Potensi Aplikasi Dalam Industri Pangan | . | Jurnal Teknologi Pangan dan Gizi 1 PB

'1
JurnalTeknologiPangandan Gizi Volume Nomor2, Oktober2000

POTENSIAPLIKASI TRANSGLI.JTAN{II{ASE
T}ALAMINDUSTRIPANGAN
Srianta',
Abstrak
(TG-ase
yang memilikiaktivitas
EC
2.3.2.12)
Transglutaminase
adalahenzimtransferase
(pembentukan
pembenrukan
protein
polimer antarmolekul
ikatan
silang
antarmolekul
mengkatalisa

poiimerantarmolekulproteintersebutdijelaskanmelaluiberbagaihasilpenelitian
protein).Pembennrkan
dantemyarapolirneryangterbentukmemiliki sifat fungsionalyangberbedadari proteinaslinya(proyangterjadidiantaranya
Perubahan
sifatfungsional
adalahsifatpembuihan,
teinyarg tidakdipolimerisasi).
gel protein,kelarutan,peningkatan
pembentukan
peningkatan
stabilitasprotein
elastisitasadonandan
penelitian
panas.Berdasarkan
hasil-hasil
yangtelahdilakukan,TG-asememilikipotensiyang
terhadap
pada
besaruntukdiaplikasikan pangandiantaranya
unrukmeningkatkan

muruproteinpanganmelalui
pengikatan
asantamincresensialpadaproteinberkualitasrendah,memperbaikisifat ediblefilm,
protein,memperbaiki
sifatpembuihan
memperbaiki
mutu panganberbasisgel, dapatdimanfaatkan
stabilitaspenyimpanan
sebagaibahandalampembuatanroti dan dapatdigunakanuntuk meningkatkan
produkpangankering.Masalahutamayangdihadapiadalahbagaimana
TG-asesecara
memproduksi
kebanyakan
padaorgandancairantubuhhewan,dimanaproduksienzim
terdapat
efisienkarena'I'C-ase
hewansangattidak efisien.Saatini telahditemukanbeberapa
spesiesmikrobiayang
menggunakan
'I'G-ase,

meskipunbelumdigunakanunrukproduksipadaskalakomersial.
mampumemproduksi

PENDAHULUAN
(Tc-ase,EC 2.3.2.12)
Transglutaminase
pembentukan
adalahenzim yang mengkatalisa
ikatansilangantarmolekulprotein(pembennrkan
polimerantarmolekulprotein).Padaawalnya,TGase dikenal sebagaiFaktor XIIIa di bidang
k e d o k t e r a n ,y a n g b e r p e r a n p a d a p r o s e s
penggumpalan
darah.TG-asedapatditemukan
padaberbagaiorgan,jaringan dan cairan tubuh
hewan(daratmaupunair) dantanaman.Enzimini
terlibatpadaberbagaifungsibiologismulai dari
penggumpalan
darahsampaidiferensiasisel . TGa s e d a p a t d i t e m u k a np u l a p a d a b e b e r a p a
Enzimini telahberhasildiisolasi
mikroorganisme.

dari beberapa sumber, dimurnikan dan
dikarakterisasi.

)

Staf Pengajar Tetap Fakultas Teknologi Peftanian
'LVidta
Mandala Surabaya
Universitas Katolik

Beberapapeneliti melakukanpenelitian
terhadapaktivitasTG-aseini padaberbagaiproteinpangan.Terbentuknyapolimerantarmolekul
protein ini dideteksi menggunakanmetode
elektroforesisdan kromatografi.Padametode
polimerproteinini
terbentuknya
elektroforesis,
ditunjukkanoleh adanyapita berberatmolekul
pada
tinggi padagel elektroforesis.

