Pengaruh pH terhadap aktivitas Enzim

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Lengkap Praktikum Biologi Dasar dengan Judul “Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim” disusun oleh:

Nama : Maulyda Awwaliyah.P

NIM : 1414142006

Kelas : B

Kelompok : 4

telah diperiksakan dan dikonsultasikan kepada Asisten/Kordinator Asisten maka dinyatakan diterima.

Makassar, Januari 2015

Koordinator Asisten Asisten

Djumarirmanto, S.Pd Sutriadi

NIM. 1214140002

Mengetahui, Dosen Penanggung Jawab

Drs.H.Hamka L.Ms

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Mahkluk hidup ataupun sel hidup tidak akan terlepas dari aktivitas metabolisme sebab metabolisme merupakan salah satu ciri kehidupan yang merupakan bentuk transformasi tenaga atau pertukaran zat melalui serangkaian reaksi biokimia. Pertumbuhan, perkembangan, sekresi, eksresi dan kegiatan hidup lainnya merupakan proses reaksi kimia. Namun secara garis besarnya, perubahan reaksi kimia atau metabolisme dalam sel dapat dibedakan menjadi dua yaitu anabolisme atau reaksi penyusun dan katablisme atau pembongkaran. Untuk berlangsungnya proses metabolisme atau katabolisme diperlukan beberapa molekul zat sebagai bahan reaksi kimia, dan energi yang mendukung berlangsungnya reaksi kimia serta molekul zat yang berfungsi sebagai pengaktif reaksi yaitu enzim.

Dalam mahkluk hidup, reaksi metabolisme berlangsung dengan melibatkan suatu senyawa protein yang disebut enzim. Enzim merupakan protein yang khusus disintesis oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi yang berlangsung di dalamnya. Fungsi khusus dari enzim adalah untuk menurunkan energi aktivasi, mempercepat reaksi pada suhu dan tekanan yang tetap tanpa mengubah besarnya tetapan keseimbangan dan sebagai pengendali reaksinya.

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis

(senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu

cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh

hormon sebagai promoter.

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa enzim bekerja optimal pada keadaan pH 7 (Netral). Jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami inaktivasi. Akan tetapi beberapa enzim hanya beroperasi dalam keadaan asam atau alkalis. Sebagai contoh, pepsin, enzim yang dikeluarkan ke lambung, hanya dapat berfungsi dalam kondisi asam, dengan pH optimal 2.

Percobaan ini kita akan membuktikan kebenaran teori diatas. Bahwa kerja enzim amylase juga dipengaruhi oleh pH. Enzim amilase merupakan enzim yang bertugas untuk memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul yang lebih sederhana yaitu maltosa. Yang digunakan sebagai bahan utama dalam percobaan ini adalah ekstrak kecambah kacang hijau.

B. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuktikan pengaruh pH terhadap aktivitas enzim.

C. Manfaat Praktikum

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pengetahuan tentang enzim telah dirintis oleh Berzelius pada tahun 1837. Ia mengusulkan nama "katalis" untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Namun, proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal sejak zaman dahulu misalnya pembuatan anggur dengan cara fermentasi atau peragian, dan pembuatan asam cuka. Louis Pasteur salah seorang yang banyak bekerja dalam fermentasi ini dan ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut" (Gultom, Togu, 2003).

Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis ini dikenal sebagai katalis biologis (biokatalisator) berupa protein yang sangat spesifik yang disebut enzim. Enzim merupakan katalis yang sedang dikembangkan dalam industri kimia. Pengembangan katalis biologis ditujukan untuk mengurangi konsumsi energi proses serta menghilangkan terikutnya senyawa-senyawa pengotor dalam produk suatu proses. Katalis ini digunakan sebagai alternatif katalis anorganik seperti natrium, kalium atau kalsium hidroksida (Winarno, 1986).

Enzim adalah molekul protein yang berperan sebagai biokatalis dan berfungsi untuk mengkatalisis reaksi-reaksi metabolisme yang berlangsung pada mahkluk hidup. Fungsi ini dipengaruhi oleh faktor lingkungannya seperti temperatur, keasaman (pH), konsentrasi substrat, konsentrasi enzim dan aktivator. Pada kondisi optimum, laju reaksi enzimatik akan bekerja secara optimum, sehingga diperoleh produk yang lebih banyak. Laju reaksi enzimatik akan bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim, akan tetapi laju reaksi dapat mencapai konstan bila jumlah substrat bertambah terus sampai melewati batas kemampuan enzim (Mappiratu, dkk, 2009).

Enzim merupakan senyawa protein yang dapat mengkatalisis seluruh reaksi kimia dalam sistem biologis. Semua enzim murni yang telah diamati sampai saat ini adalah protein. Aktivitas katalitiknya bergantung kepada integritas strukturnya sebagai protein. Enzim dapat mempercepat reaksi biologis, dari reaksi yang sederhana, sampai ke reaksi yang sangat rumit. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi sehingga mempercepat proses reaksi. Percepatan reaksi terjadi karena enzim menurunkan energy pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Enzim mengikat molekul substrat membentuk kompleks enzim substrat yang bersifat sementara dan lalu terurai membentuk enzim bebas dan produknya

(Lehninger,1995).

Salah satu enzim yang diperlukan untuk pertumbuhan adalah amilase. Amilase dapat diartikan sebagai segolongan enzim yang merombak pati, glikogen dan polisakarida yang lain. Tumbuhan mengandung α dan β amilase, hewan memiliki hanya α amilase, dijumpai dalam cairan pankreas dan juga (pada manusia dan beberapa spesies lain) dalam ludah. Amilase memotong rantai polisakarida yang panjang, menghasilkan campuran glukosa dan maltosa. Amilosa merupakan polisakarida yang terdiri dari 100-1000 molekul glukosa yang saling berikatan membentuk rantai lurus. Dalam air, amilosa bereaksi dengan iodin memberikan warna biru yang khas (Mongomeri, Rex, 1993).

a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.

b. Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.

c. Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya. d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai

katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.

e. Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu.

f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.

g. Berfungsi sebagai katalis. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi tetapi tidak ikut bereaksi. Enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju reaksinya saja. Dngan demikian energi yang dibutuhkan untuk menguraikan suatu substrat menjadi lebih sedikit.

Menurut Maggy (1990), cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.

a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)

bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)

Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Menurut Yazit (2006), beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut:

a. Suhu

Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh suhu. Untuk enzim hewan suhu optimal antara 35°C dan 40°C, yaitu suhu tubuh. Pada suhu di atas dan di bawah optimalnya, aktivitas enzim berkurang. Di atas suhu 50°C enzim secara bertahap menjadi inaktif karena protein terdenaturasi. Pada suhu 100°C semua enzim rusak. Pada suhu yang sangat rendah, enzim tidak benar-benar rusak tetapi aktivitasnya sangat banyak berkurang (Gaman & Sherrington, 1994). Enzim memiliki suhu optimum yaitu sekitar 180_-230_{C atau maksimal 40}0_{C karena pada suhu 45}0_{C enzim akan}

terdenaturasi karena merupakan salah satu bentuk protein. b. pH atau Keasaman

pH optimal enzim adalah sekitar pH 7 (netral) dan jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami inaktivasi. Akan tetapi beberapa enzim hanya beroperasi dalam keadaan asam atau alkalis. Sebagai contoh, pepsin, enzim yang dikeluarkan ke lambung, hanya dapat berfungsi dalam kondisi asam, dengan pH optimal 2.

c. Konsentrasi Enzim, Substrat dan Kofaktor.

reaksi awal hingga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika sistem enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor , konsentrasi subsrat dapat menentukan laju keseluruhan sistem enzim.

d. Inhibitor Enzim

Enzim dapat dihambat sementara atau tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Zat kimia tersebut merupakan senyawa selain substrat yang biasa terikat pada sisi aktif enzim (substrat normal) sehingga antara substrat dan inhibitor terjadi persaingan untuk mendapatkan sisi aktif . Persaingan tersebut terjadi karena inhibitor biasanya mempunyai kemiripan kimiawi dengan substrat normal. Pada konsentrasi Substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi, kondisi tersebut berbalik bila konsentrasi substrat naik.

Menurut Yazit (2006) macam-macam enzim pencernaan yaitu : a. Enzim ptialin

Enzim ptialin terdapat di dalam air ludah, dihasilkan oleh kelenjar ludah. Fungsi enzim ptialin untuk mengubah amilum (zat tepung) menjadi glukosa.

a. Enzim amilase

Enzim amilase dihasilkan oleh kelenjar ludah ( parotis ) di mulut dan kelenjar pankreas. Kerja enzim amilase yaitu :Amilum sering dikenal dengan sebutan zat tepung atau pati. Amilum merupakan karbohidrat atau sakarida yang memiliki molekul kompleks. Enzim amilase memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul yang lebih sederhana yaitu maltose.

b. Enzim maltase

c. Enzim pepsin

Enzim pepsin dihasilkan oleh kelenjar di lambung berupa pepsinogen . Selanjutnya pepsinogen bereaksi dengan asam lambung menjadi pepsin. Carakerja enzim pepsin yaitu : Enzim pepsin memecah molekul protein yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana yaitu pepton . Molekul pepton perlu dipecah lagi agar dapat diangkut oleh darah.

d. Enzim tripsin

Enzim tripsin dihasilkan oleh kelenjar pancreas dan dialirkan ke dalam usus dua belas jari ( duodenum ). Cara kerja enzim tripsin yaitu: Asam amino memiliki molekul yang lebih sederhana jika dibanding molekul pepton . Molekul asam amino inilah yang diangkut darah dan dibawa ke seluruh sel yang membutuhkan. Selanjutnya sel akan merakit kembali asam amino-asam amino membentuk protein untuk berbagai kebutuhan sel.

e. Enzim renin

Enzim renin dihasilkan oleh kelenjar di dinding lambung. Fungsi enzim renin untuk mengendapkan kasein dari air susu. Kasein merupakan protein susu, sering disebut keju. Setelah kasein diendapkan dari air susu maka zat dalam air susu dapat dicerna.

f. Asam khlorida (HCl)

berasal dari rombakan sel darah merah ( erithrosit ) yang tua atau telah rusak dan tidak digunakan untuk membentuk sel darah merah yang baru. Fungsi empedu yaitu memecah molekul lemak menjadi butiran-butiran yang lebih halus sehingga membentuk suatu emulsi . Lemak yang sudah berwujud emulsi ini selanjutnya akan dicerna menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana lagi.

h. Enzim lipase

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Hari/tanggal : Rabu / 07 Januari 2015 Waktu : Pukul 10.00 sd12.00 WITA

Tempat : Green House Biologi FMIPA UNM

B. Alat dan Bahan 1. Alat

a. Tabung reaksi 10 buah b. Pipet tetes 5 buah

c. Rak tabung reaksi 1 buah d. Penjepit tabung 1 buah e. Lampu spritus 1 buah 2. Bahan

a. Ekstrak kecambah kacang hijau b. Larutan Amilum

c. Larutan Fehling A dan B d. Larutan HCl encer (3%) e. Larutan NaOH (10%) f. Kertas pH meter 3 lembar

C. Prosedur Kerja

1. Menyiapkan segala alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini. 2. Membersihkan tabung reaksi yang akan digunakan dalam percobaan ini. 3. Memasukkan tiap 1 ml ekstrak kecambah kacang hijau ke dalam 10 tabung

reaksi. Kemudian diberi label A (A1,A2,A3), B (B1,B2,B3), C (C1,C2,C3) dan D.

5. Menghitung pH pada tabung A yang selanjutnya dianggap sebagai pH awal untuk seluruh tabung (A,B,C dan D).

6. Selanjutnya memasukkan 3 tetes larutan HCl (3%) ke dalam masing-masing tabung B. Kemudian menghitung pHnya yang dianggap sebagai pH akhir untuk keseluruhan tabung B dan mengamati perubahan warna yang terjadi pada tabung B. Yang dianggap sebagai perubahan warna sebelum penambahan larutan fehling A dan B.

7. Memasukkan 3 tetes larutan NaOH (10%) ke dalam masing-masing tabung C. Kemudian menghitung pHnya yang dianggap sebagai pH akhir untuk keseluruhan tabung C dan mengamati perubahan warna yang terjadi pada tabung C. Yang dianggap sebagai perubahan warna sebelum penambahan larutan fehling A dan B.

8. Selanjutnya memasukkan 1 tetes larutan fehling A dan B kedalam masing-masing tabung B, C dan D. Mencatat seluruh perubahan warna pada tabung yang dianggap sebagai perubahan warna setelah penambahkan larutan fehling A dan B.

9. Setelah ditetesi larutan fehling, untuk tabung A1,B1 dan C1 didiamkan masing-masing selama 5 menit. Langkah selanjutnya tabung dipanasi menggunakan lampu spritus dan selanjutnya mengamati perubahan warna setelah larutan didalam tabung dipanasi. Yang dianggap sebagai perubahan warna setelah dipanaskan.

10. Untuk tabung A2,B2 dan C2 didiamkan selama 10 menit. Langkah selanjutnya tabung dipanasi menggunakan lampu spritus dan selanjutnya mengamati perubahan warna setelah larutan didalam tabung dipanasi. Yang dianggap sebagai perubahan warna setelah dipanaskan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

1. Dokumentasi Hasil Pengamatan

Kode tabung

Sebelum penambahan

Fehling

Setelah penambahan

Fehling Sebelum dipanaskan

A1

A A2

A3

B1

B B2

B3

C1

C C2

D D

A1 6 - Putih Susu Putih Susu Putih Susu

A A2 6 - Putih Susu Putih Susu Putih Susu

A3 6 - Putih Susu Putih Susu Putih Susu

B1 6 2 Bening Biru Muda

+

B3 6 2 Bening Biru Muda Biru Muda

C1 6 11 Kuning Abu-Abu Kuning

C C2 6 11 Kuning Ungu Coklat

Berdasarkan praktikum mengenai pengaruh pH terhadap aktivitas enzim yang telah dilakukan, diperoleh data sebagai berikut :

a. Tabung A

muda(+). Kemudian didiamkan selama 5 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah hijau tosca susu. Untuk tabung B2 warna sebelum penambahan fehling yaitu bening, setelah penambahan fehling warnanya berubah menjadi biru muda (++) . Kemudian didiamkan selama 10 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah biru muda susu. Untuk tabung B3 warna sebelum penambahan fehling yaitu bening, setelah penambahan fehling warnanya berubah menjadi biru muda. Kemudian didiamkan selama 15 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah tetap yaitu biru muda.

c. Tabung C

Tabung C terbagi atas C1,C2 dan C3. Untuk masing-masing tabung C diberi ekstrak kecambah kacang hijau sebanyak 1 ml dan larutan Amilum sebanyak 1 ml pula. Kemudian ditambahkan larutan NaoH 10% sebanyak 3 tetes kedalam masing masing tabung C. Setelah itu ditambahkan lagi 3 tetes larutan Fehling A dan B untuk masing-masing tabung C. Untuk tabung C1 sebelum penambahan fehling yaitu kuning, setelah penambahan fehling warnanya berubah menjadi abu-abu. Kemudian didiamkan selama 5 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah kuning kecoklatan. Untuk tabung C2 sebelum penambahan fehling yaitu kuning, setelah penambahan fehling warnanya berubah menjadi ungu. Kemudian didiamkan selama 10 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah coklat. Untuk tabung C3 sebelum penambahan fehling yaitu kuning, setelah penambahan fehling warnanya berubah menjadi ungu. Kemudian didiamkan selama 15 menit lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan warna yang diperoleh adalah ungu kecoklatan.

d. Tabung D

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan data percobaan yang telah didapatkan dapat disimpulkan bahwa seluruh enzim peka terhadap perubahan derajat keasaman (pH). Enzim menjadi non-aktif bila diperlakukan pada asam basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim dapat bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang agak sempit. Diluar pH optimum tersebut, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat. Misalnya, enzim pencernaan dilambung mempunyai pH optimum 2 sehingga hanya dapat bekerja pada kondisi sangat asam. Sebaliknya, enzim pencernaan protein yang dihasilkan pankreas mempunyai pH Optimum 8,5. Kebanyakan enzim intrasel mempunyai pH optimum sekitar 7 (Netral ). Pengaruh pH terhadap kerja enzim dapat terdeteksi karena enzim terdiri atas protein. Jumlah muatan positif dan negative yang terkandung didalam molekul protein serta bentuk permukaan protein sebagian ditentukan oleh pH.

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

Drs. Togu Gultom 2003. Petunjuk Praktikum Biokimia. Yogyakarta : FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta

Lehninger, A.H., 1995. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.

Mappiratu dan Nurhaeni. 2009. Penuntun Praktikum Enzim Pangan.

Palu : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Tadulako Palu.

Mongomeri, Rex. 1993. Biokimia Jilid I. Jakarta : Universitas Gajah Mada.

Poedjiadi, Anna, 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia.

Tim Penyusun Biologi Umum. 2014.Penuntun Praktikum Biologi Umum. Makassar: Universitas Negeri Makassar.

Thenawijaya Maggy, 1990. Dasar-Dasar Biokimia Jilid Satu. Jakarta: Erlangga.

Yazit, Estien 2006, Penuntun Praktikum Biokimia Untuk Mahasiswa Analis. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta

LAMPIRAN

JAWABAN PERTANYAAN

1. Apa guna larutan Fehling A dan B dan JKJ? Jawab:

Kegunaan larutan Fehling A dan B yaitu sebagai indikator ada tidaknya glukosa yang terkandung pada ekstrak kecambah yang ditandai dengan adanya perubahan warna. Kegunaan larutan JKJ yaitu sebagai indicator yang membuktikan ada tidaknya kandungan protein pada ekstrak kecambah yang ditandai dengan adanya perubahan warna.

2. Mengapa kecambah perlu dicentrifuge terlebih dahulu? Jawab:

Ekstrak enzim dari biji kecambah dicentrifuge agar dapat memisahkan antara ekstrak kecambah dengan endapan kecambah.

3. Apa fungsi HCl dan NaOH pada percobaan di atas? Jawab: