Bahan pangan seperti sayuran dan buah-buahan dapat mengalami kerusakan mekanis (luka dan gesekan) hingga terkena penyakit sehingga hal ini menyebabkan bahan pangan mengalami pencoklatan. Pencoklatan dapat di sebabkan oleh adanya komponen senyawa fenolik yang membentuk melanin (pigmen berwana coklat) dengan bantuan dari enzim polifenol oksidase. Pencoklatan pada bahan pangan terbagi menjadi dua jenis yaitu pencoklatan enzimatis dan pencoklatan non enzimatis.
Pencoklatan enzimatis yang terjadi pada bahan pangan (sayuran dan buah-buahan) yang mengandung substrat senyawa fenolase, seperti katekin dan turunannya (tirosin, asam kafeat dan asam klorogenat) serta leukoantosianin. Pencoklatan enzmatis dapat terjadi karena adanya empat faktor yaitu :
- Substrat yang berupa senyawa-senyawa fenol (orto Polifenol)
- Enzim polifenol oksidase yang merupakan enzim dengan faktor Cu 2+ yang akan bereaksi pada saat kontak dengan substrat dan oksigen.
- Oksogen O2
- Logam Cu2+
Namun dalam pencegahan pencoklaatan enzimatis ini setidaknya di lakukan penghilangan dari salah satu faktor penyebab pencoklatan enzimatis yang telah di sebutkan. Dalam proses pencoklatan enzimatis terdapat enzim-enzim yang berperan di dalamnya seperti fenol oksidase atau polifenol oksidase atau fenolase atau polifenolase serta oksigen dan logam yang harus berhubungan dengan substrat tersebut. Warna yang dapat di hasilkan pada proses pencoklatan enzimatis ini adalah kuning muda hingga coklat tua atau hitam. Warna tersebut bergantung pada jenis bahan pangan dan tingkat reaksi yang terjadi.
Pada mekanisme pencoklatan enzimatis polifenol oksidase dapat mengkatalis dua jenis reaksi yaitu :
A. Reaksi monofenol menjadi o-difenol (aktivitas kresolase atau monofenolase) seperti tirosin yang dapat di lihat pada gambar :
B. Reaksi difenol menjadi o-kuinon (aktivitas katekolase atau difenolase)
Reaksi pencoklatan enzimatis melibatkab perubahan gugus fenol seperti yang terjadi pada tanin (katekin dan leukoantosianin) menjadi gugus kuinon. Selanjutnya kuinon akan mengalami polimerisasi dan dengan cepat dapat di konversi menjadi polimer berwarna merah atau merah kecoklatan sehingga akhirnya akan membentuk melanin yang berwarna coklat. Adapun beberapa metode yang digunakan untuk mengendalikan adanya pencoklatan enzimatis pada bahan pangan metode tersebut adalah sebagai berikut :
a. Penggunaan panas, penggunaan panas pada suhu tinggi dengan waktu tertentu dapat menghambat aktifitas enzim fenolase. Panas yang di gunakan dalam pengolahan seperti blansing, pasteurisasi, penanganan buah untuk pengalengan pengawetan pangan dengan pengeringan. Metode ini dapat memengaruhi perubahan tekstur hingga citarasa yang tidak dikehendaki sehingga perlu di perhatikan waktu yang digunakan dalam pemanasan.
b. Penggunaan senyawa sulfit, senyawa yang digunakan biasanya adalah natrium sulfit, natrium bisulfit, atau natrium metabisulfit dalam jumlah tertentu. Senyawa-senyawa sulfit tersebut dapat berfungsi sebagai inhibitor potensial untuk enzim serta non enzimatis, pemutih bersifat antimikroba dan antioksidan, mempertahankan vitamin C namun senyawa tersebut dapat merusak vitamin B1 pada bahan pangan.
c. Pembebasan oksigen, cara sederhana dalam menghambat enzim fenolase ini dilakukan dengan cara melakukan perendaman dalam air yang dapat membatasi kontak antara oksigen dengan jaringan buah atau sayuran.
d. Penghambatan dengan natrium klorida (NaCl), cara penghambatan enzim fenolase ini belum banyak
e. Metilasi substrat fenolase, senyawa guaiakol dan asam ferulat tidak berfungsi sebagai substrat fenolase sehingga dapat membantu mencegah terjadinya pencoklatan enzimatis.
f. Penggunaan asam, asam alami yang terdapat pada jaringan tanaman khususnya asam sitrat, asam malat, asam fosfat dan asam askorbat. Pada umumnya asam-asam tersebut berperan dalam menurunkan tingkat keasaman (pH) jaringan serta dapat menurunkan kecepatan dari pencoklatan enzimatis karena pH optimum dari enzim fenolase berkisar antara 6-7 sehingga pada pH dibawah 3 tidak ada aktivitas enzim.
Pada mekanisme pencoklatan enzimatis polifenol oksidase dapat mengkatalis dua jenis reaksi yaitu :
A. Reaksi monofenol menjadi o-difenol (aktivitas kresolase atau monofenolase) seperti tirosin yang dapat di lihat pada gambar :
 |
| Reaksi monofenol menjadi o-difenol |
B. Reaksi difenol menjadi o-kuinon (aktivitas katekolase atau difenolase)
 |
| Reaksi difenol menjadi o-kuinon |
Reaksi pencoklatan enzimatis melibatkab perubahan gugus fenol seperti yang terjadi pada tanin (katekin dan leukoantosianin) menjadi gugus kuinon. Selanjutnya kuinon akan mengalami polimerisasi dan dengan cepat dapat di konversi menjadi polimer berwarna merah atau merah kecoklatan sehingga akhirnya akan membentuk melanin yang berwarna coklat. Adapun beberapa metode yang digunakan untuk mengendalikan adanya pencoklatan enzimatis pada bahan pangan metode tersebut adalah sebagai berikut :
a. Penggunaan panas, penggunaan panas pada suhu tinggi dengan waktu tertentu dapat menghambat aktifitas enzim fenolase. Panas yang di gunakan dalam pengolahan seperti blansing, pasteurisasi, penanganan buah untuk pengalengan pengawetan pangan dengan pengeringan. Metode ini dapat memengaruhi perubahan tekstur hingga citarasa yang tidak dikehendaki sehingga perlu di perhatikan waktu yang digunakan dalam pemanasan.
b. Penggunaan senyawa sulfit, senyawa yang digunakan biasanya adalah natrium sulfit, natrium bisulfit, atau natrium metabisulfit dalam jumlah tertentu. Senyawa-senyawa sulfit tersebut dapat berfungsi sebagai inhibitor potensial untuk enzim serta non enzimatis, pemutih bersifat antimikroba dan antioksidan, mempertahankan vitamin C namun senyawa tersebut dapat merusak vitamin B1 pada bahan pangan.
c. Pembebasan oksigen, cara sederhana dalam menghambat enzim fenolase ini dilakukan dengan cara melakukan perendaman dalam air yang dapat membatasi kontak antara oksigen dengan jaringan buah atau sayuran.
d. Penghambatan dengan natrium klorida (NaCl), cara penghambatan enzim fenolase ini belum banyak
e. Metilasi substrat fenolase, senyawa guaiakol dan asam ferulat tidak berfungsi sebagai substrat fenolase sehingga dapat membantu mencegah terjadinya pencoklatan enzimatis.
f. Penggunaan asam, asam alami yang terdapat pada jaringan tanaman khususnya asam sitrat, asam malat, asam fosfat dan asam askorbat. Pada umumnya asam-asam tersebut berperan dalam menurunkan tingkat keasaman (pH) jaringan serta dapat menurunkan kecepatan dari pencoklatan enzimatis karena pH optimum dari enzim fenolase berkisar antara 6-7 sehingga pada pH dibawah 3 tidak ada aktivitas enzim.
