JURNAL Tugas Kapita Selekta Kimia Organik !!!!
http://gradienfmipaunib.files.wordpress.com/2008/07/devi4.pdf
http://http://ejournal.uin-malang.ac.id/index.php/Kimia/article/view/1673/pdf
http://journal.ui.ac.id/science/article/view/85/81
http://eprints.uad.ac.id/1425/1/01_Bu_Kusmi.pdf
http://journal.kimiawan.org/index.php/jki/article/view/20/pdf_11
Minggu, 16 September 2012
Senin, 10 September 2012
KETERLIBATAN ENZIM DALAM BAHAN PANGAN SKALA INDUSTRI MAKANAN DAN MINUMAN
Tugas Makalah Enzimologi
KETERLIBATAN ENZIM DALAM BAHAN PANGAN
SKALA INDUSTRI MAKANAN DAN MINUMAN
Oleh
RICKHAL H.
FICI 09 004
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2012
BAB I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Enzim merupakan senyawa berstruktur protein yang dapat berfungsi sebagai katalisator dan dikenal sebagai biokatalisator. Enzim berperan sebagai katalisator yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis. Enzim dapat mengkatalisis sebuah reaksi seperti katalisator biasa, dan juga enzim tidak ikut bereaksi atau pun terurai menjadi produk reaksi.
Tanpa adanya enzim, kehidupan yang kita kenal tidak mungkin ada. Sebagai biokatalisator yang mengatur semua kecepatan semua proses fisiologis, enzim memegang peranan utama dalam kesehatan dan penyakit. .
Meskipun dalam keadaan sehat semua proses fisiologis akan berlangsung dengan cara yang tersusun serta teratur sementara homeostasis akan dipertahankan, namun keadaan homeostasis dapat mengalami gangguan yang berat dalam keadaan patologis.
Secara praktis, enzim banyak digunakan di berbagai bidang kegiatan. Produk yang dihasilkan oleh enzim sangat spesifik sehingga dapat diperhitungkan dengan mudah.
Enzim menjadi primadona industri saat ini dan di masa yang akan datang karena melalui penggunaannya, energi dapat dihemat dan akrab dengan lingkungan. Saat ini penggunaan enzim dalam industri makanan dan minuman, industri tekstil, industri kulit dan kertas di Indonesia semakin meningkat.
B. Rumusan Masalah
Rumusan Masalah yang dikaji dalam makalah ini yaitu bagaimana keterlibatan suatu enzim dalam bidang bahan pangan, khususnya dalam skala industri makanan dan minuman ?
C. Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini yaitu untuk mengetahui keterlibatan suatu enzim dalam bidang bahan pangan, khususnya dalam skala industri makanan dan minuman
BAB II
PEMBAHASAN
I. Enzim dan Katalis
Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sistem biologi. Katalisator mempercepat reaksi kimia. Walaupun katalisator ikut serta dalam reaksi, ia kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai. Enzim adalah katalisator protein untuk reaksi-reaksi kimia pasa sistem biologi. sebagian besar reaksi tersebut tidak dikatalis oleh enzim.
Berbeda dengan katalisator nonprotein (H+, OH-, atau ion-ion logam), tiap-tiap enzim mengkatalisis sejumlah kecil reaksi, kerapkali hanya satu. Jadi enzim adalah katalisator yang reaksi-spesifik karena semua reaksi biokimia perlu dikatalis oleh enzim, harus terdapat banyak jenis enzim. Sebenarnya untuk hampir setiap senyawa organik, terdapat satu enzim pada beberapa organisme hidup yang mampu bereaksi dengan dan mengkatalisis beberapa perubahan kimia.
Walaupun aktivitas katalik enzim dahulu diduga hanya diperlihatkan oleh sel-sel yang utuh (karena itu istilah en-zyme, yaitu, “dalam ragi”), sebagian besar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa kehilangan aktivitas biologik (katalik)nya. Oleh karena itu, enzim dapt diselidiki diluar sel hidup. Ekstrak yang mengandung enzim dipakai pada penyelidikan reaksi-reaksi metabolik dan pengaturanya, struktur dan mekanisme kerja enzim dan malahan sebagai katalisator dalam industri pada sintetis senyawa-senyawa yang biologis aktif seperti hormon dan obat-obatan. Karena kadar enzim serum manusia pada keadaan patologik tertentu dapat mengalami perubahan yang nyata, pemerikasaan kadar enzim serum merupakan suatu alay diagnostik yang penting bagi dokter.
II. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Enzim
Perubahan suhu dan pH mempunyai pengaruh besar terhadap kerja enzim. Kecepatan reaksi enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengaruh aktivator, inhibitor, koenzim dan konsentrasi elektrolit dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang penting. Hasil rekasi enzim juga dapat menghambat kecepatan reaksi.
1. Pengaruh Suhu
Suhu rendah yang memdekati titik beku biasanya tidak merusak enzim. Pada suhu dimana enzim masih aktif, kenaikan suhu sebanyak 10OC, menyebabkan keaktifan menjadi 2 kali lebih besar (Q10=2). Pada suhu optimum reaksi berlangsung paling cepat. Bila suhu dinaikan terus, maka jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Enzim didalam tubuh manusia memiliki suhu optimum sekitar 37oC. Enzim organismemikro yang hidup dalam lingkungan dengan suhu tinggi mempunyai suhu optimum yang tinggi.
Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai + 60oC. Ini disebabkan karena proses denaturasi enzim. Dalam beberapa keadaan, jika pemanaasan dihentikan dan enzim didinginkan kembali aktivitasnya akan pulih. Hal ini disebabkan oleh karena proses denaturasi masih reversible. pH dan zat-zat pelindung dapat mempengaruhi denaturasi pada pemanasan ini.
2. Pengaruh pH
Bila aktivitas enzim diukur pada pH yang berlainan, maka sebagian besar enzim didalam tubuh akan menunjukan aktivitas optimum antara pH 5,0-9,0, kecuali beberapa enzim misalnya pepsin(pH optimum = 2). Ini disebabkan oleh :
Pada pH rendah atau tingi, enzim akan mengalami denaturasi.
Pada Ph rendah atau tinggi, enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik dengan akibat perubahan aktivitas enzim.
Misalnya suatu reaksi enzim dapat berjalan bila enzim tadi bermuatan negatif (Enz-) dan substratnya bermuatan positif (SH+) :
Enz- + SH+ EnzSH
Pada Ph rendah Enz- akan bereaksi dengan H+ menjadi enzim yang tidak bermuatan.
Enz- + H+ Enz-H
Demikian pula pada Ph tinggi, SH+ yang dapat bereaksi dengan Enz-, maka pada Ph yang eroxid rendah atau tiggikonsentrasi efektif SH+ dan enz akan berkurang, karena itu kecepatan reaksinya juga berkurang.
3. Pengaruh Konsentrasi Enzim
Kecepatan rekasi enzim (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [Enz]. Makin besar jumlah enzim makin cepat reaksinya (Lihat pada gambar). Dalam reaksinya Enz akan mengadakan ikatan dengan substrat S dan membentuk kompleks enzim-substrat, Enzs. EnzS ini akan dipecah menjadi hasil reaksi P dan enzim bebas Enz.
