SSM-004 — MENGAPAKAH EPAL MENJADI PERANG SELEPAS DIPOTONG?

Siri: Sains di Sebalik Makanan
Topik 04: Pemerangan Berenzim pada Buah-buahan
Kategori: Sains Makanan | Kimia Makanan | Pemprosesan Buah-buahan | Kualiti Makanan
KUDEN ACADEMY

Pengenalan

Potong sebiji epal dan biarkan di atas meja.

Pada mulanya, isi epal kelihatan putih atau kekuningan dan segar. Selepas beberapa ketika, permukaannya mula bertukar menjadi perang.

Persoalannya:

Mengapakah epal menjadi perang selepas dipotong?

Adakah warna perang itu bermaksud epal sudah rosak?

Adakah mikroorganisma yang menyebabkannya?

Mengapakah jus lemon boleh membantu memperlahankan perubahan warna?

Mengapakah epal yang masih utuh tidak bertukar perang di bahagian dalamnya?

Jawapannya terletak pada satu tindak balas yang dikenali sebagai:

pemerangan berenzim — enzymatic browning.

Fenomena yang nampak begitu mudah sebenarnya melibatkan enzim, sebatian fenolik, oksigen dan kerosakan struktur sel buah.

Mari kita lihat apa yang sebenarnya berlaku.

1. Apakah yang berlaku apabila epal dipotong?

Buah epal terdiri daripada berjuta-juta sel.

Sel yang masih utuh mempunyai struktur dalaman yang tersusun. Pelbagai komponen berada dalam bahagian sel yang berbeza dan tidak semuanya bebas bertindak balas antara satu sama lain.

Apabila kita:

• memotong;

• menghiris;

• mengupas;

• mengetuk;

• menekan; atau

• mencederakan buah,

struktur sel tersebut mengalami kerosakan.

Komponen yang sebelum ini terpisah mula bertemu.

Pada masa yang sama, permukaan yang dipotong terdedah kepada oksigen daripada udara.

Di sinilah tindak balas pemerangan bermula.

2. Apakah enzim yang terlibat?

Enzim utama yang dikaitkan dengan pemerangan pada banyak buah dan sayuran ialah:

polifenol oksidase, biasanya disingkatkan sebagai PPO.

Enzim ialah protein yang bertindak sebagai pemangkin biologi.

Maksudnya, enzim membantu mempercepat tindak balas tertentu tanpa digunakan habis seperti bahan tindak balas biasa.

Dalam epal, PPO boleh bertindak terhadap sebatian fenolik apabila keadaan sesuai.

Tetapi PPO sahaja tidak mencukupi.

Tindak balas pemerangan memerlukan beberapa komponen bertemu.

3. Apakah bahan yang diperlukan untuk pemerangan berlaku?

Secara ringkas, tiga perkara utama terlibat:

Enzim PPO + sebatian fenolik + oksigen

Apabila epal masih utuh, sistem sel membantu memisahkan komponen-komponen tertentu.

Apabila tisu rosak akibat pemotongan, pemisahan tersebut terganggu.

Oksigen pula memasuki kawasan yang terdedah.

PPO kemudian boleh mengoksidakan sebatian fenolik dan menghasilkan sebatian perantaraan, termasuk kuinon.

Kuinon sangat reaktif dan seterusnya boleh terlibat dalam tindak balas yang menghasilkan pigmen berwarna perang.

Secara mudah:

Epal dipotong → sel rosak → PPO bertemu substrat fenolik dan oksigen → pengoksidaan berlaku → pigmen perang terbentuk.

Itulah sebab utama epal menjadi perang.

4. Adakah warna perang itu disebabkan oleh mikroorganisma?

Tidak semestinya.

Perubahan warna awal yang berlaku selepas epal dipotong lazimnya merupakan tindak balas enzimatik, bukannya bukti bahawa bakteria atau kulat telah membiak sehingga merosakkan buah.

Ini perbezaan yang sangat penting.

Pemerangan ≠ kerosakan mikrobiologi.

Namun, buah yang telah dipotong mempunyai tisu yang terdedah dan perlu dikendalikan dengan betul dari sudut kebersihan, suhu dan tempoh penyimpanan.

Jangan pula menganggap bahawa kerana pemerangan hanyalah tindak balas enzim, buah potong boleh dibiarkan sesuka hati.

Kualiti dan keselamatan ialah dua perkara yang perlu dinilai secara berasingan.

5. Mengapakah epal yang belum dipotong tidak cepat menjadi perang di bahagian dalam?

Selagi kulit dan struktur tisu epal masih utuh, sistem sel membantu mengehadkan pertemuan antara enzim, substrat dan oksigen.

Kulit juga bertindak sebagai satu penghalang semula jadi terhadap persekitaran luar.

Apabila kita memotong epal, penghalang tersebut rosak.

Luas permukaan yang terdedah kepada udara meningkat dengan banyak.

Oleh itu, pemprosesan minimum seperti mengupas, memotong dan menghiris sebenarnya boleh mengubah kestabilan sesuatu makanan dengan ketara.

Ini penting dalam industri buah-buahan segar dipotong atau fresh-cut produce.

Produk kelihatan ringkas, tetapi kawalan prosesnya bukan perkara mudah.

6. Adakah pisang, kentang dan buah lain mengalami perkara yang sama?

Ya.

Pemerangan berenzim bukan hanya berlaku pada epal.

Fenomena yang hampir sama boleh berlaku pada pelbagai bahan tumbuhan seperti:

• pisang;

• pir;

• avokado;

• kentang;

• terung; dan

• beberapa buah serta sayuran lain.

Tahap pemerangan berbeza mengikut jenis bahan, varieti, kematangan, kandungan sebatian fenolik, aktiviti enzim, pH, suhu, oksigen dan keadaan pemprosesan.

Sebab itu ada buah yang bertukar perang dengan cepat manakala yang lain berubah dengan lebih perlahan.

7. Mengapakah pisau juga boleh mempengaruhi pemerangan?

Cara pemotongan boleh mempengaruhi tahap kerosakan tisu.

Pisau yang tajam menghasilkan potongan yang lebih kemas berbanding alat yang tumpul yang boleh menghancurkan atau merosakkan lebih banyak sel.

Semakin besar kerosakan tisu, semakin luas peluang komponen sel berinteraksi dan semakin besar permukaan yang terdedah.

Dalam pemprosesan makanan, perkara yang kelihatan kecil seperti:

ketajaman pisau, reka bentuk mesin pemotong dan tahap kerosakan mekanikal

boleh mempengaruhi kualiti produk akhir.

Sebab itu pengendalian bahan mentah bukan sekadar kerja fizikal.

Ia adalah sebahagian daripada kawalan proses.

8. Mengapakah jus lemon boleh memperlahankan pemerangan?

Ini satu petua dapur yang mempunyai asas sains.

Jus lemon mengandungi asid organik, terutamanya asid sitrik, dan juga mempunyai komponen antioksida seperti asid askorbik.

PPO dipengaruhi oleh keadaan pH.

Apabila keadaan pada permukaan buah menjadi lebih berasid, aktiviti enzim boleh dikurangkan bergantung pada keadaan dan bahan.

Asid askorbik pula boleh bertindak sebagai agen penurun yang membantu mengganggu pembentukan pigmen perang pada peringkat tertentu.

Sebab itu rawatan berasid atau antioksida sering digunakan untuk membantu mengawal pemerangan.

Namun, kepekatan, masa rawatan dan kesannya terhadap rasa produk perlu dipertimbangkan.

Dalam pembangunan produk makanan, kita bukan sekadar mahu:

“berkesan.”

Kita mahu rawatan yang:

berkesan + selamat + praktikal + tidak merosakkan rasa + sesuai dengan produk.

9. Bolehkah kita mengawal oksigen?

Ya.

Oleh sebab oksigen diperlukan dalam tindak balas pemerangan berenzim, mengurangkan pendedahan kepada oksigen boleh membantu memperlahankan proses tersebut.

Antara pendekatan yang boleh digunakan bergantung pada produk ialah:

• mengurangkan pendedahan permukaan kepada udara;

• menggunakan pembungkusan yang sesuai;

• menggunakan atmosfera terubah suai bagi produk tertentu; dan

• menggunakan lapisan boleh dimakan atau sistem perlindungan permukaan yang sesuai.

Tetapi kita perlu berhati-hati.

Mengubah atmosfera pembungkusan bukan sekadar “buang oksigen”.

Komposisi gas, respirasi produk, suhu, mikrobiologi dan sifat bahan pembungkusan perlu dinilai secara menyeluruh.

Pembungkusan ialah teknologi, bukan sekadar bekas yang cantik.

10. Bagaimanakah suhu rendah membantu?

Suhu mempengaruhi kadar banyak tindak balas kimia dan enzimatik.

Secara umum, penyimpanan pada suhu rendah yang sesuai boleh memperlahankan aktiviti enzim dan proses kemerosotan kualiti.

Sebab itu buah yang telah dipotong biasanya perlu dikendalikan dan disimpan dengan lebih berhati-hati berbanding buah yang masih utuh.

Namun, penyejukan tidak semestinya menghentikan tindak balas sepenuhnya.

Ia lebih tepat dianggap sebagai cara untuk:

memperlahankan perubahan.

Prinsip yang sama kita telah lihat dalam SSM-003 berkaitan susu.

Suhu ialah salah satu alat kawalan yang sangat penting dalam teknologi makanan.

11. Bolehkah haba menghentikan pemerangan berenzim?

Haba yang mencukupi boleh menyebabkan enzim mengalami denaturasi dan kehilangan aktivitinya.

Prinsip ini digunakan dalam pelbagai proses makanan.

Sebagai contoh, rawatan haba seperti blanching atau penceluran digunakan pada sesetengah buah dan sayuran sebelum proses seterusnya untuk menyahaktifkan enzim tertentu.

Tetapi haba juga boleh mengubah:

• tekstur;

• warna;

• rasa;

• aroma; dan

• kandungan nutrien tertentu.

Oleh itu, kita tidak boleh menggunakan rawatan haba secara berlebihan semata-mata untuk menghentikan satu tindak balas.

Dalam pemprosesan makanan, kita sentiasa mencari keseimbangan antara keselamatan, kestabilan dan kualiti.

12. Adakah pemerangan sentiasa tidak dikehendaki?

Tidak.

Ini satu lagi perkara menarik dalam sains makanan.

Ada pemerangan yang tidak dikehendaki, seperti perubahan warna pada epal segar yang telah dipotong.

Tetapi terdapat juga tindak balas pemerangan lain yang sangat dikehendaki dalam makanan.

Contohnya, warna dan aroma menarik pada:

• kerak roti;

• biskut;

• kopi panggang;

• daging yang dipanggang; dan

• makanan yang dibakar.

Namun, tindak balas tersebut tidak semestinya pemerangan berenzim.

Antaranya ialah tindak balas Maillard dan karamelisasi.

Oleh itu, perkataan “pemerangan” sahaja tidak mencukupi.

Kita perlu bertanya:

Pemerangan jenis apa?

13. Apakah perbezaan pemerangan berenzim dengan tindak balas Maillard?

Pemerangan berenzim memerlukan penglibatan enzim seperti PPO dan biasanya berlaku pada tisu tumbuhan yang mengalami kerosakan apabila keadaan sesuai.

Tindak balas Maillard pula merupakan tindak balas kimia kompleks yang melibatkan kumpulan amino dan gula penurun, lazimnya menjadi sangat penting semasa pemprosesan dan pemanasan makanan.

Kedua-duanya boleh menghasilkan warna perang, tetapi mekanismenya berbeza.

Ini menunjukkan satu prinsip penting:

Dua makanan boleh mempunyai warna yang hampir sama tetapi proses yang menghasilkan warna itu mungkin sangat berbeza.

Sebab itu kita tidak boleh memahami makanan berdasarkan rupa sahaja.

Kita perlu memahami mekanisme di belakangnya.

14. Apakah pula karamelisasi?

Karamelisasi juga menghasilkan warna perang dan pelbagai sebatian aroma serta rasa.

Namun, karamelisasi berkaitan dengan perubahan gula akibat pemanasan pada keadaan tertentu dan tidak memerlukan enzim PPO.

Jadi, secara mudah:

Pemerangan berenzim — melibatkan enzim.

Maillard — melibatkan tindak balas antara komponen karbonil, terutama gula penurun, dengan kumpulan amino.

Karamelisasi — melibatkan perubahan gula akibat pemanasan.

Ketiga-tiganya boleh menghasilkan warna perang, tetapi sains di belakangnya berbeza.

15. Mengapakah isu ini penting kepada usahawan makanan?

Bayangkan seorang usahawan menjual:

• epal potong;

• salad buah;

• buah dalam cawan;

• jus segar;

• inti buah;

• produk pisang;

• avokado diproses; atau

• kentang yang telah dikupas.

Jika produk bertukar perang terlalu cepat, pengguna mungkin menganggap produk tersebut:

lama, tidak segar atau tidak berkualiti.

Walaupun perubahan tersebut tidak semestinya bermaksud produk telah rosak secara mikrobiologi, penampilan tetap mempengaruhi penerimaan pengguna.

Maka pemerangan mempunyai kesan kepada:

kualiti visual → penerimaan pengguna → jangka hayat pasaran → pembaziran → keuntungan.

Inilah sebab sains makanan mempunyai hubungan terus dengan perniagaan.

16. Bagaimanakah industri mengawal pemerangan?

Tiada satu kaedah yang sesuai untuk semua produk.

Pendekatan boleh melibatkan gabungan beberapa strategi seperti:

kawalan suhu, pengurangan pendedahan kepada oksigen, kawalan pH, penggunaan bahan anti-pemerangan yang dibenarkan, rawatan haba yang sesuai, pembungkusan dan pengendalian yang mengurangkan kerosakan tisu.

Pemilihan kaedah bergantung pada produk.

Rawatan yang sesuai untuk kentang mungkin tidak sesuai untuk epal.

Rawatan untuk produk yang akan dimasak mungkin tidak sesuai untuk buah segar yang dimakan terus.

Sebab itu pembangunan produk perlu dibuat berdasarkan produk sebenar dan proses sebenar.

17. Bolehkah buah yang sudah perang dikembalikan seperti asal?

Lebih baik kita melihat isu ini dari sudut pencegahan.

Apabila rangkaian tindak balas pemerangan telah berlaku dan pigmen perang telah terbentuk, bukan mudah untuk mengembalikan tisu buah kepada keadaan asal tanpa menjejaskan produk.

Dalam industri makanan, pendekatan yang lebih baik ialah:

mencegah atau memperlahankan tindak balas sebelum perubahan menjadi ketara.

Prinsip ini bukan hanya untuk epal.

Ia digunakan dalam banyak aspek pemprosesan makanan.

Kawalan awal biasanya lebih baik daripada cuba membetulkan kerosakan kemudian.

18. Apakah yang perlu direkodkan oleh pengusaha?

Jika seorang usahawan sedang membangunkan produk buah potong, jangan sekadar mencuba satu formulasi dan berkata:

“Nampaknya boleh tahan.”

Buat pemerhatian secara sistematik.

Rekodkan:

• jenis dan varieti buah;

• tahap kematangan;

• kaedah pencucian;

• kaedah pemotongan;

• saiz potongan;

• rawatan anti-pemerangan;

• kepekatan bahan rawatan;

• tempoh rawatan;

• suhu penyimpanan;

• jenis pembungkusan;

• perubahan warna;

• perubahan tekstur;

• perubahan aroma;

• keadaan mikrobiologi yang relevan; dan

• tempoh penyimpanan.

Daripada rekod inilah kita boleh membina spesifikasi produk dan proses.

Apa yang tidak diukur sukar dikawal.

19. Pemerangan juga boleh diukur secara objektif

Dalam penilaian biasa, kita mungkin berkata:

“Masih putih.”

“Sedikit perang.”

“Sudah sangat perang.”

Tetapi penilaian seperti ini bersifat subjektif.

Dalam pembangunan produk dan penyelidikan, perubahan warna boleh dinilai menggunakan alat pengukuran warna.

Sistem warna seperti L, a dan b*** boleh digunakan untuk memberikan data yang lebih objektif tentang perubahan warna.

Apabila data dikumpulkan mengikut masa, kita boleh membandingkan keberkesanan rawatan.

Contohnya:

Adakah rawatan A lebih baik daripada rawatan B?

Berapa lama warna boleh dikekalkan?

Bilakah perubahan menjadi tidak diterima oleh pengguna?

Inilah bagaimana pemerhatian dapur boleh dinaikkan menjadi kajian pembangunan produk yang lebih saintifik.

20. Apa yang epal boleh ajarkan kepada kita tentang sains makanan?

Sebiji epal yang dipotong mengajar kita banyak perkara.

Ia mengajar kita tentang:

struktur sel, enzim, oksigen, pengoksidaan, sebatian fenolik, pH, suhu, pembungkusan dan kawalan proses.

Ia juga mengajar kita satu prinsip besar dalam pemprosesan makanan:

Apabila struktur asal sesuatu makanan diubah, kestabilannya juga boleh berubah.

Memotong bukan sekadar menjadikan makanan lebih kecil.

Mengupas bukan sekadar membuang kulit.

Mengisar bukan sekadar mengubah bentuk.

Setiap proses boleh membuka laluan kepada perubahan kimia, enzimatik, fizikal dan mikrobiologi.

Itulah sebabnya setiap langkah pemprosesan perlu difahami, bukan sekadar dilakukan.

KESIMPULAN

Jadi, mengapakah epal menjadi perang selepas dipotong?

Apabila epal dipotong, struktur selnya rosak.

Enzim polifenol oksidase (PPO) mendapat peluang untuk berinteraksi dengan sebatian fenolik dan oksigen.

Tindak balas pengoksidaan menghasilkan sebatian reaktif seperti kuinon yang seterusnya terlibat dalam pembentukan pigmen berwarna perang.

Secara mudah:

Potong → sel rosak → enzim + sebatian fenolik + oksigen bertemu → pengoksidaan → warna perang.

Inilah yang dikenali sebagai pemerangan berenzim.

Proses ini boleh diperlahankan melalui strategi yang sesuai seperti kawalan suhu, pH, oksigen, penggunaan bahan anti-pemerangan yang sesuai dan pengendalian yang mengurangkan kerosakan tisu.

Namun, kaedah terbaik bergantung kepada jenis produk dan tujuan pemprosesannya.

Pesanan Uncle

“Dalam pemprosesan makanan, perubahan kecil yang kita nampak biasanya mempunyai sebab saintifik di belakangnya.”

Jangan sekadar bertanya:

“Bagaimana hendak elakkan epal menjadi perang?”

Tanya dahulu:

“Mengapa ia menjadi perang?”

Apabila kita memahami mengapa, lebih mudah untuk menentukan bagaimana hendak mengawalnya.

Itulah asas pemikiran seorang pengusaha makanan yang profesional.

Fahami bahan. Fahami proses. Kawal perubahan. Buktikan kualiti.

BETULKAN YANG BIASA, BIASAKAN YANG BETUL.

KUDEN ACADEMY

Kongsikan artikel ini supaya lebih ramai memahami sains di sebalik makanan yang kita makan dan proses setiap hari.

Untuk mengikuti Kursus Latihan Pengendali Makanan secara dalam talian bersama Uncle Kuden, kelas diadakan setiap:

Selasa dan Khamis
9.00 pagi – 12.00 tengah hari
Yuran: RM50

Daftar melalui WhatsApp KUDEN Academy:

019-268 1620

Maklumat pendaftaran:

• Nama penuh

• No. kad pengenalan/pasport

• No. telefon yang boleh menerima WhatsApp

• Alamat penuh berserta poskod

• Pilihan tarikh kursus

KUDEN ACADEMY
Ilmu makanan untuk keselamatan, kualiti dan pembangunan produk yang lebih baik.