Reaksi Pencoklatan Brow Browni ning ng (Pencokla (Pencoklatan) tan) Proses pencoklatan atau brow browni ning ng sering sering terjadi terjadi pada buah-buah buah-buahan, an, seperti seperti pisang, pir, salak, pala dan apel begitu juga stroberi. Buah Bu ah str strober oberii yang yang mema memarr juga juga akan akan meng mengal alam amii proses
pencoklatan.
Pada
umumnya,
proses
pencoklatan dapat dibagi menjadi dua, yaitu proses pencoklatan enzimatik dan non enzimatik. Perubahan warna yang utama pada stroberi stroberi disebabkan oleh reaksi browning (pencoklatan). Reaksi pencoklatan terdiri atas pencoklatan enzimatis dan non enzimatis. Penco encokl klat atan an enzi enzima mati tis s
dise diseba babk bkan an oleh oleh
akti aktii ita tas s
enzi enzim m
phen phenol olas ase e
dan dan
oliphenolase. Pada buah stroberi utuh, sel-selnya masih utuh, dimana substrat yang yang ter terdiri diri atas atas seny senyaw awaa-se seny nyaw awa a !eno !enoll terp terpis isah ah dari dari enzi enzim m phen phenol olas ase e sehingga
tidak
terjadi
reaksi
browning. browning.
"pabila
sel
pecah
akibat
terjatuh#memar atau terpotong (pengupasan, pengirisan) substrat dan enzim akan bertemu pada keadaan aerob (terdapat oksigen) sehingga terjadi reaksi browning enzimatis. Pemben Pembentuk tukan an warna warna coklat coklat dikare dikarenaka nakan n terjadinya terjadinya oksidasi oksidasi senyawasenyawasenyawa !enol dan poli!enol oleh enzim !enolase dan poli!enolase membentuk $uin $uinon on,,
yang yang
sela selanj njut utny nya a
berp berpol olim imer eris isas asii
memb memben entu tuk k
mela melani nin n
(pig (pigme men n
berw berwar arna na cokl coklat at). ). %ntu %ntuk k terj terjad adin inya ya reaks eaksii browning enzimatis enzimatis diperluka diperlukan n adanya & komponen komponen !enolase dan poli!enolase (enzim), senyawa-senyawa !enol dan poli!enol (substrat), oksigen dan ion tembaga yang merupakan sisi akti! enzim. reaksi browni browning ng enzima enzimatis tis dapat %ntu %ntuk k mengh enghin inda dari ri terj terjad adin inya ya reaksi dilakukan dengan mengeliminasi (menghilangkan) salah satu atau beberapa kompon omponen en terseb tersebut. ut. Brow Brownin ning g non enzima enzimatik tik teruta terutama ma dis diseba ebabk bkan an reaks reaksii 'aillard, yaitu reaksi yang terjadi antara gula pereduksi (melalui sisi keton dan aldehid yang reakti!) dengan asam-amino (melalui gugus amina). Reaksi 'aillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut . *atu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dariprotein sehingga menghsilkan basa *chi+.
. Perubahan terjadi menurut reaksi "madori sehingga menjadi amino ketosa. . ehidrasi
dari
hasil
reaksi
"madori
membentuk
turunan-turunan
!ur!uraldehida, misalnya dari heksosa diperoleh hidroksi metil !ur!ural. &. Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metal /dikarbonil yang diikutipenguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan /dikarboksil seperti metilglioksal, asetol,dan diasetil. Reaksi ini banyak terjadi selama penyimpanan bahan pangan. Reaksi non enzimatik yang lain adalah karamelisasi dan oksidasi asam askorbat. Reaksi browning
dapat
dicegah
dengan
menambahkan
senyawa-senyawa
anti
pencoklatan, antara lain senyawa-senyawa sul0t, asam-asam organik dan dengan blanching#blansir. A. Sulft senyawa-senyawa sul0t misalnya natrium bisul0t, natrium sul0t dan lain-lain mempunyai kemampuan untuk menghambat reaksi browning baik enzimatis maupun non enzimatis. Penghambatan terhadap browning enzimatis terutama disebabkan karena kemampuannya untuk mereduksi ikatan disul0da pada enzim, sehingga enzim
menjadi
tidak
akti!,
sedangkan penghambatan reaksi browning non enzimatis dikarenakan kemampuannya untuk bereaksi dengan gugus akti! gula pereduksi, sehingga mencegah reaksi antara gula pereduksi tersebut dengan asam amino. B. Penambahan
asam-asam
organik
dapat
menghambat
browning
enzimatik terutama disebabkan oleh e!ek turunnya p1 akibat penambahan senyawa tersebut. 2nzim !enolase dan poli!enolase bekerja optimum pada p1 3 4 5. isamping menurunkan p1, penambahan asam askorbat yang bersi!at pereduksi kuat akan ber!ungsi sebagai antioksidan. engan penambahan asam askorbat, oksigen yang menjadi pemacu reaksi browning
enzimatis
dapat
dieliminasi.
