koagulasi Protein

sekilas tenteng koagulasi protein nih.... :)

Koagulasi adalah keadaan dimana protein tidak lagi terdispersi sebagai suatu koloid karena unit ikatan yang terbentuk cukup banyak. Koagulasi juga dapat diartikan sebagai kerusakan protein yang terjadi akibat pemanasan dan terjadi adanya penggumpalan serta pengerasan pada protein karena menyerap air pada proses tersrbut (Makfoeld, 2008). Koagulasi berbeda dari denaturasi protein, dimana pada koagulasi protein sifat biologi dan aktivitas protein tidak berubah (

2.2. Faktor Penyebab Koagulasi

            Ada beberapa factor yang dapat menyebabkan koagulsi suatu protein, yaitu :

·         Asam

Proses koagulasi protein dapat terjadi karena penambahan asam. Pada proses pembuatan yogurt, susu yang didalamnya terkandung bahan protein dalam bentuk laktosa dan kasein difermentasi dengan penambahan bakteri dari spesies lactobacillus. Dalam proses fermentasi tersebut, susu kemudian mengalami koagulasi karena berubahnya sifat susu menjadi asam yang disebabkan oleh dihasilkannya asam laktat oleh bakteri yang ditambahkan. Perubahan tersebut mengakibatkan susu teragulasi yang membuat teksturnya menjadi kental sehingga terbentuk curd atau youghurt.

·         Garam

Garam berfungsi dalam membantu pengeluaran protein (whay) dari koagulan, pengaturan kadar air dan keasaman keju (sebagai contoh dari adanya koagulasi), pembentukan cita rasa keju (Foster et.al., 1961). Prescott dan Dunn, 1982 mengatakan bahwa jumlah penambahan garam juga berpengaruh pada cita rasa, tekstur, penampakan, jumlah asam laktat, dan menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk. Bila tidak dilakukan penggaraman, maka keju akan lunak, tekturnya tidak elastis, dan pematangan tidak normal. Apabila pengaraman diberikan terlalu banyak maka akan membuat keju menjadi keras dan proses pematangannya berjalan lambat. Penggaraman dapat menyebabkan produksi asam terhambat, sehinggu pH keju setelah penggaraman tidak akan turun lagi.

·         Panas

kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan tumbukan antar partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan.

Suhu lingkungan juga merupakan faktor pentingbagi pertumbuhan mikroba dan sintesis produk metabolisme. Pada suhu optimum mikroba dapat tumbuh dan melakukan metabolism sebaik-baiknya. Suhu optimum pertumbuhan belum tentu merupakan suhu optimum untuk pembentukan enzim. Suhu adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan produksi metabolit, mengingat suhu mempengaruhi kecepatan reaksi kimia, konfigurasi tiga dimensi protein dan kecepatan aktivitas enzim. Suhu yang terlalu rendah menyebabkan reaksi metabolism relative rendah karena tidak cukup energy untuk mencapai suatu reaksi. Pada suhu yang lebih tinggi molekul enzim yang terproduksi lebih aktif dan terjadi tumbukan molekul, dapat memulai suatu reksi selama protein enzim tidak terdenaturasi. Optimal produksi enzim didefinisikan sebagai maksimum produk, pada kondisi ini enzim diproduksi terus-menerus.

·         Enzim

Enzim adalah suatu protein yang bertindak sebagai katalisator reaksi biologi (biokatalisator). Pemanfaatan enzim saat ini berkembang pesat terutama pada industry pengolahan pangan misalnya penggunaan enzim rennet untuk menggumpalkan susu pada proses pembuatan keju.Suhu dan pH merupakan factor yang mempengaruhi aktivitas enzim rennet mikrobia. Oleh karena itu, perlu dikaji penggunaan enzim amobil dengan matriks alginate terhadap lingkungan suhu dan pH yang berbeda sehingga diperoleh kondisi yang optimum bagi enzim amobil untuk melaksanakan reaksi katalitik. Proses koagulasi susu dengan penambahan enzim rennet mikrobia pada saat pembuatan keju memiliki suhu optimum sekitar 30 – 40⁰C, sedangkan pada suhu 15⁰C tidak akan terjadi koagulasi susu dan bila suhu 60⁰C enzim rennet mikrobia menjadi inaktif (Winarno, 1983). Menurut Radiati dan Fardiaz (1991) enzim rennet stabil dalam menggumpalkan susu pada pH 4 – 6.

·         Pembekuan

·         Mikroba

Pentingnya mikroba dalam proses penggumpalan protein adalah karena beberapa jenis mikroba menghasilkan suatu enzim yang dapat menyebabkan penggumpalan. Selain itu, mikroba menghasilkan asam laktat dari laktosa sehingga diperoleh kondisi pH yang diinginkan dan diperlukan saat proses penggumpalan seperti pada proses pembuatan keju. Proses pembentukan curd (gumpalan) pemisahan ataupun pelepasan whey (cairan) dari curd, pembentukan tekstur keju dan pengerasan curd di akhir proses secara signifikan dipengaruhi oleh pH. Fungsi lain dari mikroba adalah menghasilkan residu karbohidrat yang bersama dengan penurunan kelembapan akan mempertahankan stabilitas mikroba keju. Sifat proteolitik dan residu metabolisme mikroba akan akan berperan atau paling tidak sangat esensial dalam pembentukan aroma dan rasa selama proses pemeraman. Mikroba yang digunakan untuk menggumpalkan protein didominasi oleh kelompok grup Streptococcus seperti Streptococcus lactis, S. cremonis, S. diacetylactis dan Leuconostoc cremonis. Selain itu, mikroba jenis lain yang sering digunakan adalah mikroba thermofil (tahan panas) seperti Lactobacilli dan S. thermophilus. Mikroba umumnya digunakan sebagai starter untuk menggumpalkan protein.

2.3. Mekanisme Koagulasi

Koagulasi berawal dari pemanasan yang dapat menyebabkan pemutusan ikatan hidrogenyang menopang struktur sekunder dan tersier suatu protein sehingga menyebabkan sisihidrofobik dari gugus samping polipeptida akan tebuka. Hal ini menyebabkan kelarutan protein semakin turun dan akhirnya mengendap dan menggumpal. Pada saat inilah terjadi proses koagulasi (Winarno,2006).

Tahapan koagulasi protein :

1.      Denaturasi protein : Perubahan utama pada struktur 3 dimensi

2.      Flokulasi / curding : Perubahan struktur protein sekunder, penggumpalan protein yang mengendap berada di dalam keadaan terpisah – pisah

3.      Gelasi/ koagulasi: Gumpalan – gumpalan protein sudah menbentuk massa homogen seperti gel.

2.4. Contoh Pemanfaatan Koagulasi

Keju

Keju merupakan salah satu hasil olahan susu yang telah dikenal masyarakat. Pada proses pembuatan keju digunakan enzim rennet yang digunakan sebagai koagulan. Enzim rennet adalah enzim protease yang diperoleh dari lambung anak sapi yang berumur 3-4 minggu.

Proses pembuatan keju menurut Radiati dan Fardiaz (1991) sebagai berikut : Susu dipasteurisasi pada suhu 72 – 730C selama 15 menit, didinginkan sampai 400C dan diberi starter Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophillus (2 : 1) sebanyak 5% (v/v), diinkubasi suhu 430C selama 1 – 2 jam dalam waterbath. Suhu diatur sesuai perlakuan (32, 37 dan 420C) dan dibiarkan hingga tercapai pH sesuai perlakuan (5,0; 5,5 dan 6,0). Larutan CaCl2 25% kemudian ditambahkan sebanyak 0,1% (v/v) dan enzim rennet amobil sebanyak 2,5% (b/v), dibiarkan hingga susu membentuk curd. Curd dipotong kecil-kecil dan ditiriskan untuk memisahkan whey, kemudian curd dipanaskan pada suhu 500C, dan dipres selama 2 – 3 jam. Tidak lupa pada tahap ini, enzim amobil dipisahkan dengan penyaringan. Koagulum direndam dalam larutan garam 2% selama 2 jam, ditiriskan selama 1 jam dan dibungkus dengan aluminium foil dan disimpan dalam lemari pendingin sampai digunakan untuk tahap selanjutnya.Suhu koagulasi yang optimum akan meningkatkan proses koagulasi, sehingga pengeluaran whey akan lebih besar dan air yang terikat dalam curd lebih sehingga keju yang dihasilkan juga semakin keras.

Tahu

Tahu susu merupakan salah satu produk turunan dari susu yang diolah dengan cara menggumpalkan proteian yang terdapat di dalam susu. Bahan penggumpalan yang biasa dipakai dalam pembuatan tahu susu tidak berbeda dengan yang digunakan dalam pembuatan tahu kedelai. Prinsip pembuatannya adalah menggumpalkan protein dalam susu (kasein) yang bisa dilakukan dengan menambahkan bahan yang memiliki sifat asam, misalnya cuka.

Youghurt

Didalam susu sapi terdapat protein yang disebut kasein dan karbohidrat berupa laktosa. Laktosa merupakan karbohidrat utama dalam susu yang digunakan oleh kultur L. bulgaricus dan S. thermopillus sebagai sumber karbon dan energi untuk pertumbuhannya. Laktosa dihirolisis menghasilkan asam piruvat lalu asam piruvat menjadi asam laktat. Asam laktat yang dihasilkan menyebabkan penurunan pH susu. Jika pH susu menjadi sekitar 4,6 atau lebih rendah maka keasaman susu akan menjadi tidak stabil dan akan terkoagulasi.