengoksidasi protein sehingga bermasalah dalam tekstur Oksidasi lemak juga menyebabkan hilangnya nilai gizi lemak dari asam leak

esensial tidak jenuh rantai panjang (PUFA) Juga dapat mengoksidasi vitamin Klorofil dan karoten mengalami bleaching

Kerjanya dapat dihambat dengan antioxidan

B) Polyphenol oxidase (PPO)◦ Ditemukan di dalam tanaman (buah

dan sayuran), hewan (termasukmanusia), serangga dan mikroba

◦ Mengkatalis oksidasi kompnenfenolik (mono dan/atau difenol)dengan adanya O2 menghasilkanquinon yang kemudian mengalamipolimerisasi menjadi pigmen melanin(diinginkan atau tidak diinginkan)

◦ Aktivitasnya dapat dihambat dengan Mengeluarkan O2

pH < 4.5 (lemon juice) Asam askorbat (vit-C) (juga pada

lemon juice) Bi-sulfites EDTA

Undesirable browning of apples,bananas, mushrooms, shrimp, lobster,human freckles?Up to 50% economic loss of tropicalfruit due to PPO activity

Desirable browning of tea, coffee,cocoa, raisins, prunes, tobacco,human tan, freckles?

Polymerizes Melanins


11

Memodifikasi selulosa untukmeningkatkan sifat serat-viskositas, mouthfeel

Fungsi Enzim pada Produk BakeryFungsi Enzim pada Produk Bakery

Karakteristik Target Pengembangan Enzim yang digunakanKemampuanuntukdiproses

Mengurangi waktipencampuran danpengembangan, danmeningkatkan stabilitasadonan

Protease,hemiscellulasesoxidase, lipase

Volume Volume > , khusunyauntuk produk denganserat tinggi

α-amylase,hemicellulase,cellulase, lipase,protease

Stabilitas Pengaruh antistalling,meingkatkan umursimpan, danmemperbaiki kesegaran

α-amylase,hemisellulase

Karakteristik Target Pengembangan Enzim yang digunakan

Tekstur Crumb lebih lunak,halus dan struktur poribaik, sifat krispy lebihbaik, higroskopisitaslebih kecil

α-amilase, Protease,hemiselulase

warna Pencoklatan,memperbaiki warnacrust, pengaruhbelaching

α-amilase,glucoamilase(hemiselulase),lipoksigenase

Flavor Produksi substratfermentasi danprekursor aroma

α-amilase, protease,lipoksigenase, lipasesglukosa oksidase

Karakteristik TargetPengembangan

Enzim yangdigunakan

Karakteristik Gizi Meningkatkanjumlah serat totaldan serat panganlarut, mengurangilemak

Hemicellulases,cellulases

Menggantikanbahan-bahan kimia

Menggantikanbromat, sodiummetabisulfit, gluten

α-amylase, glukosaoksidase,hemiselulase,lipoksigenase,selulase, lipase,protease

12

TipeTipe--tipe enzim pada Produk Bakerytipe enzim pada Produk Bakery

Enzim Substrat utama pada tepung rotiEnzim Amilolitikα-amilaseβ-amilaseGlukoamyiasePullulanase

PatiAmilosa & amilopektinAmilosa & amilopektinAmilosa & amilopektinAmilopektin

Selulase & hemiselulase

SelulaseLaminarinaseLicheninaseXylanaseα-arabinosidase

Komponen dinding sel : selulosa, β-glukan, pentosanSelulosa & β-glukanβ-glukanβ-glukanArabinoxylanArabinoxylan

Enzim ProteolitikProteasePeptidase

PatiProteinsPeptide

Kerja Enzim Pada PentosanKerja Enzim Pada Pentosan Pentosan (terutama arabinoxylans)

terdapat sebanyak 2-3% di dalam tepungterigu, dan 5% pada tepung utuh dan 8%dalam tepung rye Pentosan yang tidak larut menyulitkan

pengembangan gluten Pentosan dapat menyerap air 10 x dari

beratnya -1/3 dari daya ikat air tepung

Mendegradasi pentosan (misal xylanase)menyebabkan air teredistribusi daripentosan ke pati dan fase gluten – adonanmenjadi lebih lunak dan mudah untukidiproses Penambahan xylanase mengatasi masalah

yang disebabkan oleh penambahan seratpangan

Kerja Enzim Pada PentosanKerja Enzim Pada Pentosan

perkembangan pemanfatan mengapa enzim penting … sirup jagung ... digunakan pada industri hasil...

Documents