ENZIM PENCERNAAN : GETAH LAMBUNG
Muhammad Alwin Azhari (G84130075)1, Rachmat Saputra Biki2, Syaefudin31
Mahasiswa Praktikum, 2Asisten Praktikum, 3Dosen Praktikum Metabolisme
Departemen Biokimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
2015
ABSTRAK
Getah lambung mengandung berbagai enzim pencernaan, yaitu pepsin, renin, dan lipase. Getah lambung disekresikan oleh sel chief dan sel parietal. Enzim pepsin merupakan bentuk aktif dari pepsinogen. Pepsinogen diaktifkan oleh HCl dalam lambung. Renin berfungsi untuk mencerna protein susu dengan cara mengkoagulasi kasein. Lipase berfungsi dalam pencernaan lipid. Tujua percobaan ini adalah mengetahui sifat, aktivasi, dan aktifitas enzim pepsinogen dan pepsin. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah penambahan HCl untuk mengaktivasi pepsinogen, dan memberikan perlakuan suhu dan pH terhadap pepsin untuk mengetahui suhu dan pH optimum enzim pepsin dapat bekerja. Penambahan HCl pada ekstrak pepsinogen dapat mengaktifkannya menjadi pepsin. Pada perlakuan suhu, terjadi kesalahan saat percobaan sehingga suhu optimum tidak diketahui. Akan tetapi, secara literatur suhu optimum pepsin adalah 37 oC. Perlakuan pH memberikan hasil bahwa pepsin bekerja secara optimum pada pH 2. Indikator pengamatan pada percobaan ini adalah pelepasan warna fibrin.
Kata kunci : fibrin, HCl, lambung, pepsin, pepsinogen.
PENDAHULUAN
Pepsinogen adalah prekursor tidak aktif dari pepsin. Pepsinogen disekresikan oleh sel-sel chief dan kelenjar parietal. Pepsinogen diubah menjadi pepsin oleh HCl. Sekresi pepsinogen dirangsang oleh simulasi vagal, gastrin, dan histamin. Pepsinogen stabil dalam larutan netral dan basa. Pepsinogen adalah proenzim aktif yang digunakan untuk membentuk pepsin untuk pencernaan protein. Ada 2 bentuk pepsinogen, yaitu pepsinogen I dan pepsinogen II, bergantung pada lokasi sekresinya. Pepsinogen I disekresikan oleh sel-sel utama, sedangkan pepsinogen II disekresikan oleh kelenjar pilorus. Pepsinogen I ditemukan dalam badan lambung tempat sebagian besar asam disekresikan.
Pepsinogen II ditemukan pada badan dan antrum lambung. Pepsinogen tidak dapat menghidrolisis protein. Pepsinogen harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi pepsin agar dapat mencerna protein (Bintari et al 2014).
Renin diproduksi oleh sel-sel lambung mamalia muda. Renin disekresi dalam jumlah besar tepat setelah dilahirkan dan produksinya secara bertahap menurun. Renin diproduksi sebagai prorenin tidak aktif. Ketika susu memasuki perut, prorenin diaktifkan oleh HCl dalam getah lambung dan diubah menjadi enzim renin aktif. Fungsi enzim renin adalah untuk mengentalkan atau koagulasi susu dan memisahkannya ke dalam dadih semi-padat dan dadih cair. Pengentalan susu diperlukan jika susu tersebut akan disimpan dalam perut cukup lama agar protein susu dapat dicerna dengan baik. Mamalia muda tidak akan mendapatkan manfaat yang banyak dari susu yang diminum jika susu melewati perut terlalu cepat (Mustakim et al. 2005). Enzim renin tidak dapat ditemui lagi pada lambung mamalia dewasa. Lipase adalah enzim yang disekresikan untuk menghidrolisis lemak. Enzim ini tidak begitu berperan dalam lambung karena aktivitasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan aktivitas pepsin. Enzim lipase akan memiliki peran yang lebih besar pada saat pencernaan lipid pada usus halus. Enzim lipase pada lambung disekresikan dalam getah lambung, sedangkan lipase pada usus halus disekresikan oleh pankreas (Hehi et al. 2013).
Setiap enzim memiliki pH dan suhu tertentu yang menjadikan enzim tersebut bekerja optimum. Enzim yang berada pada lambung memiliki suhu optimum 37 oC pada lingkungan ber-pH 1.0 – 2.0 (asam). Suhu optimum tersebut merupakan suhu tubuh normal dan pH optimum tersebut bersifat asam akibat adanya HCl pada lambung. Tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui sifat, aktivasi, dan aktivitas enzim pepsin yang terdapat dalam lambung.
METODE
Tempat dan Waktu
Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Departemen Biokimia IPB pada hari Jumat, 18 September 2015 pukul 13.00 – 16.00 WIB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini antara lain tabung reaksi, gelas piala, penangas air, penjepit tabung pH universal, dan pipet tetes. Adapun bahan yang digunakan antara lain ekstrak pepsinogen, HCl 0.4 %, akuades, Na-karbonat 0.5 %, HCl 1 N, ekstrak pepsin, dan fibrin.
Prosedur Percobaan Aktivasi Pepsinogen
a. Sebanyak 2 tabung reaksi masing-masing diisi dengan 2 mLekstrak pepsinogen. Tabung 1 ditambahkan HCl 0.4 % sebanyak 1.5 mL dan tabung 2 ditambahkan akuades sebanyak 1.5 mL. Kedua tabung tersebut diinkubasi dalam penangas air bersuhu 37 oC selama 15 menit. Fibrin ditambahkan seujung sudip ke dalam masing masing tabung dan diamati perubahan warna fibrin yang terjadi.
b. Sebanyak 2 tabung reaksi masing-masing diisi dengan 2 mLekstrak pepsinogen. Tabung 1 ditambahkan HCl 0.4 % sebanyak 1.5 mL dan tabung 2 ditambahkan akuades sebanyak 1.5 mL. Kedua tabung tersebut diinkubasi dalam penangas air bersuhu 37 oC selama 15 menit. Lalu, tabung 1 ditambahkan Na-karbonat 0.5 % dan tabung 2 ditambahkan akuades masing-masing sebanyak 100 tetes. Kedua tabung ditambahkan Na-karbonat 0.5 % sebanyak 1.5 mL dan diinkubasi lagi selama 15 menit pada suhu 37 oC. Kedua tabung ditambahkan 10 tetes HCl 1 N dan fibrin seujung sudip ke dalam masing masing tabung. Tabung tersebut diinkubasi lagi selama 5 menit pada suhu 37 oC dan diamati perubahan warna fibrin yang terjadi.
Aktivitas Pepsin
a. Sebanyak 2 tabung reaksi masing-masing diisi dengan 1.5 mL ekstrak pepsin dan 1.5 mL HCl 0.4 %. Tabung reaksi yang berisi HCl dipanaskan selama 5 menit. Masing-masing tabung ditambahkan fibrin seujung sudip lalu diinkubasi pada suhu 37oC selama 30 menit dan diamati perubahan warna fibrin yang terjadi.
b. Sebanyak 3 tabung reaksi diisi dengan HCl 1 N, akuades, dan ekstrak pepsin dengan perbandingan sebagai berikut :
Tabung HCl 1 N (mL) akuades (mL) pepsin (mL) pH
1 0.0 2.5 2.5 6.4
2 0.2 2.3 2.5 2.1
3 0.6 1.9 2.5 1.2
Campuran dihomogenkan dan ditambahkan fibrin seujung sudip, lalu diinkubasi pada suhu 37 oC. Waktu yang menunjukkan pelepasan warna fibrin diamati dan dicatat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pepsinogen bentuk tak aktif pepsin. Pepsinogen harus diaktivasi terlebih dahulu oleh HCl. Adapun data hasil aktivasi pepsinogen tertera pada Tabel 1.
Tabel 1 Aktivasi pepsinogen
tabung perlakuan pelepasan warna fibrin gambar
1 HCl 0.4 % + 2 akuades + 3 HCl 0.4 % + Na-karbonat + 4 akuades + Na-karbonat + Keterangan : (+) : sedikit (++) : banyak (+++) : sangat banyak
Data pada tabel satu menunjukkan bahwa semua tipe perlakuan memberikan respon yang sama terhadap aktivasi pepsinogen. Pepsinogen yang telah aktif menjadi pepsin ditandai dengan adanya aktivitas pelepasan warna fibrin. Fibrin merupakan protein yang berperan sebagai substrat pepsin pada percobaan ini. Perlakuan tabung 1 digunakan untuk mengamati aktivasi pepsinogen dengan HCl 0.4 %, sedangkan tabung 2 digunakan sebagai kontrol terhadap tabung 1. Hasil dari aktivasi pada kedua tabung tersebut adalah timbulnya pelepasan warna fibrin dengan intensitas yang sama. Seharusnya intensitas pada tabung 1 lebih besar daripada tabung 2. Hal ini dapat disebabkan adanya kontaminasi dalam penyiapan larutan. Perlakuan tabung 3 digunakan untuk mengamati aktivasi pepsinogen dengan HCl 0.4 % yang diganggu oleh Na-karbonat, sedangkan tabung 4 digunakan sebagai kontrol terhadap tabung 3. Na-karbonat dapat mengganggu proses aktivasi pepsinogen karena Na-karbonat dapat meningkatkan pH larutan. Hasil dari aktivasi pepsinogen pada tabung 3 dan 4 adalah timbulnya pelepasan warna fibrin dengan intensitas yang sama.
Tabel 2 Pengaruh suhu terhadap aktivitas pepsin
Tabung Suhu (oC) Pelepasan warna fibrin Gambar
1 100 - 2 25 - Keterangan : - : tidak ada + : sedikit ++ : cukup banyak
Setiap enzim memiliki suhu tertentu agar dapat bekerja secara optimum. Adapun hasil penentuan suhu optimum enzim pepsin tertera pada Tabel 2. Data pada tabel 2 menunjukkan bahwa aktivitas pepsin diukur pada suhu 100 oC dan 25 o
C. Aktivitas enzim pepsin juga diukur berdasarkan pelepasan warna fibrin. Aktivitas enzim pada suhu 100 oC dan 25 oC pada percobaan sama sekali tidak menghasilkan pelepasan warna fibrin. Hal ini tidak sesuai dengan literatur. Protein penyusun enzim pepsin akan terdenaturasi jika berada pada suhu 100 oC sehingga memungkinkan enzim tidak aktif dan warna fibrin tidak terlepas. Akan tetapi, suhu 25 oC merupakan suhu yang dianggap cukup normal dan mendekati suhu tubuh sehingga memungkinkan enzim pepsin masih dapat bekerja dan dapat menghidrolisis fibrin. Perbedaan hasil percobaan tersebut dengan literatur dapat disebabkan oleh adanya kesalahan dalam mejalankan prosedur percobaan. Kesalahan tersebut dapat berupa kesalahan pada penyiapan larutan sampel, maupun kesalahan dalam penggunaan suhu percobaan.
Selain suhu, kerja enzim juga dipengaruhi oleh kondisi pH lingkungan. Adapun hasil pengamatan terhadap pH optimum enzim pepsin tertera pada Tabel 3. Pepsin merupakan enzim yang terdapat di lambung dan bekerja pada pH yang bersifat asam. Aktivitas enzim pepsin pada percobaan ini diukur pada pH 1, 2, dan 6. Adapun hasil percobaan menunjukkan bahwa pepsin bekerja optimal pada pH 2. Pada pH 2, aktivitas enzim pepsin menghasilkan pelepasan warna fibrin paling banyak daripada yang lain, kemudian disusul oleh pH 1, dan terakhir pH 6. Hal tersebut sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa pH optimum pepsin adalah pH 1 – 2.
Tabel 3 Pengaruh pH terhadap aktivitas pepsin
Tabung pH Pelepasan warna fibrin Gambar
1 6 + 2 2 +++ 3 1 ++ Keterangan : + : sedikit ++ : cukup banyak +++ : sangat banyak
Pepsinogen berbeda dengan pepsin, baik secara fungsi maupun strukturnya. Pepsinogen tidak dapat menghidrolisis protein, sedangkan pepsin dapat menghidrolisis protein. Pepsin terdiri atas 6 bagian heliks dan setiap bagian berisi kurang dari 10 asam amino. Pepsin juga memiliki sedikit residu asam amino esensial dan 44 residu asam. Oleh karena itulah pepsin sangat stabil pada pH yang sangat rendah. Selain itu, struktur dan ikatan hidrogen tersier yang kompleks juga mendukung stabilitas asam struktur pepsin (McMurry 2008). Porcine pepsin A adalah pepsin yang paling banyak dipelajari dan tersedia secara komersial, yang diisolasi dari mukosa lambung babi. (Yusmarini et al.2013).
SIMPULAN
Getah lambung mengandung berbagai jenis enzim, yaitu pepsinogen, renin, dan lipase yang berperan sebagai biokatalisator pada reaksi hidrolisis protein. Pepsinogen harus diaktivasi oleh HCl menjadi pepsin agar dapat menghidrolisis protein. Enzim ini bekerjaoptimum pada suhu 37oC dan pH 1-2. Pepsin menghidrolisis protein substrat yang ditunjukkan oleh pelepasan warna fibrin.
DAFTAR PUSTAKA
Bintari GS, Windarti I, Fiana DN. 2014. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb) as gastroprotector of mucosal cell damage. Medical Journal. 5(5): 77-84.
Hehi FK, Loho L, Durry MF. 2013. Gambaran hispatologi lambung tikus wistar pasca pemberian metanol. Jurnal e-Biomedik. 1(2): 890-895.
McMurry J. 2008. Organic Chemistry Eight Edition. New York (US): W.H. Freeman and Company.
Mustakim, Muarifah RF, Al-Awwaly KU. 2005. Pembuatan keju dengan menggunakan enzim renin Mucor pusillus amobil. Jurnal Ilmu-ilmu
Peternakan. 19(2): 137-149.
Yusmarini, Indrati R, Utami T, Marsono Y. 2013. Peningkatan garam empedu oleh susu kedelai terfermentasi dan stabilitasnya terhadap pepsin dan pankreatin. Jurnal Teknologi dan Industri Pangan. 24(1): 105-109.