Makin banyak Enz terbentuk, makin cepat reaksi ini berlangsung. Ini terjadi sampai batas tertentu.
4. Pengaruh Konsentrasi Substrat
Bila konsentrasi substrat (S) bertambah, sedangkan keadaan lainya tetap sama, kecepatan reaksi juga akan meningkat sampai suatu batas maksimum V. Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan eroxide.
Pada titik-titik A dan B belum semua enzim bereaksi dengan eroxide, maka pada A dan B penambahan eroxide S akan menyebabkan jumlah EnzS bertambah dan kecepatan reaksi v akan bertambah, sesuai dengan penambahan S.
Pada titik C semua enzim telah bereaksi denagn eroxide, sehingga penambahan S tidak akan menambah kecepatan reaksi, karena tidak ada lagi enzim bebas.
Pada titik B kecepatan reaksi tepat setengah kecepatan maksimum. Konsentrasi eroxide yang menghasilkan setengah kecepatan maksimum dinamakan harga Km atau konstanta Michaelis.
5. Pengaruh Faktor-Faktor Lain
Enzim dapat dirusak dengan pengocokan, penyinaran ultraviolet dan sinar-x, sinar-β dan sinar-γ. Untuk sebagian ini disebabkan karena oxidasi oleh eroxide yang dibentuk pada penyinaran tersebut. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh adanya inhibitor seperti obata-obatan dan sebagainya
III. Keterlibatan Enzim dalam Bahan Pangan dan Mekanismenya
Enzim di alam telah digunakan sejak zaman dahulu untuk memproduksi produk-produk makanan, seperti keju, bir dan cuka. Berkembangnya proses fermentasi selama beberapa abad terakhir memungkinkan untuk produksi enzim semakin dimurnikan, baik persiapan skala kecil maupun skala besar. Aplikasi enzim dalam industri makanan sangat banyak dan beragam, umumnya untuk semua aplikasi makanan.
Enzim bekerja dengan mengurangi energi aktivasi dari substrat tertentu. Mekanisme kerja enzim yaitu dengan terikat sementara ke substrat untuk membentuk sebuah kompleks enzim-substrat yang lebih tidak stabil dibanding substrat jika berdiri sendiri. Ini menyebabkan substrat mudah bereaksi. Dengan demikian substrat tereksitasi ke tingkat energi lebih rendah dengan membentuk produk-produk reaksi yang baru. Selama berlangsungnya reaksi, enzim dilepaskan dalam keadaan tidak berubah. Pelepasan enzim tetap utuh sehingga bisa terus bereaksi dan menyebabkan enzim tetap efektif meski dalam jumlah yang sangat kecil.
Kegiatan enzim dapat berlangsung dengan baik jika kondisi lingkungannya mendukung. Hal-hal yang mempengaruhi kerja enzim antara lain:
1) Temperatur
Kegiatan enzim akan meningkat bila suhu dinaikkan hingga 145o F, selanjutnya diatas suhu tersebut kegiatan enzim akan menurun sehingga akhirnya berhenti bekerja.
2) Ph
Pada bahan yang bersifat asam yaitu antara Ph 4,6 - 4,8 akan terbentuk maltose dalam jumlah besar.
3) Jangka waktu
Jangka waktu juga memegang peranan penting terhadap kegiatan enzim, makin lama enzim bereaksi dalam suatu bahan makin banyak produksi yang dapat dicapai, sehingga enzim akan terus bekerja selama ada bahan tempat enzim tersebut bereaksi.
Dalam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk. Beberapa contoh produk yang memanfaatkan enzim antara lain keju, yoghurt, dan lain sebagainya (Philips, 2009). Industri makanan menggunakan enzim telah banyak dikembangkan oleh para ahli dengan memanfaatkan sifat-sifat yang dimiliki oleh enzim. Sifat penting enzim dalam bidang pangan yang mendukung antara lain:
1) Dalam buah dan sayuran yang masih berada pada pohonnya, enzim mengendalikan reaksi-reaksi yang terkait dengan pematangan.
2) Setelah dipanen, selama dilakukan dengan panas, zat kimia, atau dengan cara-cara lain, enzim terus melanjutkan proses pematangan, pada banyak kasus sampai pada titik pembusukan, seperti buah melon yang lunak dan pisang yang terlewat masak
3) Enzim memasuki banyak reaksi biokimia dalam makanan, sehingga bertanggung jawab dalam perubahan rasa, warna, tekstur, dan sifat-sifat gizi
4) Proses pemanasan dalam produksi makanan dirancang tidak hanya untuk menghancurkan mikroorganisme tetapi juga untuk menonaktifkan enzim-enzim makanan sehingga menambah stabilitas penyimpanan makanan.
5) Ketika mikroorganisme ditambahkan ke dalam makanan untuk tujuan fermentasi, agen-agen penting adalah enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme-mikroorganisme tersebut.
6) Enzim-enzim juga bisa diekstrak dari material-material biologis dan dimurnikan sampai tingkat kemurnian tinggi. Preparasi enzim komersial seperti ini bisa ditambahkan ke dalam makanan untuk mengurai starch, melunakkan daging, menjernihkan anggur, mengkoagulasi protein susu, dan menghasilkan berbagai perubahan yang diinginkan lainnya.
Dalam segmen bioteknologi tradisional dan skala kecil, seperti berbagai industri makanan tingkat rumah tangga, pengetahuan empiris tentang enzim diwariskan secara turun-temurun dan biasanya bercampur dengan pengetahuan tentang penggunaan praktis mikroorganisme, yang secara umum dinamai ragi. Manfaat enzim dalam peragian adalah:
1) Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim diastase berguna mencairkan pati, dan mengubah pati cair menjadi gula malt (jelai).
2) Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim protease berguna melembutkan gluten sehingga adonan roti dapat mengembang.
3) Dari sumber ragi, enzim invertase dapat mengubah gula tebu menjadi gula campuran (invert sugar).
4) Dari sumber ragi, enzim maltase dapat mengubah gula malt menjadi gula dekstrose.
5) Dari sumber ragi, enzim zymase dapat mengubah gula campuran dan gula dektrose menjadi gas karbondioksida yang mengembangkan adonan dan alkohol yang hilang dari dalam roti selama proses pembakaran atau oven.
IV. Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman
Dalam bidang bioteknologi enzim merupakan salah satu produk yang banyak digunakan atau diaplikasikan untuk keperluan industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik dan lain sebagainya. Beberapa contoh jenis enzim yang umum dan banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman antara lain :
1) Rennet
Rennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju (cheese) yang terbuat dari bahan dasar susu. Susu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. Rennet merupakan kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan keju. Rennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yang berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. Enzim yang paling umum yang diisolasi dari rennet adalah chymosin.
Chymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran. Chymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat rekayasa genetik dalam aplikasi pembuatan keju atau cheddar kadang-kadang menjadi kurang efektif.
2) Laktase
Laktase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. Tanpa suplai atau produksi enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut (seperti kram, banyak buang gas, atau diare) dalam saluran cerna selama proses pencernaan produk-produk susu. Secara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas laktosa seperti susu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat es krim dalam pembuatan cream dan rasa produk yang lebih manis. Laktase biasanya diisolasi dari yeast (Kluyveromyces sp.) dan fungi (Aspergillus sp.).
3) Katalase
Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi (bovine livers) atau sumber mikrobial. Katalase digunakan untuk mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan molekul oksigen.
H2O2 + H2O2 2H2O + O2
Enzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju. Hidrogen peroksida selain digunakan sebagai agen bleaching atau pemutih di industri kertas atau tekstil, juga digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella atau E.coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan.
4) Lipase
Lipase digunakan untuk memecah atau menghidrolisis lemak susu dan memberikan flavour keju yang khas. Flavour dihasilkan karena adanya asam lemak bebas yang diproduksi ketika lemak susu dihidrolisis. Selain pada industri pengolahan susu Lipase juga digunakan pada industri lainnya.
Mikroba penghasil lipase antara lain adalah Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus dan Bacillus subtilis. Enzim lipase ini digunakan sebagai biokatalis untuk memproduksi asam lemak bebas, gliserol, berbagai ester, sebagian gliserida, dan lemak yang dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti minyak kelapa sawit. Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam industri farmasi, kimia dan makanan.
Di samping itu, enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan. Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim bersifat regioselektif dan enansioselektif. Aktifitas katalitik dan selektivitas enzim tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi, jenis pelarut, dan penggunaan air dalam media. Contohnya biosintesis senyawa pentanol, hexanol & benzyl alkohol ester, serta biosintesis senyawa terpene ester menggunakan enzim lipase yang berasal dari Candida antartica dan Mucor miehei. Sampai saat ini lipase yang banyak digunakan untuk keperluan reaksi sintesis adalah lipase komersial dari Rhizomucor miehei dan Pseudomonas sp.
5) Protease
Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Protease yang dipakai secara komersial seperti serine, protease, dan metalloprotease biasanya berasal dari Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim yang tinggi.
Enzim protease berfungsi melembekkan, melembutkan atau menurunkan gluten yang membentuk protein. Contoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin dan papain sebagai bahan pengempuk daging. Enzim protease dapat digunakan sebagai pelembut daging bagi daging yang liat supaya mudah dikunyah, dan membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan.
6) Enzim Papain
Manfaat utama papain adalah pelunak daging. Daging dari hewan tua dan bertekstur bisa menjadi lunak. Pada pH, suhu, dan kemurnian papain tertentu daya pemecahan protein yang dimiliki papain dapat diintensifkan lebih jauh menjadi kegiatan hidrolisis protein.
Manfaat lainnya adalah bahan perenyah pada pembuatan kue kering seperti crackers, bahan penggumpal susu pada pembuatan keju, bahan pelarut glatin, dan bahan pencuci lensa. Buah pepaya juga menghasilkan pektin. Industri makanan dan minuman telah menggunakan pektin sebagai bahan pemberi tekstur pada roti dan keju, bahan pengental dan stabilizer pada minuman sari buah, bahan pokok pembuatan jelly, jam, dan marmalade.
7) Amilase
Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Enzim amilase dapat digunakan dalam proses pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa. Namun, pada umumnya amilase banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS). Enzim amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisme terutama dari keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang akhir-akhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus. Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya produksi.
Enzim amilase juga dapat digunakan untuk menghilangkan kanji dalam buah-buahan dan cocoa saat proses pengejusan buah-buahan dan coklat, dan sebagai bahan tambahan dalam proses pencairan kanji sebelum penambahan malt dalam industri alkohol.
Pada industri pembuat pemanis misalnya, enzim amilase dan glucose isomerase hipertermofilik akan sangat membantu proses pemecahan pati (starch) menjadi oligomer lalu menjadi fruktusa atau glukosa dalam bentuk sirup. Proses ini semua dilakukan pada suhu sangat tinggi dan ada pula proses pengadukan, sehingga menuntut enzim yang mendegradasi pati atau mengubah gula oligomer menjadi glukosa atau fruktosa harus sangat stabil dan aktif di suhu panas.
Dalam keperluan proses kontrol produksi makanan jadi atau olahan misalnya, kadar pelezat asam dalam bentuk monosodium glutamate (MSG) sangat penting. Karena kadar MSG yang berlebihan dapat menyebabkan gejala sakit kepala yang dikenal dengan Chinese food syndrome.
8) Enzim Xylanase
Xilanase juga dapat digunakan untuk menghidrolisis xilan (hemiselulosa) menjadi gula xilosa.
Xilan banyak diperoleh dari limbah pertanian dan industri makanan. Pengembangan proses hidrolisis secara enzimatis merupakan prospek baru untuk penanganan limbah hemiselulosa (Biely, 1985; Rani dan Nand, 1996; Beg et al., 2001). Gula xilosa banyak digunakan untuk konsumsi penderita diabetes. Di Malaysia gula xilosa banyak digunakan untuk campuran pasta gigi karena dapat berfungsi memperkuat gusi, Van Paridon et al. 1992 telah melakukan penelitian pemanfaatan xilanase untuk campuran makanan ayam boiler, dengan melihat pengaruhnya terhadap berat yang dicapai dan efisiensi konversi makanan serta hubungannya dengan viskositas pencernaan.
Hal yang sama juga dilakukan oleh Bedford dan Classen (1992), yang melaporkan bahwa campuran makanan ayam boiler dengan xilanase yang berasal dari T. longibrachiatum ternyata mampu mengurangi viskositas pencernaan, sehingga meningkatkan pencapaian berat dan efisiensi konversi makanan.
Xilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan juice, ekstraksi kopi, minyak nabati, dan pati (Wong dan Saddler, 1993). Kombinasi dengan selulase dan pektinase dapat untuk penjernihan juice dan likuifikasi buah dan sayuran (Beg et al., 2001). Efisiensi xilanase dalam perbaikan kualitas roti yang telah dilakukan, yaitu xilanase yang berasal dari Aspergillus niger var awamori yang ditambahkan ke dalam adonan roti untuk menghasilkan kenaikan volume spesifik roti dan untuk lebih meningkatkan kualitas roti maka perlu dilakukan kombinasi penambahan amilase dan xilanase (Maat et al., 1992).
9) Enzim Selulase
Enzim selulase dapat digunakan untuk melembutkan sayur-sayuran dengan mencernakan sebagian selulosa sayur itu, mengeluarkan kulit dari biji-bijian seperti gandum, mengeluarkan agar-agar dari rumput laut dengan menguraikan dinding sel daun rumput dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.
V. Enzim Komersial dan Aplikasinya
Terkadang kita ingin membatasi tingkat aktivitas sebuah enzim yang ditambahkan tetapi tidak bisa dengan mudah menonaktifkan enzim tanpa mempengaruhi makanan. Salah satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan mengimobilisasi enzim melalui perlekatan ke permukaan sebuah membran atau objek lembam (iner) lainnya yang bersentuhan dengan makanan yang sedang diolah. Dengan cara ini, waktu reaksi bisa diregulasi tanpa enzim menjadi bagian dari makanan. Enzim-enzim yang diimobilisasi seperti ini sekarang digunakan untuk menghidrolisis laktosa susu menjadi glukosa dan galaktosa, untuk mengisomerisasi glukosa dari starch jagung menjadi fruktosa, dan pada berbagai proses makanan industri lainnya.
BAB III
KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan sebelumnya maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Enzim merupakan katalisator protein yang mengatur kecepatan berlangsungnya berbagai proses fisiologis. Sebagai katalisator, enzim ikut serta dalam reaksi dan kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai.
2. Temperatur, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, inhibitor mengubah kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim dengan implikasi yang penting.
3. Dalam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk melalui mekanisme fermentasi, peragian dan sejenisnya.
DAFTAR PUSTAKA
Biokimia” Eksperimen Laboratorium”. Penerbit Widya Medika. 2000. Bagian Biokimia FK-UI. Jakarta; 50-65.
Champe P C PhD , Harvey R A PhD. Lippincott’s Illustrated Reviews: Biochemistry 2nd .1994 : 47-60
http://www.mediaindo.co.id/cetak/berita.asp?id=2003100703223480
http://lppommuikaltim.multiply.com/journal/item/30/bioteknologi_sebagai_ilmu_dan_dampak_terhadap_manusia
http://tech.groups.yahoo.com/group/kimia_indonesia/message/84
http://web.ipb.ac.id/~lppm/ID/index.php?view=penelitian/hasilcari&status=buka&id_haslit=baru022
http://www.duniaesai.com/sains/sains14.html
http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdltunjungmah-31321
http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/candrawati090302006.pdf
http://www.beritaiptek.com/zberita-beritaiptek-2006-05-19-Extremozim;-Biomaterial-Menarik-dan-Menggiurkan.shtml
http://kungfuchem.blogspot.com/2008/10/enzim-papain-dan-bromalin-sebagai.html
http://forumkimia.multiply.com/journal/item/7
http://lcpang.tripod.com/enzim.html
Indah, Mutiara. 2004. “Enzim”. Fakultas Kedokteran. USU. Digitized by USU digital library
Lehninger A, Nelson D , Cox M M .Principles of Biochemistry 2nd 1993 : 198-236
Murray R K, et al. Harper’s Biochemistry 25th ed. Appleton & Lange. America 2000 : 67-113
Penuntun Praktikum Biokimia 1976. Edisi 4. Biokimia FK-UI. Jakarta ;. 98-112
Stryer L .1995. Biochemistry 4th : 181-237
KETERLIBATAN ENZIM DALAM BAHAN PANGAN
SKALA INDUSTRI MAKANAN DAN MINUMAN
Oleh
RICKHAL H.
FICI 09 004
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2012
BAB I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Enzim merupakan senyawa berstruktur protein yang dapat berfungsi sebagai katalisator dan dikenal sebagai biokatalisator. Enzim berperan sebagai katalisator yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis. Enzim dapat mengkatalisis sebuah reaksi seperti katalisator biasa, dan juga enzim tidak ikut bereaksi atau pun terurai menjadi produk reaksi.
Tanpa adanya enzim, kehidupan yang kita kenal tidak mungkin ada. Sebagai biokatalisator yang mengatur semua kecepatan semua proses fisiologis, enzim memegang peranan utama dalam kesehatan dan penyakit. .
Meskipun dalam keadaan sehat semua proses fisiologis akan berlangsung dengan cara yang tersusun serta teratur sementara homeostasis akan dipertahankan, namun keadaan homeostasis dapat mengalami gangguan yang berat dalam keadaan patologis.
Secara praktis, enzim banyak digunakan di berbagai bidang kegiatan. Produk yang dihasilkan oleh enzim sangat spesifik sehingga dapat diperhitungkan dengan mudah.
Enzim menjadi primadona industri saat ini dan di masa yang akan datang karena melalui penggunaannya, energi dapat dihemat dan akrab dengan lingkungan. Saat ini penggunaan enzim dalam industri makanan dan minuman, industri tekstil, industri kulit dan kertas di Indonesia semakin meningkat.
B. Rumusan Masalah
Rumusan Masalah yang dikaji dalam makalah ini yaitu bagaimana keterlibatan suatu enzim dalam bidang bahan pangan, khususnya dalam skala industri makanan dan minuman ?
C. Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini yaitu untuk mengetahui keterlibatan suatu enzim dalam bidang bahan pangan, khususnya dalam skala industri makanan dan minuman
BAB II
PEMBAHASAN
I. Enzim dan Katalis
Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sistem biologi. Katalisator mempercepat reaksi kimia. Walaupun katalisator ikut serta dalam reaksi, ia kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai. Enzim adalah katalisator protein untuk reaksi-reaksi kimia pasa sistem biologi. sebagian besar reaksi tersebut tidak dikatalis oleh enzim.
Berbeda dengan katalisator nonprotein (H+, OH-, atau ion-ion logam), tiap-tiap enzim mengkatalisis sejumlah kecil reaksi, kerapkali hanya satu. Jadi enzim adalah katalisator yang reaksi-spesifik karena semua reaksi biokimia perlu dikatalis oleh enzim, harus terdapat banyak jenis enzim. Sebenarnya untuk hampir setiap senyawa organik, terdapat satu enzim pada beberapa organisme hidup yang mampu bereaksi dengan dan mengkatalisis beberapa perubahan kimia.
Walaupun aktivitas katalik enzim dahulu diduga hanya diperlihatkan oleh sel-sel yang utuh (karena itu istilah en-zyme, yaitu, “dalam ragi”), sebagian besar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa kehilangan aktivitas biologik (katalik)nya. Oleh karena itu, enzim dapt diselidiki diluar sel hidup. Ekstrak yang mengandung enzim dipakai pada penyelidikan reaksi-reaksi metabolik dan pengaturanya, struktur dan mekanisme kerja enzim dan malahan sebagai katalisator dalam industri pada sintetis senyawa-senyawa yang biologis aktif seperti hormon dan obat-obatan. Karena kadar enzim serum manusia pada keadaan patologik tertentu dapat mengalami perubahan yang nyata, pemerikasaan kadar enzim serum merupakan suatu alay diagnostik yang penting bagi dokter.
II. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Enzim
Perubahan suhu dan pH mempunyai pengaruh besar terhadap kerja enzim. Kecepatan reaksi enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengaruh aktivator, inhibitor, koenzim dan konsentrasi elektrolit dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang penting. Hasil rekasi enzim juga dapat menghambat kecepatan reaksi.
1. Pengaruh Suhu
Suhu rendah yang memdekati titik beku biasanya tidak merusak enzim. Pada suhu dimana enzim masih aktif, kenaikan suhu sebanyak 10OC, menyebabkan keaktifan menjadi 2 kali lebih besar (Q10=2). Pada suhu optimum reaksi berlangsung paling cepat. Bila suhu dinaikan terus, maka jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Enzim didalam tubuh manusia memiliki suhu optimum sekitar 37oC. Enzim organismemikro yang hidup dalam lingkungan dengan suhu tinggi mempunyai suhu optimum yang tinggi.
Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai + 60oC. Ini disebabkan karena proses denaturasi enzim. Dalam beberapa keadaan, jika pemanaasan dihentikan dan enzim didinginkan kembali aktivitasnya akan pulih. Hal ini disebabkan oleh karena proses denaturasi masih reversible. pH dan zat-zat pelindung dapat mempengaruhi denaturasi pada pemanasan ini.
