TIN 321 / 2 (2-0) m.k. SATUAN PROSES XI. ENZIM Proses Konversi Pada Bahan Yang Memanfaatkan Enzim Sebagai Katalis DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011 Enzim • Molekul protein yang dihasilkan sel hidup katalis reaksi biokimia spesifik & selektif • Secara molekuler : merupakan protein yang tersusun atas serangkaian asam amino dalam komposisi dan sekuens yang teratur dan tetap konformasi 3 dimensi “Sisi aktif ” = bag permukaan enzim yang berupa rangkaian asam amino gugus fungsionalnya berinteraksi dengan substrat Enzyme Structure Enzymes are globular proteins. Their folded conformation creates an area known as the active site. The nature and arrangement of amino acids in the active site make it specific for only one type of substrate. http://science.howstuffworks.com/environmental/life/cellular-microscopic/cell2.htm Reaksi Enzimatis Kerja enzim : mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi (Ea) Pengaruh enzim pada Energi Aktivasi Aktivitas Enzim Aktivitas enzim dinyatakan sebagai ‘unit’ Definisi: ‘Satu unit merupakan sejumlah enzim yang akan mengkonversi satu mikro mol substrat per menit pada kondisi pH dan suhu tertentu’. • Aktivitas Enzim U/mL • Aktivitas Spesifik U/mg protein enzim ukuran kemurnian pH optimum Laju reaksi Laju. reaksi Laju maksimum Laju maksimum suhu optimum pH suhu Vm 2 Laju maksimum Pembentu kan Produk Vm b. Pengaruh suhu Km [substrat] Vm: Laju Reaksi maksimum Km: konstanta Michaelis c. Pengaruh [substrat] Enzim1 aktivator enzim Waktu d. Pengaruh aktivator Pembentu kan Produk Laju. reaksi a. Pengaruh pH enzim Enzim1 inhibitor Waktu d. Pengaruh inhibitor Pengaruh Substrat E+S K1 K--1 ES Vmaks S V K m S K2 E+P Persamaan Michaelis-Menten Saat V = ½ Vmaks Km = [S] Vmaks ½ Vmaks Km →[S] Line Weaver-Burk 1 K m . 1 V Vmaks a 1 V 1 S 1 Vmaks b Km Slope Vmaks Vmaks 1 Km 1 S Km memberikan informasi tentang ikatan substrat yang terikat oleh enzim (= konsentrasi S pada saat V=1/2 Vmaks) Kelas/Grup Utama Enzim berdasarkan Tipe reaksi yang dikatalisis : 1. Oksidoreduktase 2. Transferase 3. Hidrolase 4. Liase 5. Isomerase 6. Ligase 1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi - Bekerja pada gugus tertentu dari substrat (e.g gugus CH-OH , gugus aldehida, gugus alkana CH-CH, gugus amina CH-NH2, gugus sulfur dll) - Contoh Oksidoreduktase: * etanol dehidrogenase mengkatalisis reaksi oksidasi etanol menjadi asetaldehida dgn bantuan kofaktor NAD Contoh Oksidoreduktase : * glukosa oksidase memindahkan sepasang elektron dari substrat β-D-glukosa ke oksigen β–glukono-δ-lakton + H2O2 (Konversi glukosa menjadi glukono lakton dapat dilakukan secara enzimatik atau fermentasi oleh mikroba tertentu) 2. Transferase mengkatalisis reaksi pemindahan (transfer) gugus fungsional (gugus metil, amino, asil, fosfat, glikosil dll) Contoh : * Aminotransferase (pemindahan gugus amino) : Asam glutamat + asam oksaloasetat asam α-keto glutarat + asam aspartat * Fosfofruktokinase (pemindahan gugus fosfat) : Fruktosa 6-fosfat Fruktosa 1,6-difosfat ATP ADP 3. Hidrolase mengkatalisis pemecahan (hidrolisis) ikatan C-O, C-N, O-P dan C-S Contoh : molekul polimer pati, selulosa, pektin, protein, lipida dll menjadi molekul lebih sederhana (penting pada industri !) . Contoh : protease, lipase, esterase, glikosidase dll. - Bekerja pada ikatan peptida, ikatan glikosidik, ikatan ester, ikatan eter, ikatan hidrogen-fosfat dll - Spesifitas beragam, dari terbatas (contoh tripsin memecah ikatan peptida pada sisi karboksil lisin & arginin) sd luas (selulase memecah ikatan glikosidik β-1,4 secara acak) 4. Liase mengkatalisis reaksi pemindahan gugus H2O, amonia atau CO2 dari substrat Contoh : aldolase, dekarboksilase, dehidratase pektinase Histidin dekarboksilase : (memindahkan gugus CO2 dari histidin yang penting pada metabolisme asam amino) Histidin Histamin + CO2 Note : histamin dapat menyebabkan keracunan pada produk hasil laut 5. Isomerase mengkatalisis reaksi isomerasi bentuk cis-trans, ketoenol, aldosa-ketosa dll (rasemase, epimerase, isomerase cis-trans, dll) - Contoh : * Rasemase (perubahan bentuk D menjadi L) Asam D-laktat Asam L-laktat * Glukosa isomerase (isomerisasi glukosa menjadi fruktosa pembuatan HFS) Reaksi Katalitik Oleh Glukosa Isomerase mengkatalisis isomerisasi : - D-glukosa D-fruktosa - D-xilosa D-xilulosa. HOH2C H H H HO O H OH OH H HO OH HOH2C O H OH CH2OH H HO H D - Glukosa HO H D - Fruktosa CH2OH H H O O H H HO H HO OH OH H OH OH HO H H D - Xilosa D - Xilulosa 6. Ligase mengkatalisis reaksi sintesis dgn penggabungan dua mol substrat dgn bantuan ATP = Sintetase (dengan membentuk ikatan C-O, C-S, C-N, C-C dll) - Contoh : Amino asil tRNA sintetase, glutamin sintetase, piruvat karboksilase dll Glutamat + NH3 + ATP Glutamin + ADP + Pi glutamin sintetase Karakteristik Beberapa Enzim Penting Penting diketahui untuk aplikasinya : - α-Amilase - Amiloglukosidase (AMG) - Selulase - Protease - Lipase α-Amilase (1,4-α-glukan-glukanohidrolase) Enzim -amilase terdistribusi secara luas di alam, terdapat pada hewan, tumbuhan dan mikroba. Menghidrolisis pati secara acak melalui bagian dalam (endo-hydrolase/ endoenzim) dgn memutus ikatan -(1,4) glikosidik pada amilosa, amilopektin dan glikogen Enzim -amilase umumnya diisolasi dari Bacillus amyloliquefaciens, B. licheniformis, Aspergillus oryzae dan A. niger pH optimum untuk enzim ini sekitar 6 dengan suhu optimum 60oC Enzim -amilase yang dibuat oleh Novo Industri A/S antara lain adalah Termamyl yang memiliki ketahanan terhadap suhu sekitar 95 – 110oC Dosis enzim yang digunakan sekitar 0,5 – 0,6 kg/ton pati atau 1500 U/kg substrat kering (baca brosur/label kemasan) Hidrolisis amilosa oleh α-amilase terjadi melalui dua tahap : 1. Tahap pertama adalah degradasi polimer pati menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak. Degradasi ini sangat cepat diikuti dengan menurunnya viskositas secara cepat. 2. Tahap kedua relatif lebih lambat dengan pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir. Hidrolisis amilopektin oleh α-amilase menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai jenis α-limit dekstrin, yaitu oligosakarida yang terdiri dari empat atau lebih residu glukosa yang mengandung ikatan α-1,6- glikosidik. amilosa amilopektin β-Amilase merupakan eksoenzim yang melepaskan maltosa dari ujung non pereduksi suatu polisakarida, dengan cara menghidrolisis ikatan α 1,4 glikosidik Digunakan untuk membuat sirup maltosa Dextranase Menghidrolisis dekstran (meyebabkan cairan kental) pada ikatan α 1.6 glikosidik menjadi oligosakarida lebih sederhana digunakan pada penggilingan tebu untuk pembuatan gula pasir Amiloglukosidase (AMG) (glukoamilase, gamma-amilase) Eksoenzim yang memecah ikatan -(1,4) glikosidik dengan melepaskan unit- unit glukosa dari ujung nonpereduksi molekul amilosa dan amilopektin. Enzim ini juga dapat memotong ikatan α-1,6-glikosidik akan tetapi kerjanya relatif lambat perlu penggabungan dgn debrancing enzyme untuk mempercepat hidrolisis pada ikatan α-1,6-glikosidik. Salah satunya adalah penggunaan pullulanase yang dapat bekerja cepat memotong ikatan α-1,6-glikosidik pada amilopektin menjadi