Jakarta — Potongan apel yang baru dikupas biasanya masih tampak putih dan segar. Namun hanya dalam beberapa menit setelah terkena udara, warnanya berubah cokelat. Perubahan ini sering muncul saat menyiapkan bekal buah untuk anak sekolah, membuat rujak dan gado-gado, atau menyajikan salad buah di restoran. Warna cokelat pada apel sering dianggap mengurangi selera makan, sehingga banyak orang mencari cara mencegahnya.

Berbagai cara turun-temurun biasa dilakukan untuk mengatasi masalah ini. Ada yang memercikkan air jeruk nipis atau lemon ke potongan apel. Ada juga yang merendam apel dalam air garam, menyimpannya dalam air es, atau membungkusnya rapat dengan plastik. Hasil dari cara-cara ini sering dirasakan berbeda-beda, namun jarang ada penjelasan mengapa satu cara bekerja lebih baik dibandingkan cara lainnya.

Perubahan warna pada apel yang dipotong dikenal dengan istilah pencokelatan enzimatis. Reaksi serupa juga terjadi pada pisang, kentang, alpukat, dan pir ketika jaringan buah tersebut rusak akibat pemotongan atau benturan. Di balik perubahan warna yang tampak sederhana ini, terdapat proses kimia yang melibatkan enzim, oksigen, dan senyawa fenolik alami dalam sel buah.

Perubahan warna pada apel disebabkan oleh aktivitas enzim polifenol oksidase, yang biasa disingkat PPO. Enzim ini juga dikenal dengan nama katekol oksidase atau tirosinase pada organisme lain. PPO memiliki dua atom tembaga pada pusat aktifnya sehingga tergolong metaloenzim.

Dalam kondisi sel apel yang masih utuh, PPO tersimpan di dalam plastida. Senyawa fenolik seperti asam klorogenat dan katekin berada terpisah di dalam vakuola. Karena letaknya terpisah, enzim dan senyawa fenolik ini tidak saling bereaksi selama sel belum rusak.

Begitu apel dipotong, membran sel yang memisahkan enzim dan senyawa fenolik ikut rusak. PPO yang sebelumnya terkurung dalam plastida bercampur dengan senyawa fenolik dan langsung terpapar oksigen dari udara. Pertemuan antara enzim, senyawa fenolik, dan oksigen inilah yang memicu reaksi pencokelatan pada permukaan apel.

PPO bekerja melalui dua tahap reaksi. Tahap pertama mengubah senyawa monofenol menjadi difenol dengan tambahan satu atom oksigen. Tahap kedua mengoksidasi difenol tersebut, termasuk asam klorogenat, menjadi o-kuinon yang bersifat lebih reaktif. O-kuinon yang terbentuk sebenarnya tidak berwarna cokelat, melainkan tidak berwarna atau pucat.

Warna cokelat pada apel baru muncul setelah o-kuinon bereaksi lebih lanjut. Molekul kuinon saling berpolimerisasi atau bereaksi dengan asam amino dan protein di sekitarnya, membentuk pigmen melanin berwarna cokelat gelap. Semakin lama waktu berlalu, warna cokelat pada apel akan tampak semakin gelap dan meluas.

Aktivitas PPO sangat bergantung pada dua ion tembaga di pusat aktifnya. Ion tembaga ini mengikat molekul oksigen sekaligus mengaktifkannya agar dapat bereaksi dengan senyawa fenolik. Tanpa ion tembaga yang aktif, PPO tidak dapat bekerja meskipun senyawa fenolik dan oksigen tersedia dalam jumlah yang cukup.

Warna cokelat pada apel sering disalahartikan sebagai tanda kerusakan atau kontaminasi mikroba. Padahal pencokelatan enzimatis merupakan reaksi oksidasi murni yang melibatkan enzim alami tumbuhan, bukan aktivitas mikroorganisme. Pencokelatan enzimatis berlangsung cepat akibat oksidasi kimiawi, sedangkan terpecah oleh mikroba memerlukan waktu lebih lama dan disertai perubahan aroma serta tekstur yang lebih nyata.

Apel yang mengalami pencokelatan pada umumnya masih aman dikonsumsi, meski teksturnya sedikit encer dan tampilannya kurang menarik. Kondisi ini berbeda jika muncul tanda-tanda lain seperti bau asam atau lendir.

Anggapan lain yang perlu diluruskan adalah menyamakan cara kerja asam sitrat dengan vitamin C. Kedua senyawa ini sama-sama bersifat asam dan banyak ditemukan pada buah jeruk, sehingga sering dianggap sama. Padahal secara struktur dan cara kerja, keduanya berbeda. Vitamin C merupakan senyawa pereduksi yang mengembalikan produk oksidasi ke bentuk aslinya. Asam sitrat bekerja terutama melalui penurunan pH dan pengikatan ion logam.

Asam sitrat merupakan senyawa asam organik trikarboksilat yang banyak terkandung dalam jeruk nipis dan lemon. Senyawa ini menghambat aktivitas PPO melalui dua mekanisme yang saling melengkapi.

Mekanisme pertama berkaitan dengan penurunan pH lingkungan. PPO memiliki aktivitas optimal pada pH sekitar 6,5 dan aktivitasnya menurun signifikan pada kondisi asam kuat. Penelitian Alneamah dkk. (2024) yang diterbitkan dalam South Eastern European Journal of Public Health menguji langsung PPO yang diekstraksi dari apel dan kentang untuk membuktikan hal ini. Ketika permukaan apel dipenuhi larutan asam sitrat, lingkungan di sekitar enzim menjadi terlalu asam sehingga laju reaksi pencokelatan melambat. Pada praktik pengolahan pangan, larutan asam sitrat terkonsentrasi 0,5 hingga 1 persen umum digunakan sebagai perlakuan pencelupan buah segar potong.

Mekanisme kedua berupa pengikatan ion tembaga oleh gugus karboksilat pada molekul asam sitrat, atau dikenal sebagai pengkelatan. Fan (2023) dalam Critical Reviews in Food Science and Nutrition menjelaskan bahwa agen pengkelat seperti asam sitrat mengikat ion tembaga pada pusat aktif PPO sehingga enzim kehilangan kemampuan katalitiknya, meskipun senyawa fenolik dan oksigen tetap tersedia.

Penelitian Alneamah dkk. (2024) juga menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi asam sitrat, asam askorbat, maupun natrium sulfit secara konsisten menurunkan aktivitas PPO. Jiang dan Penner (2022) dalam jurnal Foods menyatakan bahwa efektivitas asam organik sebagai penghambat PPO sangat dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi senyawa yang digunakan, dan cenderung meningkat bila dikombinasikan dengan senyawa pereduksi lain.

Arnold dan Gramza-Michałowska (2022) dalam Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety merangkum bahwa kombinasi sekitar 1 persen asam askorbat dengan 0,9 persen asam sitrat mampu menekan pencokelatan pada potongan apel segar lebih efektif dibandingkan penggunaan asam sitrat tunggal. Temuan ini menunjukkan asam sitrat bekerja paling optimal ketika digunakan bersama senyawa pereduksi seperti vitamin C, bukan sebagai penghambat tunggal yang bekerja secara instan.

Anggapan bahwa air jeruk nipis dapat menghentikan reaksi pencokelatan secara permanen, seolah-olah bekerja seperti bahan pemutih, juga perlu diluruskan. Sebagian besar orang bahkan menganggap semakin banyak air jeruk nipis yang digunakan, semakin lama apel bertahan tanpa berubah warna. Padahal penambahan konsentrasi berlebihan tidak selalu sebanding dengan hasil yang diperoleh.

Asam sitrat bekerja secara reversibel dan sangat bergantung pada konsentrasi serta kontak lama dengan permukaan buah. Efek yang ditimbulkan bersifat melambat, bukan menghentikan reaksi secara total. Apabila asam sitrat menguap atau tercuci, aktivitas enzim penyebab kecokelatan dapat kembali muncul secara bertahap.

Reaksi pencokelatan enzimatis tidak hanya mempengaruhi tampilan apel, tetapi juga nilai gizinya. Proses oksidasi yang mendasari pencokelatan turut mengurangi kandungan antioksidan alami buah. Senyawa fenolik seperti asam klorogenat dan katekin yang semula berfungsi sebagai antioksidan justru teroksidasi menjadi pigmen melanin yang tidak lagi memiliki aktivitas antioksidan yang setara.

Sebagian besar vitamin C dalam apel juga berisiko terdegradasi akibat lingkungan oksidatif yang tercipta selama pencokelatan berlangsung. Kandungan gizi yang benar-benar terserap tubuh bisa lebih rendah dibandingkan kondisi apel sebelum dipotong, terutama jika buah dibiarkan teroksidasi dalam waktu lama. Arnold dan Gramza-Michałowska (2022) menegaskan bahwa pencokelatan enzimatis pada makanan apel minimal juga menurunkan kadar fenolik dan aktivitas antioksidan buah, yang berdampak pada manfaat kesehatannya. Fan (2023) menambahkan bahwa proses ini juga berkaitan dengan penurunan kualitas sensoris dan daya jual produk apel segar potong.

Berdasarkan mekanisme di atas, terdapat beberapa langkah yang dapat diterapkan untuk menekan laju pencokelatan sekaligus menjaga nilai gizi apel. Memotong apel sedekat mungkin dengan waktu penyajian mengurangi durasi paparan terhadap oksigen sehingga oksidasi yang terjadi lebih minimal.

Penggunaan larutan asam sitrat yang dikombinasikan dengan sumber vitamin C, misalnya air perasan jeruk nipis atau lemon, terbukti lebih efektif dibandingkan penggunaan asam sitrat atau air garam saja. Sebagian besar produsen pangan bahkan memanfaatkan kombinasi asam sitrat dengan bahan pengkelat dan antioksidan alami lainnya untuk memperpanjang masa simpan produk buah potong secara komersial.

Meminimalkan paparan oksigen juga membantu. Cara yang bisa dilakukan antara lain membungkus potongan apel rapat, menyimpannya dalam wadah kedap udara, atau merendamnya dalam air dingin. Penyimpanan pada suhu rendah ikut memperlambat laju reaksi enzimatis, karena kinetika reaksi kimia pada umumnya melambat seiring menurunnya suhu. Meski begitu, efek pendinginan saja umumnya tidak lingkungan dengan lingkungan asam.

Pemilihan varietas apel juga dapat dipertimbangkan. Varietas seperti Granny Smith memiliki kandungan fenolik dan aktivitas PPO yang lebih rendah secara alami, sehingga lebih lambat mengalami pencokelatan dibandingkan varietas lainnya. Bagi usaha pelaku kuliner berukuran kecil, kombinasi perlakuan kimiawi dan fisik ini dapat menjadi solusi murah dan mudah diterapkan tanpa memerlukan peralatan khusus.

Pencokelatan apel merupakan hasil kerja enzim polifenol oksidase yang, dengan bantuan ion tembaga dan oksigen, mengubah senyawa fenolik menjadi kuinon yang kemudian berpolimerisasi menjadi melanin berwarna cokelat. Asam sitrat menghambat proses tersebut melalui penurunan pH dan pengikatan ion tembaga, serta bekerja lebih optimal bila dikombinasikan dengan vitamin C dibandingkan digunakan sendiri.

Pemahaman mekanisme ini mengoreksi sejumlah anggapan keliru yang berkembang di masyarakat mengenai keamanan dan cara penanganan apel yang telah berubah warna. Prinsip yang sama juga berlaku pada buah dan sayur lain yang rentan mengalami pencokelatan serupa, seperti pisang, alpukat, dan kentang, karena mekanisme dasarnya sama-sama melibatkan enzim, senyawa fenolik, dan oksigen.

Sumber:

Alneamah, SJA, Aldhalemi, AAJ, Jannah, SMA, Aldhalemi, MAJ, & Al-Obaidi, LFH (2024). Ekstraksi, pemurnian dan karakterisasi polifenol oksidase dari kentang dan apel serta penghambatan pencoklatan enzimatik. South Eastern European Journal of Public Health, 610–622.

Arnold, M., & Gramza-Michałowska, A. (2022). Pencoklatan enzimatik pada produk apel dan perlakuan penghambatannya: Tinjauan komprehensif. Tinjauan Komprehensif dalam Ilmu Pangan dan Keamanan Pangan, 21(6), 5038–5076.

Fan, X. (2023). Inhibisi kimiawi polifenol oksidase dan pengcoklatan permukaan potongan apel segar. Tinjauan Kritis dalam Ilmu Pangan dan Nutrisi, 63(27), 8737–8751.

Jiang, S., & Penner, MH (2022). Pengaruh asam p-kumarat terhadap penghambatan pencoklatan pada campuran reaksi yang dikatalisis oleh polifenol oksidase kentang. Foods, 11(4), 577.

Syarat dan Ketentuan Penulisan di Siaran-Berita.com :
Setiap penulis setuju untuk bertanggung jawab atas berita, artikel, opini atau tulisan apa pun yang mereka publikasikan di siaran-berita.com - Syarat dan Ketentuan - Kebijakan Privasi - Panduan Komunitas - Disclaimer

Tags: apel jeruk nipis