2. Pengaruh pH
Bila aktivitas enzim diukur pada pH yang berlainan, maka sebagian besar enzim didalam tubuh akan menunjukan aktivitas optimum antara pH 5,0-9,0, kecuali beberapa enzim misalnya pepsin(pH optimum = 2). Ini disebabkan oleh :
Pada pH rendah atau tingi, enzim akan mengalami denaturasi.
Pada Ph rendah atau tinggi, enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik dengan akibat perubahan aktivitas enzim.
Misalnya suatu reaksi enzim dapat berjalan bila enzim tadi bermuatan negatif (Enz-) dan substratnya bermuatan positif (SH+) :
Enz- + SH+ EnzSH
Pada Ph rendah Enz- akan bereaksi dengan H+ menjadi enzim yang tidak bermuatan.
Enz- + H+ Enz-H
Demikian pula pada Ph tinggi, SH+ yang dapat bereaksi dengan Enz-, maka pada Ph yang eroxid rendah atau tiggikonsentrasi efektif SH+ dan enz akan berkurang, karena itu kecepatan reaksinya juga berkurang.
3. Pengaruh Konsentrasi Enzim
Kecepatan rekasi enzim (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [Enz]. Makin besar jumlah enzim makin cepat reaksinya (Lihat pada gambar). Dalam reaksinya Enz akan mengadakan ikatan dengan substrat S dan membentuk kompleks enzim-substrat, Enzs. EnzS ini akan dipecah menjadi hasil reaksi P dan enzim bebas Enz.
Makin banyak Enz terbentuk, makin cepat reaksi ini berlangsung. Ini terjadi sampai batas tertentu.
4. Pengaruh Konsentrasi Substrat
Bila konsentrasi substrat (S) bertambah, sedangkan keadaan lainya tetap sama, kecepatan reaksi juga akan meningkat sampai suatu batas maksimum V. Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan eroxide.
Pada titik-titik A dan B belum semua enzim bereaksi dengan eroxide, maka pada A dan B penambahan eroxide S akan menyebabkan jumlah EnzS bertambah dan kecepatan reaksi v akan bertambah, sesuai dengan penambahan S.
Pada titik C semua enzim telah bereaksi denagn eroxide, sehingga penambahan S tidak akan menambah kecepatan reaksi, karena tidak ada lagi enzim bebas.
Pada titik B kecepatan reaksi tepat setengah kecepatan maksimum. Konsentrasi eroxide yang menghasilkan setengah kecepatan maksimum dinamakan harga Km atau konstanta Michaelis.
5. Pengaruh Faktor-Faktor Lain
Enzim dapat dirusak dengan pengocokan, penyinaran ultraviolet dan sinar-x, sinar-β dan sinar-γ. Untuk sebagian ini disebabkan karena oxidasi oleh eroxide yang dibentuk pada penyinaran tersebut. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh adanya inhibitor seperti obata-obatan dan sebagainya
III. Keterlibatan Enzim dalam Bahan Pangan dan Mekanismenya
Enzim di alam telah digunakan sejak zaman dahulu untuk memproduksi produk-produk makanan, seperti keju, bir dan cuka. Berkembangnya proses fermentasi selama beberapa abad terakhir memungkinkan untuk produksi enzim semakin dimurnikan, baik persiapan skala kecil maupun skala besar. Aplikasi enzim dalam industri makanan sangat banyak dan beragam, umumnya untuk semua aplikasi makanan.
Enzim bekerja dengan mengurangi energi aktivasi dari substrat tertentu. Mekanisme kerja enzim yaitu dengan terikat sementara ke substrat untuk membentuk sebuah kompleks enzim-substrat yang lebih tidak stabil dibanding substrat jika berdiri sendiri. Ini menyebabkan substrat mudah bereaksi. Dengan demikian substrat tereksitasi ke tingkat energi lebih rendah dengan membentuk produk-produk reaksi yang baru. Selama berlangsungnya reaksi, enzim dilepaskan dalam keadaan tidak berubah. Pelepasan enzim tetap utuh sehingga bisa terus bereaksi dan menyebabkan enzim tetap efektif meski dalam jumlah yang sangat kecil.
Kegiatan enzim dapat berlangsung dengan baik jika kondisi lingkungannya mendukung. Hal-hal yang mempengaruhi kerja enzim antara lain:
1) Temperatur
Kegiatan enzim akan meningkat bila suhu dinaikkan hingga 145o F, selanjutnya diatas suhu tersebut kegiatan enzim akan menurun sehingga akhirnya berhenti bekerja.
2) Ph
Pada bahan yang bersifat asam yaitu antara Ph 4,6 - 4,8 akan terbentuk maltose dalam jumlah besar.
3) Jangka waktu
Jangka waktu juga memegang peranan penting terhadap kegiatan enzim, makin lama enzim bereaksi dalam suatu bahan makin banyak produksi yang dapat dicapai, sehingga enzim akan terus bekerja selama ada bahan tempat enzim tersebut bereaksi.
Dalam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk. Beberapa contoh produk yang memanfaatkan enzim antara lain keju, yoghurt, dan lain sebagainya (Philips, 2009). Industri makanan menggunakan enzim telah banyak dikembangkan oleh para ahli dengan memanfaatkan sifat-sifat yang dimiliki oleh enzim. Sifat penting enzim dalam bidang pangan yang mendukung antara lain:
1) Dalam buah dan sayuran yang masih berada pada pohonnya, enzim mengendalikan reaksi-reaksi yang terkait dengan pematangan.
2) Setelah dipanen, selama dilakukan dengan panas, zat kimia, atau dengan cara-cara lain, enzim terus melanjutkan proses pematangan, pada banyak kasus sampai pada titik pembusukan, seperti buah melon yang lunak dan pisang yang terlewat masak
3) Enzim memasuki banyak reaksi biokimia dalam makanan, sehingga bertanggung jawab dalam perubahan rasa, warna, tekstur, dan sifat-sifat gizi
4) Proses pemanasan dalam produksi makanan dirancang tidak hanya untuk menghancurkan mikroorganisme tetapi juga untuk menonaktifkan enzim-enzim makanan sehingga menambah stabilitas penyimpanan makanan.
5) Ketika mikroorganisme ditambahkan ke dalam makanan untuk tujuan fermentasi, agen-agen penting adalah enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme-mikroorganisme tersebut.
6) Enzim-enzim juga bisa diekstrak dari material-material biologis dan dimurnikan sampai tingkat kemurnian tinggi. Preparasi enzim komersial seperti ini bisa ditambahkan ke dalam makanan untuk mengurai starch, melunakkan daging, menjernihkan anggur, mengkoagulasi protein susu, dan menghasilkan berbagai perubahan yang diinginkan lainnya.
Dalam segmen bioteknologi tradisional dan skala kecil, seperti berbagai industri makanan tingkat rumah tangga, pengetahuan empiris tentang enzim diwariskan secara turun-temurun dan biasanya bercampur dengan pengetahuan tentang penggunaan praktis mikroorganisme, yang secara umum dinamai ragi. Manfaat enzim dalam peragian adalah:
1) Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim diastase berguna mencairkan pati, dan mengubah pati cair menjadi gula malt (jelai).
2) Dari bahan tepung dan sirup malt, enzim protease berguna melembutkan gluten sehingga adonan roti dapat mengembang.
3) Dari sumber ragi, enzim invertase dapat mengubah gula tebu menjadi gula campuran (invert sugar).
4) Dari sumber ragi, enzim maltase dapat mengubah gula malt menjadi gula dekstrose.
5) Dari sumber ragi, enzim zymase dapat mengubah gula campuran dan gula dektrose menjadi gas karbondioksida yang mengembangkan adonan dan alkohol yang hilang dari dalam roti selama proses pembakaran atau oven.
IV. Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman
Dalam bidang bioteknologi enzim merupakan salah satu produk yang banyak digunakan atau diaplikasikan untuk keperluan industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik dan lain sebagainya. Beberapa contoh jenis enzim yang umum dan banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman antara lain :
1) Rennet
Rennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju (cheese) yang terbuat dari bahan dasar susu. Susu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. Rennet merupakan kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan keju. Rennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yang berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. Enzim yang paling umum yang diisolasi dari rennet adalah chymosin.
Chymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran. Chymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat rekayasa genetik dalam aplikasi pembuatan keju atau cheddar kadang-kadang menjadi kurang efektif.
2) Laktase
Laktase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. Tanpa suplai atau produksi enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut (seperti kram, banyak buang gas, atau diare) dalam saluran cerna selama proses pencernaan produk-produk susu. Secara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas laktosa seperti susu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat es krim dalam pembuatan cream dan rasa produk yang lebih manis. Laktase biasanya diisolasi dari yeast (Kluyveromyces sp.) dan fungi (Aspergillus sp.).
3) Katalase
Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi (bovine livers) atau sumber mikrobial. Katalase digunakan untuk mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan molekul oksigen.
H2O2 + H2O2 2H2O + O2
Enzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju. Hidrogen peroksida selain digunakan sebagai agen bleaching atau pemutih di industri kertas atau tekstil, juga digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella atau E.coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan.
4) Lipase
Lipase digunakan untuk memecah atau menghidrolisis lemak susu dan memberikan flavour keju yang khas. Flavour dihasilkan karena adanya asam lemak bebas yang diproduksi ketika lemak susu dihidrolisis. Selain pada industri pengolahan susu Lipase juga digunakan pada industri lainnya.
Mikroba penghasil lipase antara lain adalah Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus dan Bacillus subtilis. Enzim lipase ini digunakan sebagai biokatalis untuk memproduksi asam lemak bebas, gliserol, berbagai ester, sebagian gliserida, dan lemak yang dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti minyak kelapa sawit. Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam industri farmasi, kimia dan makanan.
Di samping itu, enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan. Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim bersifat regioselektif dan enansioselektif. Aktifitas katalitik dan selektivitas enzim tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi, jenis pelarut, dan penggunaan air dalam media. Contohnya biosintesis senyawa pentanol, hexanol & benzyl alkohol ester, serta biosintesis senyawa terpene ester menggunakan enzim lipase yang berasal dari Candida antartica dan Mucor miehei. Sampai saat ini lipase yang banyak digunakan untuk keperluan reaksi sintesis adalah lipase komersial dari Rhizomucor miehei dan Pseudomonas sp.
5) Protease
Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Protease yang dipakai secara komersial seperti serine, protease, dan metalloprotease biasanya berasal dari Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim yang tinggi.
Enzim protease berfungsi melembekkan, melembutkan atau menurunkan gluten yang membentuk protein. Contoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin dan papain sebagai bahan pengempuk daging. Enzim protease dapat digunakan sebagai pelembut daging bagi daging yang liat supaya mudah dikunyah, dan membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan.
6) Enzim Papain
Manfaat utama papain adalah pelunak daging. Daging dari hewan tua dan bertekstur bisa menjadi lunak. Pada pH, suhu, dan kemurnian papain tertentu daya pemecahan protein yang dimiliki papain dapat diintensifkan lebih jauh menjadi kegiatan hidrolisis protein.
Manfaat lainnya adalah bahan perenyah pada pembuatan kue kering seperti crackers, bahan penggumpal susu pada pembuatan keju, bahan pelarut glatin, dan bahan pencuci lensa. Buah pepaya juga menghasilkan pektin. Industri makanan dan minuman telah menggunakan pektin sebagai bahan pemberi tekstur pada roti dan keju, bahan pengental dan stabilizer pada minuman sari buah, bahan pokok pembuatan jelly, jam, dan marmalade.
7) Amilase
Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Enzim amilase dapat digunakan dalam proses pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa. Namun, pada umumnya amilase banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS). Enzim amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisme terutama dari keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang akhir-akhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus. Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya produksi.
Enzim amilase juga dapat digunakan untuk menghilangkan kanji dalam buah-buahan dan cocoa saat proses pengejusan buah-buahan dan coklat, dan sebagai bahan tambahan dalam proses pencairan kanji sebelum penambahan malt dalam industri alkohol.
Pada industri pembuat pemanis misalnya, enzim amilase dan glucose isomerase hipertermofilik akan sangat membantu proses pemecahan pati (starch) menjadi oligomer lalu menjadi fruktusa atau glukosa dalam bentuk sirup. Proses ini semua dilakukan pada suhu sangat tinggi dan ada pula proses pengadukan, sehingga menuntut enzim yang mendegradasi pati atau mengubah gula oligomer menjadi glukosa atau fruktosa harus sangat stabil dan aktif di suhu panas.
Dalam keperluan proses kontrol produksi makanan jadi atau olahan misalnya, kadar pelezat asam dalam bentuk monosodium glutamate (MSG) sangat penting. Karena kadar MSG yang berlebihan dapat menyebabkan gejala sakit kepala yang dikenal dengan Chinese food syndrome.
8) Enzim Xylanase
Xilanase juga dapat digunakan untuk menghidrolisis xilan (hemiselulosa) menjadi gula xilosa.
Xilan banyak diperoleh dari limbah pertanian dan industri makanan. Pengembangan proses hidrolisis secara enzimatis merupakan prospek baru untuk penanganan limbah hemiselulosa (Biely, 1985; Rani dan Nand, 1996; Beg et al., 2001). Gula xilosa banyak digunakan untuk konsumsi penderita diabetes. Di Malaysia gula xilosa banyak digunakan untuk campuran pasta gigi karena dapat berfungsi memperkuat gusi, Van Paridon et al. 1992 telah melakukan penelitian pemanfaatan xilanase untuk campuran makanan ayam boiler, dengan melihat pengaruhnya terhadap berat yang dicapai dan efisiensi konversi makanan serta hubungannya dengan viskositas pencernaan.
Hal yang sama juga dilakukan oleh Bedford dan Classen (1992), yang melaporkan bahwa campuran makanan ayam boiler dengan xilanase yang berasal dari T. longibrachiatum ternyata mampu mengurangi viskositas pencernaan, sehingga meningkatkan pencapaian berat dan efisiensi konversi makanan.
Xilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan juice, ekstraksi kopi, minyak nabati, dan pati (Wong dan Saddler, 1993). Kombinasi dengan selulase dan pektinase dapat untuk penjernihan juice dan likuifikasi buah dan sayuran (Beg et al., 2001). Efisiensi xilanase dalam perbaikan kualitas roti yang telah dilakukan, yaitu xilanase yang berasal dari Aspergillus niger var awamori yang ditambahkan ke dalam adonan roti untuk menghasilkan kenaikan volume spesifik roti dan untuk lebih meningkatkan kualitas roti maka perlu dilakukan kombinasi penambahan amilase dan xilanase (Maat et al., 1992).
9) Enzim Selulase
Enzim selulase dapat digunakan untuk melembutkan sayur-sayuran dengan mencernakan sebagian selulosa sayur itu, mengeluarkan kulit dari biji-bijian seperti gandum, mengeluarkan agar-agar dari rumput laut dengan menguraikan dinding sel daun rumput dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.
V. Enzim Komersial dan Aplikasinya
Terkadang kita ingin membatasi tingkat aktivitas sebuah enzim yang ditambahkan tetapi tidak bisa dengan mudah menonaktifkan enzim tanpa mempengaruhi makanan. Salah satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan mengimobilisasi enzim melalui perlekatan ke permukaan sebuah membran atau objek lembam (iner) lainnya yang bersentuhan dengan makanan yang sedang diolah. Dengan cara ini, waktu reaksi bisa diregulasi tanpa enzim menjadi bagian dari makanan. Enzim-enzim yang diimobilisasi seperti ini sekarang digunakan untuk menghidrolisis laktosa susu menjadi glukosa dan galaktosa, untuk mengisomerisasi glukosa dari starch jagung menjadi fruktosa, dan pada berbagai proses makanan industri lainnya.
BAB III
KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan sebelumnya maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Enzim merupakan katalisator protein yang mengatur kecepatan berlangsungnya berbagai proses fisiologis. Sebagai katalisator, enzim ikut serta dalam reaksi dan kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai.
2. Temperatur, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, inhibitor mengubah kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim dengan implikasi yang penting.
3. Dalam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk melalui mekanisme fermentasi, peragian dan sejenisnya.
DAFTAR PUSTAKA
Biokimia” Eksperimen Laboratorium”. Penerbit Widya Medika. 2000. Bagian Biokimia FK-UI. Jakarta; 50-65.
Champe P C PhD , Harvey R A PhD. Lippincott’s Illustrated Reviews: Biochemistry 2nd .1994 : 47-60
http://www.mediaindo.co.id/cetak/berita.asp?id=2003100703223480
http://lppommuikaltim.multiply.com/journal/item/30/bioteknologi_sebagai_ilmu_dan_dampak_terhadap_manusia
http://tech.groups.yahoo.com/group/kimia_indonesia/message/84
http://web.ipb.ac.id/~lppm/ID/index.php?view=penelitian/hasilcari&status=buka&id_haslit=baru022
http://www.duniaesai.com/sains/sains14.html
http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdltunjungmah-31321
http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/candrawati090302006.pdf
http://www.beritaiptek.com/zberita-beritaiptek-2006-05-19-Extremozim;-Biomaterial-Menarik-dan-Menggiurkan.shtml
http://kungfuchem.blogspot.com/2008/10/enzim-papain-dan-bromalin-sebagai.html
http://forumkimia.multiply.com/journal/item/7
http://lcpang.tripod.com/enzim.html
Indah, Mutiara. 2004. “Enzim”. Fakultas Kedokteran. USU. Digitized by USU digital library
Lehninger A, Nelson D , Cox M M .Principles of Biochemistry 2nd 1993 : 198-236
Murray R K, et al. Harper’s Biochemistry 25th ed. Appleton & Lange. America 2000 : 67-113
Penuntun Praktikum Biokimia 1976. Edisi 4. Biokimia FK-UI. Jakarta ;. 98-112
Stryer L .1995. Biochemistry 4th : 181-237
Minggu, 09 September 2012
Selasa, 04 September 2012
Tugas II Elusidasi Senyawa Organik
RIKHAL H (FICI09004)
"PRINSIP DASAR BAGAIMANA SUATU SINAR ATAU GELOMBANG
ELEKTROMAGNETIK TERJADI PADA BERBAGAI MACAM SPEKTROSKOPI"
1. Spektroskopi Sinar-X
Prinsip dasar dari analisis spektroskopi sinar-X adalah seperti halnya tehnik spektroskopi yang lain, yaitu terjadinya interaksi antara energi dan materi. Dimana yang berfungsi sebagai energi adalah radiasi elektromagnetik dan yang sebagai materi adalah atom atau molekul dalam senyawa kimia, berkas-berkas elektroneksternal.
Sinar-X dihasilkan di suatu tabung sinar katode dengan pemanasan kawat pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian elektron-elektron tersebut dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase, dan menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, karakteristik spektrum sinar-X dihasilkan.
2. Spektroskopi emisi
Prinsip Spektroskopi emisi menggunakan kisaran spektrum elektromagnetik di mana suatu zat memancar (memancarkan). Substansi pertama harus menyerap energi. Energi ini dapat berasal dari berbagai sumber, yang menentukan nama emisi berikutnya, seperti pendaran. Molekuler pendaran teknik meliputi spectrofluorimetry.
3. Spektroskopi Absorbsi
Prinsip Spektroskopi absorpsi adalah teknik di mana kekuatan sinar cahaya diukur sebelum dan sesudah interaksi dengan sampel dibandingkan. Teknik penyerapan spesifik cenderung disebut oleh panjang gelombang radiasi diukur seperti ultraviolet, inframerah atau spektroskopi penyerapan microwave. Penyerapan terjadi ketika energi dari foton sesuai dengan perbedaan energi antara dua negara material.
4. Fluoresensi spektroskopi
Prinsipnya yaitu menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah. Teknik ini telah menjadi populer untuk aplikasi biokimia dan medis, dan dapat digunakan untuk mikroskopi confocal, transfer energi resonansi fluoresensi, dan pencitraan fluoresensi seumur hidup.
5. Spektroskopi Serapan Atom (SSA/AAS)
Prinsip dasar AAS yaitu penyerapan sumber radiasi (sinar tampak atau ultraviolet) oleh atom-atom netral dalam keadaan gas yang berada dalam nyala.Untuk jadi atom netral dalam keadaan gas butuh perlakuan khusus dipanaskan pada suhu tinggi. Nyala digunakan untuk membuat atom netral dalam keadaan gas.
AAS termasuk anggota metode spektrofotometri nyala karena butuh nyala dalam mengubah bentuk molekul menjadi bentuk atom. Spektrum molekul cenderung merupakan pita serapan karena suatu molekul bila dikenai radiasi elektromagnetik akan terjadi tumpang tindih posisi energi rotasi, vibrasi dan elektronik, sedangkan spektrum pada atom merupakan garis-garis serapan karena yang ada hanya energi elektronik
6. Spektroskopi Infra Merah
Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai wavenumber (1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel. Mereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari% ditransmisikan bersekongkol melawan wavenumber.
7. Spektroskopi Nuklear Magnetic Resonance (NMR)
Metode spektroskopi jenis ini didasarkan pada penyerapan energi oleh partikel yang sedangberputar di dalam medan magnet yang kuat. Pada umumnya metode ini berguna sekali untuk mengidentifikasi struktur senyawa / rumus bangun molekul senyawa organik.