maltosa dan maltotriosa AMG + pullulanase = dextrozyme Amiloglukosidase diproduksi dalam jumlah besar oleh kapang dan khamir hanya Aspergillus dan Rhizopus yang digunakan secara komersial Suhu optimum untuk enzim amiloglukosidase berkisar 40-60oC dengan pH optimum sekitar 3-8 Digunakan dengan dosis berkisar 0,65 – 0,80 liter enzim per ton pati dengan dosis sebesar 200 U/kg pati Amiloglukosidase yang berasal dari Novo tersedia dalam bentuk cair Selulase -Merupakan kompleks enzim yg terdiri dari beberapa enzim yg bekerja secara bertahap atau bersama-sama menguraikan selulosa menjadi glukosa Endo-β-1,4glukanase β -1,4- glukanase Ekso-β-1,4glukanase Selulase β-1,4- glukan selobiohidrolase β-1,4- glukan glukohidrolase β -1,4- glukosidase Selulosa : berasosiasi dgn lignin & hemiselulosa = holoselulosa/ lignoselulosa Homopolimer glukosa dengan ikatan β-1,4 glikosidik β -1,4- glukanase : Menghidrolisis ikatan β -1,4 glikosidik secara acak terutama pada daerah amorf serat selulosa Tidak menyerang selobiosa, tapi menghidrolisis selodekstrin dan selulosa yg telah dilunakkan dgn asam fosfat & selulosa yg telah disubstitusi (e.g CMC) β -1,4- glukosidase : Menghidrolisis selobiosa dan selo-oligosakarida glukosa (tidak menyerang selulosa/selodekstrin) β-1,4- glukan selobiohidrolase : Menyerang ujung rantai selulosa non pereduksi selobiosa Tak menyerang selulosa yg disubstitusi & selobiosa β-1,4- glukan glukohidrolase : Menyerang ujung rantai selulosa non pereduksi glukosa Mekanisme hidrolisis selulosa secara enzimatis Selulosa Cx Selulosa reaktif Cl Selobiosa C Glukosa Cx : glukanase ; Cl : selobiohidrolase ; C : β-glukosidase Mikroba Penghasil Selulase : a.l. - Trichoderma reseei aktivitas lbh tinggi - Clostridium thermocellum Aplikasi Produksi Bioetanol dari Lignoselulosa Bahan Baku : Bagas (limbah tebu pabrik gula) Perlakuan awal : + Kapang (Ceriporiopsis subvermispora, Lentinus edodes & Pleurotus ostreatus & perebusan Hidrolisis kombinasi 3 enzim (selulase, selobiase & xylanase) Fermentasi serempak Saccharomyces cerevisiae Hasil etanol 36,4 % Produksi Bioetanol dari bagas dgn hidrolisis selulase, α-amilase & AMG Lactase Lactase is a glycoside hydrolase enzyme that cuts lactose into it's constituent sugars galactose and glucose. Without sufficient production of lactase enzyme in the small intestine, humans become lactose intolerant, resulting in discomfort (cramps, gas and diarrhea) in the digestive tract upon ingestion of milk products. Lactase is used commercially to prepare lactose-free products, particularly milk, for such individuals. It is also used in preparation of ice cream, to make a creamier and sweeter-tasting product. Lactase is usually prepared from Kluyveromyces sp. of yeast and Aspergillus sp. of fungi. Protease Memutus protein dg cara menghidrolisis ikatan peptida Aplikasi terutama pada industri deterjen dan keju (rennin) Penggunaan lain : industri farmasi, industri kulit, pembuatan protein hidrolisat, industri makanan, industri film dan penanganan limbah Mikroba penghasil protease : Protease alkali : - Stabil terhadap suhu tinggi, pH 9-11, chelating agent - Mikroba penghasil : Bacillus licheniformis, B. amyloliquefaciens, B.megaterium, B.pumilus Streptococcus griceus, S. fradiae, S.rectus - Aspergillus niger, A. sojae, A.oryzae, A. flavus Protease Netral : - Relatif tidak stabil thd pH, suhu & dpt diinaktivasi oleh protease alkali - Aplikasi : industri kulit & industri makanan (crackers, roti dll) Protease Asam - Aktif pada suasana asam, contoh : rennin & pepsin (pH opt 2-3) - Aplikasi :- Protease dari Aspergillus untuk memecah gluten pada pemanggangan Rennin - Menggumpalkan kasein susu pada pembuatan keju - Mikroba penghasil : S. lactis, S. cremoris, S. thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, L. helveticus Lipase (Gliserol ester hydrolase) Memutus lemak menjadi di atau monogliserida dan asam lemak Mikroba penghasil : Kapang : Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Khamir : Candida pH optimum netral atau agak asam, suhu optimum 30 – 45 0C Aplikasi : - farmasi : enzim pencernaan (suplemen lipase pankreas) - Industri susu (pematangan keju) - dll APLIKASI ENZIM Important Applications of α-Amylase Produksi Sirup Glukosa & Sirup Fruktosa Suspensi pati Gelatinasi Pati (95-105 0C) α-Amilase bakteri (pH 6.0-6.6, 105oC, 5 mnt atau 95oC 1-2 jam Maltodekstrin Sakarifikasi Glukoamilase atau Sakarifikasi Glukoamilase+ Pululanase pH 4.0-4.5, 60oC, 48-72 jam Sirup Glukosa Sakarifikasi α-Amilase kapang + glukoamilase pH 5.0, 55oC, 42 jam Sirup Glukosa Amilase kapang atau β-amilase pH 5.5, 55oC, 42 jam Kolom Penukar Ion Isomerisasi Sirup Maltosa Glukosa isomerase pH 7.5-8.5, 60-65oC, 2-4 jam Sirup Fruktosa Pemurnian Sirup Fruktosa Berkadar tinggi Bentuk jual beberapa enzim industri * Aplikasi Oksidoreduktase Enzim Sumber Konversi yg dikatalisis Katalase A. niger, 2 H 2 O2 Micrococcus 2 H 2 O + O2 Lysodeikticus & bovine liver Manfaat -Membuang residu H2O2 (racun) setlh sterilisasi dingin susu dan putih telur, -Membuang peroksida dari kerja glukosa oksidase - Membuang O2 dari sari buah (kerjasama dg glukosa oksidase) Glukosa A. niger Oksidase Glukosa + O2 Glukono-δ-lakton + H2O2 -Menghilangkan gula pada putih telur untuk mencegah browning dan off-flavor selama pengeringan Lipoksige Tepung -nase kedelai Linoleat + O2 LOOH Menghilangkan bau langu kacang Contoh Aplikasi Oksidoreduktase : Glukosa oksidase memindahkan sepasang elektron dari substrat β-D-glukosa ke oksigen β–glukono-δ-lakton + H2O2 The glucose oxidase enzyme is commonly used in biosensors to detect levels of glucose by keeping track of the number of electrons passed through the enzyme by connecting it to an electrode and measuring the resulting charge. This has a possible application in the world of nanotechnology when used in conjunction with tiny electrodes as glucose sensors for diabetics. http://www.indogulfgroup.com/AE%20-%20Enzymes%20-%20Glucose%20Oxidase.asp Glucono delta-lactone (GDL) : is a naturally-occurring food additive with the E number E575 used as a sequestrant, an acidifier, or a curing, pickling, or leavening agent in bakery products. - GdL ia a slow leavening agents, based on the progressive hydrolysis of GdL to gluconic acid when water is added to the dough mix. The gluconic acid then reacts with sodium bicarbonate for a continuous release of carbon dioxide.) - Also functioning as a substitute for enzymes in cheese processing or tofu manufacturing . GdL is acoagulant in silken tofu, (tofu with a smooth texture similar to yoghurt and a high water content). GdL is also combined with calcium sulphate or calcium chloride to produce a silken tofu with a firmer texture. http://www.jungbunzlauer.com/media/uploads/pdf/Gluconates/Glucono-delta-Lactone_2008.pdf Glucono-delta-lactone (GDL) Utilisation GDL is used for various technological purposes with regard to foodstuffs: • for the regulation of acidity and colour in food • for the support of antioxidants and preservatives (suppress the growth of unwanted or pathogenic microrganisms) • for sausage and canned fish (as an accelerator of maturation) • for