Kecepatan Reaksi Hidrolisis Amilum Oleh Enzim Amilase
TUJUAN PRAKTIKUM
Adapun tujuan praktikum kali ini antara lain sebagai berikut: 1. Menetapkan konstanta Michaelis-Menten
2. mempelajari pengaruh penanbahan substrat terhadap kecepatan reaksi
METODE PRAKTIKUM A. Alat Praktikum
Alat – alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu : 1. Tabung reaksi
2. Pipet tetes 3. Gelas ukur
4. Rak tabung reaksi 5. Gelas ukur
B. Bahan Praktikum
Bahan – bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu : 1. Amilum
2. Saliva
3. Indikator iodium C. Cara Praktikum
Menyiapkan 6 buah tabung reaksi kemudian isi dan mencampurkan masing – masing tabung dengan amilum dan saliva seperti tabel berikut :
Tabung ke- Amilum (ml) Saliva (ml)
1 5 1
2 6 1
3 7 1
4 8 1
6 10 1
Iodium diteteskan 3 tetes pada masing–masing tabung. Waktu yang diperlukan saat penambahan iodium dicatat, hingga terjadi perubahan warna biru menjadi tak berwarna dengan mengocok tabung yang sudah disumbat dengan jari tangan secara konstan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Praktikum
Dari percobaan hidrolisis amilum oleh enzim amilase didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 1. Hasil pengocokan amilum dan saliva probandus.
Tabung Amilum
(ml)
Saliva
(ml) Waktu (detik) Keterangan
1 5 1 417 detik Perubahan warna Biru → tak berwarna 2 6 1 242 detik 3 7 1 14 detik 4 8 1 4 detik 5 9 1 3 detik 6 10 1 2 detik B. PEMBAHASAN
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapat adanya variasi dalam kecepatan menghidrolisis amilum. Kecepatan hidrolisis amilum oleh enzim amilase akan meningkat seiring dengan pertambahan volume substrat dan akan mencapai nilai konstan jika telah melewati nilai maksimum yang pada akhirnya akan jenuh.
Enzim secara umum merupakan protein. Enzim tersebut bekerja untuk mempercepat metabolisme di dalam organisme. Apabila terjadi kerusakan pada struktur enzim, maka metabolisme dapat terganggu yang selanjutnya dapat menimbulkan penyakit.1
Metabolisme dalam tubuh manusia terdiri atas berbagai reaksi kimia. Reaksi kimia ini melibatkan berbagai molekul sebagai komponen reaksi. Salah satu contoh molekul tersebut adalah karbohidrat. Jenis-jenis karbohidrat antara lain:
1. Monosakarida atau gula sederhana, adalah karbohidrat yang tidak dapat hidrolisis menjadi sakarida-sakarida yang lebih sederhana. Salah satu contohnya adalah glukosa. Glukosa merupakan sumber energi utama. Pada proses glikolisis dan siklus krebs, satu molekul glukosa menghasilkan 36 ATP.2
2. Disakarida, menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda jika dihidrolisis. Contohnya yaitu maltosa, laktosa dan sukrosa.
3. Oligosakarida, menghasilkan dua hingga sepuluh unit molekul monosakarida jika dihidrolisis. 4. Polisakarida, menghasilkan lebih dari sepuluh monosakarida pada hidrolisis. Contoh
polisakarida yang umunya dikenal adalah amilum.
Amilum yang diberi indikator iodium berubah warna menjadi biru. Hal ini dipakai untuk menentukan adanya amilum dalam tubuh. Tetapi warna biru ini akan hilang bila dipanaskan.3 Amilum tampak tidak larut dalam air dan apabila dipanaskan tampak butir-butir amilum akan mengembang kaena masuknya molekul air ke dalam butir amilum dan membentuk sistem koloid. Amilum dapat dipisahkan dengan macam-macam pelarut dan suatu tekhnik pengendapan yang dibagi menjadi 2 bagian yaitu 20% amilosa dan 80% amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida yang polimernya panjang dan tidak bercabang tetapi berbentuk spiral. Molekulnya terbentuk dari 300-400 monomer glukosa yang mempunyai ikatan α-1,4.4
Pembentukan amilum adalah :
6n CO2 + 5n H2O à (C6H10O5)n + 6n O2
Amilopektin juga disebut glukosa yang mempunyai rantai bercabang. Rantai dengan ikatan molekulnya 1,4 glikosidik seperti amilosa, sedangkan ikatan pada titik percabangan adalah α-1,6 glikosidik. Amilopektin jika ditambahkan iodium akan menjadi warna merah kotor keunguan. Sedangkan amilum yang bercampur dengan saliva akan berwarna biru karena berasal dari fraksi amilosa walaupun kadar atau konsentrasinya rendah daripada amilopektin namun lebih dominan warnanya.
Enzim adalah biokatalis yang dihasilkan oleh jaringan yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia yang berlangsung dijaringan. Salah satu enzim yang memegang peranan penting dalam proses pencernaan makanan adalah amilase yang dihasilkan pada saliva dan pankreas. Enzim ini dapat mengkatalis amilum menjadi glukosa. Apabila konsentrasi amilum meningkat, maka kerja enzimpun dapat meningkat sehingga reaksi berjalan dengan cepat .
Amilase termasuk enzim kelas hidrolase yang mempunyai 2 jenis di alam, yakni α-amilase dan β-amilase. β-amilase biasanya terdapat pada tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi, sedangkan α-amilase ditemukan pada bakteri dan getah-getah cairan yang dihasilkan oleh manusia ( saliva, darah, urine )5. α-amilase adalah enzim utama dalam pencernaan karbohidrat6 Dengan bekerja pada lokasi rantai yang acak, α-amilase dapat memotong rantai panjang karbohidrat, terutama hasil maltotriosa dan maltosa dari amilosa, atau maltosa, glukosa, dan dekstrin terbatas dari amilopektin7.
Metabolisme molekul kecil yang ditemukan pada air liur manusia dapat datang dari berbagai sumber8. Ketika makanan dikunyah, makanan bercampur dengan saliva, yang terdiri atas enzim ptialin ( suatu α-amilase ) yang terutama disekresikan oleh kelenjar parotis. Hidrolisis amilum dalam keadaan asam akan berlangsung sempurna sampai seluruhnya menghasilkan satuan-satuan (monometer) pembentuknya, yakni glukosa. Proses hidrolisis ini berlangsung melalui tahap-tahap penguraiaan amilum menjadi karbohidrat yang berat molekulnya semakin kecil.
Amilum
Maltosa Amilodekstrin
Maltosa Eritrodekstrin
Maltosa Akrodekstrin
Maltosa Dekstrin-dekstrin sederhana
Maltosa
Glukosa
Mekanisme Hidrolisis Amilum
Cepat lambatnya proses pemecahan molekul amilum menjadi glukosa dipengaruhi oleh kecepatan reaksi hidrolisisnya. Kecepatan reaksi sering dihubungkan dengan nilai Km dari reaksi tersebut. Nilai Km memberitahukan seberapa banyak substrat yang dipakai untuk mencapai dan mengukur kecepatan maksimal ( V maks ) karena Km adalah konsentrasi substrat dimana kecepatan reaksi yang dikatalis enzim setengah dari V maks.9
Laju reaksi yang dikatalis enzim dapat diubah dengan berbagai parameter seperti suhu, pH, susunan ion dari medium dengan mengubah ligan-ligan lain yang bukan substrat atau koenzim dari enzim.10
Reaksi enzimatik dipengaruhi oleh hal-hal sebagai berikut :5
a) Suhu dan pH b) Inhibitor
c) Faktor perusak enzim d) Keadaan substrat e) Keadaan enzim
Konstanta Michaelis-Menten (Km) merupakan besarnya konsentrasi substrat yang diperlukan untuk memperoleh kecepatan reaksi setengah kecepatan maksimal.
Reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim pada umumnya dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Dimana semakin tinggi konsentrasi substrat maka reaksi enzim akan semakin cepat. Penambahan substrat tidak hanya mempercepat laju reaksi, tetapi menyebabkan laju reaksi menjadi konstan apabila terjadi kejenuhan pada proses hidrolisis amilum itu.
Pada pencampuran saliva dan amilum ditambahkan 2 tetes indikator iodium, maka larutan tadi berubah warna menjadi biru. Hal ini disebabkan karena amilosa yang terdapat dalam amilum memiliki uliran spiral yang kemudian menyerap atau mengadopsi molekul iodin masuk ke dalamnya yang menyebabkan menjadi tak berwarna. Ini disebabkan karena ikatan kompleks antara amilosa dan iodium terputus yang ditandai dengan hilangnya warna biru dari larutan. Waktu yang diperlukan untuk kembali ke warna asalnya itulah yang dicatat sebagai waktu untuk mengukur cepat atau tidaknya reaksi itu berjalan.
Fungsi penambahan substrat yaitu untuk mempercepat laju reaksi karena semakin banyak substrat maka semakin banyak tumbukan yang terjadi dalam proses hidrolisis. Tetapi pada saat tertentu, penambahan substrat tidak akan mempercepat laju reaksi bahkan menyebabkan laju reaksi menjadi konstan karena terjadi kejenuhan pada proses hidrolisis amilum.Hal tersebut dapat digambarkan dengan grafik sebagai berikut:
Konstanta Michaelis-Menten (Km) merupakan besarnya konsentrasi substrat yang diperlukan untuk memperoleh kecepatan reaksi setengah kecepatan maksimal. Perubahan konsentrasi substrat akan mempengaruhi kecepatan reaksi hanya kalau terdapat cukup enzim bebas disekitarnya untuk menimbulkan reaksi. Persamaan Michaelis-Menten menjelaskan berbagai pengaruh konsentrasi substrat atas aktivitas enzim. Perubahan suhu akan mempengaruhi kenaikan aktivitas enzim. Karena adanya pengaruh suhu maka akan mengubah struktur protein yang akan mengubah kegiatan enzim
Persamaan Michaelis-Menten mengemukakan bahwa pada reaksi yang dikatalisis enzim, konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi karena enzim berikatan dengan substratnya membentuk kompleks enzim-substrat yang kemudian pecah menjadi enzim dan produk. Reaksi enzimatik hidrolisis amilum oleh enzim amilase digunakan pendekatan dengan model reaksi sebagai berikut :
E + S = ES ==> P + E Dimana :
E = Enzim S = Substrat
ES = Kompleks Enzim Substrat P = Produk
Dari percobaan dapat diamati bahwa antara penambahan jumlah amilum dengan waktu yang diperlukan untuk berubahnya warna pada percobaan yang telah dilakukan menunjukkan perubahan waktu yang semakin cepat.
Molekularitas reaksi merupakan banyaknya atom atau molekul yang terlibat dalam tumbukan untuk terjadinya reaksi. Semakin cepat pengocokan maka gerak molekul yang bereaksi juga semakin cepat, hal ini menyebabkan kemungkinan terjadinya tumbukan yang efektif terjadi lebih besar dan berarti semakin cepat reaksi berlangung.
Pada percobaan digunakan indikator iodium yang memberikan warna biru ketika dicampurkan dengan amilum. Hal ini terjadi karena iodium diserap kedalam uliram spiral amilase sehingga terjadi perubahan warna biru pada larutan tersebut. Setelah ditambahkan saliva dan dilakukan pengocokan, maka terjadi perubahan warna dari biru menjadi tak berwarna kembali. Hal ini terjadi karena pada waktu dilakukan pengocokan terjadi hidrolisis amilum oleh enzim amilase sehingga spiral amilum merenggang dan mengakibatkan daya absorbsi amilum menghilang. Iodium yang terlepas dari spiral amilase mengakibatkan warna larutan kembali menjadi tak berwarna.
PENUTUP
A.SIMPULAN
Dari hasil praktikum yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kecepatan reaksi akan bertambah seiring dengan pertambahan substrat sampai mencapai kecepatan yang maksimum. Jika kecepatan reaksi sudah mencapai maksimum reaksi akan jenuh dan setelah itu kecepatan reaksi akan konstan
2. Warna biru pada larutan terjasi karena iodium diabsorbsi oleh amilium. Perubahan warna biru menjadi tak berwarna karena adanya pengocokan sehingga molekul amilum meregang dan daya absorbsi terhadap iodium menurun
3. Dasar reaksi dari percobaan ini ialah E + S = ES==> P+E
4. Bahwa hidrolisis amilum oleh enzim amilase dapat digunakan untuk menetapkan konstanta Michaelis-Menten.
5. Penambahan iodin berfungsi sebagai indikator adanya hidrolisis amilum oleh enzim amilase 6. Enzim adalah biokatalis yang dihasilkan oleh jaringan, yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia yang berlangsung di jaringan.
B. SARAN
1.Sebelum mengambil saliva probandus meminum air terlebih dahulu.
2.Ketika melakukan pengocokan,harus rapat menutup tabung reaksi,karena di khawatirkan larutan akan keluar.
DAFTAR PUSTAKA
1. Tim Penyusun Staf Pengajar Kimia Keperawatan. 2009. Buku Ajar Kimia Keperawatan. Banjarbaru: UNLAM.
2. Panghiyangani, Roselina et all. 2003. Biologi Dasar dan Biologi Sel. Banjarbaru: Bagian Biologi Kedokteran FK UNLAM.
3. Suminar, H. 1990. Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat Edisi 6. Jakarta: Erlangga. 4. Wilbraham, Antony C, Michael S. Matta. 1992. Kimia Organik dan Hayati. Bandung: ITB
5. Tim Penyusun Staf Pengajar Kimia Keperawatan. 2009. Buku Penuntun Praktikum Kimia Keperawatan. Banjarbaru: UNLAM.
6. Nickavar, Bahman and Nasibeh Yousefian. 2009. Inhibitorry Effect of Six Allium Species on α-amylase Enzyme Activity. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2009), 8 (1): 53-57
7. K.S. Prashanth, et all. 2008. Effect of 50Hz Electromagnetic Fields on Alpha Amylase Activity. ROMANIAN J. BIOPHYS., Vol. 18, No. 3, P. 255–263, Bucharest, 2008
8. Vitols, Colin and Shahid Malik. Targeted Profiling of Common Metabolites in Saliva. CHENOMX, March 2007
9. Muray, Robert. Et al. 1996. Fisiologi Nutrisi. Jakarta: Volume UIP;1996.
10. Sukmariah, M. dan Kamiati. 1990. Kimia Kedokteran Edisi 2. Jakarta Barat: Binarupa Aksara.