Sedangkan
metode kromatografi, terbentuknyapolimer
tersebutditunjukkanoleh adanyafraksi dengan
wakturetensiyangjauhlebihrendahdibandingkan
denganproteinaslinya.
Protein pangan yang telah berhasil
d i p o l i m e r i s a sai d a l a hk a s e i n ,l a k t a l b u m i n ,
laktoglobulin,globulin, miosin, gelatin,dan
kolagen(Greenbergdkk., 1991; Motoki dkk.,
1 9 8 7 ; N o n a k a d k k . , 1 9 8 9 ; Y i l d i r i md a n
1998;Yildirimdkk., 1996).ProHettiarachchy,
tein-proteintersebutmengalamiperubahansifat
fungsionalsetelahdipolimerisasimenggunakdn
TG-ase.

76

Transglutaminase
dalamIndustriPangan(Srianta)
PolensiAplikasi

Perbaikan Sifat Edible Fihn
Edible coating d,an edible film dapat
penurunanmutu panganmelalui
mencegah
Peningkatan Mutu Protein Pangan
pegendalian
transferair, oksigen,karbondioksida,
Proteinpanganberkualitasrendah(protein
dan hilangnyasenyawa-senyawa
pangandengankandunganasamamino esensial oksidasilipid
yang volatil. Edible coatingd^n
flavor
dan
aroma
asam
rendah)dapatdiperbaikimelaluipenambahan
polimer-polimerberberat
merupakan
ediblefi lm

diikatkan
dari luar danselanjutnya
aminoesensial
molekultinggi berupakarbohidrat,lemakataupropadaproteinpanganyangdimaksud.
Secaraumum, film yamg terbuatdari proTG-asedapatdigunakanuntukmengkatalisa tein.
sebagaipenghalangoksigendan
tein
berfumgsi
reaksipengikatanasamamino-asamaminoyang
aromayangsangatbaik, tapi karenasifatalamialt
ditambahkanpada molekul protein. Hal ini
protein (bersifat hidrofilik), film tersebut
olehterikatnyametioninpadaberbagai
ditunjukkan
sejumlahbesarair padaRH
metioninpadakasein, cenderungmenyerap
proteinpangan.Kandungan
sifatmekanikdanfungsinyasebagai
protein kedeledan gluten meningkatsetelah tinggi sehingga
penghalangakandiperlemah.Perbaikansifatdapat

TG-ase.
silangmenggunakan
dilahrkanpengikatan
dilakukanmelalui berbagaicara, salahsatunya
juga
terjadiuntukasamaminolisin
Hal yangsama
TG-ase,
adalahdenganmenggunakan
(Ikuradkk., 1982)
(1987)melakukanpenelitian
Motoki
dkk.
hasil penelitiantersebut,proBerdasarkan
penggunaan
TG-aseuntukmemperbaikisifatfilm
tein-proteinyang memiliki sifat fungsionalyang
yang dibuat dari kasein. Larutan a,,-kasein3%
baik tapi nilai gizinya rendah,dapat dilakukan
dibuat film baik denganataupuntanpa

dapat
peningkatannilai gizinya melalui pengkayaan
Film yang
perlakuan
menggunakanTG-ase.
denganasamamino esensialyang diikatsilang
diperlakukandenganTG-asememiliki sifat
TG-ase.
menggunakan
mekanik yang lebih baik (sifat mekanikdiukur

