APLIKASI ENZIM PAPAIN DAN BROMELIN PADA
APLIKASI ENZIM PAPAIN DAN BROMELIN PADA PROSES
PENGEMPUKAN DAGING
Agnes Nurfadhilah1 Anisah Alviah2Bella Anjani3 Gita Puspita Sari4Nuri Purwanti5
Kelompok 7
Program Studi Pendidikan Teknologi Agroindustri
Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia,
Bandung
ABSTRACT
Tender meat is one component of meat quality by the consumer
acceptance. Enzymes are proteins that can speed up reactions by lowering the
activation energy. Thepapain and bromelainenzyme is a type of protease enzymes,
its break down proteins ( proteolysis ) . Thepapain enzyme can be obtained from
the sap of papaya and bromelain enzymes which can be obtained from the
pineapple . The method used is soaking the meat with the enzyme papain and
bromelain added 0.1 M HCl which has similar functions that degrade proteins.
The treatment was done at room temperature, a temperature of 40C and 400C with
variation time in 5 , 10 , and 15 minutes . Based on the test results showed that
soaking at a temperature of 400C for 30 minutes with the enzyme bromelain more
effectively and produce good meat texture .
Keywords : enzyme papain , bromelain enzyme , meat, texture of the meat
ABSTRAK
Daging yang empuk merupakan salah satu komponen mutu daging
berdasarkan penerimaan konsumen. Enzim merupakan protein yang dapat
mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Enzim papain dan
bromelin merupakan jenis enzim protease, yakni enzim yang dapat memecah
protein (proteolitik). Enzim papain dapat diperoleh dari getah pepaya dan enzim
bromelin yang dapat diperoleh dari buah nanas. Metode yang digunakan yaitu
perendaman daging dengan enzim papain dan bromelin yang ditambahkan HCl
0,1 M yang memiliki fungsi yang hampir sama yaitu mendegradasi protein.
Perlakuan dilakukan pada suhu ruang, suhu 40C dan 400C dengan lama waktu 5,
10, dan 15 menit. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa perendaman
pada suhu 400C selama 30 menit dengan enzim bromelin lebih efektif dan
menghasilkan tekstur daging yang baik.
Kata kunci: enzim papain, enzim bromelin, daging, tekstur daging
PENDAHULUAN
Daging adalah salah satu hasil ternak yang hampir tidak dapat dipisahkan
dari kehidupan manusia sebagai sumber protein hewani yang kandungan gizinya
lengkap. Adapun komposisi kimia daging secara umum yaitu : air 75 % (68 – 80
%) ; protein 19 % (16 – 22 %) ; substansi non protein yang larut 3,5 % dan lemak
2,5 % (Forrest dkk., 1975). Pelunakan daging secara fisika melalui pemasakan,
merupakan proses perubahan struktur serat protein dari yang rigid menjadi amorf.
Pengempukan daging terkadang disertai dengan melarutnya sebagian protein
artinya keempukan daging dapat dilihat dari dua parameter, yakni berdasarkan uji
fisik atas serat daging dan atau berdasarkan uji biokimia protein terlarut (Silaban,
2009).
Pelunakan daging secara kimia dapat dilakukan melalui dua cara yaitu
secara enzimatis dan non enzimatis. Secara enzimatis menggunakan enzim
protease sedangkan non enzimatis menggunakan asam. Pelunakan daging secara
enzimatis hingga saat ini belum banyak dilakukan. Belum banyak penelitian yang
mengkaji hal ini, karena keterbatasan sumber enzim dan juga keterbatasan
referensi atas nilai gizi makanan yang diolah dengan enzim. Menurut perkiraan,
perlakuan enzimatis terhadap daging sebelum dimasak dapat menghemat energi,
karena enzim protease terlebih dahulu akan mengubah struktur serat protein yang
sukar larut, sehingga daging yang telah direndam dengan ekstrak enzim protease
tidak perlu dimasak berlama-lama untuk memperoleh daging yang empuk.
Enzim proteolitik dianggap penting dalam metabolisme protein dan
banyak digunakan dalam industri pangan, misalnya untuk mengempukkan daging.
Ada banyak jenis enzim proteolitik yang dikenal seperti enzim papain, bromelin,
rennin, protease dan fisin yang mempunyai sifat menghidrolisa protein.
Bromelin merupakan campuran protease yang diisolasi dari tanaman
nanas, dengan nama latin Ananas comosus (Linn.) (Gautam, 2010: 68). Jenis
protease dalam bromelin adalah protease sulfhidril (Tochi, 2008: 513). Bromelin
dimanfaatkan untuk pengempukan daging, obat gangguan pencernaan (contohnya
Benozym dan Elsazym) (ISFI, 2007: 366), dan anti inflamasi (Secor Jr. dkk.,
2005: 68). Aktivitas bromelin dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu bagian
tanaman nanas sebagai sumber enzim, jenis substrat, inhibitor, dan jenis presipitan
yang digunakan untuk pemurnian bromelin (Esih, 2006). Enzim bromelin yang
diisolasi dari daging buah nanas matang memiliki aktivitas lebih tinggi daripada
enzim bromelin yang diisolasi dari daun dan buah nanas mentah. Kondisi
optimum reaksi enzimatis bromelin dari daging buah nanas matang dicapai pada
pH 6,5 pada temperatur 50oC selama 20 menit, (Priya dkk., 2012: 12-13). Menurut
Tochi (2008: 513) aktivitas bromelin stabil pada rentang pH 2 sampai 9.
Papain adalah enzim protease yang terdapat dalam getah papaya. Enzim
papain berfungsi sebagai proteolitik atau enzim pemecah protein. Dalam getah
pepaya terkandung berbagai enzim protease (pengurai protein) yaitu papain dan
kimopapain. Kadar papain dan kimopapain dalam buah pepaya yang masih muda
masing – masing 10% dan 45%. Papain merupakan satu dari enzim paling kuat
yang dihasilkan oleh seluruh bagian tanaman pepaya. Pada pepaya, getah
termasuk enzim proteolitik. Protein dasar itu memecah senyawa protein menjadi
pepton. Hidrolisis enzim papain mengakibatkan struktur daging menjadi terbuka,
protein miofibril dan sarkoplasma hancur, ikatan antar serabut otot berkurang dan
memendek, serabut otot mudah putus, volume antar ruang serabut otot
mengembang, akibatnya pH daging dan kemampuan protein daging dalam
mengikat air menurun dan akhirnya mengindikasikan daging jadi empuk Fogle.
dkk., 1982).Kondisi optimum reaksi enzimatis papain dicapai pada pH 5,8 -7 dan
pada suhu 40oC.
Enzim papain mempunyai nomor komisi enzim EC.3.4.22.2. Nomor kode
enzim tersebut menunjukkan tipe reaksi yang dikatalisis. Digit pertama
menunjukkan kelompok utama enzim berdasarkan pada jenis rekasi utama yang
dikatalisis. Papain dan bromelin memiliki nomor 3 pada digit pertamanya, yang
menunjukkan bahwa kedua enzim termasuk ke dalam kelompok utama hidrolase.
Kelompok utama hidrolase mengkatalisis reaksi hidrolase dengan pertolongan air,
atau reaksi transfer suatu gugus dari suatu substrat ke air sebagai aseptor.
Sehingga dapat diketahui bahwa enzim papain dan bromelin akan bereaksi
menggunakan air sebagai substratnya. Digit kedua pada nomor kode enzim papain
menunjukkan subkelas/sub kelompok, substrat atau jenis reaksi. Nomor kode
enzim papain dan bromelin digit kedua yaitu 4. Subkelas nomor 4 dari reaksi
hidrolisis adalah enzim yang aktif pada rantai peptida atau peptidase. Sehingga
dapat diketahui, yang menjadi substrat enzim papain dan bromelin ini adalah
ikatan peptida. Peptidase adalah enzim yang menghidrolisis rantai peptida.
Peptidase sangat penting bagi banyak proses biologi termasuk pencernaan protein
makanan, pengaturan perputaran protein intraseluler, koagulasi aliran darah,
kehadiran antigen, dan aktivasi berbagai protein, termasuk enzim, hormon
peptida, dan neotransmiter.Digit ketiga pada nomor kode enzim papain dan
bromelin yaitu 22. Digit ketiga pada nomor kode enzim menunjukkan sub kelas,
molekul aseptor, dan jenis-jenis reaksi yang lebih detail lagi. Nomor 22 pada digit
ketiga ini menunjukkan cysteinendopeptidase (postfermentation). Molekul aseptor
dari enzim papain dan bromelin adalah sistein endopeptidase. Sistein protease
(EC.3.4.22) adalah molekul protein yang memiliki massa sekitar 21-30 kDa.
EC.3.4.22.2 (peptydil peptide hydrolase) memiliki digit keempat yaitu 2. Digit
keempat pada nomor kode enzim menunjukkan nomor seri dalam sub kelas enzim
tersebut. Nomor seri enzim papain dalam subkelas cystein endopeptidase adalah 2
atau papain.
Enzim
bromelin
mempunyai
nomor
komisi
enzim
EC.3.4.22.32
untuk stem bromelin dan EC.3.4.22.33 untukfruit bromelin. Sama seperti papain,
enzim ini juga merupakan golongan dari enzimhidrolase yang memotong ikatan
peptida dengan sistein endopeptidase, perbedaanya jika nomer 33 itu menunjukan
nomer dari enzim bromelin yang didapat dari buah nanas, dan nomer 2 itu artinya
bahwa enzim bromelin didapatkan dari batang pohon nanas.
Penambahan HCl dapat membuat daging semakin empuk, karena asam
kuat (HCl) dapat menghidrolisis jaringan sel pada daging sehingga daging
menjadi empuk. Faktor yang sangat mempengaruhi aktifitas kerja enzim yaitu
waktu dan suhu. Apabila penggunaan enzim papain dan enzim bromelin dalam
suhu tinggi, maka enzim tidak dapat berfungsi dengan baik sehingga enzim akan
terdenaturasi, dan bila digunakan dalam suhu yang dingin (rendah) maka enzim
tidak aktif. Sehingga pada percobaan ini, dilakukan variasi waktu dan suhu untuk
mengetahui manakah suhu dan waktu yang paling efektif dalam pengempukan
daging. Selain itu, praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh enzim
bromelin serta papain pada proses pengempukan daging.
METODE PRAKTIKUM
Alat dan bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu pisau, blender, kain
saring, erlenmeyer, water bath, dan gelas ukur. Sedangkan bahan yang digunakan
yaitu nanas 1 buah untuk mendapatkan enzim bromelin, daging 50 gram, papain
bubuk, HCL 0,1 M, dan aquades.
Pembuatan HCL
Dalam pembuatan HCL 0,1 M membutuhkan labu ukur dengan ukuran
1000 ml. HCL 0,1 M dapat diperoleh dengan melarutkan 3,1 ml HCL dengan
1000 ml aquades.
Pembuatan Ekstrak Nanas
Langkah awal yang dilakukan untuk mendapatkan ekstrak nanas yaitu
dengan memotong 1 buah nanas agar mudah dihancurkan dalam blender. Dalam
proses penghancuran tersebut, tidak ditambahkan air atau aquades. Hal ini
dikarenakan nanas sudah memiliki kandungan air yang cukup banyak untuk
memudahkan proses penghancuran. Kemudian dilakukan penyaringan hasil
ekstraksi dengan kain saring agar dihasilkan ekstrak nanas tanpa ampas.
Pelarutan Papain
Papain yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu papain bubuk,
sehingga perlu dilakukan proses pelarutan. Pelarutan papain ini dilakukan dengan
menggunakan aquades perbandingan 1:2.
Pengkondisian Erlenmeyer
Aplikasi enzim papain dan bromelin pada proses pengempukan daging ini
dilakukan dengan beberapa konsentrasi suhu dan waktu yaitu suhu ruang, suhu
40C dan 400C dengan lama waktu 5, 10, dan 15 menit.
a. Kontrol
Pada pembuatan kontrol ini dibutuhkan Erlenmeyer yang berisikan 100
ml aquades dan 5 gr daging.
b. Suhu ruang, 40C, dan 400C
Terdapat 3 buah erlenmeyer yang disimpan di masing-masing suhu.
Erlenmeyer pertama berisikan 100 ml HCl 0,1 M dan 5 gram daging,
erlenmeyer kedua berisi 95 ml HCl 0,1 M + 5 ml ekstrak nanas + 5 gram
daging, dan erlenmeyer ketiga berisi 95 ml HCl 0,1 M + 5 ml papain + 5
gram daging.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengempukan daging dengan enzim adalah salah satu metode yang sudah
lama dilakukan. Secara biokimia, pelunakkan daging dapat dianggap sebagai
proses degradasi protein struktur/serat atau berubahnya struktur kuartener menjadi
struktur sederhana. Salah satu cara untuk mengubah struktur ini adalah melalui
hidrolisis dengan bantuan enzim protease. Ikatan peptide dapat dihrolisis dengan
perebusan didalam asam kuat atau basa kuat untuk menghasilkan komponen asam
amino dalam bentuk bebas (Oktapiana, 2015).
Larutan yang digunakan untuk pengempukan daging ini yaitu HCl 0,1 M
dengan penambahan enzim protease yaitu papain dan bromelin. Praktikum kali ini
menggunakan variasi waktu dan suhu yang bertujuan untuk mengetahui suhu dan
waktu yang paling efektif dalam proses pengempukan daging. Suhu yang
digunakan yaitu suhu ruang, suhu 40C dan 400C dengan lama waktu 5, 10, dan 15
menit. Suhu dan waktu pada proses pengempukan daging saling mempengaruhi
karena keduanya adalah faktor yang dapat membuat keempukan pada daging itu
sendiri. Kualitas daging dipengaruhi oleh metode pemasakan dan metode
pemasakan dipengaruhi oleh suhu dan lama waktu pemasakan. Lama waktu
pemasakan dapat mempengaruhi kualitas daging karena struktur mikro dan
kandungan nutrien daging berubah (Soeparno, 2005).
Berdasarkan hasil pengamatan, daging yang direndam hanya dengan
aquades (kontrol) terlihat semakin lama waktu semakin pucat warna daging,
namun tekstur daging hanya mengalami perubahan pada suhu 40C. Hal ini
dikarenakan pada kontrol tidak terdapat enzim yang dapat membantu
mendegradasi protein, oleh sebab itu tekstur yang dihasilkan tidak mengalami
perubahan atau melunak dan warna pucat pada daging diakibatkan oleh
teroksidasinya daging akibat perendaman dalam aquadest.
Berbeda dengan daging yang direndam dalam larutan HCl yang
menunjukan warna yang semakin pucat jika disimpan disuhu ruang, namun
daging semakin tercabik pada suhu 400C. Keempukan disetiap suhu menunjukan
kesamaan yaitu (++++). Proses pengempukan terjadi karena proteolisis pada
berbagai fraksi protein daging oleh enzim. Proteolisis kolagen menjadi
hidroksiprolin
mengakibatkan
shear
force
kolagen
berkurang
sehingga
keempukan daging meningkat. Proteolisis miofibril menghasilkan fragmen protein
dengan rantai peptida lebih pendek. Semakin banyak terjadi proteolisis pada
miofibril, maka semakin banyak protein terlarut dalam larutan garam encer.
Terhidrolisisnya kolagen dan miofibril menyebabkan hilangnya ikatan antarserat
dan juga pemecahan serat menjadi fragmen yang lebih pendek, menjadikan sifat
serat otot lebih mudah terpisah sehingga daging semakin empuk (Winarno, 1986).
Pengempukan dengan larutan HCl ini menunjukan warna larutan yang tidak
mengalami kekeruhan. Kekeruhan terjadi karena pigmen yang terdapat pada
daging terdenaturasi dan terurai, sehingga warna larutan menjadi kuning
kecoklatan. Tetapi HCl disini memiliki fungsi lain yang tidak menguraikan
pigmen tersebut dan hanya membantu papain/bromelin dalam pemecahan protein
sehingga pigmen pada daging tidak ikut terurai.
Pada larutan HCl yang ditambahkan enzim bromelin, pada suhu 400C
terlihat semakin lama waktu yang digunakan, semakin empuk daging yang
diperoleh. Suhu sangat erat berhubungan dengan energi aktivitas dan kestabilan
enzim. Peningkatan suhu dapat menyebabkan peningkatan kecepatan reaksi dan
secara bersamaan meningkatkan kecepatan inaktivasi enzim. Temperatur
mempengaruhi aktivitas enzim. Pada temperatur rendah, reaksi enzimatis
berlangsung lambat, kenaikan temperatur akan mempercepat reaksi, hingga suhu
optimum tercapai dan reaksi enzimatis mencapai maksimum. Kenaikan
temperatur melewati temperatur optimum akan menyebabkan enzim terdenaturasi
dan menurunkan kecepatan reaksi enzimatis (Wuryanti, 2004).
Gambar 1. Suhu 400C. menit ke 30. HCl+Bromelin
Berbeda dengan larutan HCl yang ditambahkan enzim papain, terlihat
semakin lama waktu yang digunakan semakin pucat warna daging. Pada berbagai
suhu, larutan HCl dan papain ini menunjukan daging yang tidak tercabik namun
daging mengalami perubahan tekstur menjadi empuk (+++) tidak seempuk larutan
HCl yang ditambahkan bromelin. Hal ini dikarenakan perbedaan mekanisme kerja
enzim papain dan bromelin yaitu terletak pada, enzim papain dalam proses
pengempukkan daging menyerang protein pada serat-serat otot (muscle fiber) dan
menghidrolisisnya menjadi peptide yang lebih kecil sedangkan enzim bromelin
lebih menyerang pada jaringan ikat protein, mendegradasinnya dan selanjutnya
memberikan efek empuk pada daging (Murtini, 2002).
Gambar 2. Suhu ruang HCl+Papain menit ke 30
Larutan yang ditambahkan enzim bromalin dan papain terlihat semakin
lama waktu semakin keruh larutan tersebut, hal ini dikarenakan terjadi penguraian
protein oleh enzim yang berpengaruh terhadap warna yang dihasilkan. Semakin
banyak fiber daging yang terurai maka akan semakin keruh larutan yang
dihasilkan.
Gambar 3. Perubahan warna daging
Ketika daging direndam oleh ekstrak enzim terjadi perubahan yang jelas
pada tekstur dan warna, namun pada beberapa perlakuan suhu dan waktu daging
yang mengalami perubahan tekstur dan warna tersebut mengalami perubahan
kembali ketika dilakukan penyimpanan kontak langsung dengan udara. Salah satu
sebabnya adalah karena terjadinya oksidasi mioglobin. Mioglobin yang
merupakan pigmen pada otot daging, juga dapat mengalami oksidasi. Jika
mioglobin mengalami oksidasi berlebihan maka berubah menjadi metmioglobin
yang berwarna coklat. Hal itu menandakan bahwa daging mengalami kerusakan.
KESIMPULAN
Ekstrak enzim bromelin adalah ekstrak enzim yang lebih efektif
dibandingkan dengan ekstrak enzim papain. Karena keempukan yang dihasilakn
oleh perendaman pada ekstrak enzim bromelin lebih baik. Pada suhu dan waktu
yang dibutuhkan untuk mengempukan daging adalah dengan suhu 40º C dengan
waktu 30 menit pada perendaman enzim bromelin. Dan pada perendaman enzim
papain, daging yang lebih empuk dihasilkan oleh suhu ruang dalam waktu 30
menit. Ketika daging direndam oleh ekstrak enzim terjadi perubahan yang jelas
pada tekstur dan warna. Hal ini disebabkan karena terjadinya oksidasi mioglobin.
Mioglobin yang merupakan pigmen pada otot daging, juga mengalami oksidasi.
Jadi, jika mioglobin mengalami oksidasi berlebihan maka akan berubah menjadi
metmioglobin yang berwarna coklat.
DAFTAR PUSTAKA
Esih, P. 2006. Pengaruh Jenis Presipitan Pada Proses Isolasi Enzim Bromelin
dari Buah Nanas terhadap Aktivitas Proteolitik Enzim Pada Hidrolisis
Kasein, (Online), (http://www.digilib.ui.ac.id/file?file=pdf/abstrak20247416.pdf), diakses 5 Oktober 2012.
Fogle D.R., R.F. Plimton, H.W. Ockerman, L. Jarenback and T. Persson. 1982.
Tenderization of Beef. Effect of Enzyme, Level Enzyme and Cooking
Method. Journal of Food Science 47 : 1113 – 1117.
Forrest J.C., E.D. Aberle, H.D. Hendrick, M.D. Judge and R.A. Merkel. 1975.
Principles of Meat Science. W.H. Freeman and Company. San Francisco.
Gautam, S. S., Mishra, S. K., Dash, V., Goyal, A. K. & Rath, G. 2010.
Comparative Study of Extraction, Purification and Estimation of
Bromelain from Stem and Fruit of Pineapple Plant. Thai J. Pharm. Sci, 34:
67-76. ISFI. 2007. ISO (Informasi Spesialite Obat) Indonesia. Ikatan
Sarjana Farmasi
Indonesia: Jakarta.
Murtini, E.S dan Qomarudin. 2003. Pengempukan Daging dengan Enzim
Protease Tanaman Biduri (Calotropis
dan
Industri
gigantea). Jurnal Teknoogi.
Pangan. 14 (3); 266- 268.
Oktapiana, Vina. 2015. Aplikasi Enzim Papain dan Bromelin pada Proses
Pengempukkan
Daging.
[Online].
Diakses
dari
https://vinaoktap2015.wordpress.com/2015/07/25/aplikasi-enzim-papaindan-bromelin-pada-proses-pengempukan-daging/.
Priya, S. P., Jayakumar., Mathai, V., Chintu & Babu, S. 2012. Immobilization and
Kinetic Studies of Bromelain: A Plant Cysteine Bromelin From Pineapple
(Ananas comosus) Plant Parts. Int J Med Health Sci., 1 (3): 10-16.
Secor Jr, E. R., Carson VI, W. F., Cloutier, M. M., Guernsey, L. A., Schramm, C.
M., Wu, C. A. & Thrall, R. S. 2005. Bromelain Exerts Anti-Inflammatory
Effects in An Ovalbumininduced Murine Model of Allergic Airway
Disease. Cell Immunol., 237 (1): 68-75.
Silaban, R., (2009), Kajian pemanfaatan getah buah untuk melunakkan daging,
Media Prima Sains, Vol 1 No. 1.
Soeparno. 2005. Ilmu dan Teknologi Daging. Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta.
Tochi, B. N., Wang, Z., Xu, S. & Zhang, W. 2008. Therapeutic Application of
Pineapple Protease (Bromelain): A Review. Pakistan Journal of Nutrition,
7 (4): 513-520.
LEMBAR KONTRIBUSI
Semua anggota kelompok 7 melakukan kontribusi dan bekerja sama dalam
melaksanakan laporan praktikum ini.
PENGEMPUKAN DAGING
Agnes Nurfadhilah1 Anisah Alviah2Bella Anjani3 Gita Puspita Sari4Nuri Purwanti5
Kelompok 7
Program Studi Pendidikan Teknologi Agroindustri
Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia,
Bandung
ABSTRACT
Tender meat is one component of meat quality by the consumer
acceptance. Enzymes are proteins that can speed up reactions by lowering the
activation energy. Thepapain and bromelainenzyme is a type of protease enzymes,
its break down proteins ( proteolysis ) . Thepapain enzyme can be obtained from
the sap of papaya and bromelain enzymes which can be obtained from the
pineapple . The method used is soaking the meat with the enzyme papain and
bromelain added 0.1 M HCl which has similar functions that degrade proteins.
The treatment was done at room temperature, a temperature of 40C and 400C with
variation time in 5 , 10 , and 15 minutes . Based on the test results showed that
soaking at a temperature of 400C for 30 minutes with the enzyme bromelain more
effectively and produce good meat texture .
Keywords : enzyme papain , bromelain enzyme , meat, texture of the meat
ABSTRAK
Daging yang empuk merupakan salah satu komponen mutu daging
berdasarkan penerimaan konsumen. Enzim merupakan protein yang dapat
mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Enzim papain dan
bromelin merupakan jenis enzim protease, yakni enzim yang dapat memecah
protein (proteolitik). Enzim papain dapat diperoleh dari getah pepaya dan enzim
bromelin yang dapat diperoleh dari buah nanas. Metode yang digunakan yaitu
perendaman daging dengan enzim papain dan bromelin yang ditambahkan HCl
0,1 M yang memiliki fungsi yang hampir sama yaitu mendegradasi protein.
Perlakuan dilakukan pada suhu ruang, suhu 40C dan 400C dengan lama waktu 5,
10, dan 15 menit. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa perendaman
pada suhu 400C selama 30 menit dengan enzim bromelin lebih efektif dan
menghasilkan tekstur daging yang baik.
Kata kunci: enzim papain, enzim bromelin, daging, tekstur daging
PENDAHULUAN
Daging adalah salah satu hasil ternak yang hampir tidak dapat dipisahkan
dari kehidupan manusia sebagai sumber protein hewani yang kandungan gizinya
lengkap. Adapun komposisi kimia daging secara umum yaitu : air 75 % (68 – 80
%) ; protein 19 % (16 – 22 %) ; substansi non protein yang larut 3,5 % dan lemak
2,5 % (Forrest dkk., 1975). Pelunakan daging secara fisika melalui pemasakan,
merupakan proses perubahan struktur serat protein dari yang rigid menjadi amorf.
Pengempukan daging terkadang disertai dengan melarutnya sebagian protein
artinya keempukan daging dapat dilihat dari dua parameter, yakni berdasarkan uji
fisik atas serat daging dan atau berdasarkan uji biokimia protein terlarut (Silaban,
2009).
Pelunakan daging secara kimia dapat dilakukan melalui dua cara yaitu
secara enzimatis dan non enzimatis. Secara enzimatis menggunakan enzim
protease sedangkan non enzimatis menggunakan asam. Pelunakan daging secara
enzimatis hingga saat ini belum banyak dilakukan. Belum banyak penelitian yang
mengkaji hal ini, karena keterbatasan sumber enzim dan juga keterbatasan
referensi atas nilai gizi makanan yang diolah dengan enzim. Menurut perkiraan,
perlakuan enzimatis terhadap daging sebelum dimasak dapat menghemat energi,
karena enzim protease terlebih dahulu akan mengubah struktur serat protein yang
sukar larut, sehingga daging yang telah direndam dengan ekstrak enzim protease
tidak perlu dimasak berlama-lama untuk memperoleh daging yang empuk.
Enzim proteolitik dianggap penting dalam metabolisme protein dan
banyak digunakan dalam industri pangan, misalnya untuk mengempukkan daging.
Ada banyak jenis enzim proteolitik yang dikenal seperti enzim papain, bromelin,
rennin, protease dan fisin yang mempunyai sifat menghidrolisa protein.
Bromelin merupakan campuran protease yang diisolasi dari tanaman
nanas, dengan nama latin Ananas comosus (Linn.) (Gautam, 2010: 68). Jenis
protease dalam bromelin adalah protease sulfhidril (Tochi, 2008: 513). Bromelin
dimanfaatkan untuk pengempukan daging, obat gangguan pencernaan (contohnya
Benozym dan Elsazym) (ISFI, 2007: 366), dan anti inflamasi (Secor Jr. dkk.,
2005: 68). Aktivitas bromelin dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu bagian
tanaman nanas sebagai sumber enzim, jenis substrat, inhibitor, dan jenis presipitan
yang digunakan untuk pemurnian bromelin (Esih, 2006). Enzim bromelin yang
diisolasi dari daging buah nanas matang memiliki aktivitas lebih tinggi daripada
enzim bromelin yang diisolasi dari daun dan buah nanas mentah. Kondisi
optimum reaksi enzimatis bromelin dari daging buah nanas matang dicapai pada
pH 6,5 pada temperatur 50oC selama 20 menit, (Priya dkk., 2012: 12-13). Menurut
Tochi (2008: 513) aktivitas bromelin stabil pada rentang pH 2 sampai 9.
