enzyme - DistroDoc

Enzyme
1.
2.
3.
4.
5.
Pendahuluan
Sumber dan Definisi
Sifat-sifat enzim (Spesifisitas, Katalitik, Regulasi)
Jenis-jenis Enzim
Faktor yang berpengaruh dalam reaksi enzimatis
• Suhu, pH, Aw, Ionic Strength, Pressure, Radiasi,
Interfacial inactivation, Shearing
6. Reaksi enzimatis alamiah dalam bahan pangan
• Amylase, Browning enzymatis,
• Lypolytic (Lipase), Protease
• Lipoxygenase, Flavor enzyme
• Enzim antioksidan (SOD)
Sumber Enzim
Microbial Enzymes
Lingkungan Ekstrim
Plant Enzymes
Animal Enzymes
Pendahuluan
• Semua proses biologis memerlukan enzim baik
untuk proses pembentukan (anabolisme) maupun
perombakan (catabolisme) suatu senyawa.
• Ripening of Fruits and Vegetables
• Aging of meat and dairy products
• Production of alcohol during fermentation
ENZYME
1. Pendahuluan :
• Semua proses biologis memerlukan enzim baik untuk
proses pembentukan (anabolisme) maupun
perombakan (catabolisme) suatu senyawa.
2. Definisi :
• Enzim Merupakan protein yang dapat mengkatalisa
reaksi-reaksi biologis spesifik (biokatalisator)
• Isozymes (isoenzymes) : ensim dari spesies yang
sama yang secara fisik dan kimia berbeda tetapi
mempunyai sifat fungsional yang sama. Satu atau
lebih ensim dari spesies yang sama yang
mengkatalisa reaksi yang sama tapi berbeda secara
struktural
• Sisi aktif : bagian dari molekul ensim yang terdiri
atas sisi katalitik (catalytic site) dan sisi pengikat
(binding site)
Struktur Alami Enzim
(native conformation)
Ikatan
Hidrogen
Molekul
Air
Molekul
Enzim
Struktur Alami Enzim
(native conformation)
Binding
site
Active
site
Substrat
Binding
site
Catalytic
site
Enzim
LARGE MOLECULES
CATABOLISM
energy
ANABOLISM
energy
SMALL MOLECULES
Energi aktivasi
Energi aktivasi yang rendah oleh katalisa
enzim pada reaksi kimia
E + S
[ES]
[ES]
EP
EP
E +P
S = Substrate
P = Product
E = Enzyme
Model ES kompleks
Enzim
Substrat
3. SIFAT ENZIM
1. Memiliki spesifisitas :
• Rendah :  memecah pada ikatan peptida
• Sedang :  tripsin hanya memecah peptida yang
mengandung arginin
• Tinggi (absolut)  trombin hanya memecah
peptida yang terbentuk antara argini dan glisin
• Stereokimia  memecah protein yang memiliki
bentuk konformasi tertentu
2. Memiliki sifat katalitik :
• Memfasilitasi suatu reaksi dengan menurunkan
energi aktifasi reaksi
3. Memiliki sifat regulasi
• Reaksi-reaksi ensimatis secara “alamiah” diatur
dan dikendalikan oleh sistem biologis yang ada
4. Jenis Enzim
• Naming of enzymes according to reaction:
– oxidoreductase mengkatalisa reaksi oksidasi reduksi
– transferase mengkatalisa transfer gugus fungsional
– hydrolase Hidrolisis.
– lyase reaksi penambahan pada substrat
– isomerase mengkatalisa reaksi perubahan geometri
dalam molekul substrat
– ligase mengkatalisa reaksi pembentukan ikatan
antara dua molekul yang disertai dengan pemecahan
ATP
Letak dan Bagian Enzim
• Location of enzymes:
– intracellular Endoenzymes. Act inside the
cell.
– extracellular Exoenzymes. Act outside the
cell.
• Enzyme components:
– apoprotein Protein portion.
– cofactor Nonprotein portion. May be a
metal ion or an organic molecule which is
called a coenzyme.
– holoprotein Apoprotein + cofactor.
Enzyme components:
• apoprotein Protein portion.
• cofactor Nonprotein portion. May
be a metal ion or an organic
molecule which is called a
coenzyme.
• holoprotein Apoprotein +
cofactor.
• Coenzymes
– Bind to an enzyme transiently (sementara)
– Are “carrier” molecules. They carry atoms (or
electrons) to the substrate or take atoms (or
electrons) from the substrate.
– Examples
• NAD+ is an electron carrier.
• NADP is an electron carrier.
• ATP is a phosphate and energy carrier.
FAKTOR FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP
AKTIVITAS ENZIM
1. Suhu :
–
–
–
–
Dibawah suhu optimum
Pada suhu optimum
Diatas suhu optimum
Tiap enzim memiliki suhu optimum berbeda
2. pH :
–
–
–
–
Dibawah pH optimum
Pada pH optimum
Diatas pH optimum
Tiap enzim memiliki pH optimum berbeda
FAKTOR FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP
AKTIVITAS ENZIM
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kadar air :
– Untuk jenis hidrolase
– Penting untuk prediksi kerusakan & umur simpan
Aw :
– Dibawah pH optimum
– Penting untuk prediksi kerusakan & umur simpan
Elektrolit dan kekuatan ion
– Untuk aktivasi & penghambatan  metal ion
– Garam  salting in dan salting out
Tekanan
Radiasi
Interfacial
Competitive
Inhibitor :
• Menyerupai substrat
Non competitive Inhibitor
Aktivitas laktase
ENZIM DALAM
PROSES
PEMBUATAN
BIR
Clarification process
Proses penjernihan
Lipase??
 Enzim hidrolase yang
dapat menghidrolisis
trigliserida (lipid)
menghasilkan gliserol dan
asam lemak
Lipase
(hidrolase)
LIPASE-H2O
O
H2C-O-C-R1
O
HC-O-C-R2
O
H2C-O-C-R3
Trigliserida
H2C-OH
R1COOH
HC-OH + R2COOH
R3COOH
H2C-OH
Gliserol
Asam lemak
Lipase
(esterifikasi)
LIPASE
H2C-OH
HC-OH
+
R1COOH
R2COOH
R3COOH
H2C-OH
Gliserol
Asam lemak
O
H2C-O-C-R1
O
HC-O-C-R2
O
H2C-O-C-R3
Trigliserida
+
H2O
Air
Kegunaan lipase pada
pembuatan pasta
• Mencegah terbentuknya bercak coklat
pada pasta
• Memperbaiki tekstur
• Meningkatkan kecerahan pasta
• Mencegah pasta cepat basi
Mencegah terbentuknya bercak coklat
Bercak coklat  karena reaksi maillard
Maillard : gula reduksi + as. Amino
Dengan penambahan lipase  pati berikatan
dengan lipid  kompleks amilosa-lipid
 Kompleks tidak memiliki kemampuan
mereduksi sehingga reaksi maillard tidak dapat
terjadi
Meningkatkan kecerahan pasta
Lipid  memberikan ketampakan mengkilat (cerah/ tidak
kusam)
Penambahan lipase
 membentuk kompleks amilosa-lipid
 menjaga agar amilosa maupun lipid tetap berada di
dalam pasta
Dalam keadaan terpisah, amilosa & asam lemak mudak
rusak & hilang selama pemasakan  pasta tampak tidak
cerah (kusam)
Kesimpulan
Lipase banyak diaplikasikan pada
pembuatan pasta karena memiliki beberapa
kegunaan, yaitu :
• Mencegah terbentuknya bercak coklat pada
pasta karena reaksi pencoklatan
• Memperbaiki tekstur pasta
• Meningkatkan ketampakan pasta (kecerahan)
• Mencegah pasta cepat basi
Aplikasi enzim
dalam pembuatan roti
Enzim yang berperan dalam pembuatan roti :
• Diastase : Alfa amylase dan Beta Amilase
• Proteinase
• Lipoxidase dan Lipase
• Glukoamilase, pentosanase, dan hemiselulase
• Xylanase.
Fungsi umum enzim-enzim tersebut :
• mengembangkan adonan
• memperpanjang masa simpan
• mempercepat proses pemecahan pati menjadi gula
sederhana
• memperbaiki tekstur adonan roti
Enzim Lipase
• Jenis : triacylglycerol lipase 
eksogenous (ditambahkan dari luar)
• Mekanisme reaksi :
memodifikasi native lipid yang ada dalam
tepung sehingga membentuk kompleks
lipid-amilosa  menghambat larutnya
amilosa  gelatinisasi lebih baik  mie
lebih lembut dan tidak terlalu lengket
Enzim Lipase (Lanjutan)
• Mekanisme reaksi (2)
 Hidrolisis oleh enzim lipase menghasilkan
glikolipid
 Glikolipid membentuk ikatan antara gliadin
dan glutenin melalui ikatan hidrogen dan
interaksi hidrofobik membentuk gluten
 Semakin kuat ikatan antar gluten, elastisitas
adonan dan thermostabilitasnya meningkat
Enzim Endoxylanase
• Sumber : Bacillus substilis,Aspergillus
niger, Trichoderma
• Aktivitas enzim amobil 1,7 x lebih besar
daripada enzim bebas
• Mekanisme reaksi :
mendegradasi arabinoxylan (serat tak larut
air) pada dinding sel pati  penyerapan
dan pendistribusian air dalam jaringan
lebih baik  menurunkan viskositas 
cepat kalis dan lebih mengembang
Aktivitas laktase memecah laktosa