Peranan Enzim dalam Memangkin Industri Makanan

Oleh: Ts. Dr. Abdullah Amru Indera Luthfi

Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses, Ketua Sub-bidang (Teknologi Fermentasi),
Pusat Penyelidikan Teknologi Proses Mampan (CESPRO), Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina, UKM

Enzim merupakan molekul protein yang berfungsi sebagai ‘pemangkin hidup’ atau ‘pemangkin biologi’ yang mengawal, menggerakkan atau mempercepatkan sesuatu tindak balas biologi. Tindak balas biologi dalam makanan merujuk kepada proses kimia yang terjadi dalam bahan makanan ketika ia diproses oleh sel hidup atau enzim. Contoh proses yang melibatkan tindak balas biologi adalah fermentasi, pencernaan dan metabolisme nutrien dalam pemakanan. Setiap enzim mempunyai ‘tapak aktif’ yang tersendiri dan spesifik kepada substrat tertentu untuk penghasilan produk sasaran. Ianya boleh dianalogikan seperti polimer kanji diuraikan oleh enzim penghancur kanji kepada monomer gula yang manis, iaitu bahan asas pembentukan kanji. Apabila substrat (kanji) memasuki tapak aktif enzim, maka tindak balas kimia akan berlaku dengan cepat dan terhasilnya produk yang diinginkan (gula).

Enzim memainkan peranan penting dalam penguraian komponen makanan dan pengubahsuaian nutrien menjadi bentuk yang lebih mudah untuk penghadaman. Ia juga membantu meningkatkan kualiti, keselamatan dan kecekapan pemprosesan makanan. Enzim boleh didapati daripada pelbagai sumber termasuk tumbuh-tumbuhan, haiwan, mikroorganisma dan lain-lain. Menurut kajian, sumber mikroorganisma adalah sumber primer bagi penghasilan enzim, yang mana ia menyumbang kepada lebih daripada 80% enzim yang digunakan dalam industri makanan. Ini diikuti dengan sumber tumbuhan dan haiwan yang masing-masing sekitar 10% dan 5% daripada penghasilan enzim industri.

Enzim berasaskan mikroorganisma seperti amilase, glukosa oksidase, protease, lipase, laktase, esterase dan asparaginase digunakan secara meluas dalam industri makanan untuk meningkatkan sifat dan kualiti makanan. Enzim amilase yang dihasilkan dari kultur Bacillus subtilis, Aspergillus atau Rhizopus oryzae dapat membantu dalam penghadaman, keanjalan tepung dan memberikan kelembutan kepada struktur dalaman makanan. Penambahan amilase dalam pembuatan dodol dapat mengurangkan kepekatan tepung pulut dan menghasilkan tekstur yang lebih padat. Dalam pembuatan roti, amilase memecahkan kanji dalam tepung menjadi glukosa yang kemudiannya digunakan oleh yis untuk menaikkan rasa, tekstur dan aroma pada roti. Sementara itu, enzim glukosa oksidase yang dihasilkan secara komersial dari kulat Aspergillus niger dan Penicillin glaucum dapat meningkatkan kualiti keseragaman doh dalam produk bakeri dan meningkatkan jangka hayat produk makanan semasa pembungkusan.

Protease pula adalah sejenis enzim yang menyumbang kira-kira 60% daripada kesemua enzim industri. Ia dapat meningkatkan rasa, nilai nutrisi, kebolehtelapan, pencernaan protein dalam pemakanan dan mempengaruhi sifat fungsinya seperti penggumpalan dan pengemulsi. Enzim protease biasanya digunakan untuk memecahkan protein yang banyak terdapat dalam daging yang menghasilkan peptida dan asid amino. Apabila enzim protease ditambah ke dalam daging, ia boleh memecahkan struktur protein yang membuatkan daging menjadi lebih lembut dan mudah dikunyah. Selain itu, enzim jenis laktase yang dihasilkan oleh spesis bakteria asid laktik (LAB) adalah enzim yang digunakan dalam industri susu untuk menguraikan laktosa dan membolehkan individu yang mempunyai ‘Intoleransi Laktosa’ untuk mengambil susu dan produk berasaskan susu. Enzim ini juga digunakan untuk menghasilkan produk susu rendah laktosa atau bebas laktosa. Enzim lipase pula dapat meningkatkan rasa dan aroma makanan yang lazimnya digunakan dalam penghasilan keju dan yogurt. Ia ditambah ke dalam susu untuk membantu memecahkan lemak kepada asid lemak di dalam susu bagi membantu menstabilkan tekstur dan rasa serta menambah kelazatan keju atau yogurt.

Enzim esterase berperanan dalam menambahbaik rasa dan aroma makanan seperti rasa ‘buah’ pada pisang dan aroma ‘bunga’ pada strawberi. Enzim ini bertindak memecahkan ikatan ester dalam buah-buahan dan sayur-sayuran yang memberikan rasa dan aroma yang menyelerakan. Enzim asparaginase pula lazimnya digunakan dalam pembuatan kerepek kentang, kentang goreng, roti dan kopi. Fungsinya adalah untuk mengurangkan pembentukan akrilamida, iaitu bahan yang boleh menyebabkan kanser yang terbentuk semasa proses penghasilan makanan bersuhu tinggi. Akrilamida terbentuk semasa pemanasan akibat daripada tindak balas Maillard yang berlaku antara komponen gula dan komponen asid amino yang terdapat dalam bahan makanan. Pembentukan akrilamida dapat dikurangkan dengan menggunakan enzim jenis asparaginase untuk memecahkan asid amino asparagin, iaitu binaan asas yang membentuk akrilamida. Ini dapat meningkatkan keselamatan dan kualiti produk makanan tersebut, di samping turut menambahbaik aspek rasa dan warna.

Selain itu, enzim dapat meningkatkan kecekapan proses pembuatan makanan kerana boleh dijalankan pada suhu dan pH yang lebih rendah, mempercepatkan proses penghasilan makanan dan mengurangkan penggunaan bahan kimia sintetik. Ini membolehkan makanan diproses dengan kos yang lebih rendah dan kualiti yang lebih baik. Bagi memastikan keselamatan makanan terjamin dalam tempoh hayat yang lebih lama, enzim juga digunakan untuk merencat aktiviti dan pertumbuhan kuman perosak makanan. Enzim seperti laktoperoksidase digunakan dalam susu untuk merencat pertumbuhan bakteria penyebab makanan basi. Enzim juga dapat mengurangkan masa pemprosesan dan kos yang berkaitan dengan penghasilan makanan. Contohnya enzim alfa-amilase dan beta-amilase digunakan dalam pembuatan roti untuk mempercepatkan proses pembentukan doh serta mengurangkan masa yang diperlukan untuk proses penghasilannya.

Terdapat banyak lagi jenis enzim yang digunakan untuk menambahbaik sifat makanan atau minuman yang dihasilkan. Enzim jenis papain yang diekstrak dari buah betik digunakan dalam penghasilan minuman beralkohol dan juga mentega. Manakala enzim bromelin dari batang dan buah nanas digunakan dalam melembutkan daging dengan memecahkan serat otot yang keras dalam daging. Ia juga boleh digunakan dalam pemprosesan susu untuk mengelakkan penggumpalan protein. Selain enzim dari tumbuhan, enzim juga boleh didapati dari haiwan. Antaranya pepsin, tripsin dan kimotripsin iaitu enzim pencernaan yang terdapat dalam perut haiwan mamalia yang boleh memecahkan protein menjadi peptida kecil, rennin yang terdapat dalam perut lembu yang digunakan untuk menggumpalkan susu untuk membuat keju mozarella, kolagenase iaitu enzim yang memecah kolagen, hyaluronidase iaitu enzim yang memecah asid hyaluronik yang merupakan komponen tisu penyambung dalam daging untuk membantu melembutkan daging dan menambahbaik teksturnya.

Kesimpulannya, enzim memainkan peranan yang penting dalam industri makanan dan menyumbang kira-kira 30% daripada jumlah bahan tambahan dalam makanan. Pasaran global untuk enzim makanan dijangka akan berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 6.8% dari tahun 2020 hingga 2026, dengan saiz pasaran dunia dijangka terus meningkat dari RM 9.80 bilion kepada RM 14.30 bilion. Aplikasi enzim dapat membantu dalam memacu produktiviti dan keuntungan industri makanan untuk terus berkembang selari dengan peredaran zaman. Justeru, para pakar dalam industri makanan perlu terus mengkaji dan mengembangkan penggunaan enzim untuk memenuhi permintaan pasaran dan keperluan pengguna.

Kredit foto – ABGI UK

Nota:

Ts. Dr. Abdullah Amru Indera Luthfi adalah pensyarah kanan di Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses dan Ketua Sub-bidang (Teknologi Fermentasi) di Pusat Penyelidikan Teknologi Proses Mampan (CESPRO), Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM). Bidang kepakaran dan tumpuan beliau tertumpu kepada teknologi fermentasi mikroorganisma dan tindak balas enzim pencernaan biomas dalam bioreaktor.