I. PENDAHULUAN

Enzim, meskipun hanya merupakan komponen tambahan banyak makanan

memegang peran utama dan bermacam-macam dalam makanan. Enzim yang

terdapat secara alami dalam makanan dapat mengubah susunan makanan

tersbut, dalam beberapa kasus perubahan seperti dikehendaki tetapi dalam

sebagian besar kasus hal itu tidak dikehendaki sehingga enzim harus

diaktifkan. Beberapa enzim dipakai sebagai indikator dalam metode analitik,

fosfatase misalnya dipakai dalam uji fosfatase susu yang dipasteurisasi. Enzim

disintesis di dalam sel-sel hidup. Sebagian besar enzim bekerja di dalam sel

sehingga disebut enzim intraseluler. Contoh enzim intraseluler adalah katalase

yang memecah senyawa-senyawa berbahaya, seperti hidrogen peroksida pada

sel-sel hati. Sedangkan, enzim yang dibuat di dalam sel dan melakukan

fungsinya di luar sel disebut enzim ekstraseluler. Contoh enzim ekstraseluler

adalah enzim-enzim pencernaan, seperti amilase yang memecah amilum

menjadi maltosa. Reaksi biokimia yang dikendalikan oleh enzim, antara lain

respirasi, pertumbuhan, perkecambahan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi

nitrogen, proses pencernaan, dan lain-lain.

1.1 Latar Belakang

Keju adalah makanan yang dibuat dari dadih susu yang dipisahkan, yang

diperoleh dengan penggumpalan bagian kasein dari susu dan susu skim.

Penggumpalan ini terjadi dengan adanya enzim rennet (atau enzim lain yang

cocok) atau dengan meningkatkan keasaman susu melalui fermentasi asam

laktat, atau dengan kombinasi kedua teknik ini. The Food and Agriculture

Organization (FAO) mendefinisikan keju sebagai produk segar atau hasil

pemeraman yang didapatkan dengan penirisan sesudah terjadi koagulasi susu

segar, krim, skim atau campurannya (Scott, 1991). Menurut Daulay (1991),

keju cottage adalah keju muda dalam arti pada proses pembuatannya tidak

dilakukan pemeraman. Enzim rennet yang digunakan dalam proses

pembuatan keju sangat mahal dan tersedia dalam jumlah yang terbatas,

sehingga perlu adanya pengganti enzim rennet. Industri keju sebenarnya

dapat berpaling pada enzim penggumpal yang lain seperti fisin dari getah

ficus, papain dari pepaya, dan enzim bromelin dari nanas (Winarno, 1986).

Dalam proses pembuatan keju, suhu berperan dalam menentukan lamanya

proses dan mempengaruhi jenis keju yang terbentuk sehingga termasuk keju

lunak atau keju keras (Radiati, 1990). Keju dapat dianggap sebagai lunak

dengan kadar air lebih besar dari 40%, atau sebagai setengah lunak atau

setengah keras dengan kadar air 36 – 40% atau sebagai keras dengan kadar air

25 – 36%, dan sangat keras kalau kadar airnya kurang dari 25%.

I.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan makalah ini yaitu mempelajari enzim papain sebagai

pengganti enzim renet dalam pembuatan keju cottage.

I.3 Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan makalah ini yaitu dapat memberikan informasi dan

dasar pertimbangan – pertimbangan penggunaan enzim renet dalam rangka

menekan biaya produksi keju.

II. KEJU COTTAGE

2.1 Pengertian Keju Cottage

Keju cottage merupakan keju lunak tanpa pematangan yang dibuat dari susu

atau skim dengan penambahan kultur bakteri asam laktat dan penambahan

enzim renet untuk koagulasinya. Keju cottage dibuat dari susu skim dengan

atau tanpa penambahan krim dan garam.

II.2Proses Pembuatan Keju Cottage

Digram alir proses pembuatan keju cottage secara umum

Susu bubuk skim dilarutkan (skim : air = 1:5)

Pasteurisasi 62 – 650C, 30 menit

Pendinginan sampai suhu 35 – 370C

Penambahan CaCl2 0,62% w/w

Penetapan pH susu dengan penambahan asam laktat 5%

Penambahan renet (konsentrasi 0,002 – 0,020%)

Pembentukan dadih (4 – 18 jam)

Pemasakan dadih (34 – 370C, 10 menit)

Pemisahan whey dengan kain kasa (secara manual)

Penambahan garam 1% w/w

Pengemasan (dalam mangkuk plastik tertutup)

Pembuatan keju cottage dilakukan dengan metode setting pendek. Skim yang

merupakan bahan dasar keju dipasteurisasi pada suhu 630C selama 30 menit,

didinginkan sampai 400C sebagai suhu inkubasi, kemudian ditambah 4%

(V/V) starter dan disimpan dalam inkubator dengan berbagai variasi suhu

350C, 450C, dan 550C. Setelah pertumbuhan mencapai pH 5,6 ditambah

enzim papain dengan kadar yang bervariasi (320 ppm, 520 ppm, dan 720

ppm) selama 5-6 jam. Setelah keasaman tercapai sekitar 0,52% (pH 4,6-4,7)

dilakukan pemasakan curd di water bath selama 1 jam, setelah itu whey

dibuang. Setelah whey dibuang ditambahkan air dalam jumlah yang sama

dengan curd sambil diaduk pelan – pelan selama 10 menit, kemudian airnya

dibuang. Setelah pembuangan air ditambahkan garam NaCl 4% (w/w) dan

terbentuklah keju.

III. ENZIM

3.1 Enzim Secara Umum

1. Komponen Enzim

Penyusun utama suatu enzim adalah molekul protein yang disebut Apoenzim.

Agar berfungsi sebagaimana mestinya, enzim memerlukan komponen lain yang

disebut kofaktor. Kofaktor adalah komponen nonprotein berupa ion atau molekul.

Berdasarkan ikatannya, kofaktor dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu gugus

prostetik, ko-enzim, dan ion-ion anorganik.

a) Gugus prostetik merupakan tipe kofaktor yang biasanya terikat kuat pada

enzim, berperan memberi kekuatan tambahan terhadap kerja enzim. Contohnya

adalah heme, yaitu molekul berbentuk cincin pipih yang mengandung besi. Heme

merupakan gugus prostetik sejumlah enzim, antara lain katalase, peroksidase, dan

sitokrom oksidase.

b) Ko-enzim merupakan kofaktor yang terdiri atas molekul organik nonprotein

yang terikat renggang dengan enzim. Ko-enzim berfungsi untuk memindahkan

gugus kimia, atom, atau elektron dari satu enzim ke enzim yang lain. Contohnya,

tiamin pirofosfat, NAD, NADP+, dan asam tetrahidrofolat.

c) Ion-ion anorganik merupakan kofaktor yang terikat dengan enzim atau substrat

kompleks sehingga fungsi enzim lebih efektif. Contohnya, amilase dalam ludah

akan bekerja lebih baik dengan adanya ion klorida dan kalsium. Beberapa

kofaktor tidak berubah di akhir reaksi, tetapi kadang-kadang berubah dan terlibat

dalam reaksi yang lain. Enzim yang terikat dengan kofaktornya disebut

haloenzim.

2. Cara Kerja Enzim

Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim

meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang

diperlukan untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk

kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim

dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang

lain.

Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada

sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik

sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat

spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan

bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi,

enzim dan substrat harus saling komplementer.

Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak

kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.

a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)

Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang

masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi

aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk

serta membebaskan enzim.

b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)

Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang

fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif

termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah

terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga,

substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

3. Sifat-Sifat Enzim

Sebagai biokatalisator, enzim memiliki beberapa sifat antara lain:

a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah

produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya

meningkatkan laju suatu reaksi.

b. Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat

tertentu saja.

c. Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein.

Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan

kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut

organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi

sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya.

d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai

katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.

e. Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat

berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat

laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu

senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-

senyawa menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi

kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat)

serta konsentrasi substrat.

4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

a. Suhu

Tiap kenaikan suhu 10º C, kecepatan reaksi enzim menjadi dua kali lipat. Hal ini

berlaku dalam batas suhu yang wajar. Kenaikan suhu berhubungan dengan

meningkatnya energi kinetik pada molekul substrat dan enzim. Pada suhu yang

lebih tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat. Sehingga, pada saat

bertubrukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang. Hal ini

memudahkan molekul substrat terikat pada sisi aktif enzim. Peningkatan suhu

yang ekstrim dapat menyebabkan atom-atom penyusun enzim bergetar sehingga

ikatan hidrogen terputus dan enzim terdenaturasi. Denaturasi adalah rusaknya

bentuk tiga dimensi enzim dan menyebabkan enzim terlepas dari substratnya. Hal

ini, menyebabkan aktivitas enzim menurun, denaturasi bersifat irreversible (tidak

dapat balik). Setiap enzim mempunyai suhu optimum, sebagian besar enzim

manusia mempunyai suhu optimum 37º C. Sebagian besar enzim tumbuhan

mempunyai suhu optimum 25º C.

b. pH (derajat keasaman)

Enzim sangat peka terhadap perubahan derajat keasaman dan kebasaan (pH)

lingkungannya. Enzim dapat nonaktif bila berada dalam asam kuat atau basa kuat.

Pada umumnya, enzim intrasel bekerja efektif pada kisaran pH 7,0. Jika pH

dinaikkan atau diturunkan di luar pH optimumnya, maka aktivitas enzim akan

menurun dengan cepat.

Tetapi, ada enzim yang memiliki pH optimum sangat asam, seperti pepsin, dan

agak basa, seperti amilase. Pepsin memiliki pH optimum sekitar 2 (sangat asam).

Sedangkan, amilase memiliki pH optimum sekitar 7,5 (agak basa).

c. Inhibitor

Kerja enzim dapat terhalang oleh zat lain. Zat yang dapat menghambat kerja

enzim disebut inhibitor. Zat penghambat atau inhibitor dapat menghambat kerja

enzim untuk sementara atau secara tetap. Inhibitor enzim dibagi menjadi dua,

yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

1) Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang bersaing dengan substrat

untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Contohnya, sianida bersaing dengan oksigen

untuk mendapatkan hemoglobin dalam rantai respirasi terakhir. Penghambatan

inhibitor kompetitif bersifat sementara dan dapat diatasi dengan cara menambah

konsentrasi substrat.

2) Inhibitor nonkompetitif

Inhibitor nonkompetitif adalah molekul penghambat enzim yang bekerja dengan

cara melekatkan diri pada luar sisi aktif enzim. Sehingga, bentuk enzim berubah

dan sisi aktif enzimtidak dapat berfungsi. Hal ini menyebabkan substrat tidak

dapat masuk ke sisi aktif enzim. Penghambatan inhibitor nonkompetitif bersifat

tetap dan tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.

Selain inhibitor, terdapat juga aktivator yang mempengaruhi kerja enzim.

Aktivator merupakan molekul yang mempermudah enzim berikatan dengan

substratnya. Contohnya, ion klorida yang berperan dalam aktivitas amilase dalam

ludah.

III.2 Enzim Renet

Menurut Radiati (1990) enzim renet sering juga disebut renin. Merupakan zat

yang digunakan untuk menggumpalkan susu pada proses awal pembuatan

keju. Ada 3 jenis renet yang umum digunakan dalam pembuatan keju yaitu :

1. Renet hewan, biasanya enzim ini diperoleh dari lambung ternak

ruminansia yang masih menyusui. Enzim ini sulit diproduksi karena

para peternak lebih mengembangkan ternaknya untuk produksi

daging.

2. Renet tanaman, adalah enzim yang berasal dari tanaman Cynara

(genus dari spesies tanaman semak duri berasal dari Mediterania).

3. Renet mikrobial, adalah enzim yang dihasilkan dari hasil aktivitas

mikroorganisme cendawan Rhizomucor miehei. Namun beberapa

produk yang tersedia secara komersial diduga merupakan hasil

rekayasa genetika untuk meningkatkan produksi dan efisiensi.

Menurut Balai Besar Pendidikan dan Pelatihan Agribisnis Persusuan dan

Teknologi Hasil Ternak (2005) proses penggumpalan susu oleh renin sebagai

berikut :

- perubahan enzimatis dari kasein menjadi parakasein.

- pengendapan secara kimiawi dari parakasein oleh kalsium yang terdapat

dalam susu.

Renin juga menyumbang pada pematangan keju dengan fermentasi

parakasein menjadi pepton, dimana pada gilirannya difermentasi menjadi

asam amino dan ammonia oleh endoenzim biakan keju.

3.3 Enzim Papain

Pepaya (Carica papaya L.) merupakan tanaman yang banyak dikenal oleh

orang. Beberapa kegunaannya yaitu sumber vitamin serta sumber protease.

Dalam getah pepaya terkandung enzim - enzim protease (pengurai protein)

diantaranya papain dan kimopapain. Enzim ini paling banyak diperoleh dari

getah buah pepaya yang masih muda, untuk dapat memanfaatkan enzim ini

maka dilakukan berbagai pengolahan getah. Getah pepaya (papain) cukup

banyak mengandung berbagai macam enzim yang bersifat proteolotik

(pengurai protein). Enzim akan mengkatalis ikatan peptida atau protein

menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana seperti asam amino. 

Enzim papain sebagai salah satu pengganti enzim renet mempunyai beberapa

kelebihan antara lain lebih mudah didapat, tersedia dalam jumlah banyak,

lebih tahan terhadap kondisi asam dan kondisi basa, suhu tinggi serta

harganya murah (Sitrat dalam Anonymous, 1991).

Enzim papain sebagai protease sulfhidril dapat diaktifkan oleh zat – zat

pereduksi dan menjadi tidak aktif jika terdapat zat pengoksidasi. Burges dan

Shaw dalam Godfrey dan Reichet (1986) menyatakan bahwa enzim papain

memutus ikatan peptida pada residu asparagin-glutamin, glutamat-alanin,

leusin-valin, dan fenilalanin-tirosin. Enzim tersebut akan bekerja secara

optimal tergantung dari konsentrasi yang diberikan.

IV. PENGARUH ENZIM PAPAIN DAN SUHU FERMENTASI

TERHADAP KEJU COTTAGE

4.1 Kadar Protein

Kadar protein tertinggi didapatkan pada keju cottage yang dibuat pada

fermentasi suhu 550C dengan kadar enzim papain 720 ppm. Kondisi ini

disebabkan suhu 550°C adalah suhu optimum untuk kerja enzim papain sehingga

aktivitas enzim dalam memecah protein menjadi peptida meningkat seiring

meningkatnya konsentrasi enzim (Winarno, 1986).

4.2 Kadar Asam Laktat, Laktosa, dan pH

Berdasarkan hasil analisa, kadar total asam laktat yang tertinggi adalah

1,97 dan kadar laktosa terendah 0,15% dengan pH 4,27 dicapai pada suhu

fermentasi 450 C dengan kadar 520 ppm. Hal ini sejalan dengan aktivitas

metabolisme starter yang mempunyai suhu pertumbuhan optimum 410°C sampai

45°C (Gililand, 1985), sehingga akan meningkatkan berbagai aktivitas

metabolisme starter antara lain mengubah laktosa menjadi asam laktat (Burows et

al., 1963). Pengubahan laktosa menjadi Asam laktat tersebut menyebabkan

menurunnya kadar laktosa dan pH media sehingga pH media mencapai 4,0 sampai

4,5 (Gaudy and Gaudy, 1981).

4.3 Kadar Air

Hasil analisa menunjukkan bahwa peningkatan suhu fermentasi menyebabkan

penurunan kadar air dalam keju cottage, sehingga tekstur yang dihasilkan menjadi

lebih keras.

4.4 Uji Mikrobiologis

Hasil analisa menunjukkan penurunan jumlah bakteri starter pada keju cottage.

Hal ini diduga akibat penggaraman yang digunakan untuk mengakhiri proses

fermentasi. Larutan garam yang pekat tersebut mengakibatkan tekanan osmotik

pada sel mikroorganisme menjadi turun karena air terserap keluar sehingga sel

kekurangan air dan selanjutnya sel akan mati (Idris, 1992).

Tabel1. Hasil komposisi kimiawi dan uji organoleptik skim dan susu keju cottage

Perla-

kuan

Protein

(Z)

Asam

Laktat

(%)

pH Lak-

tosa

(V/V)

Air

(%)

Z

Bakteri

Uji Organoleptik

Rasa Tekstur Warna

E1T1

E1T2

E1T3

E2T1

E2T2

E2T3

E3T1

E3T2

E3T3

14,40

14,60

15,87

15,95

16,38

17,98

16,17

16,72

20,30

1,75

1,82

1,82

1,71

1,97

1,87

1,62

1,05

1,60

4,83

4,43

4,61

5,40

4,27

4,35

5,51

4,15

1,60

0,05

0,04

0,05

0,07

0,03

0,04

0,07

0,03

0,05

78,36

77,85

75,87

78,85

77,85

72,87

78,86

77,85

72,87

3,17,10

3,50,10

4,33,10

4,37,10

3,30,10

3,73,10

3,73,10

3,50,10

6,17,10

Asam

Asam

Asam

sekali

Asam

sekali

Asam

Asam

Asam

Asam

sekali

Asam

sekali

Lembek

sekali

Lembek

Agak

keras

Lembek

sekali

Lembek

Agak

keras

Lembek

sekali

Lembek

Agak

keras

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

E0T2

(Ktrl)

15,98 1,85 4,44 0,04 82,71 4,20,10 Asam

sekali

Lembek

pecah

putih

4.5 Uji Organoleptik

Uji organoleptik yang meliputi warna, rasa dan bau rata-rata yang disukai

adalah pada perlakuan konsentrasi protein 520 ppm dan suhu fermentasi 45°C

dengan warna putih kekuningan, rasa asam dan tekstur lembek.