browning process

7/25/2019 Browning Process

1/14

SUMBER 1

Reaksi pencoklatan pada bahan pangan dapat dibagi menjadi dua reaksi utama

yaitu pencoklatan enzimatis dan non-enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis

adalah proses kimia yang terjadi pada bahan pangan terutama sayuran dan buah-

buahan yang menghasilkan pigmen warna coklat (melanin). Pencoklatan enzimatisdipicu oleh enzim oksidase dan oksigen (1, benzenediol! o"ygen o"idoreductase,

#$ 1.1%.&.1) yang dikenal sebagai phenolo"idase, phenolase, monophenol o"idase,

diphenol o"idase dan tyrosinase. Reaksi ini dapat terjadi bila jaringan tanaman

terpotong, terkupas dan karena kerusakan secara mekanis yang dapat

menyebabkan kerusakan integritas jaringan tanaman. 'al ini menyebabkan enzim

dapat kontak dengan substrat yang biasanya merupakan asam amino tirosin dan

komponen enolik seperti katekin, asam kaeat, dan asam klorogena sehingga

substrat enolik pada tanaman akan dihidroksilasi menjadi &,-dihidroksienilalanin

(dopa) dan dioksidasi menjadi kuinon oleh enzim phenolase. Reaksi ini banyak

terjadi pada buah-buahan atau sayuran yang banyak mengandung substratsenyawa enolik seperti catechin dan turunannya, yaitu* tirosin, asam kaeat, asam

klorogenat serta leukoantosianin.

$aramel

Pencoklatan enzimatis pada bahan pangan memiliki dampak menguntungkan dan

juga dampak yang merugikan. Reaksi pencoklatan enzimatis bertanggung jawab

pada warna dan +aor yang terbentuk. ampak yang menguntungkan, misalnya

enzim polienol oksidase bertanggung jawab terhadap karakteristik warna coklat

keemasan pada buah-buahan yang telah dikeringkan seperti kismis, buah prem dan

buah ara. ampak merugikannya adalah mengurangi kualitas produk bahan pangan

segar sehingga dapat menurunkan nilai ekonomisnya. ebagai contoh, ketika

memotong buah apel atau pisang. elang beberapa saat, bagian yang dipotong

tersebut akan berubah warna menjadi coklat. Perubahan warna ini tidak hanya

mengurangi kualitas isual tetapi juga menghasilkan perubahan rasa serta

hilangnya nutrisi. Reaksi pencoklatan ini dapat menyebabkan kerugian perubahan
https://belajarbiokimia.files.wordpress.com/2014/10/caramel-color-300x2251.jpg


2/14

dalam penampilan dan siat organoleptik dari makanan serta nilai pasar dari produk

tersebut.

/ecepatan perubahan pencoklatan enzimatis pada bahan pangan dapat dihambat

melalui beberapa metode berdasarkan prinsip inaktiasi enzim, penghambatan

reaksi substrat dengan enzim, penggunaan chelating agents, oksidator maupuninhibitor enzimatis. 0dapun cara konensional yang biasa dilakukan adalah

perlakuan perendaman bahan pangan dalam air, larutan asam sitrat maupun

larutan sult.

elain secara enzimatis, terdapat pula reaksi pencoklatan non-enzimatis yang terdiri

atas reaksi 2aillard dan karamelisasi (pemanasan gula sukrosa menjadi karamel).

Reaksi 2aillard adalah reaksi antara karbohidrat khususnya gula pereduksi dengan

gugus amina primer pada bahan pangan yang menghasilkan produk berwarna

cokelat yang dikehendaki pada pengolahan bahan pangan, misalnya*

pemanggangan daging atau roti maupun proses penggorengan ubi jalar, singkong

dan lain sebagainya. Reaksi 2aillard berlangsung melalui tahap berikut*

0ldosa (gula pereduksi) bereaksi dengan asam amino atau dengan gugus amino

dari protein sehingga dihasilkan basa chi3.

Perubahan terjadi menurut reaksi amadori sehingga menjadi amino ketosa.

'asil reaksi amadori mengalami dehidrasi membentuk urural dehida dari pentosa

atau hidroksil metil urural dari heksosa.

Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan produk antara berupa metil-dikarbonil

yang diikuti penguraian menghasilkan reduktor dan dikarboksil seperti metilglioksal,

asetot dan diasetil.

0ldehida-aldehida akti dari produk tahap ke-& dan terpolimerisasi tanpa

mengikutsertakan gugus amino (disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan

amino membentuk senyawa berwarna cokelat yang disebut melanoidin.


3/14

4ahap Reaksi 2aillard

Reaksi 2aillard telah memberikan perubahan besar pada industri makanan, sebab

reaksi ini berpengaruh pada aroma, rasa dan warna, diantaranya* industri

pemanggangan kopi dan biji kokoa, proses pengembangan roti dan kue dan

pembakaran sereal dan pemasakan daging. 5ebih jauh lagi, produk dari reaksi

2aillard ini dapat menyebabkan penurunan nilai gizi secara signikan. Penurunan

kandungan gizi yang penting ini terjadi akibat pembentukan senyawa toksik dan

mutagenik. Polimer akhir yang dihasilkan telah diketahui siat-siat sik dan

kimianya, antara lain* berwarna coklat, memiliki berat molekul besar, mengandung

cincin uran dan polimer nitrogen (karbonil, karboksil amina, amida, pirol, indol,

azometih, ester, anhidrida, eter, metil dan atau grup hidroksil). Reaksi ini dapat

terjadi misalnya saat memanaskan makanan seperti produk roti yang biasanya

mengandung 1%6 total lisin yang akan berubah menjadi pyralin. usu bubuk dapat

mengandung 7%6 lisin dapat membentuk produk amidori yaitu laktulosalysin.

umber Pustaka*

8ood 9iochemistry and 8ood Processing, nd #dition, :iley-9lackwell Publication

(%1).
https://belajarbiokimia.files.wordpress.com/2014/10/milliard.jpg


4/14

SUMBER 2

Reaksi Pencoklatan (9rowning) #nzimatis dan ;on-enzimatis

Reaksi pencoklatan browning terdiri dari reaksi pencoklatan enzimatis dan non-

enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis biasa terjadi pada buah-buahan dan sayur-

sayuran yang memiliki senyawa enolik. enyawa ini berungsi sebagai substrat

bagi enzim polienoloksidase (PPntuk memicu terjadinya reaksi

pencoklatan, harus ada reaksi antara enzim PPntuk mengontrol pencoklatan enzimatis dapat dilakukan inaktiasi PP< dengan

panas, penghambatan PP< secara kimiawi (dengan asidulan, pengaturan p',pengkelat, atau koaktor esensial yang terikat pada enzim), agen pereduksi (asam

askorbat ? eritrobat), pengurangan oksigen (pengemasan akum, perendaman

gula, pelapisan edible lm), enzim proteolitik, ataupun dengan madu ('artoyo 0 et

al %1%).

enyawa enolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling

berdekatan merupakan substrat yang baik untuk proses pencoklatan. Proses

pencoklatan enzimatik memerlukan adanya enzim enol oksidase dan oksigen yang

harus berhubungan dengan substrat tersebut. #nzim-enzim yang dapat mengkatilis

oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama, yaitu enol

oksidase, polienol oksidase, enolase, atau polienolase! masing-masing bekerja

secara spesik untuk substrat tertentu.

Reaksi pencoklatan non-enzimatis yaitu karamelisasi, reaksi 2aillard, dan

pencoklatan akibat itamin $.

/aramelisasi

9ila suatu larutan sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat,

demikian juga titik didihnya. /eadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruhair menguap semua. 9ila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan

diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa

yang lebur. 4itik lebur sukrosa adalah 1@%%$. 9ila gula yang telah mencair tersebut

dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu

1A%%$, 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* 2ula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi


5/14

sebuah molekul glukosa dan sebuah ruktosan (8ruktosa yang kekurangan satu

molekul air). uhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dari setiap

molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan

ruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimerisasi, dan

beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.

:arna coklat karamel didapat dari pemanasan larutan sukrosa dengan amonium

bisulat seperti yang digunakan pada minuman cola, minuman asam lainnya,

produk-produk hasil pemanggangan, sirup, permen, pelet, dan bumbu kering.

5arutan asam (p' -,7) ini memiliki muatan negati (8ennema 1BB@). 4erdapat tiga

kelompok karamel, yaitu karamelan, karamelen, dan karamelin, yang masing-

masing memiki bobot molekul berbeda ('artoyo 0 et al %1%).

Reaksi 2aillard

Reaksi 2aillard adalah reaksi yang terjadi antara karbohidrat, khususnya gula

pereduksi dengan gugus amina primer. 'asil reaksi tersebut menghasilkan bahan

berwarna cokelat, yang sering disebut dikehendaki atau kadang-kadang malahan

menjadi pertanda penurunan mutu.

Reaksi 2aillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut *

utu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus

amino dari protein sehingga menghsilkan basa chi3.

