11.10.11

Laporan Biokimia Gizi - Enzim

Mata Kuliah Pengantar Biokimia Gizi                Tanggal Mulai   : 22 Oktober 2010
                                                                            Tanggal Selesai : 22 Oktober 2010






ENZIM




Kelompok 4 :
Anna Febritta Intan Sari              I14104023
Arizki Witaradianingtias               I14104032
Maharani Zulfrina Rahma           I14104035
Dwi Nuraini                                 I14104038
Sofiatul Andariah                        I14104045




Asisten Praktikum :
Yulaika Widhiastuti
Irni Fahriyani



Penanggung Jawab Praktikum :
Ir. Titi Riani, M.Biomed



DEPARTEMEN GIZI MASYARAKAT
FAKULTAS EKOLOGI MANUSIA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010

I.   PENDAHULUAN
1.1   Latar Belakang
         Enzim adalah suatu protein dan dihasilkan oleh sel hidup. Enzim adalah protein yang mempunyai fungsi khusus. Enzim bekerja dalam mengkatalisis reaksi kimia (biokimia) yang berlangsung di dalam sel itu sendiri. Sebagai contoh adalah enzim α-amylase (dikenal juga sebagai enzim ptyalin) yang berperan dalam mengkatalisis reaksi pemecahan pati menjadi unsur penyusunnya yang lebih sederhana. Enzim ini dihasilkan secara alami di mulut bersama-sama dengan ludah (saliva).
         Enzim digunakan dalam beberapa kepentingan medis. Enzim berperan dalam mensintesis DNA dan reparasi DNA yang terdapat didalam inti sel (Nukleus). Enzim yang dapat mengkatalisis berbagai reaksi yang menghasilkan energi secara aerob terletak didalam mitokondria. Adapula enzim yang berhubungan dengan bio sintesis protein baerada bersama ribosom. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama.
         Defisiensi yang disebabkan oleh abnormalitas sistesis enzim tertentu adalah penyakit G6PDH (glukosa 5-fosfat dehidrogenase). Pada penderita penyakit ini sangat rentan terhadap pembebanan oksidatif, misalnyapada pemakaian obat analgetiktertentu dan obat anti malaria.
         Dalam fungsinya enzijm bekerja dengan dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut memiliki peran dan fungsinya masing–masing dalam kerjanya. Enzim bekerja pada kondisi tertentu yang relatif ketat. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah suhu, pH, oksidasi oleh udara atau senyawa lain, penyinaran ultraviolet, sinar X, alfa, beta, dan gama. Selain itu kecepatan reaksi enzimatik juga dipengaruhi oelh konsentrasi enzim maupun substratnya (Shofyan 2010).

1.2   Tujuan
Tujuan dari laporan praktikum adalah
a.   Membuktikan pengaruh suhu terhadap aktivitas enzimatik
b.   Membutikan pengaruh pH terhadap aktivitas enzimatik
c.   Membuktikan pengaruh kadar enzim terhadap aktivitas enzimatik
II.  METODOLOGI
2.1   Waktu dan Tempat
Pengamatan dan pengambilan data tentang hasil uji terhadap karbohidrat dilakukan selama praktikum biokimia di Laboratorium Biokimia Lt.1 Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor pada tanggal 22 Oktober 2010.

2.2   Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah 2 ml amylase, larutan pati 0,4 mg/dl, larutan iodium, larutan pati dengan berbagai pH (1, 3, 5, 7, 9, 11), dan air suling.
Alat-alat yang digunakan adalah tabung reaksi, gelas ukur 200ml, gelas ukur 10ml, pipet tetes, water bath, tissue, aquades, spectrometer, pH meter. Pipet micro 100 ml, pipet micro 1000ml, rak tabung reaksi, stop watch, labu ukur,  

2.3   Prosedur Percobaan
2.3.1  Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
 liur diencerkan 100x dengan air suling
 

pasangan pertama letakkan dalam bejana berisi es 100°C
                            
pasangan kedua pada bejana dengan air bersuhu 25°C
 


pasangan ketiga pada rak tabung reaksi dengan suhu ruang
 

pasangan keempat pada penagas air dengan suhu 37°C

pasangan kelima pada penagas air dengan suhu 37°C

pasangan keenam pada penagas air dengan suhu 37°C
 

pipetkan 1ml pati pada tabung U dan B

                           keram tabung selama 5 menit (dalam waterbath)                          

pipetkan 200 ml air liur yang telah diencerkan (100 x)
pada tabung U

                          pipetkan larutan iodium 1 ml pada tabung U dan B
                                                                               

tambahkan 8 ml air suling pada tabung U dan B
2.3.2  Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim
 liur di encerkan 100 x dengan air suling
 
pipetkan pati 1 ml pada tabung U dan B
 

keram tabung selama 5 menit (dalam waterbath)
 

pipetkan 200 ml air liur yang telah diencerkan (100 x)
pada tabung U
 

                          pipetkan larutan iodium 1 ml pada tabung U dan B
                                                                               
                                                   
tambahkan 8 ml air suling pada tabung U dan B


2.3.3  Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Aktivitas Enzim
Encerkan liur 100x, 200x, 300x, 400x, 500x dengan air suling

pipetkan pati 1 ml pada tabung U dan B
 

keram tabung selama 5 menit (dalam waterbath)
 

pipetkan 200 ml air liur yang telah diencerkan (100 x)
pada tabung U
 

                          pipetkan larutan iodium 1 ml pada tabung U dan B
                                                                               
                                                   
tambahkan 8 ml air suling pada tabung U dan B


III.   HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
Enzim dapat mempercepat reaksi Kimia dengan menurunkan energi aktivasinya. Enzim tersebut akan bergabung sementara dengan reaktan sehingga mencapai keadaan transisi dengan energi aktivasi yang lebih rendah daripada energi aktivasi yang diperlukan untuk mencapai keadaan transisi tanpa bantuan katalisator atau enzim. Amilase adalah enzim yang menguraikan amilum menjadi maltosa (Murray, 2003).
amilase

amilum
maltosa
 

2 (C6H10O5)n + n H2O                 n C12H22O11
           
Enzim tersusun oleh protein sehingga sangat peka terhadap suhu. Peningkatan suhu menyebabkan energi kinetik pada molekul substrat dan enzim meningkat, sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Namun suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya enzim yang disebut denaturasi, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menghambat kerja enzim. Pada umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 300 – 40 0C (Girindra, 1993).
Faktor yang mempengaruhi pengukuran aktivitas enzim antara lain konsentrasi enzim dan substrat, suhu, pH, dan indikator. Aktivitas enzim meningkat bersamaan dengan peningkatan suhu, laju berbagai proses metabolisme akan naik sampai batasan suhu maksimal. Prinsip biologis utama adalah homeostatis, yaitu keadaan dalam tubuh yang selalu mempertahankan keadaan normalnya. Perubahan relatif kecil saja dapat mempengaruhi aktivitas banyak enzim. Adanya inhibitor non kompetitif irreversibel dan antiseptik dapat menurunkan aktivitas enzim. Kecepatan reaksi mula-mula meningkat dengan menaiknya suhu, hal ini disebabkan oleh peningkatan energi kinetik pada molekul-molekul yang bereaksi. Akan tetapi pada akhirnya energi kinetik enzim melampaui rintangan energi untuk memutuskan ikatan hidrogen dan hidrofobik yang lemah, yang mempertahankan struktur sekunder-tersiernya. Pada suhu ini terjadi denaturasi enzim menunjukkan suhu optimal. Sebagian besar enzim suhu optimalnya berada diatas suhu dimana enzim itu berada (Murray 2003).
Tabel  1. Pengaruh Suhu terhadap Kecepatan Enzim
Suhu
AB
AU
Δ A/menit (v)
00C
0
0,012
0,012
250C
0
0,016
0,016
Suhu Ruang
0
-0,020
-0,020

Tabel 1. Pengaruh Suhu terhadap Kecepatan Enzim (lanjutan)
Suhu
AB
AU
Δ A/menit (v)
370C
0
0,010
0,010
600C
0,009
-0,006
-0,015
1000C
0,032
-0,004
-0,036

Dapat dilihat pada Tabel 1, kecepatan reaksi enzimatik dipengaruhi oleh suhu yaitu pada suhu 00C, aktivitas enzim tidak signifikan besarnya. Aktivitas enzim mulai bekerja sebagian yaitu pada suhu 250C. Kecepatan reaksi enzimatik menurun pada suhu ruang. Hal ini disebabkan suhu ruang melampaui suhu optimum sehingga enzim mengalami denaturasi. Seharusnya, pada suhu 370C kecepatan reaksi enzim mencapai puncaknya karena merupakan suhu optimum untuk aktivitas enzim maksimal dan enzim amilase mempunyai suhu optimal adalah 370C. Namun pada saat suhu telah mencapai suhu optimum, kecepatan reaksi enzimatik tidak menghasilkan optimum. Hal ini disebabkan pada saat pengukuran adanya perbedaan suhu. Pada saat suhu mulai ditingkatkan mencapai 600C dan 1000C, jumlah enzim yang aktif berkurang yaitu -0,015 dan -0,036 karena mengalami denaturasi.
Pada perubahan suhu, kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim mula-mula meningkat karena adanya peningkatan suhu. Energi kinetik akan meningkat pada kompleks enzim dan substrat yang bereaksi. Namun, peningkatan energi kinetik oleh peningkatan suhu mempunyai batas yang optimum. Jika batas tersebut terlewati, maka energi tersebut dapat memutuskan ikatan hidrogen dan hidrofobik yang lemah yang mempertahankan struktur sekunder-tersiernya. Pada suhu ini, denaturasi yang disertai dengan penurunan aktivitas enzim sebagai katalis akan terjadi. Suhu optimal enzim bergantung pada lamanya pengukuran kadar yang dipakai untuk menentukannya. Semakin lama suatu enzim dipertahankan pada suhu dimana strukturnya sedikit labil, maka semakin besar kemungkinan enzim tersebut mengalami denaturasi (Murray, 2003).
3.2 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim
Enzim dapat dapat mengalami perubahan konformasi bila nilai pH berubah-ubah. Ketika aktivitas enzim diukur pada berbagai nilai pH, aktivitas optimal secara khas terlihat di antara nilai-nilai pH 5 dan 9. Akantetapi beberapa enzim, misalnya pepsin bekerja aktif pada nilai pH yang berada diluar kisaran pH optimal. pH data mempengaruhi aktivitas dengan mengubah struktur atau dengan mengubah muatan residu fungsional pada pengikatan substrat (Murray, 2003). Dalam percobaan pengaruh pH terhadap aktivitas enzim mengunakan larutan pati dan air liur. Enzim α-amilase dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa. Enzim ini dihasilkan secara alami di mulut bersama-sama dengan ludah (saliva). Hasil percobaan dapat dilihat pada     Tabel 2.
Tabel  2 Pengaruh pH terhadap Kecepatan Enzim
pH
Ab
Au
Δ A/Menit (v)
1
-0.003
0.004
0.007
3
0.001
0.003
0.002
5
-0.001
0.020
0.021
7
-0.002
0.022
0.024
9
0.017
0.004
-0.013
11
0.004
0.001
-0.003

             Berdasarkan Tabel 2, hasil yang didapatkan dari sampel memiliki nilai Ab, Au dan Δ A/Menit (v) yang beragam. Hasil pratikum pengaruh pH pada kecepatan reaksi enzimatis menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 680nm. Pada pH 7 untuk blanko –0.002 dan utuk sampel 0.022, pH 9 untuk blanko 0.017 dan untuk sampel 0.004, pH 11 untuk blanko 0.004 dan untuk sampel 0.001. Hasil yang di dapatkan menunjukkan pH optimum berada pada pH 7. Setiap enzim memiliki pH optimum terhadap aktivitasnya, sebagian besar enzim di dalam tubuh akan menunjukkan aktivitas maksimum antara pH 5,0 sampai 9,0 . Perubahan pH dapat menyebabkan daerah katalik dan komformasi enzim menjadi berubah, denaturasi enzim dan mengakibatkan hilangnya aktivitas enzim. Hal ini menunjukkan bahwa pH sangat berpengaruh terhadap aktivitas enzim, karena sifat ionik gugus karboksil dan gugus amino yang mudah dipengaruh oleh pH.
pH (keasaman) – Enzim mempunyai kesukaan pada pH tertentu. Ada enzim yang optimal kerjanya pada kondisi asam, namun ada  juga yang optimal pada kondisi basa (Aziz 2010). Bayangkan sebuah enzim bermuatan negative (Enz+) yang bereaksi dengan substrat bermuatan positif (SH+) pada pH rendah Enz+ mengalami protonasi dan kehilangan negatifnya sedangkan pada pH tinggi SH+ mengalami ionisasi dan kehilangan muatan positifnya. Berdasarkan ilustrasi ini nilah pH yang ekstem akan menurunkan konsentrasi efektif Enz+ dan SH+ dan demikian menurunkan kecepatan reaksi (Murrey 2003). Bentuk kurva aktivasi pH ditentukan oleh denaturasi enzim pada pH yang tinggi atau rendah dan perubahan pada status muatan enzim  dan atau substrat.

3.3 Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Aktivitas Enzim
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh kadar enzim. Aktivitas enzim dan kadar enzim memiliki hubungan perbandingan yang lurus. Hal ini berarti semakin besar kadar enzim, semakin besar aktivitas enzim dan semakin cepat reaksi yang dikatalisis enzim (Girindra 1993). Apabila kadar substrat tetap dan kadar enzim turun, maka kecepatan rekasi yang dikatalisis enzim akan menurun karena enzim yang tersedia tidak cukup banyak untuk bereaksi dengan substrat. Semakin banyak enzim yang berikatan dengan substrat, kecepatan reaksi semakin meningkat dan semakin banyak kompleks enzim-substrat yang terbentuk. Maka produk yang terbentuk pun semakin banyak.
Percobaan kali ini dibuat larutan enzim dengan berbagai macam konsentrasi untk dapat membandingkan kerja enzim pada berbagai konsentrasi. Kadar enzim yang bervariasi dibuat dengan pengenceran menggunakan Aquades. Hasil percobaan berdasarkan pengaruh kadar enzim terhadap aktivitas enzim, dapat dilihat dari Tabel 3.
Tabel  3 Pengaruh Substrat terhadap Kecepatan Enzim

Enzim
Sampel
Ab
Au
ΔA / Menit (V)
500x
-0.001
-0.003
-0.002
400x
0.006
0.004
-0.002
300x
-0.012
0.001
0.013
200x
0.017
-0.004
-0.021
100x
-0.002
0.018
0.020


Pada hasil percobaan, diperoleh kecepatan reaksi enzimatik yang tinggi pada pengenceran 100x. Selanjutnya pada pengenceran 300x seharusnya diperoleh kecepatan reaksi enzimatik yang lebih kecil daripada pengenceran 200x. Hal ini disebabkan jumlah enzim yang bereaksi dengan substrat berkurang sehingga aktivitas enzim pun menurun. Seharusnya diperoleh bahwa semakin tinggi pengenceran (semakin encer), semakin menurun pula aktivitas enzim (kecepatan reaksi menurun).
Hasil akhir percobaan yang dilakukan tidak sesuai dengan hasil yang seharusnya didapat. Terjadi penyimpangan-penyimpangan sehingga kecepatan reaksi enzimatik tidak berbanding lurus dengan ka€dar enzim melainkan kecepatan enzim bervariasi naik turun terhadap kadar enzim. Penyimpangan tersebut dapat disebabkan oleh berbagai hal: kurang teliti dalam melakukan pengenceran, kesalahan waktu atau suhu saat pengeraman, saliva sebagai sumber enzim telah dipengaruhi oleh zat warna.
IV.   KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Enzim amilase tersusun oleh protein sehingga sangat peka terhadap suhu. Pada saat suhu mulai ditingkatkan menyebabkan energi kinetik pada molekul substrat dan enzim meningkat sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Kecepatan reaksi enzimatik menurun pada suhu ruang. Hal ini disebabkan suhu ruang melampaui suhu optimum sehingga enzim mengalami denaturasi. Pada umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 300 – 40 0C. Namun pada saat suhu telah mencapai suhu optimum, kecepatan rekasi enzimatik tidak menghasilkan optimum. Hal ini disebabkan pada saat pengukuran adanya perbedaan suhu. Ketika suhu yang terlalu tinggi (600C dan 1000C) dapat menyebabkan rusaknya enzim (denaturasi) sehingga jumlah enzim yang aktif berkurang.
            Perubahan pH mempengaruhi aktivitas enzim dengan mengubah status muatan dan stsyus muatan substrat. Nilai pH yang eksterm akan menyebabkan denaturasi enzim melalui protonasi. Aktivitas enzim dapat kembali normal dengan mengembalika pada pH yang optimal.
Kecepatan reaksi enzimatik akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu sampai batas optimum. Setelah melewati suhu optimum, maka kecepatan reaksi enzimatik akan kembali menurun. Suhu optimum enzim amilase yang terdapat pada saliva adalah 37 oC, sama dengan suhu normal tubuh.


4.2 Saran
Sebaiknya setelah mencapai pada suhu yang telah ditentukan pengukuran kecepatan reaksi enzimatiknya dilakukan secara langsung sehingga hasil yang didapat sesuai dengan yang diharapkan.



DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2009. Biokimia Enzim. www.filzahasny.org (25 Oktober 2010).

Aziz, Pradhana. 2010. Enzim dan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Kerja
Enzim. http://www.fik.unud.ac.id/biotek. (26 Oktober 2010).

Girindra, Aisyah. 1993. Biokimia 1. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.

Murray, Robert K. et. al. 2003. Biokimia Harper. Edisi 25. Jakarta : Kedokteran EGC.
Shofyan. 2010. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim. http://community.um.ac.id. (26 Oktober 

Tidak ada komentar: