ANALISIS KERJA ENZIM PAPAIN, BROMELIN, POLIFENOL OKSIDASE DAN AMILASE PDF

Preview

Summary

Laporan Praktikum Hari/Tanggal : Rabu/25 April 2018 Biokimia Fisik Waktu : 13.00 - 16.00 WIB PJP : Dimas Andrianto, M.Si. Asisten : Eva Aolia Zuhra Mirta Ardi Lestari Mita Amalia Resty Gessya A ANALISIS KERJA ENZIM PAPAIN, BROMELIN, POLIFENOL OKSIDASE DAN AMILASE Kelompok 5 Nurul Marfira G84160084 N...

Description

Accelerat ing t he world's research.

ANALISIS KERJA ENZIM PAPAIN, BROMELIN, POLIFENOL OKSIDASE DAN AMILASE Nurul Marfira

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

ENZIM T M 8 9 Lee Taejun

PRODUKSI MINUMAN FUNGSIONAL ROSELLA (Hibiscus sabdariffa Linn) DENGAN CARA FERMENTASI B… nurud diniyah PRAKT IKUM PENCOKLATAN ENZIMAT IS FAKULTAS T EKNOLOGI INDUST RI PERTANIAN UNIVERSITAS P… Hendi Kuswendi

Laporan Praktikum Biokimia Fisik

Hari/Tanggal Waktu PJP Asisten

: Rabu/25 April 2018 : 13.00 - 16.00 WIB : Dimas Andrianto, M.Si. : Eva Aolia Zuhra Mirta Ardi Lestari Mita Amalia Resty Gessya A

ANALISIS KERJA ENZIM PAPAIN, BROMELIN, POLIFENOL OKSIDASE DAN AMILASE Kelompok 5 Nurul Marfira Neng Sinta Noveria Aska Veren Calisya

G84160084 G84160027 G84160058

DEPARTEMEN BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2018

PENDAHULUAN Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis ini dikenal sebagai katalis biologis (biokatalisator) berupa protein yang sangat spesifik disebut enzim. Kata enzim berasal dari bahasa Yunani “enzyme” yang berarti “di dalam sel”. Willy Kuchne (1876) mendefinisikan enzim sebagai fermen (ragi) yang bentuknya tidak tertentu dan tidak teratur, yang dapat bekerja tanpa adanya mikroba dan dapat bekerja di luar mikroba. Definisi tersebut berubah setelah dilakukan penelitian lanjutan oleh Buchner pada tahun 1897. Enzim dapat diproduksi oleh mikroba atau bahan lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Enzim juga dapat diisolasi dalam bentuk murni (Winarno 2004). Enzim dalam makhluk hidup berfungsi sebagai biokatalisator yang sangat efektif untuk meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata, dimana reaksi ini tanpa enzim akan berlangsung lambat. Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Berdasarkan biosintesisnya, enzim dibedakan menjadi enzim konstitutif yang selalu tersedia di dalam sel mikroba dalam jumlah yang relatif konstan dan enzim induktif yang ada dalam jumlah sel yang tidak tetap, tergantung pada adanya induser. Berdasarkan tempat bekerjanya, enzim dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu endoenzim yang dihasilkan di dalam sel dan eksoenzim yang dihasilkan sel kemudian dikeluarkan mengelilingi sel dan bereaksi memecah bahan organik tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya (Kurnia 2010). Enzim memiliki sifat kapasitas katalitik dan spesifisitasnya sangat tinggi, berperan dalam transformasi berbagai jenis energi, mudah terdenaturasi, serta aktivitasnya tergantung pada sumber, jenis substrat, pH dan temperatur (Winarno 2004). Berdasarkan International Union of Biochemistry (IUB), enzim dibagi menjadi 6 kelompok kelas berdasarkan sifat katalitiknya, yaitu Oksidoreduktase, Transferase, Hidrolase, Liase, Isomerase, Ligase (Tok 2015). Enzim amilase merupakan enzim yang mampu mengkatalis proses hidrolisa pati untuk menghasilkan molekul lebih sederhana seperti glukosa, maltosa, dan dekstrin. Enzim ini termasuk kelas hidrolase mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu substrat atau pemecahan substrat dengan pertolongan molekul air. Sumber utama amilase adalah pankreas, yang menyekresikan amilase dan enzim lain ke dalam duodenum (Amazine 2014). Enzim papain mempunyai nomor komisi enzim EC.3.4.22.2. Angka 3 menandakan enzim papain termasuk ke dalam kelas enzim hidrolase. Enzim bromelin mempunyai nomor komisi enzim EC.3.4.22.32 untuk stem bromelin dan EC.3.4.22.33 untuk fruit bromelin. Sama seperti papain, enzim ini merupakan golongan dari enzim hidrolase yang memotong ikatan peptida dengan sistein endopeptidase (Nurfadhilah et al. 2014). Enzim polifenol oksidase merupakan enzim yang terdapat dalam bahan pangan sehingga menyebabkan terjadinya browning. Enzim ini termasuk kelas oksidoreduktase karena membutuhkan logam sebagai gugus prostetiknya (Melanti 2013). Praktikum ini bertujuan mengetahui aktivitas enzim amilase menggunakan nanospektrometer, mengetahui kerja enzim papain dan bromelin dalam menghidrolisis protein, serta menghambat aktivitas pencoklatan pada irisan buah apel dan kentang.

METODE Tempat dan Waktu Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, pada hari Rabu, 18 April 2018 (Analisis kerja enzim amilase) dan 25 April 2018 (Analisis kerja enzim papain, bromelin dan proses browning) pukul 13.00 – 16.00 WIB. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan ialah saliva, iod, enzim papain bubuk, putih telur, akuades, nanas, jeruk, apel, dan kentang. Alat yang digunakan ialah tabung reaksi, penjepit tabung, penangas air, gelas arjoli, gelas piala, gelas ukur, rak tabung, pipet volumetrik, microplate, ELISA reader, mikro pipet, dan glass woll. Prosedur Percobaan Uji Enzim Amilase Saliva dikumpulkan dalam gelas piala lalu disaring dengan glass woll. Microplate diisi dengan cairan sesuai dengan metode. Kolom pertama diisi dengan akuades, kolom kedua diisi larutan iod, pati, dan enzim yang sudah dipanaskan dalam penangas air, kolom ketiga diisi dengan iod, enzim, dan akuades, dan kolom keempat diisi dengan iod, enzim, dan pati. Microplate lalu diinkubasi pad suhu 37 ºC selama 2 menit kemudian diukur dengan panjang gelombang 590 nm. Uji Enzim Bromelain Buah nanas dihaluskan lalu ditambahkan air dengan perbandungan nanas : air 5:1. Sari nanas kemudian disaring dengan kertas saring lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi sesuai metode. Tabung pertama diisi 2 mL sari nanas dan putih telur, tabung 2 diisi sari nanas dan akuades, dan tabung ketiga diisi putih telur dan akuades. Ketiga tabung kemudian dikocok lalu diamati perubahan yang terjadi. Uji Enzim Papain Sejumlah 5 mL enzim papain dicampur dengan 4 mL alkohol 50% lalu diaduk. Larutan enzim kemudian dimasukkan ke dalam tabung sesuai dengan metode. Tabung 1 diisi enzim dan putih telur, tabung 2 diisi enzim dan akuades, dan tabung 3 diisi akuades dan putih telur. Tabung dipaanaskan dan diamati setiap 5 menit sampai terbentuk endapan atau serbuk putih. Uji Enzim Polifenol Oksidase Kentang dan apel diiris menjadi dua potongan. Salah satu irisan setiap buah ditetesi air jeruk nipis. Perubahan setiap 30 menit kemudian diamati.

HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Iod bertujuan untuk mengidentifikasi polisakarida berupa amilosa. Reagent yang digunakan adalah larutan iodin yang merupakan I2 terlarut dalam potasium iodida. Prinsip ujinya adalah terjadinya reaksi antara polisakarida dengan iodin membentuk rantai poliiodida. Polisakarida umumnya membentuk rantai heliks (melingkar), sehingga dapat berikatan dengan iodin, sedangkan karbohidrat berantai pendek seperti disakarida dan monosakaraida tidak membentuk struktur heliks sehingga tidak dapat berikatan dengan iodin (Sumardjo 2009). Pada pati, larutan pati akan bereaksi dengan iod membentuk warna biru karena iod masuk ke kumparan molekul pati. Senyawa ini hanya stabil dalam larutan dingin dan warna biru akan hilang karena pemanasan. Warna biru menunjukkan hasil positif (Bintang 2010). Prinsip kerja spektrofotometer adalah mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau pelat. Sebagian dari cahaya akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Prinsip kerja nano spektrometer mirip dengan spektrometer yang menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu. Spektrometer memiliki alat pengurai seperti prisma yang dapat menyeleksi panjang gelombang dari sinar putih. Sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsikan. Pada fotometer terdapat filter dari berbagai warna yang memiliki spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu (Elsa 2016). Pada Gambar 1, terlihat bahwa absorban turun pada kolom B7 dan B8, sedangkan pada B6 naik dan B9 fluktuatif. B6 yang berisi iod, akuades dan enzim inaktif, dipanaskan seharusnya tidak menunjukkan perubahan absorban karena tidak ada pati yang bisa dihidrolisis, akan tetapi hasil menunjukkan absorban naik persatuan waktu. G7 dan G8 yang berisi iod, enzim dan pati menunjukkan hasil absorban turun persatuan waktu. Hal ini sesuai literatur yang menyatakan bahwa enzim akan menghidrolisis pati seiring berjalannya waktu sehingga warna iod akan memudar dan absorban turun. G8 yang berisi iod, enzim dan akuades seharusnya tidak menunjukkan perubahan absorban karena tidak ada pati yang bisa dihidrolisis, akan tetapi hasil menunjukkan absorban turun persatuan waktu. Secara keseluruhan, absorban dari yang terkecil berturut-turut adalah B7, B8, B9 dan B6 (Bintang 2010).

Gambar 1. Grafik aktivitas enzim amilase

Tabel 1 Hidrolisis protein oleh enzim papain No tabung

Hasil pengamatan

1

+

2

−

3

−

Gambar

Keterangan: (+) = Terdapat butiran putih, (−) = Tidak terdapat butiran putih

Papain merupakan enzim protease yang terkandung dalam getah papaya, baik dalam buah, batang dan daunnya. Sebagai enzim yang berkemampuan memecah molekul protein, papain menjadi suatu produk yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, baik di rumah tangga maupun industri (Subagyo 2008). Papain dapat memecah makanan yang mengandung protein hingga terbentuk berbagai senyawa asam amino yang bersifat autointoxicating atau otomatis menghilangkan terbentuknya substansi yang tidak diinginkan akibat pencernaan yang tidak sempurna. Tekanan darah tinggi, susah buang air besar, radang sendi, epilepsi dan kencing manis merupakan penyakit-penyakit yang muncul karena proses pencernaan makanan yang tidak sempurna (Salisbury 1995). Berdasarkan Tabel 1, hasil menunjukkan positif pada tabung 1 dan negatif pada tabung 2 dan 3 karena tidak terbentuknya butiran halus hasil penggumpalan protein yang terdenaturasi. Hasil ini sesuai literatur oleh Subagyo (2008), bahwa enzim papain berfungsi memecah molekul protein (putih telur) yang terkandung dalam tabung 1. Tabung 2 negatif karena tidak ada protein yang dimasukkan (hanya akuades) dan tabung 3 negatif karena tidak adanya enzim papain yang ditambahkan. Pemanasan pada 37 oC bertujuan memberikan kondisi terbaik untuk kerja enzim papain. Enzim papain mempunyai suhu optimum 40 oC selama 90 menit untuk mengempukkan daging (Subagyo 2008). Bromelin adalah enzim yang dapat diisolasi dari sari atau batang nanas dan banyak digunakan dalam proses chilled proofing bir seperti halnya enzim papain. Umumnya bir yang tidak mengalami chilled proofing akan menjadi keruh bila didinginkan. Kekeruhan yang terjadi disebabkan oleh protein yang terdapat dalam bir. Dengan menggunakan papain atau bromelain, protein tersebut dapat terhidrolisis menjadi bagian-bagian yang larut, sehingga bila didinginkan tidak lagi menjadi keruh. Sama seperti papain dan fisin, bromelain tergolong kelompok enzim protease sulfhidril. Bedanya dengan papain dan fisin, enzim bromelin merupakan glukoprotein sedangkan molekul papain dan fisin merupakan protein (Winarno 2004)

Tabel 2 Hidrolisis protein oleh enzim bromelin No tabung

Hasil pengamatan

1

−

2

−

3

−

Gambar

Keterangan: (+) = Terdapat butiran putih, (−) = Tidak terdapat butiran putih

Bromelin adalah salah satu enzim proteolitik atau protease yaitu enzim yang mengkatalisasi penguraian protein menjadi asam amino dengan membangun blok melalui reaksi hidrolisis. Hidrolisis adalah penguraian dari molekul besar menjadi unit yang lebih kecil dengan kombinasi air. Dalam pencernaan protein, ikatan peptide terputus dengan penyisipan komponen air, -H dan -OH, pada rantai akhir (William 2002). Enzim bromelin ini dapat bekerja optimum pada suhu 50 o C-60 oC dengan pH optimum 3-8 (Simaronjan 2012). Fungsi bromelin mirip dengan papain dan fisin, sebagai pemecah protein. Pada akhir-akhir ini enzim bromelin lebih banyak digunakan untuk penjernihan bir (Wuryanti 2004). Berdasarkan Tabel 2, hasil menunjukkan semua tabung negatif, padahal berdasarkan literatur (William 2002), harusnya tabung 1 positif karena terdapat enzim bromelin dan putih telur. Tabung 2 negatif karena tidak ada protein yang dimasukkan (hanya akuades) dan tabung 3 negatif karena tidak adanya enzim bromelin yang ditambahkan. Menurut literatur, tabung 1 yang mengandung bromelin dari ekstrak nanas harusnya dapat menghidrolisis albumin pada putih telur, ditandai dengan adanya serbuk putih hasil penggumpalan protein. Namun pada tabung 1 larutan tetap jernih yang mengindikasikan bahwa hasil negatif. Hal ini mungkin disebabkan konsentrasi enzim yang terlalu sedikit, pengaruh suhu yang membuat enzim tidak bekerja secara optimum, atau adanya kesalahan pada saat pengerjaan (Simaronjan 2012) Tabel 3 Penghambatan kerja enzim polifenol oksidase pada pencoklatan Bahan Percobaan

Hasil pengamatan

Apel

−

Apel + jeruk nipis

+

Kentang

−

Kentang + jeruk nipis

+

Keterangan: (+) = Tidak ada browning, (−) = Terdapat browning

Gambar

Reaksi pencoklatan enzimatis adalah proses kimia yang terjadi pada sayuran dan buah-buahan oleh enzim polifenol oksidase yang menghasilkan pigmen warna. Reaksi pencoklatan (browning) dapat dibedakan menjadi reaksi pencoklatan non-enzimatis dan reaksi pencoklatan enzimatis. Pencoklatan non enzimatis merupakan reaksi yang tidak melibatkan peran enzim. Reaksi pencoklatan non enzimatik terdiri dari tiga macam yaitu karamelisasi, reaksi Maillard, dan pencoklatan akibat vitamin C (Ertanto 2008). Pencoklatan enzimatik yang melibatkan enzim polifenol oksidase ini membentuk melanin sehingga menyebabkan warna coklat. Reaksi yang menyebabkan warna coklat ini merupakan suatu reaksi kimia yang dikenal sebagai oksidatif enzimatik dengan oksigen sebagai katalisator dalam reaksi tersebut. Reaksi pencoklatan enzimatik ini membutuhkan tiga agen utama yaitu oksigen (dibantu katalis Cu+), enzim (polifenolase/ PPO) serta komponen fenolik (Zulfahnur et al. 2009). Reaksi pencoklatan diklasifikasikan menjadi reaksi pencoklatan enzimatis dan reaksi pencoklatan non-enzimatis. Kedua reaksi pencoklatan melibatkan pembentukan pigmen yang berwarna coklat pada makanan. Reaksi pencoklatan ini mempengaruhi rasa, penampakan atau tekstur, dan nilai gizi produk pangan tersebut (Eriksson 1981) Reaksi pencoklatan enzimatis adalah proses kimia yang terjadi pada sayuran dan buah-buahan oleh enzim polifenol oksidase yang menghasilkan pigmen warna coklat (melanin). Proses pencoklatan enzimatis memerlukan enzim polifenol oksidase dan oksigen untuk berhubungan dengan substrat tersebut. Enzim-enzim yang dikenal yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase, fenolase atau polifenolase, enzim-enzim ini bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu. Reaksi ini banyak terjadi pada buah-buahan atau sayuran yang banyak mengandung substrat senyawa fenolik seperti catechin dan turunannya yaitu tirosin, asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosiani (Winarno 2004). Reaksi ini dapat terjadi bila jaringan tanaman terpotong, terkupas dan karena kerusakan secara mekanis yang dapat menyebabkan kerusakan integritas jaringan tanaman. Hal ini menyebabkan enzim dapat melakukan kontak dengan substrat yang biasanya merupakan asam amino tirosin dan komponen fenolik seperti katekin, asam kafeat, dan asam klorogena sehingga substrat fenolik pada tanaman akan dihidroksilasi menjadi 3,4dihidroksifenilalanin (dopa) dan dioksidasi menjadi kuinon oleh enzim phenolase (Simpson et al. 2012). Berdasarkan Tabel 3, terlihat bahwa apel/kentang yang lebih cepat mengalami pencoklatan adalah apel/kentang yang tidak ditambahi jeruk. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa pengendalian reaksi pencoklatan dapat dilakukan dengan cara blansir, pendinginan, pembekuan, mengubah pH, dehidrasi, iradiasi, HPP (High Pressure Processing), penambahan inhibitor, ultrafiltrasi, dan juga ultrasonikasi (Winarno 2004). Praktikum ini menggunakan cara mengubah pH menjadi asam dengan penambahan jeruk pada apel/kentang. Hal ini bisa terjadi karena jeruk memiliki asam askorbat yang dapat mencegah terjadinya pencoklatan. Asam askorbat merupakan komponen asam yang memiliki sifat pereduksi yang kuat, rasa asamnya timbul secara alami, dibentuk oleh garam netral dengan basa, dan bersifat sangat larut dalam air. Asam L-askorbat (vitamin C) sering digunakan sebagai antioksidan pada buah-buahan, sayuran dan jus buah, untuk mencegah terjadinya pencoklatan dan reaksi oksidasi (Ridwan 2008).

Asam askorbat berperan dalam pemindahan oksigen molekuler pada reaksi dengan enzim polyphenol oxidase. Proses yang terjadi pada apel/kentang yang diberi asam askorbat adalah polifenol oksidase diubah menjadi diphenol dan asam askorbat menjadi bentuk teroksidasi dengan demikian polimerisasi dan reaksi pencoklatan dapat ditunda sampai semua asam askorbat habis teroksidasi. Pencoklatan secara efektif dapat dicegah dengan menggunakan asam askorbat berlebih. Efektivitas asam askorbat dan derivatnya sebagai inhibitor terhadap reaksi pencoklatan dipengaruhi oleh jenis produk makanan itu sendiri. Hal ini dibuktikan pada Tabel 3 yang menunjukkan bahwa apel lebih banyak mengalami pencoklatan daripada kentang dalam waktu 30 menit. Hal ini mungkin disebabkan kadar enzim polifenol oksidase pada apel yang lebih tinggi atau adanya perbedaan perlakuan pada kentang yang direndam terlebih dahulu.

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Absorban turun pada kolom B7 (iod, enzim dan pati) dan B8 (iod, enzim dan akuades), sedangkan pada B6 (iod, akuades dan enzim inaktif) naik dan B9 (iod, enzim dan pati) fluktuatif. Absorban dari yang terkecil berturut-turut adalah B7, B8, B9 dan B6. Uji papain menunjukkan hasil positif pada tabung 1 dan negatif pada tabung 2 dan 3, sesuai dengan literatur. Uji bromelin menunjukkan hasil semua tabung negatif, padahal berdasarkan literatur harusnya tabung 1 positif. Uji browning menunjukkan bahwa apel/kentang yang lebih cepat mengalami pencoklatan adalah apel/kentang yang tidak ditambahi jeruk, sesuai dengan literatur. Apel lebih banyak mengalami pencoklatan daripada kentang dalam waktu 30 menit mungkin disebabkan kadar enzim polifenol oksidase pada apel yang lebih tinggi atau adanya perbedaan perlakuan pada kentang yang direndam terlebih dahulu. Saran Dalam percobaan, masih banyak hal yang kurang sempurna seperti kesalahan saat pengerjaan ataupun teknik penggunaan alat yang belum maksimal. Untuk kedepannya, disarankan lebih banyak persiapan sebelum praktikum dan lebih teliti dalam mengerjakan sehingga praktikum bisa lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA Amazine. 2014. Tips Enzim Pencernaan: Mengetahui Cara Kerja Enzim Amilase. https://www.amazine.co/10146/tips-enzim-pencernaan-mengetahui-carakerja-enzim-amilase/. Diakses pada 1 Mei 2018 pukul 19.28 WIB. Bintang M. 2010. Teknik Penelitian Biokimia. Jakarta (ID) : Erlangga.

Elsa.

2016. Mengenal Spektrofotometer dan Prinsip Kerjanya. https://news.labsatu.com/mengenal-spektrofotometer-dan-prinsipkerjanya. Diakses pada 1 Mei 2018 pukul 20.10 WIB.

Eriksson C. 1981. Maillard Reaction in Food:Chemical Physiological and Technological Aspects. Exford (US) : Pergamon Press. Ertanto T. 2008. Reaksi Miallard pada Produk Pangan [publikasi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor Kurnia DRD. 2010. Studi aktivitas enzim lipase dari Aspergillus niger sebagai biokatalis pada proses gliserolisis untuk menghasilkan monoasilgliserol [tesis]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. Melanti R. 2013. Preparasi Porous Carbon dari Molase dan aplikasinya dalam Penurunan efek browning Sari buah apel [skripsi]. Semarang (ID) : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Nurfadhilah A, Alviah A, Anjani B, Sari GP, Purwanti N. 2014. Aplikasi enzim papain dan bromelin pada proses pengempukan daging [publikasi]. Bandung (ID): Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Universitas Pendidikan Indonesia Riwan. 2008. Apel Kupasan Berwarna Coklat [artikel]. Bangka Belitung (ID) : Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil...