ENZIM INVERTASE
NAMA : EDI SISWANTO
NIM : H13112071
PROGRAM STUDI : KIMIA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
2014
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Enzim dihasilkan oleh sel-sel hidup, baik hewani maupun nabati. Bila
digabungkan dengan bahan organik tertentu maka bisa mengubah susunan menjadi
persenyawaan yang lebih sederhana, namun enzim itu tidak turut berubah. Sehingga
enzim sering diartikan sebagai katalisator organik. Enzim sangat penting dalam
kehidupan dan tidak ada organisme tumbuhan atau hewan yang dapat hidup tanpa
enzim.
Secara umum ada dua jenis enzim yang sangat penting, yaitu diastase dan
protease. Diastase adalah suatu enzim kombinasi dari alpha dan beta amylase, dan
berfungsi mengubah pati yang rusak menjadi gula maltose. Sehingga bila butir-butir
pati rusak atau kurang tahan disenyawakan dengan diastase, maka alpha amylase
akan mengubah pati menjadi dekstrin. Sedangkan beta amylase mengubah dekstrin
dan pati hancur menjadi gula maltose. Selanjutnya gula maltose diubah oleh enzim
maltose menjadi gula biasa, yang bila diasimilasikan dengan ragi akan menghasilkan
karbondioksida yang dapat mengembangkan adonan, alkohol dan sejumlah kecil
bahan lain seperti asam.
percobaan ini dilakukan pengukuran seberapa besar aktivitas dari enzim
invertase dalam mengkatalisis hidrolisa sukrosa dari sampel ragi pengembang kue.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, yang menjadi masalah dalam percobaan
ini adalah :
1. Bagaimana cara pembuatan larutan enzim ?
2. Bagaimana cara menentukan konsentrasi enzim secara biuret ?
3. Bagaimana cara menentukan jumlah produk yang terbentuk oleh kerja enzim
invertase.
C. Tujuan
Dari rumusan masalah di atas, tujuan dari percobaan ini yakni :
1. Mengetahui cara pembuatan larutan enzim.
2. Menentukan konsentrasi enzim secara biuret.
3. Menentukan jumlah produk yang terbentuk oleh kerja enzim invertase.
D. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari melakukan percobaan ini adalah :
1. Praktikan dapat mengetahui cara pembuatan larutan enzim.
2. Praktikan dapat menentukan konsentrasi enzim secara biuret.
3. Praktikan dapat menentukan jumlah produk yang terbentuk oleh kerja enzim
invertase.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Ada beberapa jenis enzim kunci yang berperan terhadap metabolisme sukrosa,
diantaranya adalah sucrose phosphate synthase (SPS), acid invertase (AI) dan neutra
invertase (NI). Sucrose phosphate synthase merupakan enzim utama yang
menentukan biosintesa sukrosa pada beberapa jenis tanaman, termasuk tanaman tebu.
Sedangkan Al adalah enzim yang berperanan dalam pengaturan akumulasi sukrosa
pada jaringan penyimpanan tanaman. Invertase ( -D-fructofuranosidase) merupakan
enzim kunci dalam metabolisme sukrosa pada tanaman tebu serta berkolerasi tinggi
terhadap kandungan sukrosa dan gula reduksi selama masa pertumbuhan (Siswoyo et
al, 2006).
Enzim merupakan suatu katalisator dalam reaksi biokimia dan setiap enzim
mempunyai kemampuan spesifik untuk merubah molekul tertentu. Menurut Haldare,
enzim merupakan larutan koloid atau katalis organik yang dihasilkan
mikroorganisme. Sebagai katalisator, enzim hanya meningkatkan kecepatan reaksi
dan sangat spesifik untuk reaksi yang dikatalisanya. Enzim adalah bahan kimia yang
dihasilkan mikroorganisme untuk meningkatkan kecepatan reaksi menuju keadaan
keseimbangan reaksi kimia, sehingga sifat termodinamika sistim tidak berubah
(Rismijana at al, 2003)
Enzim dikatakan aktif apabila zat tersebut mempunyai kemampuan untuk
melaksanakan aktivitas katalitiknya. Telah dilaporkan oleh Fogarty dan Kelly (1979)
bahwa enzim proteolitik bakteri, yeast ataupun fungi mempunyai karakter dan
spesifisitas yang berbeda. Karakter enzim proteolitik tersebut ditunjukan dengan pH
dan suhu optimum enzim tersebut dalam menghidrolisis substratnya. Selain itu
adanya ion logam, asam amino tertentu dan inhibitor enzim akan mempengaruhi
aktivitas enzim tersebut (Poernomo et al, 2003)
Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim:
a. Substrat – Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi. Apabila substrat cocok dengan
enzim maka kinerja enzim juga akan optimal.
b. pH (keasaman) – Enzim mempunyai kesukaan pada pH tertentu. Ada enzim yang
optimal kerjanya pada kondisi asam, namun ada juga yang optimal pada kondisi
basa. Namun kebanyakan enzim bekerja optimal pada pH netral.
c. Waktu – Waktu kontak/reaksi antara enzim dan substrat menentukan efektivitas
kerja enzim. Semakin lama waktu reaksi maka kerja enzim juga akan semakin
optimum.
d. Konsentrasi / jumlah enzim – Konsentrasi enzim berbanding lurus dengan
efektivitas kerja enzim. Semakin tinggi konsentrasi maka kerja enzim akan
semakin baik dan cepat.
e. Suhu – Seperti juga pH. Semua enzim mempunyai kisaran suhu optimum untuk
kerjanya.
f. Produk Akhir – Reaksi enzimatis selalu melibatkan 2 hal, yaitu substrat dan produk
akhir. Dalam beberapa hal produk akhir ternyata dapat menurunkan produktivitas
kerja enzim.
(Azis, 2004).
Beberapa enzim mempunyai aktifitas diantaranya spesifik untuk D dan L
isomer ptik . Enzim L- asam amino oksidase hanya pada L- asam amino oksidase
tidak bereaksi terhadap isomer D- asam amino . Beberapa enzim memerlukan suatu
ko-faktor yang bukan protein dan biasanya agak longgar berikatan dengan enzim. Ko-
faktor itu disebut gugus prostetik. Banyak juga enzim yang memerlukan ko-faktor
logam seperti Mn++, Fe ++,Mg++, dll. Di dalam proses isolasi kadang-kadang ko-
faktor yang berikatan longgar pada enzim terlepas sehingga menyebabkan aktifitas
enzim menurun atau bahkan hilang. Bagian protein dari enzim disebut apo-enzim ,
sedangkan enzim keseluruhannya disebut holoenzim .
Bagian protein ( tak aktif ) + non protein = holoenzim ( akktif ) (apoenzim ) (gugus protestik )
(Simanjuntak et al, 2003).
Tahap pemurnian enzim yang dilakukan meliputi salting out (pengendapan
garam), dialisis, dan filtrasi gel. Salting out menggunakan amonium sulfat dan di-
alisis bertujuan untuk meningkatkan kemurnian dan aktivitas enzim, sedangkan fil-
trasi gel selain untuk meningkatkan kemurnian enzim juga untuk mengetahui berat
molekul enzim tersebut (Widowati et al, 2006).
Reaksi pada enzim invertase merupakan reaksi hidrolisis. Reaksi-reaksi
seperti hidrolisa dan oxidasi berlangsung sangat cepat didalam sel-sel hidup pada pH
kira-kira netral dan pada suhu tubuh. Ini dapat terjadi karena adanya enzim. Enzim
disintesa di dalam sel, tetapi setelah diextraksi diluar sel masih mempunyai aktivitas.
Enzim bekerja sangat sfesifik. Suatu enzim hanya dapat mengatalisa beberapa reaksi,
malahan seringkali hanya satu reaksi saja. Ini merupakan salah satu sifat penting
enzim. Ada segolongan enzim yang dapat mengatalisa jenis reaksi yang sama,
misalnya memindahkan fosfat, oxidasi-reduksi, dan sebagainya. Oleh karena itu ada
suatu kespesifikan (specificity) (Indah M., 2004).
Kespesifikan enzim dapat dibedakan dalam :
1. Kespesifikan Optik
Dengan kekecualian epimerase (rasemase), yang saling mengubah
isomerisomer optik, enzim umumnya menunjukan kespesifikan optik absolut untuk
paling sedikit sebagian dari molekul substrat. Misalnya maltase dapat mengkatalisa
hidrolisa α-glukosida, akan tetapi tidak dapat bekerja terhadap β-glukosida. Enzim
yang bekerja terhadap D-karbohidrat tidak dapat mengkatalisa L-karbohidrat, begitu
pula dengan enzim-enzim yang mengkatalisa asam L-amino tidak dapat mengkatalisa
asam D-amino. Kespesifikan optik dapat meluaskesuatu bagian molekul substrat atau
ke substrat keseluruhanya. Glikosidase merupakan contoh dari dua hal yang ekstrim
ini. Enzim-enzim ini yang mengkatalisis hidrolisis ikatan gliosida antara gula dan
alkohol, sangat spesifikuntuk bagian gula dan untuk ikatan (alfa atau beta), tetapi
relatif nonspesifik untuk bagian alkohol atau glikogen.
2. Kespesifikan Gugus
Suatu enzim hanya dapat bekerja terhadap gugus yang khas, misalnya
glikosidase terhadap gugus alkohol, pepsin dan tripsinterhadap ikatan peptida,
sedangkan esterasa terhadap gugus alkohol, pepsin dan tripsin terhasap ikatan
peptida, sedangkan esterase terhadap ikatan ester. Akan tetapi, dalam pembatasan ini
sejumlah besar substrat dapat diolah, jadi, misalnya, pengurangan jumlah enzim
pencernaan yang mungkin sebaliknya dibutuhkan. Enzim-enzim tertentu menunjukan
kespesifikan gugus yang lebih tinggi. Kamotripsin, terutama menghidrolisa ikatan
peptida dimana gugus karboksilnya berasal dari asam-asam amino fenilalanin, tirosin
atau triptofan (Indah, 2004).
BAB III
METODE PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Jurusan Kimia Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Haluoleo. Waktu praktikum ini
dilaksanakan selama dua hari yakni pada tanggal 3-4 Desember 2010.
B. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat yang digunakan pada praktikum ini diantaranya adalah blender,
tabung reaksi, water-bath, erlenmeyer, neraca analitik, spektronik 20-D, gelas
kimia, pipet ukur 10 mL dan 25 mL, kapas, corong, kuvet, aluminium foil,
sentrifuse, botol semprot, dan batang pengaduk.
2. Bahan
Bahan yang akan digunakan pada praktikum ini, diantaranya: ragi
pengembang (Fermifan), larutan BSA, reagen biuret, NaHCO3, larutan DNS,
buffer asetat, dan akuades.
