Pendahuluan

Sejak zaman kuno, enzim telah digunakan untuk meningkatkan umur simpan makanan dan minuman. Kemudian, pada abad ke-19 dan awal abad ke-20, mulai dikenal peran enzim sebagai katalis. Enzim adalah protein yang diproduksi oleh semua organisme hidup. Enzim merupakan katalis alami yang memfasilitasi sebagian besar reaksi kimia dalam sistem biologis dengan meningkatkan laju reaksi. Enzim bersifat efisien dan spesifik, biasanya hanya melakukan satu reaksi tertentu secara berulang kali (Nial dkk., 2023).

Dalam industri makanan, enzim digunakan untuk meningkatkan produksi dan juga memperbaiki tekstur serta aroma, warna, dan rasa. Selain itu, enzim digunakan untuk menyediakan bahan mentah seperti adonan dalam pembuatan kue untuk produksi produk roti standar berkualitas tinggi. Karena enzim berasal dari alam, maka  enzim bekerja pada kondisi atau kisaran pH dan suhu tertentu sehingga menjadikan enzim sebagai alternatif yang berkelanjutan dan dapat terbiodegradasi dibandingkan pengolahan kimia lainnya dalam industri makanan. Enzim industri dapat diekstraksi dari tanaman atau diproduksi melalui fermentasi mikroba dan dimurnikan. Pasar industri enzim global diperkirakan mencapai 6,95 miliar USD  pada tahun 2022 dan diperkirakan akan meningkat dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 6,4% dari tahun 2023 hingga 2050 (Yang dkk., 2023).

Berikut adalah gambaran jenis-jenis enzim yang digunakan dalam industri makanan.

Gambar 1. Jenis-jenis Enzim dalam Industri Makanan (Kumar dkk., 2024)

Enzim dalam Industri Makanan

Enzim berkontribusi terhadap peningkatan kesehatan manusia karena penerapannya dalam pengolahan makanan, yang memungkinkan pembuatan produk makanan berkualitas tinggi dan bergizi. Tabel 1 berikut memberikan gambaran umum penerapan beberapa enzim yang umum digunakan dalam industri makanan.

Tabel 1. Sumber dan aplikasi enzim penting yang berasal dari bakteri dan jamur dalam industri makanan

Enzim mikroba lebih disukai daripada sumber tanaman dan hewan karena stabilitas yang lebih baik, kemudahan produksi, ruang yang lebih kecil, dan kebutuhan waktu yang lebih sedikit untuk budidaya, efektivitas biaya, konsistensi tinggi, dan kemudahan proses modifikasi dan optimalisasi. Mikroorganisme seperti bakteri, ragi, dan jamur serta enzimnya banyak digunakan dalam beberapa olahan makanan untuk meningkatkan rasa dan tekstur dengan manfaat ekonomi yang besar bagi industri. Penerapan enzim mikroba telah ditemukan di beberapa bidang industri makanan, termasuk produk susu, pembuatan kue, pengolahan makanan, pakan ternak, jus buah dan sayuran, minuman, dan kembang gula (Kumar dkk., 2024).

A. Enzim dalam Industri Susu

Dalam industri susu, telah ditemukan berbagai aplikasi dari beberapa jenis enzim sebagai berikut katalase, aminopeptidase, protease, lakto peroksidase, lipase dan transglutaminase. Enzim ini berperan dalam membantu meningkatkan umur simpan produk. Pemanfaatan enzim juga telah menghasilkan produk berharga lainnya seperti keju, yogurt, sirup, dan produk serupa lainnya. Enzim lain yang digunakan dalam produk susu termasuk protease, lipase, dan laktase, yang semuanya merupakan anggota keluarga hidrolase.

1. Protease
   Protease adalah hidrolase yang menghidrolisis ikatan antara peptida dan asam amino. Protease tertentu, seperti tripsin pankreas, kimotripsin, pepsin, dan kimosin, bersumber dari hewan, sementara yang lain, seperti papain pepaya, bromelain, aktinidin, dan fisin, berasal dari tanaman. Baru-baru ini, muncul peningkatan untuk memproduksi protease dari sumber mikroba yang dimodifikasi secara genetik karena meningkatnya permintaan industri terhadap enzim. Protease telah digunakan untuk menghasilkan rasa yang menarik dan evolusi tekstur selama pematangan keju dan meminimalkan sifat alergenik produk yang berasal dari susu sapi.
2. Lipase
   Lipase adalah katalis yang memfasilitasi degradasi triasilgliserida rantai panjang dan merupakan alat yang sangat serbaguna untuk digunakan dalam beberapa proses industri. Lipase digunakan terutama untuk memfasilitasi pemisahan susu dan lemak, sehingga berkontribusi pada profil rasa keju dan kualitasnya. Lebih jauh, lipase juga digunakan dalam mentega dan margarin untuk meningkatkan rasa dan memperpanjang masa simpan berbagai makanan panggang.
3. Laktase (β-galaktosidase)
   Laktase menghidrolisis laktosa menjadi gula glukosa dan galaktosa. Selain susu, whey, produk sampingan dari produksi keju dapat dimanfaatkan oleh β-galaktosidase sebagai sumber laktosa. Enzim ini dapat mengubah laktosa whey menjadi sirup yang berguna dalam industri roti dan penganan. Ada dua jenis laktase yang tersedia di pasaran: laktase netral dan laktase asam, yang masing-masing digunakan dalam produk susu dan suplemen makanan. Dalam konteks komersial, laktase digunakan untuk menghasilkan produk bebas laktosa yang disesuaikan untuk individu dengan intoleransi laktosa. Selain itu, laktase digunakan dalam produksi yogurt beku untuk meningkatkan kekentalan dan meningkatkan rasa keseluruhan produk.

B. Enzim dalam Industri Minuman

Dalam industri makanan, peningkatan hasil sari buah, pemurnian, dan pencairan pulp dapat dilakukan dengan pengolahan enzimatik sari buah, yang secara ekonomi lebih menguntungkan daripada pengolahan tradisional. Sebuah penelitian telah menyelidiki bahwa fermentasi limbah nanas yang berserat tinggi dapat menghasilkan produksi enzim. Fermentasi limbah buah nanas dilakukan dengan Lactobacillus casei dan menghasilkan produksi xilanase dan selulase. Penelitian tersebut menunjukan bahwa pemanfaatan limbah buah menggunakan enzim mikroba dapat menghasilkan katalis industri lain yang bermanfaat. Aplikasi enzim amilase telah ditemukan pada beberapa industri pembuatan bir. Produksi minuman seperti bir, anggur, dan sari buah dikaitkan dengan berbagai masalah seperti pembentukan kabut, kekeruhan, dan pencoklatan karena adanya senyawa fenolik yang bermasalah. Lakase, mangan peroksidase, dan lignin peroksidase adalah enzim yang menjanjikan untuk meningkatkan warna minuman dengan menghilangkan senyawa fenolik untuk menghasilkan minuman bening.

1. Pektinase
   Pektinase memainkan peran penting dalam industri jus buah dengan memecah pektin yang ada di dinding sel buah. Proses ini meningkatkan ekstraksi jus, meningkatkan rasa, kejernihan, kemampuan penyaringan, dan hasil keseluruhan. Dalam industri minuman, khususnya selama tahap pengawetan dalam pemrosesan basah untuk pembuatan kopi, pektinase digunakan untuk meningkatkan hasil, meningkatkan aroma dan rasa, serta mengurangi waktu pemrosesan. Selain itu, di fasilitas pemrosesan kakao, pektinase digunakan untuk memastikan penghilangan lapisan mucilaginous yang mengelilingi biji kakao secara menyeluruh, meningkatkan aroma dan rasa, serta memperpendek waktu pemrosesan, sehingga meningkatkan kualitas kopi yang dihasilkan. Daun teh diolah dengan pektinase untuk mengurangi kandungan pektinnya agar proses fermentasi dapat berlangsung lebih cepat saat menyeduh teh.
2. Esterase
   Hidrolisis ester menjadi alkohol dan asam dikatalisis oleh golongan enzim hidrolase yang disebut esterase. Dalam industri minuman, feruloil esterase digunakan untuk menghasilkan asam ferulat, yang kemudian digunakan untuk memproduksi senyawa pewangi. Vanili merupakan unsur utama dalam Vanili, yang digunakan untuk meningkatkan rasa minuman. Esterase juga digunakan dalam jus buah untuk mengubah dan meningkatkan rasa lemak.
3. Lakase
   Lakase banyak digunakan dalam berbagai aktivitas industri makanan, termasuk gelasi pektin bit gula, stabilisasi anggur dan bir, serta pemrosesan minuman. Zat fenolik dalam jus menurunkan kualitas, warna, dan rasa minuman, sehingga menurunkan nilai ekonomi. Lakase dilaporkan memiliki kemanjuran tinggi dalam menghilangkan senyawa fenolik ini dalam jus. Industri anggur menggunakan lakase untuk menstabilkan anggur dengan mengatur senyawa fenoliknya. Lakase telah digunakan untuk menghilangkan oksigen guna memperpanjang umur anggur. Seperti proses pembuatan anggur, enzim ini juga menghilangkan oksigen pada langkah terakhir produksi bir, sehingga memperpanjang masa pakai dan kualitas minumannya.

C. Enzim dalam Industri Roti

Pemanggangan adalah proses yang umum dalam pembuatan produk seperti roti, pai, kue kering, dan pastri. Meskipun pemanfaatan enzim dalam industri roti bukanlah hal baru, kemajuan terkini dalam teknologi enzim, bioteknologi, dan biokimia telah mengubah potensi enzim sebagai alat pemrosesan untuk produksi makanan yang dipanggang. Perpanjangan masa simpan roti dapat dicapai dengan memanfaatkan glukosa oksidase, xilanase, dan amilase. enzim-enzim ini dapat digunakan secara terpisah, atau campuran enzim-enzim ini dapat dimasukkan ke dalam tepung dan adonan untuk meningkatkan rasa dan tekstur serta memberikan kontribusi besar terhadap operasi pemanggangan. Penggabungan berbagai enzim tidak hanya meningkatkan rasa tetapi juga memfasilitasi pencernaan protein dalam gandum. Proses ini secara bersamaan mengurangi waktu pematangan dan meningkatkan konsistensi produk.

1. α-Amilase
   α-Amilase adalah enzim pendegradasi pati alami yang menghidrolisis ikatan glikosida polisakarida α-1,4, yang menghasilkan pembentukan dekstrin rantai pendek. α-amilase banyak digunakan dalam sektor pangan untuk pencairan pati, pemasakan, penyeduhan, dan peningkat pencernaan. Enzim ini sering digunakan dalam industri pembuatan roti sebagai penambah rasa dan agen antibasi untuk meningkatkan kualitas roti. α-amilase ditambahkan ke adonan selama pembuatan roti untuk membantu memecah pati menjadi dekstrin yang lebih kecil, yang kemudian difermentasi oleh ragi. Enzim ini meningkatkan rasa, tampilan, dan stabilitas roti.
2. Xilanase
   Xilanase adalah enzim hidrolitik yang diproduksi oleh berbagai spesies Aspergillus dan Trichoderma. Dalam pembuatan roti, xilanase sangat berguna karena terbukti dapat meningkatkan volume roti, memperbaiki struktur remah, dan mengurangi kelengketan. Xilanase digunakan untuk memperpanjang masa simpan roti dan mengurangi basinya roti. Selain itu, enzim ini memecah arabinoksilan yang tidak dapat diekstraksi, menghasilkan xilan yang dapat diekstraksi dengan air. Proses ini menyebabkan redistribusi air dalam adonan, yang meningkatkan pembentukan jaringan gluten. Hasilnya, adonan kering menunjukkan elastisitas, ekstensibilitas, dan kelembutan yang lebih baik. Karena sifat-sifat ini, permintaan enzim ini terus meningkat dalam industri pembuatan roti.

Produk Enzim

Megazyme adalah pemimpin di dunia dalam pengembangan alat assay kit biokimia yang melayani berbagai industri dan hanya menggunakan enzim dan pereaksi berkualitas tinggi. Megazyme menawarkan pilihan enzim-enzim dengan kemurnian berkualitas tinggi yang dapat digunakan untuk riset ataupun kebutuhan industri. Berikut adalah contoh beberapa enzim dari brand Megazyme.

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut Bapak/Ibu dapat menghubungi kami PT. Indogen melalui email sales.indogen@gmail.com atau melalui WhatsApp berikut untuk fast respon WhatsApp Indogen.

Referensi :

Kumar, A., Dhiman, S., Krishan, B. et al. Microbial enzymes and major applications in the food industry: a concise review. Food Prod Process and Nutr 6, 85 (2024). https://doi.org/10.1186/s43014-024-00261-5

Yang W, Lu F, Liu Y. Recent Advances of Enzymes in the Food Industry. Foods. 2023; 12(24):4506. https://doi.org/10.3390/foods12244506

Artikel Terkait

1. https://indogen.id/sistem-substrat-untuk-deteksi-enzim/
2. https://indogen.id/2-jenis-inhibisi-enzim/#:~:text=Apa%20itu%20Inhibisi%20Enzim?,sebagai%20inhibitor%20enzim%20/%20penghambat%20enzim.
3. https://indogen.id/total-dietary-fiber-assay-kit-dari-megazyme/
4. https://indogen.id/assay-kit-untuk-industri-pangan-dari-megazyme/