Perubahan terjadi menurut reaksi 0madori sehingga menjadi amino ketosa.

ehidrasi dari hasil reaksi 0madori membentuk turunan-turunan ururaldehida,

misalnya dari heksosa diperoleh hidroksi metil urural.

Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metil C-dikarbonil yang

diikuti penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan C-dikarboksil seperti

metilglioksal, asetol, dan diasetil.

0ldehid-aldehid akti dari & dan terpolemerisasi tanpa mengikutsertakan gugus

amino (disebu kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa

berwarna cokelat yang disebut melanoidin.

Reaksi 2aillard terjadi antara gugus amin (asam amino) dan gula pereduksi

(gugus keton atau aldehidnya). Pada akhir reaksi terbentuk pigmen coklat

melanoidin yang memiliki bobot molekul besar. Reaksi yang diawali dengan reaksi

antara gugus aldehid atau keton pada gula dengan asam amino pada protein ini

membentuk glukosilamin. elain gugus aldehid=keton dan gugus amino, aktor yang

memengaruhi reaksi 2aillard, adalah suhu, konsentrasi gula, konsentrasi amino, p',

dan tipe gula.


6/14

9erkaitan dengan suhu, reaksi ini berlangsung cepat pada suhu 1%%o$ namun

tidak terjadi pada suhu 17%o$. /adar air 1%-176 adalah kadar air terbaik untuk

reaksi 2aillard, sedangkan reaksi lambat pada kadar air yang terlalu rendah atau

terlalu tinggi. Pada p' rendah, gugus amino yang terprotonasi lebih banyak

sehingga tidak tersedia untuk berlangsungnya reaksi ini. >mumnya molekul gula

yang lebih kecil bereaksi lebih cepat dibanding molekul gula yang lebih besar.alam hal ini, kongurasi stereokimia juga memengaruh, misalnya pada sesama

molekul heksosa, galaktosa lebih reakti dibanding yang lain ('artoyo 0 et al %1%).

Pencoklatan 0kibat Ditamin $

Ditamin $ ( asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat

bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna cokelat nonenzimatik.

0sam-asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidrokaskorbat.

alam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreersible

dengan membentuk suatu senyawa diketogulonati kemudian berlangsung reaksi

2aillard dan proses pencoklatan.

0840R P>40/0

8ennema


7/14

SUMBER 3

9R


8/14

penggunaan chelating agents, oksidator maupun inhibitor enzimatis. 0dapun cara

konensional yang biasa dilakukan adalah perlakuan perendaman bahan pangan

dalam air, larutan asam sitrat maupun larutan sult. :iley-9lackwell (%1).

Proses browning nonenzimatik.

Proses 9rowning non #nzimatis disebabkan oleh reaksi pencoklatan tanpa pengaruh

enzim, biasanya terjadi saat pengolahan berlangsung. $ontohnya proses

karamelisasi pada gula, yaitu proses pencokelatan yang disebabkan karena

bertemunya gula reduksi dan asam amino (penyusun protein) pada suhu tinggi dan

waktu lama. Perlu diingat, gula yang dimaksud dalam pangan bukan berarti gula

jawa atau gula pasir. Gula merupakan bagian dari /arbohidrat. 4epung terigu dan

pati (amilum) adalah gula kompleks, biasa disebut dengan polisakarida. Reaksi

pencoklatan secara nonenzimatik pada umumnya ada dua macam reaksi

pencoklatan nonenzimatik yaitu karamelisasi dan reaksi 2aillard.

/aramelisasi

9ila suatu larutan sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat,

demikian juga titik didihnya. /eadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh

air menguap semua. 9ila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan

diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa

yang lebur. 4itik lebur sukrosa adalah 1@%o$. 9ila gula yang telah mencair tersebut

dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu

1A%o$, 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* 2ula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi

sebuah molekul glukosa dan sebuah ruktosan (8ruktosa yang kekurangan satumolekul air). uhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dari setiap

molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan

ruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimerisasi, dan

beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.

Reaksi 2aillard

Reaksi 2aillard adalah reaksi yang terjadi antara karbohidrat, khususnya gula

pereduksi dengan gugus amina primer. 'asil reaksi tersebut menghasilkan bahan

berwarna cokelat, yang sering disebut dikehendaki atau kadang-kadang malahan

menjadi pertanda penurunan mutu. Reaksi 2aillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut*

1. uatu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus

amino dari protein sehingga menghsilkan basa chi3.

. Perubahan terjadi menurut reaksi 0madori sehingga menjadi amino ketosa.


9/14

&. ehidrasi dari hasil reaksi 0madori membentuk turunan-turunan ururaldehida,

misalnya dari heksosa diperoleh hidroksi metil urural.

. Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metil C- dikarbonil yang

diikuti penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan C-dikarboksil seperti

metilglioksal, asetol, dan diasetil.

7. 0ldehid-aldehid akti dari & dan terpolemerisasi tanpa mengikutsertakan gugus

amino (disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa

berwarna cokelat yang disebut melanoidin.

Reaksi 2aillard telah memberikan perubahan besar pada industri makanan, sebab

reaksi ini berpengaruh pada aroma, rasa dan warna, diantaranya* industri

pemanggangan kopi dan biji kokoa, proses pengembangan roti dan kue dan

pembakaran sereal dan pemasakan daging. 5ebih jauh lagi, produk dari reaksi

2aillard ini dapat menyebabkan penurunan nilai gizi secara signikan. Penurunan

kandungan gizi yang penting ini terjadi akibat pembentukan senyawa toksik dan

mutagenik. Polimer akhir yang dihasilkan telah diketahui siat-siat sik dan

kimianya, antara lain* berwarna coklat, memiliki berat molekul besar, mengandung

cincin uran dan polimer nitrogen (karbonil, karboksil amina, amida, pirol, indol,

azometih, ester, anhidrida, eter, metil dan atau grup hidroksil). Reaksi ini dapat

terjadi misalnya saat memanaskan makanan seperti produk roti yang biasanya

mengandung 1%6 total lisin yang akan berubah menjadi pyralin. usu bubuk dapat

mengandung 7%6 lisin dapat membentuk produk amidori yaitu laktulosalysin.

:iley-9lackwell (%1).

9eberapa contoh dan hasil penelitian mengenai reaksi maillard dan karamelisasi.

1. Pada hasil analisis kadar gula reduksi dengan metode 5u3 schoorl

penelitian /ualitas Gula 2erah - utrisno, dkk Jurnal Pangan dan 0groindustri Dol.

;o.1 p.BA- 1%7, Januari %1, bahwa semakin tinggi penambahan konsentrasi pasta

(santan dan kacang) maka semakin tinggi kadar gula reduksi gula merah. 0danya

proses pemanasan saat pembuatan gula merah mempengaruhi kandungan gula

reduksi. 5ama pengeringan akan meningkatkan kadar gula reduksi gula merah. 'al

ini disebabkan karena terjadi penurunan kadar air sehingga persentase gula reduksi

meningkat. /andungan sukrosa pada gula merah juga akan terinersi akibat

pemanasan. ukrosa bersiat non pereduksi karena tidak mempunyai gugus


10/14

. Proses pencoklatan bahan makanan selama pemanasan (pengolahan)

berkorelasi langsung dengan senyawa 7-hydro"ymethyl--uruural ('28) (2ancilla

2argalli dan 5opez, %%). 7-hydro"ymethyl--urural dapat terbentuk baik pada

reaksi karamelisasi maupun maillard, senyawa tersebut cenderung mengalami

peningkatan selama proses pemasakan. Pada bahan makanan sumber pati, reaksi

karamelisasi lebih dominan menentukan terbentuknya pigmen coklat daripadareaksi maillard karena bhan makanan berupa relati sedikit mengandung asam

amino maupun protein (2arsono, %%@).

9erdasarkan hasil penelitian /inetika Perubahan /adar 7-'ydro"ymethyl--8urural

('28) 9ahan 2akanan 9erpati elama Penggorengan - upriyantono dkk, Jurnal

4eknol. an Fndustri Pangan, ol. KDFF ;o. 4h. %%@. Jagung dikategorikan sebagai

bahan makanan sumber pati, sehingga apabila jagung diproses dengan perlakuan

panas pada suhu tinggi seperti proses penggorengan akan terjadi reaksi

karamelisasi. Reaksi karamelisasi tersebut ditandai dengan adanya proses

pencoklatan, yang dikategorikan dengan proses pencoklatan non-enzymatis. Jagung

juga memiliki kandungan protein, untuk berbagai arietas jagung memiliki

kandungan protein berkisar 7,A I B,A 6 (Fnternational tarch Fnstitute,

%%7). /eberadaan protein tersebut memungkinkan bahwa pada saat

penggorengan jagung juga terjadi reaksi pencoklatan non-enzymatis karena adanya

reaksi 2aillard, yaitu reaksi-reaksi antara karbohidrat khususnya gula reduksi

dengan gugus amino primer.


11/14

Penentuan asam askorbat dalam arietas kentang digunakan untuk proses

penghambatan pencoklatan kentang atau proses browning (inhibitor), karena

menurut (2ondy, 1BB&), asam askorbat dapat menghambat enzim PP< pembentuk

melanin. 2etode yang digunakan adalah metode spektrootometri untuk

menentukan tirosin. 0sam askorbat, aktiitas enzim PP< dan perubahan warna

kentang dengan metoda 2urshell oil $olour $hart.

9erdasarkan hasil pengamatan, 2enurut #skin (1BB1) tirosin dapat berperan

sebagai substrat pada reaksi enzimatis dan non enzimatis, melakukan reaksi

2eillard dengan karbohidrat. edangkan kadar asam askorbat arietas :onosobo

lebih tinggi dibandingkan arietas 4awangmangu. Penelitian 2ondy dkk (1BB&)

asam askorbat dapat menghambat aktiitas enzim, sehingga pembentukan melanin

terhambat. 0ktiitas enzim PP< dan aktiiras spesiknya diukur pada kondisi p'

dan substrat maksimum dan suhu HL $ , dapat dilihat perbedaan kedua arietas.

9erdasarkan analisis perubahan warna, kadar tirosin tidak ikut berperan penting

pada perubahan warna kentang, karena kadar tirosin hampir sama. Reaksipencoklatan dapat juga terjadi dengan enol lainnya yaitu asam klorogenat ( Jiri

aidek, 1BB%). 9ila dilihat kandungan asam askorbat yang sangat berbeda sekali ,

arietas :onosobo cenderung berperan sebagai reaksi non enzimatis dapat

dihubungkan dengan perubahan warna yang lebih lama dibandingkan arietas

4awangmangu. 0sam askorbat dapat berungsi pada reaksi enzimatik dan non

enzimatik ( #skin,1BB1). 0ktiitas kedua arietas sangat berbeda, jika aktiitas

besar, maka perubahan warna akan cepat, tapi hasil penelitian berbeda, arietas

:onosobo lebih lama dibandingkan arietas 4awangmangu perubahan warnanya.

Jadi pada penelitian ini enzim tidak merupakan indikator pada perubahan warna

kentang.

&.1 /esimpulan

- Proses browning adalah proses kecoklatan pada buah yang terjadi akibat

proses enzimatik oleh polienol oksidasi.

- Reaksi pencoklatan pada bahan pangan dapat dibagi menjadi dua reaksi

utama yaitu pencoklatan enzimatis dan non-enzimatis.

- Pencoklatan enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung

substrat enolik, di samping katekin dan turunnya seperti tirosin, asam kaeat, asam

klorogenat, serta leukoantosiain dapat menjadi substrat proses pencoklatan.

- Proses 9rowning non #nzimatis disebabkan oleh reaksi pencoklatan tanpa

pengaruh enzim, terjadi saat pengolahan berlangsung.

- Reaksi pencoklatan secara nonenzimatik pada umumnya ada dua macam

reaksi pencoklatan nonenzimatik yaitu karamelisasi dan reaksi 2aillard.


12/14

- Reaksi 2aillard adalah reaksi yang terjadi antara karbohidrat, khususnya

gula pereduksi dengan gugus amina primer.

- /aramelisasi adalah reaksi oksidasi dari gula.

0840R P>40/0

9lackwell, :iley, %1. 8ood 9iochemistry and 8ood Processing, nd (ed). ;ew Eork

9oa, 0.;. (%%1) 4he $hemistry o 8ood, 5ecture &, $hemistry in

$onte"t!http*==www.hull.ac.uk=php=$hsamb=8ood&.pd. iakses pada % Januari %%@

9uckle, /.0., 1BHA. Flmu Pangan. >niersitas Fndonesia Press. Jakarta

aid,j.,et al, 1BB% , Jan Dalisek and Jan pokarny $hemical $hanges uring 8oodProcessing , #leier, 0msterdam

#skin, ;.0.2.,et al, 1BB1, 9iochemistry o 8ood, 0cademic Press, ;ewEork,

8ennema,


13/14

SUMBER 4

$. Penghambatan Pencoklatan

Pencegahan pencoklatan menurut 0nonim (%11) dapat dilakukan dengan cara

sebagai berikut*

a. Pengurangan oksigen (


14/14

c. 2engurangi komponen-komponen yang bereaksi browning melalui deaktiasi

enzim enolase yang mengandung komponen $u (suatu koaktor esensial yang

terikat pada enzim PP

browning process

Documents