Amali 05 Enzim dan Pencernaan

(1)

Amali 5: Enzim dan Pencernaan

Pengenalan : Enzim ialah pemangkin organik yang mempercepat kadar tindak balas biokimia di dalam organisma hidup. Semua aktiviti enzim dipengaruhi oleh suhu, kepekatan asid (pH), kepekatan enzim, kepekatan substrat, dan sebagainya bagi sesuatu tindak balas. Enzim dikatakan mempunyai sifat spesifik, kerana ia hanya bekerja pada substrat tertentu dan membentuk tindak balas tertentu. Oleh itu, dalam amali ini, kita akan melihat aktiviti enzim terhadap bahan makanan, faktor-faktor yang mempengaruhi aktiviti enzim selain melihat pembekuan susu dan emulsi lemak.

Tujuan : a) Untuk menunjukkan aktiviti enzim amilase terhadap kanji. b) Untuk mengkaji kesan suhu terhadap aktiviti enzim.

c) Untuk menunjukkan aktiviti pepsin terhadap putih telur (protein).

d) Untuk menunjukkan pembekuan susu. e) Untuk menunjukkan emulsi lemak.

Radas dan bahan:

Bikar, kertas litmus biru dan merah, silinder penyukat, termometer, tabung uji, jubin putih, penitis, jam randik, 1 % larutan kanji, asid hidroklorik yang dicairkan, larutan natrium hidroksida, larutan Benedict, larutan iodin, telur, pepsin, renin, susu, minyak kelapa, hempedu dari pundi hempedu tikus putih.

Prosedur:

(A) Untuk menunjukkan aktiviti enzim amilase terhadap kanji 1. Mulut dikumuhkan.

2. Pergerakan pengunyahan dilakukan untuk merangsangkan aliran air liur dan dikumpulkan dalam satu tabung uji.

(2)

4. Air liur dicairkan dengan air suling yang isi padu yang sama.

5. Air liur yang dikumpulkan dibahagikan kepada jumlah yang sama dalam tiga tabung uji dan dilabelkan B, C dan D. Setiap tabung uji diisikan seperti yang berikut:

A - Air suling (sebagai pengawal eksperimen) B - 3 cm3 air liur yang dikumpulkan

C - 3 cm3 air liur yang dikumpulkan dan dicairkan dengan 3 cm3 asid hidroklorik D - 3 cm3 air liur yang dikumpulkan dan dicairkan dengan 3 cm3 natrium

hidroksida

6. Sebanyak 5 cm3 larutan kanji ditambah pada setiap tabung uji dan dikacau secara berterusan.

7. Selepas 30 minit, separuh daripada isi padu kandungan bagi setiap tabung uji diuji dengan larutan iodin dan separuh lagi dididihkan dengan larutan Benedict yang mempunyai isi padu yang sama dengan kandungan yang hendak diuji.

8. Keputusan ditaburkan seperti yang ditunjukkan di dalam jadual.

Keputusan:

(3)

Foto 2: Keputusan ujian Benedict bagi tabung uji A, B, C dan D.

Tabung

Uji Kandungan Ujian Iodin Ujian Benedict Inferen

A Kanji + air suling

Warna

kekuningan iodin berubah menjadi warna biru hitam.

Tiada perubahan warna pada larutan Benedict dapat

diperhatikan.

Kanji mungkin hadir tetapi gula penurun mungkin tidak hadir dalam tabung uji. Ini bermakna proses hydrolisis mungkin tidak berlaku pada tabung uji A.

B Kanji + air liur

Warna

Warna biru larutan Benedict berubah menjadi kuning muda.

(4)

Tabung

Uji Kandungan Ujian Iodin Ujian Benedict Inferen

C

Kanji + air liur + HCl yang

dicairkan

Warna

diperhatikan.

Kanji mungkin hadir tetapi gula penurun mungkin tidak hadir dalam tabung uji. Ini bermakna proses hydrolisis mungkin tidak berlaku pada tabung uji C.

D

Kanji + air liur + NaOH yang

dicairkan

Warna

kekuningan iodin dinyahwarnakan menjadi larutan jernih.

diperhatikan.

Kanji dan gula penurun mungkin tidak hadir dalam tabung uji. Enzim amilase

mungkin telah

dinyahaslikan oleh NaOH yang bersifat akali. Oleh itu, kanji tidak dapat dikesan dan proses hidrolisis mungkin tidak berlaku.

Daripada eksperimen ini, apakah kesimpulan umum yang dapat anda berikan berkaitan dengan aktiviti semula jadi amilase?

Air liur manusia mengandungi enzim yang dikenali sebagai amilase. Amilase menolong mencernakan kanji kepada maltosa. Amilase bertindak paling cekap pada pH 7. Ketika HCI atau NaOH ditambah, amilase tidak bertindak balasaktif kerana

enzim boleh dinyahaslikan bawah pH yang berbeza. Oleh itu, apabila kita menelan makanan, tindak balas amilase berhenti di perut kita memandangkan perut

(5)

(B) Untuk mengkaji kesan suhu terhadap aktiviti enzim

1. Larutan air liur disediakan seperti yang dilakukan dalam eksperimen A.

2. Sebanyak 5 cm3 larutan air liur disimpan dalam satu tabung uji dan sebanyak 5 cm3 1 % larutan iodin disimpan di satu tabung uji yang lain.

3. Kedua-dua tabung uji tersebut diletakkan di dalam suhu bilik.

4. Satu jubin putih diambil dan beberapa titik larutan iodin dititiskan ke atasnya. 5. Dua larutan tersebut dicampurkan di dalam tabung uji dan masa

campurannya dicatatkan.

6. Rod kaca yang bersih digunakan untuk mengalih satu titik campuran yang telah dikacau dan diuji dengan setitik iodin di atas jubin putih. Warna biru-hitam akan kelihatan.

7. Ujian ini diulangi pada setiap minit. Rod kaca dicuci dengan air suling selepas setiap satu ujian sehingga campuran tersebut gagal menunjukkan kehadiran warna biru oleh iodin.

8. Jumlah masa yang diambil antara campuran air liur dan larutan kanji serta masa selepas ujian tamat dicatatkan. Waktu ini adalah untuk semua kanji bertukar kepada maltosa dengan menggunakan amilase pada suhu bilik. 9. Eksperimen ini diulangi pada suhu yang berbeza, contohnya pada 5˚C, 15˚C,

25˚C, 45˚C, 55 ˚C, 65˚C dan 75˚C.

10. Adalah penting untuk memastikan air liur dan larutan kanji pada setiap eksperimen yang telah dilakukan sama ada dipanaskan atau disejukkan kepada suhu yang ditetapkan sebelum larutan-larutan tersebut dicampur. Bagi suhu tinggi daripada suhu bilik, tabung uji diletakkan ke dalam rendaman air suam, manakala bagi suhu yang rendah daripada suhu bilik, ais batu digunakan untuk merendahkan suhu.

11. Bagi eksperimen di atas, ia mungkin perlu dilaksanakan dalam bentuk kumpulan. Setiap kumpulan boleh ditugaskan untuk menguji setiap suhu yang tertentu.

(6)

Keputusan:

Suhu (˚C) Masa dalam Minit (�) _{Salingan Masa (}�

�)

Suhu bilik 4.0 0.2500

5˚C Kekal warna biru tua setelah 10 minit -

15˚C 9.0 0.1111

25˚C 5.0 0.2000

45˚C 3.0 0.3333

55 ˚C 6.0 0.1667

Oleh sebab semakin cepat masa dicatat untuk sesuatu aktiviti enzim, semakin aktif anzim tersebut, maka aktiviti enzim (kadar tindak balas) dilambangkan dengan 1

�

(songsangan dari masa yang diperlukan).

Soalan-soalan:

1. Plot satu graf 1

� terhadap suhu. Apakah suhu optimum?

Rujuk kepada bahagian graf yang disertakan di belakang. Suhu optimumnya

adalah sekitar 37°_C.

2. Jelaskan bagaimana suhu boleh mempengaruhi tindak balas enzim dalam tindak balas bio-kimia.

Tindakan enzim dipengaruhi oleh suhu. Enzim tidak aktif pada suhu kurang

daripada 0°_{C. Kadar tindak balas enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap}

kenaikan suhu sebanyak 10°C sehingga kira-kira 40°C. Oleh sebab enzim

bersifat protein dan protein akan mengalami penyahaslian pada suhu yang tinggi,

(7)

(C) Untuk menunjukkan aktiviti pepsin terhadap putih telur (protein)

1. Ampaian telur putih disediakan dengan memukul sedikit telur putih dengan air didih di dalam satu bikar yang kecil. Ampaian tersebut kemudian dibiarkan sejuk.

2. Sebanyak beberapa cm3 ampaian telur putih yang disejukkan tadi ditambahkan pada tiga tabung uji yang berlabel A, B dan C.

3. Tabung-tabung uji diletakkan dalam rendaman air pada suhu badan

(kira-kiranya 37˚C). Setiap tabung uji diisikan seperti berikut:

A - 5 cm3 0.2 % asid hidroklorik

B - 5 cm3 “jus gastrik buatan” (disediakan dengan melarutkan pepsin 3.5 g dalam 100 cm3 0.2 % asid hidroklorik)

C - 5 cm3 “jus gastrik buatan” dan 1 cm3 natrium hidroksida yang dicairkan 4. Bahagian mulut bagi setiap tabung uji ditutup dengan segumpal kapas

selepas menambah sedikit thymol untuk mengelakkan kereputan.

5. Tabung uji dibiarkan selama satu jam dan digoncangkan dari semasa ke semasa. Apa yang akan berlaku pada ampaian telur putih dalam tabung uji B? Adakah ia bertukar kepada warna kuning, lutsinar, kemudian dilarut secara beransur? Adakah berlakunya perubahan dalam tabung uji yang lain?

6. Ujian Biuret dijalankan pada kandungan dalam setiap tabung uji selepas satu jam.

7. Keputusan ditaburkan.

Keputusan:

Tabung

uji Kandungan Pemerhatian Ujian Biuret Inferen

A

Telur putih + HCl yang dicairkan

Ampaian yang keruh pada awal eksperimen kekal sehingga ke akhir eksperimen.

Larutan ungu muda terbentuk.

(8)

Tabung

uji Kandungan Pemerhatian Ujian Biuret Inferen

B

Telur putih + “_{jus gastrik}

buatan” + HCl yang dicairkan

Ampaian yang keruh pada awal eksperimen

berubah menjadi larutan yang jernih

pada akhir

eksperimen.

Tiada perubahan warna pada sampel

makanan dapat diperhatikan.

Tindak balas aktiviti enzim mungkin berlaku dan menguraikan telur putih. Oleh itu, ujian Biuret tidak dapat mengesan kehadiran protein pada akhir eksperimen.

C

Telur putih + “_{jus gastrik}

buatan” + NaOH yang dicairkan

Ampaian yang keruh pada awal eksperimen kekal sehingga ke akhir eksperimen.

Larutan ungu muda terbentuk.

Tindak balas aktiviti enzim mungkin tidak berlaku walaupun protein mungkin hadir dalam tabung uji.

Perbincangan:

Tabung uji berlabel A, B, dan C direndamkan ke dalam kukus air yang bersuhu 37°C kerana suhu ini merupakan suhu optimum bagi tindakan enzim. Pada akhir eksperimen, isi kandungan dalam tabung uji A dan C kekal keruh, tetapi kandungan dalam tabung uji B menjadi jernih.

Walaupun tabung uji A mempunyai sumber protein dan bermedium berasid, namun ia masih tidak dapat menguraikan protein kerana tiadanya kehadiran enzim untuk tindak balas ini. Enzim adalah sekelompok protein yang berfungsi sebagai pemangkin organik untuk pelbagai jenis tindak balas kimia dalam sistem biologi. Hampir setiap tindak balas kimia dalam sistem biologi dipengaruhi oleh enzim. Oleh itu, protein masih dapat dikesan dalam tabung uji A pada akhir eksperimen dengan ujian Biuret yang positif.

(9)

Pepsin menguraikan telur putih dalam keadaan berasid. Dalam kehadiran natrium hidrosida cair seperti yang digunakan dalam tabung uji C, pepsin mungkin akan dinyahaslikan dan enzim akan bertindak dengan sangat perlahan kerana medium yang berakali tidak sesuai untuk tindakannya. Enzim pepsin bertindak paling cekap pada pH 2. Oleh itu, protein masih dapat dikesan dalam tabung uji C pada akhir eksperimen dengan ujian Biuret yang positif.

(D) Untuk menunjukkan pembekuan susu

1. Sedikit larutan renin diambil bersama-sama dengan kira-kira 5 cm3 susu. Campuran tersebut kemudian diletakkan dalam rendaman air suam

(kira-kiranya 37˚C).

2. Selepas kira-kira satu jam, perbandingan dibuat antara tabung uji tersebut dengan susu yang tidak ditambahkan renin. Adakah sebarang perubahan dapat anda perhati? Apakan kepentingan tindak balas ini terhadap mamalia?

Selepas kira-kira satu jam, tabung uji yang mengandungi susu yang ditambah dengan renin menjadi beku dan kental dengan menukarkan kaseinogen (protein yang mudah terlarut) kepada kasein (protein yang tidak mudah terlarut), manakala susu yang tidak dicampurkan dengan renin pula masih kelihatan seperti biasa.

Tindak balas renin ini adalah amat penting terhadap mamalia, khususnya terhadap mamalia yang meminum susu, seperti lembu, kambing, dan sebagainya. Peranan renin dalam pencernaan adalah untuk membekukan atau mengentalkan susu dalam perut mamalia menjadi separa pepejal supaya mereka dapat menyerap nutrien susu atau protein tersebut

dengan lebih efektif.

Pembekuan susu dengan enzim renin membolehkan susu berada di

(10)

(E) Untuk menunjukkan emulsi lemak

1. Sedikit minyak kelapa digoncang kuat dengan sedikit air di dalam tabung uji. Apakah yang dapat anda perhatikan selepas campuran tersebut dibiarkan sebentar?

2. Sedikit hempedu daripada pundi hempedu tikus putih didapatkan dan dicampurkan kepada campuran (1). Campuran tersebut digoncangkan dengan kuat, kemudian dibiarkan sebentar. Adakah anda dapat perhatikan sebarang perubahan sebelum dan selepas penambahan hempedu berlaku?

Apabila sedikit minyak kelapa digoncang dengan sedikit air di dalam tabung uji, mereka akan bercampur buat seketika dan kemudian membentuk dua lapisan air dan minyak kelapa yang nyata.

Namun, apabila sedikit hempedu daripada pundi hempedu tikus putih dicampurkan ke dalam tabung uji dan digoncangkan dengan kuat, dua jenis campuran ini bergabung menjadi larutan keruh dan tidak dapat dipisahkan. Hempedu mengandungi enzim lipase yang boleh melarutkan lemak. Oleh itu, tiada lapisan air dan minyak kelapa yang ketara dapat diperhatikan kerana minyak telah dihidrolisasikan oleh henpedu daripada pundi hempedu tikus putih.

Kesimpulan:

 Enzim mempercepat kadar tindak balas biokimia di dalam organisma hidup dan bertanggungjawab atas pencernaan makanan dalam tubuh kita.

 Setiap enzim khusus untuk suatu tugas tertentu. Enzim amilase akan menghidrolisis kanji untuk maltosa dengan kadar yang paling efektif apabila pHnya menghampiri 7.0.

 Enzim dipengaruhi oleh suhu. Enzim bertindak paling cekap pada suhu bahan dan akan dinyahaslikan pada suhu yang melebihi 500C.

(11)

 Pembekuan susu boleh dihasilkan dengan kahadiran renin sebagai enzim semasa pencernaan protein.

 Emulsi lemak boleh dilakukan dengan kehadiran hempedu (enzim lipase) yang berada di pundi hempedu

Bibliografi

Choong, C. H., Quek, Y. H., Chia, L. T., Choo, Y. T., & V. Kathirasoo, S. (1997). Siri Pelangi FOKUS BIOLOGI SPM. Johor Bahru: Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

Definisi Enzim. (2010, December 16). Didapatkan February 18, 2011, daripada Blogger Science: http://bloggerscience.com/definisi-enzim.html

JeriscoSamosir. (2010, December 21). Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim. Didapatkan February 18, 2011, daripada http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2089443-faktor-yang-mempengaruhi-kerja-enzim/

Liew, S. L., Tan, K. L., & Rabu, J. (1996). BIOLOGI TINGKATAN 4. Selangor Darul Ehsan: Media Pustaka Enterprise.

Purchon, N. D. (1997-2000). Enzymes. Didapatkan February 18, 2011, daripada http://www.purchon.com/biology/enzymes.htm

Sistem Pencernaan Pada Manusia. (2011). Didapatkan February 18, 2011, daripada

http://radenbeletz.com/sistem-pencernaan-pada-manusia.htm