LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA ANALISIS KUALITATIF DAN KUANTITATIF KINETIKA ENZIM PADA KENTANG KECIL PDF

Preview

Summary

ANALISA KUALITATIF DAN KUANTITATIF KINETIKA ENZIM PADA KENTANG KECIL (BABY POTATO) diajukan untuk Memenuhi salah satu Tugas Mata Kuliah Praktikum Biokimia Dosen Pengampu: Drs. Rahmat Setiadi, M. Sc Kelompok 2 Disusun oleh : Solihah (1700058) Anggota Kelompok : Shania Dewi Juliani (1700624) Yamni Yun...

Description

Accelerat ing t he world's research.

LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA ANALISIS KUALITATIF DAN KUANTITATIF KINETIKA ENZIM PADA KENTANG KECIL Solihah Solihah SOLIHAH

Cite this paper

Downloaded from Academia.edu 

Get the citation in MLA, APA, or Chicago styles

Related papers

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

prosiding Era Muslimah, Wangsa Dodol

ANALISIS KERJA ENZIM PAPAIN, BROMELIN, POLIFENOL OKSIDASE DAN AMILASE Nurul Marfira Naskah Skripsi Endang Sri Lest ari

ANALISA KUALITATIF DAN KUANTITATIF KINETIKA ENZIM PADA KENTANG KECIL (BABY POTATO)

diajukan untuk Memenuhi salah satu Tugas Mata Kuliah Praktikum Biokimia

Dosen Pengampu: Drs. Rahmat Setiadi, M. Sc

Kelompok 2 Disusun oleh : Solihah (1700058) Anggota Kelompok : Shania Dewi Juliani (1700624) Yamni Yunita Hasan (1700628)

DEPARTEMEN PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA BANDUNG 2021

ANALISA KUALITATIF DAN KUANTITATIF KINETIKA ENZIM PADA KENTANG KECIL (BABY POTATO) Tanggal Awal Analisis : 7 April 2021 Tanggal Akhir Analisis : 15 April 2021 A. Tujuan −

Kognitif : Praktikan memahami sifat-sifat enzim.

−

Afektif : Praktikan menyadari prinsip kerja enzim dalam sistem biokimia, dan manfaatnya bagi kehidupan.

−

Psikomotor : Praktikan terampil melakukan percobaan mengenai enzim

B. Dasar Teori 1.

Pengertian Enzim Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalisator dalam reaksireaksi biologi. Sebagai katalis, enzim mempengaruhi laju pada saat kesetimbangan dicapai, tetapi tidak mempengaruhi kesetimbangan total suatu reaksi. Enzim dapat menurunkan energi aktivasi, sehingga laju reaksi meningkat (Bairoch, 2000). Enzim adalah molekul kompleks berbasis protein yang dihasilkan oleh sel-sel. Enzim ikut terlibat dalam berbagai reaksi biokimia. Tiap-tiap enzim yang terdapat dalam tubuh kita dapat mempengaruhi reaksi kimia tertentu. Enzim berperan sebagai katalis organik, enzim mempercepat kecepatan reaksi yang terjadi. Jika tidak ada enzim, reaksi kimia akan menjadi sangat lambat. Berbagai reaksi juga mungkin tidak akan terjadi jika tidak terdapat enzim yang tepat di dalam tubuh. Enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi kimia berkali-kali lipat. Studi telah menemukan bahwa enzim dapat mempercepat reaksi kimia sampai 10 milyar kali lebih cepat. Zat kimia yang hadir pada awal proses biokimia disebut sebagai substrat, yang mengalami perubahan kimia membentuk produk akhir. Enzim merupakan unit fungsional dari metabolism tubuh. Enzim bekaerja dengan urutan-urutan yang teratur dan mengkatalis ratusan reaksi didalam tubuh. Enzim dibagi lagi menjadibeberapa jenis. Secara internasional enzim di kelompokkan menjadi 6 kelas besar yaitu :

1) Oksidoreduktase : enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan elektron (Redoks) 2) Transferase : enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan gugus fungsionil. 3) Hidrolase : enzim yang membantu dalam reaksi hidrolisis (pemindahan gugus fungsional ke air) 4)

Liase : enzim yang membantu dalam reaksi penambahan gugus pada ikatan ganda atau sebaliknya.

5) Isomerase : enzim yang bereran dalam reaksi pemindahan gugus dalam molekul, menghasilkan bentuk isomer. 6) Ligase : enzim yang membantu dalam reaksi pembentukan ikatan C-C, C- S, C-O, dan C-N oleh reaksi kondensasi yang berkaitan dengan Penguraian ATP. 2.

Faktor yang Mempengaruhi Enzim Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi fungsi enzim diantaranya adalah (Dwidjoseputro, 1992) suhu, pH, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, aktivator dan inhibitor. Setiap enzim dapat bekerja dengan efektif pada suhu tertentu dan aktifitasnya akan berkurang jika berada pada kondisi di bawah atau di atas titik tersebut. Kondisi yang menyebabkan kerja enzim menjadi efektif ini disebut kondisi optimal. a) Pengaruh Suhu Sebagian besar enzim pada manusia mempunyai suhu optimal yang mendekati suhub tubuh (35oC– 40oC). Pada suhu tinggi (> 50oC), enzim dapat rusak dan pada suhu rendah (0oC), enzim menjadi tidak aktif. Suhu yang tidak sesuai tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan bentuk sisi aktif enzim. Sifat enzim yang tidak tahan panas atau dapat berubah karena pengaruh suhu ini disebut termolabil. (Dwidjoseputro, 1992).

Gambar 2.1. Pengaruh suhu

terhadap fungsi enzim

b) Pengaruh pH Selain suhu, faktor lingkungan yang mempengaruhi kerja enzim adalah derajat keasaman (pH). Sebagaimana faktor suhu, enzim juga mempunyai pH tertentu agar dapat bekerja secara efektif. Enzim dapat bekerja optimal pada pH netral (pH = 7), pH basa, atau pH asam tergantung pada jenis enzim masing-masing. Enzim pencerna protein misalnya, mempunyai pH paling optimal 1-2, sedangkan enzim pencernaan yang lain mempunyai pH optimal 8. Pada pH tertentu, enzim dapat mengubah substrat menjadi hasil akhir. Kemudian, apabila pH tersebut diubah, enzim dapat mengubah kembali hasil akhir menjadi substrat. (Dwidjoseputro, 1992)

Gambar 2.2. Pengaruh pH terhadap fungsi enzim c) Pengaruh Konsentrasi Enzim Kadar enzim yang tinggi akan mempengaruhi kecepatan reaksi secara linier (kecepatan bertambah konstan). Dapat dikatakan bahwa hubungan antara konsentrasi enzim dengan kecepatan reaksi enzimatis berbanding lurus. kecepatan reaksi suatu enzim satu dengan yang lain berbeda-beda meskipun mempunyai konsentrasi enzim yang sama. Konsentrasi enzim yang sangat tinggi dalam suatu sistem yang kompleks akan berpengaruh terhadap terhadap kecepatan reaksi. (Dwidjoseputro, 1992)

Gambar 2.3. Pengaruh konsentrasi enzim terhadap fungsi enzim d) Pengaruh Konsentrasi Substrat Pada konsentrasi substrat yang rendah, kenaikan substrat akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis hampir secara linier. Jika konsentrasi substrat tinggi, maka peningkatan kecepatan reaksi enzimatis akan semakin menurun sejalan dengan peningkatan jumlah substratnya. kecepatan maksimum (v maks) reaksi enzimatis ditunjukan dengan garis mendatar yang menggambarkan peningkatan kecepatan yang rendah seiring penambahan konsentrasi substrat. (Dwidjoseputro, 1992)

Gambar 2.4. Pengaruh konsentrasi substrat terhadap fungsi enzim e) Pengaruh Aktivator dan Inhibitor Beberapa enzim memerlukan aktivator dalam reaksi katalisnya. Aktivator adalah senyawa atau ion yang dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Komponen kimia yang membentuk enzim disebut juga kofaktor. Kofaktor tersebut dapat berupa ion-ion anorganik seperti Zn, Fe, Ca, Mn, Cu, atau Mg atau dapat pula sebagai molekul organik kompleks yang disebut koenzim. Pada umumnya ikatan

antara senyawa organik dengan protein enzim itu lemah dan apabila ikatannya kuat disebut gugus prostetis (Martoharsono, 1984). Selain dipengaruhi oleh adanya adanya aktivator, aktivator enzim juga dipengaruhi oleh adanya inhibitor. Inhibitor adalah senyawa atau ion yang dapat menghambat aktivitas enzim (Lehninger, 1997). Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida (Prodi, 2009) . Sifat penghambatan pada enzim dibagi menjadi lima yaitu : 1) Penghambatan non-spesifik 2) Penghambatan kompetitif 3) Penghambatan non-kompetitif 4) Penghambatan tak kompetitif 5) Penghambatan Campuran f)

Pengaruh Waktu Reaksi pencoklatan dapat dialami oleh buah-buahan dan sayur-sayuran yang

tidak berwarna. Reaksi ini disebut reaksi pencoklatan karena menyebabkan warna makanan berubah menjadi coklat. Ada beberapa hal yang menyebabkan terjadinya reaksi pencoklatan, salah satunya adalah keberadaan enzim. Reaksi pencoklatan ini dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu reaksi pencoklatan enzimatis dan reaksi pencoklatan non-enzimatis. 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/polifenolase, enzim-enzim ini bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu (Winarno, 1995). Reaksi ini dapat terjadi bila jaringan tanaman terpotong, terkupas, dan karena kerusakan secara mekanis. 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 leukoantosianin. Reaksi pencoklatan enzimatis pada bahan pangan ini memiliki dua macam dampak yaitu dampak yang menguntungkan dan juga dampak yang merugikan.

Dampak yang menguntungkan misalnya saja pada teh hitam, teh oolong dan teh hijau. Reaksi pencoklatan enzimatis bertanggung jawab pada warna dan flavor yang terbentuk.(Fennema, 1996). Begitu juga yang terjadi pada produk pangan lain seperti misalnya kopi. Polifenol oksidase juga bertanggung jawab pada karakteristik warna coklat keemasan pada buah-buahan yang telah dikeringkan seperti kismis, buah prem, dan buah ara. Reaksi pencoklatan enzimatis ini juga memiliki kerugian yaitu hilangnya nilai gizi pada produk pangan dan dapat merusak flavor dari bahan pangan itu sendiri. Dalam industri pangan perlu dilakukan langkah-langkah untuk meminimalisasi adanya penurunan mutu produk yaitu dengan mengendalikan reaksi pencoklatan enzimatis. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan yakni blansir, pendinginan, pembekuan, mengubah pH, dehidrasi, iradiasi, HPP (High Pressure Processing), penambahan inhibitor, ultrafiltrasi, dan juga ultrasonikasi. g) Pengaruh lainnya Enzim dapat dirusak dengan pengocokan, penyinaran ultraviolet dan sinar-x, sinar-β dan sinar-γ.Untuk sebagian ini disebabkan karena oxidasi oleh peroxida yang dibentuk pada penyinaran tersebut. Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator, senyawa yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia. Enzim katalisator berikatan dengan reaktan, yang disebut substrat, mengubah reaktan menjadi produk, lalu melepaskan produk. Walaupun enzim dapat mengalami modifikasi selama urutan ini, pada akhir reaksi enzim kembali ke bentuk asalnya. Selain meningkatkan kecepatan reaksi, enzim dapat mengatur kecepatan reaksi dalam jalur metabolik tubuh(1). Amylase adalah suatu enzim pencernaan yang dalam keadaan normal bekerja ekstra sel untuk memecah kanji menjadi kelompok-kelompok karbohidrat yang lebih kecil dan akhirnya menjadi monosakarida. Sumber organ utama amilase adalah kelenjar liur dan pancreas. Amilase saliva dalam keadaan normal masuk ke mulut oleh sekresi melalui ductus salivarius 3.

Kinetika Enzim Kinetika enzim adalah proses bagaimana enzim mengikat suatu substrat lalu mengubahnya menjadi produk. Kinetika enzim mengenal istilah substrat (S), enzim (E),

dan laju (V). Kinetika enzim dapat dibahas menggunakan rumus Michaelis-Menten (Bairoch, 2000). Berdasarkan percobaan yang dilakukan Michaelis-Menten, aktivitas enzim dapat dinyatakan berdasarkan suatu konstanta. Konstanta ini disebut sebagai konstanta Michaelis-Menten (KM). Setiap enzim memiliki nilai KM yang berbeda-beda. Nilai KM menunjukkan kekuatan ikatan antara enzim dan substrat. Konstanta lain yang ditemukan adalah Kcat (turnover number). Nilai Kcat memberikan nilai dan jumlah substrat yang terikat diap detik. Nilai efektivitas suatu enzim diukur dengan rumus Kcat/KM (mangometri, 1993). Reaksi enzim berjalan dalam 2 tahap. Tahap pertama, enzim akan membentuk kompleks dengan substrat (disebut E∙S). Enzim kemudian bekerja mengkatalis reaksi dan melepaskan produk. Kecepatan enzim membentuk kompleks dengan substrat sebanding dengan kecepatan katalis enzim pada reaksi hingga menghasilkan produk. Kecepatan maksimal (VMAX) dicapaiapabila E∙S jenuh atau semua enzim sudah berada dalam bentuk E∙S (kenneth & Roger, 2011).

Gambar 3.1 Ungkapan Reaksi Enzimatis Michaelis-Menten (Sumber: kenneth & Roger, 2011) Ikatan ini terjadi dengan cepat, tetapi dengan cara reversibel (k1 dan k2 konstanta laju reaksi). Kompleks substrat enzim selanjutnya diubah menjadi produk yang terlepas dari enzim, proses yang reversibel (konstanta laju k3 dan k4). Kemampuan katalitik suatu enzim terhadap suatu substrat melibatkan dua variabel yaitu KM, yang merupakan nilai afinitas dari enzim terhadap substratnya dan VMAX, merupakan nilai kecepatan maksimal katalisis enzimatik (kenneth & Roger, 2011). Efek dari konsentrasi substrat terhadap laju reaksi dapat di formulasikan menggunakan persamaan Michaelis-Menten: Gambar 3.2 Persamaan MichaelisMenten (Sumber: kenneth & Roger, 2011)

Dengan; V = laju reaksi (M/s)

[S] = konsentrasi substrat (M)

VMAX = laju maksimum (M/s)

KM = konstanta Michaelis (M)

Estimasi VMAX dan KM didapatkan dari kurva saturasi substrat non-linear. Namun di saat data linear diinginkan, plot linearisasi (Lineweaver-Burk) umumnya digunakan. Persamaan untuk kurva linear ini diturunkan dari persamaan MichaelisMenten :

Gradien dari persamaan ini merupakan KM/Vmax ,titik dimana garis regresi linear berpotongan sumbu-y secara numerik setara dengan 1/Vmax, dan titik dimana garis memotong sumbu-x adalah -1/KM. Dengan demikian, plot Lineweaver-Burk memberikan perpotongan x dan y yang dapat diidentifikasi yang mendefinisikan dua variabel kinetika, KM dan VMAX (mangometri, 1993). 4.

Enzim Polifenoloksidase

Polifenol oksidase (PPO), atau monofenol monooksigenase atau polifenol oksidase i, kloroplastik, adalah tetramer yang mengandung empat atom tembaga per molekul, dan situs pengikatan untuk dua senyawa aromatik serta oksigen.[1] Enzim mengatalisis molekul monofenol o-hidroksilasi, dan cincin benzena mengandung substituen hidroksil tunggal untuk o-difenol (molekul fenol yang mengandung dua substituen hidroksil pada

posisi 1, 2, tanpa karbon di antaranya). Kemudian dapat lebih lanjut mengatalisasi oksidasi dari o-difenol untuk menghasilkan o-kuinon. PPO menyebabkan polimerisasi cepat dari o-kuinon untuk menghasilkan pigmen hitam, cokelat atau merah (polifenol), sehingga terjadi perubahan pencokelatan (food browning). Tirosin asam amino mengandung cincin fenolik tunggal yang dapat dioksidasi oleh aksi PPO untuk membentuk o-kuinon. Oleh karena itu, PPO juga dapat disebut sebagai tirosinase. 5.

Enzim Katalase Pada tahun 1818, Thenart penemu hidrogen peroksida H2O2, menyatakan bahwa H2O2 dapat diuraikan oleh suatu enzim. Hal ini dibuktikan oleh Jacobson pada tahun 1892. Loew menamai enzim itu pada tahun 1901 sebagai katalase, salah satu nama trivial enzim yang tetap bertahan hingga kini. Pada tahun 1937 Summer dan Dounce untuk pertamakalinya berhasil mengkristalkan katalase dari hati sapi (Sadikin, 2002). Sumber enzim katalase cukup banyak, murah dan mudah didapat. Typical Katalase, bagian jenis yang paling besar, ditemukan di dalam hampir semua organisma, keduaduanya prokarya maupun eukarya (Delpech, 2007). Struktur detail dari katalase berbeda dari satu makhluk hidup dengan yang lain, tetapi struktur kuartener analog dengan Hb dimana katalase mempunyai beberapa unit dan masing-masing mengandung 500-residu sub unit Fe pada pusat cincin prophyrin seperti dilihat pada gambar II-2 berikut :

6.

Enzim Katalase dalam Kentang (Solanum tuberosum L)

Tanaman kentang adalah salah satu tanaman yang berasal dari Amerika Selatan dan telah dibudidayakan oleh penduduk Indonesia sejak ribuan tahun silam. Tanaman ini merupakan herba (tanaman pendek tidak berkayu) semusim dan menyukai iklim yang sejuk. Di daerah tropis cocok ditanam di dataran tinggi. Menurut sistematika, tanaman kentang termasuk dalam :

Sumber: www.google.com Kerajaan

: Plantae

Divisio

: Magnoliophyta

Kelas

: Magnoliospida

Subkelas

: Asteridae

Ordo

: Solanales

Familia

: Solanaceae

Genus

: Solanum

Species

: Solanum tuberosum

Nama binominal : Solanum tuberosum L Umbi tanaman kentang yang biasa dimakan, dinamakan “kentang” juga dan sudah termasuk salah satu makanan pokok penduduk Indonesia. Granola dan atlantik merupakan dua varietas kentang yang sudah cukup lama dibudidayakan di Indonesia. Granola mempunyai kekhasan sebagai kentang sayur, sedangkan atlantik merupakan bahan baku industri kripik kentang (Wales, 2001). Pada tahun 1990 kentang yang dijual dipasaran lokal Perancis berhasil diisolasi, dimurnikan dan ditentukan sifat enzim katalasenya. Isolasi dilakukan dengan sonikasi dan sentrifugasi, sedangkan pemurnian dilakukan dengan fraksinasi amonium sulfat, kromatografi filtrasi gel dan kromatografi affinitas. Enzim katalase murni yang

dihasilkan sebanyak 35% dengan aktivitas spesifik 3000 unit/mg protein. Beberapa sifat yang ditentukan dari enzim murni yang dihasilkan diantaranya adalah massa molekul sub-unitnya 56 ± 2 kDa, massa molekul proteinnya 224 ± 8 kDa, konsentrasi substrat optimum 30mM, pH optimum antara 6,2 sampai 7,5 (Beaumont et al, 1990). 7.

Analisis Kuantitatif Spektrofotometri Sinar Tampak (UV-Vis) adalah pengukuran energi cahaya oleh suatu sistem kimia pada panjang gelombang tertentu (Day, 2002). Sinar ultraviolet (UV) mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm, dan sinar tampak (visible) mempunyai

panjang gelombang 400-750 nm.

Pengukuran spektrofotometri

menggunakan alat spektrofotometer yang melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometer UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Spektrum UV-Vis sangat berguna untuk pengukuran secara kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. (Rohman, 2007) Hukum Lambert-Beer menyatakan hubungan linieritas antara absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik dengan transmitan. Dalam hukum Lambert-Beer tersebut ada beberapa pembatasan, yaitu : a) Sinar yang digunakan dianggap monokromatis b) Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang yang sama c) Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan tersebut d) Tidak terjadi fluorensensi atau fosforisensi e) Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan Hukum Lambert-Beer dinyatakan dalam rumus sbb :

A = e.b.c dimana : A = absorban

e = absorptivitas molar

b = tebal kuvet (cm)

c = konsentrasi

PRINSIP KERJA Cahaya yang berasal dari lampu deuterium maupun wolfram yang bersifat polikromatis di teruskan melalui lensa menuju ke monokromator pada spektrofotometer dan filter cahaya pada fotometer. Monokromator kemudian akan mengubah cahaya polikromatis menjadi cahaya monokromatis (tunggal). Berkas-berkas cahaya dengan panjang tertentu kemudian akan dilewatkan pada sampel yang mengandung suatu zat dalam konsentrasi tertentu. Oleh karena itu, terdapat cahaya yang diserap (diabsorbsi) dan ada pula yang dilewatkan. Cahaya yang dilewatkan ini kemudian di terima oleh detector. Detector kemudian akan menghitung cahaya yang diterima dan mengetahui cahaya yang diserap oleh sampel. Cahaya yang diserap sebanding dengan konsentrasi zat yang terkandung dalam sampel sehingga akan diketahui konsentrasi zat dalam sampel secara kuantitatif. (Rohman, 2007)

C. Alat-alat dan Bahan Alat-alat 1. Mortar

5. Penangas air listrik

2. Tabung reaksi (20) dan rak

6. Termometer

3. Pipet tetes (20)

7. Gelas kimia 400 mL

4. Neraca

Bahan (Pereaksi untuk 10 kelompok)

1.

2.

3.

4.

5.

Buffer pH 5: 20 mL(Larutkan 9,23 g Na2HPO4.12H2O dan 2,55 g asam sitrat dalam aquadest, encerkan sampai 250 mL) Buffer pH 7: 20 mL(Larutkan 14,75 g Na2HPO4.12H2O dan 0,93 g asam sitrat dalam aquadest, encerkan sampai 250 mL) Katekol 0,01M: 130 m...