LAPORAN 8 (Enzim)

VI.       PEMBAHASAN

 

Laporan ini akan membahas hasil praktikum pengujian aktivitas enzim dalam beberapa sayuran dan buah-buahan yang telah dilaksanakan pada tanggal 10 November 2011.

Sayuran dan buah-buahan adalah bahan pangan yang mempunyai daya simpan yang pendek dan mudah rusak. Hal ini disebabkan kadar air pada sayuran dan buah-buahan sangat tinggi sehingga merupakan tempat yang baik untuk berkembang biaknya mikroorganisme. Untuk mempertahankan memperpanjang daya simpan biasanya dilakukan perlakuan suhu tinggi dan suhu rendah. Perlakuan suhu rendah, misalnya pembekuan.

Enzim mempunyai peranan yang penting dalam makanan. Enzim terdapat secara alami dalam tanaman, hewan, maupun mikroba dan dapat menyebabkan perubahan komposisi bahan makanan. Perubahan yang terjadi antara lain perubahan citarasa, warna, tekstur, dan sifat-sifat lainnya. Perubahan tersebut dapat diinginkan atau tidak diinginkan.

Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat.

Proses pencoklatan atau browning sering terjadi pada buah-buahan seperti pisang, peach, pear, salak, apel, dan pala. Buah yang memar atau terluka akibat pemotongan dan lain-lain juga mengalami pencoklatan. Bagian yang luka tersebut menjadi berwarna gelap karena terjadi kontak dengan udara. Proses pencoklatan enzimatis berlangsung karena aktivitas enzim terhadap senyawa polifenol. Terjadinya reaksi pencoklatan diperkirakan melibatkan perubahan dari bentuk kuinol yang teroksidasi menjadi kuinon lalu mengalami polimerisasi menjadi pigmen berwarna coklat.

Adanya sejumlah enzim terutama katalase dan peroksidase  yang bersifat heat-resistant dalam buah-buahan dan sayuran, dapat menimbulkan perubahan yang tidak dikehendaki selama masa penyimpanan. Agar perubahan tersebut tidak terjadi, aktivitas enzim tersebut harus ditekan. Cara yang lazim dilakukan untuk inaktivasi enzim tersebut adalah dengan memblansing buah-buahan dan sayuran tersebut sebelum diproses lebih lanjut. Lama pemanasan sangat menentukan efektivitas inaktivasi enzim.

Dalam reaksinya, substrat bergabung dengan holoenzim dan dilepas dalam bentuk yang telah dimodifikasi. Dalam praktikum ini dilakukan perlakuan-perlakuan yang berpengaruh terhadap aktivitas enzim dengan melakukan pemblanchingan dan mengamati proses pencoklatan enzimatis pada bahan pangan.

Pencoklatan pangan terjadi secara luas, misalnya pada bahan pangan yang akan diolah atau memar karena perlakuan mekanis.pencoklatan enzimatis ini terjadi pada beberapa buah dan sayuran seperti kentang, apel, dan pisang apabila bagian jaringannya memar, dipotong, dikupas, terkena penyakit atau karena kondisi yang tidak normal. Jaringan yang memar akan cepat menjadi gelap apabila kontak dengan udara, atau disebabkan oleh konversi senyawa fenol menjadi melanin yang berwarna coklat dan menyebabkan pencoklatan enzimatis. Enzim yang berperan dalam reaksi pencoklatan ini diantaranya adalah polifenol oksidase atau fenolase.

 

6.1 Uji Peroksidase dan Katalase

Enzim proksidase adalah salah satu enzim yang termasuk kedalam jenis enzim fenol oksidase yang akan brepengaruh pada pencoklatan sayur atau buah. Enzim peroksidase merupakan salah satu enzim yang tahan panas (heat-resistant). Enzim ini dapat menimbulkan perubahan-perubahan yang tidak dikehendaki selama masa penyimpanan seperti bau dan rasa yang menyimpang. Cara yang tepat dan sederhana untuk menonaktifkan enzim ini adalah dengan memblansing sayuran dan buah-buahan tersebut. Penggunaan panas pada suhu tinggi dan waktu yang memadai akan menghambat fenolase dan enzim lain yang ada dalam pangan.

Jenis reaksi yang dikatalisis oleh peroksidase melibatkan hidrogen peroksida sebagai penerima, dan senyawa AH2 sebagai donor atom hidrogen, seperti ditunjukkan berikut ini :

H2O2 + AH2   peroksidase      2H2O + A

Peroksidase menyebar luas dalam jaringan tumbuhan. Enzim ini dapat mengkatalisis reaksi-reaksi pemicu terjadinya senesensi dan penguraian khlorofil. Apabila senesensi ataupun penguraian khlorofil ternyata tidak dikehendaki maka enzim dapat diinaktifkan untuk memperpanjang umur simpan dan mempertahankan kualitas sayuran dan buah-buahan. Enzim ini dapat diinaktifkan pada suhu 87.8 oC, dimana suhu ini dianggap sebagai batas minimum yang aman.

Dalam uji peroksidase ini, Guaiakol (metoksil fenol) sebagai donor hidrogen akan bereaksi dengan hidrogen peroksida membentuk senyawa yang berwarna merah kecoklatan. Reaksinya adalah sebagai berikut:

OH

H2O2 +                 OCH3                   H2O + Berwarna merah kecoklatan

 

Penambahan hidrogen peroksida (H2O2) berfungsi sebagai stimulan yang akan menentukan ada atau tidaknya enzim peroksidase dalam bahan atau sampel. Hal ini disebabkan karena hidrogen peroksida inilah yang nantinya akan bereaksi dengan guaiakol yang akan dikatalis oleh enzim peroksidase dalam bahan yang mengakibatkan perubahan warna sampel menjadi coklat sebagai dampak dari reduksi hidroperoksida menjadi air, seperti tampak pada reaksi di atas.

Peroksidase yang sudah inaktif dengan blansing dapat menjadi aktif kembali jika proteinnya yang sudah terdenaturasi kembali pada keadaan semula dan bertemu dengan grup metalnya. Berdasarkan hasil percobaan, sampel yang mengalami perubahan warna menjadi cokelat berarti pada sampel tersebut terdapat enzim peroksidase. Lama pemblansingan sangat menetukan dalam efektifitas inaktifasi enzim.

Pengujian yang selanjutnya dilakukan adalah pengujian terhadap enzim katalase. Katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang sama sekali tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam tubuh manusia juga menguraikan zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam format, maupun alkohol yang juga berbahaya bagi tubuh manusia.

Katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup. Enzim ini diproduksi oleh sel ada bagian badan mikro, yaitu Perioksisom Bagi sel, enzim ini adalah berfungsi melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bagi kebanyakan orgnisme ekuivalen dengan kerusakan.

Enzim katalase adalah salah satu enzim dalam buah atau sayuran yang tahan terhadap panas. Enzim ini dapat menyebabkan pencoklatan pada sayuran dan buah-buahan. Keberadaan enzim ini dapat dideteksi dengan H2O2, karena H2O2 akan berubah menjadi H2O dan oksigen dengan bantuan enzim katalase ini, reaksi nya akan beralangsung sebagai berikut :

H2O2                Katalase                 H2O   + O2

Selama enzim katalase masih ada pada sample oksigen akan selalu terbentuk. Keberadaan enzim katalase ini ditandai dengan adanya gelembung oksigen disekitar sample karena enzim katalase adalah jenis enzim pengoksidasi.

Lama pemanasan menentukan efektivitas inaktifasi enzim. Apabila blansing tidak cukup atau belum sempurna maka katalase akan aktif kembali. Berdasarkan hasil pengamatan, katalase pada sebagian besar sampel sudah inaktif pada lama blansing selama 5 menit. Hal ini dapat ditunjukkan ketika pada sampel tidak timbul gelembung O2 setelah dikocok kuat.

Dari hasil yang diperoleh, beberapa jenis sampel mengalami inaktivasi enzim setelah pemanasan selama 3 menit, sedangkan pada sampel lainnya masih terdapat enzim yang aktif meskipun telah dipanaskan selama 5 menit.

6.2 Perlakuan Terhadap Jaringan Bahan

            6.2.1 Pengirisan Bahan

Pada percobaan ini, terdapat sampel yang dipotong-potong menggunakan pisau berbeda (pisau stainless dan pisau biasa). Sampel yang dipotong menggunakan pisau biasa, warnanya lebih coklat dibandingkan dengan sampel yang dipotong dengan pisau stainless. Hal ini terjadi karena pada pisau biasa terdapat logam yang dapat menempel pada sampel yang telah dipotong dan logam tersebut dapat mempengaruhi pencoklatan yang terjadi. Pisau besi mengandung ion Fe, mudah berkarat(oksidasi) dan enzim polifenol oksidase akan bereaksi dengan besi dan mempercepat warna coklat. Istilah polifenol oksidase mencakup semua enzim yang mampu mengoksidasi senyawa fenol menjadi o-kuinon. Selain itu enzim ini juga dapat mengkatalisis pengubahan monofenol menjadi o-difenol. Untuk kedua jenis aktivitas ini keterlibatan logam Cu2+ sangat berperan. Aktivitas ini melibatkan tiga tahap dengan reaksi sebagai berikut:

Protein-Cu2+-O2 + monofenol                   Protein-Cu2+ + o-kuinon + H2O

(deMan, 1997)

6.2.2 Kondisi Bahan

Selain faktor diatas, kecepatan pencoklatan bisa dipercepat dengan menggunakan cara lain, misalnya dengan penghalusan bahan. Sampel yang dihaluskan warnanya sangat coklat, hal ini terjadi karena luas permukaan bahan yang dihancurkan menjadi kecil, sehingga oksigen yang dapat mempengaruhi pencoklatan bisa cepat masuk ke dalam rongga-rongga jaringan sampel. Yang terbanyak kedua adalah pada sampel yang dimemarkan dan selanjutnya pada bahan yang dipotong-potong.

Pada jaringan buah yang terluka, bagian yang terluka tersebut secara cepat mengalami pencoklatan atau berwarna gelap karena terjadi kontak dengan udara. Pada sampel dengan perlakuan dihaluskan, sampel tersebut memiliki banyak jaringan yang rusak karena proses dari penghalusan, sehingga bagian yang kontak dengan udara pun lebih banyak dan menyebabkan pencoklatan lebih banyak. Selain itu, pencoklatan ini terjadi karena mekanisme reaksi berjalan lebih cepat untuk permukaan substrat bahan yang lebih luas. Pada kelompok buah-buahan proses pencoklatan itu nampaknya tak dikehendaki. Pencoklatan pada sample buah dan sayuran setelah diberi perlakuan, disebabkan oleh pengaruh aktivitas enzim Polypenol Oxidase (PPO), yang dengan bantuan oksigen akan mengubah gugus monophenol menjadi O-hidroksi phenol, yang selanjutnya diubah lagi menjadi O-kuinon. Gugus O-kuinon inilah yang membentuk warna coklat.

5.3 Pengaruh Perlakuan Terhadap Pencoklatan Enzimatis

      Proses pencoklatan atau browning dapat kita temukan pada suatu bahan pangan, baik yang disengaja dengan maksud mempercantik tampilan atau menambah flavor, maupun yang tidak disengaja atau tidak diinginkan. Pada umumnya proses pencoklatan dapat di bagi menjadi dua jenis, proses pencoklatan yang enzimatik (dipengaruhi oleh substrat, enzim, suhu, waktu) dan nonenzimatik yang terbagi menjadi 3 macam reaksi yakni karamelisasi, reaksi Maillard dan pencoklatan akibat vitamin C.

Enzim yang terlibat dalam pencoklatan enzimatik dikenal dengan nama polifenoloksidase atau biasa disebut fenolase. Kerja fenolase bersifat merusak jika hal ini mengacu pada pencoklatan dalam jaringan tumbuhan yang memar dan rusak. Tetapi enzim ini bermanfaat pada pemrosesan teh dan kopi. Fenolase mampu mengoksidasi senyawa fenol menjadi o-kuinon dan mengkatalisis perubahan monofenol menjadi o-difenol.

Substrat enzim polifenol oksidase adalah senyawa fenol yang terdapat dalam jaringan tumbuhan, terutama flavonoid. Selain flavonoid, katekin, antosianidin, leukoantosianidin, flavonol, dan turunan asam sinamat merupakan substrat enzim polifenol oksidase.

Terdapat beberapa cara untuk mencegah atau meminimumkan pencoklatan enzimatik jaringan pada tumbuhan yang rusak. Cara yang pertama adalah menghilangkan oksigen molekul, kedua penambahan senyawa pereduksi yang dapat mencegah penumpukan o-kuinon.

Pada percobaan ini, setiap sampel masing-masing diberikan tiga perlakuan yang berbeda yaitu pemberian larutan yang berbeda dan waktu pemanasan yang perbeda pula. Tiga larutan yang digunakan adalah vitamin C 5%, Asam sitrat 1%, dan Aquades. Sedangkan, waktu pemanasan yang digunakan adalah 0, 1, 3 dan 5 menit.

Asam sitrat berpengaruh ganda pada fenolase, yaitu tidak hanya menurunkan pH medium, tetapi juga terjadi ikatan dengan Cu2+ pada enzim. Namun penggunaan asam sitrat ini tidak begitu efektif dalam penghambatan pencoklatan. Pencoklatan dapat dihambat secara efektif dengan menggunakan asam askorbat. Penambahan asam askorbat pada konsentrasi tertentu dapat mengendalikan pencoklatan dan menurunkan volume oksigen.

Asam askorbat (vitamin c) mampu menginaktivasi enzim fenolase pada bahan pangan. Hal ini terjadi dengan cara quinon dirubah menjadi difenol dan asam askorbat menjadi bentuk yang teroksidasi, dengan demikian polimerasi dan pencokelatan tidak terjadi. Sehingga jika menggunakan asam askorbat harus secukupnya karena reaksi pencokelatan hanya dapat ditunda sampai semua asam askorbat habis teroksidasi.

Perendaman dengan aquades merupakan cara yang paling sederhana dalam menghambat fenolase. Hal ini dapat membatasi kontak antara oksigen dengan jaringan bahan pangaan. Perendaman dalam air dimaksudkan juga untuk mengatur aliran bahan pangan sebelum dilakukan pemblansingan atau pengorengan.

Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa penggunaan asam yang dapat paling baik menghambat pencoklatan pada sampel adalah pengunaan vitamin C 5% dibandingkan dengan asam sitrat. Asam sitrat mempunyai efek ganda terhadap pencegahan fenolase, yaitu tidak hanya menurunkan pH, tetapi juga efek chelating unsur Cu dalam enzim. Namun demikian asam sitrat kurang efektif bila dibandingkan asam askorbat. Asam ini tidak mengubah citarasa dan merupakan vitamin yang dibutuhan oleh manusia. Percobaan ini membuktikan bahwa asam dapat digunakan untuk menghambat pencoklatan enzimatis. Hal ini terjadi karena enzim fenolase bekerja optimum pada keadaan yang sedikit asam. Sehingga dengan penambahan vitamin C dan asam sitrat bersifat dapat menurunkan pH sehingga pencoklatan enzimatis dapat dihambat. Konsentrasi asam yang ditambahkan dapat mempengaruhi hasil pencoklatan pada bahan.

 

 

 

VII.     KESIMPULAN

 

Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

  1. Pada  uji katalase, indikator positif jika sampel yang digunakan menghasilkan gelembung O2. Sedangkan pada uji peroksidase, indikasi adanya aktivitas enzim peroksidase adalah timbulnya warna coklat kemerahan.
  2. Enzim katalase dan peoksidase bersifat heat-resistant (tahan pemanasan 82oC) dalam buah-buahan dan sayuran yang dapat menimbulkan perubahan yang tidak dikehendaki selama penyimpanan.
  3. Blansing dengan waktu tertentu dapat menghilangkan katalase dan peroksidase.
  4. Asam sitrat mempunyai pengaruh penghambatan ganda pada pencoklatan enzimatis yang terjadi pada sayuran dan buahan
  5. Penggunaan larutan vitamin C (asam askorbat) merupakan penghambat reaksi pencoklatan enzimatis yang efektif dan juga dapat menurunkan volume oksigen (sampai separuhnya) melalui proses autooksidasi.
  6. Aquades tidak mempunyai fungsi yang begitu signifikan terhadap penghambatan reaksi pencoklatan enzimatis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

De Mann, J. 1989. Kimia Makanan. ITB. Bandung.

 

Muchtadi, T. R dkk. 1992. Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan. IPB. Bogor.

 

Tranggono dan Sutardi. 1990. Biokimia dan Teknologi Pasca Panen. PAU Pangan dan Gizi UGM. Yogyakarta

 

Winarno, F.G. 1982. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedea Pustaka Utama. Jakarta.

 

Lehninger, Albert L. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1.  Penerjemah : Maggy.

 

Tjahjadi, Carmencita. 2008. Pengantar Teknologi Pangan. Universitas Padjadjaran. Jatinangor.

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: