Haris Dianto Darwindra 240210080133 BAB V HASIL PENGAMATAN
A. Tes Peroksidase Blansing
Buncis Kentang Wortel
Jambu Biji
Nenas
Salak
(menit) 0
-
-
-
Merah muda
++
1
-
-
-
-
+++
3
-
-
-
-
+
5
-
-
-
-
-
B. Uji Katalase Blansing
Buncis Kentang Wortel
Jambu Biji
Nenas
Salak
(menit) 0
-
-
++++
-
++
1
++
++
+++
+++
+++
3
+
+++
++
++
+
5
-
++++
+
-
-
C. Perlakuan terhadap Jaringan Bahan Sampel : Pisang Jenis Pisau
Perlakuan Dimemarkan
Pisau
Dipotong-potong
Coklat (++++++) Agak coklat (++++)
Puith kecoklatan (++)
tembaga Pisau
Utuh
Coklat (+++++)
Stainless
Agak Coklat (+++)
Puith kecoklatan (++)
D. Pengaruh Perlakuan terhadap Pencoklatan Enzimatis Sampel : Nenas
Haris Dianto Darwindra 240210080133 Larutan
Pemanasan 0
1’
3
5’
Vit. C 5% As. Sitrat 1% Aquades Sampel : Salak Larutan
Vit. C 5%
Pemanasan 0
1’
3
5’
Kuning pucat
(+++)
(+++)
(+++)
(++++)
(+++)
(++)
(+++)
(++)
(+)
(+++++) As. Sitrat
Kuning pucat
1%
(+++++)
Aquades
Kuning pucat (++++)
Sampel : Wortel Larutan
Pemanasan 0
1’
3
5’
Vit. C 5% As. Sitrat 1% Aquades
Sampel : Jambu Biji Larutan
Pemanasan 0
1’
3
5’
Vit. C 5%
-
-
-
-
As. Sitrat
-
-
-
-
-
-
-
-
1% Aquades
Haris Dianto Darwindra 240210080133 Sampel : Buncis Larutan
Pemanasan 0
1’
3
5’
Vit. C 5%
Hijau (++)
(+++)
(++++)
(+++++)
As. Sitrat
(+++)
(++++)
(+++++)
(+++++)
(++++)
(++++)
(+++++)
(+++++)
1% Aquades
Sampel : Kentang Larutan
Vit. C 5%
Pemanasan 0
1’
3
5’
Krem
Pucat (+++)
(++)
(+)
Pucat (+++)
(++)
(+)
Pucat (+++)
(++)
(+)
kekuningan (++++) As. Sitrat
Krem
1%
kekuningan (++++)
Aquades
Krem kekuningan (++++)
Haris Dianto Darwindra 240210080133 BAB V PEMBAHASAN
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh kofaktor dan inhibitor. Enzim, meskipun hanya merupakan komponen tambahan (minor) banyak makanan, memegang peran utama dan bermacam-macam dalam makanan. Enzim yang terdapat secara alami dalam makanan dapat mengubah susunan makanan tersebut. Enzim adalah protein yang mempunyai sifat katalitik, yang menyebabkan enzim berguna dalam telaah analitik. Enzim lengkap disebut holoenzim; bagian protein, apoenzim; dan bagian nonprotein, kofaktor. Senyawa yang diubah dalam reaksi yang dikatalisis enzim disebut substrat. (deMan, 1997) Enzim katalase yang bersifat heat-resistant ( tahan panas) dalam buah-buahan dan sayuran dapat menimbulkan perubahan yang tidak dikehendaki selama proses penyimpanan. Agar perubahan tersebut tidak terjadi, harus dilakukan penekanan terhadap aktivitas enzim tersebut. Cara yang lazim digunakan adalah dengan
Haris Dianto Darwindra 240210080133 pemblachingan sebelum diproses lebih lanjut. Lama pemblachingan sangat menentukan efektivitas inaktivasi enzim tersebut, karena katalase merupakan enzim yang bersifat tahan panas. Karena sifat tersebut, maka katalase digunakan sebagai indikator. Katalase mengkatalisis perubahan 2 molekul hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Enzim katalase mempunyai 4 molekul subunit. Masing-masing subunit mengandung gugus protohemin yang membentuk bagian dari 4 tapak aktif yang bebas. Pada pH netral katalase akan kehilangan aktivitasnya dengan cepat pada suhu 35 o C. Dalam tumbuhan katalase mempunyai fungsi yaitu kemampuan untuk menghilangkan H2O2 dalam oksidasi fenol, alkohol, dan donor hidrogen lain. Gabungan glukosa oksidase dan katalase dipakai dala sejumlah pemrosesan makanan. Sample yang digunakan pada uji katalase adalah buncis, pisang, nenas dan apel. Hasil percobaan yang didapat adalah bahwa pada umumnya semua sample terdapat gelembung udara setelah pengocokan, dan gelembung udara itu akan berkurang seiring dengan lamanya waktu pemanasan. Gelembung udara tersebut menandakan adanya aktivitas katalase pada perlakuan terhadap sample tersebut. Hal itu disebabkan karena enzim katalase telah terinaktivasi akibat panas. Gelembung udara tersebut berasal dari penguraian senyawa H2O2 yang ditambahkan menjadi air dan O2. Reaksi : H2O2
