1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam tubuh manusia terjadi bermacam-macam proses biokimia dan tiap

proses menggunakan katalis enzim tertentu. Untuk membedakannya maka tiap

enzim diberi nama. Secara umum nama tiap enzim disesuaikan dengan nama

substratnya, dengan penambahan “ase” di belakangnya.1

Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel

hidup. Sekarang, kira-kira lebih dari 2000 enzim telah teridentifikasi, yang

masing-masing berfungsi sebagai katalisator kimia dalam sistem hidup. Sintesis

enzim terjadi di dalam sel dan sebagian besar enzim dapat diperoleh dengan

ekstraksi dari jaringan tanpa merusak fungsinya.2

Organisme hidup mampu mendapatkan dan menggunakan energi dengan

cepat karena adanya katalis biologis yang disebut enzim. Sebagaimana katalis

anorganik, enzim mengubah kecepatan suatu reaksi kimia, tetapi tidak

memengaruhi kesetimbangan akhir reaksi. Enzim dibutuhkan dalam jumlah kecil

untuk perubahan besar pada molekul substrat. Meskipun demikian, tidak seperti

pada katalis anorganik, enzim memiliki suatu spesifikasi yang terbatas, misalnya

enzim hanya akan mengkatalis suatu reaksi yang memiliki nilai kecil atau pada

beberapa kasus, hanya satu reaksi. Enzim hanya akan bekerja dalam kondisi yang

1Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, Dasar-Dasar Biokimia (Jakarta: UI-Press, 2009), h. 142.

2Maswati Baharuddin, Sappe Wali, dan Fitria Azis, Penuntun Praktikum Biokimia (Makassar: Alauddin-Press, 2013), h. 16.

1

2

sesuai, seperti pH, suhu, konsentrasi, kofaktor dan sebagainya.3 Berdasarkan

uraian sebelumnya maka dilakukanlah percobaan tentang enzim.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim?

2. Bagaimana pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim?

3. Bagaimana pengaruh derajat keasaman (pH) terhadap aktivitas enzim?

4. Bagaimana cara membuktikan adanya enzim dalam suatu bahan?

5. Bagaimana aktivitas enzim dalam mengkatalisis substrat?

C. Tujuan Percobaan

Tujuan diadakannya percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi aktivitas enzim.

2. Mengidentifikasi pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim.

3. Membuktikan bahwa derajat keasaman (pH) mempengaruhi aktivitas enzim.

4. Membuktikan adanya enzim dalam suatu bahan.

5. Mengetahui aktivitas enzim dalam mengkatalisis substrat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

3Maria Bintang, Biokimia Teknik Penelitian (Jakarta: Erlangga, 2010), h. 49.

3

A. Enzim

Enzim adalah biokatalisator yang merupakan molekul biopolimer dan

tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang

teratur dan tetap. Enzim memiliki peranan yang sangat penting dalam berbagai

reaksi kimia yang terjadi di dalam sel yang mungkin sangat sulit dilakukan oleh

reaksi kimia biasa.4

Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel

hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah (1) dapat meningkatkan

produk beribu kali lebih tinggi; (2) bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu

yang relatif rendah; dan (3) bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu.

Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri

kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosa-isomerase,

papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase,

lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan

mikroorganisme.5

Jika suatu enzim dicampur dengan substratnya di dalam kondisi yang

tepat, kemungkinan tidak terjadi katalis atau hanya terjadi satu aktivitas yang

kecil. Hal ini sering terjadi karena tidak adanya koenzim dan aktivator. Koenzim

adalah senyawa organik dengan berat molekul rendah berperan aktif dalam

katalis. Koenzim sering kali bekerja sebagai akseptor atau donor gugus kimia

4Risha Tiara Jayanti, Pengaruh pH, Suhu Hidrolisis Enzim a-Amilase dan Konsentrasi Ragi Roti untuk Produksi Etanol Menggunakan Padi Bekatul (Surakarta: Universitas Sebelas Maret, 2011), h. 8.

5Johni Azmi, “Penentuan Kondisi Optimum Fermentasi Aspergillus Oryzae Untuk Isolasi Enzim Amilase Pada Medium Pati Biji Nangka (Arthocarphus Heterophilus Lmk),” Jurnal Biogenesis Vol. 2(2):55-58 (2006), h. 1.

3

4

spesifik. Koenzim merupakan nama yang diberikan pada kofaktor terlarut,

sedangkan istilah gugus prostetik yang sebenarnya adalah koenzim yang melekat

kuat pada protein. Aktivator adalah senyawa kimia alamiah sederhana serta tidak

terlalu spesifik seperti koenzim dan berfungsi untuk mengaktivasi kompleks

enzim – substrat.6

Kemampuan enzim untuk mengatalisis suatu reaksi merupakan hal yang

spesifik. Ini berarti bahwa suatu enzim hanya mampu menjadi katalisator untuk

reaksi tertentu. Spesifitas enzim tersebut disebabkan oleh bentuknya yang unik

dan gugus polar atau nonpolar yang terdapat pada struktur kimia enzim tersebut.

Sebagian besar enzim mempunyai spesifitas absolut. Enzim tersebut hanya dapat

memengaruhi substrat tunggal. Laktase misalnya, hanya dapat mengatalisis

hidrolisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa, tetapi tidak dapat mengatalisis

substrat lain.7

Kespesifikan stereokimia juga dimiliki oleh beberapa enzim. Dalam hal

ini, suatu enzim hanya mampu mengatalisis salah satu bentuk stereoisomer

substrat tertentu. Kespesifikan stereokimia dibedakan atas:

1. Kespesifikan optik. Enzim hanya dapat mengatalisis salah satu pasangan

isomer optik suatu substrat.

