02b surimi enzyme
TRANSCRIPT
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 1
Saya adalah Warga Negara yang 8% Terpilih Menjadi Mahasiswa pada Perguruan Tinggi Terbaik dan Terbesar di Negeri ini… dan Saya Diharapkan akan dapat Menciptakan Bisnis (Lapangan Kerja) Baru untuk Mereka Saatnya Kelak….Mudahkanlah Ya Allah…
Bambang Riyanto 1
CARILAH ILMU PENGETAHUAN AGAR BISA MENEBAR PEMIKIRAN
PROTEOLYTIC ENZYMES AND CONTROL IN SURIMI
Oleh : Bambang Riyanto
Bambang Riyanto 2
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 2
CAPAIAN PEMBELAJARAN DAN KARAKTER YANG DIKEMBANGKAN Kognitif : Mampu menjelaskan sains dan teknologi (K)
ekstraksi, konsentrasi serta pengembangan produk pengolahan berbasis daging ikan lumat (minced fish) atau surimi
Afektif : Mampu bekerjasama dan mengembangan
konsep dan kreativitas (A) dalam pembuatan produk baru yang potensial untuk dikomersialkan dan memberi sumbangan dalam penciptaan kedaulatan pangan protein ikani.
Psikomotorik : Mampu mempraktekkan dan mengaplikasikan (P)
produk bernilai tambah hasil perairan dalam pembuatan produk baru yang potensial untuk dikomersialkan dan memberi sumbangan dalam penciptaan kedaulatan pangan protein ikani.
Bambang Riyanto 3
• TUTORIAL DAN DISKUSI
• COLLABORATIVE LEARNING (CBL)
• PROJECT BASED LEARNING (PJBL) MODEL PROYEK : KOOPERATIF DAN KOLABORATIF GAGASAN KELOMPOK PENGEMBANGAN PRODUK
STRATEGI/METODE PEMBELAJARAN
Bambang Riyanto 4
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 3
ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI KOGNITIF PERFORMANCE ASSESMENT/ASESMEN KINERJA 1. UJIAN TENGAH SEMESTER 2. QUIS
Bambang Riyanto 5
ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI AFEKTIF DISKUSI DAN PEMBUATAN RESUME (RUBRIC-DESKRIPTIF DAN HOLISTIK)
Bambang Riyanto 6
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 4
DISKUSI DAN PEMBUATAN RESUME DISKUSI 1. Bagaimana pengaruh enzim proteolitik ?
2. Bagaimana teknik pengendaliannya ?
Bambang Riyanto 7
PENILAIAN AUTENTIK (RUBRIK DESKRIPTIF) (85%)
Bambang Riyanto 8
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 5
LINGKARI SALAH SATU PILIHAN NILAI DIMENSI
KONTRIBUSI PADA HASIL TUGAS DAN TUGAS YANG DIBERIKAN 5 A. Sangat Berkontribusi 3 B. Berkontribusi sama dan adil 2 C. Hanya memberi kontribusi yang ada
KEPEMIMPINAN 5 A. Inisiatif dan terlihat memberikan perhatian yang besar dalam
menyelesaikan tujuan bersama 3 B. Bertanggungjawab pada tujuan dan menerima pembagian yang
adil 2 C. Kurang memberikan perhatian dan tidak sesuai dengan arah
tujuan KERJASAMA
5 A. Menghargai pendapat orang lain dan sangat berkontribusi dalam diskusi kelompok
3 B. Menghargai pendapat orang lain dan berkontribusi dalam diskusi kelompok
2 C. Tidak berkontribusi pada diskusi kelompok atau sering gagal berpartisipasi
NILAI TOTAL !
PENILAIAN UNTUK SESAMA ANGGOTA TIM (15%)
Bambang Riyanto 9
ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI PSIKOMOTORIK 1. PRAKTIKUM
2. MODEL PROYEK : KOOPERATIF DAN KOLABORATIF GAGASAN KELOMPOK PENGEMBANGAN PRODUK
Bambang Riyanto 10
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 6
KOMPETENSI DASAR
Bambang Riyanto 11
SECTION I SURIMI AND FISH PROTEINS • Historical Review of Surimi Technology and
Market Developments • Surimi Resources and Market • Manufacture of Surimi : Harvest to Frozen
Block
• Surimi Gelation Chemistry • Proteolytic Enzymes and Control in
Surimi • Fish Protein Isolate by pH Shift • Stabilization of Proteins in Surimi
INDEX
Bambang Riyanto 12
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 7
SECTION II SURIMI SEAFOOD PRODUCTS • Comminution Process for Surimi and Surimi
Seafood Paste • Manufacture of Crabsticks • Manufacture of Kamaboko, Chikuwa,
Tempura, and Hanpen • Manufacture of Fish Balls • Manufacture of Fish Sausage
INDEX
Bambang Riyanto 13
SECTION III QUALITY ASSESSMENT/CONTROL, DEVELOPMENT, AND NUTRITION
• Waste Management, Utilization, and Challenges • Food-Grade Coproducts from Surimi Processing • Sanitation and HACCP • Microbiology and Pasteurization • Surimi Paste Preparation, Gel Analysis, and
Rheology • Ingredient Technology for Surimi and Surimi
Seafood. • Color Measurement and Colorants for Surimi
Seafood. • Surimi Seafood Flavors • Application of Sensory Science to Surimi
Seafood . • Research and Product Development. • Nutrition and Health Benefits of Surimi Seafood
INDEX
Bambang Riyanto 14
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 8
Bambang Riyanto 15
PUSTAKA
Jae W Park. 2014. Surimi and Surimi Seafood 3th. CRC Press Taylor & Francis Group. Boca Raton
Norman F. Haard, Benjamin K. Simpson. 2000. Seafood Enzymes: Utilization and Influence on Postharvest Seafood Quality. CRC Press
PROTEOLYTIC ENZYMES AND
CONTROL IN SURIMI
Bambang Riyanto 16
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 9
PROTEOLYTIC ENZYMES AFFECTING SURIMI QUALITY • Cysteine Proteinases (Thiol or Sulfhydryl Proteinases)
(Cathepsins, Calpains) • Aspartic Proteinases (Cathepsin D, Cathepsin E) • Serine Proteinases (Sarcoplasmic Fraction, Myofibril-
Bound Alkaline Proteinases)
CONTROL OF FISH PROTEINASES IN SURIMI SEAFOOD • Proteinase Inhibitors (Cysteine Proteinase Inhibitors,
Serine Proteinase Inhibitors, Metallo-Proteinase Inhibitors)
• Food-Grade Proteinase Inhibitors • Proteinase Inhibitor Derived from Biotechnology • Minimization of Proteolysis by Process Control
(Fish Handling, Cooking Process)
Bambang Riyanto 17
Bambang Riyanto 18
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 10
AMINO ACID
Bambang Riyanto 19
Bambang Riyanto 20
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 11
Bambang Riyanto 21
Bambang Riyanto 22
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 12
Bambang Riyanto 23
ENZIM
Bambang Riyanto 24
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 13
ENZIM : Protein yang mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia
Bambang Riyanto 25
Bambang Riyanto 26
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 14
DEGRADATION REACTIONS
Bambang Riyanto 27
SYNTHESIS REACTION
Active site
es
Bambang Riyanto 28
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 15
ISTILAH
Bambang Riyanto 29
Bambang Riyanto 30
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 16
Bambang Riyanto 31
* TEMPERATURE
* pH
* ENZYME CONCENTRATION
* SUBSTRATE CONCENTRATION FAKTOR-FAKTOR
YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS ENZIM
Bambang Riyanto 32
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 17
ENERGI AKTIVASI
Bambang Riyanto 33
PERBANDINGAN MODEL * INDUCE FIT * KUNCI DAN ANAK KUNCI
Bambang Riyanto 34
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 18
Bambang Riyanto 35
Bambang Riyanto 36
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 19
Bambang Riyanto 37
ENZIM PROTEASE
Bambang Riyanto 38
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 20
Bambang Riyanto 39
Bambang Riyanto 40
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 21
Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecahan molekul protein dengan cara hidrolisis. ikatan yang dipecah adalah rantai peptida, maka enzim tersebut dinamakan juga PEPTIDASE.
PROTEASE
Bambang Riyanto 41
THE PROTEASE WHEEL
Sumber : Puente XS. et al. 2003. Human and mouse proteases: a comparative genomic approach. Nature Reviews Genetics 4: 544–558
Bambang Riyanto 42
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 22
Sumber : Hartley (1960)
Protease berdasarkan mekasnisme reaksi pada sisi aktif 1. Serine Proteases (EC 3.4.21) 2. Cysteine Proteases (Thiol atau Sulfhydryl) (EC 3.4.22) 3. Aspartic or Acid Proteases (EC 3.4.23) 4. Metallo Proteases (EC 3.4.24)
Bambang Riyanto 43
Sumber : Bergman dan Futon (1941-1942)
Alkaline Protease
Bambang Riyanto 44
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 23
ENDOPEPTIDASE Enzim ini memecah protein pada tempat-tempat tertentu dalam molekul protein dan basanya tidak mempengaruhi gugus yang terletak di ujung molekul. Contoh : Pepsin, papain
EKSOPEPTIDASE Eksopeptidase bekerja terhadap kedua ujung molekul protein. • Karboksipeptidase melepaskan asam amino gugus –COOH • Aminopeptidase melepaskan asam amino gugus –NH2.
Bambang Riyanto 45
Bambang Riyanto 46
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 24
PROTEASE MECHANISMS • a) Soluble serine proteases, (b) cysteine proteases, (c) aspartyl proteases, (d) metalloproteases. • In the active sites of serine and cysteine proteases, the eponymous residue is usually paired with a
proton-withdrawing group to promote nucleophilic attack on the peptide bond. • Aspartyl proteases and metalloproteases activate a water molecule to serve as the nucleophile,
rather than using a functional group of the enzyme itself. Sumber : Erez E, Fass D, Bibi E. 2009. How intramembrane proteases bury hydrolytic reactions in the membrane. Nature 459 : 371–378.
Bambang Riyanto 47
Bambang Riyanto 48
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 25
SERINE PROTEASE (ALKALINE PROTEASE) (EC 3.4.21)
• Memiliki residu serin dalam sisi aktifnya atau
disebut juga sebagai gugus reaktifnya • Bersifat endopeptidase • Protease serin banyak ditemukan pada
berbagai jenis organisme tetapi lebih dari 40% dari mikroba.
• pH optimum : 9-13 (ALKALINE PROTEASE) • Protease serin merupakan enzim yang perlu
untuk diaktivasi, salah satu aktivator enzim ini adalah Ca2+
• Contoh : tripsin, kimotripsin, elastase, subtilin, cathepsin A and G
Bambang Riyanto 49
CYSTEINE PROTEASES (THIOL ATAU SULFHYDRYL) (EC 3.4.22) • Memiliki gugus reakftif berupa gugus sulfihidril
pada sisi aktifnya. • Enzim ini terdiri dari satu buah sistein
golongan sulfihidril dan histidine golongan imidazole pada sisi aktifnya, yang disebut : “catalytic dyad”
• Contoh : Tanaman (papain, fisin dan bromelin). Mikroba (clostipain, plasmodim falciparum protease cystein) Hewan (cathepsin B, calpains)
• pH optimum : netral • Kerja enzim ini dapat dihambat oleh
senyawa oksidator, alkilator dan logam berat
Bambang Riyanto 50
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 26
• CATHEPSIN B (EC 3.4.22.1)
• CATHEPSIN C (EC 3.4.14.1), or dipeptidyl peptidase I
• CATHEPSIN H (EC 3.4.22.16) is a thiol endopeptidase and aminopeptidase.
•
• CATHEPSIN L (EC 3.4.22.15)
Bambang Riyanto 51
Bambang Riyanto 52
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 27
Bambang Riyanto 53
Bambang Riyanto 54
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 28
Bambang Riyanto 55
Bambang Riyanto 56
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 29
Bambang Riyanto 57
Bambang Riyanto 58
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 30
Activities of cathepsins (B, H, and L) in Pacific mince before (a) and after (b) washing of meat.
H An et al. J Food Sci 59:1013–1017, 1994. Bambang Riyanto 59
CALPAIN (EC 3.4.22.17)
induces degradation of Z-disk, titin, troponin-T, and desmin
Bambang Riyanto 60
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 31
Bambang Riyanto 61
ASPARTIC OR ACID PROTEASES (EC 3.4.23) § Bagian aktif berupa dua gugus karboksil § pH optimum 2-3 § Sebagian besar golongan enzim pepsin dari
enzim pencernaan (pepsin, chymocine, lysosomal catepsin D CATHEPSIN D (EC 3.4.23.5), CATHEPSIN E (EC 3.4.23.34)
§ , renin, penicillopepsin, rizhopuspepsin, dan endothiapepsin).
§ Kerjanya dihambat oleh inhibitor pepstatin A, senyawa–senyawa diazoketon seperti diazoacetyl-DL-norleucine methyl ester (DAN), 1,2-epoxy-3(p-nitrophenoxy)propane.
Bambang Riyanto 62
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 32
METALLO PROTEASES (EC 3.4.24) § Keaktifan enzim ini tergantung adanya
logam (metal) pada sisi aktifnya, terutama seng (Zinc). Seng dapat digantikan oleh kobalt, nikel
§ pH optimum : 7-8 § Merupakan enzim yang paling tidak stabil
dibandingkan enzim golongan lain, karena dapat mengalami autolisis pada pH diatas 9 atau dibawah 6.
§ Inhibitor : EDTA, 2,2-bipyridine dan 1,10-phenantroline dan lainnya.
§ Contoh : thermolisin (Bacillus thermoproteoliyticus)
Bambang Riyanto 63
Bambang Riyanto 64
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 33
Bambang Riyanto 65
CONTROL OF FISH PROTEINASES IN SURIMI SEAFOOD
Bambang Riyanto 66
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 34
Bambang Riyanto 67
PROTEINASE INHIBITORS
• Cysteine Proteinase Inhibitors
• Serine Proteinase Inhibitors • Metallo-Proteinase Inhibitors
Bambang Riyanto 68
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 35
Bambang Riyanto 69
Bambang Riyanto 70
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 36
FOOD-GRADE PROTEINASE INHIBITORS
Bambang Riyanto 71
Inhibition of papain and trypsin activity by various proteinase inhibitors.
VC Weerasinghe et al. J Agri Food Chem 44:2584–2590, 1996. Bambang Riyanto 72
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 37
Effect of whey protein concentrate (WP) and egg white powder (EW) on proteolysis of threadfin bream surimi heated at various heating regimes.
Bambang Riyanto 73
PROTEINASE INHIBITOR DERIVED FROM BIOTECHNOLOGY
Bambang Riyanto 74
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 38
MINIMIZATION OF PROTEOLYSIS BY PROCESS CONTROL
FISH HANDLING
COOKING PROCESS
contamination with digestive organs of the fish, for example, liver and kidney, due to improper cleaning procedures.
New rapid heating methods, such as radio frequency (RF), ohmic, and microwave heating have been introduced to counteract heat-induced texture degradation as well. Bambang Riyanto 75
Bambang Riyanto 76
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 39
Bambang Riyanto 77
Bambang Riyanto 78
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 40
Bambang Riyanto 79
Bambang Riyanto 80
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 41
Bambang Riyanto 81
Bambang Riyanto 82
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 42
Bambang Riyanto 83
Bambang Riyanto 84
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 43
Frequencies assigned by the FCC for industrial, scientific, and medical use.
Bambang Riyanto 85
Quality parameters for microwave and conventional heating compared using computed values for typical heating situations (Datta and Hu 1992)
Bambang Riyanto 86
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 44
OHMIC HEATING (ELECTRICAL RESISTANCE HEATING, JOULE HEATING, ELECTRO-HEATING)
Bambang Riyanto 87
Bambang Riyanto 88
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 45
PULSED ELECTRIC FIELDS
Bambang Riyanto 89
Bambang Riyanto 90
THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-2b 46
TERIMA KASIH
Bambang Riyanto 91