Perbaikan Proses Produksi Isolat Protein Tempe untuk Peningkatan Kadar Protein dan Sifat-sifat Fungsionalnya

Abstract

Isolat protein merupakan bahan yang umum digunakan industri sebagai bahan baku pangan olahan untuk memperbaiki kualitas produk, baik secara fisik, sensori, maupun nilai gizi karena kualitas dan sifat fungsional protein yang dimilikinya. Penelitian terbaru menunjukkan terdapat potensi lain yang dapat dijadikan sebagai alternatif penggunaan isolat protein yaitu isolat protein tempe (IPT). Tempe merupakan produk fermentasi kedelai khas Indonesia dengan bioavailabilitas protein dan zat gizi yang tinggi, sehingga berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku isolat protein. Modifikasi proses berupa germinasi kedelai juga diketahui mampu meningkatkan kualitas protein, yang dapat berpengaruh terhadap sifat fungsionalnya. Isolat protein tempe (IPT) yang diperoleh dari metode produksi konvensional hanya memiliki kadar protein pada kisaran 70–80%, yang belum sesuai dengan standar minimum isolat protein. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh metode perbaikan produksi IPT sehingga diperoleh isolat protein dengan kadar minimum protein 90%, serta membandingkan rendemen, karakteristik fisikokimia, dan sifat fungsional isolat protein yang diperoleh dari metode konvensional dan metode perbaikan. Perbaikan proses produksi IPT dilakukan dengan prinsip pemecahan sel biomasa untuk memperbaiki proses ekstraksi protein, meliputi metode mekanis (ultrasonikasi) dan non-mekanis (degradasi enzim karbohidrase). Penelitian ini meliputi dua tahap utama, yaitu: 1) perbaikan proses produksi IPT dari kedelai non-germinasi (IPTN) dan kedelai germinasi (IPTG), dan 2) pengujian karakteristik fisikokimia dan sifat-sifat fungsional IPTN dan IPTG yang mengalami perbaikan proses. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis kedelai, waktu sonikasi, dan waktu ekstraksi berpengaruh signifikan (p<0,01) terhadap kadar protein ekstrak tempe, dengan kombinasi perlakuan optimum yaitu sonikasi selama 30 menit dan dilanjutkan dengan ekstraksi selama 120 menit. Selain itu, penggunaan enzim karbohidrase (Viscozyme®L) sebanyak 30 FBG/10 g tepung juga berpengaruh signifikan (p<0,01) terhadap penurunan kadar protein supernatan hasil presipitasi protein, yang menunjukkan semakin banyak protein yang dapat ditahan dalam endapan protein. Isolat protein tempe yang diperoleh dari metode perbaikan kemudian dibandingkan dengan IPT yang diperoleh dari metode konvensional. Analisis sidik ragam menunjukkan bahwa jenis kedelai dan metode produksi berpengaruh signifikan (p<0,05) terhadap kadar protein, daya serap air, daya serap minyak, kapasitas emulsi, stabilitas emulsi, kapasitas buih, dan stabilitas buih. Parameter kadar air, kadar karbohidrat, rendemen protein, dan densitas kamba hanya dipengaruhi oleh metode produksi, sedangkan parameter kadar abu dan kadar lemak hanya dipengaruhi oleh faktor jenis kedelai. Kombinasi jenis kedelai germinasi dan metode perbaikan (sonikasi selama 30 menit dan ekstraksi selama 120 menit) mampu meningkatkan kadar protein IPT hingga mencapai 90%, rendemen protein (72,8%), daya serap air (6,1%), daya serap minyak (1,6%), kapasitas emulsi (61%) dan stabilitas emulsi (45,9%), serta kapasitas buih (190%) dan stabilitas buih (82,2%). Selain itu, jenis kedelai dan metode produksi juga dapat mempengaruhi komposisi asam amino, profil berat molekul peptida, kelarutan protein, dan mikrostruktur IPT. Proses germinasi kedelai berpengaruh signifikan terhadap perbaikan karakteristik fisikokimia dan sifat fungsional isolat protein tempe, akibat adanya degradasi komponen non-protein menjadi energi untuk pembentukkan protein baru. Ultrasonikasi dapat meningkatkan kemampuan ekstraksi protein dan mengubah struktur protein, sehingga juga berpengaruh terhadap peningkatan kadar dan rendemen protein serta sifat-sifat fungsionalnya.