C. Prosedur Kerja
a. Penentuan konsentrasi enzim secara biuret
- ditampung dalam gelas kimia 100
mL
- diencerkan sampai volume 100 mL
50 gram ragi roti
- ditambahkan 100 mL NaHCO3 0,1 M
- diblender selama 2-5 menit
- dituang ke dalam erlenmeyer
- diinkubasi pada suhu 40o C selama 24 jam
-
Bubur ragi roti
- disentrifuga selama 5 menit ( 50 g, 3000
rpm)
- didekantasi
Supernatan Endapan
Larutan enzim 1 : 10
- diambil sebanyak 1 mL
- ditambahkan 4 mL reagen biuret
- dikocok
- didiamkan selama 30 menit pada suhu kamar
152,85 mg/ml
Larutan sampel
- diukur absorbansinya pada λ 540 nm
- dihitung konsentrasi enzim dengan mengekstrpolasikan
absorbansinya pada persamaan kurva BSA
b. Pembuatan kurva standar BSA
c. Pembuatan Larutan Blanko
y = 0,0214x + 0,0289
Larutan BSA 2, 4, 6, 8 dan 10 mg/ml
- dipipet 1 ml dalam lima tabung reaksi
- ditambahkan 4 ml reagen biuret
- dikocok
- didiamkan selama 30 menit pada suhu
kamar
- dibaca absorbansi pada λ 540 nm
- dplot kurva hubungan absorbansi Vs
konsentrasi
- ditentukan persamaan garis kurva
standar larutan BSA
1 mL akuades
- dimasukkan dalam tabung reaksi
- ditambahkan 4 mL reagen biuret
- dibaca absorbansinya pada = 540 nm
- diplot kurva hubungan absorbansi Vs
konsentrasi
- ditentukan persamaan garis kurva standar
larutan BSA
Absorbansi larutan = 0
d. Penentuan Jumlah Produk Yang Terbentuk Oleh Kerja Enzim Invertase
e. Pembuatan Standar Glukosa
0,4 mL sukrosa 0,25 M
Konsentrasi enzim = 2538,261 ppm
20, 40, 60, 80 dan 100 ppm larutan glukosa
- dimasukkan dalam tabung reaksi
- ditambahkan 0,6 mL akuades
- ditambahkan 1 mL bufer pH 5,6
- ditambahkan 1 mL larutan enzim
- ditambahkan 2 mL reagen DNS
- dipanaskan 5 menit
- didinginkan dalam es batu
- diukur absorbansinya pada = 540 nm
- dihitung konsentrasi enzim dengan
mengekstrapolasikan absorbansinya pada
persamaan kurva standar gula invert
- dimasukkan 1 mL dalam tabung reaksi
- ditambahkan 2 mL DNS
- ditambahkan 1 mL bufer pH 5,6
- dipanaskan dalam air mendidih selama 15 menit
- didinginkan
- ditambahkan akuades hingga 10 mL
- diukur absorbansinya pada = 540 nm
- diplot kurva hubungan absorbansi Vs konsentrasi
- ditentukan persamaan garis kurva standar larutan
glukosa
y = 0,0023x + 0,0022
0
f. Pembuatan Larutan Blanko
2 mL larutan DNS
- dimasukkan dalam tabung reaksi
- diencerkan akuades hingga 10 mL
- dibaca absorbansinya pada = 540 nm
Absorbansi larutan = 0
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
Protein merupakan senyawa polipeptida dengan berat molekul besar dan
tersusun atas unsur-unsur C, H, O, N, serta ada pula yang mengandung unsur S dan P.
Molekul protein terdiri atas unit-unit kecil asam amino yang saling bersambung satu
sama lain yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Protein merupakan senyawa yang
sangat penting dalam semua sel hidup, karena protein merupakan bagian esensial dari
protoplasma.
Salah satu jenis protein yang sangat penting adalah enzim. Enzim adalah
protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sistem
biologi. Katalisator mempercepat reaksi kimia. Walaupun katalisator ikut serta dalam
reaksi, ia kembali ke keadaan semula bila reaksi telah selesai. Enzim adalah
katalisator protein untuk reaksi-reaksi kimia pasa sistem biologi. Namun ada pula
sebagian besar reaksi tersebut tidak dikatalis oleh enzim. Berbeda dengan katalisator
nonprotein (H+, OH-, atau ion-ion logam), tiap-tiap enzim mengkatalisis sejumlah
kecil reaksi, dan kerapkali hanya satu. Jadi enzim adalah katalisator reaksi-spesifik.
Karena semua reaksi biokimia perlu dikatalis oleh enzim, terdapat banyak jenis
enzim.
Enzim bekerja sangat sfesifik. Suatu enzim hanya dapat mengatalisa beberapa
reaksi, malahan seringkali hanya satu reaksi saja. Ini merupakan salah satu sifat
penting enzim. Karena sifat spesifitasnya, banyak enzim diberi nama berdasarkan
substratnya, seperti enzim amilase yang mengkatalisis hidrolisis amilosa serta enzim
invertase yang mengubah sukrosa menjadi gula invert seperti yang akan dipelajari
pada percobaan ini.
Invertase merupakan suatu enzim Disakaridase yang berfungsi untuk
menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa, sehingga dapat meningkatkan
pemakaian gula-gula ini.
Untuk memperoleh invertase dari ragi, maka sel ragi harus dipecah terlebih
dahulu. Pemecahan sel ragi dilakukan dengan menginkubasi ragi yang dilarutkan
dalam NaHCO3 selama 24 jam pada suhu 40°C. Tujuan penambahan NaHCO3 adalah
agar sel ragi dapat mengalami autolisis (pemecahan) dan mengeluarkan enzim
invertase.
Setelah diperoleh enzim invertase, dilakukan penentuan konsentrasi enzim
dengan menggunakan spektrofotometer spektronik 20-D. Absorbansi larutan standar
BSA 2, 4, 6, 8, dan 10 mg/mL diukur panjang gelombang 540 nm. Nilai-nilai
absorbansi ini diplotkan dalam kurva kalibrasi antara absorbansi dengan konsentrasi
larutan standar BSA. Dari kurva ini akan diperoleh persamaan regresi linear :
y = 0,0214x + 0,0289
jika absorbansi enzim dianggap ekivalen dengan nilai y maka dengan
perhitungan matematis dan mensubtitusi nilai absorbansi enzim ke dalam persamaan
regresi akan diperoleh nilai x yang ekivalen dengan konsentrasi enzim sebesar 152,85
mg/ml.
Aktivitas enzim invertase ditentukan dengan menginkubasi substrat, yaitu
sukrosa dan enzim tersebut bersama-sama selama 15 menit. Namun pada percobaan
kali ini karena yang digunakan adalah DNS, maka yang ditentukan adalah jumlah
glukosa yang dihasilkan dari hidrolisis sukrosa. Untuk menentukan jumlah gula
invert yang dihasilkan dari hidrolisis sukrosa oleh enzim invertase, mula-mula harus
dibuat larutan standar gula invert dengan berbagai konsentrasi. Sama seperti pada
penentuan jumlah enzim, absorbansi larutan standar tersebut juga diukur dengan
spektrofotometer spektronik 20-D pada panjang gelombang 540 nm. Persamaan
regresi linear yang diperoleh adalah y = 0,0023x + 0,0022. Dari persamaan tersebut
dapat diketahui jumlah glukosa yang diperoleh, yakni 2538,261 ppm.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan pada praktikum ini, maka diperoleh
kesimpulan sebagai berikut:
1. Larutan enzim invertase dapat dibuat dengan mengautolisis sel ragi
menggunakan NaHCO3, sehingga sel ragi pecah dan mengeluarkan enzim
invertase.
2. Konsentrasi enzim yang diperoleh secara biuret adalah 152,85 mg/ml.
3. Konsentrasi produk yang terbentuk oleh kerja enzim invertase adalah 2538,261
ppm.
B. Saran
No comment...!!!!!!
DAFTAR PUSTAKA
Rismijana, J., Indriani, I.N., Pitriyani, T., 2003, Penggunaan Enzim Selulase
Hemiselulase pada Proses Deinking Kertas Koran Bekas, Jurnal
Matematika dan Sains Vol. 8 No. 2.
Siswoyo, T. A., Oktavianawati, I., Sugiharto, B., Murdiyanto, U., 2006, Perubahan
Kandungan Sukrosa Dan Aktivitas Invertase Pada Batang Tebu Selama
Pemanenan, Zuriat, Vol. 17, No. 2.
Poernomo, A.T., Purwanto, D.A., 2003, Uji aktivitas “crude” enzim proteolitik
Bacillus subtilis FNCC 0059 hasil fermentasi curah, Majalah Farmasi
Airlangga, Vol.3 No.3.
Sri Widowati, S., Andriani, D., Riyanti, E.I., Raharto, P., dan Sukarno, L., 2006,
Karakterisasi Fitase dari Bacillus coagulans, Prosiding Seminar Hasil
Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Tanaman.
Azis, P., 2004, Enzim dan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Kerja Enzim,
FIK Biochemical Experiment.
Simanjuntak, M.T., Silalahi, J., 2003, BIOKIMIA, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Jurusan Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Indah, M., 2004, Enzim, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Jurusan
Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Lampiran
1. Penentuan Konsentrasi Enzim Secara Biuret
Konsentrasi BSA (mg/mL) Absorbansi
2
4
6
8
10
0,075
0,112
0,159
0,189
0,250
Sampel 0,356
Grafik
Dari grafik di atas diperoleh persamaan garis y = 0,0214x + 0,0289
Sehingga diperoleh konsentrasi sampel :
y = 0,0214x + 0,0289
0,356 = 0,0214x + 0,0289
0,3271 = 0,0214x
x = 15,285 mg/mL
x = 15,285 mg/mL x 10
= 152,85 mg/ml
2. Penentuan Jumlah Produk Yang Terbentuk Oleh Kerja Enzim Invertase
Untuk larutan glukosa konsentrasi 20 ppm dan Volume awal (V1) 1 mL
Konsentrasi awal (M1) = 20 ppm
Volume akhir (V2) = 10 mL
Dengan menggunakan rumus pengenceran : M1 x V1 = M2 x V2
20 ppm x 1 mL = M2 x 10 mL
M2 = 2 ppm
Untuk larutan glukosa konsentrasi 40 ppm dan Volume awal (V1) 1 mL
Konsentrasi awal (M1) = 40 ppm
Volume akhir (V2) = 10 mL
Dengan menggunakan rumus pengenceran : M1 x V1 = M2 x V2
40 ppm x 1 mL = M2 x 10 mL
M2 = 4 ppm
Untuk larutan glukosa konsentrasi 60 ppm dan Volume awal (V1) 1 mL
Konsentrasi awal (M1) = 60 ppm
Volume akhir (V2) = 10 mL
Dengan menggunakan rumus pengenceran : M1 x V1 = M2 x V2
60 ppm x 1 mL = M2 x 10 mL
M2 = 6 ppm
Untuk larutan glukosa konsentrasi 80 ppm dan Volume awal (V1) 1 mL
Konsentrasi awal (M1) = 80 ppm
Volume akhir (V2) = 10 mL
Dengan menggunakan rumus pengenceran : M1 x V1 = M2 x V2
80 ppm x 1 mL = M2 x 10 mL
M2 = 8 ppm
Untuk larutan glukosa konsentrasi 100 ppm dan Volume awal (V1) 1 mL
Konsentrasi awal (M1) = 100 ppm
Volume akhir (V2) = 10 mL
Dengan menggunakan rumus pengenceran : M1 x V1 = M2 x V2
100 ppm x 1 mL = M2 x 10 mL
M2 = 10 ppm
Konsentrasi (ppm) Absorbansi
2
4
6
8
10
0,002
0,007
0,018
0,049
0,004
Sampel 0,586
Grafik
Dari grafik di atas diperoleh persamaan garis y = 0,0023x + 0,0022
Sehingga diperoleh konsentrasi sampel :
y = 0,0023x + 0,0022
0,586 = 0,0023x + 0,0022
0,5838 = 0,0023x
x = 253,8261 ppm
x = 253,8261 ppm x 10
= 2538,261 ppm