penghasilan enzim organik dan menguji … · 27, jalan pakis 2, taman sri pulai, 81300, skudai,...

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS JUDUL : PENGHASILAN ENZIM ORGANIK DAN MENGUJI

KEBOLEHANNYA SEBAGAI BAHAN PENAIK KEK SESI PENGAJIAN : 2011/2012/1 Saya IRZA HASRINA BINTI SHAHRIM

mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* inia disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut : 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan

untuk tujuan pengajian sahaja 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran

antara institusi pengajian tinggi. 4. ** Sila tandakan ( √ )

SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam (AKTA RAHSIA RASMI 1972). TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan Oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan).

√ TIDAK TERHAD

Disahkan oleh

(TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA) Alamat Tetap :

Tarikh: 16 JANUARI 2012 Tarikh: 16 JANUARI 2012

CATATAN * Potong yang tidak berkenaan ** Jenis tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi

berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD.

♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan atau disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan PSM.

PSZ 19:16(Pind. 1/97)

(HURUF BESAR)

EN. MOHD. RIZAL BIN MOHD. SAID

(NAMA PENYELIA)

27, JALAN PAKIS 2, TAMAN SRI PULAI, 81300, SKUDAI, JOHOR.

“Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya ini

adalah memadai dari segi skop dan kuantiti untuk tujuan penganugerahan Ijazah

Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan (Kemahiran Hidup)”

Tandatangan : …………………………………

Nama Penyelia: ENCIK MOHD. RIZAL BIN MOHD. SAID

Tarikh : 16 JANUARI 2012

PENGHASILAN ENZIM ORGANIK DAN MENGUJI KEBOLEHANNYA

SEBAGAI BAHAN PENAIK KEK

IRZA HASRINA BINTI SHAHRIM

Laporan projek ini dikemukakan

sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat penganugerahan

Ijazah Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan (Kemahiran Hidup)

Fakulti Pendidikan

Universiti Teknologi Malaysia

JANUARI 2012

“Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan

yang tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”

Tandatangan :

Nama Penulis : IRZA HASRINA BINTI SHAHRIM

Tarikh :

DEDIKASI

Jutaan terima kasih kepada penyelia yang mendidik tanpa jemu dengan penuh sabar

Encik Mohd. Rizal Bin Mohd. Said

Juga terima kasih buat suami yang tersayang atas segala sokongan, bantuan dan

galakan serta kesabaran yang diberikan selama menyiapkan penyelidikan ini.

Mohd Rozali Bin Aloi

Ingatan dan kasih sayang yang tidak terhingga kepada anak-anak yang menjadi

inspirasi dan kekuatan diri ini

Muhammad Irfan Danish Bin Mohd. Rozali

Irdina Damia Binti Mohd. Rozali

Harapan dan doa yang dicurahkan

Shahrim Bin Ibrahim (Abah)

Hasnah Binti Mohd. Nor (Mak)

Serta seisi keluarga yang tercinta

Ikatan silaturrahim yang berkekalan...

Rakan-rakan seperjuangan 4SPH yang sentiasa membantu

ABSTRAK

Enzim telah memainkan peranan yang penting dalam industri makanan sejak

zaman dahulu lagi seperti dalam pembuatan bir dan keju. Dalam industri bakeri

enzim digunakan untuk tujuan penambahbaikan tepung dan kualiti produk bakeri

yang dihasilkan. Kajian ini dijalankan untuk menghasilkan enzim enzim-enzim yang

utama dalam industri bakeri iaitu bromelain, papain dan amilase secara organik

organik yang dapat menggantikan fungsi serbuk penaik dalam pembuatan kek.

Kajian yang dijalankan adalah sebagai langkah penyelesaian terhadap penggunaan

bahan kimia tambahan, enzim tiruan atau enzim terubahsuai genetik dalam industri

bakeri yang boleh menjejaskan kesihatan manusia dalam jangkamasa panjang.

Sumber enzim bromelain diperolehi daripada empulur nenas muda, sumber enzim

papain diperolehi daripada kulit betik muda dan sumber enzim amilase diperolehi

daripada sekam padi. Kebolehan enzim-enzim tersebut untuk menaikkan kek diuji ke

atas penghasilan kek asas iaitu kek mentega. Kadar kenaikan kek diukur dengan

menggunakan kaedah template American Association of Cereal Chemist 10-91

(AACC, 2000). Dengan kaedah tersebut juga dapat mengukur indeks isipadu, indeks

simetri dan indeks keseragaman kek. Perbandingan dibuat dengan dua ujikaji

kawalan iaitu kek yang dihasilkan tanpa agen penaik dan kek yang dihasilkan dengan

serbuk penaik. Ketiga-tiga kaedah penghasilan kek menggunakan alat pemutar jenis

Pensonic pada tahap kelajuan putaran 1 hingga 4 dan ketuhar elektrik jenis Meck

dengan suhu pembakaran 160°C selama 40 minit. Dapatan kajian menunjukkan

aktiviti enzim bromelain sebanyak 0.2497 µ/ml, papain sebanyak 0.2713 µ/ml dan

amilase sebanyak 0.489 µ/ml. Enzim organik tersebut telah menghasilkan sebiji kek

mentega dengan ketinggian 34 mm, 104 indeks isipadu, 1 indeks simetri dan 1 indeks

keseragaman.

ABSTRACT

Enzymes have played important roles in food industry for many years long

ago such as in brewing and cheese making. Enzymes have been used for flour

improvement and product quality in the baking industry. The purpose of this study is

to produce the main baking enzymes which are bromelain, papain and amylase

through organic method. These enzymes were expected to replace the baking powder

function in the cake baking. The reason of the conducted study is to find the solution

on chemical additives, artificial enzyme or genetically modified enzyme in the

baking industry which can effect human health in long time period. The source of

bromelain was obtained from the unripe pineapple pith. While, the source of papain

was obtained from unripe papaya skin and amylase was obtained from rice bran. The

enzymes ability to make the cake rise was tested on basic cake baking which is butter

cake. The cake height was measured by American Association of Cereal Chemist 10-91

(AACC, 2000) template method. Volume index, symmetry and contour of the cake

were also determined by this method. The result was compared to the two control

experiments which are the cake without leavening substance and the cake with

baking powder. All the cakes baking used Pensonic mixer with 1 to 4 speed level and

Meck electric oven at 160°C for 40 minutes. The results of this study have found

that were 0.2497 µ/ml bromelain activities, 0.2713 µ/ml papain activities and 0.489 µ/ml

amilase activities had occured in the fermentation process. The organic enzyme had produce

a butter cake with 34 mm height, 104 of volume index, 1 of symmetry index and 1 of

uniformity index.

KANDUNGAN

BAB PERKARA HALAMAN

PENGESAHAN STATUS TESIS

PENGESAHAN PENYELIA

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL xi

SENARAI RAJAH xiii

SENARAI SINGKATAN DAN SIMBOL xv

SENARAI LAMPIRAN xvi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan 1

1.2 Latar Belakang Masalah 2

1.3 Penyataan Masalah 4

1.4 Matlamat Kajian 5

1.5 Objektif Kajian 5

1.6 Persoalan Kajian 5

1.7 Skop Kajian 6

1.8 Batasan Kajian 6

1.9 Kepentingan Kajian 7

1.10 Definisi Istilah 7

1.10.1 Enzim 7

1.10.2 Organik 8

1.10.3 Enzim Organik 8

1.10.4 Bahan Penaik 8

BAB 2 KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan 9

2.2 Enzim Dalam Industri Bakeri 11

2.2.1 Fungsi-fungsi Enzim Dalam Industri

Bakeri 14

2.3 Enzim α-amilase (E.C.3.2.1.1) 14

2.4 Enzim Protease 15

2.5 Lipase 17

BAB 3 METODOLOGI KAJIAN

3.1 Pengenalan 18

3.2 Reka Bentuk Kajian 20

3.3 Instrumen Kajian 20

3.4 Ujikaji 1 21

3.4.1 Peralatan dan Bahan-bahan 22

3.4.2 Prosedur Ujikaji 1 22

3.5 Ujikaji 2 24



3.6 Ujikaji 3 26



3.7 Ujikaji 4 29

3.8 Ujikaji 5 29

3.8.1 Bahan-bahan Membuat Kek 30

3.8.1.1 Kaedah A 30

3.8.1.2 Kaedah B 32

3.8.1.3 Kaedah C 34

3.9 Pengiraan Kos 36

3.9.1 Kos Bahan Mentah 36

3.9.2 Kos Sampingan 37

3.9.3 Kos Pengeluaran 38

3.9.4 Kos Analisis Aktiviti Enzim 38

3.9.5 Kos Keseluruhan 38

3.10 Geran Inovasi Mahasiswa Jangka Pendek 39

3.10.1 Permohonan Geran Inovasi Mahasiswa

Jangka Pendek 39

3.10.2 Pembentangan Projek Untuk

Permohonan Geran Inovasi Mahasiswa

Jangka Pendek 39

3.10.3 Kelulusan Geran Inovasi Mahasiswa

Jangka Pendek 40

3.11 Kesimpulan 40

BAB 4 DAPATAN KAJIAN

4.1 Ujikaji 1 42

4.1.1 Pemerhatian 42

4.2 Ujikaji 2 43


4.3 Ujikaji 3 45


4.4 Ujikaji 4 47

4.5 Ujikaji 5 49

4.5.1 Ketinggian Kek 50

4.5.2 Indeks Isipadu Kek 52

4.5.3 Indeks Simetri dan Indeks Keseragaman

Kek 53

BAB 5 PERBINCANGAN, RUMUSAN DAN CADANGAN

5.1 Perbincangan 54

5.1.1 Enzim Bromelain, Papain dan Amilase 54

5.1.2 Ketinggian Kek 56

5.1.3 Indeks Isipadu Kek 58

5.1.4 Indeks Simetri dan Indeks Keseragaman 58

5.2 Rumusan 59

5.3 Cadangan 60

5.4 Penutup 61

BIBLIOGRAFI 62

LAMPIRAN A-C

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK HALAMAN

Jadual 2.1 Jenis-jenis, pengkelasan, tindakbalas dan nombor 12

EC bagi enzim yang digunakan dalam industri

bakeri.

Jadual 2.2 Fungsi-fungsi enzim penambahbaikan dalam industri 14

bakeri

Jadual 3.1 Ujikaji-Ujikaji Yang Dijalankan Sebagai Instrumen 21

Kajian

Jadual 3.2 Peralatan Dan Bahan-Bahan Yang Digunakan Dalam 23

Ujikaji 1


Ujikaji 2


Ujikaji 3

Jadual 3.5 Bahan-Bahan Dalam Penghasilan Kek Mentega Bagi 32

Kaedah A, B Dan C

Jadual 3.6 Senarai Bahan-Bahan Mentah Dan Kos Mengikut 38

Harga Pasaran Semasa

Jadual 3.7 Kos Analisis Sampel Enzim Dan Kek Yang Ditetapkan 40

Oleh FKKKSA

Jadual 3.8 Sumber Enzim Dan Enzim Yang Dihasilkan 43

Jadual 4.1 Nilai aktiviti-aktiviti enzim yang terhasil dalam ujikaji 50

1, 2 dan 3

Jadual 4.2 Bacaan ketinggian kek pada tiga titik serta indeks 53

isipadu, simetri dan keseragaman kek bagi kaedah

A, B dan C.

SENARAI RAJAH

NO. JADUAL TAJUK HALAMAN

Rajah 3.1 Carta alir menunjukkan ringkasan metodologi 20

kajian yang dijalankan Tindakbalas Fermentasi

Alkohol

Rajah 3.2 Pengukuran ketinggian, indeks isipadu, indeks simetri 22

dan indeks keseragaman kek menggunakan kaedah

templet AACC 10-91 (2000)

Rajah 4.1 Bintik-bintik putih pada permukaan lapisan teratas 45



Rajah 4.4 Aktiviti-aktiviti enzim yang berlaku dalam ujikaji 51

1, 2 dan 3

Rajah 4.5 Kek mentega yang dihasilkan tanpa bahan penaik 52

(Kaedah A)

Rajah 4.6 Kek mentega yang dihasilkan dengan serbuk 52

penaik (Kaedah B)

Rajah 4.7 Kek mentega yang dihasilkan dengan enzim 52

organik (Kaedah C)

Rajah 4.8 Pengukuran ketinggian, indeks isipadu, indeks 53

simetri dan indeks keseragaman kek menggunakan

kaedah templet AACC 10-91 (2000).

Rajah 4.9 Ketinggian kek pada titik tengah (C) bagi kaedah 54

A, B dan C

Rajah 4.10 Indeks isipadu, indeks simetri dan indeks 55

keseimbangan kek bagi kaedah A, B dan C

SENARAI SINGKATAN DAN SIMBOL

pH - negative log of hydrogen ion concentration

α - alpha

AACC - American Association of Cereal Chemist

FKKKSA - Fakulti Kejuruteraan Kimia dan Kejuruteraan Sumber Asli

UTM - Universiti Teknologi Malaysia

cm - Sentimeter

° C - Darjah Celsius

½ - Setengah

mm² - milimeter persegi

g - gram

cmt - camca teh

ml - mililiter

kaki² - kaki persegi

kg - Kilogram

u/ml - mikro per mililiter

EC - Enzyme Catalyst

RM - Ringgit Malaysia

CSI - Center for Student Innovation

HACCP - Hazard Analysis and Critical Control Points

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK

A Surat Kelulusan Geran Inovasi Mahasiswa

Jangka Pendek

B Contoh template AACC 90-1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan

Enzim memainkan peranan yang penting dalam industri makanan samada

dalam produk makanan tradisional mahupun produk makanan baru. Contohnya

dalam kaedah lama pemprosesan bir dan keju adalah bergantung kepada penggunaan

enzim dalam pelbagai peringkat pembuatannya (A.J. Taylor dan R.M. Leach, 1995).

Dalam pembuatan bir, proses menjadikan bijirin kepada malt akan menghasilkan

aktiviti-aktiviti amilase dan protease yang bertindakbalas terhadap protein dan kanji

yang terdapat dalam bijirin semasa bijirin telah menjadi hancur untuk menghasilkan

gula yang boleh difermentasi dan nutrien-nutrien lain yang membenarkan

pertumbuhan yis (A.J. Taylor dan R.M. Leach, 1995).

Enzim juga telah memainkan peranan yang penting dalam proses

penyembelihan haiwan untuk mendapatkan daging yang berkualiti tinggi. Sebelum

penggunaan enzim dikenalpasti, haiwan yang hendak disembelih dibiarkan dalam

keadaan rehat sebelum proses penyembelihan dilakukan. Tujuannya adalah untuk

memastikan kehadiran glikogen yang mencukupi dalam otot-otot haiwan tersebut

untuk bertindak sebagai substrat kepada enzim. Maka, daripada aplikasi ini dapatlah

difahami bahawa proses glikolisis dan enzim protease semulajadi dalam otot boleh

menukarkan otot haiwan kepada daging yang dapat meningkatkan kualiti daging

haiwan tersebut (A.J. Taylor dan R.M. Leach, 1995).

Ciri-ciri produk-produk makanan tradisional seperti yogurt dan minuman

yang ditapai lebih banyak diperolehi daripada tindakbalas anaerobik

mikroorganisma berbanding dengan tindakbalas enzim. Dalam pembuatan yogurt,

tindakbalas utama yang berlaku ialah pertukaran laktosa di dalam susu kepada asid

laktik. Penurunan pH mempengaruhi protein kasein untuk memberikan ciri-ciri

tekstur yogurt. Dalam pembuatan bir pula gula ditukarkan kepada etanol (A.J. Taylor

dan R.M. Leach, 1995).

1.2 Latar Belakang Masalah

Menurut Presiden Persatuan Pengguna Pulau Pinang, S.M. Mohamed Idris

(2006), kebanyakan roti keluaran industri menggunakan yis berlebihan iaitu 2 hingga

3 kali lebih banyak berbanding dengan roti yang dibuat secara tradisional.

Penggunaan yis yang berlebihan telah menghasilkan terlalu banyak gas yang

menjadikan roti lembut seperti span. Beberapa dekad lalu, kebanyakan yis yang

digunakan juga telah menyebabkan pertumbuhan yis yang tidak bertolenrasi, radang

usus dan candida albicans (S.M. Mohamed Idris, 2006). S.M. Mohamed Idris (2006)

juga menyatakan kebimbangan dan keraguan terhadap yis yang digunakan dalam

industri pembuatan roti pada masa kini berkemungkinan adalah yis yang diubahsuai

secara genetik. Yis jenis ini mungkin akan mendatangkan risiko dan kesan

jangkamasa panjang terhadap kesihatan manusia. Menurut S.M. Mohamed Idris

(2006) lagi, kebanyakan pengeluar roti menggunakan enzim tambahan sebagai

bantuan pemprosesan untuk menjadikan doh mengandungi lebih banyak gas supaya

roti menjadi lebih ringan dan lembut dalam jangkamasa yang lama selepas

pembakaran. Namun begitu, penggunaan enzim ini tidak perlu dinyatakan pada label

pembungkusan roti tersebut kerana ia diketegorikan sebagai bantuan pemprosesan.

Terdapat penemuan menyatakan bahawa enzim transglutaminase yang digunakan

untuk menjadikan doh bersifat lebih meregang dalam croissant dan sesetengah roti

boleh mengakibatkan protein yang terdapat dalam tepung menjadi beracun terhadap

mereka yang mengalami alahan terhadap gluten (S.M. Mohamed Idris, 2006).

Menurut Georges Schaeffer (1928), penggunaan penaik tiruan atau serbuk

penaik dalam pengeluaran roti, biskut dan jenis-jenis pastri yang lain semakin meluas

menggantikan penggunaan yis. Liebig ialah seorang ahli kimia yang mula-mula

berfikir tentang penggunaan penaik mineral atau serbuk penaik bagi menggantikan

yis (Georges Schaeffer, 1928). Serbuk penaik mengandungi asid karbonik iaitu soda

bikarbonat yang menaikkan doh dan menjadikannya lebih mudah dihadam. Gas di

bebaskan oleh garam asid iaitu bifosfat, bitartrate atau campuran bitartrate dan asid

tartarik. Namun begitu, untuk mendapatkan potassium bitartrate dan fosfat

memerlukan kos yang mahal. Setelah sekian lama industri telah cuba

menggantikannya dengan bahan yang lebih murah. Namun begitu, bahan tersebut

membebaskan asid yang berbahaya iaitu sama seperti bisulfat atau soda alum dan

kalium atau ammonia.

Menurut Georges Schaeffer (1928), penggunaan penaik mineral yang

mengandungi alum dan soda bikarbonat adalah dibenarkan oleh undang-undang di

Amerika Syarikat. Sebaliknya, penggunaan penaik jenis tersebut diharamkan di

negara-negara Eropah seperti Perancis, England, Germany, Sweden, Switzerland,

Belgium dan lain-lain. Hampir di seluruh Eropah mempersetujui bahawa kewujudan

alum atau garam-garam aluminium dalam makanan adalah berbahaya. Menurut

Georges Schaeffer (1928), serbuk penaik yang mengandungi alum-fosfat boleh

menyebabkan pertumbuhan mukus di dalam duodenum. Menurut kajian, serbuk

penaik yang berasaskan alum bukan sahaja mengandungi aluminium fosfat malah

mengandungi sejumlah besar garam-garam kalsium yang boleh mengubahsuai

aktiviti dalam usus (Georges Schaeffer, 1928). Aluminium klorida yang diserap oleh

saluran pencernaan akan mendatangkan masalah kepada fungsi fisiologi seperti

melambatkan pertumbuhan atau tumbesaran badan dan melemahkan fungsi

pembiakan atau peranakan (Georges Schaeffer, 1928).

Oleh itu, kajian ini akan cuba mengatasi masalah ini dengan menguji

kebolehan enzim organik sebagai agen penaik dalam penghasilan kek bagi

menggantikan penggunaan serbuk penaik.

1.3 Penyataan Masalah

Enzim organik dilihat mempunyai kebolehupayaan untuk menggantikan

penggunaan serbuk penaik dalam pembuatan kek. Dengan itu, kajian ini akan

mengkaji kebolehupayaan enzim organik sebagai alternatif kepada serbuk penaik

yang digunakan dalam industri bakeri. Kajian ini dilakukan ke atas penghasilan kek

dengan menggantikan penggunaan serbuk penaik dengan enzim organik tersebut.

Kajian yang dijalankan ini adalah sebagai satu langkah penyelesaian terhadap

penggunaan bahan kimia tambahan, agen penaik genetik terubahsuai dan enzim-

enzim tiruan dalam industri bakeri yang mempunyai risiko berbahaya terhadap

kesihatan manusia dalam jangkamasa panjang.

1.4 Matlamat Kajian

Matlamat kajian ini adalah untuk mencari alternatif terhadap penggunaan

serbuk penaik dalam pembuatan kek dengan suatu bahan yang bersifat semulajadi

tanpa bahan kimia tambahan, enzim tiruan atau enzim terubahsuai genetik.

1.5 Objektif Kajian

Objektif kajian ini adalah untuk menguji kebolehan enzim organik yang

dihasilkan sebagai bahan penaik kek.

1.6 Persoalan Kajian

1) Apakah perbandingan ketinggian kek yang dihasilkan dengan enzim

organik dengan kek yang dihasilkan tanpa bahan penaik dan kek yang

dihasilkan dengan serbuk penaik?

2) Apakah perbandingan indeks isipadu kek yang dihasilkan dengan enzim

organik dengan kek yang dihasilkan tanpa bahan penaik dan kek yang

dihasilkan dengan serbuk penaik?

3) Apakah perbandingan indeks simetri kek yang dihasilkan dengan enzim

organik dengan kek yang dihasilkan tanpabahan penaik dan kek yang

dihasilakan dengan serbuk penaik?

4) Apakah perbandingan indeks keseragaman kek yang dihasilkan dengan

enzim organik dengan kek yang dihasilkan tanpabahan penaik dan kek yang

dihasilakan dengan serbuk penaik?

penghasilan enzim organik dan menguji … · 27, jalan pakis 2, taman sri pulai, 81300, skudai,...

Documents