2H2O + O2
Walaupun enzim ini bersifat heat-resistance, tetapi dengan waktu yang lebih lama dan suhu yang otomatis lebih panas ( waktu yang lebih lama), maka enzim tersebut dapat terinaktivasi. Reaksi pencoklatan sering terjadi pada bahan pangan dikenal dua jenis pencoklatan yaitu pencoklatan enzimatis dan pencoklatan non-enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis dapat terjadi karena adanya jaringan tanaman yang terluka, misalnya memar akibat pemotongan dan lain-lain. Bagian yang terluka tersebut ssecara cepat menjadi berwarna gelap karena terjadi kontak dengan udara. Reaksi enzimatis ini terdapat antara lain pada apel, salak, dll. Dalam praktikum ini akan dilakuakn percobaan pada sayuran dan buah yaitu buncis, kentang, wortel, nenas, jambu biji, salak dan pisang.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 A. Tes Peroksidase Enzim peroksidase merupakan salah satu enzim yang tahan panas. Jenis reaksi yang dikatalisis oleh peroksidase melibatkan hidrogen peroksida sebagai penerima, dan senyawa AH2 sebagai donor atom hidrogen, seperti ditunjukkan berikut ini : H2O2 + AH2
peroksidase
2H2O + A
Pada reaksi ini tidak ada oksigen molekul yang terbentuk. Kerja enzim peroksidase dalam sayuran berguna untuk pendeteksian kefektifan pemutihan, sedangkan enzim tersebut dapat juga merusak sayuran sehingga mengakibatkan bau rasa yang menyimpang. Selain itu juga berguna dalam penentuan glukosa dalam suatu bahan pangan yang dikombinasikan dengan glukosa peroksidase. Kerja enzim peroksidase dalam buah yaitu mengakibatkan terjadinya pencoklatan. (deMan, 1997). Dalam buah terdapat enzim peroksidase, itu sebabnya buah dan sayur yang dikupas atau dipotong akan berwarna kecoklatan jika didiamkan begitu saja. Pada percobaan ini buah yang diuji enzim katalasenya adalah buncis, kentang, wortel, jambu biji, nenas dan salak. Sampel-sampel tersebut diiris dan kemudian diblansing selama 1, 3, dan 5 menit. Blanshing asalah proses pemanasan pada suhu
tertentu
yang
bertujuan
untuk
membunuh
mikroorganisme
dan
menonaktifkan anzim. Semakin lama proses pemanasan yang dilakukan maka semakin sempurna penonaktifan enzimnya. Perbedaan waktu ini untuk mengetahui sampai waktu berapa enzim peroksidase tahan panas. Setelah itu, sampel dihancurkan dan tambah akuades serta dimasukkan ke tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 1% guaiakol, alkohol 95% dan 1 cc H2O2. Guaiakol merupakan senyawa fenol, sementara H2O2 merupakan hidrogen peroksida. Nantinya, bila pada sampel terdapat enzim peroksidase, H2O2 akan diuraikan dan membentuk warna coklat merah. Dari hasil pengamatan untuk semua buah kecuali salak tidak terlihat adanya reaksi positif untuk semua perlakuan ini menunjukan tidak adanya pencoklatan yang berarti tidak terdapat enzim peroksidase, sedangkan untuk buah yang lain seperti salak terjadi reaksi pencoklatan. Hal ini berarti pada salak terdapat peroksida.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 B. Uji Katalase Katalase mengkatalisis perubahan dua molekul hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen molekul sebagai berikut : 2H2O2
katalase
2H2O + O2
Kestabilan katalase terhadap panas lebih rendah daripada peroksidase. Pada pH netral, katalase akan kehilangan aktivitasnya dengan cepat pada 35ºC. Selain mengkatalisis reaksi yang ditunjukkan di atas (aktivitas katalitik), katalase dapat juga mempunyai aktivitas peroksidatik. Hal ini terjadi pada konsentrasi hidrogen peroksida yang rendah dengan adanya donor hidrogen (misalnya alkohol). Dalam tumbuhan, katalase mempunyai dua fungsi. Pertama kemampuan untuk menghilangkan H2O2 (perokisda) berlebih yang dihasilkan pada metabolisme oksidatif, dan kedua untuk kemampuan untuk menggunakan H2O2 dalam oksidasi fenol, alkohol dan donor hidrogen lain. Pada percobaan ini buah yang diuji enzim katalasenya adalah buncis, kentang, wortel, jambu biji, nenas dan salak. Sampel diiris dan diblansing selama 1, 3, dan 5 menit. Tujuannya adalah untuk mengetahui aktivitas enzim katalase pada beberapa perlakuan pemanasan. Selanjutnya 5 gram sampel dimasukkan ke tabung reaksi dengan 10 cc aquades dan 1 cc H2O2 3%. Kemudian tabung reaksi ditutup dan dikocok. Dari percobaan ini reaksi positif menunjukan adanya katalase dalam komoditi yang dilihat dari lamanya pemblansingan untuk sampel buncis pada pemanasan 1 menit, kentang semakin lama pemanasan semakin banyak gelembung yang muncul, pada wortel, jambu biji, dan salak semakin lama waktu pemanasan semakin sedikit gelembung yang timbul, yang menunjukan adanya enzim katalase pada bahan tersebut. Pada salak dan jambu biji setelah mencapai 5 menit pemblansingan, gelembungnya hilang karena setelah lewat dari waktu itu proses pemanasan akan menghilangkan enzim katalase yang dapat menghilangkan pengaruh peroksida. Gelembung O2 yang timbul pada percobaan diatas merupakan indikator adanya enzim katalase. Gelembung ini dihasilkan dari reaksi enzim katalase dengan hidrogen peroksidase. Enzim katalase ini berperan dalam kerusakan oksidatif dalam penyimpanan sayuran.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 C. Perlakuan terhadap Jaringan Bahan Struktur sayur-sayuran dan buah-buahan dapat dibagi menjadi sistem jaringan kulit atau selubung pelindung luar, sistem dasar atau fundamental, dan sistem pembuluh. Sistem jaringan kulit meliputi sel-sel epidermal, membran kutikula, mulut kulit (stomata) dan lentisel. Sistem jaringan dasar meliputi parenkim, kolenkim dan sklerenkim. Sedangkan sistem berkas pembuluh meliputi xilem dan floem. Proses pengolahan pangan akan menyebabkan perubahan-perubahan jaringan pada sayur dan buah. Perubahan ini dikarenakan komposisi yang terkandung dalam sampel mengalami kerusakan, seperti kandungan vitamin C yang teroksidasi dan tereduksi sebagai asam dehidroaskorbat secara bersama-sama dan reaksi pencoklatan enzimatis dimana senyawa fenol yang teroksidasi karena adanya enzim fenolase yang terjadi akibat bagian buah atau sayuran terluka. Beberapa perlakuan yang dapat mempengaruhi perubahan tersebut adalah pemotongan, penghalusan, dan pememaran buah yang dilakukan dalam percobaan ini. Ketiga jenis perlakuan akan menghasilkan perubahan yang berbeda. Dalam praktikum ini dilakukan dua macam pengujian, yaitu menguji pengaruh jenis pisau yang dipakai yaitu pisau tembaga dan pisau stainless dengan cara pemotongan dan dimemarkan. Sampel yang digunakan adalah buah pisang.
Pisau tembaga Data hasil pengamatan menunjukan bahwa pemotongan yang menggunakan pisau tembaga akan mempengaruhi perubahan warna pada buah. Warna buah yang menggunakan pisau tembaga berwarna lebih coklat. Hal ini disebabkan pisau tembaga mengandung ion Cu, mudah berkarat (oksidasi). Hal ini karena enzim polifenolase akan bereaksi dengan tembaga dan mempercepat warna coklat.
Pisau stainless Sampel yang diiris dengan pisau stainless steel lebih lama pencoklatannya bila dibandingkan dengan pisau tembaga. Hal ini disebabkan karena stainless steel sendiri tidak bereaksi dengan oksigen diudara bebas sehingga tidak terjadi proses oksidasi.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 Secara enzimatis reaksi pencoklatan jaringan tanaman dalam udara terbuka disebabkan oleh reaksi oksidasi yang dikatalis oleh enzim fenolase, polifenol oksidase, tirosinase, atau katekolase. Reaksi pencoklatan pada buah-buahan karena hidroksilasi sekunder o-quinon/ kelebihan o-difenol. Kemudian senyawa trihidroksi benzena berinteraksi dengan o-quinon membentuk hidroksiquinon. Selanjutnya hidroksiquinon mengalami polimerisasi dan dengan cepat dikonversi menjadi polimer berwarna merah/merah coklat, dan akhirnya menjadi melanin berwarna coklat. Proses pencoklatan terjadi sangat cepat pada permukaan bahan pangan yang dimemarkan. Hal ini terjadi karena jaringan sampel yang digunakan mengalami kerusakan, dan jaringan yang memar tersebut akan cepat menjadi gelap apabila kontak dengan udara, karena terjadinya proses oksidasi yang cepat terjadi pada sampel. Sedangkan pada sampel yang dipotong-potong kerusakan jaringannya tidak begitu parah sehingga menyebabkan lamanya proses pencoklatan yang terjadi. Dan pada sampel yang utuh proses pencoklatan memerlukan waktu yang lama karena tidak terjadi kontak antara jaringan bahan pangan dengan oksigen yang ada di udara bebas. Luas permukaan yang berekasi dengan oksigen berpengaruh dalam kecepatan reaksi pencoklatan dan intensitas warna coklat yag dihasilkan. Semakin besar luas permukaan yang bersentuhan dengan udara (oksigen) semakin cepat rekasi pencoklatan yang terjadi dan semakin pekat warna coklat yang dihasilkan. Hal tersebut dapat dilihat dari hasil pengamatan terhadap pisang yang dimemarkan, dimana warna coklat yang dihasilkan pada pisang lebih pekat daripada warna coklat yang dihasilkan pada pisang yang dipotong – potong. Selain itu, jumlah senyawa fenol yang terdapat pada pisang juga dapat mempengaruhi kecepatan reaksi pencoklatan. Semakin banyak senyawa fenol pada suatu bahan pangan, semakin cepat reaksi pencoklatan yang terjadi.
D. Pengaruh Perlakuan Terhadap Enzimatis Pencoklatan adalah proses perubahan warna menjadi coklat pada bahan pangan. Pada sayur dan buah pencoklatan ini disebabkan oleh enzim polifenolase.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 Senyawa polifenol dioksidasi menjadi kuinon yang akan membentuk warna coklat. Reaksi pencoklatan pada bahan pangan dapat dihambat dengan menggunakan senyawa – senyawa yang bersifat inhibitor (penghambat) terhadap aktivitas fenolase. Selain itu, pemanasan juga dapat dilakukan karena enzim dapat terinaktivasi oleh panas. Zat – zat yang bersifat sebagai inhibitor anatara lain adalah belerang dioksida, sulfit, dan senyawa – senyawa yang bersifat asam. Pada praktikum ini akan diuji pengaruh perlakuan terhadap kerja enzim tersebut. Perlakuannya adalah dengan direndam dalam aquades, vitamin C dan asam sitrat. Semuanya diblansing selama 1, 3, dan 5 menit. Sampel yang digunakan yaitu kentang, buncis, jambu biji, wortel, salak dan nenas. Dari data prakeikum didapatkan bahwa pencoklatan cepat terjadi pada perlakuan akuades, setelah itu diikuti pada perlakuan Vitamin C dan yang paling lama adalah pada perlakuan asam sitrat. Vitamin C merupakan sumber vitamin yang juga merupakan suatu antioksidan yang bersifat mudah untuk teroksidasi. Sifat vitamin C sebagai antioksidan ini berkaitan dengan salah satu syarat terjadinya reaksi pencoklatan, yaitu ketersediaan oksigen sebagai akseptor hidrogen. Mekanisme penghambatan reaksi pencoklatan oleh vitamin C, yaitu oksigen yang diperlukan dalam reaksi pencoklatan bereaksi lebih dulu dengan vitamin C sebagai donor hidrogen. Vitamin C bertindak sebagai donor hidrogen pada saat vitamin C tersebut teroksidasi oleh perlakuan panas. Pemakaian asam sebagai penghambat pencoklatan sangatlah efektif. Karena asam tersebut secara alami terdapat pada jaringan tanaman. Asam sitrat dan Vitamin C berperan menurunkan pH jaringan yang dapat menurunkan kecepatan pencoklatan enzimatis. Asam sitrat lebih efektif dibandingkan dengan Vitamin C dalam proses penghambatan pencoklatan, walaupun keduanya sama-sama asam yang sering dipakai dalam penghambat pencoklatan. Asam sitrat mempunyai pengaruh penghambatan ganda pada fenolase, yaitu tidak hanya menurunkan pH medium tetapi juga terjadi ikatan dengan Cu2+ pada enzim. Vitamin C paling mudah rusak dan teroksidasi. Oksidasinya cepat pada kondisi alkalis dan suhu tinggi.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 BAB VI KESIMPULAN
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Ada tidaknya enzim peroksidase ditunjukan dengan adanya perubahan warna pada sampel. Kerja
enzim
katalase
dalam
berbagai
produk
makanan
adalah
menghilangkan glukosa dan/atau oksigen untuk mencegah pencoklatan dan oksidasi. Blansing dilakukan dengan tujuan untuk menginaktivasikan enzim peroksidase yang terdapat pada sayur dan buah. Lama pemanasan sangat menentukan efektivitas inaktivasi suatu enzim. Enzim katalase bekerja stabil dalam kondisi panas. Pengirisan dengan pisau biasa lebih cepat mengalami proses pencoklatan (browning) daripada pengirisan dengan pisau stainless steel, hal ini dikarenakan pada pisau biasa terbuat dari bahan besi dan mudah bereaksi dengan bahan pangan tersebut sedangkan pisau stainless tidak bereaksi dengan bahan pangan. Kerja polifenolase bersifat merusak jika hal ini menuju pada pencoklatan dalam jaringan tumbuhan yang telah memar dan rusak. Luas permukaan bahan mempengaruhi reaksi pencoklatan terlihat pada buah yang diamati pencoklayan lambat dibandingkan yang dimemarkan (luas permukaan besar) Pencoklatan adalah proses perubahan warna menjadi coklat pada bahan pangan. Pada sayur dan buah pencoklatan ini disebabkan oleh enzim polifenolase.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 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. Man, J. M, de. 1976. Kimia Makanan. Edisi Kedua, Penerbit ITB, bandung. Winarno, F. G. 1987. Kimia pangan dan Gizi. Jakarta, PT. Gramedia Pustaka Utama.
Haris Dianto Darwindra 240210080133 PERTANYAAN dan JAWABAN
1. Mengapa beberapa enzim lebih stabil pada perlakuan panas disbanding yang lainya? Jawab : Karena beberapa enzim memiliki struktur yang kompleks sehingga enzim tersebut memiliki daya tahan terhadap panas (heat resistance) lebih tinggi dibandingkan dengan enzim lain yang bersifat tidak than panas.
2. Sebutkan 3 enzim yang dapat menyebabkan masalah dalam sayuran beku, jika enzim tersebut tidak aktif? Jawab : Fenolase, Katalase dan Peroksidase.