.Jumlah dan tempat proton dalam molekul senyawa organik menentukan bentuk spektrum yang dihasilkan.Energi yang dipakai dalam pengukuran dengan metode ini berada pada daerah gelombang radio75-0,5 m atau pada frekuensi 4-600 MHz, yang bergantung pada jenis inti yang diukurnya.
Secara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan olehkekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensidiinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan inidisebut pergeseran kimia
8. Spektroskopi UV-Vis
Sinar dari sumber cahaya akan dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar pada bagian dalam spektrofotometer. Berkas pertama akan melewati kuvet berisi blanko, sementara berkas kedua akan melewati kuvet berisi sampel. Blanko dan sampel akan diperiksa secara bersamaan. Adanya blanko, berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan voltase dari sumber cahaya.pektrofotometri uv-vis mengacu pada hukum Lambert-Beer. Apabila cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi akan dipancarkan.
Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki panacaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber cahaya pada spektrofotometer UV-Vis ada dua macam :
a. Lampu Tungsten (Wolfram)
Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000jam pemakaian.
b. Lampu Deuterium
Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.
DAFTAR PUSTAKA:
http://anekakimia.blogspot.com/2011/06/instrumen-kimia-uv-vis.html
http://teenagers-moslem.blogspot.com/2011/01/spektroskopi-inframerah-infrared.html
http://pangestu-ayupangestu.blogspot.com/2011/12/spektrofotometer-uv-vis-dan.html
RIKHAL H (FICI09004)
"PRINSIP DASAR BAGAIMANA SUATU SINAR ATAU GELOMBANG
ELEKTROMAGNETIK TERJADI PADA BERBAGAI MACAM SPEKTROSKOPI"
1. Spektroskopi Sinar-X
Prinsip dasar dari analisis spektroskopi sinar-X adalah seperti halnya tehnik spektroskopi yang lain, yaitu terjadinya interaksi antara energi dan materi. Dimana yang berfungsi sebagai energi adalah radiasi elektromagnetik dan yang sebagai materi adalah atom atau molekul dalam senyawa kimia, berkas-berkas elektroneksternal.
Sinar-X dihasilkan di suatu tabung sinar katode dengan pemanasan kawat pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian elektron-elektron tersebut dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase, dan menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, karakteristik spektrum sinar-X dihasilkan.
2. Spektroskopi emisi
Prinsip Spektroskopi emisi menggunakan kisaran spektrum elektromagnetik di mana suatu zat memancar (memancarkan). Substansi pertama harus menyerap energi. Energi ini dapat berasal dari berbagai sumber, yang menentukan nama emisi berikutnya, seperti pendaran. Molekuler pendaran teknik meliputi spectrofluorimetry.
3. Spektroskopi Absorbsi
Prinsip Spektroskopi absorpsi adalah teknik di mana kekuatan sinar cahaya diukur sebelum dan sesudah interaksi dengan sampel dibandingkan. Teknik penyerapan spesifik cenderung disebut oleh panjang gelombang radiasi diukur seperti ultraviolet, inframerah atau spektroskopi penyerapan microwave. Penyerapan terjadi ketika energi dari foton sesuai dengan perbedaan energi antara dua negara material.
4. Fluoresensi spektroskopi
Prinsipnya yaitu menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah. Teknik ini telah menjadi populer untuk aplikasi biokimia dan medis, dan dapat digunakan untuk mikroskopi confocal, transfer energi resonansi fluoresensi, dan pencitraan fluoresensi seumur hidup.
5. Spektroskopi Serapan Atom (SSA/AAS)
Prinsip dasar AAS yaitu penyerapan sumber radiasi (sinar tampak atau ultraviolet) oleh atom-atom netral dalam keadaan gas yang berada dalam nyala.Untuk jadi atom netral dalam keadaan gas butuh perlakuan khusus dipanaskan pada suhu tinggi. Nyala digunakan untuk membuat atom netral dalam keadaan gas.
AAS termasuk anggota metode spektrofotometri nyala karena butuh nyala dalam mengubah bentuk molekul menjadi bentuk atom. Spektrum molekul cenderung merupakan pita serapan karena suatu molekul bila dikenai radiasi elektromagnetik akan terjadi tumpang tindih posisi energi rotasi, vibrasi dan elektronik, sedangkan spektrum pada atom merupakan garis-garis serapan karena yang ada hanya energi elektronik
6. Spektroskopi Infra Merah
Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai wavenumber (1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel. Mereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari% ditransmisikan bersekongkol melawan wavenumber.
7. Spektroskopi Nuklear Magnetic Resonance (NMR)
Metode spektroskopi jenis ini didasarkan pada penyerapan energi oleh partikel yang sedangberputar di dalam medan magnet yang kuat. Pada umumnya metode ini berguna sekali untuk mengidentifikasi struktur senyawa / rumus bangun molekul senyawa organik.
.Jumlah dan tempat proton dalam molekul senyawa organik menentukan bentuk spektrum yang dihasilkan.Energi yang dipakai dalam pengukuran dengan metode ini berada pada daerah gelombang radio75-0,5 m atau pada frekuensi 4-600 MHz, yang bergantung pada jenis inti yang diukurnya.
Secara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan olehkekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensidiinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan inidisebut pergeseran kimia
8. Spektroskopi UV-Vis
Sinar dari sumber cahaya akan dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar pada bagian dalam spektrofotometer. Berkas pertama akan melewati kuvet berisi blanko, sementara berkas kedua akan melewati kuvet berisi sampel. Blanko dan sampel akan diperiksa secara bersamaan. Adanya blanko, berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan voltase dari sumber cahaya.pektrofotometri uv-vis mengacu pada hukum Lambert-Beer. Apabila cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi akan dipancarkan.
Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki panacaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber cahaya pada spektrofotometer UV-Vis ada dua macam :
a. Lampu Tungsten (Wolfram)
Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000jam pemakaian.
b. Lampu Deuterium
Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.
DAFTAR PUSTAKA:
http://anekakimia.blogspot.com/2011/06/instrumen-kimia-uv-vis.html
http://teenagers-moslem.blogspot.com/2011/01/spektroskopi-inframerah-infrared.html
http://pangestu-ayupangestu.blogspot.com/2011/12/spektrofotometer-uv-vis-dan.html
Tugas I Elusidasi Senyawa Organik
Link Jurnal PDF ada Dibawah ini :
ejournal.unud.ac.id/abstrak/j-kim-vol3-no1-astiti%20asih.pdf
Oleh RIKHAL H. (FICI09004)
ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA ISOFLAVON
DARI KACANG KEDELAI (Glycine max)
I. A. R. Astiti Asih
Juirusan Kimia FMIPA Universitas Udayana,Bukit Jimbaran
DARI KACANG KEDELAI (Glycine max)
I. A. R. Astiti Asih
Juirusan Kimia FMIPA Universitas Udayana,Bukit Jimbaran
ejournal.unud.ac.id/abstrak/j-kim-vol3-no1-astiti%20asih.pdf
Oleh RIKHAL H. (FICI09004)
Langganan:
Postingan (Atom)