Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman

Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman
Dalam bidang bioteknologi enzim merupakan salah satu produk yang banyak digunakan atau diaplikasikan untuk keperluan industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik dan lain sebagainya. Beberapa contoh jenis enzim yang umum dan banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman antara lain adalah sebagai berikut:

Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman

Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman

1) Rennet 

Rennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju (cheese) yang terbuat dari bahan dasar susu. Susu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. Rennet merupakan kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan keju. Rennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yang berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. Enzim yang paling umum yang diisolasi dari rennet adalah chymosin
Chymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran. Chymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat rekayasa genetik dalam aplikasi pembuatan keju atau cheddar kadang-kadang menjadi kurang efektif.

2) Laktase 

Laktase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. Tanpa suplai atau produksi enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut (seperti kram, banyak buang gas, atau diare) dalam saluran cerna selama proses pencernaan produk-produk susu. Secara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas laktosa seperti susu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat es krim dalam pembuatan cream dan rasa produk yang lebih manis. Laktase biasanya diisolasi dari yeast (Kluyveromyces sp.) dan fungi (Aspergillus sp.).

3) Katalase 

Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi (bovine livers) atau sumber mikrobial. Katalase digunakan untuk mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan molekul oksigen. H2O2 + H2O2 2H2O + O2. Enzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju. Hidrogen peroksida selain digunakan sebagai agen bleaching atau pemutih di industri kertas atau tekstil, juga digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella atau E.coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan.

4) Lipase

Lipase digunakan untuk memecah atau menghidrolisis lemak susu dan memberikan flavour keju yang khas. Flavour dihasilkan karena adanya asam lemak bebas yang diproduksi ketika lemak susu dihidrolisis. Selain pada industri pengolahan susu Lipase juga digunakan pada industri lainnya. Mikroba penghasil lipase antara lain adalah Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus dan Bacillus subtilis. Enzim lipase ini digunakan sebagai biokatalis untuk memproduksi asam lemak bebas, gliserol, berbagai ester, sebagian gliserida, dan lemak yang dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti minyak kelapa sawit. Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam industri farmasi, kimia dan makanan.

Di samping itu, enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan. Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim 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. Sampai saat ini lipase yang banyak digunakan untuk keperluan reaksi sintesis adalah lipase komersial dari Rhizomucor miehei dan Pseudomonas sp.

5) Protease

Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Protease yang dipakai secara komersial seperti serine, protease, dan metalloprotease biasanya berasal dari Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim yang tinggi. Enzim protease berfungsi melembekkan, melembutkan atau menurunkan gluten yang membentuk protein. Contoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin dan papain sebagai bahan pengempuk daging. Enzim protease dapat digunakan sebagai pelembut daging bagi daging yang liat supaya mudah dikunyah, dan membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan.

6) Enzim Papain

Manfaat utama papain adalah pelunak daging. Daging dari hewan tua dan bertekstur bisa menjadi lunak. Pada pH, suhu, dan kemurnian papain tertentu daya pemecahan protein yang dimiliki papain dapat diintensifkan lebih jauh menjadi kegiatan hidrolisis protein. Manfaat lainnya adalah bahan perenyah pada pembuatan kue kering seperti crackers, bahan penggumpal susu pada pembuatan keju, bahan pelarut glatin, dan bahan pencuci lensa. Buah pepaya juga menghasilkan pektin. Industri makanan dan minuman telah menggunakan pektin sebagai bahan pemberi tekstur pada roti dan keju, bahan pengental dan stabilizer pada minuman sari buah, bahan pokok pembuatan jelly, jam, dan marmalade.

7) Amilase
Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Enzim amilase dapat digunakan dalam proses pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa. Namun, pada umumnya amilase banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS). Enzim amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisme terutama dari keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang akhir-akhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus. Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya produksi.

Enzim amilase juga dapat digunakan untuk menghilangkan kanji dalam buah-buahan dan cocoa saat proses pengejusan buah-buahan dan coklat, dan sebagai bahan tambahan dalam proses pencairan kanji sebelum penambahan malt dalam industri alkohol. Pada industri pembuat pemanis misalnya, enzim amilase dan glucose isomerase hipertermofilik akan sangat membantu proses pemecahan pati (starch) menjadi oligomer lalu menjadi fruktusa atau glukosa dalam bentuk sirup. Proses ini semua dilakukan pada suhu sangat tinggi dan ada pula proses pengadukan, sehingga menuntut enzim yang mendegradasi pati atau mengubah gula oligomer menjadi glukosa atau fruktosa harus sangat stabil dan aktif di suhu panas. Dalam keperluan proses kontrol produksi makanan jadi atau olahan misalnya, kadar pelezat asam dalam bentuk monosodium glutamate (MSG) sangat penting. Karena kadar MSG yang berlebihan dapat menyebabkan gejala sakit kepala yang dikenal dengan Chinese food syndrome.

8) Enzim Xylanase

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 digunakan untuk campuran pasta gigi karena dapat berfungsi memperkuat gusi, 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 dilakukan 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.
Xilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan juice, ekstraksi kopi, minyak nabati, dan pati (Wong dan 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 untuk menghasilkan kenaikan volume spesifik roti dan untuk lebih meningkatkan kualitas roti maka perlu dilakukan kombinasi penambahan amilase dan xilanase (Maat et al., 1992).

9) Enzim Selulase
Enzim selulase dapat digunakan untuk melembutkan sayur-sayuran dengan mencernakan sebagian selulosa sayur itu, mengeluarkan kulit dari biji-bijian seperti gandum, mengeluarkan agar-agar dari rumput laut dengan menguraikan dinding sel daun rumput dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.

10) Enzim  isomerase
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 memeca laktosa menjadi glukosa dan galaktosa (Thomas & Kenealy 1986.

Itu tadi sedikit ulasan tentang Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman, semoga ulasan tersebut bermanfaat buat sobat semua. Terima kasih atas kunjungannya dan jangan lupa untuk komentarnya :).
Tag: Enzim dalam Industri Makanan dan Minuman