Enzim-dalam-industri-pangan (1)

MAKALAH TEKNOLOGI ENZIM

PENGGUNAAN ENZIMDALAM INDUSTRI PANGAN

Disusun oleh:

Dimas Adi Prayitno L2C009012

Richa Rachmawaty L2C009094

Hanik Handayani L2C009097

Fransisca Selvy L2C009104

Ratna Paramitha Sari L2C009109

TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

Enzim berperan sangat penting dalam industri pangan,

baik produk pangan tradisional maupun maupun desain produk

pangan yang baru. Sebelum dikenalnya teknologi modern,

pemanfaatan enzim sudah dilakukan dengan tidak sengaja.

Misalnya, pada proses pengolahan minuman beralkohol dan

keju. Proses malting pada pengolahan minuman beralkohol

berkembang aktivitas enzim amilase dan protease yang memecah

pati dan protein pada mashing biji-bijian menghasilkan gula

dan zat gizi lain yang dibutuhkan oleh yeast pada proses

selanjutnya. Demikian pula pada pengolahan keju, peran enzim

protease sangat penting dalam memecah misel kasein sehingga

terbentuk curd pada tahapan pembuatan keju. Dengan kemajuan

teknologi, peran enzim dalam produksi pangan sudah dilakukan

optimasi terhadap kondisi proses sehingga aktivitas enzim

dapat berjalan seperti yang diharapkan.

Contoh lain dari peran enzim untuk menghasilkan mutu

pangan yang baik adalah proses produksi daging saat

pemotongan hewan. Proses perubahan otot menjadi daging

diperlukan kerja enzim, sehingga daging yang dihasilkan

mempunyai mutu yang baik. Pentingnya hewan diistirahatkan

sebelum dipotong, membunuhnya tanpa trauma, dan melayukan

daging beberapa jam atau hari, dilakukan sebelum peran enzim

selama proses tersebut diketahui. Sekarang telah diketahui

bahwa pada saat hewan diistirahatkan sebelum dipotong

menjamin ketersediaan glikogen sebagai substrat dari kerja

enzim post mortem enzim. Proses glikolisis post mortem dan

protease dalam proses konversi otot menjadi daging sangat

penting untuk proses selanjutnya dan memperbaiki mutu

daging.

Banyak produk pangan lain yang didesain dengan

mengembangkan kerja enzim, baik langsung maupun tidak

langsung. Contoh produk-produk pangan akibat kerja enzim

secara tidak langsung adalah produk pangan fermentasi yang

melibatkan mikroorganisme seperti yogurt, tempe, kecap,

tape, sosis, dan lain-lainnya. Aktivitas enzim yang

dimanfaatkan dalam proses produksi pangan secara endogenus

berasal dari tanaman, hewan, maupun mikroorganisme.

Aktivitas enzim endogenus dapat dimanipulasi dengan

melakukan optimasi terhadap kondisi kerja enzim (pH dan

suhu) atau meningkatkan ekspresi enzim dengan teknik

rekayasa genetik. Karena keterbatasan penggunaan teknik

manipulasi tersebut, maka berkembang ide untuk menambahkan

enzim dari sumber lain (enzim eksogenus) untuk memperbaiki

reaksi-reaksi yang sudah ada atau menginisiasi reaksi-reaksi

baru. Pemanfaatan dan manipulasi kerja enzim telah pula

dipergunakan untuk mendesain produk pangan fungsional.

Ada beberapa enzim yang telah digunakan secara umum

dalam industri pangan, salah satunya enzim a-amilase. Enzim

a-amilase digunakan dalam industri hidrolisis pati, bir,

roti, dan deterjen. Dalam industri hidrolisis pati, enzim

digunakan untuk mencairkan pati yang tergelatinasi. Enzim

tersebut berfungsi menurunkan viskositas pati dan

menghidrolisis menjadi maltodekstrin. Enzim a-amilase (1,4-

a-glukanohidrolase) merupakan endoglukanase yang

menghidrolisis ikatan internal a-l,4 glikosidik. Sebelum

digunakan a-amilase termostabiI, enzim amilase dari B.sllbtilis

dan B. amyloliquefaciens yang digunakan harus ditambahkan sebelum

dan sesudah tahap gelatinasi pada suhu tinggi. Dengan

ditemukan a-amilase dari B. Licheniformis maka tahap ini dapat

dieliminasi. Enzim a-amiloglukosidase (1,4-a-D-glukan

glukohidrolase atau glukoamilase) dari cendawan digunakan

dalam produksi sirup glukosa yang setara dengan dekstrosa

sebesar 95 sampai 97%. Enzim tersebut memiliki aktivitas

exoacting yaitu melepaskan glukosa dari ujung pereduksi

maltodekstrin. Bila diinginkan diperoleh sirup glukosa yang

setara dengan dektrosa lebih dari 98% perIu ditambahkan

pululanase dari Klebsiella aerogenes. Enzim ini ternyata tidak

stabil karena secara cepat dapat kehilangan aktivitas pada

pH 4.5 dan suhu 60°C (Thomas & Kenealy 1986).

Enzim a-amilase dari cendawan termostabil Aspergillus niger

dan A. oryzae digunakan untuk produksi sirupmaltosa. Enzim

cendawan tersebut berbeda dari enzim a-amilase bakteri,

yaitu produk utamanya adalah maltosa,disamping itu juga

menghasilkan dekstrin dan glukosa dalam jumlah terbatas.

Berdasarkan alasan ekonomi,a-amilase cendawan sering

digunakan bersamaan dengan amiloglukosidase untuk

menghasilkan sirup campuran yang setara dengan dekstran

sebesar 60%. Sirup campuran yang dihasilkan dapat digunakan

sebagai substrat murah dalam industri bir dan fermentasi.

Enzim isomerase digunakan untuk mengubah glukosa menjadi

fruktosa dalam industri sirup jagung berkadar fruktosa

tinggi. Fruktosa yang merupakan isomer D-glukosa adalah

pemanis alami yang paling manis. Untuk tujuan isomerisasi

ini digunakan enzim xilosa isomerase. Dalam industri modern,

penggunaan xilosa isomerase dilakukan dalam reaktor fixed-bed

dalam bentuk terimobilisasi. Xilosa isomerase yang sering

digunakan berasal dari B. coagulans,Streptomyces albus, Arthrobacter

spp., dan Actinoplanes missouriellsis.

Dua enzim karbohidrase penting lainnya yang digunakan

dalam industri ialah pektinase dan laktase. Pektinase

digunakan untuk menjernihkan jus buah. Laktase digunakan

pada industri keju untuk memecah laktosa menjadi glukosa dan

galaktosa (Thomas & Kenealy 1986). Enzim proteolitik

memiliki peranan kira-kira dua pertiga dari total pasar

industri berbasis enzim. Dari total protease yang digunakan

dalam industri, 25% di antaranya merupakan protease alkalin

termostabil yang digunakan dalam industri deterjen. Dari

uraian tersebut terlihat betapa enzim termostabil sangat

berpotensi untuk diaplikasikan dalam industri modern yang

berbasis enzim.

Meskipun kemajuan yang dicapai dalam aplikasi enzim

telah sangat luas selama dekade terakhir ini, namun

pengetahuan tentang fisiologi, metabolisme, enzimologi, dan

genetika dari mikrob penghasil enzim masih terbatas. Oleh

karena itu, penelitian mendalam tentang sifat-sifat

molekuler enzim dan gen-gennya untuk dapat memahami

bagaimana mereka menjalankan fungsinya pada suhu tinggi,

bahkan pada suhu di atas 1000 masih diperlukan.

BAB II

PEMBAHASAN

Enzim dalam pengolahan pangan

Penggunaan enzim dalam industri pangan dilakukan karena

enzim merupakan alat yang ideal digunakan untuk memanipulasi

bahan-bahan biologis. Beberapa keuntungan penggunaan enzim

dalam pengolahan pangan adalah aman terhadap kesehatan

karena bahan alami, mengkatalisis reaksi yang sangat

spesifik tanpa efek samping, aktif pada konsentrasi yang

rendah, dapat diinaktivasi, dan dapat digunakan sebagai

indikator kesesuaian proses pengolahan. Walaupun demikian,

dari ribuan enzim ditemukan oleh para ahli biokimia, hanya

sebagian kecil enzim dapat dimanfaatkan dalam industri

pangan. Hal ini disebabkan oleh ketidaksesuaian kondisi

reaksi enzim, ketidakstabilan enzim selama pengolahan, atau

karena biaya yang terlalu mahal untuk menggunakan enzim

dalam pengolahan pangan.

