ENZIMOLOGI - BROWNING

MAKALAH ENZIMOLOGI

“BROWNING PADA APEL DAN CARA PENCEGAHANNYA”

Disusun oleh :

Moh. MIrza Nuryady

101810401048

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2012

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Buah Apel (Malus sylvetris) mempunyai bentuk bulat sampai lonjong bagian pucuk buah berlekuk dangkal, kulit agak kasar dan tebal, pori-pori buah kasar dan renggang, tetapi setelah tua menjadi halus dan mengkilat.Warna buah hijau kemerah-merahan, hijau kekuning-kuningan, hijauberbintik-bintik, merah tua dan sebagainya sesuai dengan varietas. Karakteristik buah apel dapat dinilai menurut:

1. Nilai fisik : Kekerasan, berat jenis, dan mudahnya lepas dari tangkainya.

2. Nilai visual : Warna kulit dan ukuran.

3. Analisis Kimia : Kadar vitamin, Kadar pati dan asam.

4. Metode fisiologi : Respirasi.

Kandungan dari buah apel antara lain : vitamin A 2%, vitamin C 11,42mg/100 gram, besi 2%, air 83,39%, Karbohidrat : 7%, mempunyai rasamanis dan sedikit asam untuk buah segarnya (Soelarso, 1998).

Proses Browning atau pencokelatan adalah proses di mana suatu zat, pada umumnya berupa makanan, berubah warna menjadi kecokelatan. Perubahan warna tersebut umumnya diikuti oleh perubahan rasa pada makanan yang mengurangi cita rasa makanan sehingga proses ini seringkali dianggap merugikan. Proses pencokelatan enzimatik melibatkan enzim-enzim seperti Monophenol Monoxygenase atau tyrosinase ,polifenol oksidase atau fenolase, dan laccase. Proses pencokelatan yang dialami oleh apel merupakan proses pencokelatan enzimatik yang dipengaruhi oleh kerja enzim fenolase. Ketika apel dikupas atau dipotong, enzim yang tersimpan di dalam jaringan apel akan terbebas. Apabila enzim tersebut mengalami kontak dengan oksigen di udara, fenolase akan mengkatalisis konversi biokimia dari komponen fenolik yang ada pada apel sehingga komponen tersebut berubah menjadi pigmen coklat atau melanin. Proses ini pada umumnya terjadi pada pH antara 5,0-7,0 dan pada temperatur yang cenderung hangat. Sebagai tambahan, kontak dengan besi atau tembaga akan mempercepat reaksi pencokelatan enzimatik. Hal inidapat diamati ketika apel dipotong menggunakan pisau yang telah berkarat atau ditaruh di dalam mangkok tembaga lalu diaduk-aduk, proses pencokelatan yang terjadi dapat terlihat dalam waktu yang lebih singkat.Terdapat dua reaksi dalam proses pencokelatan enzimatik yaitu reaksi Cresolase dan Catecholase . Dalam reaksi Cresolase, komponen monofenol yang ada pada apel mengalami hidroksilasi menjadi o-difenol. Dalam reaksi Catecholase, difenol diubah menjadi o-quinone. Reaksi ini sering juga disebut reaksi difenolase. Reaksi Catecholase terjadi segera setelah terbentuknya senyawa o-difenol, tanpa memerlukan keberadaan oksigen ataupun enzim fenolase. Setelah senyawa o-quinone terbentuk, senyawa o-difenol akan mengalami hidroksilasi menjadi senyawa tri fenolik yang akan bereaksi lebih jauh dengan o-quinone dalam proses pembentukan melanin coklat pada apel. Komponen fenolik pada apel berupa flavonoid dan asam fenolik. Flavonoid yang ada di dalam apel adalah flavonol, catechin , dan epicatechin. Contoh asam fenolik yang ada di dalam apel adalah asam cafeic dan asam p-coumaric yang membentuk ester dengan asam quinic.

Senyawa fenolik lainnya adalah di dalam apel floretin glikosida. Konsentrasi masing-masing senyawa fenolik pada apel bervariasi, bergantung pada bagian-bagian di mana senyawa tersebut ada. Pada kulit apel, senyawa fenolik yang mendominasi adalah quercetinglikosida dan flavonol. Bagian inti dan biji buah apel banyak mengandungfloretin glikosida. Bagian korteks buah apel banyak mengandung asamfenolik. Sebagian besar komponen fenolik yang dimiliki oleh apel berbentuk senyawa o-difenol. Senyawa o-difenol adalah senyawa organik berupa antioksidan yang berfungsi mengurangi resiko kanker. Dalamproses pencokelatan, enzim fenolase mengubah o-difenol pada apel menjadi o-quinone yang lebih reaktif. Senyawa o-quinone akan bereaksi lebih jauh dengan komponen fenolik lainnya dan protein pada jaringan apel dan membentuk melanin yang memberikan warna cokelat pada apel. Enzim fenolase memerlukan oksigen agar dapat bekerja. Oksigen berperan sebagai akseptor hidrogen dalam proses pencokelatan sedangkan Komponen fenolik pada apel merupakan substrat dari enzim fenolase(Handayani, 2011).

1.1.    Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk mengetahui cara pencegahan proses Browning yang menyebabkan warna kecoklatan pada buah apel yang baru dikupas ?

1.3 Manfaat

Dapat mengetahui cara pencegahan terjadinya proses Browning yang menyebabkan warna kecoklatan pada buah apel yang baru dikupas.

BAB II. PEMBAHASAN

Buah apel  mudah mengalami pencoklatan setelah terkelupas atau dipotong. Pencoklatan (browning) merupakan proses pembentukan pigmen berwarna kuning yang akan segera berubah menjadi coklat gelap. Pembentukan warna coklat ini dipicu oleh reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim fenoloksidase atau polifenol oksidase. Kedua enzim ini dapat mengkatalis oksidasi senyawa fenol menjadi quinon dan kemudian dipolimerasi menjadi pigmen melaniadin yang berwarna coklat (Mardiah 1996).

Senyawa fenol dan kelompok enzim oksidase tersebut tersedia secara alami didalam buah apel. Oleh karena itu pencoklatan yang terjadi disebut juga reaksi pencoklatan enzimatis. Enzim polifenoloksidase memiliki kode Enzym Commision (EC) 1.14.18.1, nama trivial monophenol monooxygenase  dan  nama  IUPAC  monophenol,  L-dopa:oxygen oxidoreductase. Selain itu, enzim ini juga memiliki nama lain, yaitu tyrosinase, phenolase, monophenol oxidase, cresolase, catecholoxidase, polyphenolase, pyrocatechol oxidase, dopa oxidase, chlorogenicoxidase, catecholase,  monophenolase, o-diphenol oxidase, chlorogenicacid oxidase, diphenol oxidase, o-diphenolase, tyrosine-dopa oxidase, o-diphenol:oxygen oxidoreductase, polyaromatic oxidase, mono phenol monooxidase, o-diphenol oxidoreductase, monophenol dihydroxy phenylalanine: oxygen oxidoreductase, N-acetyl-6-hydroxytryptophan oxidase, monophenol, dihydroxy-L-phenylalanineoxygen oxidoreductase,o-diphenol:O2 oxidoreductase, dan phenoloxidase. Enzim polifenol oksidase dihasilkan dari reaksi antara L-tyrosine,L-dopa, dan O2 menjadi L-dopa, dopaquinone, dan H2O(Rahmawati,2011).

Pada umumnya ada tiga macam reaksi pencokelatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi millard, dan pencokelatan akibat vitamin C. dalam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonaat, dan kemudian berlangsunglah reaksi Maillard dan proses pencokelatan. Karamelisasi terjadi pada suatu larutan sukrosa yang diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, begitu juga titik didihnya sehingga seluruh air akan menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa yang melebur. Reaksi maillard berlangsung melalui beberapa tahap yaitu, suatu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dari protein sehingga menghasilkanbasa Schiff. Perubahan terjadi menurut aksi Amodori sehingga menjadi amino ketosa. Dehidrasi dari hasil selanjutnya menghasilkan hasil antara metal α-dikarbonil yang diikuti penguraian menghasilkan redukstor-reduktor dan α-dikarboksil seperti metilglioksal, aseton, dan diasetil. Aldehida-aldehida aktif dari 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (hal ini disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna cokelat yang disebut melanoidin.

Perubahan kualitas yang tidak diinginkan pada buah apel selama penanganan, pemrosesan dan penyimpanan merupakan resiko yang disebabkan oleh PPO. PPO mengkatalisis oksidasi berbagai senyawafenolik dan menghasilkan quinon reaktif yang menyebabkan terjadinya reaksi lebih lanjut dan menghasilkan pembentukan pigmen coklat, yangmenjadi penyebab munculnya sifat sensory yang tidak diinginkan pada buah. Apel dan jus apel sangat rentan terhadap pencoklatan oksidatif yang disebabkan oleh tingginya konsentrasi polyphenols dan PPO. Dikarenakan penggunaan sulfit sebagai agen anti-browning sangat potential terhadap gangguan kesehatan, beberapa jenisbahan kimia biocompatible dan yang bersifat non-toxic digunakan sebagai alternative pengganti sulfit. Beberapa bahan kimia bereaksi secara langsung sebagai inhibitor PPO, yang lainnya bereaksi dengan cara rendering media yang tidak memadai untuk perkembangan reaksi pencoklatan, sedang yang lainnya bereaksi dengan bereaksi dengan produk dari reaksi PPO sebelum susunannya berubah menjadi pigmen coklat.Selain biasanya menggunakan asam askorbat dan turunannya dan asam sitrat sebagai acidulant dan logam pengkelat, berbagai bahan kimia lainnyadirekomendasikan untuk pencegahan pencoklatan enzymatik.

Menurut Padmadisastra (2003), pencoklatan enzimatis dalam pangan biasanya dianggap merugikan karena menurunkan penerimaan sensori pangan oleh masyarakat walaupun pencoklatan enzimatis tidak terlalu mempengaruhi rasa dari bahan pangan tersebut. Reaksi pencoklatan enzimatis membutuhkan tiga komponen, yaitu polifenolase aktif, oksigendan subtrat yang cocok. Penghilangan salah satu di antara komponen tersebut akan melindungi terjadinya reaksi pencoklatan enzimatis. Selainitu, senyawa pereduksi mampu mengubah o-quinon kembali kepada komponen fenolik sehingga mengurangi pencoklatan. Berdasarkan hal tersebut di atas, terdapat beberapa metode untuk mengontrol pencoklatan enzimatis dalam pangan yaitu:

1.     Pengurangan oksigen (O2) atau penggunaan antioksidan, misalnyavitamin C ataupun senyawa sulfit. Antioksidan dapat mencegah oksidasi komponen-komponen fenolat menjadi quinon berwarna gelap.Sulfit dapat menghambat enzim fenolase pada konsentrasi satu ppmsecara langsung atau mereduksi hasil oksidasi quinon menjadi bentuk fenolat sebelumnya, sedangkan penggunaan vitamin C dapat mereduksi kembali quinon berwarna hasil oksidasi (o-quinon) menjadi senyawa fenolat (o-difenol) tak berwarna. Asam askorbat selanjutnya dioksidasi menjadi asam dehidroaskorbat. Ketika vitamin C habis, komponen berwarna akan terbentuk sebagai hasil reaksi polimerisasi dan menjadi produk antara yang irreversibel. Jadi produk berwarna hanya akan terjadi jika vitamin C yang ada habis dioksidasi dan quinon terpolimerisasi

2.   Mengkontrol reaksi browning enzimatis dengan menambahkan enzimmo metal transferase sebagai penginduksi.

3.   Mengurangi komponen-komponen yang bereaksi browning melaluideaktivasi enzim fenolase yang  mengandung  komponen Cu (suatu kofaktor esensial yangterikat pada enzim PPO). Chelating agent  EDTA atau garamnya dapat digunakan untuk melepaskan komponen Cu darienzim sehingga enzim menjadi inaktif.

4.    Pemanasan untuk menginaktivasi enzim-enzim. Enzim umumnyabereaksi optimum pada suhu 30-40ºC. Pada suhu 45ºC enzim mulaiterdenaturasi dan pada suhu 60 ºC mengalami dekomposisi.

5.    Pengkondisian keasaman, misalnya dengan penambahan asam sitrat.Pada pH 1 dibawah 5, enzim-enzim fenolase dihambat aktivitasnyaPenambahan asam-asam organik dapat menghambat browning enzimatik terutama disebabkan efek turunnya pH akibat penambahan senyawa tersebut. Enzim fenolase dan polifenolase mempunyai pHoptimum pada pH 5 - 7, dibawah kisaran pH tersebut aktifitas enzimterhambat. Asam-asam organik yang dapat ditambahkan adalah asamas korbat, asam malat, asam sitrat d`n asam erithorbat. Disampingmenurunkan pH penambahan asam sitrat yang bersifat pereduksi kuatsehingga berfungsi sebagai antioksidan. Dengan penambahan asam sitrat,maka oksigen yang merupakan pemacu reaksi browning enzimatis dapatdieliminasi. Penambahan asam sitrat disamping dapat menurunkan pH juga dapat mengikat tembaga yang merupakan sisi aktif enzim sehinggaaktifitas enzim dapat dihambat (Santoso, 2006).

6. Penambahan Sulfit. Larutan sulfit bertujuan untuk mencegah terjadinya browning secara enzimatis maupun non enzimatis, selain itu juga sulfit berperan sebagai pengawet. Pada browning non enzimatis, sulfit dapat berinteraksi dengan gugus karbonil yang mungkin ada pada bahan. Hasil reaksi tersebut akan mengikat melanoidin sehingga mencegah timbulnya warna coklat. Sedangkan pada browning enzimatis, sulfit akan mereduksi ikatan disulfida pada enzim, sehingga enzim tidak dapat mengkatalis oksidasi senyawa fenolik penyebab browning. Sulfit merupakan racun bagi enzim, dengan menghambat kerja enzim esensial. Sulfit akan mereduksi ikatan disulfida enzim mikroorganisme, sehingga aktivitas enzim tersebut akan terhambat. Dengan terhambatnya aktivitas enzim, maka mikroorganisme tidak dapat melakukan metabolisme dan akhirnya akan mati. Sulfit akan lebih efektif dalam bentuk yang bebas atau tidak terdisosiasi, sehingga sebelum digunakan sulfit dipanaskan terlebih dahulu. Selain itu, sulfit yang tidak terdisosiasi akan lebih terbentuk pada pH rendah (2,5 – 4), dan pada pembuatan manisan bengkoang ini, pH rendah atau suasana asam diperoleh dari penambahan asam sitrat
7. Pemberian Asam sitrat. Asam sitrat adalah asam trikarboksilat yang tiap molekulnya mengandung tiga gugus karboksilat. Selain itu ada satu gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon di tengah. Asam sitrat termasuk asidulan, yaitu senyawa kimia yang bersifat asam dan ditambahkan pada proses pengolahan makanan dengan berbagai tujuan. Asidulan dapat bertindak sebagai penegas rasa dan warna atau menyelubungi after taste yang tidak disukai. Sifat senyawa ini dapat mencegah pertumbuhan mikroba dan bertindak sebagai pengawet. Asam sitrat (yang banyak terdapat dalam lemon) sangat mudah teroksidasi dan dapat digunakan sebagai pengikat oksigen untuk mencegah buah berubah menjadi berwarna coklat. Ini sebabnya mengapa bila potongan apel direndam sebentar dalam jus lemon, warna putih khas apel akan lebih tahan lama. Asam ini ditambahkan pada manisan buah dengan tujuan menuru nkan pH manisan yang cenderung sedang sampai di bawah 4,5. dengan turunnya pH maka kemungkinan mikroba berbahaya yang tumbuh semakin kecil. Selain itu pH yang rendah akan mendisosiasi sulfit dan benzoat menjadi molekul-molekul yang aktif dan efektif menghambat mikroorganisme.

8.    Pencegahan pencoklatan enzimatis bias juga dengan mengurangi kontak dengan pisau besi dan stainless steel. Buah yang dipotong dengan pisau stainless steel akan lebih lama mengalami reaksi pencoklatan enzimatis dibandingkan dengan pisau besi karena karena pisau stainless steel adalah jenis pisau besi yang dilapisi baja tahan asam dan basa sehingga tidak mudah berkarat karena tidak mudah mengalami oksidasi.

BAB III. PENUTUP

Kesimpulan

Pencoklatan (browning) merupakan proses pembentukan pigmen berwarna kuning yang akan segera berubah menjadi coklat gelap yangdipicu oleh reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim fenol oksidase atau polifenol oksidase. Kedua enzim tersebut dapat mengkatalis oksidasi senyawa fenol menjadi quinon dan kemudian dipolimerasi menjadi pigmen melaniadin yang berwarna coklat. dan Asam sitrat dapat menghambat reaksi pencoklatan enzimatik dengan cara menurunkan pH dan mengikat tembaga yang merupakan sisi aktif enzim. Selain itu dengan penambahan asam sitrat, oksigen sebagai pemacu reaksi browning enzimatis dapat dieliminasi.

DAFTAR PUSTAKA

Cheng GW, Crisosto CG. 2005. Browning potential, phenolic composition, and polyphenoloxidase activity of buffer extracts of peach and nectarine skin tissue. J. Amer. Soc. Horts. Sct. 120 (5):835-838.

Mardiah E. 1996. Penentuan aktivitas dan inhibisi enzim polifenol oksidase dari apel (Pyrus malus Linn.). Jurnal Kimia Andalas 2: 2.

Padmadisastra Y, Sidik, Ajizah S. 2003. Formulasi sediaan cair gel Lidah Buaya (Aloe vera Linn.) sebagai minuman kesehatan. Bandung: Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran

Rahmawati F. 2008. Pengaruh vitamin C terhadap aktivitas polifenol oksidase buah Apel merah (Pyrus malus) secara in vitro [skripsi]. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Santoso. 2006.Teknologi Pengawetan Bahan Segar.Laboratorium Kimia PanganFakultas Pertanian Uwiga Malang

Soelarso, Bambang, 1998.Budidaya Apel.Penerbit Kanicius. Yogyakarta.

Handayani, Gabriella Carmelita Prawitasari Tri. 2011.Proses Pencoklatan pada Buah Apel. http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2011/05/13/proses-pencokelatan-pada-buah-apel/.(Diakses pada tanggal 21 Mei 2012 pukul 21.24 WIB).

L.D.R is kind of "Jomblo with Status"

Cinta memang susah untuk di taklukkan, susah untuk ditebak kemana arahnya.

Setelah kemaren gagal dengan cerita cinta LDR (Long Distance Relationship) wah, rasanya sih nggak tega banget buat mutusin. Tapi bagaimanapun aku harus mutusin hubungan itu, gak bisa lagi sabar untuk nerusin hubungan itu.

 Bagaimanapun caranya hubungan ini tidak akan berhasil "sayank".  Mungkin orang memang bilang gampang buat LDR tapi ngatur waktu kamu dengan dia itu nggak gampang bro. Tiap hari tiap jam kita harus mantengin hape buat mantauin kabar terbaru dia "sayank lagi dimana? lagi ngapain? udah makan? bla...bla...bla....etc." Come on, aku bukan tipikal penyiar radio yang bisa setiap saat mengkabarkan keadaan, sedangkan aku disni kuliah men, nggak gampang buat ngatur waktu kuliah sebegitu padetnya dari pagi sampe sore belum dengan kegiatan organisasi laennya dengan kegiatan tak bertuan yanga namanya LDR, "What the?". LDR itu lebih banyak pengorbanannya dari pada senang-senangnya, tiap hari selalu ajah ada masalah yang diributin, dari salah paham kirim sms, dari yang sinyal provider low, sampe ada yang godain segala, fikiran harus slalu positif, cemburu ditahan, amarah ditekan (nih puasa ato apaan), yah yang kesemuanya butuh tenaga ekstra buat ngadepinnya.

Menurut survei dari 100% hubungan LDR hanya 2% yang berhasil masuk jenjang pernikahan, yah pasti bikin aku pesimis dengan survei itu, selain karena survei juga aku yang ngerasain bagaimana susahnya. Anak LDR pada sok-sokan bilang temennya "Ah... dasar Jomblo" padahal pas giliran suruh bawa pacarnya yang dibawa HP doank, gimana ga dibilang Jomblo with Status kalo begitu.

1 tahun memang bukan waktu yang lama sih, tapi juga bukan waktu yang sebentar buat bertahan di atas guncangan prahara masalah bertubi-tubi ( ini cerita tsunami ato LDR sih? sampe masalahnya parah banget) yasudahlah, yang lalu biar berlalu kita songsong ajah masa depan "Hari Esok Akan lebih baik"

Teruntukmu yang saat ini masih melakukannya karena percaya cinta, aku mendukung keputusan kalian 100%, doaku hanya semoga kalian tidak tergoda dengan  godaan perselingkuhan, semoga selalu ada alokasi uang untuk beli pulsa lebih, semoga juga provider yang kalian gunakan juga pro sama hubungan kalian jadi kalau lagi pacaran VIA TELEPHON ga putus-putus hehe.