Download - LABORATORIUM BIOPROSES DA BIOTEKOLOGI
Percobaan 1
Pembuatan Yakult dan Asam Buah
A. Tujuan
Memahami dan melatih keterampilan mahasiswa prinsip fermentasi asam
laktat dalam membuat produk yakult dan asam buat dari buah tomat
Menganalisis kadar asam pada produk yakult dan buah tomat
B. Perincian Kerja
1. Pembuatan yakult
2. Pembuatan buah asam
3. Fermentasi manggunakan incubator
4. Penentuan kadar asam dengan titrasi
C. Alat dan Bahan
Alat
a. 6 buah botol U C 1000
b. Laminar
c. Gelas ukur 100 ml
d. 6 buah gelas aqua
e. Gelas kimia 600 ml
f. Kompor
g. Baskom dan Panci
h. Neraca analitik
i. Pisau
j. Spiritus
k. Blender
l. Inkubator
m. Pengaduk
Bahan
a. Yakult
b. Buah tomat
1
c. Gula
d. Susu Skim
D. Dasar Teori
a. Yakult
Yakult merupakan susu fermentasi yang berasal dari Jepang dan
ditemukan oleh Dr. Shirota sejak tahun 1930. Yakult merupakan produk susu
fermentasi dengan menggunakan starter tunggal yaitu Lactobacillus casei.
Kecepatan pertumbuhan bakteri ini tergolong cukup lambat dibandingkan
dengan Dornic atau 0,5% asam laktat°bakteri sejenisnya yaitu berkisar 50
setelah 48 jam. Bakteri Lactobacillus casei berbentuk batang tunggal dan
termasuk golongan bakteri heterofermentatif, fakultatif, mesofilik, dan
berukuran lebih kecil dari pada Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus
acidophillus, dan Lactobacillus helveticus. Bakteri Lactobacillus casei akan
merubah ribosa menjadi asam laktat dan asam asetat.
Pembuatan C°yakult adalah dengan cara disterilisasi terlebih dahulu pada
suhu 140 selama 3 sampai 4 detik, kemudian ditanamkan Lactobacillus casei
C selama dua hari. Nilai gizi°(Strain shirota) diinkubasi pada suhu 37 yakult
yaitu protein 1,2%, lemak 0,1%, mineral 0,3%, karbohidrat 16,5%, air 81,9%,
dan nilai kalori tiap 100 g. Menurut Margawani (1995), Lactobacilllus casei
adalah galur unggul yang mudah dan cocok untuk dikembangbiakkan dalam
minuman dasar susu. Selain bakteri ini mampu bertahan dari pengaruh asam
lambung, juga mampu bertahan dalam cairan empedu sehingga mampu
bertahan hidup hingga usus halus.
Peranan lain terhadap kesehatan manusia adalah
Untuk memperbaiki penyerapan kalsium pada usus
Melancarkan buang air besar
Penyerapan bahan karsinogenik
Membunuh bakteri patogen dan bersifat anti tumor
Memberi efek menguntungkan pada usus halus dengan meningkatkan
keseimbanagn mikroorganisme dalam saluran pencernaan.
2
Protein yakult dua kali lebih mudah dicerna daripada protein susu.
Untuk mencerna 70% protein yakult, hanya diperlukan waktu tiga jam. Hal
ini lebih pendek dari waktu yang dibutuhkan untuk mencerna protein susu
segar yaitu enam jam. Kelebihan inilah yang menjadikan yakult sangat
berperan dalam pertumbuhan tubuh dan diyakini sangat berperan penting
dalam rekondisi pasca sakit. Yakult cenderung disukai konsumen (karena
memiliki citarasa sedikit asam, agak manis, tidak menggumpal, berwarna
cerah serta homogen) dibandingkan dengan macam susu fermentasi lainnya
seperti yogurt dan kefir. Yogurt dan kefir cenderung tidak disukai konsumen
karena mempunyai tekstur yang kental, citarasa terlalu asam dan kurang
manis.
Bahan pembuatan yakult
Yakult dibuat dari bahan-bahan:
bakteri Lactobacillus casei Shirota strain hidup
susu bubuk skim
sukrosa dan glukosa
perisa
air
Proses pembuatan yakult di Indonesia
Tangki pelarutan
Bahan-bahan utama yaitu susu bubuk skim dan glukosa dicampur dengan
air dan ditampung dalam tangki pelarutan.
Tangki pembibitan
Dalam tangki ini bibit bakteri Lactobacillus CaseiShirota Strain disiapkan
dan dikembangbiakkan.
Tangki fermentasi
Selanjutnya bibit bakteri Lactobacillus CaseiShirota Strain dicampu
dengan campuran bahan-bahan di no. 1 diatas dan dimasukkan kedalam
tangki fermentasi. Suhu fermentasi adalah 370C selama 6-9 hari.
Proses homogenizer
Tahap berikutnya dilakukan proses Homogenizer dan diawasi secara ketat.
3
Tangki pencampur
Hasil proses homogenizer tersebut dicampur dengan sirup dari tangki sirup
dan disimpan dalam tangki pencampur.
Tangki penampung
Kemudian hasil dari proses no. 4 tersebut dicampur dengan air yang sudah
di sterilisasi dan ditampung didalam tangki penampung.
Mesin pembuat botol
Untuk menjaga higienitas dari Yakult, maka proses pembuatan botol
dilakukan sendiri oleh Yakult Indonesia.
Mesin pengisian
Selanjutnya minuman Yakult sudah siap diisi ke dalam botol. Di botol
tersebut juga dicetak semua informasi yang ada seperti kandungan nutrisi,
tanggal kadaluwarsa, dll.
Mesin pengepakan
Botol-botol yang sudah terisi untuk selanjutnya dikemas dalam kemasan
dimana 1 kemasan ( packing ) terdiri dari 5 botol Yakult.
Ruang pendingin
Kemasan yang berisi botol Yakult disimpan dalam ruang pendingin untuk
menjamin kualitas dari minuman kesehatan Yakult.
Distribusi
Dari ruang pendingin tersebut selanjutnya Yakult siap didistribusikan ke
pelanggan melalui sistem penjualan langsung ( Direct Sales ) untuk
dikirim ke toko-toko dan supermarket maupun melalui sistem penjualan
oleh Ibu-ibu Yakult Lady untuk dikirim ke rumah-rumah setiap hari.
Sterilisasi yakult
Ultra High Temperature adalah sterilisasi parsial makanan dan
minuman dengan memberikan pemanasan dengan waktu singkat, sekitar 1-2
Detik, pada suhu 135 oC (275 oF), yang bertujuan membunuh spora dalam
susu. Produk UHT yang umum adalah jus buah, Krim, yogurt, anggur, sup
dan sebagainya. Susu UHT diciptakan pada 1960-an dan banyak dikonsumsi
pada tahun 1970-an. Panas Tinggi selama transovarial UHT dapat
4
menyebabkan Maillard browning (reaksi kimia antara asam amino dan gula
pereduksi) dan perubahan rasa susu dan bau produk.
Suhu penyimpanan yakult
Yakult harus selalu disimpan pada suhu dibawah 10°C karena pada
kondisi tersebut bakteri Yakult tidak aktif sehingga kualitas Yakult dapat
dipertahankan terjaga. Penyimpanan pada suhu diatas 10°C akan
mengakibatkan turunnya kualitas karena bakteri Yakult aktif, menghasilkan
asam laktat yang menyebabkan Yakult menjadi asam dan jumlah bakteri
hidupnya akan menurun.
Reaksi kimia fermentasi yakult
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula
yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa
(C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan
menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi,
dan digunakan pada produksi makanan.
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per
mol)
Dijabarkan sebagai
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida
+ Energi (ATP)
Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis
gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang
merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar
organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang
dihasilkan. Bahan Alumunium digunakan untuk tutup botol yakult, sedangkan
bahan plastik terbuat dari polystirena resin yang mempunyai keunggulan
harga murah dan dapat didaur ulang.
5
b. Buah Asam
Tomat, adalah tanaman yang paling mudah dijumpai. Warnanya yang
cerah sungguh menarik. Selain kaya vitamin C dan A, tomat konon dapat
mengobati bermacam penyakit. Kalau dirunut sejarahnya, tomat atau
Lyopercisum esculentum pada mulanya ditemukan di sekitar Peru, Ekuador
dan Bolivia.
Tomat juga banyak digunakan untuk masakan, seperti sup, jus, pasta,
dllnya. Rasanya yang sedikit asam bahkan membuat selera makan meningkat.
Lebih jauh menurut penelitian DR. John Cook Bennet dari Wiloughby
University, Ohio, sebagai orang pertama yang meneliti manfaat tomat, pada
November 1834, menunjukkan bahwa tomat dapat mengobati diare, serangan
empedu,gangguan pencernaan dan memulihkan fungsi lever. Peneliti lain dari
Rowett Research Institute di Aberdeen, Skotlandia, juga berhasil menemukan
manfaat tomat lainnya. Menurutnya, gel berwarna kuning yang menyelubungi
biji tomat dapat mencegah penggumpalan dan pembekuan darah yang dapat
menyebabkan penyakit jantung dan stroke.
Hal ini juga diakui oleh dokter gizi, Dr. Leane Suniar Manurung,
MSc. Melihat khasiat tomat begitu banyak, maka tomat baik dikonsumsi
siapapun sejak usia dini. “Apalagi tomat juga timggi kandungan vitamin C
dan vitamin A, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekebalan tubuh.” Tapi
tomat seperti apa yang baik dikonsumsi? Jika melihat dipasaran, kita bisa
menemukan tomat dengan dua warna, yakni warna merah dan hijau.
Perbedaan warna ini menunjukan kandungan vitaminnya. Menurut Leane,
tomat yang baik dikonsumsi adalah tomat merah. Tomat berwarna merah
mengandung vitamin C dan vitamin A lima kali lebih banyak dibandingkan
dengan tomat hijau. Semakin matang tomat, semakin kaya kandungan
vitaminnya. “Karena itu anak kecil sebaiknya dibiasakan banyak makan
tomat merah. Ini penting untuk kesehatan matanya,” ujar Leane. Jadi, tak pelu
ragu memberi si kecil tomat. Sejak usia 6 bulan, seorang anak mulai
dibiasakan memakan tomat yang dicampur dengan sayuran lainnya.
6
Berbeda dengan sayuran lainnya yang lebih bermanfaat jika dimakan
mentah-mentah, ternyata tomat lebih baik dicampur dengan masakan atau
dihancurkan sebelum dimakan. Para peneliti menemukan lycopene yang
dikeluarkan pada tomat tersebut lebih banyak dibandingkan dengan tomat
yang langsung dimakan tanpa diolah terlebih dahulu. Sayangnya, meskipun
kandungan lycopennya berlimpah, pasta tomat dan saus tomat yang dijual
dipasaran sudah banyak dibubuhi bahan tambahan makanan seperti pewarna
atau pengawet sintetis. Bahan tambahan ini justru merangsang munculnya
banyak radikal bebas yang memicu kanker.
Bakteri asam laktat ( BAL ) adalah salah satu kelompok bakteri
dimiliki suatu peran penting dalam produk fermentasi produksi dan selain itu
berguna dalam kesehatan dan menghasilkan produk pangan dengan gizi yang
tinggi, makanan kesehatan produk penelitian utama dalam produksi pangan
( Klaenhammer Dan Kullen , 1999). Pengembangan pangan dengan
komponen aktif digunakan seperti prebiotik, probiotik, vitamin, mineral,
serat, minyak ikan cod dan sterol tanaman nececity. BAL sebagai probiotik
berpengaruh untuk menjadi tuan rumah oleh membuat usus lebih seimbang
( Fuller ,1989) Mayoritas probiotik terdiri dari Lactobacillus: L.acidophilus ,
L.plantarum , L. casei , dll. Penambahanprobiotik ke dalam makanan
memberikan keuntungan bagi kesehatan seperti : penurunan kholesterol,
imunitas, dan penurunan kanker usus besar risiko usus ( Berner , 2001; Rafter
2003 ). Probiotik diperlukan untuk mengatasi kasus tersebut Salah satu cara
yang digunakan dasar bahan sayuran atau buah-buahan. Hal ini sangat
bermanfaat karena buah dan sayuran adalah bahan makanan kesehatan, kaya
antioksidan, vitamin dan mineral. Probiotik alternatif dengan menggunakan
sayuran dan buah karena pengkonsumsian tidak mengakibatkan alergi susu
dan juga menurunkan laktosa (luckow & delahuty, 2004).
Fungsi dari fermentasi Prebiotik jus tomat Tomat tidak hanya
ditambahkan sensasi rasa tetapi juga sebagai minuman kesehatan. Tomat
terdiri dari 4,89 % karbohidrat ,93,1 % air , vitamin , mineral , rendahprotein
dan lipid ( Suzuki dkk , 2002) Informasi ilmiah tentang isolat lokal dari
7
sayuran dan buah-buahan yang terbuat dari Jus tomat fermentasi sebagai
minuman kesehatan .Sehingga upaya untuk meningkatkan kemampuan lokal
BAL sebagai inokulum untuk fermentasi minuman bisa berguna untuk
masyarakat.
E. Prosedur Kerja
a. Pembuatan Yakult
Disediakan botol you-c sebanyak 6 buah yang kemudian dibersihkan
dan disterilisasi.Gelas kimia dan gelas ukur ditutup bagian atas dengan
aluminium voil dan pengaduk kaca disterilisasi. Ke dalam gelas kimia
dituangkan susu segar sebanyak 600 ml.Kemudian ditambahkan 60 ml yakult
dan gula pasir sebanyak 7%(42 gr),dan diaduk merata.Dimasukkan ke dalam
botol you-c masing-masing sebanyak 100 ml.Diinkubasi dengan suhu
±40oC.Selama 3 hari berturut-turut sampel dicicipi.
b. Pembuatan Tomat Asam
Tomat yang telah dicuci kemudian dibersihkan dari bijinya dan
kemudian dblender hingga halus.Gelas kimia kosong ditimbang,kemudian
dimasukkan jus tomat yang telah diblender dan kembali ditimbang.Kemudian
ditambahkan 7 % gula pasir dan diaduk hingga merata.Ditutup gelas kimi
berisis jus tomat dengan alumunium voil dan dipasteurisasi 15-20 menit pada
air mendidih.Gelas akua dan alumunium voil disterilisasi.Setelah jus tomat
dipasteurisasi,kemudian didinginkan.Setelah dingin ditambahkan 10 % yakult
dan diaduk secara merata.Dituangkan ke dalam gelas kimia dan ditutup
dengan alumunium voi.Diinkubasi dengan sushu 40oC.Selama 3 hari berturut-
turut sampel dicicipi.
c. Total Asam
Ditimbang masing-masing sampel sebanyak 10 gr. Kemudian
dilarutkan dengan 50 ml aquades.Kemudian ditambahkan indikator pp dan
dititrasi dengan NaOH 0.05 M. Dititrasi hingga berubah menjadi warna
merah muda.Dicatat hasil titrasi dan dihitung total asam yang ada pada
sampel.
8
F. Data Pengamatan
Sampel Bobot
(g)
V.Titrasi
(ml)
Rasa
Yakult 1 10.1345 8.5 Rasa susu masih sangat
kuat,agak asam
Yakult 2 10.0143 13.4 Berasa yakult, terasa asam
Yakult 3 10.1046 18.9 Tingkat keasaman lebih tinggi
Tomat Asam 1 10.1327 11.8 Agak asam, namun masih
berasa tomat
Tomat Asam 2 10.0337 12.1 Berasa asam dari yang
sebelumnya
Tomat Asam 3 10.1768 23.3 Sangat asam
G. Perhitungan
Penentuan Kadar Asam
Yakult Hari 1
% Asam ¿ml NaOH x N NaOH x BM Asam Laktat x fp
Berat Sampel (mg) x 100 %
= 8,5 ml x0,05 M x90 x 1
10.134 mg x 100%
= 0,377 %
Tomat Asam Hari 1
% Asam ¿ml NaOH x N NaOH x BM Asam Laktat x fp
Berat Sampel (mg) x 100 %
= 11,8ml x 0,05 M x 90 x 1
10.133 mg x 100%
= 0,524 %
9
Tabel Kadar Asam
Hari Ke - Yakult (%) Tomat Asam (%)
1 0,377 0,524
2 0,602 0,543
3 0,842 1,030
H. Pembahasan Hasil percobaan
Yakult adalah minuman susu fermentasi, yang dibuat dengan cara
memfermentasi susu bubuk skim yang mengandung bakteri asam laktat hidup
Lactobacillus casei Shirota strain. Lactobacilllus casei Shirota strain adalah
galur unggul yang mudah dan cocok untuk dikembangbiakkan dalam
minuman dasar susu.
Manfaat Yakult adalah terletak pada bakterinya yang mampu hidup
sampai usus kita karena itu bakteri ini dapat memberikan manfaat
seperti: Mencegah gangguan pencernaan, Meningkatkan daya tahan tubuh,
Meningkatkan jumlah bakteri berguna dalam usus, Mengurangi racun dalam
usus, Membatasi jumlah bakteri yang merugikan dalam usus.
Pada percobaan pembuatan yakult/susu fermentasi dan tomat asam
kali ini dilakukan di dalam laminar air flow yang telah disemprot terlebih
dahulu dengan alkohol untuk menhindari kontaminasi. Alta-alat yang
digunakan pada percobaan kali ini pun juga harus disterilisasi terlebih dahulu
untuk menghindari terjadinya kontaminasi yang tidak diinginkan. Setelah
proses pencampuran selesai dilakukan,kemudian sampel diinkubasi selama 3
hari di dalam inkubator.
Selama 3 hari berturut-turut sampel dicicipi untuk mengetahui proses
pengasaman yang terjadi. Semakin lama sampel diinkubasi semakin asam
rasa yang ditimbulkan akibat fermentasi. Sampel juga diuji total asamnya
dengan melakukan titrasi asam basa. Dimana sampel ditimbang sebanyak
±10gr yang kemudian dilarutkan dengan aquadest dan ditambahkan beberapa
10
tetes indikator pp,kemudian dititrasi dengan NaOH 0.05 M. Berdasarkan hasil
data pengamatan, bahwa semakin lama masa inkubasi maka volume titrasi
peniter semakin banyak, hal ini menandakan bahwa semakin lama proses
penyimpanan (inkubasi) semakin tinggi tingkat keasaman sampel.
I. Kesimpulan
Yakult merupakan minuman susu fermentasi yang baik untuk
kesehatan, yang dibuat dengan cara memfermentasi susu bubuk skim yang
mengandung bakteri asam laktat hidup Lactobacillus casei Shirota strain.
Lactobacilllus casei Shirota strain adalah galur unggul yang mudah dan cocok
untuk dikembangbiakkan dalam minuman dasar susu.
Tingkat keasaman yakult pada hari pertama adalah 0,377 %, pada
hari kedua adalah 0,602 %, dan pada hari ketiga adalah 0,842 %. Sedangkan
tingkat keasaman pada tomat asam pada hari pertama adalah 0,524 %, pada
hari kedua adalah 0,543 %, dan pada hari ketiga adalah 1,030 %.
11
Percobaan 2
Produksi Dan Uji Enzim α Amilase
A. Tujuan
Setelah melakukan praktikum, mahasiswa diharapkan mengetahui
mekanisme pembuatan enzim amilase dan pengujian akan daya
aktifitasnya.
B. Perincian Kerja
Pembuatan inokulum (produksi)
Fermentasi
Pemisahan,
Pengujian aktivitas enzim
C. Alat dan Bahan
Alat
a. Spektrofometri Sinar Tampak Perkin Elmer
b. Inkubator Shaker dan Inkubator Enzim
c. Auto Clave dan Centrifuge
d. Pipet Tetes Mikron
e. Erlenmeyer 250 ml
f. Hot Plate dan Pengaduk
g. Timbangan
h. Tabung reaksi
i. Spatula
Bahan
a. Mikroba Enzim amilase
b. Ekstrak Ragi serta
c. Pati sagu
d. KH2PO4 0,2 gram
12
e. HCl 0,1N dan KI 2 %
f. Aquadest
D. Dasar Teori
Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam
metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi
kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri
tidak ikut bereaksi. Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal
menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator
anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak
menghasilkan produk sampingan yang beracun. Enzim terdiri dari apoenzim
dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas
protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas
protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim
(tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik)
(Juryatin, 1997).
Enzim mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena
enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.
Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada
enzim.
Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat
cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim),
contoh ektoenzim: amilase,maltase.
Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada
juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis
pembentukan dan penguraian lemak.
13
Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif
(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan
permukaan substrat tertentu.
Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein
tambahan yang disebut kofaktor (Isharmanto, 2009).
Menurut International comunition of enzymes ada enam kelompok enzim,
yaitu:
Oksidoreduktase adaah enzim ang mengkatalis raksi oksidasi yang
menggunakan koenzim (memindahkan electron dari suatu senyawa
tertentu ke suatu aseptor).
Transferase adalah mengkatalis pemindahan gugus tertentu atau
mengkatalis transfer gup-gup antar molekul.
Isomerase adalah mengkatalis resimensi aktif atau isomer geometric dan
reaksi oksidasi rediksi intramolekul tartentu atau enzim-enzim yang
mengkatalis grup penyusunan kembali pada intramolekul.
Lipase adalah enzim yang mengkatalis reaksi pemindahan grup atau
penambahan dan atau ke ikatan ganda atau pemutusan lainnya yang
melibatkan penyusunan kembai konfigurasi electron-elektron pada
molekul-molekul yang terbentuk.
Ligase adalah enzim-enzim yang mengkatalis reaksi-reaksi yang
menggabungkan dua molekul.
Hidrolase adalah meningkatkan pemecahan ikatan antar karbon sulfur dan
karbon hydrogen (Isharmanto, 2009).
Adapun empat factor utama yang berperan dalam proses percepatan laju
reaksi enzim adalah sebagai berikut:
Beberapa enzim akan menambah reaktan-reaktan, dengan orientasi
tertentu pada enzim tersebut kemudian setiap sisi reaktif dari masing-
masing reaktan di sekatkan satu sama; lain shingga meningkatkan
prbabilitas untuk saling bereaksi.
14
Enzim dapat bereaksi dengan molekul substrat untuk mrmbrntuk molekul
intermrdiet tidak stabil kemudian siap untuk melakukan reaksi berikutnya
untuk membentuk produk.
Sisi-sisi aktif dari reaktan-reaktan tersebut dapat berfungsi sebagai donor
atau aseptor electron untuk mewujudkan reaksi-reaksi asam basa.
Ikatan yang terjadi antara enzim dengan substrat dapat menyebabkan
terjadinya peningkatan probabilitas sbstrat untuk membentuk ikatan-
ikatan baru dan terlepas satu sama lain (Nurhalim, 2005).
Banyak factor yang dapat mempengaruhi kejra enzim diantaranya:
Temperature
PH
Konsentrasi enzim
Pengaruh hasil akhir
Pengaruh zat pengikat
Pengaruh zat penghambat
Konsentrasi substrat (Nurhalim, 2005).
Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu
produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu
glukosa. Enzim ini banyak digunakan pada industri minuman misalnya
pembuatan High Fructose Syrup (HFS) maupun pada industri tekstil. Enzim
amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisma terutama dari
keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang
akhir-akhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada
skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus.
Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu
menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya
produksi ( Wikipedia, 2010).
Enzim proteolitik memainkan peranan yang penting pada industri
makanan (misalnya dalam proses konversi susu menjadi keju), sebagai bahan
pada deterjen maupun pada pemrosesan kulit. Protease yang dipakai secara
komersial seperti serine protease dan metalloprotease, biasanya berasal dari
15
Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim
yang tinggi. Produsen enzim protease lainnya adalah Pseudomanas
aeruginosa dan Staphylococcus aureus. Pemakaian enzim protease dalam
proses tanning kulit dapat meningkatkan kualitas kulit, disamping itu juga
merupakan pemakaian produk bioteknologi yang ramah lingkungan karena
dapat mengurangi beban polusi limbah industri kulit (Wikipedia, 2010).
Enzim lipase (triacylglycerol acylhydrolases) banyak diproduksi oleh
berbagai jenis mikroorganisma baik tunggal maupun bersamaan dengan
enzim esterase. Mikroba penghasil lipase anatara lain adalah Pseudomonas
aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus dan Bacillus
subtilis. Enzim lipase ini digunakan sebagai biokatalis untuk memproduksi
asam lemak bebas, gliserol, berbagai ester, sebagian gliserida, dan lemak
yang dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti
minayak kelapa sawit. Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam
industri farmasi, kimia dan makanan (Wilipedia, 2010).
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang
berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa
habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara
menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan
demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim
menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah
terjadinya reaksi (Wikipedia, 2010).
Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen yang disebut
apoenzim yang berupa protein dan komponen lain yang disebut gugus
prostetik yang berupa nonprotein. Gugus prostetik dibedakan menjadi
koenzim dan kofaktor. Koenzim berupa gugus organik yang pada umumnya
merupakan vitamin, seperti vitamin B1, B2, NAD+ (Nicotinamide Adenine
Dinucleotide). Kofaktor berupa gugus anorganik yang biasanya berupa ion-
ion logam, seperti Cu2+, Mg2+, dan Fe2+. Beberapa jenis vitamin seperti
kelompok vitamin B merupakan koenzim. Jadi, enzim yang utuh tersusun atas
16
bagian protein yang aktif yang disebut apoenzim dan koenzim, yang bersatu
dan kemudian disebut holoenzim (Wikipedia, 2010).
Enzim bekerja dengan dua cara, yaitu menurut Teori Kunci-Gembok
(Lock and Key Theory) dan Teori Kecocokan Induksi (Induced Fit Theory).
Menurut teori kunci-gembok, terjadinya reaksi antara substrat dengan enzim
karena adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif
(active site) dari enzim, sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat
berperan sebagai kunci masuk ke dalam situs aktif, yang berperan sebagai
gembok, sehingga terjadi kompleks enzim-substrat. Pada saat ikatan
kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim
akan kembali pada konfigurasi semula. Berbeda dengan teori kunci gembok,
menurut teori kecocokan induksi reaksi antara enzim dengan substrat
berlangsung karena adanya induksi substrat terhadap situs aktif enzim
sedemikian rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang komplemen
atau saling melengkapi. Menurut teori ini situs aktif tidak bersifat kaku, tetapi
lebih fleksibel (Wikipedia, 2010).
Sebagai katalis dalam reaksi-reaksi di dalam tubuh organisme, enzim
memiliki beberapa sifat, yaitu:
Enzim adalah protein, karenanya enzim bersifat thermolabil,
membutuhkan pH dan suhu yang tepat.
Enzim bekerja secara spesifik, dimana satu enzim hanya bekerja pada satu
substrat.
Enzim berfungsi sebagai katalis, yaitu mempercepat terjadinya reaksi
kimia tanpa mengubah kesetimbangan reaksi.
Enzim hanya diperlukan dalam jumlah sedikit.
Enzim dapat bekerja secara bolak-balik.
Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan, seperti oleh suhu, pH,
konsentrasi, dan lain-lain (Wikipedia, 2010).
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kerja enzim diantaranya adalah
sebagai berikut.
17
Suhu Enzim tidak dapat bekerja secara optimal apabila suhu lingkungan
terlalu rendah atau terlalu tinggi. Jika suhu lingkungan mencapai 0° C atau
lebih rendah lagi, enzim tidak aktif. Jika suhu lingkungan mencapai 40° C
atau lebih, enzim akan mengalami denaturasi (rusak). Suhu optimal enzim
bagi masing-masing organisme berbeda-beda. Untuk hewan berdarah
dingin, suhu optimal enzim adalah 25° C, sementara suhu optimal hewan
berdarah panas, termasuk manusia, adalah 37° C.
pH (Tingkat Keasaman) Setiap enzim mempunyai pH optimal masing-
masing, sesuai dengan "tempat kerja"-nya. Misalnya enzim pepsin, karena
bekerja di lambung yang bersuasana asam, memiliki pH optimal 2. Contoh
lain, enzim ptialin, karena bekerja di mulut yang bersuasana basa,
memiliki pH optimal 7,5-8.
Aktivator dan Inhibitor. Aktivator adalah zat yang dapat mengaktifkan dan
menggiatkan kerja enzim. Contohnya ion klorida, yang dapat
mengaktifkan enzim amilase. Inhibitor adalah zat yang dapat menghambat
kerja enzim. Berdasarkan cara kerjanya, inhibitor terbagi dua, inhibitor
kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif adalah
inhibitor yang bersaing aktif dengan substrat untuk mendapatkan situs
aktif enzim, contohnya sianida bersaing dengan oksigen dalam pengikatan
Hb. Sementara itu, inhibitor nonkompetitif adalah inhibitor yang melekat
pada sisi lain selain situs aktif pada enzim, yang lama kelamaan dapat
mengubah sisi aktif enzim.
Konsentrasi enzim dan substrat
- Semakin tinggi konsentrasi enzim akan semakin mempercepat terjadinya
reaksi. Dan konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
- Jika sudah mencapai titik jenuhnya, maka konsentrasi substrat
berbanding terbalik dengan kecepatan reaksi (Mulia, 2007).
E. Prosedur Kerja
a. Produksi enzim α−Amilase
18
Ke dalam 100 ml aquadest dilarutkan 0.1 gr KH2PO4,1 gr ekstrak
ragi,dan 0.5 gr tepung sagu (media A) dan Ke dalam 100 ml aquadest
dilarutkan 0.1 gr KH2PO4,1 gr ekstrak ragi,dan 1 gr tepung sagu (media
B).Kemudian kedua larutan dipanaskan hingga larut,ditutup dengan sumbat
kasa dan alumunium voil. Kemudian disterilisasi.Setelah disterilisasi kedua
larutan didinginkan,media B disimpan didalam kulkas.Media culture
Aspergilus niger ditanamkan pada media A dan dishaker selama 48
jam.Setelah 2 hari,dipipet 10 ml ke media B dan dishaker selama 72 jam.
Media B disentrifuge selama 15 menit dengan kecepatan 2000 rpm, kemudian
dipisahkan dari endapannya, diambil cairan jernihnya dengan cara disaring.
b. Pengujian aktivitas Enzim Amilase
Disiapkan dua tabung reaksi,tabung 1 (sampel) dan tabung 2 (control).
Pada tabung 1 dimasukkan cairan sebanyak 0.25 ml, kemudian ditambahkan
0.25 pati larut 1% dan diinkubasi selama 15 menit. Kemudian ditambahkan
0.25 ml HCl 1N,0.25 ml KI 2%,dan aquadest 1ml.Pada tabung 2 dimasukkan
cairan sebanyak 0.25 ml, kemudian ditambahkan 0.25 ml pati larut 1%,0.25
ml HCl 1N dan diinkubasi selama 15 menit. Kemudian ditambahkan 0.25ml
KI 2%,dan aquadest 1ml.Diukur masing-masing absorbansinya panjang
dengan spektrofotometer (panjang gelombang 600 nm). kemudian dihitung
Aktivasi enzim.
F. Data Pengamatan Kelompok IV
Abs Sampel : 0,018
Abs Kontrol : 0,085
Warna larutan Kontrol biru tua,
Warna larutan Sampel sedikit kekuning-kuningan
G. Perhitungan
Ds= K−SK
x fp x 100 %
Keterangan :
19
Ds = Jumlah Amilase yang menyebabkan penurunan Intensitas warna
biru kompleks pati dan Iodium sebanyak 10 % dalam kondisi uji.
Fp = Faktor pengenceran (dari 1 ml sampel ditambah 4 ml aquadest)
100% = Faktor pembagi (kandungan ragi didalam sampel)
K = Absorbansi Kontrol
S = Absorbansi Sampel
Jumlah Produksi enzim amilase
Ds = K−S
Kx fp x100 %
= 0,085−0,018
0,085x5 x100 %
= 3,941 per mililiter
H. Pembahasan Hasil Percobaan
Enzim alfa-amilase merupakan endoenzim yang memotong ikatan
alfa-1,4 amilosa dan amilopektin dengan cepat pada larutan pati kental yang
telah mengalami gelatinisasi. Aktivitas alfa-amilase secara umum ditentukan
dengan mengukur hasil degradasi pati, biasanya dari penurunan kadar pati
yang larut atau dari kadar dekstrinnya dengan menggunakan substrat jenuh.
Hilangnya substrat dapat diukur dengan pengurangan derajat pewarnaan
iodium terhadap substrat. Pati yang mengandung amilosa bereaksi dengan
iodium menghasilkan warna biru, sedangkan dekstrin bereaksi dengan iodium
berwana coklat.Pengujian daya aktivitas enzim dilakukan dengan mengambil
ekstrak enzim amilase dengan cara disentrifuse dengan kecepatan 2000 rpm
selama 15 menit agar residu sampel tidak ikut ter-analisa pada saat pengujian
aktivitas enzim. Setelah disentrifuse, sisa residu dalam sampel (yang lolos
dari penyaringan) akan mengendap di dasar tabung sentrifuse sedangkan
supernatan yang didapat merupakan enzim amilase beserta pelarut yang
kemudian akan digunakan untuk analisa selanjutnya.
Pada pengujian daya aktivitas enzim amilase ini, dibuat 2 jenis
larutan yaitu Kontrol dan Sampel, kegunaan dari kontrol adalah sebagai
bahan referensi/pembanding bagi sampel dimana enzim amilase akan
20
merupah pati menjadi glukosa, dan larutan kontrol larutannya berwarna biru
tua, hal ini disebabkan karena pada pati mengandung struktur glukosa yang
lebih kompleks sehingga jika ditambahkan Iodium (dalam hal ini KI 2%)
maka akan terbentuk warna biru, dan dengan adanya penambahan HCl pada
larutan kontrol sebelum larutan ini dipanaskan pada inkubasi enzim berfungsi
untuk menstopkan daya kerja enzim amilase sehingga struktur patinya tidak
mengalami perombakan yang banyak. Sedangkan pada larutan sampel
warnanya menjadi kuning pudar karena sebagian pati telah menjadi glukosa
yang sederhana sewaktu dilakukan inkubazi terhadap enzim amilase,
dengan kata lain sewaktu inkubasi enzim amilase sempat merubah sebagian
pati menjadi glukosa sehingga warnanya berubah dari biru tua menjadi warna
kekuningan.
Larutan kontrol maupun sampel diukur absorbansi menggunakan
spektrofotometri UV/VIS dengan panjang gelombang 600 nm (panjang
gelombang maks untuk pati), sehingga diperoleh kontrol mempunyai nilai
absorbansi yang tingi dibandingkan dengan sampel karena secara keseluruhan
sampel sudah tidak sepenuhnya mengandung pati tetapi telah terdegradasi
menjadi glukosa. Berdasarkan hasil perhitungan maka diperoleh jumlah
produksi enzim amilase 3,941 per mililiter.
I. Kesimpulan
Enzim adalah molekul bipolimer yang tersusun dari serangkaian asam
amiono dalam komposisi dan susunan rantai yang teratur dan tetap serta
berfungsi sebagai biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di
dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang
berikatan dengan protein.
Prinsip utama dalam ekstraksi enzim amilase adalah mengambil enzim
amilase yang terdapat pada sampel dengan pelarut (buffer atau akuades).
Aktivitas alfa-amilase secara umum ditentukan dengan mengukur hasil
degradasi pati, yaitu mengukur sisa substrat setelah kontak dengan enzim
21
amilase dalam waktu tertentu dan daya aktivitas enzim amilase pada
percobaan adalah 3,941 per mililiter
DAFTAR PUSTAKA
Buku Petunjuk Praktikum Lab.Bioproses Jurusan Teknik Kimia PNUP
islab.tp.ugm.ac.id/files/2012/02/IC-ISLAB-P-23.pdf
http://blog.iwanudin.com/khasiat-dan-manfaat-tomat/
http://nunulasa.wordpress.com/2011/03/08/pembuatan-yakult/
http://agusetia28.blogspot.com/2012/05/enzim-amilase.html
http://blessedforblessing-rereniszt.blogspot.com/2011/12/uji-aktivitas-enzim-amilase-
metode.html
22