PENCOKLATAN ENZIMATIS BUAH-BUAHAN

A. DASAR TEORI

Reaksi pencoklatan browning terdiri dari reaksi pencoklatan enzimatis dan non-enzimatis. Reaksi  pencoklatan enzimatis ini berefek baik pada  produk seperti teh, kopi, kakao, dan buah kering (kismis, plum, kurma, dan buah ara). Meskipun begitu, pencoklatan enzimatik juga dianggap berefek negatif  untuk sebagian buah-buahan dan sayuran tropis maupun subtropis. Pencoklatan enzimatis ini tidak diinginkan pada irisan buah, jus dan beberapa macam jenis sayuran lainnya. Pencoklatan enzimatis dapat mempengaruhi warna, rasa, dan nilai gizi dari makanan, dapat menyebabkan kerugian ekonomi yang luar biasa.

Reaksi pencoklatan enzimatis biasa terjadi pada buah-buahan dan sayur-sayuran yang memiliki senyawa fenolik. Senyawa ini berfungsi sebagai substrat bagi enzim polifenoloksidase (PPO/1,2-benzenediol/oxygen oxidoreductase; EC 1.10.3.1). Terdapat berbagai macam senyawa fenolik, yaitu katekin dan turunannya (tirosin), asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosianin. Pada jaringan tanaman, enzim PPO dan substrat fenolik dipisahkan oleh struktur sel sehingga tidak terjadi pencoklatan. Untuk memicu terjadinya reaksi pencoklatan, harus ada reaksi antara enzim PPO, substrat fenolik, serta oksigen. Reaksi pencoklatan mengubah struktur kuinol menjadi kuinon.

Untuk mengontrol pencoklatan enzimatis dapat dilakukan inaktifasi PPO dengan panas, penghambatan PPO secara kimiawi (dengan asidulan, pengaturan pH, pengkelat, atau kofaktor esensial yang terikat pada enzim), agen pereduksi (asam askorbat & eritrobat), pengurangan oksigen (pengemasan vakum, perendaman gula, pelapisan edible film), enzim proteolitik, ataupun dengan madu. 

B. PEMBAHASAN PRAKTIKUM

Seringkali saat kita mengupas/memotong buah seperti apel, pir, dan pisang lalu membiarkannya begitu saja, akan menimbulkan warna yang kecoklatan pada buah tersebut. Gejala tersebut  dinamakan pencoklatan enzimatis (enzymatic browning), yaitu proses terbentuknya warna coklat pada bahan pangan secara alami karena aktifitas enzim polifenoloksidase.

Browning secara enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung substrat senyawa fenolik. Senyawa fenolik umumnya bertindak sebagai substrat dalam proses browning enzimatik pada buah-buahan dan sayuran. Proses pencoklatan enzimatik akan terjadi apabila adanya reaksi antara enzim fenol oksidase dan oksigen dengan substrat tersebut. Pada pencoklatan enzimatis seperti pada buah apel dan buah lain setelah dikupas disebabkan oleh pengaruh aktivitas enzim Polypenol Oxidase (PPO), yang dengan bantuan oksigen akan mengubah gugus monophenol menjadi O-hidroksi phenol, yang selanjutnya diubah lagi menjadi O-kuinon. Gugus O-kuinon inilah yang membentuk warna coklat.

Berikut ini merupakan beberapa cara untuk mencegah pencoklatan enzimatis, antara lain:

1.      Penggunaan pisau stainless

Dari hasil pengamatan praktikum, rata-rata pisau stainless dengan kualitas baik yang digunakan untuk mengupas dan mengiris bahan memberikan hasil pencoklatan yang lebih lama  dengan pisau stainless dengan kualitas biasa. Hal tersebut terjadi karena pisau  stainless adalah jenis pisau besi yang dilapisi baja tahan asam dan basa sehingga tidak mudah berkarat karena tidak mudah mengalami oksidasi

Pisau stainless biasa lebih mudah teroksidasi dan akan cepat menyebabkan karat, jika dipakai untuk mengiris bahan pangan maka bahan pangan tersebut akan cepat teroksidasi dan akan cepat menjadi coklat. Hal ini juga disebabkan karena aktivitas kresolase dimana terbentuknya kompleks protein-tembaga dengan menggabungkan satu molekul oksigen dengan protein tempat atom kupro yang berdampingan terikat. Aktivitas kresolase melibatkan tiga tahap yang dapat dinyatakan sebagai berikut :

       Protein-Cu⁺-O₂ + monofenol →Protein-Cu₂⁺ + o-kuinon + H₂O

2.      Rendaman dalam air

Secara berurutan lama pencoklatan buah yang tanpa perlakuan khusus < direndam dalam air < direndam dalam larutan asam sitrat < direndam dalam larutan sulfit (ket: < =  lebih cepat). Potongan buah yang hanya direndam dalam air memberikan efek browning yang lebih lama  dengan yang tidak direndam. Perendaman dapat mengurangi kontak buah dengan oksigen yang merupakan salah satu komponen yang dapat memicu reaksi enzim polifenoloksidase.

3.      Rendaman dalam larutan asam sitrat

Salah satu upaya untuk mencegah pencoklatan buah akibat oksidasi enzim dapat digunakan antioksidan (salah satunya vitamin C). Vitamin C (absorbic acid) akan menghambat enzim di dalam apel untuk bereaksi dengan oksigen atau dengan kata lain kerja enzim dirusak oleh vitamin C. Asam sitrat dalam hal ini fungsinya hampir menyerupai vitamin C dengan mekanisme merusak enzim yang dapat menyebabkan pencoklatan.

4.      Rendaman dalam larutan sulfit

Sulfit memberikan hasil pencoklatan yang lebih lama kan dengan perlakuan yang lainnya. Sulfit merupakan salah satu zat pengawet anorganik, Larutan sulfit bertujuan untuk mencegah terjadinya browning secara enzimatis maupun non enzimatis. 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.

            Percobaan pencoklatan enzimatis telah dilakukan pada komoditi pisang, kentang, Apel Granny dan Fuji, salak, serta pir. Berikut ini merupakan penguraian hasil pengamatan percobaan tersebut.

Pir

Pir

Substrat fenolik pada pir adalah Chlorogenic acid, catechol, catechin, caffeic acid, DOPA, 3,4-dihydroxy benzoic acid, dan p-cresol. Substrat tersebut diperlukan bersama dengan oksigen dan enzim PPO untuk menghasilkan pigmen pir menjadi coklat. Pada hasil percobaan, dapat terlihat bahwa pir yang diiris dengan pisau stainless dengan kualitas baik lebih lambat menghasilkan reaksi pencoklatan dibanding dengan irisan pisau stainless biasa.