shellfish and processed vegetables (as a stabiliser of colour) • in baking powder (to facilitate the consistent production of acidity and so to provide constant support of baking procedures) http://www.gmo-compass.org/eng/database/e-numbers/294.glucono_delta_lactone.html Glucono delta-lactone (GDL) Curing Accelerator in Meat Products In curing : red colour formation process of sausages are highly dependent on the pH . When using GdL in scalded sausages, the curing process is both accelerated and made more complete, resulting in a brighter red colour of the meat product. GdL thus allows to reduce both the addition of nitrite by up to 30% and the residual level of nitrite by up to 75%, making the product safer. GdL enhance the antimicrobial action of lactates in pâtés, to lower the pH of poultry products to remedy their pinking. Chelating Agent in Seafood GdL, as an outstanding copper and iron chelating agent, helps inhibiting melanosis by depriving the enzymes causing the browning of the metal ions needed for their activation. The combination with sulphites in the pre-freezing dip of frozen shrimps or in the blanching brine of canned shrimps allows to come away from calcium disodium EDTA and to reduce the sulphite use by 50-90%. *Karbohidrase Enzim Sumber Konversi yang dikatalisis Manfaat α-amilase Barley malt, fungi, bakteri pati, glikogen + H2O Dekstrin (likuifikasi) Hidrolisat pati pada industri minuman, pembuatan roti, dextrinized starch, makanan bayi β-amilase Wheat, barley malt, bakteri (bacillus) pati, glikogen + H2O Maltosa β-limit dextrin (ikatan α-1,4) Industri roti dan Minuman beralkohol : sumber karbon untuk produksi CO2 dan alkohol, sirup maltosa β-glukanase A. niger, B. subtilis, barley malt pati-D-glukan + H2O oligosakarida, glukosa (ikatan β-1,3 dan β-1,4) Degumming pada industri minuman beralkohol Glukoamilase (amiloglukosidase,AMG) A. Niger, A. oryzae, R. oryzae pati, glikogen + H2O glukosa (ikatan α-1,4) Sakarifikasi pati terlikuifikasi Debranching enzymes (pullulanase, isoamylase) A. aerogenes, Pseudomonas amilopektin + H2O amilosa rantai pendek menghidrolisis ikatan α-1,6 Oligosakarida (amilosa rantai pendek) Inulinase Kluyveromyces Polifruktan (inulin) + H2O fruktosa HFS Glukosa < --- > fruktosa Xilosa < --- > xilulosa HFS Isomerase Selulase A. niger, T. viride Selulosa + H2O βdekstrin (ikatan β1,4) Klarifikasi jus buah, meningkatkan ekstraksi minyak atsiri, produksi glukosa dari bahan selulosa Hemiselulase A. niger Hemiselulase + H2O β-dekstrin (ikatan β-1,4) dari locust bean gum, guar gum Memudahkan pengelupasan kulit kopi, meningkatkan germinasi biji-bijian dll Sukrosa + H2O Mengkatalisis glukosa + fruktosa pembentukan gula (gula invert) invert, mencegah kristalisasi produk permen Invertase (sukrosa hidrolase) Saccharomyces Laktase (Βgalaktosidase) A. niger, A. Laktosa + H2O oryzae galaktosa + glukosa Pektinase, terdiri A. niger, A. dari oryzae poligalakturonase, pektin metil esterase, pektat liase *Poligalakturonase menghidrolisis β-D-1,4 galakturonida *Pektin metilesterase menghilangkan gugus metil pada pektin Hidrolisis laktosa dalam produk susu, meningkatkan kemanisan produk, mencegah kristalisasi laktosa, low-lactose milk untuk penderita lactose intolerance Ditambahkan pada klarifikasi dan filtrasi jus dan wine, mencegah penggumpalan pada jus buah konsentrat, mengatur cloud rentention pada jus, dll. Apple juice is one of the fruit juice which is manufactured by maceration and pressing of apples. The expelled juice is further processed by centrifugal and enzymatic