BAB III PEMANFAATAN ENZIM PROTEASE
BAB III
PEMANFAATAN ENZIM PROTEASE
3.1 Pemanfaatan Enzim Protease Di Bidang Farmasi
Enzim fibrinolitik merupakan kelompok protease serin yang mampu menghancurkan
bekuan darah (fibrin) dalam berbagai penyakit trombosis. Dalam keadaan normal, secara
seimbang tubuh mengalami pembentukan bekuan darah dan fibrinolisis dengan menghasilkan
plasmin untuk menghidrolisis fibrin. Selain dihasilkan langsung oleh tubuh manusia
(urokinase, tissueplasminogen aktivator), enzim fibrinolitik juga telah berhasil diperoleh dari
berbagai sumber, yaitu dari hewan (lumbrokinase), pangan fermentasi (natokinase dan
katsuwokinase), dan mikroorganisme (streptokinase) (Sajuthi, 2010: 145-146).
Enzim-enzim ini telah diproduksi secarakomersial untuk pengobatan yang dapat
menghancurkan bekuan darah pada trombosis pembuluh darah sertainfark miokardium
maupun embolisme paru. Pengobatan oleh enzim ini biasanya melalui intravena yang
diberikansegera setelah serangan jantung untuk menghancurkan bekuan darah dalam arteri.
Fibrinolitik yang bersumber dari bahan pangan diharapkan dapat digunakan sebagai
fortifikasi makanan dan nutraseutikal yang mencegahterjadinya pengentalan maupun
pembekuan darah sehingga mencegah terjadinya penyakit kardiovaskuler. Bahan pangan
yang secara empirik diduga mempunyaikhasiat fibrinolitik di antaranya adalah jamur pangan.
Sejumlah peneliti melaporkan bahwa kandungansenyawa aktif dalam berbagai jamur pangan
(Schizophyllum commune, Cordyceps militaris, danPleurotus ostreatus) diduga dapat
mempengaruhi sirkulasi darah adalah enzim protease yang mempunyaiaktivitas fibrinolitik
(Sajuthi, 2010: 146).
Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan 10 Juni 2010 di PLoS Medicine, setidaknya
dua protease inhibitor (PI)-Norvir (ritonavir) dan Invirase (saquinavir) – mungkin bermanfaat
pada kesehatan tambahan diluar kemampuan melawan virus mereka. Jika penelitian lain
mengonfirmasi temuan ini, hal tersebut dapat mempengaruhi PI yang ada sekarang ini
digunakan dan mendorong penelitian baru dari kelas obat ini(Azhar.2012).
Tim Giardino menemukan bahwa dua PI khususnya, Norvir dan Invirase, menyebabkan
sel dendritik (DC) untuk menjadi matang pada cara yang tidak biasa namun menguntungkan:
Sel baru yang lemah dan kurang efektif dalam menanggapi jenis bakteri yang dianggap para
peneliti lolos ke aliran darah dan menyebabkan peradangan kronis. Salah satu masalah yang
dicurigai dalam HIV adalah aktivasi yang berlebihan dari sistem kekebalan tubuh terhadap
bakteri ini, memiliki DC yang mempunyai tanggapan yang kurang dapat menjadi hal yang
bermanfaat. Apalagi, DC yang menyimpang berinteraksi dengan sel NK secara berbeda
dibandingkan dengan sel yang normal. Hal ini menyebabkan sel NK untuk lebih efektif
menjaga peradangan tetap terkontrol.Penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk
mengonfirmasi temuan ini dan untuk menentukan apakah proses yang dijelaskan dalam
penelitian ini juga terjadi di dalam tubuh. Namun, jika hasil ini dapat diduplikasi, hal ini juga
bisa berarti bahwa beberapa PI dapat digunakan untuk mengobati kondisi lain, seperti
gangguan autoimun dan beberapa jenis kanker(Azhar,2012).
Enzim bromealin termasuk enzim protease. Enzim ini memiliki kemampuan
menguraikan struktur kompleks protein sehingga lebih mudah diserap tubuh. Agar aktif,
bromelain memerlukan suhu optimum antara 50 °C sampai 60 °C dan pH pada kisaran 3,08,0. Untuk mempermudah mengkonsumsi, bromelain juga tersedia dalam bentuk suplemen.
Bromelain pertama kali diekstrak pada tahun 1891 dan diperkenalkan sebagai suplemen
terapi pada tahun 1957.Berikut adalah manfaat kesehatan bromelain(Amazin,2012):
1. Bromelain efisien menjaga kesehatan jantung karena mengurangi pembentukan
abnormal bekuan darah dan terjadinya plak di arteri.
2. Bromelain memiliki sifat anti-koagulan yang membantu mengurangi pembentukan
gumpalan darah beku dalam pembuluh darah sehingga mengurangi risiko penyakit jantung.
3. Karena kemampuannya memecah protein, bromelain berguna memecah protein
dalam jaringan yang bengkak sehingga mengurangi kejang otot.
4. Karena sifat analgesik dan anti-inflamasi, bromelain bermanfaat untuk pasien
rematik. Enzim ini meningkatkan penyerapan sulfur dan glukosamin yang penting untuk
memperbaiki sendi.
5. Dalam kasus ligamen robek, bromelain membantu mempercepat pemulihan sekaligus
mengurangi pembengkakan dan rasa sakit.
6. Penyakit kulit yang berhubungan dengan peradangan kulit atau sensasi rasa gatal
seperti pruritus dapat secara efektif disembuhkan dengan bromelain.
7. Bromelain juga digunakan dalam produk untuk menyembuhkan luka bakar pada kulit
sekaligus menghilangkan sel-sel kulit mati.
8. Sifat anti-inflamasi bromelain membantu menyingkirkan akumulasi lendir pada
saluran pernapasan bagian atas sehingga mengurangi risiko penyakit seperti sinusitis dan
bronkitis.
9. Bromelain membantu menyembuhkan penyakit Peyroni dengan memecah kolagen
yang bertanggung jawab pada pembentukan jaringan parut.
3.2 Pemanfaatan Enzim Protease di Bidang Pangan
Demikian pula pada pengolahan keju, peran enzim protease sangat penting dalam
memecah misel kasein sehingga terbentuk curd pada tahapan pembuatan keju. Dengan
kemajuan teknologi, peran enzim dalam produksi pangan sudah dilakukan optimasi terhadap
kondisi proses sehingga aktivitas enzim dapat berjalan seperti yang diharapkan.
Enzim protease yang telah lama digunakan untuk pengempukan daging berasal dari
tanaman terutama papain, bromelin dan fisin yang berturut-turut dari buah pepaya muda,
nenas matang dan getah pohon ficus. Enzim papain paling banyak digunakan. Enzim ini
tergolong protease sulfhidril. Secara umum yang dimaksud dengan papain adalah papain
yang telah murni maupun yang masih kasar. Dalam getah pepaya, terdapat tiga jenis enzim,
yaitu papain, kimopapin dan lisozim. Kestabilan papain baik pada larutan yang mempunyai
pH 5,0. Papain mempunyai keaktifan sintetik serta daya tahan panas yang lebih tinggi dari
enzim lain.
Disamping
keaktifan
untuk
memecah
protein,
papain
mempunyai
kemampuan membentuk protein baru atau senyawa yang menyerupai protein yang disebut
plastein dari hasil hidrolisa protein. Pembuatan enzim papain sangat sederhana dan praktis,
yaitu :buah pepaya diambil getahnya dengan jalan melukai bagian luar kulit pepaya,
kemudian getah tersebut ditampung dan dikeringkan. Setelah kering berbentuk tepung
maka dihasilkan papain yang masih kasar. Tinggi rendahnya keaktifan enzim papain
yang dihasilkan tergantung dari cara pengolahannya(Poul,2012).
Enzim Protease juga berperan dalam proses pengolahan roti. Penambahan enzim ini
bertujuan untuk memperpendek waktu proses pencampuran adonan roti (mixing time) dan
mempercepat terbentuknya konsistensi adonan roti. Penggunaan enzim protease bermanfaat
untuk mengatur kekuatan dari ikatan gluten sehingga adonan roti yang dihasilkan akan sesuai
dengan spesifikasi produk roti yang diinginkan, seperti roti, roll cake, biscuit, maupun wafer.
Enzim protease juga dapat mempengaruhi karakteristik fisik ikatan gluten yang dihasilkan.
Sedikit enzim protease dapat memecah beberapa ikatan peptida menghasilkan penurunan
viskositas yang lebih cepat dari dispersi glutenin. Penggunaan enzim protease dapat
digunakan untuk memastikan pembentukan adonan roti yang seragam, membantu
mengendalikan pembentukan tekstur adonan roti , dan memperbaiki flavor produk roti yang
dihasilkan. Namun, optimasi terhadap aktivitas protease ini perlu ditingkatkan, karena dapat
menyebabkan pecahnya ikatan peptida terlalu banyak hal ini tentu akan mengakibatkan
menurunnya elastisitas gluten yang terbentuk sehingga produk akhir roti menjadi lebih kaku.
Protease merupakan enzim yang akan memotong polimer pad molekul protein sehingga dapat
dihasilkan molekul-molekul yang lebih sederhana. Dalam hal ini, protease akan
menghidrolisis ikatan polipeptida sehingga akan dihasilkan produk dekomposisi berupa
senyawa sederhana seperti peptida dan asam amino. Protease juga akan menghidrolisis
molekul protein dalam bentuk yang lebih spesifik. Contohnya adalah protease dapat
menghidrolisis putih telur dalam keadaan mentah namun protease akan bersifat tidak aktif
menghidrolisis putih telur yang telah mengalami proses denaturasi. Pada industry pengolahan
roti, protease dapat mempengaruhi sifat-sifat dari produk akhir roti(Yuphy,2011).
PEMANFAATAN ENZIM PROTEASE
3.1 Pemanfaatan Enzim Protease Di Bidang Farmasi
Enzim fibrinolitik merupakan kelompok protease serin yang mampu menghancurkan
bekuan darah (fibrin) dalam berbagai penyakit trombosis. Dalam keadaan normal, secara
seimbang tubuh mengalami pembentukan bekuan darah dan fibrinolisis dengan menghasilkan
plasmin untuk menghidrolisis fibrin. Selain dihasilkan langsung oleh tubuh manusia
(urokinase, tissueplasminogen aktivator), enzim fibrinolitik juga telah berhasil diperoleh dari
berbagai sumber, yaitu dari hewan (lumbrokinase), pangan fermentasi (natokinase dan
katsuwokinase), dan mikroorganisme (streptokinase) (Sajuthi, 2010: 145-146).
Enzim-enzim ini telah diproduksi secarakomersial untuk pengobatan yang dapat
menghancurkan bekuan darah pada trombosis pembuluh darah sertainfark miokardium
maupun embolisme paru. Pengobatan oleh enzim ini biasanya melalui intravena yang
diberikansegera setelah serangan jantung untuk menghancurkan bekuan darah dalam arteri.
Fibrinolitik yang bersumber dari bahan pangan diharapkan dapat digunakan sebagai
fortifikasi makanan dan nutraseutikal yang mencegahterjadinya pengentalan maupun
pembekuan darah sehingga mencegah terjadinya penyakit kardiovaskuler. Bahan pangan
yang secara empirik diduga mempunyaikhasiat fibrinolitik di antaranya adalah jamur pangan.
Sejumlah peneliti melaporkan bahwa kandungansenyawa aktif dalam berbagai jamur pangan
(Schizophyllum commune, Cordyceps militaris, danPleurotus ostreatus) diduga dapat
mempengaruhi sirkulasi darah adalah enzim protease yang mempunyaiaktivitas fibrinolitik
(Sajuthi, 2010: 146).
Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan 10 Juni 2010 di PLoS Medicine, setidaknya
dua protease inhibitor (PI)-Norvir (ritonavir) dan Invirase (saquinavir) – mungkin bermanfaat
pada kesehatan tambahan diluar kemampuan melawan virus mereka. Jika penelitian lain
mengonfirmasi temuan ini, hal tersebut dapat mempengaruhi PI yang ada sekarang ini
digunakan dan mendorong penelitian baru dari kelas obat ini(Azhar.2012).
Tim Giardino menemukan bahwa dua PI khususnya, Norvir dan Invirase, menyebabkan
sel dendritik (DC) untuk menjadi matang pada cara yang tidak biasa namun menguntungkan:
Sel baru yang lemah dan kurang efektif dalam menanggapi jenis bakteri yang dianggap para
peneliti lolos ke aliran darah dan menyebabkan peradangan kronis. Salah satu masalah yang
dicurigai dalam HIV adalah aktivasi yang berlebihan dari sistem kekebalan tubuh terhadap
bakteri ini, memiliki DC yang mempunyai tanggapan yang kurang dapat menjadi hal yang
bermanfaat. Apalagi, DC yang menyimpang berinteraksi dengan sel NK secara berbeda
dibandingkan dengan sel yang normal. Hal ini menyebabkan sel NK untuk lebih efektif
menjaga peradangan tetap terkontrol.Penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk
mengonfirmasi temuan ini dan untuk menentukan apakah proses yang dijelaskan dalam
penelitian ini juga terjadi di dalam tubuh. Namun, jika hasil ini dapat diduplikasi, hal ini juga
bisa berarti bahwa beberapa PI dapat digunakan untuk mengobati kondisi lain, seperti
gangguan autoimun dan beberapa jenis kanker(Azhar,2012).
Enzim bromealin termasuk enzim protease. Enzim ini memiliki kemampuan
menguraikan struktur kompleks protein sehingga lebih mudah diserap tubuh. Agar aktif,
bromelain memerlukan suhu optimum antara 50 °C sampai 60 °C dan pH pada kisaran 3,08,0. Untuk mempermudah mengkonsumsi, bromelain juga tersedia dalam bentuk suplemen.
Bromelain pertama kali diekstrak pada tahun 1891 dan diperkenalkan sebagai suplemen
terapi pada tahun 1957.Berikut adalah manfaat kesehatan bromelain(Amazin,2012):
1. Bromelain efisien menjaga kesehatan jantung karena mengurangi pembentukan
abnormal bekuan darah dan terjadinya plak di arteri.
2. Bromelain memiliki sifat anti-koagulan yang membantu mengurangi pembentukan
gumpalan darah beku dalam pembuluh darah sehingga mengurangi risiko penyakit jantung.
3. Karena kemampuannya memecah protein, bromelain berguna memecah protein
dalam jaringan yang bengkak sehingga mengurangi kejang otot.
4. Karena sifat analgesik dan anti-inflamasi, bromelain bermanfaat untuk pasien
rematik. Enzim ini meningkatkan penyerapan sulfur dan glukosamin yang penting untuk
memperbaiki sendi.
5. Dalam kasus ligamen robek, bromelain membantu mempercepat pemulihan sekaligus
mengurangi pembengkakan dan rasa sakit.
6. Penyakit kulit yang berhubungan dengan peradangan kulit atau sensasi rasa gatal
seperti pruritus dapat secara efektif disembuhkan dengan bromelain.
7. Bromelain juga digunakan dalam produk untuk menyembuhkan luka bakar pada kulit
sekaligus menghilangkan sel-sel kulit mati.
8. Sifat anti-inflamasi bromelain membantu menyingkirkan akumulasi lendir pada
saluran pernapasan bagian atas sehingga mengurangi risiko penyakit seperti sinusitis dan
bronkitis.
9. Bromelain membantu menyembuhkan penyakit Peyroni dengan memecah kolagen
yang bertanggung jawab pada pembentukan jaringan parut.
3.2 Pemanfaatan Enzim Protease di Bidang Pangan
Demikian pula pada pengolahan keju, peran enzim protease sangat penting dalam
memecah misel kasein sehingga terbentuk curd pada tahapan pembuatan keju. Dengan
kemajuan teknologi, peran enzim dalam produksi pangan sudah dilakukan optimasi terhadap
kondisi proses sehingga aktivitas enzim dapat berjalan seperti yang diharapkan.
Enzim protease yang telah lama digunakan untuk pengempukan daging berasal dari
tanaman terutama papain, bromelin dan fisin yang berturut-turut dari buah pepaya muda,
nenas matang dan getah pohon ficus. Enzim papain paling banyak digunakan. Enzim ini
tergolong protease sulfhidril. Secara umum yang dimaksud dengan papain adalah papain
yang telah murni maupun yang masih kasar. Dalam getah pepaya, terdapat tiga jenis enzim,
yaitu papain, kimopapin dan lisozim. Kestabilan papain baik pada larutan yang mempunyai
pH 5,0. Papain mempunyai keaktifan sintetik serta daya tahan panas yang lebih tinggi dari
enzim lain.
Disamping
keaktifan
untuk
memecah
protein,
papain
mempunyai
kemampuan membentuk protein baru atau senyawa yang menyerupai protein yang disebut
plastein dari hasil hidrolisa protein. Pembuatan enzim papain sangat sederhana dan praktis,
yaitu :buah pepaya diambil getahnya dengan jalan melukai bagian luar kulit pepaya,
kemudian getah tersebut ditampung dan dikeringkan. Setelah kering berbentuk tepung
maka dihasilkan papain yang masih kasar. Tinggi rendahnya keaktifan enzim papain
yang dihasilkan tergantung dari cara pengolahannya(Poul,2012).
Enzim Protease juga berperan dalam proses pengolahan roti. Penambahan enzim ini
bertujuan untuk memperpendek waktu proses pencampuran adonan roti (mixing time) dan
mempercepat terbentuknya konsistensi adonan roti. Penggunaan enzim protease bermanfaat
untuk mengatur kekuatan dari ikatan gluten sehingga adonan roti yang dihasilkan akan sesuai
dengan spesifikasi produk roti yang diinginkan, seperti roti, roll cake, biscuit, maupun wafer.
Enzim protease juga dapat mempengaruhi karakteristik fisik ikatan gluten yang dihasilkan.
Sedikit enzim protease dapat memecah beberapa ikatan peptida menghasilkan penurunan
viskositas yang lebih cepat dari dispersi glutenin. Penggunaan enzim protease dapat
digunakan untuk memastikan pembentukan adonan roti yang seragam, membantu
mengendalikan pembentukan tekstur adonan roti , dan memperbaiki flavor produk roti yang
dihasilkan. Namun, optimasi terhadap aktivitas protease ini perlu ditingkatkan, karena dapat
menyebabkan pecahnya ikatan peptida terlalu banyak hal ini tentu akan mengakibatkan
menurunnya elastisitas gluten yang terbentuk sehingga produk akhir roti menjadi lebih kaku.
Protease merupakan enzim yang akan memotong polimer pad molekul protein sehingga dapat
dihasilkan molekul-molekul yang lebih sederhana. Dalam hal ini, protease akan
menghidrolisis ikatan polipeptida sehingga akan dihasilkan produk dekomposisi berupa
senyawa sederhana seperti peptida dan asam amino. Protease juga akan menghidrolisis
molekul protein dalam bentuk yang lebih spesifik. Contohnya adalah protease dapat
menghidrolisis putih telur dalam keadaan mentah namun protease akan bersifat tidak aktif
menghidrolisis putih telur yang telah mengalami proses denaturasi. Pada industry pengolahan
roti, protease dapat mempengaruhi sifat-sifat dari produk akhir roti(Yuphy,2011).