POTENSIAPLIKASI
TRANSGLUTAMINASE

120
N

E^

sa

;E
E!Y

E;
!i
=o
o

100
80
60
40
20
0
T.nsllo atrenglh

Te n3lle 3traln

E t a n p aT G - a s eI d e n g a n T G - a s e

Gambar1. Sifat Fisik Film KaseinTanpadandenganPerlakuanTG-ase

77

PangandanGiziVolume1 Nomor2, Oktober2000
JurnalTeknologi

diperlukanmodifikasiyangdapatdilakukansecara
kimia, enzimatisatau fisik. Akibat negatifdari
cara kimia
reaksisampinganpadapenggunaan
penggunaan
metode
dapatdiminimalkanmelalui
enzimatik.
jenisproteinmenunjukkan
kapasitas
Berbagai
praktisnya
aplikasi
yangbaik, namun
pembuihan
Yildirimdkk.
karenaketidakstabilannya.
terbatas
TG-ase
penelitianmenggunakan
(1996)melakukan
pembuihan
isolat
dari
sifat
untuk meuingkatkan
proteinwhey dan globulin 11S.Proteinalbumin
telur digunakansebagaistandar.Hasil penelitian
padaGambar2.
ditampilkan
Globulin llS, isolatproteinwhey ataupun
memilikistabilitasbuihyangrendah,
campurannya
polimer dari duajenis proteintersebut
sedangkan
buihyangsama
(kodeBiopol)memilikistabilitas

dengantensilestrength1glcm2\dan strain(%))
d e n g a r :f i l m y a n g t i d a k
bila dibandingkan
denganTG-ase.Hai ini ditunjukkan
diperlakukan
padaGambar1.
Selainmemiliki sifat fisik yang baik, film
yangdibuatdari a,,-kaseinini jugamemilikisifat
6,6M
tidaklarutdalamair, 10%merkaptoetanol,
(SDS)
dan
6M
Dodesil
Sulfat
urea,l0% Sodium
g u a n i d i nh i d r o k l o r i d a ,n a m u n t e t a p d a p a t
dantripsin.Mahmoud
olehkimotripsin
dihidrolisa
(1993)
hal yanghampir
menemukan
dan Savello
samauntuk film yang dibuat dari campuran
lakulbumin danlaktoglobulin,dimanafilm yang
TG-asememilikisifat
diikatsilangmenggunakan
tidaklarutdalambufferberbagaipH , namuntetap
dapatdihidrolisaolehenzimproteolitik.

35
30
^c

z3

20
15

=ti

10

>;
o

J

11S
I

11S/WPI EggAlb
I v o l u me b u l h
g r tabllltss bu lh

BerbagaiProteindanBiopolimernya
Gambar2. SifatPembuihan

Perbaikan Sifat Pembuihan Protein
Fungsiproteindalampanganamatberagam,
salahsatunyaadalahdalam pembennrkanbuih.
buih protein, diperlukan
Dalam pembentukan
yang
khusus.Pembentukan
protein
karakteristik
molekul protein
memerlukan
buih yang efisien
dantersiersedikit,
jumlahstruktursekunder
dengan
kohesivitasdan elastisitasfilm sangat
sedangkan
buihyangstabil'Propentinguntukmenghasilkan
tidak akanmemiliki
alami
tein dari satusumber
semuakarakteristikyang dikehendaki,sehingga

denganalbumintelur sebagaistandar.Produkini
berpotensiuntuk whippedtopping,ice cream,
whippedcream,danlain-lain.
Perbaikan Sifat Gel
Kekuatandan elastisitasgel dari ikan
merupakanpenenrumutu produk gel dari ikan.
Untuk memperolehgel yangkuatdanelastisdari
sulit.Hanyaikanyangmasih
proteinikansangatlah
tidakdibekukanyangdapat
dan
segar
benar-benar
membentukgel yang kuat dan elastis.Penurunan

78

Potensi
Transglutaminase
Aplikasi
dalamIndustriPangan(Srianta)

kesegaranikan dan denaturasiprotein akibat
pembekuan
gel yangbermutu
akanmenghasilkan
rendahdangelyanglemah(Sakamoto
et al., 195).
Padaprosespembuatanproduk-produkgel
dari ikan, berbagaiikatan seperti interaksi
hidrofobik, ikatandisulfida,ikatanhidrogendan
lain-lain terbentuk. TG-ase yang secaraalami
terdapatdalam ikan menentukanmunr gel yang
TG-asedari luar mampu
terbentuk.Penambahan
meningkatkankekuatandan elastisitasgel.
Pengaturankondisi reaksi harus diperhatikan
sehinggadiperolehaktivitasTc-ase yangoptimum.
Selaingeldari ikan,TG-asejugaberperanpenting
mutuberbagaiproduklain yang
dalammenentukan
berbasisgel misalnyajelly dessert,hams,sosis,
produkpastaikan dansebagainya.

proteinglutenyangdihidrasidandikembangkan.
adonanbukan sekedarproses
Pengembangan
blending yang sederhana.Padapembuatanroti
diperlukanoxidizing improver untuk membantu
pengembangan
adonandan menstabilkanstruktur
yangtelahdikembangkan
tersebut.Oxidizingimprover dipercayamemberikanpengaruhyang
menguntungkankarena oksidasi residu sistein
ikatandisulfida.
dalamproteinglutenmenghasilkan
Perubahanstruktur protein ini dihipotesakan
sebagaipenyebabperubahansifat-sifatadonan.
Namunbelumjelas apakahoksidasiresidusistein
merupakanpenentuperbaikanadonanatauapakah
perbaikansifat tersebutmerupakanakibatlangsung
dari adanyapengikatansilangprotein.Gerrardet
al. (1998) meneliti kemungkinanpenggunaan
untuk menggantikanoxidizing
transglutaminase
improver. Hasil penelitianmenunjukkanbahwa
pembenrukan
ikatan silang protein lebih penting
pengembangan
proses
adonandaripada
dalam
oksidasiresidusistein.

Perbaikan Sifat Adonan Roti
Proses pembuatan roti melibatkan
pembenhrkan
adonanyangelastis,ekstensibel
dan
mampumenahangas. Sifat ini ditemukanpada

120
J
0,
1C

100
./

80

a
o

o

-l

o

OU

--/-

40

.x
G

=

zv
0

20

30

40

50

60

70

Waktu3etelahmlxing(menlt)
-€-

stsndar-r-

4000ppm-l - 6000ppm

TerhadapWaktu RelaksasiAdonan
Gambar3. PengaruhKonsentrasiTransgluiaminase

JurnalTeknologiPangandan Gizi Volume I Nomor2, Oktober2000

Ashie,I.N.A. andLanier,T.C., 1999.High hessure Effects on Gelation of Surimi and
Turkey Breast Muscle Enhancedby Microbial Transglutaminase.
JFS64(4):704708.
C.S., Birckbichler,P.J. and Rice,
Greenberg,
R.H., l99l. Transglutaminase:
multifunctional crosslinking enzymesthat stabilize
tissues.The FASEBJournalVol. 5 :3071307't.
Jiang,S.T. and Lee, 1.J., 1992.Purilication,
Characterization and Utilization of Pig
PlasmaFactorXIIIa. JAFC40:1101-1107
Y., Sano,K.,, Seguro,K., Yasueda,
Kumazawa,
H., Nio, N. and Motoki, M. Purification
and Characterizationof Transglutaminase
from JapaneseOyster (Crassostrea
gigas).
JAFC45:604-610.
, .D and
L e e , H . G . , L a n i e r ,T . C . , H a m a n nD
Knopp,1.4., 1997. Transglutarninase
Effectson [,ow Temperature Gelationof Fish
Protein Sols. JFS 62(l):2Q-24.
Lim, L.T., Mine, Y. and Tung, M.A., 1999.
Barrier and Tensile Properties of
TANTANGAN
TransglutaminaseCross-linkedGelatin
T G - a s em e m i l i k i p o t e n s ib e s a r u n t u k
Films as Affected by Relative Humidity,
diaplikasikanpada industri pangan.Namun,
Temperature and Glycerol Content. JFS
produksiTG-asebelum efisienkarenasumber
64@):616-622.
enzimberupaorganismebesardimanadiperlukan Mizuno,A., Mitsuiki,M.
andMotoki.M.. 1999.
waktu,tenaga,danbiayayangsangatbesar.Meski
Glass Transition Temperature of Casein
saatini telahditemukanbeberapa
mikroorganisme
as Affected by Transglutaminase.JFS
yang mampu memproduksiTG-ase, namun
64(5\:796-799.
mikroorgasnismeini belum digunakanuntuk
Motoki, M., Aso, H., Seguro,K and Nio, N.
produksiTG-asesecarakomersial.Permasalahan
1987. a",-CaseinFilm PreparedUsing
yangdihadapiadalahbagaimarumemproduksiTGTransglutaminase.
Agric. Biol. Chem.,5l
ase secarakomersial terutamamenggunakan
(4),993-996.
mikroorganisme.
Motoki, M, andNio, N. CrosslinkingBetween
Different
Food
Proteins by
Transglutaminase.
JFS48:561-566.
DAFTAR PUSTAKA
Motoki, M., Nio, N. and Takinami.K. 1984.
AndoH., Adachi,M., Umeda,K., Matsuura.
A..
Functional Properties of Food Proteins
Nonaka,M., Uchio,R., Tanaka,H., and
Polymerizedby Transglutaminase.Agric.
Motoki, M. 1989.Purificationand CharB i o l .C h e m . , 4 8( 5 ) , 1 2 5 7 - 1 2 6 1 .
Novel
acteristics of a
Transglutaminase
N.,
Motoki,M andTakinami.K. 1986.GeNio,
Derivedfrom Microorganism.Agric. Biol.
lation
Mechanism of Protein Solution by
Chem.,53 (10),2613-2617.
Transglutaminase.
Agric. Biol. Chem.,50
(4),851-855.
Peningkatan Tg Bahan Pangan Kering
fisikpangan
keringakibatmigrasi
Perubahan
penyimpanan,
terkait
denganTg (Glass
air selama
pangantersebutdanTg dari
transitiontemperatur)
suatubahanpanganberkaitanerat denganTg
komponenpangantersebut.Tg protein,dimana
protein merupakankomponenutama pangan,
perubahanfisik
pentingdalam mengendalikan
Berbagaipropangankeringselamapenyimpanan.
tein panganyang telah diteliti nilai Tg-nya
adalahgluten,glutenin,zein,protein
diantaranya
kedele,kolagen,gelatindankasein.Peningkatan
nilai Tg proteinpanganakanmembantumencegah
fisik karenapenyerapan
air.
terjadinyaperubahan
Pengikatan silang protein kasein
m e n g g u n a k a nT G - a s e t e r n y a t a m a m p u
m e n i n g k a t k a nT g k a s e i n , y a n g d i a n a l i s a
menggunakan
DifferentialScanningCalorimetry
(DSC). Hasil tersebum
t enunjukkan
bahwa
s t a b i l i t a sp e n y i m p a n a ns u s u b u b u k d a p a t
ditingkatkanmelalui pengikatansilang protein
TG-ase(Mizunodkk., 1999).
kaseinmenggunakan

80

PolensiAplikasi
Transglutaminase
dalamIndustriPangan(Srianla)

N.S., 1998.
Yildirim, M. and Hettiarachchy,
Nonaka,M., Tanaka,H., Okiyama,A., Motoki,
Properties of Films Produced by CrossM., Ando, H., Umeda,K. and Matsuura,
linking Whey Proteins and 11S Globulin
4., 1989.Polymerizationof SeveralProby
Using Transglutaminase.
teins
Ca2t -Independent
N.S. andKalapathy,
TransglutaminaseDerivedfrom MicroorYildirim, M., Hettiarachchy,
ganisms.Agric. Biol. Chem.53(10):2619U. 1996.Propertiesof Biopolymersfrom
Cross-linking Whey Protein Isolate and
2623.
llS Globulin. JFS6l (6), 1129Soybean
H.,
Kumazawa,
Y.,
Kawajiri,
H.
and
Sakamoto,
l13l.l164.
Motoki, M. 1995.e-(g-Glutamyl)lysine
CrosslinkDistribution in Foodsas Distribution in Foods as Determined by ImprovedMethod.IFS 60(2):416-419.

8l