Papain adalah enzim protease yang terdapat dalam getah papaya. Enzim
papain berfungsi sebagai proteolitik atau enzim pemecah protein. Dalam getah
pepaya terkandung berbagai enzim protease (pengurai protein) yaitu papain dan
kimopapain. Kadar papain dan kimopapain dalam buah pepaya yang masih muda
masing – masing 10% dan 45%. Papain merupakan satu dari enzim paling kuat
yang dihasilkan oleh seluruh bagian tanaman pepaya. Pada pepaya, getah
termasuk enzim proteolitik. Protein dasar itu memecah senyawa protein menjadi
pepton. Hidrolisis enzim papain mengakibatkan struktur daging menjadi terbuka,
protein miofibril dan sarkoplasma hancur, ikatan antar serabut otot berkurang dan
memendek, serabut otot mudah putus, volume antar ruang serabut otot
mengembang, akibatnya pH daging dan kemampuan protein daging dalam
mengikat air menurun dan akhirnya mengindikasikan daging jadi empuk Fogle.
dkk., 1982).Kondisi optimum reaksi enzimatis papain dicapai pada pH 5,8 -7 dan
pada suhu 40oC.
Enzim papain mempunyai nomor komisi enzim EC.3.4.22.2. Nomor kode
enzim tersebut menunjukkan tipe reaksi yang dikatalisis. Digit pertama
menunjukkan kelompok utama enzim berdasarkan pada jenis rekasi utama yang
dikatalisis. Papain dan bromelin memiliki nomor 3 pada digit pertamanya, yang
menunjukkan bahwa kedua enzim termasuk ke dalam kelompok utama hidrolase.
Kelompok utama hidrolase mengkatalisis reaksi hidrolase dengan pertolongan air,
atau reaksi transfer suatu gugus dari suatu substrat ke air sebagai aseptor.
Sehingga dapat diketahui bahwa enzim papain dan bromelin akan bereaksi
menggunakan air sebagai substratnya. Digit kedua pada nomor kode enzim papain
menunjukkan subkelas/sub kelompok, substrat atau jenis reaksi. Nomor kode
enzim papain dan bromelin digit kedua yaitu 4. Subkelas nomor 4 dari reaksi
hidrolisis adalah enzim yang aktif pada rantai peptida atau peptidase. Sehingga
dapat diketahui, yang menjadi substrat enzim papain dan bromelin ini adalah
ikatan peptida. Peptidase adalah enzim yang menghidrolisis rantai peptida.
Peptidase sangat penting bagi banyak proses biologi termasuk pencernaan protein
makanan, pengaturan perputaran protein intraseluler, koagulasi aliran darah,
kehadiran antigen, dan aktivasi berbagai protein, termasuk enzim, hormon
peptida, dan neotransmiter.Digit ketiga pada nomor kode enzim papain dan
bromelin yaitu 22. Digit ketiga pada nomor kode enzim menunjukkan sub kelas,
molekul aseptor, dan jenis-jenis reaksi yang lebih detail lagi. Nomor 22 pada digit
ketiga ini menunjukkan cysteinendopeptidase (postfermentation). Molekul aseptor
dari enzim papain dan bromelin adalah sistein endopeptidase. Sistein protease
(EC.3.4.22) adalah molekul protein yang memiliki massa sekitar 21-30 kDa.
EC.3.4.22.2 (peptydil peptide hydrolase) memiliki digit keempat yaitu 2. Digit
keempat pada nomor kode enzim menunjukkan nomor seri dalam sub kelas enzim
tersebut. Nomor seri enzim papain dalam subkelas cystein endopeptidase adalah 2
atau papain.
Enzim
bromelin
mempunyai
nomor
komisi
enzim
EC.3.4.22.32
untuk stem bromelin dan EC.3.4.22.33 untukfruit bromelin. Sama seperti papain,
enzim ini juga merupakan golongan dari enzimhidrolase yang memotong ikatan
peptida dengan sistein endopeptidase, perbedaanya jika nomer 33 itu menunjukan
nomer dari enzim bromelin yang didapat dari buah nanas, dan nomer 2 itu artinya
bahwa enzim bromelin didapatkan dari batang pohon nanas.
Penambahan HCl dapat membuat daging semakin empuk, karena asam
kuat (HCl) dapat menghidrolisis jaringan sel pada daging sehingga daging
menjadi empuk. Faktor yang sangat mempengaruhi aktifitas kerja enzim yaitu
waktu dan suhu. Apabila penggunaan enzim papain dan enzim bromelin dalam
suhu tinggi, maka enzim tidak dapat berfungsi dengan baik sehingga enzim akan
terdenaturasi, dan bila digunakan dalam suhu yang dingin (rendah) maka enzim
tidak aktif. Sehingga pada percobaan ini, dilakukan variasi waktu dan suhu untuk
mengetahui manakah suhu dan waktu yang paling efektif dalam pengempukan
daging. Selain itu, praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh enzim
bromelin serta papain pada proses pengempukan daging.
METODE PRAKTIKUM
Alat dan bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu pisau, blender, kain
saring, erlenmeyer, water bath, dan gelas ukur. Sedangkan bahan yang digunakan
yaitu nanas 1 buah untuk mendapatkan enzim bromelin, daging 50 gram, papain
bubuk, HCL 0,1 M, dan aquades.
Pembuatan HCL
Dalam pembuatan HCL 0,1 M membutuhkan labu ukur dengan ukuran
1000 ml. HCL 0,1 M dapat diperoleh dengan melarutkan 3,1 ml HCL dengan
1000 ml aquades.
Pembuatan Ekstrak Nanas
Langkah awal yang dilakukan untuk mendapatkan ekstrak nanas yaitu
dengan memotong 1 buah nanas agar mudah dihancurkan dalam blender. Dalam
proses penghancuran tersebut, tidak ditambahkan air atau aquades. Hal ini
dikarenakan nanas sudah memiliki kandungan air yang cukup banyak untuk
memudahkan proses penghancuran. Kemudian dilakukan penyaringan hasil
ekstraksi dengan kain saring agar dihasilkan ekstrak nanas tanpa ampas.
Pelarutan Papain
Papain yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu papain bubuk,
sehingga perlu dilakukan proses pelarutan. Pelarutan papain ini dilakukan dengan
menggunakan aquades perbandingan 1:2.
Pengkondisian Erlenmeyer
Aplikasi enzim papain dan bromelin pada proses pengempukan daging ini
dilakukan dengan beberapa konsentrasi suhu dan waktu yaitu suhu ruang, suhu
40C dan 400C dengan lama waktu 5, 10, dan 15 menit.
a. Kontrol
Pada pembuatan kontrol ini dibutuhkan Erlenmeyer yang berisikan 100
ml aquades dan 5 gr daging.
b. Suhu ruang, 40C, dan 400C
Terdapat 3 buah erlenmeyer yang disimpan di masing-masing suhu.
Erlenmeyer pertama berisikan 100 ml HCl 0,1 M dan 5 gram daging,
erlenmeyer kedua berisi 95 ml HCl 0,1 M + 5 ml ekstrak nanas + 5 gram
daging, dan erlenmeyer ketiga berisi 95 ml HCl 0,1 M + 5 ml papain + 5
gram daging.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengempukan daging dengan enzim adalah salah satu metode yang sudah
lama dilakukan. Secara biokimia, pelunakkan daging dapat dianggap sebagai
proses degradasi protein struktur/serat atau berubahnya struktur kuartener menjadi
struktur sederhana. Salah satu cara untuk mengubah struktur ini adalah melalui
hidrolisis dengan bantuan enzim protease. Ikatan peptide dapat dihrolisis dengan
perebusan didalam asam kuat atau basa kuat untuk menghasilkan komponen asam
amino dalam bentuk bebas (Oktapiana, 2015).
Larutan yang digunakan untuk pengempukan daging ini yaitu HCl 0,1 M
dengan penambahan enzim protease yaitu papain dan bromelin. Praktikum kali ini
menggunakan variasi waktu dan suhu yang bertujuan untuk mengetahui suhu dan
waktu yang paling efektif dalam proses pengempukan daging. Suhu yang
digunakan yaitu suhu ruang, suhu 40C dan 400C dengan lama waktu 5, 10, dan 15
menit. Suhu dan waktu pada proses pengempukan daging saling mempengaruhi
karena keduanya adalah faktor yang dapat membuat keempukan pada daging itu
sendiri. Kualitas daging dipengaruhi oleh metode pemasakan dan metode
pemasakan dipengaruhi oleh suhu dan lama waktu pemasakan. Lama waktu
pemasakan dapat mempengaruhi kualitas daging karena struktur mikro dan
kandungan nutrien daging berubah (Soeparno, 2005).
Berdasarkan hasil pengamatan, daging yang direndam hanya dengan
aquades (kontrol) terlihat semakin lama waktu semakin pucat warna daging,
namun tekstur daging hanya mengalami perubahan pada suhu 40C. Hal ini
dikarenakan pada kontrol tidak terdapat enzim yang dapat membantu
mendegradasi protein, oleh sebab itu tekstur yang dihasilkan tidak mengalami
perubahan atau melunak dan warna pucat pada daging diakibatkan oleh
teroksidasinya daging akibat perendaman dalam aquadest.
Berbeda dengan daging yang direndam dalam larutan HCl yang
menunjukan warna yang semakin pucat jika disimpan disuhu ruang, namun
daging semakin tercabik pada suhu 400C. Keempukan disetiap suhu menunjukan
kesamaan yaitu (++++). Proses pengempukan terjadi karena proteolisis pada
berbagai fraksi protein daging oleh enzim. Proteolisis kolagen menjadi
hidroksiprolin
mengakibatkan
shear
force
kolagen
berkurang
sehingga
keempukan daging meningkat. Proteolisis miofibril menghasilkan fragmen protein
dengan rantai peptida lebih pendek. Semakin banyak terjadi proteolisis pada
miofibril, maka semakin banyak protein terlarut dalam larutan garam encer.
Terhidrolisisnya kolagen dan miofibril menyebabkan hilangnya ikatan antarserat
dan juga pemecahan serat menjadi fragmen yang lebih pendek, menjadikan sifat
serat otot lebih mudah terpisah sehingga daging semakin empuk (Winarno, 1986).
Pengempukan dengan larutan HCl ini menunjukan warna larutan yang tidak
mengalami kekeruhan. Kekeruhan terjadi karena pigmen yang terdapat pada
daging terdenaturasi dan terurai, sehingga warna larutan menjadi kuning
kecoklatan. Tetapi HCl disini memiliki fungsi lain yang tidak menguraikan
pigmen tersebut dan hanya membantu papain/bromelin dalam pemecahan protein
sehingga pigmen pada daging tidak ikut terurai.
Pada larutan HCl yang ditambahkan enzim bromelin, pada suhu 400C
terlihat semakin lama waktu yang digunakan, semakin empuk daging yang
diperoleh. Suhu sangat erat berhubungan dengan energi aktivitas dan kestabilan
enzim. Peningkatan suhu dapat menyebabkan peningkatan kecepatan reaksi dan
secara bersamaan meningkatkan kecepatan inaktivasi enzim. Temperatur
mempengaruhi aktivitas enzim. Pada temperatur rendah, reaksi enzimatis
berlangsung lambat, kenaikan temperatur akan mempercepat reaksi, hingga suhu
optimum tercapai dan reaksi enzimatis mencapai maksimum. Kenaikan
temperatur melewati temperatur optimum akan menyebabkan enzim terdenaturasi
dan menurunkan kecepatan reaksi enzimatis (Wuryanti, 2004).
Gambar 1. Suhu 400C. menit ke 30. HCl+Bromelin
Berbeda dengan larutan HCl yang ditambahkan enzim papain, terlihat
semakin lama waktu yang digunakan semakin pucat warna daging. Pada berbagai
suhu, larutan HCl dan papain ini menunjukan daging yang tidak tercabik namun
daging mengalami perubahan tekstur menjadi empuk (+++) tidak seempuk larutan
HCl yang ditambahkan bromelin. Hal ini dikarenakan perbedaan mekanisme kerja
enzim papain dan bromelin yaitu terletak pada, enzim papain dalam proses
pengempukkan daging menyerang protein pada serat-serat otot (muscle fiber) dan
menghidrolisisnya menjadi peptide yang lebih kecil sedangkan enzim bromelin
lebih menyerang pada jaringan ikat protein, mendegradasinnya dan selanjutnya
memberikan efek empuk pada daging (Murtini, 2002).
Gambar 2. Suhu ruang HCl+Papain menit ke 30
Larutan yang ditambahkan enzim bromalin dan papain terlihat semakin
lama waktu semakin keruh larutan tersebut, hal ini dikarenakan terjadi penguraian
protein oleh enzim yang berpengaruh terhadap warna yang dihasilkan. Semakin
banyak fiber daging yang terurai maka akan semakin keruh larutan yang
dihasilkan.
Gambar 3. Perubahan warna daging
Ketika daging direndam oleh ekstrak enzim terjadi perubahan yang jelas
pada tekstur dan warna, namun pada beberapa perlakuan suhu dan waktu daging
yang mengalami perubahan tekstur dan warna tersebut mengalami perubahan
kembali ketika dilakukan penyimpanan kontak langsung dengan udara. Salah satu
sebabnya adalah karena terjadinya oksidasi mioglobin. Mioglobin yang
merupakan pigmen pada otot daging, juga dapat mengalami oksidasi. Jika
mioglobin mengalami oksidasi berlebihan maka berubah menjadi metmioglobin
yang berwarna coklat. Hal itu menandakan bahwa daging mengalami kerusakan.
KESIMPULAN
Ekstrak enzim bromelin adalah ekstrak enzim yang lebih efektif
dibandingkan dengan ekstrak enzim papain. Karena keempukan yang dihasilakn
oleh perendaman pada ekstrak enzim bromelin lebih baik. Pada suhu dan waktu
yang dibutuhkan untuk mengempukan daging adalah dengan suhu 40º C dengan
waktu 30 menit pada perendaman enzim bromelin. Dan pada perendaman enzim
papain, daging yang lebih empuk dihasilkan oleh suhu ruang dalam waktu 30
menit. Ketika daging direndam oleh ekstrak enzim terjadi perubahan yang jelas
pada tekstur dan warna. Hal ini disebabkan karena terjadinya oksidasi mioglobin.
Mioglobin yang merupakan pigmen pada otot daging, juga mengalami oksidasi.
Jadi, jika mioglobin mengalami oksidasi berlebihan maka akan berubah menjadi
metmioglobin yang berwarna coklat.
DAFTAR PUSTAKA
Esih, P. 2006. Pengaruh Jenis Presipitan Pada Proses Isolasi Enzim Bromelin
dari Buah Nanas terhadap Aktivitas Proteolitik Enzim Pada Hidrolisis
Kasein, (Online), (http://www.digilib.ui.ac.id/file?file=pdf/abstrak20247416.pdf), diakses 5 Oktober 2012.
Fogle D.R., R.F. Plimton, H.W. Ockerman, L. Jarenback and T. Persson. 1982.
Tenderization of Beef. Effect of Enzyme, Level Enzyme and Cooking
Method. Journal of Food Science 47 : 1113 – 1117.
Forrest J.C., E.D. Aberle, H.D. Hendrick, M.D. Judge and R.A. Merkel. 1975.
Principles of Meat Science. W.H. Freeman and Company. San Francisco.
Gautam, S. S., Mishra, S. K., Dash, V., Goyal, A. K. & Rath, G. 2010.
Comparative Study of Extraction, Purification and Estimation of
Bromelain from Stem and Fruit of Pineapple Plant. Thai J. Pharm. Sci, 34:
67-76. ISFI. 2007. ISO (Informasi Spesialite Obat) Indonesia. Ikatan
Sarjana Farmasi
Indonesia: Jakarta.
Murtini, E.S dan Qomarudin. 2003. Pengempukan Daging dengan Enzim
Protease Tanaman Biduri (Calotropis
dan
Industri
gigantea). Jurnal Teknoogi.
Pangan. 14 (3); 266- 268.
Oktapiana, Vina. 2015. Aplikasi Enzim Papain dan Bromelin pada Proses
Pengempukkan
Daging.
[Online].
Diakses
dari
https://vinaoktap2015.wordpress.com/2015/07/25/aplikasi-enzim-papaindan-bromelin-pada-proses-pengempukan-daging/.
Priya, S. P., Jayakumar., Mathai, V., Chintu & Babu, S. 2012. Immobilization and
Kinetic Studies of Bromelain: A Plant Cysteine Bromelin From Pineapple
(Ananas comosus) Plant Parts. Int J Med Health Sci., 1 (3): 10-16.
Secor Jr, E. R., Carson VI, W. F., Cloutier, M. M., Guernsey, L. A., Schramm, C.
M., Wu, C. A. & Thrall, R. S. 2005. Bromelain Exerts Anti-Inflammatory
Effects in An Ovalbumininduced Murine Model of Allergic Airway
Disease. Cell Immunol., 237 (1): 68-75.
Silaban, R., (2009), Kajian pemanfaatan getah buah untuk melunakkan daging,
Media Prima Sains, Vol 1 No. 1.
Soeparno. 2005. Ilmu dan Teknologi Daging. Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta.
Tochi, B. N., Wang, Z., Xu, S. & Zhang, W. 2008. Therapeutic Application of
Pineapple Protease (Bromelain): A Review. Pakistan Journal of Nutrition,
7 (4): 513-520.
LEMBAR KONTRIBUSI
Semua anggota kelompok 7 melakukan kontribusi dan bekerja sama dalam
melaksanakan laporan praktikum ini.