IPB Badge

Pencoklatan (Browning)

Pada umumnya proses pencoklatan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu proses pencoklatan enzimatik dan yang nonenzimatik.Pencoklatan enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung substrat fenolik,  di samping katekin dan turunnya seperti tirosin, asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosiain dapat menjadi substrat proses pencoklatan. Senyawa fenolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling berdekatan merupakan substrat yang baik untuk proses pencoklatan. Proses pencoklatan enzimatik memerlukan adanya enzim fenol oksidase dan oksigen yang harus berhubungan dengan substrat tersebut. Enzim-enzim yang dapat mengkatilis oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama, yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase, fenolase, atau polifenolase; masing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu.

Reaksi pencoklatan secara nonenzimatik belum diketahui atau dimengerti penuh. Tetapi pada umumnya ada tiga macam reaksi pencoklatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi Maillard, dan pencoklatan akibat vitamin C.

Karamelisasi

Bila suatu larutan sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, demikian juga titik didihnya. Keadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh air menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa yang lebur. Titik lebur sukrosa adalah 1600C. Bila gula yang telah mencair tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu 1700C, maka mulailah terjadi karamelisasi sukrosa. Reaksi yang terjadi bila gula mulai hancur atau terpecah-pecah tidak diketahui pasti, tetapi paling sedikit melalui tahap-tahap seperti berikut: Mula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi sebuah molekul glukosa dan sebuah fruktosan (Fruktosa yang kekurangan satu molekul air). Suhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dari setiap molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan fruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimerisasi, dan beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.

Reaksi Maillard

Reaksi Maillard adalah reaksi yang terjadi antara karbohidrat, khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer. Hasil reaksi tersebut menghasilkan bahan berwarna cokelat, yang sering disebut dikehendaki atau kadang-kadang malahan menjadi pertanda penurunan mutu.

Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut:

  1. Sutu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dari protein sehingga menghsilkan basa Schiff.
  2. Perubahan terjadi menurut reaksi Amadori sehingga menjadi amino ketosa.
  3. Dehidrasi dari hasil reaksi Amadori membentuk turunan-turunan furfuraldehida, misalnya dari heksosa diperoleh hidroksi metil furfural.
  4. Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metil α-dikarbonil yang diikuti penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan α-dikarboksil seperti metilglioksal, asetol, dan diasetil.
  5. Aldehid-aldehid aktif dari 3 dan 4 terpolemerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (disebu kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna cokelat yang disebut melanoidin.

Pencoklatan Akibat Vitamin C

Vitamin C ( asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna cokelat nonenzimatik. Asam-asam askorbat berada dalam keseimbangan denga asam dehidrokaskorbat. Dalam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonati kemudian berlangsung reaksi Maillard dan proses pencoklatan.

Kontribusi Nutrisi Mangrove

Hutan payau sering disebut hutan bakau atau mangrove yang merupakan formasi yang khas daerah tropika. Hutan payau terdapat di pantai rendah dan tenang, berlumpur atau sedikit berpasir yang mendapat pengaruh pasang surut air laut, di mana tidak ada ombak keras (Arief 2001). Hutan mangrove merupakan salah satu bentuk ekosistem hutan yang unik, khas, terdapat di daerah pasang surut di wilayah pesisir, pantai, pulau-pulau kecil, dan merupakan potensi sumberdaya alam yang sangat potensial. Hutan mangrove memiliki nilai ekonomis dan ekologis yang tinggi, tetapi sangat rentan terhadap kerusakan apabila kurang bijaksana dalam mempertahankan, pelestarian dan pengelolaannya (Waryono 2008).

Pada hutan payau terdapat campuran air tawar dari sungai dan air laut, pohon-pohon yang tumbuh umumnya berdaun tebal dan mengkilat karena adaptasi evapotranspirasi. Tajuk pepohonan hanya satu dengan ketinggian umumnya rata-rata dapat mencapai 50 m. Komposisi hutan bakau terdiri atas assosiasi beberapa jenis tanaman yang khas sejak mulai dari pantai, yakni berturut-turut Avicenia (api-api) seperti A. marina yang tumbuh pada tanah berliat agak keras dan A. alba pada tanah yang lembek serta Sonneratia (bakau). Disusul Bruguiera cylindrica (tancang)yang hidup pada tanah liat keras dan bila air pasang akan tergenang. Formasi selanjutnya oleh Rhizophora mucronata (bakau) dan Rhizhopora apiculata (bakau) pada pantai agak basah dan berlumpur agak dalam. Selain itu ditemui juga B. parviflora (tancang) yang hidup pada bekas tebangan Rhizophora dan dilanjutkan pada formasi akhir B. gymnorhiza (Arief  2001) .

Hutan mangrove sangat menunjang perekonomian masyarakat pantai, karena merupakan sumber mata pencaharian masyarakat yang berprofesi sebagai nelayan. Secara ekologis hutan mangrove berfungsi sebagai habitat biota laut dan tempat pemijahan bagi ikan yang hidup di laut bebas. Selain itu, keragaman jenis mangrove dan keunikannya memiliki potensi sebagai wahana hutan wisata, penyangga perlindungan wilayah pesisir dan pantai dari berbagai ancaman sedimentasi, abrasi, pencegahan instrusi air laut, dan sebagai sumber pakan habitat biota laut  (Waryono 2008).

Hutan payau memiliki fungsi-fungsi penting atau fungsi ganda, yakni fungsi fisik sebagai pencegahan proses instrusi, fungsi biologis sebagai tempat pembenihan ikan, udang, kerang dan tempat bersarang burung-burung serta berbagi jenis biota, fungsi kimia sebagai tempat dekomposisi bahan organik dan proses-proses kimia lain yang berkaitan dengan tanah mangrove, fungsi ekonomi sebagai sumber bahan bakar dan bangunan, lahan pertanian dan perikanan, obat-obatan dan penyamak (Arief  2001).

Fungsi lain dari hutan mangrove adalah sebagai sumber pangan yang bernilai gizi tinggi. Salah satu dari kekayaan mangrove yang dapat dimanfaatkan adalah buah  pedada. Buah pedada juga dikenal sebagai buah berembang dengan nama ilmiah Sonneratia casiolaris. Menurut Arief (2001) lahan yang ditanami Sonneratia sp. adalah 7,6 m3/ hektar yang memiliki prospek baik untuk dijadikan sebagai sumber gizi bagi manusia.

Sonneratia caseolaris adalah salah satu spesies tanaman mangrove yang tumbuh di daerah estuari atau perairan payau yang memiliki salinitas 10-15 ppm. Sonneratia adalah salah satu dari berbagai jenis tanaman dari ekosistem mangrove yang sering dimanfaatkan untuk keperluan di bidang farmakologi dan konsevasi lingkungan. Spesies ini juga berperan sebagai sarana penunjang kehidupan bagi hewan-hewan atau tumbuhan-tumbuhan yang hidup di perairan payau. Tanaman ini berperan dalam menyuplai O2 dan juga sebagai sumber nutrisi bagi makhluk-makhluk yang hidup disekitarnya (Agung 2007).

Masyarakat di pesisir dan kawasan hutan bakau sendiri telah lama mengkonsumsi buah mangrove. Namun, masyarakat umum belum banyak yang memanfaatkannya sebagai sumber pangan alternatif, hal ini disebabkan karena kurangnya informasi tentang manfaat mangrove sebagai sumber pangan         (Septiadi 2008). Penelitian tentang karakteristik buah pedada ini perlu dilakukan untuk sebagai langkah awal optimalisasi pemanfaatan buah pedada sebagai sumber pangan.

Degradasi dan Denaturasi protein

Degradasi protein merupakan suatu proses pemecahan protein dari ikatan-ikatan yang terdapat di dalamnya. Degradasi ini dapat terjadi akibat adanya pemanasan atau kontaminasi dengan zat kimia. Pada eukariot kebanyakan gangguan terjadi pada sistem tunggal yang meliputi ubiquitin dan proteosom. Ubiquitin pada degradasi protein memperlihatkan bahwa keberadaan 76 protein asam amino yang sangat berlimpah dan melibatkan reaksi proteolisis yang tergantung pada energi, dimana energi tersebut dapat membantu proses ubiquitin dalam degradasi protein. Beberapa penemuan menunjukkan hasil yang positif terhadap identifikasi seri tiga enzim yang menyertakan molekul ubiquitin baik secara tunggal maupun berantai. Asam amino lisin pada protein merupakan salah satu contoh molekul ubiquitin yang dapat dijadikan protein target untuk proses degradasi. Suatu protein dapat bersifat ubiquitin tergantung pada kehadiran atau tidaknya motif asam amino yang ada di dalam protein yang merupakan pertanda sinyal keberhasilan degradasi protein. Sinyal ini tidak memiliki karakteristik yang kompleks, tetapi ada tipe tertentu yang dapat digunakan sebagai karakteristik, diantaranya :

1. N-degron, merupakan suatu urutan elemen yang dipresentasikan pada N-terminal atau rantai ujung N pada suatu protein.

2. Sekuen PEST, dimana tipe ini merupakan tipe yang memiliki sekuen internal yang

banyak mengandung prolin (P), asam glutamat (E), serin (S), dan treonin (T).

Komponen yang kedua proses degradasi protein adalah proteosom, yaitu suatu struktur di dalam protein berubiquitin. Degradasi protein pada eukariot dan prokariot dapat mengalami perbedaan. Eukariot memiliki proteosom yang luas, struktur multi subunit dengan sebuah koefisien sedimetasi 26S, mengandung silinder cekung 20S dan dua ‘cap’ 19 S. Prokariot memiliki proteosom kurang kebih sama dengan ukuran yang sama tetapi kurang kompleks dan terdiri dari berbagai salinan yang hanya memiliki dua macam protein. Proteosom eukariotik juga mengandung 14 tipe berbeda pada subunit protein dengan rongga yang sebagai sebagai pintu masuk, sehingga suatu protein harus direntangkan agar dapat masuk ke dalam proteosom. Protein yang telah terbentang akan dengan mudah memasuki proteosom. Pembentangan ini memungkinkan terjadinya proses pengikatan energi dan terlibat dalam struktur yang sama. Setelah pembentangan ini maka protein dapat masuk ke dalam proteosom dan membelah menjadi rantai peptida pendek 4-10 asam amino yang panjang. Peptida ini dapat kembali ke dalam sitoplasma dan dapat melibatkan kembali pada sintesis protein.

Sedangkan denaturasi adalah perubahan susunan ruang atau rantai polipeptida suatu molekul protein. Terjadi perubahan atau modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier, dan kuartener terhadap molekul protein, tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Karena itu denaturasi dapat pula diartikan suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik, ikatan garam, dan terbukanya lipatan atau wiru molekul. Protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Denaturasi protein dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu oleh panas, pH, bahan kimia, mekanik dan sebagainya. Masing-masing cara mempunyai pengaruh yang berbeda-beda terhadap denaturasi protein.