» ASAL – USUL ENZIM »

PENDAHULUAN

Latar Belakang

            Enzim merupakan suatu substansi yang dihasilkan oleh sel-sel baik sel hewan atau tumbuhan atau mikroba yang berperan sebagai katalisator pada reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Yang artinya, enzim adalah protein yang mempunyai kemampuan mengkatalisis reaksi dimana substrat sebagai produk antara.

            Kata enzim berasal dari istilah Yunani yang arti harafianya “di dalam sel” . Kegaiatan kimiawi yang dilakukan oleh sel amatlah rumit.  Hal ini mudah dimengerti bila mengingat demikian beragamnya bahan yang digunakan sebagai nutrien oleh sel di satu pihak  dan berbagai ragamsubstansi yang disintesis menjadi komponen-komponen sel dipihak lain.

Istilah enzim mulai diperkenalkan pertama kali tahun 1878 oleh Kilme sedangkan kosep kerja enzim dikembangkan oleh Emil Fischer tahun 1894 yang mempopulerkan fenomena “gembok dan kunci” untuk menjelaskan ineraksi substrat-enzim.

Sifat kimiawi enzim berupa protein dan disintesis dalam sel dan cara kerjanya sama dengan sintesis potein yang lain. Fungsi enzim sebagai katalisator karena molekulnya mempunyai sisi aktif yang dapat berekasi dengan molekul dari senyawa yang bereaksi.

Maksud dan Tujuan

            Maksud dan tujuan pembuatan makalah tentang Asal-usul Enzim ini yaitu agar mahasiswa/i dapat mengetahui asal-usul enzim maupun jenis-jenis enzim berdasarkan asal usulnya.

» ASAL – USUL  ENZIM  »

Didalam bahan pangan rata-rata terdapat ribuan jenis enzim yang berbeda-beda. Misalnya dalam proses pematangan buah maka yang banyak  berperan adalah enzim karbohidrase yang menyebabkan terurainya selulosa menjadi fruktosa sehingga biah menjadi matang dan manis. Demikian produk pangan lainnya. Enzim yang terdapat dalam bahan pangan dapat berasal dari bahan mentahnya atau mikroorganisme yang terdapat pada bahan pangan tersebut.

Beberapa sifat enzim yang penting dalam bahan pangan adalah didalam buah-buahan dan sayur-sayuran, enzim mengatur reaksi yang menyebabkan kematangan sebelum dipanen. Enzim dapat menyebabkan perubahan dalam bahan pangan. Perubahan yang menguntungkan dapat dikembangkan semaksimal mungkin, tetapi yang merugikan harus dicegah. Perubahan yang terjadi dapat berupa rasa, warna, bentuk, kalori, dan sifat-sifat lainnya.

Jenis – jenis Enzim Berdasarkan Asalnya

            Ada beberapa jenis enzim telah diproduksi secara komersial, yang dihasilkan dari mikroba, tanaman dan hewan untuk keperluan sebagian besar untuk industri pangan. Kerja enzim dipengaruhi oleh konsentrasi enzim itu sendiri, konsentrasi ko-enzim, aktivator, pH serta temperatur.

a.      Enzim dari Hewan

Enzim komersial dari hewan biasanya diperoleh dalam bentuk ekstrak kasar dan cara produksinya tergantung pada jenis sumber. Berbagai enzim disintesis dalam bentuk proenzim hingga harus dirubah menjadi bentuk aktifnya dengan penambahan tripsin atau cairan duodenum (yang mengandung tripsin). Jenis – jenis enzim dari hewan yaitu A-milase, Tripsin dan Khimotripsin merupkan enzim yang berasal dari kelenjar pankreas. Pepsin berasal dari lambung, Renin berasal dari abomasum, Esterase beasal dari kelenjar pankreas, glukosa-oksidase dan katalase berasal dari hati.

Renin diperoleh dari abomasum anak sapi yang belum disapih yang digunakan untuk pembuatan keju yaitu dengan menggumpalkan susu. Pepsin (peptinase) diperoleh dari saluran pencernaan hewan sapi yang yang lebih tua atau perut ayam yang digunakan untuk pengolahan sari buah yaitu untuk menjernihkan atau menguraikan. Lipase dan esterase diperoleh dari jaringan pencernaan terutama lndir yang diproduksi organ pensernaan pada domba yang digunakan untuk menghasilkan aroma didalam hasil olahan susu seperti keju. Pankrease yang merupakan campuran protease, karbohidrase dan lipase diperoleh dari pankreas. Katalase diperleh dari hati yang berguna dalam menguraikan hidrogen peroksida dalam susu sehingga meningkatkan waktu simpan susu juga dgunakan dalam pembuatan tepung telur.

b.      Enzim dari Tanaman

Tanaman tertentu diperihara untuk menghasilkan enzim, seperti pepaya untuk memproduksi papain. Nenas untuk memproduksi bromelin. Papain dari pepaya dan enzim amilolitik dari kecambah barley merupakan contoh enzim asal tanaman yang dimanfaatkan dalam skala besar, terutama dalam indusri roti. Bromelin dari nenas, walaupun nilai komersialnya tidak setinggi papain, tapi protease ini dapat dipertimbangkan khususnya limbah industri yang mengolah nenas. Bromelin dapat diperoleh dari kulit, batang atau bagian lain pada nenas yang merupkan buangan.

Tabel. Jenis – jenis enzim dari Tanaman

Enzim	Sumber
a-amilase b-amilase R-enzim Endo-b-glukonase Papain Bromelin lipoksiganase	Kecambah barley Barley, ubi jalar, kacang kedelei, gandum Kacang-kacangan, kentang Kecambah barley Pepaya Nenas Kacang-kacangan, kentang

Beberapa jenis enzim peptik adalah pektin-esterase; poligalakturonase; endo-pektate-liase; ramno-galaktoronase. Pektinase ini digunakan untuk penjernihan jus buah-buahan, untuk ekstrasi jus, marenase, stabilisasi madu. Maserase adalah proses dengan mengompakkan jaringan melalui pembentukan suspensi sel yag berikatan menghasilkan produk kental seperti jus buah kental, madu, makanan bayi dan sebagai ingredien untuk produk susu seperti puding dan yoghurt.

Karakteristik flavor dan aroma tomat diroduksi oleh sejumlah besar komponen volatin seperti aldehid, keton dn alkohol. Prinsip pembentukan senyawa volati adalah pemecahan asam lemak dalam tomat. Hal ini yang sama terjadi pada pisang dimana kandungan asam lemak pisang sekitar 0,2 – 0,5% dari berat kering berupa asam palminat, oleat dan linoleat.

Fenol-oksidase terbagi atas2 tipe enzim yaitu o-difenil-oksidase (katekol-oksidase, tirosinase, fenolase, polyfenolase/PPO) dan p-difenol-oksidase atau lakkase. Bakteri ini secara luas ditemukan baik pada tanaman, hewan maupun prokaiot seperti bakteri dan jamur. Katekol-oksidase pada tanaman tingkat tinggi ditemukan pada berbagai organ mulai dari daun, akar, btang, dan buah. Level yanbg tinggi dari komponen fenol pada tanaman kemungkinann berperan pada buah-buahan yang belum matang sehingga tidak dimakan oleh predator atau serangga. PPO pada buah berperan pada proses pencoklatan.

Enzim yang penting pada pembentukan flavor pada bawang (Allium) adalah allinase. Ada beberapa macam allinase aitu alkil-sulfoksida-liase, sistein sulfoksida liase, C-S-liase, allin-liase.

Sayuran dapat rusak saat penampangan dan pemaketan dalam prosessing. Kerusakan sel akibat benturan atau sentuhan fisik menyebabkan terjadinya pencampuran antara fenol vakuola dengan cyoplasmik-polofenol-oksidase dan oksigen atmosfit. Hal ini menyebabkan pembentukan quinon yang dapat bereaksi secara non enzimatik dengan komponen lainnya, khusunya asam amino dan membentuk pigmen berwarna (melanin). Peningkatan komponen ini menyebabkan pada daerah luka di sayuran terjadinya variasi warna dari kuning sampai merah-kecoklatan.

Papain diperoleh dari buah pepaya/pohon pe[aya, yang digunakan sebagai pengempuk daging, penjrnih bir dan penggumpal susu untuk keju Indonesia (Dangke. A-amilase dan b-amilase diperoleh dari kecambah barley yang digunakan untuk menguraikan pad menjadi monomer gula, pembuatan bir, roti dan kue. Biomelin diperoleh dari sari buah nenas digunakan untuk pengempukkan daging dan penggumpalan susu untuk keju dangke.

c.       Enzim Mikroba

Industri enzim dari dari sumber nabati sangat terbatas, karena tergantung dari pengaruh iklim di sekitarnya, memerlukan lahan yang lebih luas dan hasilnya relatif rendah. Dari sumber hewani, industri enzim merupakan hasil samping dari industri daging atau susu sehingga sangat terbatas penyediaannya.

Mokroorganisme merupakan sumber enzim yang palinh tepat, karena produksinya dapat diatur, yaitu dengan memanipulasi sifat genetik sel dan lingkungan penumbuhannya. Jenis enzim merupakan salah satu produk alamiah yang mempunyai potensi bioteknologi yang tinggi. Enzim yang diproduksi oleh sel mikroba terutama yang dihasilkan secara ultraseluler, lebih mudah dan murah isolasinya. Jenis mikroba yang dipergunakan sebagai sumber enzim harus bersifat :

·         Tidak bersifat patogen

·         Tidak memproduksi toksin

·         Mudah tumbuh pada substrat yang harganya murah

·         Sifat stabil pada perubahan lingkungan

·         Wantu kultivasinya pendek.

·         Penggunaan enzim itu sendiri tidak menimbulkan masalah misalnya kemungkinan adanya kontaminan di dalam preparat enzim. Misalnya enzim yang berasal dari mikroba mungkin mengandung spora mikroba di dalam produk isolasinya atau terdapatnta kontaminan yang tidak diinginkan.

Mikroba mengandung kira-kira 2000-3000 jenis biokatalisator enzim yang mengkatalisator enzim yang mengkatalisis reaksi biokimia kehidupan. Diantara sekian ribu enzim mikroba yang diketahui hanya sekitar 20 macam yang menunjukkan anti komersial. Keragaman biokimia mikroorganisme membuat prokariotik ini berpotensi sebagai sumber berbagai jenis enzim. Produksi enzim dari mikroba menunjukkan berbagai potensi/keuntungan dibanding produksi dari non-mikroba karena produksi saat ditingkatkan pada skala besar dengan ruang yng relatif terbatas.

Diantara mikroba yang beragam, kapang dari jenis Aspergilus niger oryzae dan jenis bakteri Bacillus subtilis termasuk ke dalam golongan yang dipandang aman. Lembaga FAD (Food and Drug Administrasion) di Amerika mengolongkannya sebagai mikroba GRS (Generally Recordinized as Safe), sama-sama jenis Saccharomyces (pengasil evertase) dan Klaveromyces (penghasil laktose).

Pada pembuatan anggur, fermentasi lkohol adalah hal yang pentingg peranannya karena spesies tunggal dari kamir yaitu Saccahromyces cereviciae. Dari penelitian diketahui bahwa wenzim pada kamir anggur dengan autolisis sel dan mentranformasi beberapa prekursor aroma pada buah anguur. Selama autolisis, asam amino dan peptida dihasilkan pada proteolisis glikoprotein yang terbentuk dari degradasi dinding sel, sementara komponen volatil berdifusi kedalam anggur. Enzim yang  berperan dalam pembuatan anggur adalah enzim pektolitik yaitu pektilase, b-glukanase yang digunakan untuk menjernihkan anggur.

Bacillus sp. Adalah salah satu jenis bakteri yang menghasilkan enzim proteolitik yang secara signifikan dapat meningkatkan 500% asam amino bebas dalam produk olahan daging dan susu.

Enzim lipolitik bakteri pada fermentasi pangan betranggung-jawab terhadap sifat-sifat organoleptik baik yang dikehendaki maupun yang tidak di kehendaki. Lipase mikroba banyak dihasilkan dari jamur Candica rugosa, Geotricum candidum, penicillium cyclopiuym, bakteri Choromobacterium viscosum dan Staphylococcus.

Enzim dari mikroba mempunyai kecenderungan lebih banyak dipakai saat ini. Enzim dari mikroba terutama dihasilkan secara ekstraseluler, karena leebih mudah dan murah untuk isolasinya.  Keuntungan lain dari produksi enzim oleh mikroba adalah peralatan fermentasi sperti fermentor, tangki dan sebagainya dapat dimanfaatkan untuk keperluan produksi berbagai enzim dari berbagai mikroba. Sel mikroba sangat beragam sehingga potensi produksi enzimnya juga beragam. Lagi pula genetik dalam memperluas cakrawala jenis enzim yang diproduksi tersebut, termasuk efisiensinya, masih dapat diterapkan pada mikroba.

Enzim yang berasal dari mikroba ini dapat digunakan secara luas untuk industri dalam pengembangan bioteknologi Indonesia. Seperti penggunaan enzim yang berasal dari mikroba pada indistri pangan dan penggunaan enzim mikroba pada industri non-pangan.

Pada umumnya penggunaan enzim dalam industri pangan berkenaan dengan mengubah sifat rheologi komponen penyusun, sifat tekstur, warna dan aroma. Enzim mikroba dalam industri pangan ini juga berperan sebagai bahan makanan pertumbuhan seperti atioksidan terutama untuk mengurangi iksodasi lipida yang dapat menilbulkan degradasi nilai nutrisi, kulitas bahan dan menghindari pembentukan senyawa toksin.

Sedangkan penggunaan enzim dalam idustri non-pangan berperan dalam mensintesisi organik terutama ditujukan bagi sintesis obat-obatan, hormon, antibiotika san sebagainya. Karena sintesis secara enzimatik lebih sederhana dan lebih murah, karena pada rekasi ini berlangsung pada suhu 37^oC sehingga keadaan reaksi lebih mudah.

Dimana perlu diingat bahwa enzim-enzim industrial yang dipergunakan secara luas mencerminkan enzim yang dapat diproduksi dengan biaya yang murah dan aktif pada keadaan lingkungan industri, stabil yang dapat dipantau dan dikontrol dengan mudah.

Helikase adalah enzim yang dihasilkan mikroba yang berperan memisahkan rantai DNA sehingga menjadi target penelitian untuk digunakan sebagai obat antivirus dan kemungkinan penggunaannya pada bahan pangan untuk kontaminasi virus dan mikroorganisme.

 KESIMPULAN

      Berdasarkan apa yang telah dipaparkan diatas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

• Berdasarkan asalnya, enzim terbagi menjadi 3 jenis yaitu enzim dari hewan, enzim dari tanaman dan enzim mikroba.
• Jenis – jenis enzim dari hewan yaitu A-milase, Tripsin dan Khimotripsin merupkan enzim yang berasal dari kelenjar pankreas. Pepsin berasal dari lambung, Renin berasal dari abomasum, Esterase beasal dari kelenjar pankreas, glukosa-oksidase dan katalase berasal dari hati.
• Nenas untuk memproduksi bromelin. Papain dari pepaya dan enzim amilolitik dari kecambah barley merupakan contoh enzim asal tanaman yang dimanfaatkan dalam skala besar, terutama dalam indusri roti. Bromelin dari nenas, walaupun nilai komersialnya tidak setinggi papain, tapi protease ini dapat dipertimbangkan khususnya limbah industri yang mengolah nenas.
• Mokroorganisme merupakan sumber enzim yang palinh tepat, karena produksinya dapat diatur, yaitu dengan memanipulasi sifat genetik sel dan lingkungan penumbuhannya. Jenis enzim merupakan salah satu produk alamiah yang mempunyai potensi bioteknologi yang tinggi. Enzim yang diproduksi oleh sel mikroba terutama yang dihasilkan secara ultraseluler, lebih mudah dan murah isolasinya.