REVIEW REAKSI MAILLARD

1.1.Pengertian

Reaksi pencoklatan non-enzimatis adalah reaksi pencoklatan yang bukan diakibatkan oleh aktivitas enzim.Reaksi ini meliputi reaksi Maillard, reaksi karamelisasi gula, dan reaksi oksidasi asam askorbat (vitamin C).Reaksi karamelisasi gula terjadi pada suhu diatas 100^oC baik saat dibawah kondisi asam atau basa. Sedangkan reaksi maillard terjadi akibat kondensasi gula pereduksi seperti glukosa dan fruktosa yang mengandung gugus karbonil (keton ataualdehid) dengan grup amin bebas dari asam amino, peptide, atau protein.Reaksi ini dinamakan reaksi Maillard setelah seorang ahli Kimia Prancis, Louis-Camille Maillard menemukan reaksi ini tahun 1912 pada saat mencoba memproduksi protein buatan secara biologi. Reaksi ini sering terjadi pada produk pangan yang biasa dikonsumsi sehari-hari. Reaksi maillard dalam makanan dapat berfungsi untuk menghasilkan flavor dan aroma.

Reaksi Maillard terjadi antara gugus karbonil yang reaktif dari senyawa gula bereaksi dengan gugus amino nukleophilik, hasilnya berupa campuran kompleks molekul yang bertanggung jawab untuk membentuk bau/aroma dan rasa. Proses ini akan dipercepat dalam kondisi basa.

Mekanisme reaksi Maillard sangat kompleks, dimana gula amin akan mengalami denaturasi, siklisasi, fragmentasi dan pimerisasi sehingga terbentuk kompleks pigmen yang disebut melanoidin. (Prangdirmurti et al.,2007)

Gula yang paling berperan dalam reaksi maillard adalah fruktosa dan glukosa. Kadar sukrosa dalam gula merah sebesar 74,68%, fruktosa 1,9% dan glukosa 3,43%. Sedangkan asam amino bebasnya adalah lisin, triptophan,  asam glutamat, asam aspartat, alanin dan glisin. Rasio gula terhadap asam amino sangatlah berpengaruh terhadap reaksi pembentukan warna. Makin meningkat jumlah asam aminonya, semakin banyak terjadi pembentukan warna. Gugus karbonil dari gula pereduksi dengan gugus asam amino bebas merupakan komponen penting dalam reaksi Maillard.

11.2.Proses Reaksi

Reaksi maillard terdiri dari 3 tahap yaitu:

1.      Reaksi Maillard awal

Suatu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau gugus amino sehingga menghasilkan basa Schiff (Edwards, 2003). Terdiri dari kondensasi dari gula pereduksi dengan asam amino menghasilkan produk yang diberi nama produk Amadori . Pada susu produk Amadori berupa lactulosyllysine yang terikat dengan protein. Pada reaksi awal dihasilkan produk Amadori yang stabil selama kondisi pemanasan tidak terlalus drastis atau waktu terlalu lama. Konsekuensi apabila terlalu panas dan terlalu lama akan menyebabkan kehilangan lisin (Boekel, 1998).  

Rumusan Reaksi Maillard Awal

2.      Reaksi Maillard Lanjutan

Terdiri dari pemecahan produk Amadori menjadi beberapa produk belahan dari senyawa gula-amino seperti lyslpyrraline, maltosin, maltol, β-piranon, 3-furanon, siklopentanon, galaktosil-isomaltol, asetilpirol, pentosidin (Boekel, 1998).

3.      Reaksi Maillard Akhir

Terdiri dari kondensasi kandungan amino dan gula menjadi protein terpolimerisasi dan pigmen coklat (melanoidin). Pigmen coklat ini berasal dari degradasi gula (Boekel, 1998)

1.3.Contoh Dalam Bahan Pangan

Biasanya, susu diberi perlakuan panas untuk memastikan keamanan dari mikroba sebelum dikonsumsi. Ada 3 tipe perlakuan panas :

• Low Temperature Long Time (LTST) Pasteurization
• High Temperature Short Time (HTST) Pasteurization
• Ultra High Temperature (UHT) Pasteurization

Pada semua tipe perlakuan panas, terjadi reaksi Maillard pada susu (Shimamura dan Ukeda, 2012).

Susu Yang Dipanaskan Dengan Pan

Susu yang dipanaskan dengan pan, lama kelamaan susu tersebut akan menjadi gosong dan berubah warna menjadi kecoklatan. Setelah warnanya berubah, api dimatikan dan tercium aroma dari susu tersebut. Setelah dirasakan, susu memiliki rasa yang berbeda yang lebih menarik. Dari perlakuan tersebut, dapat dilihat bahwa terjadi perubahan warna, aroma dan rasa setelah susu dipanaskan diatas pan. Ternyata, reaksi maillard lah yang menyebabkan susu mengalami perubahan-perubahan tersebut.

Ternyata, reaksi maillard pada susu terjadi dalam proses residu lysin pada protein susu. Residu lysin dalam kasein akan menjadi lebih reaktif daripada dalam serum protein, sedangkan K-kasein terlihat sebagai kasein yang paling reaktif. Reaksi maillard pada produk susu kering lebih cepat dibandingkan susu cair. Hal ini disebabkan karena rendahnya aktivitas air.Tetapi pada kandungan air yang sedikit, laju reaksi maillard meningkat lagi karna difusi dari reaktan. pH optimum untuk reaksi maillard antara pH 8 sampai 10 (Boekel, 1998).

Sebuah jurnal dari Shimamura dan Ukeda (2012), yang berjudul Maillar Reaction in Milk – Effect of Heat Treatment menjelaskan proses monitoring reaksi maillard pada susu. Pada proses monitoring reaksi maillard pada susu dapat digunakan metode XTT yaitu suatu metode yang digunakan untuk mengetahui seberapa cepat reaksi maillard terjadi pada susu yang telah dilakukan proses pemanasan sebelumnya dengan suhu yang berbeda satu sama lain. Proses dengan metode XTT dapat diketahui atau diukur dengan spektofotometer untuk mengethaui seberapa cepat perubahan warna yang terjadi dengan reaksi maillard pada sampel.

Metode : Garam Tetrazolium XTT ditambahkan ke dalam air larut formazan yang kemudian dapat diukur dengan spektrofotometri. Larutan sampel ditambahkan ke dalam larutan garam XTT yang telah diberi perlakuan, kemudian dicampurkan dengan microplate shaker pada kecepatan 500 rpm selama 15 detik.Perbedaan penyerapan antara panjang gelombang 492 dan 600 nm dibaca oleh microplate reader sebagai nilai absorbansi pada 0 menit.Setelah 20 menit, perbedaan absorbansi terbaca lagi.Pertambahan pada absorbansi pada menit ke 20 dicatat sebagai kemampuan sampel untuk mengurangi XTT. Dengan menggunakan metode XTT pada 3 macam sampel susu yang berbeda yaitu pada susu A dengan suhu 65⁰C selama 30 menit, susu B dengan suhu 130⁰C selama 2 detik dan susu C dengan suhu 140⁰C selama 3 sec terjadi perubahan pada reaksi maillard secara signifikan pada masa penyimpanan setelah 70 hari yaitu terjadi perubahan penurunan kosentrasi terhadap resudibilitas XTT, hal tersebut dilihat dari perubahan warna yang terjadi serta suhu yang mempengaruhi selama proses dengan metode XTT sampai dengan proses penyimpnan produk pada suhu ruang. Perubahan terjadi sangat tinggi pada susu C dengan penurunan residubilitas lebih dari 0,4 dalam waktu lebih dari 70 hari setelah masa penyimpanan pada suhu konvensional hal ini diketahui dari proses awal yang digunakan pada sampel dengan suhu tertinggi dari sampel yang lain dan ternyata hal tersebut sangat mempengaruhi reaksi maillard dalam bereaksi dengan sampel. (Shimamura dan Ukeda, 2012)

Berikut merupakan akibat dari adanya reaksi maillard pada susu dan produk susu antara lain :

• Kehilangan nilai gizi akibat dari penyumbatan residu pada lysin yang tidak tersedia dalam waktu lama untuk proses pencernaan
• Terbentuknya komponen rasa. Komponen tersebut merupakan komponen pembelahan molekular utama yang rendah dari degradasi komponen Amadori
• Komponen antioksidatif terbentuk pada tahap lanjut dari reaksi Maillard
• Mutagenik sama baiknya dengan anti-mutagenik dan komponen antikarsinogenik terbentuk. Tapi proses mutagenik hanya terdeteksi pada susu yang terbakar dalam pan.
• Komponen antibakteria dapat terbentuk.
• Antigenicity yang terjadi pada susu sapi yang dipanaskan dapat berkurang bagi orang yang memiliki alergi pada susu sapi.
• Polimerisasi protein susu akibat reaksi Maillard.
• Warna coklat yang terjadi akibat melanoidin.

Aplikasi reaksi maillard pada susu sering digunakan dalam berbagai produk olahan. Misalnya seperti proses pembuatan permen caramel susu atau sering yang disebut sebagai toffee. Toffee merupakan kembang gula yang dibuat dari campuran susu, dan gula pasir yang dimasak secara bersamaan hingga bewarna kecoklatan. Adanya perubahan pada warna kecoklatan pada proses pembuatan toffee ini disebabkan karna lisin dalam susu terpecah menjadi fruktosa-atau lactuloselysine. Pemecahan lisin diakibatkan karena adanya panas pada saat proses pemasakan toffee. Dengan pemberian panas ini, lisin dipecah dan menghasilkan karbonil reaktif dan berpolimerisasi menjadi melanoidins coklat atau terjadi perubahan warna coklat. Selain pada toffee, reaksi maillard pada susu sering digunakan untuk menghasilkan ice cream (Edwards, 2003).

Selain pada susu, reaksi Maillard juga terjadi pada proses pembuatan kecap. Berdasarkan beberapa penelitian, menurunnya kadar asam amino lisin dari moromi dikarenakan terjadinya deaminasi gugus ε-amino lisin yang sangat reaktif dalam proses reaksi Maillard dalam kecap yang akan membentuk warna coklat (melanoidin), yang berbeda dari reaksi deaminasi gugus α-amino dari suatu asam amino. Maka dapat dimengerti jika asam amino yang mengandung lisin sangat mudah menjadi coklat.Polimer akhir  dari proses reaksi maillard pada kecap telah diketahui sifat-sifatnya yakni memiliki berat molekul besar, bewarna coklat, mengandung cincin furan dan polimer nitrogen seperti karbonil, karboksil amina, amida, pirol, indol, azometih, ester, anhirida, eter, metil dan grup hidroksil (Apriyantono,1989). Reaksi Maillard dapat terlihat pada suhu 37°C, dapat terjadi secara cepat 100°C, dan tidak terjadi pada150°C. Sementara itu, reaksi karamelisasi adalah reaksi yang terjadi karena pemanasan gula dengan keberadaan katalis asam atau basa pada suhu 170°C.Karamelisasi menghasilkan warna coklat dan aroma yang disukai pada produk kecap.

DAFTAR PUSTAKA

1. Apriyantono, A. 1989.Analisa Pangan. Pau IPB.Bogor
2. Baston, D. M.; Monaro, E.; Siguemoto, E. & M. Sefora. 2014. Maillard Reaction Product in Processed Food : Pros and Cons. Nutrition Department, School of Public Helath. Brazil.http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/29164.pdf
3. Boekel, M. A. J. S. (1998). Effect of heating on Maillard reactions in Milk. Food Chemistry Vol. 62(4):403-414.
4. Edwards,W.P. 2003. The Science of Sugar Confectionery. The Royal Society of Chemistry. UK.
5. Prangdimurti, E., F. R. Zakaria, dan N. S. Palupi. 2007 Modul E-Learning Evaluasi Nilai Biologis Pangan. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian IPB:Bogor.
6. Shimamura. T dan Ukeda. H. 2012. Maillard Reaction in Milk – Effect of Heat Treatment.http://dx.doi.org/10.5772/50079. Intech. Jepang..
7. Yokotsuka, T.1986. Soy Sauce Biochemistry. Adv. Food. Res(30): 195-329