clarification to remove the pectin and starch. http://www.tastydays.com/drinks/juice/apple-juice Pulp and Paper Industry Type Enzyme Function Cellulase Breaks down cellulose, a fibre found in the cell walls of all plants and trees. Cellulose is the basic raw material used to make products such as paper, cotton, and other textiles Hemicellulase Breaks down hemicellulose, another plant sugar that is not as complex as cellulose and is easier to break down Xylanase Breaks down xylan, a gummy sugar present in the cell walls of plants and trees. This enzyme type is used primarily in the wood and pulp industry What are Enzymes? http://www.biobasics.gc.ca/english/View.asp?x=792 Enzyme Biotechnology and Biofuels Enzymes may be used to help produce fuels from renewable sources of biomass. Such enzymes include cellulases, which convert cellulose fibres from feedstocks like corn into sugars. These sugars are subsequently fermented into ethanol by microorganisms. A new process called “Simultaneous Saccharification and Fermentation” has greatly improved ethanol production efficiency. In this new process, cellulase enzymes and fermentation microorganisms are combined in a single reaction mixture to produce ethanol in one step . * Aplikasi Protein Hidrolase Enzim Sumber Konversi yang dikatalisis Bromelin Nanas Hidrolisis protein dan polipeptida menjadi peptida dengan BM rendah Ficin Ficus sp. Papain Pepaya Protease Aspergillus Bacillus Manfaat -Mengempukkan daging, -Meningkatkan ekstraksi minyak dan protein dari tanaman dan hewan, Protease dari tanaman. -Pembuatan hidrolisat protein Hidrolisis polipeptida, -Pengolahan protein ikan amida dan ester (leu, gly) menjadi peptida dengan BM rendah Hidrolisis protein dan polipeptida menjadi peptida dengan BM rendah -Meningkatkan warna dan flavor roti, -Mengempukkan daging -Meningkatkan dispersitas susu bubuk & meningkatkan stabilitas susu evaporasi Pepsin Porcine, Perut hewan Hidrolisis polipeptida (asam amino aromatik, dikarboksilat) menjadi peptida dengan BM rendah Bovine pepsin rennet extender dan koagulan susu (keju), produksi hidrolisat protein Tripsin Pankreas hewan Hidrolisis polipeptida (ggs karboksil L-arg, L-lys) menjadi peptida dengan BM rendah Menekan oksidasi flavor di susu; produksi hidrolisat protein Rennet Perut hewan ruminansia; Mucor miehei, M. Pusilus, Endothia parasitica Selektivitas tinggi Koagulasi susu terhadap kasein susu, dalam pembuatan mengkoagulasi susu keju, meningkatkan flavor dan tekstur pada pematangan keju Enzymes as Detergent Enzymes have also been used in the detergent industry since the mid 1960’s and are probably the best-known application of industrial enzymes especially in laundry products – the so-called “biological” washing powders, liquids and tablets. The main enzyme used : protease - group of hydrolases acting on peptide bonds, belongs to EC 3.4 group. Used for removing of protein contamination acts on organic stains such as grass, blood, egg and human sweat. http ://enzymes.me.uk However, it has become more common in recent years to include a mixed of enzyme activities including lipases and amylases. Lipases (group of esterases (EC 3.1) disintegrated lipids. Allow to remove fatty stains effective on stains resulting from fatty acids such as oils and fats (and lipsticks!) Amylase help remove starchy food deposits. Cellulase : more recently, cellulase used as a colour enhancing and ‘anti-bobbling’ washing powders . Cellulases is removed detached cellulose fibrils, which cause a progressive dulling of the colour as dirt is trapped on the rough surface of the fabric. Formulasi Enzim Deterjen • Nilai pH deterjen 10 protease alkalin dari Bacillus sp • Bentuk awal : dry powder pekerja alergi & gangguan kulit • Formulasi : enkapsulasi agar debu tak beterbangan, partikel larut cepat, tak menghasilkan bau & warna, daya simpan lebih baik, melindungi thd komponen lain e.g bleaching agent *Proses Enkapsulasi Protease metode NOVO • bentuk : granula menggunakan “pelletising drum” • untuk mencegah pelekatan pada dinding mixer & menjaga ukuran granula, ditambahkan serat selulosa • merk : Granule-T *Proses Enkapsulasi Protease metode Gist-Brocades • Cairan fermentasi (broth) filtrasi presipitasi enzim filtrasi pengeringan disaring powder • Formulasi : enzim powder dicampur aditif etoxylated-C18-fatty alcohol “prill tower” bentuk bola dilapis agar tidak berdebu selama penanganan (pelapis (minyak parafin atau PEG) merk : Maxatase dan Maxacal (pH opt ≥10) Komposisi Deterjen Enzim INDUSTRI KEJU Rennet Milk contains proteins, specifically caseins, that maintain its liquid form. Proteases are enzymes that are added to milk during cheese production, to hydrolyze caseins, specifically kappa casein, which stabilizes micelle formation preventing coagulation. The most common enzyme isolated from rennet is chymosin., which can be obtained from several other animal, microbial or vegetable sources, but indigenous microbial chymosin (from fungi or bacteria) is ineffective for making cheddar and other hard cheeses. http://enzymes.me.uk/enzyme/enzymes-in-industry PRODUKSI KEJU Lipases Lipases are used to break down milk fats and give characteristic flavours to cheeses. Stronger flavoured cheeses, for example, the italian cheese, Romano, are prepared using lipases. The flavour comes from the free fatty acids produced when milk fats are hydrolyzed. Animal lipases are obtained from kid, calf and lamb, while microbial lipase is derived by fermentation with the fungal species Mucor meihei. Although microbial lipases are available for cheese-making, they are less specific in what fats they hydrolyze, while the animal enzymes are more partial to short and medium-length fats. Hydrolysis of the shorter fats is preferred because it results in the desirable taste of many cheeses. Hydrolysis of the longer chain fatty acids can result in either soapiness, or no flavour at all. Milk contains a number of different types of proteins, in addition to the caseins. Cow milk also contains whey proteins such as lactalbumin and lactoglobulin. The denaturing of these whey proteins, using proteases, results in a creamier yogurt product. Destruction of whey proteins is also essential for cheese production. During production of soft cheeses, whey is separated from the milk after curdling, and may be sold as a nutrient supplement for body building, weight loss, and lowing blood pressure, among other things. There have even been reports of dietary whey for cancer therapies, and having a role in the induction of insulin production for those with Type 2 diabetes. Proteases are used to produce hydrolyzed whey protein, which is whey protein broken down into shorter polypeptide sequences. Hydrolyzed whey is less likely to cause allergic reactions and is used to prepare supplements for infant formulas and medical uses. * Lipase Enzim Sumber Konversi yang dikatalisis Manfaat Lipase Jaringan pankreas hewan, A. Niger, A. oryzae Hidrolisis triasil gliserol, ester asam lemak, menghasilkan mono- dan diasilgliserol, gliserol dan asam lemak bebas Lipase hewan : meningkatkan flavor pada industri keju, lypolized butter oil Lipase mikrobial : menghidrolisis lipid (konsentrat minyak ikan) This oil contains good Omega 3 polyunsaturated fats, particularly DHA, the most important of the Omega 3 fats, and EPA, also important. Cocoa Butterv Substitute Cocoa butter is extracted from the beans of the Theobroma cacao tree and used to make chocolate and other foods, pharmaceuticals and cosmetic ointments. The expense of cocoa butter has led to the production of cocoa butter substitutes. The substitutes (known commercially as CBS) generally are made from plant oils, such as palm kernel oil, sunflower oil, cottonseed oil, soybean oil and coconut oil. Cocoa Butter Substitute Lipase-catalysed trans-esterification reactions that are 1,3-specific are utilized for making cocoa butter substitutes, using cheaper mid-fraction of palm oil and stearic acid. The mid-fraction of palm oil contains 1,3-dipalmitoyl-2monoolein (POP) as the major triglyceride The main constituents of cocoa butter 1-(3)-palmitoyl3-(1)-stearoyl-2-monoolein (POS) and 1-(3)-distearyl-2monoolein (TOS) Therefore, by transesterification catalyzed by lipozyme, between POP and stearic acid or POP and tristearin, valuable equivalents of cocoa butter have been made http://www.ias.ac.in/currsci/jul10/articles18.htm Lipases for Pharmaceutical Application Microbial lipases are used to enrich PUFAs from animal and plant lipids, and their mono and diacylglycerides are used to produce a variety of pharmaceuticals. PUFAs are increasingly used as food additives, pharmaceuticals and nutraceuticals Microbial lipases are used to obtain PUFAs from animal and plant lipids, such as tuna oil and borage oil. Free PUFAs and their mono and diacylglycerides are subsequently used to produce a variety of pharmaceuticals Liposomes are used in the medical field to optimize the action of drugs by transporting them to target areas, thus circumventing drug waste inactivation and anatomical barriers http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/3016/1/IJBT%206%282%29%20141-158.pdf Enzyme treated Lecithin Lecithin can easily be extracted chemically (using hexane) or mechanically from soy bean etc. It used as an emulsifier and to prevent sticking, for example in non-stick cooking spray. To modify the performance of lecithin to make it suitable for the product to which it is added, it may be hydrolysed enzymatically. In hydrolysed lecithins, a portion of the phospholipids have one fatty acid removed by phospholipase. improved through strengthening the hydrophobicity ENZIM DALAM TEKNOLOGI REKAYASA GENETIKA Pembuatan DNA Rekombinan - Memotong gen yang akan ditranlasikan, - Membuat ujung fragmen DNA yg sesuai, sehingga dapat digunakan dg fragmen lain yang dikehendaki - Penyambungan fragmen-fragmen DNA membentuk DNA Rekombinan 1. Endonuklease Restriksi memotong DNA 2. DNA Ligase untuk proses replikasi & menyambung fragmen DNA dg fragmen lain atau kloning membentuk DNA Rekombinan 3. Nuklease menguraikan komponen nukleotida dari DNA (berperan pd proses replikasi) 4. RNA Polimerase berperan pada proses transkripsi DNA mRNA Enzymes in molecular biology This is never ending story. Many of enzymes used in molecular biology directly in bacterial cells to synthesise necessary compounds. Bacterial and yeasts cells can be used for any protein and peptide biosynthesis. Some of these bacterial enzymes can be used in vitro to perform the same biological processes, from which are most important enzymes for DNA/RNA manipulation. http ://enzymes.me.uk Therapeutic Enzymes