Download - Laporan Enzim.docx
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam tubuh manusia terjadi bermacam-macam proses biokimia dan tiap
proses menggunakan katalis enzim tertentu. Untuk membedakannya maka tiap
enzim diberi nama. Secara umum nama tiap enzim disesuaikan dengan nama
substratnya, dengan penambahan “ase” di belakangnya.1
Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel
hidup. Sekarang, kira-kira lebih dari 2000 enzim telah teridentifikasi, yang
masing-masing berfungsi sebagai katalisator kimia dalam sistem hidup. Sintesis
enzim terjadi di dalam sel dan sebagian besar enzim dapat diperoleh dengan
ekstraksi dari jaringan tanpa merusak fungsinya.2
Organisme hidup mampu mendapatkan dan menggunakan energi dengan
cepat karena adanya katalis biologis yang disebut enzim. Sebagaimana katalis
anorganik, enzim mengubah kecepatan suatu reaksi kimia, tetapi tidak
memengaruhi kesetimbangan akhir reaksi. Enzim dibutuhkan dalam jumlah kecil
untuk perubahan besar pada molekul substrat. Meskipun demikian, tidak seperti
pada katalis anorganik, enzim memiliki suatu spesifikasi yang terbatas, misalnya
enzim hanya akan mengkatalis suatu reaksi yang memiliki nilai kecil atau pada
beberapa kasus, hanya satu reaksi. Enzim hanya akan bekerja dalam kondisi yang
1Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, Dasar-Dasar Biokimia (Jakarta: UI-Press, 2009), h. 142.
2Maswati Baharuddin, Sappe Wali, dan Fitria Azis, Penuntun Praktikum Biokimia (Makassar: Alauddin-Press, 2013), h. 16.
1
2
sesuai, seperti pH, suhu, konsentrasi, kofaktor dan sebagainya.3 Berdasarkan
uraian sebelumnya maka dilakukanlah percobaan tentang enzim.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
1. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim?
2. Bagaimana pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim?
3. Bagaimana pengaruh derajat keasaman (pH) terhadap aktivitas enzim?
4. Bagaimana cara membuktikan adanya enzim dalam suatu bahan?
5. Bagaimana aktivitas enzim dalam mengkatalisis substrat?
C. Tujuan Percobaan
Tujuan diadakannya percobaan ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi aktivitas enzim.
2. Mengidentifikasi pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim.
3. Membuktikan bahwa derajat keasaman (pH) mempengaruhi aktivitas enzim.
4. Membuktikan adanya enzim dalam suatu bahan.
5. Mengetahui aktivitas enzim dalam mengkatalisis substrat.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
3Maria Bintang, Biokimia Teknik Penelitian (Jakarta: Erlangga, 2010), h. 49.
3
A. Enzim
Enzim adalah biokatalisator yang merupakan molekul biopolimer dan
tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang
teratur dan tetap. Enzim memiliki peranan yang sangat penting dalam berbagai
reaksi kimia yang terjadi di dalam sel yang mungkin sangat sulit dilakukan oleh
reaksi kimia biasa.4
Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel
hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah (1) dapat meningkatkan
produk beribu kali lebih tinggi; (2) bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu
yang relatif rendah; dan (3) bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu.
Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri
kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosa-isomerase,
papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase,
lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan
mikroorganisme.5
Jika suatu enzim dicampur dengan substratnya di dalam kondisi yang
tepat, kemungkinan tidak terjadi katalis atau hanya terjadi satu aktivitas yang
kecil. Hal ini sering terjadi karena tidak adanya koenzim dan aktivator. Koenzim
adalah senyawa organik dengan berat molekul rendah berperan aktif dalam
katalis. Koenzim sering kali bekerja sebagai akseptor atau donor gugus kimia
4Risha Tiara Jayanti, Pengaruh pH, Suhu Hidrolisis Enzim a-Amilase dan Konsentrasi Ragi Roti untuk Produksi Etanol Menggunakan Padi Bekatul (Surakarta: Universitas Sebelas Maret, 2011), h. 8.
5Johni Azmi, “Penentuan Kondisi Optimum Fermentasi Aspergillus Oryzae Untuk Isolasi Enzim Amilase Pada Medium Pati Biji Nangka (Arthocarphus Heterophilus Lmk),” Jurnal Biogenesis Vol. 2(2):55-58 (2006), h. 1.
3
4
spesifik. Koenzim merupakan nama yang diberikan pada kofaktor terlarut,
sedangkan istilah gugus prostetik yang sebenarnya adalah koenzim yang melekat
kuat pada protein. Aktivator adalah senyawa kimia alamiah sederhana serta tidak
terlalu spesifik seperti koenzim dan berfungsi untuk mengaktivasi kompleks
enzim – substrat.6
Kemampuan enzim untuk mengatalisis suatu reaksi merupakan hal yang
spesifik. Ini berarti bahwa suatu enzim hanya mampu menjadi katalisator untuk
reaksi tertentu. Spesifitas enzim tersebut disebabkan oleh bentuknya yang unik
dan gugus polar atau nonpolar yang terdapat pada struktur kimia enzim tersebut.
Sebagian besar enzim mempunyai spesifitas absolut. Enzim tersebut hanya dapat
memengaruhi substrat tunggal. Laktase misalnya, hanya dapat mengatalisis
hidrolisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa, tetapi tidak dapat mengatalisis
substrat lain.7
Kespesifikan stereokimia juga dimiliki oleh beberapa enzim. Dalam hal
ini, suatu enzim hanya mampu mengatalisis salah satu bentuk stereoisomer
substrat tertentu. Kespesifikan stereokimia dibedakan atas:
1. Kespesifikan optik. Enzim hanya dapat mengatalisis salah satu pasangan
isomer optik suatu substrat.
2. Kespesifikan geometrik. Enzim hanya dapat mengatalisis salah satu pasangan
isomer geometrik suatu substrat.
6Maria Bintang, op. cit., h. 61.
7Damin Sumardjo, Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran (Jakarta: EGC, 2008), h. 393.
5
Beberapa enzim mempunyai kespesifikan gugus fungsional. Enzim ini hanya
mampu bekerja sebagai katalis senyawa (substrat) dengan gugus fungsional
tertentu. 8
Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang
terjadi dalam sel maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 108
sampai 1011 kali lebih cepat daripada reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Jadi,
enzim dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, di samping itu
mempunyai derajat kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainnya, maka
enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Reaksi kimia ada
yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan ada pula yang menghasilkan
energi atau mengeluarkan energi (eksergonik).9
Enzim merupakan katalis organik dan termasuk protein globular. Enzim
dapat menurunkan barier energi aktivasi, sehingga reaksi dapat berlangsung dalam
kondisi normal yang ada pada sel hidup. Enzim dapat mempercepat tingkat reaksi
yang sebenarnya terajdi, tetapi jauh lebih lambat.10
Banyak faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim. Beberapa di antaranya
yang penting adalah suhu, pH, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat.11
1. Pengaruh Suhu
Setiap enzim mempunyai suhu optimum, yaitu suhu dimana enzim
memiliki aktivitas maksimal. Enzim di dalam tubuh manusia mempunyai suhu
optimal sekitar 37oC. Di bawah atau di atas optimum, aktivitas enzim menurun.
8Ibid.
9Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, op.cit., h. 143.
10James Veldman, Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula (Jakarta: EGC, 2004), h. 29.
11Maswati Baharuddin, Sappe Wali, dan Fitria Azis, op.cit., h. 17- 18.
6
Suhu mendekati titik beku tidak merusak enzim, tetapi enzim tidak aktif. Jika
suhu dinaikkan maka aktivitas enzim meningkat. Namun, kenaikan suhu yang
cukup besar dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi dan mematikan
aktivitas katalisisnya. Sebagian besar enzim mengalami denaturasi pada suhu di
atas 60oC.
2. Pengaruh pH
Enzim bekerja pada pH tertentu, umumnya pada pH sekitar 6 – 8. Setiap
enzim mempunyai pH optimum yang khas. pH optimum enzim umumnya adalah
sekitar pH jaringan di mana enzim berada. Beberapa enzim ada yang aktivitasnya
pada pH tinggi dan ada pula yang pada pH rendah.. pada pH jauh di atas pH
optimum, enzim akan mengalami denaturasi.
3. Pengaruh Konsentrasi Enzim
Pada konsentrasi substrat tertentu, bertambahnya konsentrasi enzim akan
meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Dengan akata lain, kecepatan reaksi
enzimatis (V) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas
tertentu, sehingga reaksi mengalami kesetimbangan. Pada saat setimbang,
peningkatan konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh.
7
4. Pengaruh Konsentrasi Substrat
Pada konsentrasi enzim yang tetap, peningkatan konsentrasi substrat akan
menaikkan kecepatan reaksi enzimatis sampai mencapai kecepatan maksimum
(Vmaks) yang tetap. Pada titik maksimum, semua enzim telah jenuh dengan substrat
sudah tidak akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis.
Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing-
masing enzim diberi nama menurut nama substratnya. Enzim dibagi dalam enam
golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim
memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah:12
1. Oksidoreduktase: kelompok enzim yang mengerjakan reaksi oksidasi dan
reduksi.
2. Transferase: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan suatu
gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain.
3. Hidrolase: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis.
4. Liase: kelompok enzim yang mengatalisis reaksi adisi atau pemecahan ikatan
rangkap.
5. Isomerase: kelompok enzim yang mengatalisis perubahan konformasi molekul
(isomerisasi).
6. Ligase (sintetase): kelompok enzim yang mengatalisis pembentukan ikatan
kovalen.
Kerja enzim model lock and key (pengunci dan kunci). Hanya bagian
tertentu dari molekul enzim yang dapat mengikat substrat. Bagian reseptor ini
disebut sisi aktif. biasanya menyerupai lekukan atau kantong di permukaan enzim
12Ibid.
8
yang sesuai dengan bentuk sisi aktif tersebut. Enzim merupakan pengunci
molekular yang hanya cocok untuk kunci molekular substrat.13
Kerja enzim model induced fits (susunan terinduksi). Saat substrat
berikatan dengan enzim di sisi aktif, substrat akan melakukan sedikit perubahan
struktur pada enzim. Induksi susnan enzim dan substrat dapat meningkatkan
kemapuan reaksi dan membantu mencegah ikatan kimia.14
B. Enzim Amilase
Amilase merupakn enzim yang penting dalam bidang pangan dan
bioteknologi. Amilase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis pati
menjadi gula-gula sederhana. Amilase mengubah karbohidrat yang merupakan
polisakarida menjadi maltosa (alfa dan beta) ataupun glukosa (glukoamilase)
amilase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti tanaman, binatang dan
mikroorganisme.15
Enzim amilase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum hingga
terbentuk maltosa. Ada tiga macam enzim amilase, yaitu alfa amilase, beta
amilase dan gamma amilase. Alfa amilase terdapat dalam saliva (ludah) dan
pankreas. Enzim ini memecah ikatan 1 – 4 yang terdapat dalam amilum dan
disebut endo amilase sebab enzim ini memecah bagian dalam atau bagian tengah
molekul amilum. Beta amilase terutama terdapat pada tumbuhan dan dinamakan
eksoamilase sebab memecah dua unit glukosa yang terdapat pada ujung molekul
amilum secara berurutan sehingga pada akhirnya terbentuk maltosa. Gamma
13James Veldman, loc. cit.
14Ibid.
15Khairul Anam, Produksi Enzim Amilase (Bogor: Institut Pertanian Bogor, 2010), h. 1.
9
amilase telah diketahui terdapat dalam hati. Enzim ini dapat memecah ikatan 1 – 4
dan 1 – 6 pada glikogen dan menghasilkan glukosa.16
BAB III
METODE PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Hari/Tanggal : Selasa, 29 Oktober 2013
Pukul : 08.00 – 10.43 WITA
16Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, op. cit., h. 155.
10
Tempat : Laboratorium Biokimia Fakultas Sains dan Teknologi
UIN Alauddin Makassar
B. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu oven, inkubator, pipet
skala, gelas kimia, penangas, termometer 100oC, bunsen, tabung reaksi, rak
tabung, pipet tetes, gegep kayu, kaki tiga, botol semprot, dan bulp.
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu aquades (H2O),
enzim amilase (saliva), larutan amilum (C6H10O5)n 2%, larutan asam klorida
(HCl) 0,4%, larutan iodium (I2), larutan natrium karbonat (Na2CO3) 1%, dan
pereaksi benedict.
C. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
a. Menyediakan 5 buah tabung reaksi yang bersih dan kering,
masing-masing diisi dengan 2 mL larutan amilum.
b. Menambahkan 1 mL enzim amilase pada setiap tabung.
c. Tabung 1, memasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi es.
12
11
Tabung 2, menyimpannya dalam suhu kamar.
Tabung 3, memasukkan ke dalam inkubator dengan suhu 37 – 40oC.
Tabung 4, masukkan ke dalam penangas air dengan suhu 75 – 80oC.
Tabung 5, memasukkan ke dalam oven dengan suhu 100oC.
d. Membiarkan masing-masing tabung pada tempatnya selama 15 menit.
e. Melakukan uji dengan larutan iod dan pereaksi benedict.
f. Mengamati perubahan warna yang terjadi.
2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim
a. Menyediakan 3 buah tabung reaksi yang bersih dan kering.
b. Mengisi tabung I dengan 2 mL larutan asam klorida (HCl) 0,4%;
tabung II dengan 2 mL aquades (H2O); dan tabung III dengan 2 mL
larutan natrium karbonat (Na2CO3) 1%.
c. Menambahkan 2 mL larutan amilum dan 1 mL enzim ke dalam setiap
tabung.
d. Mencampurkan hingga homogen kemudian mendiamkannya selama
15 menit.
e. Melakukan uji iodium dan pereaksi benedict.
f. Mengamati perubahan warna yang terjadi.
12
BAB IV
HASIL DAN PEMABAHASAN
A. Hasil Pengamatan
1. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
No. Suhu (oC) Perubahan Warna
Uji Iodium Uji Benedict
13
Tabung
1 0 Kuning kehijauan (+)
aktivitas enzim
Endapan kuning (+)
aktivitas enzim
2 25 – 30 Biru gelap
(-) aktivitas enzim
Biru
(-) aktivitas enzim
3 37 – 40 Kuning kehijauan
(+) aktivitas enzim
Biru endapan kuning
(+) aktivitas enzim
4 75 – 80 Kuning kehijauan
(+) aktivitas enzim
Biru
(-) aktivitas enzim
5 100 Kuning kehijauan Biru
13
14
(+) aktivitas enzim (-) aktivitas enzim
2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim
Nama
Senyawa
pH Perubahan Warna
Uji Iodium Uji Benedict
HCl 1
Ungu
(-) aktivitas enzim
Biru endapan putih
(-) aktivitas enzim
H2O 7
Bening keruh
(+) aktivitas enzim
Biru endapan kuning
(+) aktivitas enzim
15
Na2CO3 9
Bening
(+) aktivitas enzim
Biru endapan kuning
(+) aktivitas enzim
B. Pembahasan
Enzim merupakan unit fungsional dari metabolisme sel. Enzim bekerja
dengan urutan-urutan yang teratur dan mengkatalisis ratusan reaksi dari reaksi
yang sangat sederhana seperti replikasi kromosom sampai reaksi yang sangat
rumit. Pada keadaan abnormal atau aktivitas berlebihan suatu enzim dapat
menimbulkan penyakit. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim
beberapa diantaranya adalah pengaruh suhu, pengaruh pH, pengaruh konsentrasi
enzim, dan pengaruh konsentrasi substrat (Maswati, dkk. 2013).
Percobaan I yang dilakukan yaitu menguji pengaruh suhu terhadap
aktivitas enzim. Dimana, larutan amilum (substarat) ditambahkan dengan enzim
amilase kemudian ditempatkan pada 5 buah tabung yang berbeda. Tabung I pada
suhu 0oC, tabung II pada suhu 25 – 30oC, tabung III pada suhu 37 – 40oC, tabung
IV pada suhu 75 - 80oC dan tabung V pada suhu 100oC. Disini digunakan suhu
yang bervariasi untuk mengetahui aktivitas optimum enzim. Kemudian dilakukan
uji iodium yang berfungsi untuk mengetahui adanya amilum dalam campuran
16
tersebut dan pereaksi benedict yang berfungsi untuk mengetahui adanya gula
pereduksi yang dapat diketahui dengan terbentuknya endapan berwarna kuning.
Untuk uji iodium dan pereaksi benedict pada tabung I (0oC) hasilnya
terbentuk warna kuning kehijauan pada uji iodium dan terdapat endapan kuning
pada uji pereaksi benedict hal ini menandakan pada suhu 0oC ada aktivitas enzim.
Dimana seharusnya pada suhu tersebut tidak ada aktivitas enzim karena enzim
pada suhu itu tidak aktif. Namun, kesalahan ini disebabakan karena amilum telah
terhidrolisis lebih dahulu oleh enzim amilase sebelum enzim tersebut
dinonaktifkan (ditempatkan pada suhu 0oC). Pada tabung II (25 – 30oC) hasilnya
terbentuk warna biru gelap pada uji iodium dan warna biru pada uji pereaksi
benedict hal ini menandakan tidak adanya aktivitas enzim. Pada tabung III (37 –
40oC) hasilnya terbentuk warna kuning kehijauan pada uji iodium dan warna biru
terdapat endapan kuning pada uji pereaksi benedict yang menyatakan bahwa pada
suhu tersebut ada aktivitas enzim. Dimana pada suhu 37oC merupakan suhu
optimal untuk kerja enzim dalam menghidrolisis amilum menjadi gula sederhana
(glukosa). Pada tabung IV (75 – 80oC) dan tabung V (100oC) hasil yang terbentuk
dari keduanya sama yaitu warna kuning kehijauan pada uji iodium yang
menandakan adanya aktivitas enzim dan warna biru pada uji pereaksi benedict
yang menadakan tidak adanya aktivitas enzim. Dimana seharusnya pada suhu
diatas suhu optimum maka tidak ada lagi aktivitas enzim karena enzim telah
terdenaturasi namun kesalahan ini disebabkan oleh kensentrasi iod yang telah
berubah dimana iod mudah teroksidasi oleh cahaya.
17
Pada percobaan II ini dilakukan perlakuan yang sama seperti percobaan I
hanya saja kali ini yang di uji adalah pengaruh pH terhadap aktivitas enzim. Pada
keadaan asam (pH 1) untuk uji iodium terbentuk warna ungu sedangkan pada uji
pereaksi benedict terbentuk warna biru endapan putih yang menyatakan tidak
adanya aktivitas enzim. Pada keadaan netral (pH 7) untuk uji iodium terbentuk
warna keruh sedangkan pada uji pereaksi benedict terbentuk warna biru endapan
kuning yang menyatakan adanya aktivitas enzim. Berdasarkan teori enzim amilase
akan bekerja pada pH optimum yaitu pada pH 5,6–7,2. Pada keadaan basa (pH 9)
seharusnya sudah tidak ada lagi aktivitas enzim namun disini pada uji iodium dan
uji pereaksi benedict menandakan adanya aktivitas enzim. Kesalahan ini
disebabkan oleh konsentrasi amilum yang digunakan tidak sama karena tidak
dilakukannya pengocokan pada larutan amilum sebelum digunakan.
BAB V
PENUTUP
18
A. Kesimpulan
Kesimpulan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi yaitu pengaruh suhu,
pengaruh pH, pengaruh konsentrasi enzim dan pengaruh konsentrasi
substrat.
2. Suhu berpengaruh terhadap aktivitas enzim, ketika suhu berada di bawah pH
optimum maka enzim akan menjadi nonaktif sedangkan ketika pH di atas
pH optimum maka enzim akan terdenaturasi.
3. pH berpengaruh terhadap aktivitas enzim, ketika pH berada di atas dan di
bawah pH optimum maka enzim akan terdenaturasi.
4. Adanya enzim dalam suatu bahan dapat diketahui dengan melakukan uji
pengaruh suhu dan pH terhadap aktivitas enzim.
5. Cara untuk mengetahui aktivitas enzim dalam mengatalisis substrat dapat
diketahui dengan melakukan uji iodium dan uji benedict.
B. Saran
Saran untuk percobaan ini adalah sebaiknya digunakan perbandingan kerja
enzim amilase yang mempunyai sumber berbeda seperti enzim amilase pada
tumbuhan dan hewan.
DAFTAR PUSTAKA
Anam, Khairul. Produksi Enzim Amilase. Bogor: Institut Pertanian Bogor, 2010.
18
19
Azmi, Johni, “Penentuan Kondisi Optimum Fermentasi Aspergillus Oryzae
Untuk Isolasi Enzim Amilase Pada Medium Pati Biji Nangka
(Arthocarphus Heterophilus Lmk),” Jurnal Biogenesis Vol. 2(2):55-58
(2006).
Baharuddin, Maswati, Sappe Wali, dan Fitria Azis. Penuntun Praktikum Biokimia
Makassar: Alauddin-Press, 2013.
Bintang, Maria. Biokimia Teknik Penelitian. Jakarta: Erlangga, 2010.
Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI-Press,
2009.
Sumardjo, Damin. Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. Jakarta: EGC,
2008.
Veldman, James. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC, 2004.
19