KATALIS ORGANIK

Hana Nikma (21030113120050), Katerina Nila (21030113120055), Lyan Dea (21030113120056), Henrikus

Ivan Aditya (21030113120057), Roynaldy Daud (21030113130166)

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

1. Pengertian Katalis

Katalis adalah zat yang ditambahkan ke

dalam suatu reaksi dengan maksud

memperbesar kecepatan reaksi (mempercepat

reaksi) dengan jalan memperkecil energi

pengaktifan suatu reaksi, sehingga pada suhu

yang sama reaksi dapat berlangsung lebih

cepat. Adanya penambahan katalis

menyebabkan terbentuknya tahap-tahap reaksi

tambahan, yaitu tahap pengikatan katalis dan

tahap pelepasan katalis pada akhir reaksi.

Katalis ini bersifat spesifik, artinya hanya

berfungsi untuk reaksi tertentu.

Prinsip kerja katalis adalah bahwa katalis

tersebut tetap ikut dalam jalannya reaksi,

tetapi pada kondisi akhir, katalis akan keluar

lagi dalam bentuk yang sama.

Gambar 1. Prinsip Kerja Katalis

(Hambali, K.A., 2009)

2. Katalis Organik

Katalis organik dapat didefinisikan

sebagai senyawa organik sederhana

(mengandung C, H, atau O dalam strukturnya)

dengan berat molekul rendah yang dapat

mempercepat terjadinya perubahan kimia

dalam hal kuantitas dari sub stoikiometrinya.

Katalis Organik biasanya ditemukan bekerja

dalam biosistem. Contoh katalis organik

adalah Enzim seperti Kinases, Invertase,

Polymerases, Hydrolases, Ligases, dan lain-

lain (Weinheim, et al., 2008).

Berdasarkan pada sifatnya yang bebas

logam, katalis organik lebih menguntungkan

dari katalis berbasis logam dalam hal

penanganan reaksi, stabilitas katalis, dan

penghilangan kontaminasi logam pada produk.

Tabel 1. Jenis Katalis dan Katalis

(Hambali, K.A., 2009)

Jenis

Katalis Katalis

Katalis

Anorganik

V2O5

MnO2

Platunum (Pt)

Nikel (Ni)

Besi (Fe)

Platinum (Pt) dan Rhodium

(Rh)

Gel Alumina silika

Katalis

Organik

Tripsin

Renin

Enzim dari ragi

3. Enzim sebagai Katalis Organik

Enzim memungkinkan banyak reaksi

kimia terjadi dalam batasan homeostatis dari

system hidup. Banyak enzim berfungsi dengan

menurunkan energi aktivasi reaksi.

Secara sederhana, kerja enzim

digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2. Kerja Enzim

Setelah produk dihasilkan dari reaksi,

enzim kemudian dilepaskan. Enzim bebas

untuk membentuk kompleks yang baru dengan

substrat yang lain (Sidra, 2012).

Mekanisme cara kerja enzim adalah

sebagai berikut (Husada, D., 2011):

1) Menciptakan lingkungan dengan

transisi terstabilisasi untuk

Substrat+Enzim Kompleks Enzim+Substrat

Enzim+Produk

menurunkan energi aktivasi. Misalnya

dengan cara mengubah substrat.

2) Menurunkan energi transisi dengan

menciptakan lingkungan yang

terdistribusi muatan berlawanan dan

tanpa mengubah bentuk substrat

sedikitpun.

3) Membentuk lintasan reaksi alternative.

4) Menggiring substrat pada orientasi

yang tepat untuk bereaksi, dengan cara

menurunkan perubahan entropi reaksi.

Dilihat dari cara kerja enzim tersebut,

bagian enzim yang aktif sebagai katalis

memiliki gugus prostetik yang bentuknya

sangat spesifik sehingga hanya bisa bereaksi

terhadap molekul dengan bentuk yang spesifik

pula. Dengan demikian, cara kerja enzim

dapat diterangkan dengan dua teori, yaitu teori

gembok dan kunci, serta teori kecocokan yang

terinduksi (Sidra, 2012).

a. Teori Gembok dan Kunci (Lock and

Key Theory)

Enzim dan substrat akan bergabung

membentuk kompleks, seperti kunci

yang masuk ke dalam gembok. Di

dalam kompleks, substrat dapat

bereaksi dengan energi aktivasi yang

rendah. Setelah bereaksi, kompleks

lepas dan melepaskan produk serta

membebaskan enzim.

Gambar 3. Lock & Key Theory

b. Teori Kecocokan yang Terinduksi

(Induced Fit Theory)

Sisi aktif enzim bersifat fleksibel

sehingga dapat berubah bentuk

menyesuaikan bentuk substrat. Ketika

substrat memasuki sisi aktif enzim,

bentuk sisi aktif termodifikasi

melingkupinya membentuk kompleks.

Ketika produk sudah terlepas dari

kompleks, enzim kembali tidak aktif

menjadi bentuk yang lepas hingga

substrat yang lain dapat bereaksi

dengan enzim tersebut.

Gambar 4. Induced Fit Theory

4. Penggolongan Enzim sebagai Katalis

Organik

1) Hidrolase

Merupakan enzim yang menguraikan

suatu zat dengan pertolongan air.

Hidrolase dibagi atas kelompok kecil

berdasarkan substratnya:

a) Karbohidrase enzim-enzim yang

menguraikan golongan karbohidrat.

Kelompok ini terbagi berdasarkan

karbohidrat yang diuraikannya:

Amylase, menguraikan amilum

(polisakarida) menjadi maltose

(disakarida)

Maltase, menguraikan maltose

menjadi glukosa

Sukrase, mengubah sukrosa (gula

tebu) menjadi glukosa dan fruktosa

Lactase, mengubah lactase menjadi

glukosa dan galaktosa

Selulase, menguraikan selulosa

menjadi selobiosa

Pektinase, menguraikan pectin

menjadi asam pektin

b) Esterase enzim yang memecah

golongan ester. Contohnya:

Lipase, menguraikan lemak

menjadi gliserol dan asam lemak

Fosfatase, menguraikan suatu ester

hingga terlepas asam fosfat

c) Proteinase atau Protease

menguraikan golongan protein.

Contohnya:

Peptidase, menguraikan peptide

menjadi asam amino

Gelatinase, menguraikan gelatin

Rennin, menguraikan kasein dari

susu

2) Oksidase dan Reduktase

a) Dehidrogenase mengubah zat-zat

organik menjadi hasil oksidasi.

b) Katalase menguraikan hydrogen

peroksida menjadi air dan oksigen

3) Desmolase

Merupakan enzim yang memutuskan

ikatan-ikatan C-C, C-N dan beberapa

ikatan lainnya. Contohnya:

a) Karboksilase mengubah asam

piruvat menjadi asetaldehida

b) Transaminase memindahkan

gugusan amine dari suatu asam amino

ke suatu asam organik sehingga yang

terakhir ini berubah menjadi suatu

asam amino.

(Timotius, K.H., 1982)

5. Aplikasi Enzim sebagai Katalis Organik

Enzim sebagai katalis organik banyak

digunakan dalam industri, misalnya:

a. Rennet digunakan dalam proses

pembuatan keju yang terbuat dari bahan

dasar susu

b. Lactase digunakan untuk menyiapkan

produk-produk bebas laktosa seperti susu,

untuk membuat es krim dalam pembuatan

cream dan rasa produk yang lebih manis.

c. Katalase digunakan secara terbatas

pada proses produksi keju.

d. Lipase digunakan untuk menghidrolisis

lemak susu dan memberikan flavor keju

yang khas. Selain itu, enzim lipase ini juga

digunakan sebagai biokatalis untuk

memproduksi asam lemak bebas, gliserol,

berbagai ester, sebagian gliserida, dan

lemak yang dimodifikasi atau

diesterifikasi dari substrat yang murah,

seperti minyak kelapa sawit.

e. Protease berfungsi membekukan,

melembutkan atau menurunkan gluten

yang membentuk protein. Contoh protease

yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin

dan papain sebagai bahan pengempuk

daging, selain itu enzim protease juga

dapat membantu menanggalkan kulit ikan

dalam industry pengetinan ikan.

f. Amylase digunakan dalam proses

pembuatan biscuit, minuman beralkohol,

dan pembuatan sirup glukosa.

(Rahman, F., 2014)

DAFTAR PUSTAKA

Hambali, K.A. 2009. Pengertian Katalis.

http://kimia.upi.edu. diakses pada 6

Desember 2014

Husada, D. 2011. Cara Kerja Enzim.

http://biokimiaizcute.blogspot.com.

diakses pada 7 Desember 2014

Rahman, F. 2014. Enzim dalam Industri

Makanan dan Minuman.

http://remajasampit.blogspot.com.

diakses pada 6 Desember 2014

Sidra. 2012. Ciri-ciri dan Cara Kerja Enzim.

http://sidrapth.blogspot.com. diakses

pada 7 Desember 2014

Timotius, K.H. 1982. Mikrobiologi Dasar.

Universitas Kristen Satya Wacana.

diakses pada 7 Desember 2014

Weinheim, et al. 2008. Handbook of

Asymmetric Heterogeneous Catalysis.

diakses pada 6 Desember 2014