Pengaruh PH Dan Temperatur Terhadap Aktivitas Enzim Alfa Amilase [PDF]

Citation preview

Senin, 19 November 2018



Laporan Praktikum Biokimia



PENGARUH pH DAN TEMPERATUR TERHADAP AKTIVITAS ENZIM α-AMILASE



AIDUL H031 17 1008 KELOMPOK 1



DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2018



Laporan Praktikum Biokimia



PENGARUH pH DAN TEMPERATUR TERHADAP AKTIVITAS ENZIM α-AMILASE



Disusun dan diajukan oleh: AIDUL H031 17 1008



Laporan ini telah diperiksa dan disetujui oleh:



Dosen penanggung jawab praktikum



Dr. Hasnah Natsir, M.Si NIP. 19602032011987112001



Asisten



Andi Akbar, S.Si



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Protein merupakan suatu senyawa yang dibutuhkan dalam tubuh manusia. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Enzim biasanya terdapat dalam konsentrasi yang sangat rendah di dalam sel, dimana enzim dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengubah posisi kesetimbangan. Enzim mampu mempercepat reaksi hingga satu juta kali lebih cepat dibanding reaksi-reaksi tanpa enzim. Di samping daya katalisnya mencapai nilai yang luar biasa, enzim memiliki spesifitas terhadap substrat dari reaksi yang dikatalisisnya. Salah satu enzim yang berperan penting adalah enzim amilase (Ngili, 2009). Menurut Mahardikaningrum dan Yunita (2012), enzim amilase merupakan salah satu enzim pencernaan yang berasal dari getah pankreas. Enzim amilase juga terdapat di dalam duodenum, namun sumbernya berasal dari pankreas, duodenum merupakan muara dari getah pankreas. Enzim ini berfungsi untuk mendegradasi karbohidrat (pati) menjadi monosakarida dalam proses metabolisme tubuh dan sebagai penghasil energi dalam bentuk ATP. Menurut Risnawati dan Cahyaningrum (2013), faktor-faktor utama yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah suhu, temperatur, pH, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, inhibitor, dan aktivator. Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan percobaan mengenai pengaruh pH dan temperatur terhadap aktivitas enzim α-amilase untuk menentukan pH optimum dan temperatur optimum aktivitas enzim α-amilase.



1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud Percobaan Maksud dalam percobaan ini adalah untuk mempelajari dan memahami pengaruh pH dan temperatur terhadap aktivitas enzim α-amilase.



1.2.2 Tujuan Percobaan 1. Menentukan pH optimum aktivitas enzim α-amilase. 2. Menentukan temperatur optimum aktivitas enzim α-amilase.



1.3 Prinsip Percobaan Prinsip dalam percobaan ini adalah menentukan pH optimum aktivitas enzim α-amilase dengan cara penambahan bufer dengan variasi pH, substrat, NaCl, indikator, dan inkubasi. Menentukan temperatur optimum aktivitas enzim α-amilase dengan cara penambahan substrat dan indikator dengan variasi temperatur.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



Enzim adalah polimer biologis yang mengatalisis reaksi kimia yang memungkinkan berlangsungnya kehidupan seperti yang kita kenal. Keberadaan dan pemeliharaan rangkaian enzim yang lengkap dan seimbang merupakan hal yang esensial untuk menguraikan nutrien menjadi energi dan chemical building block (bahan dasar kimiawi), menyusun bahan-bahan dasar tersebut menjadi protein. DNA, membran, sel, dan jaringan serta memanfaatkan energi untuk melakukan motilitas sel, fungsi saraf, dan kontraksi otot. Sebagian besar dari berbagai variasi reaksi biokimia dalam kehidupan tidak akan lepas dari katalis biologis yang bernama enzim. Meskipun enzim ikut dalam reaksi seperti pada umumnya, namun enzim tidaklah berubah bentuk dalam kondisi akhir reaksi. Peranan penting enzim antara lain adalah meningkatkan kecepatan reaksi, memperbaiki kondisi reaksi, memiliki spesifisitas terhadap substansi-substansi, dan mengontrol reaksi (Voet dan Voet, 2011). Enzim adalah senyawa organik yang mengatalisis reaksi biokimia. Dalam setiap sel tubuh manusia mengandung ribuan enzim yang berbeda-beda, karena kebanyakan reaksi dalam sel membutuhkan enzim spesifik tertentu. Dalam reaksi dalam sel, jika tidak dikatalisis dengan enzim, maka reaksi akan berlangsung jutaan kali lebih lama dibandingkan menggunakan katalis spesifik seperti enzim. Sebagai katalis, enzim tidak terkonsumsi dalam reaksi melainkan hanya membantu reaksi berlangsung lebih cepat. Enzim amilase merupakan enzim yang mampu mengatalis proses hidrolisis pati untuk menghasilkan molekul lebih sederhana seperti glukosa,



maltosa dan dekstrin. Proses hidrolisis pati tersebut dilakukan melalui tiga tahapan yaitu gelatinisasi, likuifikasi dan sakarifikasi. Salah satu amilase yang banyak dikembangkan saat ini adalah enzim amilase pemecah pati mentah (APPM) (Nangin dan Sutrisno, 2015). Enzim amilase pemecah pati mentah (APPM) memiliki keunggulan mampu bekerja pada substrat yang tidak mengalami proses gelatinisasi (pati mentah). Penggunaan enzim ini dalam industri berbasis pati dilaporkan telah mengurangi biaya produksi secara signifikan jika dibandingkan dengan proses konvensional. Selain itu, penggunaan enzim tersebut juga menghemat waktu dan energi produksi karena tidak memerlukan proses gelatinisasi. Enzim APPM dapat ditemukan dari berbagai jenis makhluk hidup seperti tanaman, hewan, manusia, hingga mikroba (Nangin dan Sutrisno, 2015). Amilase adalah enzim yang mempunyai kemampuan memecah ikatan glukosida pada polimer pati. Penggunaan amilase dilaporkan mengalami peningkatan setiap tahunnya. Permintaan akan enzim golongan amilase telah mencapai sekurangkurangnya 25% dari keseluruhan pasar enzim. Kelompok enzim ini memiliki banyak variasi dalam aktivitasnya, sangat spesifik, tergantung pada tempatnya bekerja. Seiring dengan adanya penemuan-penemuan baru mengenai enzim amilase, kelompok dari amilase semakin bertambah. Beberapa kelompok dari enzim amilase adalah α-amilase, β-amilase dan γ-amilase (Nangin dan Sutrisno, 2015). Aktivitas enzim berkaitan erat dengan strukturnya, perubahan struktur akan menyebabkan perubahan aktivitas enzim. Pada pH optimum konformasi enzim berada pada kondisi yang ideal. Hal ini menyebabkan interaksi antara enzim dan substrat menjadi maksimal. Pada suasana yang terlalu asam atau basa, kanformasinya



berubah sehingga aktivitas enzim akan terganggu. Perubahan tingkat keasaman akan menyebabkan terjadinya penurunan aktivitas. Konsentrasi substrat adalah salah satu faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim amilase. Pada konsentrasi enzim yang tetap, penambahan konsentrasi substrat akan menaikkan aktivitas enzim sampai mencapai batas maksimum. Pada kondisi tersebut semua enzim telah jenuh dengan substrat, sehingga penambahan substrat sudah tidak akan meningkatkan aktivitas enzim -amilase. Faktor-faktor utama yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah konsentrasi enzim, substrat, senyawa inhibitor dan aktivator, pH serta temperatur lingkungan. Temperatur mempengaruhi aktivitas enzim. Pada temperatur rendah, reaksi enzimatis berlangsung lambat, kenaikan temperatur akan mempercepat reaksi, hingga suhu optimum tercapai dan reaksi enzimatis mencapai maksimum. Kenaikan temperatur melewati temperatur optimum akan menyebabkan enzim terdenaturasi dan menurunkan kecepatan reaksi enzimatis (Voet dan voet, 2011). Di antara enzim yang lain, protease dan amilase dianggap enzim paling menonjol karena penggunaannya secara luas digunakan dalam pembuatan bir, deterjen, dan juga industri makanan. Enzim amilase digunakan dalam pengolahan tepung industri untuk hidrolisis polisakarida seperti pengubahan pati menjadi gula. Dengan perkembangan bioteknologi, aplikasi enzim amilase diperluas diberbagai bidang, seperti klinis, obat dan kimia analitik (Tiwari dkk., 2015).



BAB III METODE PERCOBAAN



3.1 Bahan Percobaan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan amilum 1%, saliva, iodin 0,1 N, iodin 0,01 N, larutan bufer pH 7,8; 7,0; 6,4; 6,0; 5,8, NaCl 0,1 M, akuades, es batu, kertas label, sunlight, dan tissue roll.



3.2 Alat Percobaan Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, rak tabung, gelas kimia, hot plate, pipet tetes, micropipet, plat tetes, inkubator, baskom, labu semprot, vorteks, dan sikat tabung.



3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Dimasukkan bufer pH 7,8; 7,0; 6,4; 6,0; dan 5,8 ke dalam tabung reaksi yang berbeda sebanyak 2,5 mL. Dimasukkan 2,5 mL larutan pati 1% lalu dihomogenkan. Ditambahkan 1 mL NaCl 0,1 M ke tabung reaksi lalu dihomogenkan. Ditambahkan 1 mL saliva fp 10 ke dalam tabung reaksi lalu dihomogenkan. Ditambahkan 3 tetes iodin 0,1 N lalu dihomogenkan. Larutan diinkubasi selama 35 menit dan diamati perubahan warnanya setiap 5 menit. 3.3.2 Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Dimasukkan larutan pati 1% sebanyak 2,5 mL ke empat tabung reaksi berbeda. Ditambahkan 0,5 mL saliva fp 10 ke setiap tabung reaksi lalu dihomogenkan. Tabung pertama disimpan dalam baskom berisi air es, tabung kedua



dibiarkan dalam ruang terbuka, tabung ketiga disimpan dalam inkubator, dan tabung keempat disimpan dalam air panas. Tabung didiamkan selama 35 menit dan diteteskan ke plat tetes yang telah diisi satu tetes iodin 0,01 N selama 5 menit.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil Pengamatan 4.1.1 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Tabel 1. Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim α-amilase. Waktu Warna (menit) 5,8 6,0 6,4 5 +++++ ++++ ++++ 10 +++++ ++++ ++++ 15 +++++ +++ ++++ 20 +++++ ++ ++++ 25 +++++ + +++ 30 +++++ +++ 35 +++++ +++ Keterangan: ++++++



= Biru sangat pekat



+++++



= Biru pekat



++++



= Biru agak pekat



+++



= Biru



++



= Agak biru



+



= Sedikit biru



Tabel 2. Hubungan pH terhadap invers waktu. pH Waktu (menit) 5,8 35 6,0 30 6,4 25 7,0 10 7,8 35



7,0 +++ ++ -



7,8 +++++ +++++ +++++ +++++ +++++ ++++ +++



1/t (menit-1) 0,0285 0,033 0,04 0,1 0,0285



0.12 0.1



t-1 (menit-1)



y = 0,0089x – 0,013 0.08



R2 = 0,056



0.06 0.04 0.02 0 5,8



6,0



6,4 pH



7,0



7,8



Gambar 1. Grafik hubungan pH terhadap invers waktu. 4.1.2 Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Tabel 3. Pengaruh temperatur terhadap aktivitas enzim α-amilase. Waktu Warna (menit) 0 27 40 5 ++ +++++ ++ 10 + +++ + 15 ++++ +++ + 20 +++ ++ 25 ++ 30 + 35 Keterangan: ++++++



= Biru sangat pekat



+++++



= Biru pekat



++++



= Biru agak pekat



+++



= Biru



++



= Agak biru



+



= Sedikit biru



100 +++++ +++++ ++++ +++ ++ + ++



Tabel 4. Hubungan temperatur terhadap invers waktu. Suhu (oC) Waktu (menit) 0 35 25 25 40 20 100 30



0.06



y = 0.049572x – 0,00015



0.05



t-1 (menit-1)



1/t (menit-1) 0,0285 0,04 0,05 0,033



R2 = 0,492



0.04 0.03 0.02 0.01 0 0



27 40 o Temperatur ( C)



100



Gambar 2. Grafik hubungan temperatur terhadap invers waktu.



4.2 Reaksi CH2OH



CH2OH O



H H OH



H



O



H H OH



H



H + nI2



H O



O



O H



H



OH



O H OH



H



I



H



H



O H OH



OH



I Amilum (Biru)



H



amilase



H O



O



O H



n



CH2OH



CH2OH H



OH



H



OH



n



CH2OH H



O H OH



H + I2



H OH



OH H



OH bening



4.3 Pembahasan 4.3.1 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Pada percobaan ini digunakan larutan bufer fosfat dengan pH 7,8; 7,0; 6,4; 6,0; dan 5,8. Hal ini bertujuan mengetahui pada pH berapa enzim α-amilase dapat bekerja secara optimal. Larutan bufer tersebut masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan larutan amilum 1% yang bertindak sebagai substrat. Kemudian ditambahkan NaCl 0,1 M, tujuan penambahan NaCl adalah untuk menyamakan kondisi pH pada mulut dengan tabung reaksi. Kemudian pada masing-masing tabung ditambahkan saliva fp 10 kali. Dimana saliva bertindak sebagai enzim, karena pada saliva terkandung enzim α-amilase. Setelah itu, ditambahkan iodin 0,1 N. Tujuan penambahan iodin adalah sebagai indikator dengan melihat perubahan warna dari biru menjadi bening. Selanjutnya, masing-masing tabung dimasukkan ke dalam inkubator pada suhu 37 oC selama 35 menit dan diamati perubahan warnanya pada interval 5 menit secara berulang. Berdasarkan grafik hubungan pH terhadap invers waktu, dapat diketahui bahwa pH optimum aktivitas enzim α-amilase adalah pada pH 7. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang berlaku, dimana pH optimum dari aktivitas enzim α-amilase adalah pada pH 7,5. Kesalahan ini terjadi mungkin disebabkan oleh konsentrasi NaCl yang ditambahkan terlalu tinggi sehingga memicu enzim tidak bekerja optimal pada pH yang sesuai. Selain itu, pati yang digunakan mungkin kurang baik.



4.1.2 Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Pada percobaan ini ditentukan suhu optimum pada aktivitas enzim α-amilase. Masing-masing tabung diisi dengan larutan pati 1%, dimana larutan pati 1% berfungsi sebagai substrat. Setelah itu, ditambahkan saliva fp 10 kali yang berfungsi sebagai enzim, karena pada saliva terkandung enzim α-amilase. Tabung pertama dicelupkan ke dalam air es (0 °C), tabung kedua ditempatkan pada suhu kamar (27 °C), tabung ketiga dimasukkan ke dalam inkubator (40 °C) dan tabung keempat dimasukkan dalam penangas air (100 °C). Perlakuan ini dilakukan pada berbagai suhu yang telah ditentukan masing-masing agar dapat diketahui pada suhu berapa enzim amilase bekerja secara optimal. Pengujian ini dilakukan selama 35 menit dan diteteskan ke plat tetes yang telah diisi 1 tetes iodin 0,01 N setiap 5 menit, diamati perubahan warnanya. Tujuan penambahan iodin adalah sebagai indikator dengan melihat perubahan warna dari biru menjadi bening. Berdasarkan grafik hubungan temperatur terhadap invers waktu, dapat diketahui bahwa temperatur optimum aktivitas enzim α-amilase adalah pada temperatur 40 °C. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang berlaku, dimana suhu optimum aktivitas enzim α-amilase yang seharusnya yaitu pada temperatur 37 °C. Penentuan yang tidak sesuai dengan teori ini disebabkan oleh pati yang kurang baik, sebab ada penambahan yang menghasilkan warna hijau tua yang tidak diinginkan, pembentukan bening secara langsung tanpa pembentukan biru, dan berbagai kondisi yang lain.



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN



5.1 Kesimpulan 1.



pH optimum aktivitas enzim α-amilase adalah pada pH 7.



2.



Temperatur optimum aktivitas enzim α-amilase adalah pada temperatur 40 °C.



5.2 Saran 5.2.1 Saran untuk Laboratorium Sebaiknya alat dan bahan pada laboratorium lebih dilengkapi lagi untuk memperlancar jalannya praktikum. Selain itu, wastafel dalam laboratorium yang sudah rusak agar diperbaki atau diganti.



5.2.2 Saran untuk Percobaan Sebaiknya pada percobaan lebih divariasikan lagi pH dan temperaturnya serta indikator yang digunakan sebaiknya memiliki konsentrasi yang tepat agar mempermudah dalam pengamatan warna larutannya.



DAFTAR PUSTAKA



Nangin, D. dan Sutrisno, A., 2015, Enzim Amilase Pemecah Pati Mentah dari Mikroba: Kajian Pustaka, Jurnal Pangan dan Agroindustri, 3(3):1032-1039. Ngili, Y., 2009, Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul, Graha Ilmu, Yogyakarta. Tiwari, S., Srivastava, R., Singh, C., Shukla, K., Singh, R., Singh, P., Singh, R., Singh, N., dan Sharma, R., 2015, Amylases: An Overview with Special Reference to Alpha Amylase, Journal of Global Bioscience, 4(1): 1886-1901. Voet, D. dan Voet, J. G., 2011, Biochemistry, Wiley, America.



Lampiran 1. Bagan Kerja



1. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Larutan bufer dengan pH 7,8; 7,0; 6,4; 6,0; dan 5,8 -



Dipipet ke dalam tabung reaksi yang berbeda masing-masing 2,5 mL.



-



Ditambahkan 2,5 mL larutan pati 1% dan dihomogenkan.



-



Ditambahkan 1 mL NaCl 0,1 M dan dihomogenkan.



-



Ditambahkan masing-masing 1 mL saliva fp 10 kali, dihomogenkan.



-



Ditambahkan 3 tetes iodin 0,1 N dan dihomogenkan.



-



Dimasukkan ke dalam inkubator 37 °C selama 35 menit dan dimati perubahan warnanya setiap 5 menit.



Hasil 2. Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase Larutan pati 1% - Dimasukkan ke dalam 4 tabung reaksi sebanyak 2,5 mL. -



Ditambahkan 0,5 mL saliva fp 10 kali dan dihomogenkan.



- Ditempatkan masing-masing tabung pada ice bath (0o C), suhu kamar (27o C), inkubator (37oC), dan penangas air (100o C) selama 35 menit. - Dipipet contoh masing-masing tabung sebanyak 1-3 tetes pada interval 5 menit pada plat tetes yang telah diisi 1 tetes iodin 0,01 N. - Diamati perubahan warnanya. Hasil



Lampiran 2. Perhitungan



1. Pembuatan Larutan Amilum 1% b



X%



=



1%



=



b



= 0,5 gram



V



× 100% b



50 mL



× 100%



2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase pH =



1



t



Keterangan: t = waktu (menit-1) Jadi untuk: 1



pH 5,8 = 35



= 0,0285



1 pH 6,0 = 30



= 0,033



1 pH 6,4 = 25



= 0,04



pH 7,0 =



1 10



1 pH 7,8 = 35



= 0,1 = 0,0285



3. Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase 1 Temperatur = t



Keterangan: t = waktu (menit-1)



Jadi untuk: Suhu 0 °C =



Suhu 27 °C =



Suhu 40 °C =



1 35 1 25 1 20



Suhu 100 °C =



= 0,0285



= 0,04



= 0,05



1 30



= 0,033



Lampiran 3. Foto Percobaan



1. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase



2. Pengaruh Temperatur Terhadap Aktivitas Enzim α-Amilase