This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
DRAFT LAPORAN KIMIA PANGAN
ACARA IV
ISOLASI ENZIM AMILASE DARI KECAMBAH BIJI
DAN REAKSI PENCOKLATAN ENZIMATIS
Kelompok 2:
Andy Imam (H0912012)
Agatha Arissa (H0912003)
Deanda Putri (H0912033)
Dwi Astuti (H0912043)
Endah Palupi (H0912045)
Fransiska Putri (H0912056)
Irma Puspita E. (H0912067)
BAB IV
ISOLASI ENZIM AMILASE DARI KECAMBAH BIJI
DAN REAKSI PENCOKLATAN ENZIMATIS
A. TUJUAN
Tujuan dari praktikum acara IV. Isolasi Enzim Amilase Dari Kecambah Biji
dan Reaksi Pencoklatan Enzimatis adalah:
1. Untuk mengetahui aktivitas enzim amilase selama perkecambahan biji.
2. Untuk mengetahui pepngaruh perlakuan yang berbeda terhadap reaksi
pencoklatan enzimatik pada permukaan potongan buah.
B. TINJAUAN PUSTAKA
1. Tinjauan Teori
Hidrolisis pati dapat dilakukan oleh kegiatan enzim. Dalam pencernaan,
enzim amilase memecah pati menjadi maltosa. Amilase terdapat pada tepung
dan biji yang berkecambah (Gaman, 1992 Suarni dkk, 2001). Enzim amilase
terdapat pada tanaman, mamalia dan mikroba. Kacang hijau dalam bentuk
kecambah mengandung enzim α-amilase (Winarno, 1983 dalam Suarni dkk,
2001). Sumber enzim dapat diperoleh dari tanaman, hewan dan mikroorganisme.
Salah satu enzim pemecah pati adalah enzim α-amilase (α-1,4-glukan-
glukanodidrolase; EC.3.2.1.1.), enzim ini sangat berperan dalam industri
pembuatan roti dan sirup. Enzim α-amilase banyak terdapat pada kecambah
kacang-kacangan. Enzim α-amilase dalam biji dibentuk pada waktu awal
perkecambahan oleh asam giberilik. Asam giberilik adalah suatu senyawa
organik yang sangat penting dalam proses perkecambahan suatu biji karena
bersifat sebagai pengontrol perkecambahan tersebut (Suarni dkk, 2007).
Aktivitas α-amilase ditentukan dengan mengukur hasil degradasi pati,
biasanya dari penurunan kadar pati yang larut atau dari kadar amilosa bereaksi
dengan iodium akan berwarna coklat. Selain itu keaktivan α-amilase dapat
dinyatakan dengan cara pengukuran viskositas dan jumlah pereduksi yang
terbentuk. Amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau
glukogen. Senyawa ini banyak terdapat pada tanaman dan hewan. Amilase dapat
dikelompokkan menjadi 3 golongan enzim yaitu: (1) α-amilase yang memeecah
pati secara acak dari tengah atau dari bagian dalam molekul, sehingga disebut
Endoamilase, (2) β-amilase yang menghidrolisis unit-unit gula dari ujung
molekul pati, sehingga disebut Ekomilase, (3) Glukoamilase yang dapat
memisahkan glukosa dari terminal gula non-prreduksi substrat pati
(Winarno, 1995 dalam Risnoyatiningsih, 2011).
Amilase adalah enzim yang Endopeptidase Pati molekul memberikan
beragam produk termasuk dextrins dan polimer kecil yang terdiri dari unit
glukosa (Windish dan Mhatre, 1965 dalam Irfan, 2011). Enzim yang sangat
penting dalam bioteknologi kini dengan aplikasi mulai dari makanan, fermentasi
dan tekstil untuk industri kertas (Pandey et al, 2000 dalam Irfan, 2011). Di
antara berbagai enzim ekstraseluler, a-amilase peringkat pertama dalam hal
eksploitasi komersial (Babu dan Satyanarayana, 1993 dalam Irfan, 2011).
Keuntungan utama menggunakan mikroorganisme untuk produksi amylases
dalam kapasitas produksi ekonomis curah dan mikroba juga mudah untuk
memanipulasi untuk mendapatkan enzim karakteristik yang diinginkan
(Lonsane dan Ramesh 1990 dalam Irfan dkk, 2011).
Berdasarkan kemampuan hidrolitiknya, enzim amilase dikelompokkan
menjadi dua kelompok besar yaitu α-amilase yang mampu menghidrolisis ikatan
α-1,4-glikosidik dan glukoamilase yang menghidrolisis ikatan α- 1,6-glikosidik.
Berdasarkan tempat pemotongan ikatannya, amilase dikelompokkan menjadi
tiga, yaitu exospliting, endospliting, dan debranching
(Pandey dkk., 2000; Moo-Young, 1985 dalam Sukandar dkk, 2011).
Enzim yang digunakan untuk merombak protein adalah enzim protease,
perombakan lemak adalah enzim lipase dan pati memerlukan enzim amilase.
Enzim-enzim tersebut secara bersamaan dihasilkan tumbuhan selama proses
perkecambahan (Bahri, 2012). Suarni dkk (2006) berhasil melakukan modifikasi
pati jagung menggunakan enzim α-amilase dari kecambah kacang hijau, tanpa
memisahkan enzim amilase dari kecambah (tidak dilakukan ekstraksi enzim α-
amilase). Potensi kecambah kacang hijau sebagai sumber enzim α-amilase juga
dilaporkan oleh Suarni dan Patong (2007). Hal yang sama juga dilakukan oleh
Jamilatun dkk (2004) yang menggunakan kecambah jagung dalam hidrolisis pati
biji nangka untuk produksi glukosa. Darmajana dkk (2008) menggunakan enzim
α-amilase komersial dalam pembuatan tepung pisang instan. Selain berasal dari
kecambah biji-bijian, enzim amilase yang berasal dari tanaman juga telah
digunakan dalam proses hidrolisis pati. Rinawati dkk (2009) melakukan isolasi
enzim amilase dari temulawak dan menggunakannya dalam produksi gula
Diberi 3 perlakuan: direndam semalam (12 jam), dikecambahkan 12 jam, dan dikecambahkan 24 jam
5 gram biji yang telah diberi 3 perlakuan
Dihancurkan dan ditambah dengan
Campuran dibiarkan 30 menit sambil diaduk
Disaring dengan kertas Whatman sampai didapatkan filtrat. Filtrat yang didapatkan merupakan larutan enzim
larutan 0,1 N NaCl sebanyak 25 ml
Uji Aktivitas Amilase secara kualitatif
b. Reaksi Pencoklatan Enzimatik
Persiapan Bahan
Apel segar
Dibelah menjadi 4 dan dibuang bagian tengahnya lalu dipotong setebal 8-10 mm (10 potong)
Dikupas, dipotong-potong melintang setebal 8- 10 mm (10 potong)
Buah pisang tua/setengah matang
Ditambah dengan
1 ml substrat (larutan pati 4%) (DE: 15-20)
Diamati perubahan warnanya
Diamati pada suhu kamar dengan pengamatan tiap 10 menit selama 60 menit
Larutan enzim 0,5 ml
Larutan iod 3 tetes
Pencoklatan enzimatik
2 potong masing- masing buah
Perlakuan 1: Dibiarkan di suhu kamar selama 75 menit
Perlakuan 2: Direndam dalam larutan asam askorbat 0,5% selama 30 detik lalu dibiarkan terbuka selama 75 menit
Perlakuan 3: Direndam dalam larutan Na-Bisulfit 0,8% selama 30 detik lalu dibiarkan terbuka selama 75 menit
Perlakuan 4: Direndam dalam larutan gula 5% selama 30 detik lalu dibiarkan terbuka selama 75 menit
Perlakuan 5: Diblancing dengan dicelup pada air mendidih yang 1 selama 30 detik dan yang lain selama 3 menit lalu dibiarkan terbuka pada suhu kamar selama 75 menit
Setelah 75 menit, sampel diamati perubahan warnanya
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
Amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau glikogen.
Amilase dapat dikelompokkan menjadi 3 golongan enzim yaitu α-amilase yang
memecah pati secara acak dari tengah atau dari bagian dalam molekul sehingga
disebut endoamilase, β-amilase yang menghidrolisis unit-unit gula dari ujung
molekul pati sehingga disebut ekomilase, dan glukoamilase yang dapat
memisahkan glukosa dari terminal gula non-pereduksi substrat pati.
Sumber enzim dapat diperoleh dari tanaman, hewan dan mikroorganisme.
Enzim amilase terdapat pada tanaman, mamalia dan mikroba. Contoh tanaman yang
menghasilkan enzim amilase adalah kacang hijau terutama dalam bentuk
kecambah. Enzim α-amilase sangat berperan dalam industri pembuatan roti dan
sirup. Enzim α-amilase banyak terdapat pada kecambah kacang-kacangan. Enzim
α-amilase dalam biji dibentuk pada waktu awal perkecambahan oleh asam giberilik
dimana asam giberilik adalah suatu senyawa organik yang sangat penting dalam
proses perkecambahan suatu biji karena bersifat sebagai pengontrol perkecambahan
tersebut.
Pada praktikum ini, enzim amilase didapatkan dari ekstrak kacang kedelai
hitam, kacang tolo, kacang hijau, dan kacang merah. Masing masing sampel
tersebut diberi 3 perlakuan yaitu dikecambahkan selama 12 jam, dikecambahkan
selama 24 jam, dan direndam selama 12 jam. Masing-masing sampel yang telah
diberi perlakuan tersebut diambil sebanyak 5 gram dan kemudian dihancurkan dan
ditambahkan dengan larutan NaCl 0,1 N sebanyak 25 ml yang berfungsi untuk
mengeluarkan enzim yang terdapat pada kacang. Setelah itu sampel dibiarkan
selama 30 menit sambil diaduk dan kemudian disaring dengan kertas Whatman.
Ekstrak enzim yang telah didapatkan kemudian ditambahkan larutan pati 1%
sebagai substratnya. Digunakan larutan pati karena enzim amilosa berfungsi
menghidrolisis pati menjadi maltosa. Selanjutnya ditambahkan larutan iodin yang
berfungsi sebagai penanda terhidrolisisnya larutan pati. Jika iod membentuk warna
biru maka hal itu menandakan bahwa enzim menghidrolisis pati menjadi gula
sederhana. Naiola (2008) dalam jurnalnya menyebutkan bahwa warna biru
terbentuk akibat reaksi amilum dengan iodium. Winarno (1984) mengatakan bahwa
aktivitas α-amilase ditentukan dengan mengukur hasil degradasi pati, biasanya dari
penurunan kadar pati yang larut atau kadar dekstrinnya dengan menggunakan
substrat jenuh. Hilangnya substrat dapat diukur dengan pengurangan derajat
pewarnaan iodium. Pati yang mengandung amilosa bereaksi dengan iodium
menghasilkan warna biru, sedangkan dekstrin bila bereaksi dengan iodium
berwarna coklat. Keaktifan α-amilase juga dinyatakan dengan pengukuran
viskositas danb jumlah produksi yang terbentuk. Laju hidrolisis akan meningkat
bila tingkat polimerisasi menurun dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai
lurus. Amilosa mempunyai struktur rantai lurus. Tahap selanjutnya yaitu diinkubasi
selama 60 menit pada suhu kamar untuk diamati aktivitas enzim amilasenya.
Pengamatan dilakukan setiap 10 menit terhadap perubahan warna yang terjadi.
Inkubasi ini dilakukan agar enzim dan substratnya bereaksi terlebih dahulu
sehingga dapat diketahui aktivitas amilasenya.
Pada umumnya proses pencoklatan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu
proses pencoklatan enzimatik dan yang nonenzimatik. Pencoklatan enzimatik
terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung substrat senyawa fenolik. Ada
banyak sekali senyawa fenolik yang dapat bertindak sebagai substrat dalam proses
pencoklatan enzimatik pada buah-buahan dan sayuran. Di samping katekin dan
turunannya seperti tirosin, asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosianin
dapat menjadi substrat proses pencoklatan. Enzim-enzim yang dapat mengkatalisis
oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama, yaitu fenol
oksidase, polifenol oksidase, fenolase, atau polifenolase, masing-masing bekerja
secara spesifik untuk substrat tertentu.
Salah satu reaksi pencoklatan adalah pencoklatan akibat vitamin C.
Vitamin C (asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat
bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna coklat nonenzimatik. Asam-
asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidroaskorbat. Dalam
suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible
dengan membentuk suatu senyawa diketogulonat. Blansir pada dasarnya adalah
pemanasan dan dapat dilakukan dengan air panas yang dilakukan dengan tujuan
menghambat terjadinya pencoklatan, selama blansir terjadi inaktifasi enzim
polifenolase yang dapat menyebabkan pencoklatan.
Tabel 4.1.1Data Hasil Pengamatan Aktivitas Enzim Amilase pada Kacang Kedelai Hitam
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui proses pencoklatan secara
enzimatik yang dapat terjadi pada buah. Untuk sampel digunakan dua jenis buah
yaitu apel dan pisang. Apel dan pisang mula-mula dipotong menjadi 10 bagian dan
diberikan 6 perlakuan yang sama. Perlakuan yang pertama yaitu dibiarkan pada
suhu kamar, setelah dibiarkan selama 75 menit warna pisang yang awalnya kuning
berubah menjadi coklat dan pada apel yang warna awalnya putih berubah menjadi
coklat. Perlakuan ke dua dengan mencelupkan sampel ke dalam larutan Na.bisulfit
0,8% selama 30 detik, warna pisang menjadi tampak cerah dan tidak ada warna
coklatnya sedangkan apel berwarna putih. Pada perlakuan ke tiga yaitu dicelupkan
ke dalam larutan gula 5%., warna pisang menjadi coklat dan sama halnya dengan
apel. Larutan gula mampu memberi stabilitas mikroorganisme pda suatu produk
makanan jika diberikan pada konsetrasi yang cukup (di atas 70% padatan terlarut),
sehingga gula dipakai sebagai salah satu kombinasi dari teknik pencegahan reaksi
pencoklatan enzimatis. Pada perlakuan ke empat dengan pencelupan ke dalam
larutan asam askorbat 0,5% didapatkan warna pisang menjadi agak coklat dan apel
menjadi agak kecoklatan juga. Untuk perlakuan ke lima, sampel diblancing selama
30 detik didapatkan warna pisang tetap kuning namun ada garis-garis dan pada apel
didapatkan warna putih dengan sedikit coklat di bagian tengah. Perlakuan yang ke
enam sampel di blancing selama 30 menit, pisang tidak mengalami perubahan
warna yang terlalu banyak hanya terdapat garis-garis coklat dan warna apel menjadi
putih pucat.
Perlakuan yang dilakukan dalam percobaan ini seharusnya dapat mencegah
proses enzimtis yang terjadi pada buah. Namun, saat percobaan ada beberapa
perlakuan yang menghasilkan pencoklatan yang lebih dibandingkan kontrolnya.
Perlakuan yang paling efektif dilakukan untuk menghambat reaksi pencoklatan
enzimatis terhadap pisang dan apel adalah perlakuan dengan perendaman sampel
didalam larutan Na.Bisulfit 0,8%. Hal ini dikarenakan larutan Na.Bisulfit bersifat
antioksidan. Kanopa (2012) menyatakan bahwa antioksidan adalah senyawa yang
dapat mencegah oksidasi. Senyawa fenolik juga merupakan senyawa yang dapat
mencegah oksidasi yang banyak terkandung dalam sayuran dan buah-buahan.
Penghambatan reaksi pencoklatan pada buah dilakukan dengan 5 macam
perlakuan. Masing-masing sampel dimasukkan ke dalam larutan Na. Bisulfit 0,8%;
larutan gula 5%; larutan As.askorbat selama 30 detik. Sampel yang lainnya di
blancing selama 30 detik dan 3 menit. Blancing yang dilakukan yaitu perendaman
bahan ke dalam air mendidih selama 30 detik dan 3 menit. Blancing dapat
menghambat proses pencoklatan enzimatis karena suhu yang tinggi dapat membuat
enzim mati karena suhu optimal enzim yaitu sekitar 40oC, sedangkan suhu air
mendidih yaitu 100oC. oleh karena itu, enzim peliphenolase tidak dapat bekerja
sehingga terjadi pengahambatan proses pencoklatan enzimatis.Sisanya dibiarkan
pada suhu kamar. Setelah semua perlakuan itu sampel dibiarkan selama 75 menit.
Urutan hasil perlakuan yang paling efektif untuk penghambatan pencoklatan pada
buah pisang dan apel yang dilakukan dalam praktikum adalah perlakuan dengan
larutan Na.bisulfit 0,8%; perlakuan dengan blancing selama 3 detik; perlakuan
dengan as. Askorbat; perlakuan dengan larutan gula 5%; perlakuan dengan blancing
3 menit dan perlakuan yang paling tidak efektif dalam dengan membiarkan sampel
di suhu kamar.
Javdani (2013) mengatakan bahwa banyak senyawa dapat digunakan untuk
mengurangi polifenol oksidase (PPO) kecoklatan dalam makanan. Salah satu
senyawa yang paling banyak digunakan adalah asam askorbat, karena sangat efektif
dalam mengurangi kecoklatan, umumnya diakui sebagai aman, murah dan
konsumen yang ramah. Asam askorbat dapat mengurangi O-quinones, diproduksi
oleh katalis PPO oksidasi polifenol, kembali ke dihydroxy polifenol dan telah
banyak digunakan sebagai agen antibrowning untuk pemrosesan buah-buahan dan
sayuran. Namun, efek asam askorbat sementara, karena setelah itu ditambahkan, itu
benar-benar dioksidasi dan O-quinones dapat menumpuk, yang menyebabkan untuk
kecoklatan pembentukan pigmen.
E. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapatkan dari hasil percobaan pada praktikum Kimia
Pangan acara 4 antara lain :
Amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau glikogen.
Enzim α-amilase dalam biji dibentuk pada waktu awal perkecambahan oleh
asam giberilik.
Penambahan larutan NaCl 0,1 N sebanyak 25 ml berfungsi untuk mengeluarkan
enzim yang terdapat pada kacang.
Penambahan larutan iodin berfungsi sebagai penanda terhidrolisisnya larutan
pati. Jika iod membentuk warna biru maka hal itu menandakan bahwa enzim
menghidrolisis pati menjadi gula sederhana.
Urutan aktivitas enzim amilase pada kacang dari yang paling tinggi hingga
rendah berdasarkan praktikum dari yang paling tinggi yaitu kacang kedelai
hitam, kacang merah, kacang hijau, kacang tolo.
Pencoklatan terjadi akibat enzim yang berada pada buah menimbulkan oksidasi
dan menyebabkan sampel yang tidak berwarna menjadi berwarna coklat
Pada umumnya proses pencoklatan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu proses
pencoklatan enzimatik dan yang nonenzimatik.
Perlakuan yang paling efektif untuk penghambatan pencoklatan adalah dengan
perendaman dalam larutan Na.Bisulfit 0,8%.
Urutan hasil perlakuan yang paling efektif untuk penghambatan pencoklatan
pada buah pisang dan apel yang dilakukan dalam praktikum adalah perlakuan
dengan larutan Na.bisulfit 0,8% ; perlakuan dengan blancing selama 3 detik ;
perlakuan dengan as. Askorbat ; perlakuan dengan larutan gula 5% ; perlakuan
dengan blancing 3 menit ; kontrol.
DAFTAR PUSTAKA
Bahri, Syaiful, Moh. Mirzan, Dan Moh. Hasan. 2012. Karakterisasi Enzim Amilase Dari Kecambah Biji Jagung Ketan (Zea Mays Ceratina L.). Jurnal Natural Science Desember 2012 Vol. 1, Hal 132-143.
Gaman and Sherrington. 1992. Ilmu Pangan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta
Irfan, Muhammad, Muhammad Nadeem, Quratual Ain Syed, dan Shahjahan Baig. 2011. Production of Thermostable α-amylase from Bacillus Sp. In Solid State Fermentation. Journal of Applied Sciences Research, 7(5): 607-617, 2011.
Kusnawidjaja, Kurnia. 1983. Biokimia. Alumni. Bandung
Maarel, Marc J.E.C. Van Der, Bart Van Der Veen, Joost C.M. Uitdehaag, Hans Leemhuis, Dan L. Dijkhuizen. 2002. Properties And Applications Of Starch-Converting Enzymes Of The Α-Amylase Family. Journal Of Biotechnology 94 (2002) 137–155.
Muchtadi, Tien, et.al. 2010. Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan. Alfabeta. Bandung
Naiola, Elidar . 2008. Isolasi Dan Seleksi Mikroba Amilolitik Dari Makanan Fermentasi/Ragi Tapai Gambut Di Kalimantan Selatan. Berk. Penel. Hayati: 13 (109–114), 2008.
Pandey, Ashok, Poonam Nigam, Carlos R. Soccol, Vanete T. Soccol, Dalel Singh, and Radjiskumar Mohan. 2000. Advances in microbial amylases. Journal Biotechnol. Appl. Biochem. (2000) 31, 135–152.
Purba, Lely Sefryda, Sentosa Ginting, Dan Mimi Nurminah. 2013. Perbandingan Berat Kacang Kedelai Bergerminasi Dan Biji Nangka Dan Konsentrasi Laru Pada Pembuatan Tempe. J.Rekayasa Pangan Dan Pert., Vol. I, No. 2, Th. 2013.
Risnoyatiningsih, Sri. 2011. Hidrolisis Pati Ubi Jalar Kuning Menjadi Glukosa Secara Enzimatis. Jurnal Teknik Kimia Vol.5, N0.2, April 2011.
Suarni dan Rauf Patong. 2007. Potensi Kecambah Kacang Hijau Sebagai Sumber Enzim Α-Amilase. Indo. J. Chem., 2007, 7 (3), 332-336.
Suarni, Umar Ubbe, Ambo Upe, Dan Tjodi Harlim. 2011. Modifikasi Tepung Jagung Dengan Enzim (Α - Amilase) Dari Kecambah Kacang Hijau. Balai Penelitian Tanaman Serealia Universitas Hasanuddin Makassar.
Sukandar, Ukan , Achmad Ali Syamsuriputra, Lindawati, Dan Yadi Trusmiyadi. 2011. Sakarifikasi Pati Ubi Kayu Menggunakan Amilase Aspergilus Niger Itb Cc L74. Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol. 10 No. 1 April 2011, 1-8.
Suprapto, Hadi. 2006. Pemgaruh Perendaman Pisang Kepok (Musa acuminax balbisiana Calla) dalam Larutan Garam Terhadap Mutu Tepung yang Dihasilkan. Jurnal Teknologi Pertanian 1 (2) : 74-80. Samarinda
Winaro, F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka. Jakarta
Zusfahair Dan Dian Riana Ningsih. 2012. Pembuatan Dekstrin Dari Pati Ubi Kayu Menggunakan Katalis Amilase Hasil Fraksinasi Dari Azospirillum Sp. Jg3. Jurnal Molekul, Vol. 7. No. 1. Mei, 2012: 9 – 19.