LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA "ENZIM"

TANGGAL: 26 NOVEMBER 2014

WAKTU: 10:00 – 12:30

DOSEN: HERMAWAN SEFTIONO

ENZIM

KELOMPOK 3: 

MAYA ADRIYANTI           13106006

EMILIA RATIH S              13106003

 RANI NURTAENI              13106012 

SHERLY PRICILA             13106009

ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS BIOINDUSTRI

UNIVERSITAS TRILOGI

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Enzim protease yang telah lama digunakan untuk pengempukan daging berasal dari tanaman misalnya enzim dari alam, enzim papain, rennin, fisin dan bromelin. Kebanyakan enzim dari alam terdapat pada bahan pangan, misalnya bromelin terdapat pada tanaman nanas dan papain terdapat pada tanaman papaya.

Papain merupakan enzim proteolitik yang diambil dari papaya (Carica papaya). Papain digunakan untuk pengempukan daging, bahan penjernih pada industri minuman bir, industri tekstil, indutri penyamakan kulit, industri farmasi dan alat-alat kecantikan (kosmetik) dll. Papain biasa diperdagangkan dalam bentuk serbuk putih kekuningan dan harus disimpan dibawah temperature 4^oC (Fitriani, 2006). Papain merupakan salah satu enzim proteolitik yang dihasilkan dari isolasi penyadapan getah buah papaya. Enzim papain berasal dari buah papaya, sedangkan kandungan tertinggi papain terdapat pada buah papaya muda. Dalam getah papaya yang masih muda terdapat tiga jenis enzim, yaitu enzim papain, kimopapain, dan lisozim. Enzim papain dan kimopapain ini mempunyai kemampuan menguraikan ikatan-ikatan dalam molekul protein, sehingga protein terurai polipeptida dan dipeptida. Akan tetapi, untuk proses pengempukkan daging lebih efektif menggunakan enzim papain.

Enzim bromelin adalah enzim enzim yang secara alami terdapat pada buah dan batang nanas. Bromelin merupakan salah satu jenis enzim protease sulfhidril yang mampu menghidrolisis ikatan peptide pada protein atau polipeptida menjadi molekul yang lebih kecil yaitu asam amino. Enzim ini mempunyai berat molekul 33.000. enzim bromelin dipergunakan dalam industry makanan, minuman, farmasi dan obat-obatan.

Penelitian enzim bromelain telah dilakukan oleh Peckolt (1870), Chittenden (1892) dan Caldwell (1905). Penelitian yang dilakukan oleh pakar tersebut meliputi cara-cara isolasi enzim bromelain dari sari buah nanas. Penelitian untuk memproduksi enzim bromelain untuk skala industry dilakukan oleh Balls dan kawan-kawan pada tahun 1942.

Aktifitas enzim bromelain dipengaruhi oleh beberapa inhibitornya seperti diisopropilfosfofluoridat (DIPF), yang dilaporkan oleh Murachi T dan Yasui M apada tahun 1965 dapat menghambat aktivitas katalitik dari enzim bromelain. Disamping itu Husain S dan Lowe G juga meneliti bagaian aktif dari enzim bromelain, secara sederhana digambarkannya deretan asam amino pada pusat aktif dari enzim bromelain sebagai berikut:

            Cys – Gly – Ala – Cys* - Trp

Dalam hal ini Cys* merupakan bagian aktif dari bromelain.

Enzim polifenol oksidase (PPO) adalah enzim oksidoreduktase yang mengandung tembaga (Cu) yang umumnya dikenal berperan dalam proses melanisasi pada hewan dan pencoklatan pada tanaman. Enzim PPO tersebar luas di alam, mempunyai berat molekul 128.000 dalam keadaan murni, tidak berwarna, dan stabil pada pH netral. Pertama kali diidentifikasi pada tahun 1975 dari jamur. Konsentrasi enzim yang tinggi ditemukan pada jamur, umbi kentang, apel, pisang, alpukat, daun teh, biji kopi, dan daun tembakau. Selain pada tanaman, enzim PPO juga ditemukan pada bakteri dan mamalia.

Enzim PPO terdapat dalam plastid dan kloroplas, juga ditemukan terlarut dalam sitoplasma pada tanaman yang tua dan sebagai fraksi terlarut dari homogenant beberapa sayur. Enzim polifenol oksidase atau PPO (Polyphenol Oxidase) telah banyak dilaporkan oleh beberapa peneliti bahwa enzim tersebut di dalam tanaman berperan terhadap system ketahanan dan penyembuhan jaringan yang terluka. Pencegahan proses pencoklatan sangat penting dalam industry makanan, karena warna seringkali dianggap sebagai tolak ukur konsumen dalam memilih makanan.

