A. Kajian Teori
Enzim adalah senyawa protein yang dibentuk oleh sel tubuh organism hidup dalam sel enzim ini diproduksi oleh organel badan mikro tepatnya pada peroksisom. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2), merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses metabolisme. Hidrogen peroksida dengan rumus kimia bila H2O2ditemukan oleh Louis Jacquea Thenard pada tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia organik yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O2) ditandai dengan terbentuknya gelembung udara.
Bentuk reaksi kimianya adalah:
Enzim tertentu dapat bekerja secara optimal pada kondisi tertentu pula. Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut :
a. Suhu
Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas) dan akan mengalami denaturasi. Enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu kamar (±300C). Pada suhu di bawah 0oC aktivitas enzim megalami penurunan.
b. Derajat keasaman (pH)
Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = 7). Di luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.
c. Konsentrasi enzim, substrat, dan kofaktor
Jika pH dan suhu suatu sistem enzim dalam keadaan konstan serta jumlah substrat berlebihan, maka laju reaksi sebanding dengan jumlah enzim yang ada. Jika pH, suhu dan konsentrasi enzim dalam keadaan konstan, maka reaksi awal hinga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor, maka konsentrasi substrat dapat menetukan laju reaksi.
d. Inhibitor enzim
Kerja enzim dapat dihambat, baik bersifat sementara maupun tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Pada konsentrasi substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi.
Perlakuan I (Hati+H2O2) akan menghasilkan gelembung dan nyala api denga intensitas yang tinggi/ banyak, karena tidak ada penambahan bahan yang dapat mempengaruhi/menjadi inhibitor laju reaksi katalisis.
METODE PENELITIAN
A. Waktu Pelaksanaan
Hari, tanggal : Jumat, 14 September 2012 Pukul : 12.00 WIB - selesai Tempat : Lab.Biologi SMA N I JETIS
B. Variabel
1. Variabel bebas : Suhu, derajat keasaman (pH), substrat (jantung)
2. Variabel terikat : Banyaknya gelembung dan nyala api
3. Variabel terkontrol : Penetesan H2O2
C. Alat dan Bahan
1. Rak dan tabung reaksi
2. Pisau cutter
3. Pipet tetes
4. Lampu spiritus
5. Penjepit tabung reaksi
6. Lidi
8. Hati dan jantung ayam 9. H2O2
10. NaOH, HCl 11. Air
D. Cara Kerja
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Memotong hati ayam bentuk dadu
3. Memasukan potongan hati kedalam tabung reaksi
4. Meneteskan 5 tetes H2O2 kedalamnya
5. Menutup rapat mulut tabung reaksi dengan ibu jari dan mengamati gelembung yang terjadi
6. Membakar lidi hingga membara dan memasukkannya kedalam tabung reaksi
7. Mengamati nyala bara api dan mencatat hasil pengamatan pada table
Keterangan :
Perlakuan I ( Hati + H2O2)
Perlakuan II( Hati rebus + H2O2)
Perlakuan III ( Hati beku + H2O2)
Perlakuan IV ( Hati + HCl + H2O2)
BAB IV
HASIL PENELITIAN
A. Tabel Pengamatan
NO. Perlakuan Hasil Pengamatan Gelembung Nyala Api
I. Hati + H2O2 +++ +++
II. Hati rebus + H2O2 +
III. Hati beku + H2O2 +
IV. Hati + HCl + H2O2 + V. Hati +NaOH + H2O2 + -VI. Jantung + H2O2 + -Keterangan : + : sedikit ++ : sedang +++ : banyak ++++ : banyak sekali - : tidak ada B. Pembahasan
Enzim adalah katalis yang terbuat dari protein dan dihasilkan oleh sel. Enzim mempunyai sifat spesifik yaitu hanya mengatalisis reaksi kimia tertentu. Sepertihalnya enzim katalase yang hanya
dihasilkan oleh organel peroksisom. Enzim ini berfungsi menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :
2H2O2 katalase
2H2O + O2
H2O yang dihasilkan dari reaksi berupa uap air. Sedangkan variable terikat percobaan ini adalah banyaknya gelembung dan nyala api. Gelembung-gelembung udara yang dihasilkan saat reaksi penetesan H2O2 adalah bentuk dari O2. O2 diperlukan untuk reaksi pembakaran, bara api dari lidi digunakan untuk menguji campuran yang terbentuk dari masing-masing perlakuan. Nyala api akan terlihat saat bara api bereaksi dengan O2. Besar kecilnya nyala api dapat menjadi indikasi kadar O2 yang dihasilkan dalam proses katalisis.
Perlakuan I (Hati + H2O2)
Pada perlakuan ini, tercatat gelembung dan nyala api yang dihasilkan adalah yang paling banyak dari semua perlakuan. Terbentuknya gelembung membuktikan adanya kandungan enzim katalase dalam organ hati. Hal ini disebabkan karena hati yang masih segar memiliki pH netral dan suhu optimum sehingga enzim katalase di dalamnya aktif. Tidak ada inhibitor yang mengganggu kerja enzim untuk mengkatalisis H2O2 dan menghasilkan produk (H2O + O2) yang maksimal.
Perlakuan II (Hati rebus + H2O2) dan
Pada perlakuan ini, tercatat gelembung yang dihasilkan sedikit karena suhu air mendidih (100oC) melebihi suhu optimum yang diperlukan untuk kerja enzim katalase (±30oC). Peningkatan suhu membuat protein enzim mengalami denaturasi karena putusnya ikatan hidrogen, ikatan ionik, dan ikatan penstabilnya, rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya sehingga aktivasi enzim menurun atau hilang. Sehingga H2O2 tidak dapat dikatalisis dengan sempurna. Dalam percobaaan juga tidak terlihat adannya nyala api,
ini disebabkan karena gelembung yang terbentuk sangat sedikit dan tidak mencukupi untuk melangsungkan reaksi pembakaran (nyala api).
Perlakuan III (Hati beku + H2O2)
Pada perlakuan ini, tercatat gelembung yang dihasilkan sedikit karena suhu hati beku (>0oC) kurang dari suhu optimum yang diperlukan untuk kerja enzim katalase (±30oC). Penurunan suhu membuat protein enzim mengalami kondisi nonaktif. Sehingga H2O2 tidak dapat dikatalisis dengan sempurna. Dalam percobaaan juga tidak terlihat adannya nyala api, ini disebabkan karena gelembung yang terbentuk sangat sedikit dan tidak mencukupi untuk melangsungkan reaksi pembakaran (nyala api).
Perlakuan IV (Hati + HCl + H2O2)
Pada perlakuan ini, tercatat gelembung yang dihasilkan sedikit dan tidak ada nyala api. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak dapat bekerja pada kondisi ini (asam) aktivasi enzim menurun atau hilang (terjadi kerusakan enzim). Penambahan HCl (pH<7) yang bersifat asam merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi asam yang dapat menonaktifkan sisi aktif enzim sehingga menghalangi substrat untuk berikatan dengan enzim.
Perlakuan V (Hati + NaOH + H2O2)
Pada perlakuan ini, tercatat gelembung yang dihasilkan sedikit dan tidak ada nyala api. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak bekerja, karena tidak H2O2 m e n j a d i a i r d a n o k s i g e n . H a l t e r s e b u t d i s e b a b k a n k a r e n a t e r j a d i n y a
rusaknya sisi aktif enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya sehingga aktivasi enzim menurun atau hilang. Denaturasi enzim perlakuan ini disebabkan oleh penambahan NaOH yang bersifat basa dapat merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi basa (pH>7). Sedangkan enzim katalase aktif pada pH netral (pH=7).
Perlakuan VI (Jantung + H2O2)
Gelembung yang dihasilkan tergolong dalam intensitas sedang (lebih banyak dari perlakuan III, III, IV, dan V, tetapi lebih sedikit dari perlakuan I) . Ketika dilakuan uji nyala api, terlihat nyala api kecil yang terjadi. Dalam perlakuan ini tidak ada faktor dari luar yang mempengaruhi kerja enzim (suhu dan pH tetap dalam keadaan optimum). Maka dapat diketahui bahwa ada faktor internal yang mempengaruhi kerja enzim katalase adalah kadar enzim katalase (konsentrasi enzim) itu sendiri. Bayak sedikitnya enzim yang diproduksi menunjukan banyaknya organel yang menghasilkan enzim tersebut (peroksisom). Jumlah peroksisom di jantung lebih sedikit dari pada di hati, maka enzim yang dihasilkan juga lebih sedikit dan laju reaksinya juga lebih lama.
C. Jawaban Pertanyaan
1. Perlakuan mana yang menghasilkan gelembung paling banyak dan nyala api paling besar? Perlakuan I
(Jantung + H2O2), karena karena hati yang masih segar memiliki pH netral dan suhu optimum sehingga enzim katalase di dalamnya yang masih aktif mampu melakukan reaksi kimia. Tidak ada inhibitor yang mengganggu kerja enzim untuk mengkatalisis H2O2 sehingga menghasilkan produk (H2O + O2) yang maksimal.
2. Mengapa perlakuan yang direbus dan yang difreezer menghasilkan sedikit gelembung? Karena pada
kedua perlakuan tersebut enzim mengalami denaturasi, aktivasi enzim menurun atau hilang.. Pada suhu diatas optimum (>300C) menyebabkan putusnya ikatan hidrogen, ikatan ionik, dan ikatan penstabilnya, rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya. Sedangkan pada suhu di bawah optimum (<300C) membuat protein enzim mengalami kondisi inaktif. Sehingga H2O2 tidak dapat dikatalisis dengan sempurna.
3. Mengapa perlakuan yang ditambah HCl dan NaOH menghasilkan sedikit/ tidak ada gelembung?
derajat keasaman (pH) yang dibutuhkan oleh enzim katalase untuk bekerja mengkatalisis H2O2 menjadi H2O dan terutama O2 (berupa gelembung). Sehingga gelembung yang dihasilkan tercatat dalam golongan yang sedikit.
4. Mengapa gelembung yang dihasilkan oleh hati lebih banyak daripada jantung? Karena adanya faktor
internal yang mempengaruhi kerja enzim katalase yaitu, kadar enzim katalase (konsentrasi enzim) itu sendiri. Bayak sedikitnya enzim yang diproduksi menunjukan banyaknya organel yang menghasilkan enzim tersebut (peroksisom). Jumlah peroksisom di jantung lebih sedikit dari pada di hati, maka enzim yang dihasilkan juga lebih sedikit dan laju reaksinya juga lebih lama. Sehingga produk yang dihasilkan (gelembung O2) lebih banyak hai dari pada jantung.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Enzim katalase diproduksi oleh peroksisom, paling banyak ditemukan di hati. Enzim katalase berperan
2H2O2 enzim katalase 2H2O + O2
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase adalah :
Suhu
Enzim katalase dapat bekerja pada suhu optimum (±30oC)
Derajat keasaman (pH)
Enzim katalase aktif pada pH netral (pH 7) Konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat
Semakin tinggi konsentrasi substrat dan konsentrasi enzim, maka kinerja enzim akan meningkat. Namun pada kondisi maksimum kinerja enzim tidak dapat dipercepat kembali.
B. Saran
1. Melaksanakan percobaan sesuai dengan langkah kerja
2. Lebih teliti dalam pengamatan, terutama pengamatan saat munculnya gelembung dan nyala api.
DAFTAR PUSTAKA
Anneahira. Mengenal Sifat dan Fungsi Enzim Katalase. Diambil tanggal 20 September 2012 http://www.anneahira.com/enzim-katalase.htm
http://id.wikipedia.org/wiki/ Enzim
Anonim. 2011. Protein yang Mengandung Fe (Besi) : Enzim Katalase dan Ferritin. Diambil tanggal 22 September 2012
http://wanenoor.blogspot.com/2011/10/protein-yang-mengandung-fe-besi-enzim.html#.UFxfY41lRpE
Aryulina, Dyah. 2007. Biologi III. Jakarta:Esis
Campbell, jwrence G. Mitchell Neil A. 2004. Biologi edisi 5 jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Dewanti, Ayu . 2009. Laporan Biologi Enzim Katalase. Diambil tanggal 21 September 2012 http://www.scribd.com/doc/52759785/ENzim-ktalaSE
Priadi, Arif. 2009. Biologi SMA XI. Bogor: Yudhistira.
Sudjadi, Bagod, dkk.2007. Biologi 3A SMA kelas XII. Jakarta:Yudhistira.
Syamsuri, Istamar. 2004.B i o l o g i u n t u k S M A k e l a s X I I .Malang:Erlangga
Yani, Riana, dkk.2008.SMS Biologi 3A SMA kelas XII.Bandung:Rosda