View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Penentuan Aktivitas Enzim α-Amilase
LAPORAN PRAKTIKUM
Oleh :
Kelompok 4
1. Fitria Retno Sari (131510501063)
2. Yuni Y. (131510501080)
3. Eri Pratiwi . (131510501070)
4. Pitri Lailatul Q. (131510501088)
5. Erviana Dwi C. (131510501103)
6. Angga Wibowo. (131510501160)
7. Miftauhul Imron . (131510501091)
8. M Rizqy Maulana (131510501078)
10.Moch Rosy W (131510501066)
11.Mu’amal Fanani (131510501054)
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2014
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Negara Indonesia merupakan satu-satunya negara di
dunia yang memiliki tingkat keanekaragaman tanaman yang
sangat tinggi, mulai dari berbagai jenis tanaman pangan
hingga tanaman penggangu atau gulma. Keanekaragam
tanaman di Indonesia ini disebabkan karena Indonesia
merupakan satu-satunya negara mega biodersity di
permukaan bumi ini. Namun meski demikian,
keanekaragaman tanaman di Indonesia akan berkurang jika
penduduknya kurang memahami atau tidak bijaksana dalam
membudidayakan tanaman.
Dalam membudidayakan suatu tanaman, seorang harus
menguasai atau setidaknya mengerti tentang anatomi dan
morfologi tanaman. Hal ini bertujuan untuk mendukung
proses-proses penting yang berlangsung di dalam tubuh
tanaman. Dengan mengetahui struktur dari sebuah tanaman
maka dapat pula diketahui proses metabolisme dari
tanaman yang sedang atau hendak dibudidayakan.
Setiap tanaman pasti melakukan proses metabolisme
seperti proses fotosintesis, proses respirasi, proses
transpirasi dan proses-proses lainnya dalam menunjang
tumbuh dan kembangnya. Selain proses-proses tersebut
tanamanjuga merupakan tempat melakukan interkonversi
gula dan pati yang terjadi pada organ daun. Senyawa-
senyawa seperti senyawa glukosa merupakan hasil dari
proses fotosintesis. Akan tetapi, pati pada tanaman
tidak terbentuk dari hasil proses fotosintesis,
melainkan reaksi-reaksi tersebut terbentuk akibat
adanya aktivitas enzim-enzim yang terdapat dalam daun.
Enzim dapat diartikan sebagai suatu molekul protein
yang dimanfaatkan sebagai katalisator yang ada di dalam
tubuh makhluk hidup, enzim tersebut merupakan senyawa
yang digunakan untuk membantu mempercepat proses
reaksi kimia pada bahan tertentu tanpa ikut bereaksi.
Oleh karena itu, pada semua proses fisiologis sel pada
tanaman selalu memerlukan enzim yang bertujuan untuk
mempercepat proses-proses metabolisme yang ada di dalam
tubuh tanaman.
Reaksi enzimatis pada jaringan tumbuhan utamanya
dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor
tersebut diantaranya adalah temperatur, suhu, substrat,
konsentrasi enzim, inhibitor dan aktivator. Apabila
semua faktor pendukung enxim dalam kondisi optimal maka
reaksi enzim yang terjadi juga akan optimal. Enzim yang
merupakan katalisator memiliki sifat-sifat sebagai
berikut, sebagai katalisator pada umumnya enzim akan
ikut bereaksi, tetapi setelah reaksi selesai maka enzim
akan kembali pada bentuk semula, dengan begitu enzim
dapat digunakan kembali pada reaksi lainnya.
Salah satu enzim yang ada dalam tanaman adalah
enzim amilase. Enzim amilase ini umumnya diketahui
berfungsi mengubah pati menjadi glukosa. Enzim ini
tidak hanya pada tanaman saja, namun makhluk hidup lain
yaitu manusia dan hewan yang juga mempunyai enzim
amilase di dalam sistem tubuhnya. Pada saat ini enzim
banyak digunakan untuk skala industri karena enzim
amilase dapat diaplikasikan secara luas dalam berbagai
bidang bioteknologi.
1.2 Tujuan
1. Untuk mengetahui aktivitas enzim α-Amilase
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Negara indonesia merupakan satu-satunya negara di
dunia yang memiliki tingkat keanekaragaman tanaman yang
sangat tinggi, mulai dari berbagai jenis tanaman pangan
hingga tanaman penggangu atau gulma. Banyaknya
tananaman pangan tersebut maka potensi untuk
mengembangkan bahan industri yang dapat menghasilkan
enzim α-amilase. Enzim α-amilase in banyak dihasilkan
dari tanaman-tanaman yang memiliki sari pati. Contoh
tanaman yang memiliki kandungan pati tinggi dalam biji
atau buahnya diantaranya adalah tanaman jagung, tanaman
sagu, tanaman sorgum dan tanaman singkong (Trismilah
dan Budiasih, 2009).
Menurut Kotting (2010), senyawa pati yang sering
ditemukan di bagian tanaman-tanaman tertentu merupakan
salah satu dari senyawa karbohidrat yang banyak
tersimpan di dalam tanaman. Zat utama yang merupakan
penyusun senyawa pati adalah polimer glukosa amilosa
dan amilopektin. Kedua zat tersebut berada di dalam
tubuh tanaman dan disimpan untuk digunakan kembali pada
saat bahan untuk melakukan proses fotosintesis telah
habis. Pada tanaman tingkat tinggi senyawa pati
berfungsi sebagai kontrol kerja enzim α-amilase dan
enzim β-amilase. Syafi’i (2009), menambahkan bahwa
kadar pati yang terdapat di dalam tanaman dapat
mengalami penurunan. Penurunan tersebut diakibatkan
oleh proses pemanasan yang sangat lama. Proses
pemanasan yang terlalu lama menyebabkan pati terpecah
menjadi gula secara sederhana seperti glukosa dan
maltosa. Pemecahan pati tersebut dilakukan oleh enzim
α-amilase dan enzim β-amilase. Aktifitas enzim α-
amilase dan enzim β-amilase sangat tinggi ketika proses
pemanasan berlangsung sehingga senyawa pati pun
terpecah menjadi monosakarida.
Menurut Sloane (1994), enzim merupakan suatu
katalis dari organik yang masuk ke dalam protein
globular. Enzim umumnya mampu menurunkan energi
aktivasi yang terjadi di dalam sel. Hal inilah yang
menyebabkan reaksi pada sel hidup dapat berlangsung
pada kondisi normal. Kebanyakan enzim hanya bekerja
untuk satu substrat saja, hal ini menjadi suatu bukti
bahwa setiap enzim mampu membedakan substratnya sendiri
dengan substrat lain yang berkaitan erat. Sedangkan
menurut Sumardjo (2009), enzim adalah suatu kelompok
protein yang menjalankan dan mengatur perubahan kimia
dalam sistem biologi pada makhluk hidup. Enzim banyak
dihasilkan dari tanaman atupun hewan, dimana enzim ini
melangsungkan berbagai reaksi kimia seperi hidrolisis,
reduksi, oksidasi, pemutusan rantai karbon, dan masih
banyak yang lainnya. Enzim dapat mengalami kerusakan
seperti halnya protein. Hal itu bisa terjadi jika
adanya pemanasan, gelombang ultrasonil, radiasi UV
atupun pengaruh penambahan asam maupun basa tertentu.
Enzim yang mengalami kerusakan atau denaturasi lama
kelamaan akan menjadi tidak produktif alias tidak dapat
bekerja dengan baik.
Enzim yang banyak ditemukan pada senyawa pati
adalah enzim α-amilase. Enzim α-amilase mampu
menghidrolisis pati dan glikogen melalui pemotongan
internal ikatan α-1,4-glikosida secara acak, dan
kemudian akan menghasilkan oligosakarida seperti
maltosa dan glukosa. (Lestari dkk., 2011). Hidrolisis
enzimatis dapat dilakukan dalam pembuatan sirup
glukosa, dapat dilakukan dengan menggunakan dua tahap
yaitu likuifikasi pada tahap pertama dan sekarifikasi
pada tahap kedua. Likuifikasi yaitu enzim α-amilase (EC
3.2.1.1) yang digunakan untuk memecah molekul pati dari
sisi bagian dalam rantai pati pada ikatan (1,4)-α-glikosida menjadi molekul BM yang lebih kecil dan
meliputi maltosa, glukosa, oligosakarida, dan deskrin.
Konsentrasi enzim akan mempengaruhi jumlah substrat
yang berhubungan dengan enzim. Lama sakarifikasi akan
mempengaruhi lama dan singkatnya hubungan yang terjadi
antara substrat dan enzim (Yunianta dkk., 2010).
Garcia (2013), menambahkan suatu pernyataan
berdasarkan penelitiannya bahwa aktivitas enzim yang
melibatkan sukrolisis dan amilolisis dapat digunakan
untuk membuktikan adanya jalur metabolik potensial.
Pada penelitian tersebut, ditemukan karbohidrat yang
didalamnya terdapat kandungan sukrosa, glukosa,
fruktosa serta pati. Menurut Askurrahman (2010), salah
satu faktor yang mempengaruhi kecepatan dan metabolik
enzim adalah suhu. Peningkatan suhu dapat meningkatkan
afinitas enzim terhadap katalisator dan aktivator. Hal
itu menyebabkan reaksi akan berlangsung cepat. Selain
itu, peningkatan suhu juga dapat menambah energi
kinetik dari enzim maupun substrat yang lama kelamaan
akan menyebabkan enzim dan substrat bergerak dengan
cepat dan akhirnya akan saling bertabrakan. Besarnya
frekuensi tabrakan antar enzim dan substrat akan
memperbesar terbentuknya produk. Das (2011),
menambahkan bahwa enzim amilase merupakan salah satu
dari sekian banyak enzim yang digunakan dalam bidang
industri karena dalam sistem sel, amilase berperan
penting dalam biokonversi pati dan substrat berbasis
pati, sehingga enzim amilase disini sangat berpengaruh
terhadap proses hidrolisis dalam dalam pengolahan pati
skala industri.
BAB 3. METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Pratikum Fisiologi Tumbuhan dilaksanakan pada Kamis
tanggal 22 Oktober 2014 dari pukul 15.15 sampai selesai
di laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Fakultas Pertanian,
Universitas Jember.
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan
1. Benih kecambah
2. Buffer phosphat 0,1 M dengan pH 7,55
3. Starch soluble 1 %
4. Larutan DNS
5. Enzim CE, enzim α-amilase
3.2.2 Alat
1. Tabung reaksi dan rak
2. Oven
3. Spektrofotometer
4. Mikropipet
3.3 Cara Kerja
1. Mengambil 100 µl soluble starch 1% masukkan dalam
tabung reaksi.
2. Menambahkan KPI pH 7,55 sebanyak 390 µl
3. Menambahkan 10 µl Enzim CE
4. Menginkubasi pada suhu 35-40˚C selama 30 menit
5. Menambahkan DNS sebanyak 500 µl
6. Mendidihkan selama 5 menit
7. Mendinginkan
8. Mengukur absorbansinya pada panjang gelombang 575
nm.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 4.1.1 Hasil Pengukuran Absorbansi Enzim Amilase
Jenis
Enzim
Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok
3
Kelompok
4CE 2,6815 3,000 2,9245 2,8735E 1,388 1,4925 1,2415 1,613
4.2 Pembahasan
Kinetika enzim (Km) merupakan suatu studi reaksi
kimia yang dikatalisis oleh enzim. Pada kinetika enzim
laju reaksi diukur dan dampak dari berbagai kondisi
reaksinya. Kinetika enzim juga mempengaruhi bidang
biokimia yang terkait dengan pengukuran kuantitatif
dari kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim dan
pemeriksaan sistematik faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi kecepatan enzim.
Dalam penelitiannya Putra (2009), menyatakan bahwa
penentuan kinetika enzim diukur berdasarkan plot grafik
hubungan antara konsentrasi Substrat (S) dengan
kecepatan aktivitas enzim (V), sehingga tingkat reaksi
enzim dapat diketahui dengan menggunakan rumus Vmaks dan
Kmaks. Dalam analisis Michaelis-Menten, Kmaks dikenal
dengan Km yang hingga saat ini digunakan sebagai salah
satu parameter dalam kinetika enzim. Km tersebut
merupakan konsentrasi substrat yang sudah terisi
setengahnya ketika kecepatan enzim telah mencapai Vmaks.
Pada
tabel berikut dapat kita tentukan seberapa besar nilai
kinetika enzim (Km) nya.
S(Konsentrasi)
Vo(Kecepatan)
3
5
10
30
50
10,4
14,5
22,533,840,5
Tabel 4.2.1 Contoh Aktivitas Enzim Amilase
Tabel si atas merupakan satu dari sekian banyak
contoh soal untuk mengetahui nilai dari kinetika enzim
melalui konsentrasi substrat (S) dan kecepatan enzim
(V). Analisis tabel diatas menggunakan analisis
Michaelis-menten dan tabel akan dirubah dan
dikonversikan ke dalam tabel dan grafik 4.2.2 yang
menerangkan tentang hubungan regresi dan korelasi antar
konsentrasi (S) denagan kecepatan (V).
S
(konsentras
i)
V
(kecepatan)
1/[S] 1/V
3 10,4 0.3333 0.09615 14,5 0.2000 0.068910 22,5 0.1000 0.044430 33,8 0.0333 0.029650 40,5 0.0200 0.0247
Tabel 4.2.2 Analisis Data Menggunakan Analisis
Michaelis-Menten
Grafik 4.2.1. Hubungan Antara 1/[S] dan 1/V.
Penentuan nilai Vmaks dan Km didasarkan atas
persamaan garis regresi grafik hubungan antara 1/[S]
0.02
0.0333 0.
10.2
0.333300000000001
0
0.1
1/[S]
1/V
dan 1/V (Tabel 4.2.2), seperti ditunjukkan pada grafik
4.2.2 melalui analisis Michaelis-Menten. Berdasarkan
pada grafik 4.2.2. dapat diketahui bahwa garis regresi
1/[S] dan 1/V adalah Y= a (0.0215) + b (0.23)x maka
diperoleh 1/Vmaks = 0,0215, dan nilai Vmaks = 46,51.
Sedangkan nilai Km/Vmaks = 0.23 sehingga nilai Km=10,69.
Tinggi rendahnya hasil kinetika enzim dipengaruhi oleh
kadar substrat, kadar enzim, pH, suhu, kovaktor,
vitamin dan inhibitor.
Menurut Page (1981), kinetika enzim merupakan
pengukuran dari suatu laju reaksi enzim dan dampak dari
berbagi kondisi reaksi enzimatis. Dengan mempelajari
kinetika enzim ini dapat mengetahui mekanisme katalitik
enzim, peran enzim dalam metabolisme, skema aktivitas
enzim dikendalikan dan skema suatu bahan dapat
menghambat kerja enzim. Manfaat kinetika enzim adalah
untuk mengetahui dan memahami fungsi katalitik dari
suatu proses biologis. Manfaat lain yang tidak kalah
penting adalah untuk memahami suatu fenomena biologi
seperti pengaruh faktor lingkungan seperti cahaya,
suhu, kelembaban dan sebagainya terhadap kinerja enzim.
Selain itu, kinetika enzim juga digunakan sebagai
prosedur pemurnian enzim.
Enzim amilase adalah enzim yang mengkatalisis
pemecahan pati menjadi gula. Enzim amilase terbagi
menjadi 3 macam yaitu α-amilase, β-amilase, γ-amilase.
Enzim α-amilase mampu menghidrolisis pati dan glikogen
melalui pemotongan internal ikatan α-1,4-glikosida
secara acak, menghasilkan oligosakarida seperti maltosa
dan glukosa. Dalam kehidupan manusia, enzim α-amilase
digunakan dalam dunia industri pangan, tekstil,
fermentasi, obat-obatan, kertas dan gula yang
dimanfaatkan guna pengkatan produksi dan efisiensi
setiap proses produksi (Lestari dkk., 2011).
Menurut Herawati (2010), senyawa pati merupakan
sumber dari enzim amilase. Kandungan pati yang banyak
terdapat pada pada biji-bijian, umbi-umbian, sayuran
dan buah-buahan. Tanaman yang mengandung pati otomatis
juga mengandung enzim amilase. Contoh tanaman yang
mengandung enzim amilase antara lain adalah jagung,
kentang, labu, pisang, ubi jalar, gandum, barley,
beras, sagu, sorgum, ubi kayu, dan ganyong.
Enzim merupakan senyawa protein yang merupakan
biokatalisator reaksi kimia pada sistem biologi, dimana
enzim ini dapat mengkatalis (mempercepat) reaksi kimia
di dalam sel maupun jaringan-jaringan makhluk hidup.
Berbagai macam jenis enzim memiliki karakteristik yang
berbeda-beda. Kecepatan kerja masing-masing enzim pun
otomatis juga berbeda, Kecepatan kerja enzim dalam
reaksi kimia inilah diukur dengan kinetika enzim.
Jenis enzim ada dua, yaitu enzim buatan (Crude
Enzim) dan enzim asli. Crude enzim atau CE adalah
campuran antara protein enzim dan protein non enzim
yang membutuhkan proses pemurnian. Salah satu contoh
crude enzim adalah Riboflafin deoksiribosa protein. Enzim ini
dapat dilakukan pemurnian dengan memakai larutan
amonium sulfat, hal ini digunakan untuk memisahkan
enzim asparaginase dengan protein lainnya. Enzim asli
atau murni merupakan enzim yang yang berasal dari
protein enzim asli tanpa ada campuran dari bahan atau
larutan kimia lainnya. Enzim murni juga tidak
memerlukan pemurnian terlebih dahulu jika hendak
dimanfaatkan untuk berbagai jenis kebutuhan seperti
untuk pembuatan ragi, keju dan bahan lainnya yang
memerlukan katalisis dari suatu enzim.
Gambar 4.2.2 Hasil Pengukuran Absorbansi
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, data
yang di dapat untuk nilai enzim pada masing-masing
I II III IV0
0.51
1.52
2.53
3.5 Hasil pengukuran absorbansi enzim amilase
CEE
Jumlah percobaan
Absorbansi pada λ 575 nm
kelompok terlihat berbeda-beda. Gabungan data golongan
dapat dilihat dari gambar 4.2.1. Pada kelompok 1 nilai
untuk enzim yang buatan CE sebesar 2,6815 dan untuk
nilai enzim murni E sebesar 1,388. Hasil dari kelompok
2 menunjukkan nilai untuk enzim yang buatan CE sebesar
3,000 dan untuk nilai enzim murni E sebesar 1,4925.
Berbeda halnya dengan kelompok 3 nilai untuk enzim yang
buatan CE sebesar 2,9245 dan untuk nilai enzim murni E
sebesar 1,2415 dan sedangkan hasil dari kelompok 4
nilai untuk enzim yang buatan CE sebesar 2,8735 dan
untuk nilai enzim murni E sebesar 1,613.
Dari masing-masing data kelompok diketahui bahwa
nilai terbesar untuk enzim buatan terdapat pada
kelompok 2 sebesar 3,000, sedangkan nilai terkecil
untuk enzim buatan terdapat pada kelompok 1 yaitu
2,6815. Untuk nilai enzim murni tertinggi terdapat pada
kelompok 4 dengan nilai sebesar 1,613, sedangkan untuk
nilai enzim murni terendah terdapat pada kelompok 3
yaitu senilai 1,2415. Dari data tersebut juga dapat
diketahui bahwa nilai enzim CE lebih besar dibandingkan
jika dibandingkan dengan nilai enzim E. Besar kecilnya
nilai absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer
dan bisa juga dilihat dari kepekatan larutan yang
dihasilkan. Faktor-Faktor yang mempengaruhi absorbansi
enzim antara lain pH, enzim, kandungan substrat dan
kandungan dari enzim itu sendiri.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Enzim merupakan senyawa protein yang mengkatalisis
(mempercepat) reaksi rekasi kimia
2. Enzim amilase adalah endoenzim ekstraseluler yang
secara acak menghidrolisis molekul pati untuk
menghasilkan produk berupa dekstrin dan polimer
progresif yang lebih kecil yang tediri dari unit
glukosa.
3. kinetika enzim merupakan pengukuran dari suatu
laju reaksi enzim dan dampak dari berbagi kondisi
reaksi enzimatis.
4. Tinggi rendahnya hasil kinetika enzim dipengaruhi
oleh kadar substrat, kadar enzim, pH, suhu,
kovaktor, vitamin dan inhibitor.
5. Pengukuran akivitas enzim α-amilase dengan
spektrofotometer didapatkan hasil absorbansi yang
berbeda-beda.
6. Jenis enzim ada dua, yaitu enzim buatan (Crude
Enzim) dan enzim asli.
5.2 Saran
Sebaiknya pada proses perlakuan enzim dilakukan
dengan hati-hati untuk, perlu adanya koordinasi
terlebih dahulu jika ada pergantia asisten sementara
agar praktika dapat menyesuaikan diri dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Askurrahman. 2010. Isolasi dan Karakterisasi LinamaraseHasil Isolasi dari Umbi Singkong (Manihot esculentaCrantz). Agrointek, 4(2) : 138-145
Das, S. 2011. Biotechnological Applications ofIndustrially Important Amylase Enzyme. Pharma and BioSciences, 2(1) : 486-496
Garcia, C.C., M. Guarnieri, dan E. Paccini. 2013.Inter-Conversion of Carbohydrate Reserves fromPollen Maturation to Rehydration in A Chili Pepper.American Journal of Plant Sciences, 4 : 1181-1186
Kotting, O., J. Kossmann, S,C. Zeeman, dan J.R. Llolyd.2010. Regulation of Starch Metabolism : The age ofenlightenment. Current opinion in Plant Biology, 13 : 1321-1329
Lestari P., N. Richana., A. Darwis, K. Syamsu dan U.Murdiyatmo. 2011. Purifikasi dan Karakterisasi α-Amilase Termostabil dari Bacillus stearothermophilus TII-12. AgroBiogen, 7(1) : 56-62.
Page D. 1981. Prinsip-Prinsip Biokimia. TerjemahanSoendoro, 1989. Jakarta : Erlangga.
Putra, G.P.G. 2009. Penentuan Kinetika Enzim
Poligalakturonase (Pg) Endogenous dari Pulp BijiKakao. Biologi, 13(1) : 21-24
Sloane, E. 1994. Anatomi dan Fisologi Untuk Pemula. Terjemahanoleh Palupi Widyastuti, 1995. Jakarta : EGC
Sumardjo, D. 2009. Pengantar Kimia. Jakarta : EGC
Syafi’i, I., Harjono, dan E. Martati. 2009.Detoksifikasi Umbi Gadung (Dioscorea hispida Denst)dengan Pemanasan dan Pengasaman Pada PembuatanTepung. Teknologi Pertanian, 10(1) : 62-68
Trismilah, Dan B. Wahyuntari. 2009. PemanfaatanBerbagai Jenis Pati Sebagai Sumber Karbon untukProduksi α-Amilase Ekstraseluler Bacillus sp SW2. Sainsdan Teknologi Indonesia, 11(3) : 169-174
Yunianta, T. Sulistyo, Apriliastuti, T. Estiasih, danS. N. Wulan. 2010. Hidrolisis Secara Sinergis PatiGarut (Marantha arundinaceace L.) oleh Enzim α-Amilase, Glukoamilase, dan Pullulanase untukProduksi Sirup Glukosa. Teknologi Pertanian, 11(2):78-86.
DOKUMENTASI
Ganbar 1. Proses pemipetanstarch dengan alat mikro
pipetet
Gambar 2. Proses pemanasantabung reaksi yang
terdapat enzim α-amilasedidalamnya
Recommended