2.      Tujuan

-          Mengetahui jenis enzim alami yang bermanfaat dalam bidang makanan

-          Megetahui cara kerja enzim protease dalam menghidrolisis protein

-          Mengetahui proses browning secara enzimatis dan mengetahui proses pencegahannya

BAB II

METODE

1.      Waktu dan Tempat

-          Hari/Tanggal         : Rabu, 26 November 2014

-          Tempat                  : Laboratorium Biokimia Lt. 4 Universitas Trilogi

2.      Alat dan Bahan

-          Alat :

Gelas ukur, beaker glass, pisau, blender, saringan, sendok, wadah plastic. Mesin: kulkas (pendingin)

-          Bahan        :

Daging, buah nanas, papaya, apel, kentang, aquadest, asam askorbat (vitamin c), air hangat, larutan garam

3.      Prosedur Praktikum

-          Bromelin

·         Buah nanas dipotong-potong

·         Ditambahkan 100 ml aquadest

·         Diblender

·         Disaring

·         Filtrate didiamkan selama 15 menit

·         Cairan filtrate dibagi ke dalam 3 wadah platik yang berisi daging:

Ø  Wadah 1 (control)

Ø  Wadah 2 (disimpan ke dalam lemari pendingin)

Ø  Wadah 3 (disimpan pada suhu kamar)

·         Diamati setelah 1 dan 2 jam

·         Dicatat hasil

-          Papain

·         Buah pepaya dipotong-potong

·         Ditambahkan 100 ml aquadest

·         Diblender

·         Disaring

·         Filtrate didiamkan selama 15 menit

·         Cairan filtrate dibagi ke dalam 3 wadah plastik yang berisi daging:

Ø  Wadah 1 (control)

Ø  Wadah 2 (disimpan ke dalam lemari pendingin)

Ø  Wadah 3 (disimpan pada suhu kamar)

·         Diamati setelah 1 dan 2 jam

·         Dicatat hasil

-          Polifenol Oksidase

·         Buah apel atau kentang dipotong-potong dadu

·         Dibagi kedalam ke dalam 5 wadah:

Ø  Wadah 1 (control)

Ø  Wadah 2 (dalam asam askorbat/vit.c)

Ø  Wadah 3 (dalam larutan garam)

Ø  Wadah 4 (dalam air)

Ø  Wadah 5 (dalam air hangat 60^oC selama 10 menit)

·         Diamati setalah 1 dan 2 jam

·         Dicatat hasilnya

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil

-          Bromelin

·         1 jam

Wadah ke:	Tekstur	Warna	Bau
I (control)	Agak keras	Merah segar	Daging segar
II (disimpan dalam lemari es)	Agak lembut dan empuk	Merah agak putih	Bau daging segar dan bau nanas
III (dismpan pada suhu kamar)	Lembut dan empuk	Putih pucat (kecoklatan)	Bau daging segar dan bau nanas

·         2 jam

Wadah ke:	Tekstur	Warna	Bau
I (control)	Keras	Merah pucat	Daging segar
II (disimpan dalam lemari es)	Lembut dan empuk tidak mudah hancur	Agak coklat	Bau daging segar dan bau nanas
III (disimpan pada suhu kamar)	Lembut dan empuk	Putih pucat	Bau daging segar dan bau nanas

-          Papain

·         1 jam

Wadah ke:	Tekstur	Warna	Bau
I (control)	Keras	Tidak berubah	Khas daging
II (disimpan dalam lemari es)	Empuk	Pucat	Bau pepaya
III (dismpan pada suhu kamar)	Empuk	Merah pucat	Bau pepaya

·         2 jam

Wadah ke:	Tekstur	Warna	Bau
I (control)	Tidak berubah	Tidak berubah	Tidak berubah
II (disimpan dalam lemari es)	Empuk	Lebih pucat	Khas pepaya
III (disimpan pada suhu kamar)	Lebih kenyal, empuk	Pucat	Khas pepaya

-          Polifenol Oksidase

·         1 jam

Wadah ke:	Apel	Kentang
I (control)	Mengalami kecoklatan	Coklat
II (as. Askorbat)	Tidak mengalami pencoklatan	Tidak mengalami pencoklatan
III (larutan garam)	Tidak mengalami pencoklatan	Sedikit mengalami pencoklatan
IV (air)	Sedikit coklat	Tidak mengalami pencoklatan
V (air hangat selama 10 menit)	Coklat (lembek)	Tidak mengalami pencoklatan

Keterangan:

-          Apel dalam wadah I, II, III, dan IV tidak berbau dan tekstur sama

-          Kentang dalam semua wadah tidak berbau dan tekstur sama

·         2 jam

Wadah ke:	Apel	Kentang
I (control)	Lebih coklat	Lebih coklat
II (as. Askorbat)	Tidak mengalami pencoklatan	Tidak mengalami pencoklatan
III (larutan garam)	Tidak mengalami pencoklatan (lebih lembek)	Coklat, mengalami hipertonik
IV (air)	Sedikit coklat (lebih lembek)	Tidak mengalami pencoklatan
V (air hangat selama 10 menit)	Coklat (lembek)	Tidak mengalami pencoklatan

Keterangan:

-          Tekstur apel dalam wadah III, IV dan V lebih lembek dan bau tidak berubah

-          Tekstur kentang dalam wadah III mengalami hipertonik dan bau tidak berubah

2.      Pembahasan

Enzim bromelain dan papain yang terdapat dalam buah nanas dapat melunakan daging dan daging akan semakin empuk jika direndam dalam ekstrak dari nanas dan papaya. Daging akan semakin empuk jika direndam dalam enzim proteolitik dan disimpan pada suhu kamar karena pada suhu dingin dapat menghambat proses enzimatis.

Gel gelatin dapat dipengaruhi berbagai factor khususnya keberadaan atau ketiadaan enzim proteolitik dalam bahan yang ditambahkan pada gelatin. Pengaruh dari enzim proteolitik tergantung dari perlakuan panas awal dari materi makanan yang mengandung enzim.

Enzim adalah molekul biopolimer yang tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang teratur dan tetap. Enzim memegang peranan penting dalam berbagai reaksi di dalam sel. Sebagai protein, enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi, antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel.

Pada nanas, gelatin yang dicampurkan dengan nanas beku menghasilkan kekentalan yang lebih tinggi dibanding dengan nanas biasa hal ini dikarenakan enzim bromelin yang terdapat pada nanas mempengaruhi kelarutan gelatin. Pada nanas biasa, enzim bromelin yang dihasilkan dari nanas yang tidak dibekukan bisa melarutkan gelatin karena enzim tersebut masih bisa aktif dan bersifat sebagai katalis. Sedangkan pada nanas yang dibekukan sudah kurang aktif hal ini berpengaruh pada lamanya waktu kerja enzim juga mempengaruhi keaktifannya, sehingga gelatinnya tidak dapat larut dengan baik.

Proses pembekuan makanan melibatkan pemindahan panas dari produk makanan. Hal ini akan menyebabkan membekunya kadar air di dalam makanan dan menyebabkan berkurangnya aktivitas air di dalamnya. Menurunnya temperatur dan menghilangnya ketersediaan air menjadi penghambat utama pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim di dalam produk makanan, menyebabkan makanan menjadi lebih awet dan tidak mudah membusuk. Keunggulan dari teknik pembekuan makanan adalah semua hal tersebut dapat dicapai dengan mempertahankan kualitas makanan seperti nilai nutrisi, sifat organoleptik, dan sebagainya.

Ketika makanan dipaparkan ke temperatur dingin, produk makanan tersebut akan kehilangan panas akibat laju pindah panas yang terjadi dari makanan ke medium bertemperatur rendah di sekitarnya. Permukaan makanan akan mengalami penurunan temperatur lebih cepat dibandingkan dengan bagian dalamnya.

Peptidase merupakan salah satu jenis enzim yang banyak digunakan dalam berbagai jenis industry, seperti roti, daging, tekstil, detergen, dan keju. Rennet merupakan enzim golongan peptidase yang digunakan dalam mengkoagulasikan protein susu dalam pembuatan keju. Jenis peptidase lain, seperti papain dan bromelain, banyak digunakan dalam mengempukkan tekstur daging. Peptidase juga dapat diaplikasikan dalam industri tekstil untuk membuat benang yang berkualitas baik.

Pencoklatan enzimatis dapat terjadi karena adanya jaringan tanaman yang terluka, misalnya pemotongan, penyikatan, dan perlakuan lain yang dapat mengakibatkan kerusakan integritas jaringan tanaman. Adanya kerusakan jaringan seringkali mengakibatkan enzim kontak dengan substrat. Enzim yang bertanggung jawab dalam reaksi pencoklatan enzimatis adalah oksidase yang disebut fenolase, fenoloksidase, tirosinase, polifenolase, atau katekolase. Dalam tanaman, enzim ini lebih sering dikenal dengan polifenol oksidase (PPO). Substrat untuk PPO dalam tanaman biasanya asam amino tirosin dan komponen polifenolik seperti katekin, asam kafeat, pirokatekol/katekol dan asam klorogenat . Tirosin yang merupakan monofenol, pertama kali dihidroksilasi menjadi 3,4-dihidroksifenilalanin dan kemudian dioksidasi menjadi quinon yang akan membentuk warna coklat.

Untuk menghindari terjadinya reaksi browning enzimatis dapat dilakukan dengan mengeliminasi (menghilangkan) salah satu atau beberapa komponen tersebut. Penghambatan pencoklatan enzimatis dapat dilakukan baik dengan perlakuan fisik (pemanasan, pendinginan, pembekuan, aplikasi tekanan tinggi, irradiasi, dan lain-lain), maupun penambahan zat penghambat (pereduksi, pengkelat, asidulan, penghambat enzim, dan agen pengkompleks). Kombinasi dari kedua cara tersebut juga dapat dilakukan untuk mendapatkan penghambatan yang lebih efektif. Penggunaan zat penghambat sebaiknya tidak mempengaruhi tekstur, rasa dan aroma produk akhir.

Perendaman dalam asam organik menyebabkan penurunan nilai pH sehingga aktivitas enzim fenolase dapat diminimalisir. Reaksi browning dapat dicegah dengan menambahkan senyawa-senyawa anti pencoklatan, antara lain senyawa-senyawa sulfit, asam-asam organik dan dengan blanching/blansir.

Enzim polifenol oksidase (PPO) adalah enzim oksidoreduktase yang mengandung tembaga (Cu) yang umumnya dikenal berperan dalam proses melanisasi pada hewan dan pencoklatan pada tanaman. Konsentrasi enzim yang tinggi ditemukan pada jamur, umbi kentang, apel, pisang, alpukat, daun teh, biji kopi, dan daun tembakau. Selain pada tanaman, enzim PPO juga ditemukan pada bakteri dan mamalia.

Pada tanaman, enzim PPO terdapat dalam plastida dan kloroplas, juga ditemukan terlarut dalam sitoplasma pada tanaman yang tua dan sebagai fraksi terlarut dari homogenat beberapa sayur. Enzim polifenol oksidase atau PPO (Polyphenol Oxidase) telah banyak dilaporkan oleh beberapa peneliti bahwa enzim tersebut di dalam tanaman berperan terhadap sistem ketahanan dan penyembuhan jaringan yang terluka.

Enzim PPO dalam tanaman tingkat tinggi memiliki peran secara fisiologis yaitu dalam pembentukan pigmen, penghalangan molekul oksigen pada kloroplas, serta pemblokiran radikal bebas dalam jaringan fotosintesis.

Selain berperan dalam mekanisme resistensi, dalam kimia analitik enzim PPO digunakan untuk membantu menganalisis senyawa-senyawa kimia obat seperti parasetamol dan askorbat, dimana senyawa-senyawa ini akan menjadi senyawa bentuk teroksidasi setelah diperlakukan dengan enzim.

BAB IV

SIMPULAN

Setelah dilakukan praktikum “Enzim” maka dapat disimpulkan bahwa:

-          Penambahan nanas berpengaruh terhadap tekstur gelatin. Buah nanas mengandung bromelain (enzim protease yang dapat menghidrolisa protein).

-          Kekentalan suatu gelatin dapat dipengaruhi oleh adanya suatu enzim, seperti enzim proteolitik.

-          Gelatin akan terhidrolisis oleh enzim prosteolitik menjadi asam amino.

-          Menurunnya temperatur dan menghilangnya ketersediaan air menjadi penghambat utama pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim di dalam produk makanan, menyebabkan makanan menjadi lebih awet dan tidak mudah membusuk.

-          Enzim yang bertanggung jawab dalam reaksi pencoklatan enzimatis adalah oksidase yang disebut fenolase, fenoloksidase, tirosinase, polifenolase, atau katekolase.

-          Penghambatan pencoklatan enzimatis dapat dilakukan baik dengan perlakuan fisik (pemanasan, pendinginan, pembekuan, aplikasi tekanan tinggi, irradiasi, dan lain-lain), maupun penambahan zat penghambat (pereduksi, pengkelat, asidulan, penghambat enzim, dan agen pengkompleks).

-          Reaksi browning dapat dicegah dengan menambahkan senyawa-senyawa anti pencoklatan, antara lain senyawa-senyawa sulfit, asam-asam organik dan dengan blanching/blansir.

DAFTAR PUSTAKA

Buckle, K.A, Edwards, R.A., Fleet, G.H., Wooton, M. 1987. Ilmu Pangan (Penerjemah : Hari Purnomo dan Adiono). Universitas Indonesia Press: Jakarta.
DeMann, J.M. 1997. Kimia Makanan. Edisi 2. Penerbit:ITB Bandung.
Fessenden, R.J. J.S Fessenden. 1986. Kimia Organik. Penerjemah: AH
Winarno, F.G.1987. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.