*elain
menurunkan
p1,
penambahan asam sitrat juga dapat mengikat tembaga yang merupakan sisi akti! enzim, sehingga aktiitas enzim dapat dihambat (2book Pangan, 667).
Mekanisme Reaksi reaksi Maillard Reaksi maillard adalah reaksi pencoklatan non enzimatis yang terjadi karena adanya reaksi antara gula pereduksi dengan gugus amin bebas dari asam amino atau protein. 'enurut 'auron
(89), dari aspek nutrisi, reaksi maillard dalam makanan dapat ber!ungsi
untuk
menghasilkan
:aor
dan
aroma,
dapat
menyebabkan kehilangan ketersediaan asam amino,kehilangan nilai gizi, pembentukan antinutrisi, pembentukan komponen toksik, dan komponenmutagenic.Reaksi
millard
banyak
diman!aatkan
pada
berbagai macam industry produk pangan,diantaranya kecap pada pembuatan gula merah dari nira kelapa, pembentukan :aor padadaging, dan pencoklatan pada pemanggangan roti. *elain itu reaksi maillard juga banyak terjadipada bahan pangan seperti produk
ekstrusi,
produk
susu,
mie,
macaroni,
dan
produk-
produksereal.'ekanisme reaksi maillard sangat kompleks, dimana gula amin akan mengalamidenaturasi, siklisasi, !argmentasi, dan polimerisasi sehingga terbentuk kompleks pigmen yangdisebut melanoidin. 1asil reaksi maillard mungkin dikehendaki, misalnya pada pembentukankulit luar coklat pada roti, bakpia, dan mungkin juga tidak dikehendaki, seperti pada pelunturancoklat susu yang diuapkan dan disterilkan. *elain itu reaksi maillard juga dapat memicu
timbulnya
akrilamida
pada
produk
gorengan
serta
menurunkan daya cerna protein(Prangdimurti et al 665). ;leh karena
itu,
diperlukan
yangmempengaruhi
proses
pengetahuan terjadinya
tentang reaksi
!actor-!aktor
'aillard
dalam
kehidupan sehari-hari. engandemikian, reaksi maillard yang terjadi pada bahan pangan dapat dikontrol. 'ekanisme reaksi maillard terdiri atas tahap reaksi, yaitu reaksi tahap awal (initialstage), reaksi intermediet, dan reaksi tahap akhir (0nal stage). Reaksi tahap awal meliputi reaksipembentukan glikosilamin dan amadori rearrangement.
yaitu
pembentukan
heterosiklik(Batles,89).
komponen
nitrogen
Produk-produk yang meman!aatkan reaksi 'aillard dapat ditambahkan glukosa atau pungula inert untuk mendapatkan warna coklat yang diinginkan. =amun bila reaksi maillard ingindicegah, penambhan natrium metabisul0t dapat diaplikasikan pada bahanpangan. Pemilihan jenis gula menjadi !actor penting karena jenis gula menentukan karakteristik warna coklat padabakpia, selain itu prooduk-produk sari buah dapat mengggunakan gula non pereduksi sepertigula alcohol, sukrosa, atau !ruktosa untul mencegah pencoklatan.
DAFTAR PUSTAKA
Beatles, >. 89.?hemical ?hange in @ood by inarno, @.D. 885. Fimia Pangan dan Dizi. Dramedia Pustaka %tama akarta
KIMIA BAHAN MAKANAN Reaksi Pencoklatan Non-enzimatik
Disusun oleh : Nama
NIM
Prodi
R!an Rea"ar#"
$%%&''%*
Pendidikan Kimia
FAKU+TAS K,-URUAN DAN I+MU P,NDIDIKAN UNI,RSITAS PATTIMURA AMB/N $%$ REAKSI MAILLARD
Reaksi maillard adalah suatu reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dan gula tereduksi, biasanya pada suhu yang tinggi. Seperti layaknya proses karamelisasi tetapi karamelisasi berbeda dengan maillard. Karamelisasi merupakan degradasi gula karena panas. Reaksi maillard tergolong reaksi non enzimatik ini menghasilkan warna coklat (browning). Secara umum suhu pemanasan lebih berpengaruh daripada waktu pemanasan dalam reaksi maillard. Mekanisme reaksi maillard sangat kompleks, dimana gula amin akan mengalami denaturasi, siklisasi, argmentasi, dan polimerisasi sehingga terbentuk kompleks pigmen yang disebut melanoidin. Reaksi Maillard umumnya terjadi pada p! "#$%,&. 'ada p! rendah, banyak gugus amino yang terprotonasi sehingga hanya sedikit asam amino yang tersedia untuk reaksi maillard. 'roses ini berlangsung dalam suasana basa, suhu tinggi ataupun kelembaban tinggi. 'roduk#produk yang memanaatkan reaksi maillard dapat ditambahkan glukosa ataupun gula inert untuk mendapatkan warna coklat yang diinginkan. amun bila reaksi maillard ingin dicegah, penambahan natrium metabisulit dapat diaplikasikan pada
bahan pangan. 'emilihan jenis gula menjadi aktor penting karena jenis gula sangat menentukan karakteristik warna coklat pada bahan pangan.
Reaksi Maillard yang diinginkan antara lain sebagai berikut : Reaksi Maillard ini dapat terjadi pada waktu pembakaran roti, pengolahan kopi, pengolahan produk coklat, sirup maple (sejenis kayu), pemanasan daging terutama bila terdapat bahan pangan nabati, pembuatan dodol susul. 'roduksi sereal sarapan seperti sereal jagung, beras, gandum dll. Reaksi Maillard dapat terjadi selama pembakaran roti. *kibatnya roti berwarna coklat karena terjadinya reaksi dengan gula pereduksi yang dibentuk selama proses ermentasi tetapi tidak habis digunakan oleh khamir dari ragi roti. Meskipun gula nonreduksi seperti sukrosa tidak bereaksi dengan protein pada suhu rendah, tetapi pada suhu tinggi ternyata dapat menimbulkan reaksi maillard, dimana pada suhu t inggi terjadi pemecahan ikatan glikosidik dari sukrosa dan menghasilkan glukosa dan ruktosa. 'ada pembuatan dodol reaksi maillard diinginkan terjadi karena diinginkannya aroma, warna serta tekstur dan rasanya yang sangat erat kaitannya dengan rasa khas yang ditimbulkan oleh dodol sehingga lebih disukai konsumen.
Reaksi Maillard yang tidak diinginkan antara lain sebagai berikut : +alaupun memberikan keuntungan dalam memberi warna dan aroma, reaksi maillard juga memberi eek yang tidak diinginkan pada beberapa proses biologis dan makanan. Reaksi ini juga berhubungan dengan aroma dan pewarnaan yang tidak diinginkan pada beberapa makanan seperti makanan kering. Seperti perubahan warna pada susu bubuk, perubahan pada saat pengolahan makanan kaleng. 'enurunan nilai biologis protein terutama untuk asam amino lysine dapat menghasilkan cita rasa dan tekstur yang tidak disukai. nteraksi antara gugus karbonil dan amino dapat merusak kualitas nutrisi protein dengan cara mengurangi jumlah lysine dan beberapa jenis asam amino lain dan membentuk zat yang menghambat atau bersiat antinutrisi. +arna coklat yang timbul akibat reaksi maillard sebenarnya ti da k di in gi nk an da n menandakan bahwa laour susu tersebut hangus sehingga terjadi penurunan nilai gizi pada susu. Selain itu reaksi maillard juga dapat memicu timbulnya akrilamida pada produk gorengan serta menurunkan daya cerna protein. Reaksi maillard juga dapat bersiat karsinogenik jika terjadi dalam jumlah yang berlebihan walaupun dapat juga berperan sebagai antioksidan dalam jumlah yang sesuai. Misalnya terjadi pada pembakaran roti,
daging dll. -ika dibakar pada suhu yang sangat tinggi dan dalam waktu yang sangat lama akan menimbulkan siat karsinogenik jika dimakan. leh
karena
itu,
diperlukan
pengetahuan
tentang
aktor#aktor
yang
mempengaruhi proses terjadinya reaksi maillard dalam kehidupan sehari#hari. /engan demikian reaksi maillard yang terjadi pada bahan pangan dapat dikontrol sehingga tidak sampai terjadi untuk menimbulkan kerugian atau kerusakan pada bahan pangan.
Reaksi Maillard Sebagai Antioksidan: 'ada umumnya reaksi maillard terjadi dalam dua tahapan, yaitu tahap reaksi awal dan reaksi lanjutan. 'ada tahap awal reaksi inilah yang dapat berperan sebagai antioksidan dengan menghasilkan antioksidan seperti pyrazines, pyridines, thiazoles, pyrroles dan o0azoles. *ntioksidan
selanjutnya akan berperan dalam menghambat
proses oksidasi yang terjadi pada bahan makanan yang tidak dikehendaki karena bersiat karsinogenik. Kondensasi antara gugus karbonil dari gula pereduksi
dengan gugus amino
bebas dari asam amino dalam rangkaian protein akan menghasilkan produk hasil kondensasi berupa #glycosylamine atau #ructosylamine karena kehilangan molekul air (!1) dan akhirnya tersiklisasi oleh amadori rearangement membentuk senyawa $# amino#$#deoksi#1#ketosa dimana senyawa tersebut merupakan senyawa intermediet amadori. Senyawa $#amino#$#deoksi#1#ketosa atau senyawa amadori yang terbentuk merupakan bentuk utama lysine yang terikat pada bahan pangan setelah terjadinya reaksi maillard awal. 'ada tahap ini secara isual bahan pangan masih berwarna seperti aslinya, belum berubah menjadi berwarna coklat, namun demikian lysine dalam protein bahan pangan tersebut sudah tidak tersedia lagi secara biologis. Senyawa $#amino#$#deoksi#1#ketosa kemudian akan membentuk reductones dan dehydroreductones dimana reduktonesnya berupa !1S dan !2 yang selanjutnya akan menghasilkan senyawa antioksidan yang diingikan setelah mengalami hetrerosiklisasi. *ntioksidan yang dibentuk antara lain adalah 3urans, 4hiophenes, 'yrroles. /an dehydroreductonesnya berupa asam amino dan degradasi strecker yang selanjutnya harus menjadi reductones terlebih dahulu untuk membentuk antioksidan dengan membentuk senyawa seperti Methional, !2 dan !1S. Reductones dan dehydroreductones selain itu juga membentuk kondensasi retroaldol yang dapat membentuk senyawa !ydro0yacetone *cetoin *cetylaldehy dan senyawa
5lyo0al
!ydro0yacetone,
'yrualdehyde
*cetoin,
5lycerolaldehyde.
*cetylaldehy
dan
senyawa
Selanjutnya 5lyo0al,
senyawa
'yrualdehyde,
5lycerolaldehyde serta senyawa Methional, !2 dan !1S (dari hasil dehydroreductones yang berubah menjadi reductones) akan mengalami heterosiklisasi sehingga dapat terbentuk antioksidan#antioksidan seperti 'yrazines, 'yridines, 4hiazoles, 'yrroles 6 0azoles. Mekanisme pembentukan antioksidan pada reaksi maillard dapat digambarkan sebagai berikut 7
*ntioksidan#antioksidan diatas tergolong ke dalam senyawa enolik. Senyawa enolik dapat berperan sebagai antioksidan dengan jalan menyumbangkan satu atom hidrogennya kepada radikal enoksil yang terbentuk ketika enolik menyumbangkan satu atom hidrogennya kepada radikal bebas. Senyawa#senyawa tersebut bertindak sebagai antioksidan melalui kemampuannya untuk bereaksi dengan radikal bebas (terutama radikal peroksi yakni R8). /alam hal ini, senyawa enolik bertindak sebagai donor hidrogen atau sebagai akseptor radikal peroksi. R8 9 *!1 ###########: R! 9 *!8 *!8 9
*!8
############: *
9
*!1
