HIDROLISIS PROTEIN ENZIMATIS Nuraya Asfariah Wangsapraja
230110130091
ABSTRAK
Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 14 November 2014, di Laboratorium TPHP Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran. Pada praktikum ini kami menggunakan buah nanas (matang dan mentah) serta buah pepaya (matang dan mentah). Tujuan dari praktikum ini adalah menghidrolisis kandungan protein yang ada pada sampel dan mengetahui aktivitas enzim yang terjadi. Setelah dilakukan percobaan pada empat macam sampel (tempe, susu, telur, dan ikan) secara keseluruhan didapat hasil bahwa terjadi pelunakan pada tekstur sampel dan warna sampel berubah semakin pucat. Kesimpulan yang didapat bahwa baik dari buah nanas dan pepaya mentah maupun matang mengandung enzim yang berguna untuk melunakkan atau mengempukan tekstur sampel yang digunakan, diantaranya enzim protease, enzim bromelin (dari buah nanas), serta enzim papain (dari buah pepaya).
Kata kunci: Protein, Hidrolisis protein, Enzim PENDAHULUAN
Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel hidup, dan mempunyai fungsi penting sebagai katalisator reaksi biokimia yang secara kolekstif membentuk metabolisme-perantara dari sel.
Penelitian terhadap enzim sejak beberapa tahun lalu, telah menghasilkan pengertian yang lebih jelas tentang peranan enzim dalam biologi sel, yaitu kontrol sintesis enzim dan protein lainnya secara genetika, sifat pengatur sendiri sistem enzim, dan peranan enzim dalam berbagai proses pertumbuhan dan diferensiasi atau pembelahan sel.
Enzim adalah senyawa protein yang dapat mempercepat atau mengkatalis reaksi kimia. Enzim berperan dalam mengubah laju reaksi tetapi tidak merubah hasil reaksi, sehingga kecepatan reaksi yang dihasilkan dapat dijadikan keukuran keaktifan enzim. Enzim hanya dapat
bereaksi pada pH dan temperature tertentu. Karena enzim adalah protein, maka enzim dalam pakan rentan terdenaturasi atau rusak oleh enzim pencernaan atau sesuatu yang dapat mengubah struktur enzim.
Enzim adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh sel hidup. Katalisator adalah substansi yang dapat merubah kecepatan reaksi kimiawi tetapi tidak merubah hasil reaksi. Ciri yang khas dari enzim ditandai oleh adanya spesifikasi untuk substrat yang mirip secara biologis. Cara kerja dari enzim ini sendiri sangat tergantung dari suhu serta lamanya waktu reaksi yang diberikan.
Adanya enzim dalam proses pencernaan dalam tubuh ternak sangat membantu dalam proses anabolishme maupun katabolihsme dari bahan makanan. Dengan adanya bantuan dari enzim amylase ternak mampu memecah rangkaian pati menjadi molekul-molekul gula yang lebih sederhana.
Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah dapat meningkatkan produk beribu kali lebih tinggi; bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu yang relatif rendah; dan bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu.
Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, invertase, glukosa-isomerase, papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase, lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan mikroorganisme (Boyer, 1971).
Protease merupakan enzim penting dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena aplikasinya yang sangat luas. Industri pengguna protease di antaranya ialah industri deterjen, kulit, tekstil, makanan, hidrolisat protein, pengolahan susu, farmasi, makanan, bir, film, dan limbah. Oleh karena itu, tidak mengherankan apabila penggunaan protease mencapai 60% dari total enzim yang diperjualbelikan di seluruh dunia.
Protease merupakan enzim proteolitik yang mengkatalisis pemutusan ikatan peptida pada protein. Protease dibutuhkan secara fisiologi untuk kehidupan organisme pada tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme (Rao et al., 1998). Penggunaan tumbuhan sebagai sumber protease dibatasi oleh tersedianya tanah untuk penanaman dan kondisi yang cocok untuk pertumbuhan. Disamping itu proses produksi protease dari tumbuhan sangat memakan waktu. Protease tumbuhan yang dikenal antara lain papain, bromelain, dan keratinase. Protease hewan yang
paling dikenal adalah tripsin, kimotripsin, pepsin dan renin. Enzim-enzim ini dapat diperoleh dalam keadaan murni dengan jumlah besar (Boyer, 1971).
Pada praktikum ini akan digunakan dua sumber enzim yaitu buah nanas dan papaya. Keberadaan enzim pada buah nanas hampir merata pada seluruh bagiannya, yang meliputi buah, tangkai, kulit, daun, hati atau empulur, hingga batangnya (Cooreman et al. 1976; Winarno 1993). Pada buah papaya enzim terkandung dalam getah pada buah, batang, dan daunnya. Enzim pada nanas bernama bromelin sedangkan pada papaya bernama papanin.
Praktikum ini bertujuan untuk menghidrolisis protein pada sampel dan mengetahui aktivitas enzim yang terjadi.
Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup. Fungsinya terutama ialah sebagai unsur pembentuk struktur sel, misalnya dalam rambut, wol, kolagen, jraingan penghubung, membran sel, dan lain-lain. Selain itu dapat berfungsi juga sebagai protein yang aktif, seperti enzim yang berperan sebagai katalis segala proses biokimia dalam sel. Ciri-ciri utama molekul protein yaitu diantaranya; berat molekulnya besar (ribuan bahkan jutaan); umumnya terdiri dari 20 macam asam amino; terdapatnya ikatan kimia lain yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein; strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti pH, radiasi, suhu, dan lain-lain; umumnya reaktif dan sangat spesifik.
Protein dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi biologinya, yaitu sebagai enzim, protein transport, protein nutrient dan penyimpan, protein kontraktil atau motil, protein structural, protein pertahanan, dan protein pengatur. Protein dapat juga dibagi menjadi dua golongan utama berdasarkan bentuk dan sifat-sifat fisiknya, yaitu protein globular dan protein serabut (Lehninger, 1982). Fungsi protein dalam tubuh adalah membangun dan menjaga atau memelihara protein jaringan dan organ tubuh, menyediakan asam-asam amino makanan, menyediakan enegi dalam tubuh, menyediakan sumber lemak badan, menyediakan sumber gula darah, sumber glikogen darah, sumber enzyme tubuh, sumber beberapa hormon dalam tubuh, menyediakan bangunan dasar untuk setidak-tidaknya satu vitamin B komplek, menyediakan komponen tertentu dari DNA, RNA dan ATP (Triyono, 2007). Hidrolisis adalah istilah umum yang dipergunakan untuk menyebut reaksi suatu zat dengan air. Hidrolisis atau dalam bahasa Inggris disebut sebagai “Hydrolysis” berasal dari kata “hydro” artinya air dan “lysis” artinya
peruraian, jadi hidrolisis bisa diartikan sebagai peruraian oleh air. Sifat asam, netral, atau basa larutan garam ditentukan oleh reaksi hidrolisis baik kation atau anion garam tersebut.
Hidrolisis adalah suatu proses kimia yang menggunakan H2O sebagai pemecah suatu persenyawaan termasuk inversi gula, saponifikasi lemak dan ester, pemecahan protein dan reaksi Grignard. H2O sebagai zat pereaksi dalam pengertian luas termasuk larutan asam dan basa (dalam senyawa organik, hidrólisis, netralisasi). Hidrolisis protein didefinisikan sebagai protein yang mengalami degradasi hidrolitik dengan asam atau basa kuat dengan hasil akhir berupa campuran beberapa hasil. Bila hidrolisis dilakukan dengan sempurna maka akan diperoleh hidrolisat yang terdiri dari campuran 18 sampai 20 macam asam amino. Produk akhir dapat berbentuk cair, pasta atau bubuk/tepung yang bersifat higroskopis. Fungsi hidrolisis protein dapat sebagai penyedap atau sebagai "intermediates untukisolasi dan memperoleh asam amino secara individu atau dapat pula untuk pengobatan yaitu sebagai obat diet untuk penderita pencernaan.
Hidrolisis protein dengan menggunakan basa mempunyai kelebihan tidak menghancurkan triptofandari protein dan pembentukan "humin" lebih sedikit. Kekurangannya, hidorlisis basa menghasilkan produk yang tidak mengandung semua asam amino dan mempunyai cita rasa yang kurang dibanding dengan hasil hidrolisis asam. Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O, dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapatdi alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Dari struktur umumnya, asam amino mempunyai dua gugus pada tiap molekulnya, yaitu gugus amino dan gugus karboksil, yang digambarkan sebagai struktur ion dipolar.
Gugus amino dan gugus karboksil pada asam amino menunjukkan sifat-sifat spesifiknya. Karena asam amino mengandung kedua gugus tersebut, senyawa ini akan memberikan reaksi kimia yang yang mencirikan gugus-gugusnya. Sebagai contoh adalah reaksi asetilasi dan esterifikasi. Asam amino juga bersifat amfoter, yaitu dapat bersifat sebagai asam dan memberikan proton kepada basa kuat, atau dapat bersifat sebagai basa dan menerima proton dari basa kuat. Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang sama, gugus karboksil dan amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-masing berbeda satu dengan yang lain pada gugus R-nya, yang bervariasi dalam struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Beberapa asam amino mempunyai reaksi yang spesifik yang melibatkan
gugus R-nya. Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino yang dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut :asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin, Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaituasam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat yaitu asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin, metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial initidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari luar seperti makanan dan zat nutrisi lainnya.
Hidrolisis protein dilakukan dengan bantuan enzim protease . enzim protease adalah sekelompok enzim katalis yang berfungsi untuk menghidrolisis atau merusak protein. Protease mampu menghidrolisis hampir semua protein sepanjang komponen sel-sel hidup. Beberapa contoh enzim protease adalah enzim yang terdapat pada buah pepaya dan buah nanas. Pada buah pepaya disebut enzim papain dan pada buah nanas disebut enzim bromelin .
Enzim papain adalah enzim protease yang terkandung dalam getah pepaya baik dalam buah, batang dan daunnya. Enzim bromelin adalah enzim yang secara alami terdapat pada buah danbatang nanas. Bromelin termasuk enzim protease yang membantu mencerna protein.
TUJUAN
Tujuan praktikum kali ini adalah:
1. Melakukan hidrolisis protein asal (tempe, susu, telur, ikan) secara enzimatis dengan menggunakan ekstrak nanas dan pepaya.
2. Memahami konsep pemutusan ikatan peptide dengan enzim protease. 3. Memahami perubahan tingkat kekerasan / tekstur protein.
Alat yang digunakan :
Dalam praktikum kali ini, alat yang digunakan yaitu, cawan petri berfungsi sebagai wadah untuk menampung bahan uji coba, pisau berfungsi untuk memotong buah pepaya dan nanas, blender berfungsi untuk menghaluskan, timbangan berfungsi untuk menimbang bahan uji coba, gelas ukur berfungsi untuk mengukur volume cairan, beaker glass berfungsi untuk mengukur volume cairan, pH meter berfungsi untuk mengukur pH, indikator universal berfungsi untuk mengukur derajat keasaman atau basa dari sampel pH, tabung reaksi berfungsi untuk mereaksikan bahan uji, pipet tetes berfungsi untuk meneteskan cairan yang uji, spatula berfungsi untuk mengaduk bahan uji, aluminium foil berfungsi untuk membungkus bahan uji, dan kertas label berfungsi untuk memberi nama pada bahan uji agar rapi dan tidak tertukar.
Bahan yang digunakan :
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu tempe, susu, telur, ikan, buah nanas baik nanas muda maupun nanas yang sudah matang, pepaya muda dan pepaya matang, susu, telur, tempe, enzim papain komersial, dan akuades.
PROSEDUR KERJA
Nanas atau pepaya ditimbang 250 gram, dipotong-potong. Buah tersebut dimasukan ke dalam blender Ditambahkan 150 ml akuades dan dihaluskan
Saring jus buah
pisahkan filtrat dalam beaker glass 50 gram sampel ditimbang dan diletakan diatas cawan petri Ditambahkan 50 gram filtrat, tutup cawan petri dan diamkan selama 30 menit
Diamati dan ditulis kedalam hasil pengamatan Diukur pH akhirnya Diukur pH awalnya
HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL
Tabel pengamatan lab tphp
N0. Sampel pH Awal pH Akhir Perlakuan Pengamatan 1. Tempe 6 5 5 Pepaya matang Nanas matang
Tekstur melunak, putih kemerahan, ragi menyusut
Tekstur melunak, hijau kusam ekuningan, ragi menyusut
2. Tempe 6 5 5 Pepaya muda Nanas muda
Lunak, putih kehijauan, ragi meyusut
Melunak, kuning kusam, ragi menyusut 3. Susu 6 5 5 Pepaya matang Nanas matang
Cair, sedikit kental, orange
Menggumpal, kunig pucat di atas, kuning pekat di bawah
4. Susu 6 6 5 Pepaya muda Nanas muda
Tidak bercampur, massa jenis pepaya < susu, atas hijau, bawah putih
Mengendap, tekstur pecah dan hancur, atas kuning, bawah putih
5. Telur 10 9 Pepaya
matang
Atas bening, bawah orange, sedikit gelembung, cair
6 Nanas matang
Kuning muda, endapan di bawah
6. Telur 10 9 6 Pepaya muda Nanas muda
Hijau muda, tidak ada endapan, cair
Endapan kuning pucat, atas kunig pucat, cair 7. Ikan 7 6 5 Pepaya matang Nanas matang
Orange, tekstur lembut, tidak berbau
Kunig, lembut, berbau
8. Ikan 7 6 5 Pepaya muda Nanas muda
Daging bercampur dengan getah pepaya, kehijauan, tekstur kenyal
Kuning, le,bek meleleh, seperti lelehan keju
PEMBAHASAN
Praktikum kali ini mengenai hidrolisis protein enzimatis dengan menggunakan ekstrak nanas dan pepaya. Protein dapat dihidrolisis dengan bantuan enzim yaitu enzim protease. Fungsi dari enzim protease tersebut yaitu untuk memutus ikatan peptida yang menyebabkan terjadinya perubahan tekstur.
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh enzim yang terkandung dalam ekstrak pepaya dan nanas dalam proses hidrolisis protein. Enzim protease digunakan untuk menghidrolisis protein. Protein- protein yang terkandung dalam daging ikan, susu, tempe, dan putih telur akan terhidrolisis oleh enzim ini. Ekstrak buah muda akan lebih cepat bereaksi dalam
menghidrolisis protein dibandingkan ekstrak buah yang matang, itu disebabkan karena ekstrak buah muda mengandung banyak enzim protease didalamnya.
Pada data hasil pengamatan kelompok 6 diatas dengan perlakuan menggunakan putih telur sebagai sampelnya dan pepaya muda sebagai filtratnya. Sebelum didiamkan selama 30 menit, pH awal yang diukur adalah 10, putih telur yang diambil berwarna bening kehijauan dan teksturnya kental, namun setelah didiamkan selama 30 menit putih telur yang tadinya kental itu menjadi cair dan pH akhirnya adalah 9. Begitu pula saat di berikan filtrat nanas muda menjadi kuning pucat dan kental lalu menjadi cair saat di diamkan 30 menit. Hal ini terjadi karena adanya hidrolisis protein oleh enzim protease yang ada di dalam pepaya muda dan nanas muda, karena enzim ini berguna untuk memutuskan ikatan peptida yang dapat merubah terjadinya perubahan tekstur.
KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1. Proses hidrolisis protein secara enzimatis dapat dilakukan dengan penambahan enzim spesifik untuk hidrolisis ikatan peptida, yaitu enzim protease.
2. Enzim protease terkandung pada buah nanas (muda maupun matang) dan pepaya (muda maupun matang). Enzim protease pun dapat melakukan koagulasi.
3. Enzim protease yang terdapat pada buah nenas dan papaya menghidrolisis kandungan protein pada sampel yang menyebabkan terjdinya pengempukan tekstur pada sampel. 4. protein dapat dihidrolisis dengan bantuan enzim protease yang terdapat pada buah pepaya
dan nanas.
5. ekstrak buah yang baik dalam melakukan hidrolisis protein adalah ekstrak buah yang muda karena didalamnya terkandung banyak enzim protease.
6. setelah dilakukan proses hidrolisis terjadi perubahan tekstur yaitu putih telur menjadi berubah warna serta teksturnya menjadi cair, daging ikan menjadi empuk dan mudah hancur, susu menjadi terurai, serta tempe menjadi agak lembek.
SARAN
Saran praktikan untuk kegiatan praktikum hidrolisis potein enzimatis kali ini adalah kepada asisten diharapkan agar memberikan penjelasan sejelas mungkin. Dan di harapkan untuk melengkapi sarana dan prasarana untuk kebutuhan praktikum karena ketidak lengkapan sarana dan prasarana dalam laboratorium dapat menghambat praktikum sehingga praktikum tidak berjalan dengan baik. Dan juga dalam mengikuti praktikum ini seharusnya praktikan memahami terlebih dahulu konsep awal dari kegiatan yang akan dipraktikumkan agar lebih memahami dan lebih bersungguh-sungguh saat melaksanakan praktikum di laboratorium.
DAFTAR PUSTAKA Poedjadi, Anna.
1994, Dasar-Dasar Biokimia, Universitas Indonesia. Jakarta.
Lehninger A. 1994. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1. Thenawijaya M, penerjemah; Jakarta: Penerbit Erlangga, Terjemahan dari: Principle of Biochemistry.
Wirahadikusumah, Muhammad.
LAMPIRAN
kulit pepaya yang di ambil getahnya Filtrat pepaya muda