Pada saat enzim dipertimbangkan untuk digunakan dalam

industri pangan, maka sangat penting dijamin bahwa

pemanfaatan enzim tersebut akan memberikan keuntungan secara

komersial. Enzim dapat bermanfaat untuk konversi bahan baku

menjadi bahan yang lebih mudah diolah pada tahapan proses

selanjutnya. Selain untuk pengolahan yang lebih efisien dan

aman, enzim dalam industri pangan dapat dimanfaatkan untuk

mendesain produk pangan yang lebih mudah dicerna saat

dikonsumsi. Degradasi makromolekul menjadi senyawa yang

lebih sederhana dan mudah diserap di dalam saluran

pencernaan sangat diperlukan oleh orang yang bermasalah

dengan produksi enzim-enzim pencernaan.

Ada dua cara penggunaan enzim dalam pengolahan pangan,

yaitu memanfaatkan enzim yang alami ada dalam produk pangan

(enzim endogenus) dan menambahkan enzim dari luar ke dalam

bahan pangan yang diolah (enzim eksogenus). Enzim endogenus

dapat berasal dari bahan baku pangan (nabati atau hewani)

maupun dari mikroorganisme yang digunakan dalam proses

fermentasi produk pangan. Enzim eksogenus sudah banyak

diproduksi secara komersial untuk dapat dimanfaatkan dalam

proses pengolahan pangan. Beberapa produk enzim yang

digunakan dalam pengolahan pangan dapat dilihat pada Tabel

1.

Secara alami enzim terdapat dalam sel dari

mikroorganisme, jaringan tanaman dan jaringan hewan.

Keterlibatan enzim dalam pengolahan pangan tidak semua

menguntungkan. Enzim yang merugikan dapat menyebabkan

kerusakan pangan seperti pembusukan, perubahan flavor,

warna, tekstur dan kandungan gizi pangan. Untuk itu, dalam

pengolahan pangan, inaktivasi enzim yang tidak menguntungkan

tersebut perlu dilakukan. Namun beberapa enzim alami pada

makanan apabila dikonsumsi segar dapat membantu kerja

pencernaan dan kerja pankreas untuk sekresi enzim tidak

bekerja berat. Bahan pangan yang melalui pemasakan

(pemanasan) akan menginaktifkan enzim-enzim alami yang

terdapat dalam makanan segar. Apabila kita selalu

mengonsumsi makanan yang dimasak dalam waktu yang lama, maka

akan terjadi kekurangan enzim yang kronis (chronic enzyme

deficiency) yang memberi kecendrungan pada penyakit kanker.

II.1. ENZIM PADA INDUSTRI BIR

Pembuatan bir (bahasa Inggris: brewing, dibaca;

bruwing) adalah proses yang menghasilkan minuman beralkohol

melalui fermentasi. Metode ini digunakan dalam produksi bir,

sake, dan anggur. Brewing memiliki sejarah yang panjang, dan

bukti arkeologi menunjukkan bahwa teknik ini telah digunakan

di Mesir kuno. Berbagai resep bir ditemukan dalam tulisan-

tulisan Sumeria. Tempat pembuatan bir dinamakan brewery

(bahasa Inggris) atau brauerei (bahasa Jerman). Teknologi

pembuatan bir mengalami perubahan yang cukup besar dari abad

ke abad, dan bahkan dewasa ini setiap pembuat punya caranya

sendiri. Tetapi, secara umum, hampir semua bir mengandung

empat bahan dasar: barli, hop, air dan ragi.

Seluruh proses pembuatan bir dapat dibagi menjadi empat

tahap: pembuatan malt, pengolahan wort, fermentasi dan

pematangan. Pembuatan malt : semua bir dibuat dari malt.

Malt ini, tergantung kebiasaan, dibuat dari bulir jelai,

gandum, atau kadang gandum hitam. Selama tahap ini, barli

disortir, ditimbang, dan dibersihkan. Setelah itu, barli

direndam dalam air dengan tujuan supaya barli itu

berkecambah. Prosesnya memakan waktu antara lima sampai

tujuh hari pada suhu sekitar 14oC. Hasilnya adalah malt

hijau, yang dipindahkan ke oven khusus untuk dikeringkan di

kiln. Proses perkecambahan menghasilkan beberapa enzim,

terutama α-amilase dan β-amilase, yang akan digunakan untuk

mengubah pati dalam bulir menjadi gula. Kadar air dalam malt

hijau itu diturunkan hingga antara 2% sampai 5% agar

berhenti berkecambah. Setelah dikeringkan, kecambah dibuang

dari butiran malt, lalu malt itu digiling. Kemudian, tahap

berikutnya bisa dimulai. Pengolahan wort Malt yang telah

digiling dicampur dengan air untuk menghasilkan adonan, yang

kemudian dipanaskan perlahan-lahan dalam sebuah proses yang

dinamai mashing. Mashing biasanya memakan waktu 1 sampai 2

jam.

Pada suhu tertentu, enzim-enzimnya mulai mengubah

sarinya menjadi gula sederhana. Tetapi ini berlangsung lebih

dari empat jam dan menghasilkan wort yang kemudian disaring

sampai bersih. Berikutnya adalah proses pendidihan, yang

menghentikan kegiatan enzim. Selama pendidihan, hop

ditambahkan ke dalam wort untuk menghasilkan rasa pahit bir

yang khas. Setelah kira-kira dua jam dididihkan, wort

didinginkan sampai suhu tertentu. Fermentasi inilah tahap

terpenting dalam proses pembuatan bir. Dengan bantuan ragi,

gula sederhana dalam wort diubah menjadi alkohol dan karbon

dioksida. Lama fermentasi yang berlangsung tidak lebih dari

seminggu, dan suhu proses itu bergantung pada jenis bir

misalnya ale (bir keras) atau lager (bir ringan) yang

dihasilkan.

Bir mentah itu kemudian dipindahkan ke dalam tangki-

tangki di ruang penyimpanan bawah tanah untuk dimatangkan.

Selama tahap ini, terbentuklah rasa serta aroma bir yang

khas dan juga gelembung-gelembung dari karbon dioksida. Bir

mengalami pematangan selama suatu periode dari tiga minggu

sampai beberapa bulan, bergantung pada jenis bir. Akhirnya,

bir yang telah jadi itu dikemas dalam gentong atau botol dan

siap dikirim ke tempat tujuan akhir.

II.2. ENZIM PADA PRODUKSI HIGH FRUCTOSE CORN SYRUP (HFCS)

Pembuatan HFCS (High Fructose Corn Syrup) dapat

dilakukan dengan tersediaanya substrat pati jagung dan enzim

isomerase yang mampu merubah glukosa menjadi fruktosa. Kini

telah berkembang penggunaan “immobilized enzymes”, suatu

enzim yang dikurung dalam sejenis kapsul, sehingga substrat

dan produknya saja yang dapat masuk ke luar, sedang enzimnya

tidak ke luar (immobilize) dari kapsulnya. Dengan demikian

penggunaannya dapat berulang-ulang, sampai mengalami stadium

“fatigue”.

Salah satu produk HFCS (yang pertama diproduksi)

mengandung 71 persen padatan terlarut, dengan susunan 42

persen fruktosa, 52 persen dekstrosa (glukosa) dan 6 persen

gula-gula lain. Karena kandungan dektrosanya, suhu

penyimpanan sebaiknya dilakukan pada 80 – 900F, untuk

mencegah terjadinya kristalisasi glukosa. Skema produksi

HFCS terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema produksi HCFS 42 %

Untuk per ton pati diperlukan enzym liquefaction amylase

sebanyak 1.15 kg, enzim sacharifikasi 0.85 kg, enzim

isomerase 0.70 kg, filter aw 5.54, “active carbon” 6.00 kg.

NaCI 10.9 kg dan HCI 56.20 kg. Untuk perhitungan tahun 1983

biaya bahan tambah tersebut meliputi Rp. 80.000,- per ton

HFCS.

a. Likuifikasi

Kanji pati jagung (40 – 45%) dimasukkan ke dalam pompa

dengan dicampur enzim amilase dan cofaktor. PH diatur sampai

sekitar 6.8 sebelum ditambah dengan enzim. Dan kemudian

dinjeksikan uap air panas sehingga mencapai suhu reaksi

enzim yaitu 1040C. Dengan tekanan uap, mampu sekaligus

mengocok sehingga mempercepat reaksi.

Penambahan enzim dilakukan dan produk dibiarkan pada suhu

930C selama 60 menit sehingga proses likuifikasi berlangsung

lengkap. Pada tahap tersebut seluruhpati telah dirubah

sehingga mencapai dekstrose-eqivalen (DE) sekitar 15 – 20.

b. Sacharifikasi

Campuran didinginkan sehingga mencapai 600C, suhu yang

optimal untuk proses sacharifikasi. Karena reaksinya

exotherm maka ada kecenderungan proses menyebabkan

bertambahnya suhu, karena itu harus diturunkan dan

dikendalikan. Pengendalian suhu sangat penting pada tahap

sacharifikasi. Produk akhir mencapai DE 95 – 98.

Whitaker (1972) mengatakan dalam kurun waktu 50 tahun

mendatang, khususnya dalam penelitian daging, perkembangan

teknologi enzim akan mengarah ke masalah pemanfaatan enzim

selama pemeraman daging (kaskas) sehingga dapat dicapai

sesingkat mungkin. Dengan teknologi enzim yang maju misalnya

dengan pengendalian enzim dalam daging, digabung dengan

penambahan enzim yang spesifik akan dapat mencernakan

polimer-polimer yang bertanggung jawab terhadap keempukan

daging berbagai enzim daging tersebut, enzim kolagenase akan

banyak berperan, diharapkan daging yang memenuhi mutu yang

dikehendaki tanpa mengalami proses pemeraman. Dengan

demikian cara tersebut akan sangat lebih ekonomis dibanding

harus menunggu proses pemeraman yang lamanya 2 – 3 minggu

atau lebih.

Pada hakekatnya yang menyebabkan kekerasan daging itu

bukan jumlahnya kolagen tetapi mutu atau jenis kolagen yang

menentukan kekerasan daging. Enzim spesifik tersebut

(kolagenase) diperlukan untuk mencegah pemeraman dan

terjadinya penuaan.

Enzim kolagenase tersebut dapat diperoleh dari mikroba

khususnya yang diisolasi dari kulit yang telah disamak C.

histolyticum, yang memiliki keaktifan enam kali lebih aktif

dari kolagenase ternak.

Bahkan enzim kolagenase tersebut telah berkembang

penggunaannya untuk mencegah proses penuaan pada manusia

sehingga dapat lebih awet muda. Usaha-usaha mencari enzim

anti crosslink tersebut akan berkembang maju di masa depan.

Bjorksten (1977) dalam mencari jenis enzim tersebut telah

menemukan dan mengisolasi Ca-activated (“micro-protease”)

dari B. ceresu, yang istimewa dari enzim tersebut adalah

ukurannya yang sangat kecil, dengan demikian memungkinkan

memasuki dan menembus serat-serat kolagen. Enzim-enzim yang

mampu memecah ikatan C-N akan besar perannya dalam

memecahkan cross-link.

Enzim yang mampu menghambat bahkan menyetop terjadinya

senescen = kelayuan dan penuaan pada buah khususnya

memantapkan kemudaan, kelayuan dan kerenyahan produk

hortikultura akan terus mendapat perhatian khususnya enzim

yang berasal dari mikroba.

c. Refining sirup dekstrosa

Proses refining dimulai dengan proses filtrasi.

Filtrasi dilakukan secara vakum yang mampu menjaring

protein, serat atau padatan lain dengan cara sirup ampas

dikeringkan untuk kemudian dibuat pellet untuk makanan

ternak.

Sirup yang telah disaring tersebut dipompakan ke dalam

kolom karbon aktif dan ion exchange dalam bentuk seri untuk

lebih memurnikan sirup. Kolom karbon aktif biasanya terdiri

dari dua buah kolom yang mampu menampung aliran sirup dnegan

“retention time” 400 jam, yang diperlengkapi dengan alat

distributor yang menjamin distribusi sehomogen mungkin.

Setelah melalui karbon aktif, sirup tersebut dialirkan

dalam tangki-tangki “ion exchange” dan kemudian disaring

lagi untuk memisahkan adanya karbon yang terikut dalam

sirup.

Fungsi “ion-exchange” ialah untuk menghilangkan zat-zat

mineral dalam sirup dan residu protein atau zat-zat warna

yang mungkin lolos dari kolom karbon aktif.

Tahap berikutnya adalah pengentalan kembali dengan dilakukan

evaporator.

d. Isomerisasi

Glukosa dan fruktosa adalah merupakan isomer satu

dengan yang lainnya, artinya memilih berat molekul dan

susunan atom yang sama tetapi dengan struktur konfigurasi

yang berbeda.

Glukosa dapat dirubah strukturnya menjadi fruktosa atau

sebaliknya, fruktosa dapat dirubah menjadi glukosa dengan

pertolongan enzim yang sama yaitu glukosa-isomerase. Proses

perubahan tersebut disebut “enzymatic glucose-

isomerization”.

Karena enzim tersebut “reversible” artinya dapat

mengkatalis ke aksi bolak-balik maka produk akhir selalu

merupakan campuran dari biak glukosa maupun fruktosa.

Relatif komposisi campuran dari kedua jenis gula tersbut

dapat bervariasi tergantung kondisi reaksi, suhu dan

keasaman dimana proses isomerasi berlangsung. High Fructose

yang diproduksi mengandung fruktosa 42 persen, 50 persen

glukosa dan 8 persen oligomerasi (gula lain).

Sirup kental dengan kadar padatan 45 persen dimasukkan

ke dalam isomerasi selama 15 menit untuk mengatur pH 8.0 dan

penambahan Mg sulfat sebagai promts, sirup dipompakan ke

dalam kolom-kolom isomerasi. Sebelum proses dimulai, suhu

kasar dan suhu tepat (600C) diatur secara cermat, dilakukan

di aerasi dalam kolom sehingga mencapai kevakuman 254 mm Hg

dan enzim gluko isomerasenya telah pula disiapkan. Adanya

oksigen terlarut dapat memblokir reaksi isomerasi.

Dalam industri yang berskala besar proses isomerasi

dilakukan pada sembilan kolom reaktor (fixed bed, densiflow)

dan beberapa “immobilized enzym” kolom reaktor. Enzim dalam

kolom secara cepat berubah secara isomerisasi, glukose

menjadi fruktosa.

Kadar sirup glukosa harus diatur selalu tetap yaitu

antara 42.5 – 43 persen agar “flowrate”nya konstan.

e. Refining HFS

“High Fructose Syrup” yang diperoleh kemudian ditampung

dalam tangki penampung dan kemudian dialirkan ke dalam

filter, karbon aktif dan “ion-exchange” kolom seperti yang

digunakan dalam proses pemurnian sirup glukosa.

Karbon aktif mengambil senyawa berwarna yang terjadi

selama proses isomerasi dan “ion-exchange” mengambil garam

anorganik yang digunakan dalam proses isomerasi sehingga

kadar abu dapat ditekan menjadi serendah mungkin.

Sirup HFS yang diperoleh disaring lagi, dipanaskan pada

suhu di bawah diskolom HFS untuk meningkatkan kekentalan

sirup sehingga mencapai kadar padatan terlarut 71 persen,

disaring lagi baru ditampung ke dalam tangki-tangki

penyimpanan.

II.3. ENZIM PADA PRODUKSI GULA XILOSA dengan ENZIM XILANASE

Jenis mikroorganisme yang sudah umum menghasilkan

xilanase ialah jamur dan bakteri. Beberapa jenis bakteri dan

jamur diketahui mampu menghasilkan xilanase secara

ekstraseluler. Xilanase dari Clostridium acetobuty-licum telah

diteliti oleh Lee et al. (1985), yaitu dari 20 strain Clostri-dium

sp. ternyata C. acetobutylicum NRRL B527 dan ATCC 824

menghasilkan xilanase terbanyak. Strain NRRL B527

menghasilkan xilanase pada pH 5,2, sedangkan strain ATCC 824

menghasilkan xilanase, xilopiranosidase, dan

arabinofuranosidase pada kultur anaerob. Bacillus sp. penghasil

xilanase bersifat alkalofilik yang telah diteliti adalah

Bacillus sp. YC 335 (Park etal., 1992), Bacillus sp. 41M-1 (Nakamura

et al., 1993), dan Bacillus sp.TAR-1 yang juga bersifat termofilik

(Nakamura et al., 1994). Kubata et al. (1992) telah mengisolasi

Aeromonascaviae ME-1 penghasil xilanase I dari usus herbivorous

insect, sedangkan Dung et al. (1993) melakukan penelitian β-1,4-

xilanase 2 dan 3 dari A. caviae W-61. Irawadi (1992) berhasil

memproduksi selulase dan xilanase dari Neurospora sitophila pada

substrat padat limbah kelapa sawit. Richana et al. (2000) telah

melakukan isolasi bakteri penghasil xilanase alkalofilik

yang berasal dari tanah berkapur pH 7,9.

Dalam memproduksi enzim dari mikroorganisme, hal yang

penting untuk dikerjakan adalah mulai menggunakan strain

mikroorganisme yang paling aktif yang tersedia. Suatu

program seleksi strain harus dilakukan dengan mengambil

kultur dari alam atau koleksi kultur, dan melakukan

pengujian-pengujian aktivitas enzim. Persyaratan utama dalam

seleksi adalah kemudahan metodologi, sehingga pengujian yang

cepat untuk sejumlah besar strain dapat dikerjakan.

Jenis mikroorganisme yang sudah umum menghasilkan

xylanase ialah dari golongan jamur dan bakteri. Meskipun

enzim yang dihasilkan oleh golongan bakteri memiliki

ketahanan pada temperatur yang lebih tinggi dibanding jamur,

namun aktifitas xylanase dari golongan jamur jauh lebih

tinggi dari bakteri. Disamping itu, level produksi yang

tinggi dan kemudahan dalam cultivikasi membuat jamur lebih

banyak digunakan dalam produksi enzim skala industri

(Bergquist et al, 2002).

Adapun jenis jamur yang berpotensi menghasilkan enzim

xylanase yaitu jamur Aspergillus niger dan Trichoderma ressei.

Aspergillus niger adalah mould dari klas fungi imperfecti,

tersebar dimana-mana pada bermacam substrat antara lain

terdapat pada buah-buahan, sayur-sayuran dan makanan lain

yang telah busuk. Jamur ini berperan dalam mendekomposisi

polisakarida di dalam kayu, mempunyai suhu pertumbuhan 300C

- 370C, pH : 4 – 6 dan aerob.

Menurut tinjauan umum A.niger diklasifikasikan sebagai berikut:

Divisi : Fungi imperfecti

Sub kelas : Hyphomyces

Ordo : Monoliales

Famili : Monoleaceae

Genus : Aspergillus

Spesies : Niger

(Dwijoseputro, 1984)

Pemanfaatan Xilanase Sebagai Gula Xilosa

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 diguna-kan untuk

campuran pasta gigi karena dapat berfungsi memperkuat gusi.

Dengan beragamnya kegunaan gula xilosa maka perlu adanya

inovasi ke arah produksi xilosa tersebut.Inovasi tersebut

muncul diantaranya apabila enzim penghidro-lisis

lignoselulosa tersebut sudah tersedia.

Adakalanya untuk mem-proses gula xilosa belum diminati

karena kurang ekonomis meng-ingat kandungan xilan sangat

rendah dibandingkan dengan selulosa. Namun demikian, perlu

dipertimbangkan untuk melakukan proses multienzim sehingga

hasilnya tidak hanya xilosa saja (dari xilan) tetapi juga

glukosa (dari selulosa dan oligo sakarida lainnya).

Sedangkan adanya teknologi baru seperti teknologi membran,

di mana dapat memisahkan komponen sesuai ukuran molekul

maupun berat molekul maka dapat dilakukan fraksinasi glukosa

dan xilosa dengan mudah.

Pemanfaatan Xilanase untuk Makanan Ternak

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 di-lakukan 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.

Pemanfaatan Xilanase untuk Makanan dan Minuman

Xilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan juice,

ekstraksi kopi, minyak nabati, dan pati (Wongdan 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 menghasilkan

kenaikan volume spesifik roti dan untuk lebih meningkatkan

kualitas roti maka perlu dilakukan kombinasi penambahan

amilase dan xilanase (Maatet al., 1992).

Sekalipun potensi penggunaan enzim xilanase cukup

beragam tetapi untuk memproduksi juga masih menghadapi

beberapa kendala, antara lain tidak tersedianya strain

mikroorganisme unggul dan kurangnya pengetahuan tentang

teknologiproduksi enzim. Di lain pihak, pakar dari negara

maju mengakui bahwa negara yang kaya akan keanekaragaman

hayati, termasuk Indonesia, merupakan sumber mikroorganisme

maupun tanaman yang potensial untuk bioproses (Fox, 1994).

Melihat potensi bahan limbah berlignoselulosa yang

melimpah, serta kekayaan sumber keanekaragaman hayati

mikroorganisme di Indonesia, maka perlu dilakukan inovasi ke

arah industri enzim. Xilanase yang sangat beragam

penggunaannya dapat diproduksi sendiri di Indonesia

seandainya memiliki strain mikroorganisme unggul penghasil

xilanase dan menguasai teknologi produksinya.

Ekstraksi secara mekanis memiliki keuntungan dalam

pengambilan sari buah dari daging buahnya karena caranya

yang sederhana, biaya murah, tekanan dapat disesuaikan

dengan jenis bahan, dan alat pengempa dapat untuk bermacam-

macam bahan.

II.4. ENZIM PADA PROSES PENJERNIHAN SARI BUAH dengan ENZIM

PEKTINASE

Pada proses produksi sari buah, metode pengambilan sari

buah dari buah asalnya biasa menggunakan metode ekstraksi.

Buah yang diekstrak akan menghasilkan saribuah. Sari buah

yang diperoleh biasanya masih mengandung partikel padat.

Sehingga perlu dihilangkan agar mendapatkan sari buah yang

jernih. Penghilangan dapat dilakukan dengan penyaringan.

Pemisahan dengan didiamkan beberapa waktu akan terjadi

pengendapan padat karena adanya gaya gravitasi partikel

padat, kemudian dapat diambil bagian jernihnya. Proses

penjernihan yang lebih efisien dapat dilakukan dengan

menggunakan bantuan enzim, yaitu enzim pektinase.

Enzyme treatment

Perlakuan pemberian enzim dapat membantu proses

penjernihan sari buah. Enzim yang digunakan adalah

pektinase, yaitu enzim yang memecah pektin, suatu substrat

polisakarida yang ditemukan di dinding sel tumbuhan. Salah

satu pektinase yang banyak digunakan secara komersial adalah

poligalakturonase. Hal ini dikarenakan petin merupakan suatu

matriks mirip jelly yang merekatkan sel-sel tumbuhan dan

merekatkan antar dinding sel tumbuhan, seperti serbut

selulosa. Oleh karenanya, enzim ini berperan dalam proses

yang melibatkan degradasi bahan yang berasal dari tumbuhan,

seperti mempercepat ektraksi jus dari buah-buahan.

Pektinase biasanya merupakan campuran dari beberapa

enzim, seperti selulase, yang digunakan secara luas dalam

industri jus untuk membantu ekstraksi, menjernihkan, dan

memodifikasi jus. Selain itu, enzim yang termasuk dalam

kelompok pektinase adalah poligalakturonase, pektin metil

esterase, dan pektin lyase.

Penambahan enzim pectin membantu penjernihan dalam 2

cara: (1) enzim pektin menyebabkan koagulasi dan sedimentasi

bahan-bahan tersuspensi dan kandungan koloid yang terdapat

dalam jus, dan (2) penambahan enzim memperkecil viskositas

jus dan sebagai akibatnya mempermudah dan mempercepat

filtrasi.

II.5. ENZIM LIPASE UNTUK PRODUK BAKERY

Enzim lipase merupakan salah satu enzim yang memiliki

sisi aktif sehingga dapat menghidrolisis triasilgliserol

menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim lipase dapat

digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant,

mentega, coklat tiruan, protease untuk membantu pengempukan

daging, mencegah kekeruhan bir, naringinase untuk

menghilangkan rasa pahit pada juice jeruk, glukosa oksidase

untuk mencegah reaksi pencoklatan pada produk tepung telur

dan lain-lain.

Sumber-sumber enzim lipase antara lain : bakteri (S.

aureus), kapang (Aspergillus niger, Rhizopus arrhizus),

tanaman yang menghasilkan trigliserida (kacang-kacangan),

pancreas, susu.

Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik

semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi

menggunakan enzim lipase 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.

DAFTAR PUSTAKA

Budiman , Albar & Setyawan ,Sigit . Pengaruh Konsentrasi Substrat,

Lama Inkubasi Dan

Ph Dalam Proses Isolasi Enzim Xylanase Dengan Menggunakan Media

Jerami

Padi . Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro :

http://www.foodreview.biz/login/index.php

http://sudarmantosastro.wordpress.com

http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/13/rekayasa-

genetika-mikroorganisme-penghasil-enzim-lipase