2. Kespesifikan geometrik. Enzim hanya dapat mengatalisis salah satu pasangan

isomer geometrik suatu substrat.

6Maria Bintang, op. cit., h. 61.

7Damin Sumardjo, Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran (Jakarta: EGC, 2008), h. 393.

5

Beberapa enzim mempunyai kespesifikan gugus fungsional. Enzim ini hanya

mampu bekerja sebagai katalis senyawa (substrat) dengan gugus fungsional

tertentu. 8

Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang

terjadi dalam sel maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 108

sampai 1011 kali lebih cepat daripada reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Jadi,

enzim dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, di samping itu

mempunyai derajat kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainnya, maka

enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Reaksi kimia ada

yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan ada pula yang menghasilkan

energi atau mengeluarkan energi (eksergonik).9

Enzim merupakan katalis organik dan termasuk protein globular. Enzim

dapat menurunkan barier energi aktivasi, sehingga reaksi dapat berlangsung dalam

kondisi normal yang ada pada sel hidup. Enzim dapat mempercepat tingkat reaksi

yang sebenarnya terajdi, tetapi jauh lebih lambat.10

Banyak faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim. Beberapa di antaranya

yang penting adalah suhu, pH, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat.11

1. Pengaruh Suhu

Setiap enzim mempunyai suhu optimum, yaitu suhu dimana enzim

memiliki aktivitas maksimal. Enzim di dalam tubuh manusia mempunyai suhu

optimal sekitar 37oC. Di bawah atau di atas optimum, aktivitas enzim menurun.

8Ibid.

9Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, op.cit., h. 143.

10James Veldman, Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula (Jakarta: EGC, 2004), h. 29.

11Maswati Baharuddin, Sappe Wali, dan Fitria Azis, op.cit., h. 17- 18.

6

Suhu mendekati titik beku tidak merusak enzim, tetapi enzim tidak aktif. Jika

suhu dinaikkan maka aktivitas enzim meningkat. Namun, kenaikan suhu yang

cukup besar dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi dan mematikan

aktivitas katalisisnya. Sebagian besar enzim mengalami denaturasi pada suhu di

atas 60oC.

2. Pengaruh pH

Enzim bekerja pada pH tertentu, umumnya pada pH sekitar 6 – 8. Setiap

enzim mempunyai pH optimum yang khas. pH optimum enzim umumnya adalah

sekitar pH jaringan di mana enzim berada. Beberapa enzim ada yang aktivitasnya

pada pH tinggi dan ada pula yang pada pH rendah.. pada pH jauh di atas pH

optimum, enzim akan mengalami denaturasi.

3. Pengaruh Konsentrasi Enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu, bertambahnya konsentrasi enzim akan

meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Dengan akata lain, kecepatan reaksi

enzimatis (V) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas

tertentu, sehingga reaksi mengalami kesetimbangan. Pada saat setimbang,

peningkatan konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh.

7

4. Pengaruh Konsentrasi Substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap, peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis sampai mencapai kecepatan maksimum

(Vmaks) yang tetap. Pada titik maksimum, semua enzim telah jenuh dengan substrat

sudah tidak akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis.

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing-

masing enzim diberi nama menurut nama substratnya. Enzim dibagi dalam enam

golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim

memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah:12

1. Oksidoreduktase: kelompok enzim yang mengerjakan reaksi oksidasi dan

reduksi.

2. Transferase: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan suatu

gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain.

3. Hidrolase: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis.

4. Liase: kelompok enzim yang mengatalisis reaksi adisi atau pemecahan ikatan

rangkap.

5. Isomerase: kelompok enzim yang mengatalisis perubahan konformasi molekul

(isomerisasi).

6. Ligase (sintetase): kelompok enzim yang mengatalisis pembentukan ikatan

kovalen.

Kerja enzim model lock and key (pengunci dan kunci). Hanya bagian

tertentu dari molekul enzim yang dapat mengikat substrat. Bagian reseptor ini

disebut sisi aktif. biasanya menyerupai lekukan atau kantong di permukaan enzim

12Ibid.

8

yang sesuai dengan bentuk sisi aktif tersebut. Enzim merupakan pengunci

molekular yang hanya cocok untuk kunci molekular substrat.13

Kerja enzim model induced fits (susunan terinduksi). Saat substrat

berikatan dengan enzim di sisi aktif, substrat akan melakukan sedikit perubahan

struktur pada enzim. Induksi susnan enzim dan substrat dapat meningkatkan

kemapuan reaksi dan membantu mencegah ikatan kimia.14

B. Enzim Amilase

Amilase merupakn enzim yang penting dalam bidang pangan dan

bioteknologi. Amilase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis pati

menjadi gula-gula sederhana. Amilase mengubah karbohidrat yang merupakan

polisakarida menjadi maltosa (alfa dan beta) ataupun glukosa (glukoamilase)

amilase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti tanaman, binatang dan

mikroorganisme.15

Enzim amilase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum hingga

terbentuk maltosa. Ada tiga macam enzim amilase, yaitu alfa amilase, beta

amilase dan gamma amilase. Alfa amilase terdapat dalam saliva (ludah) dan

pankreas. Enzim ini memecah ikatan 1 – 4 yang terdapat dalam amilum dan

disebut endo amilase sebab enzim ini memecah bagian dalam atau bagian tengah

molekul amilum. Beta amilase terutama terdapat pada tumbuhan dan dinamakan

eksoamilase sebab memecah dua unit glukosa yang terdapat pada ujung molekul

amilum secara berurutan sehingga pada akhirnya terbentuk maltosa. Gamma

13James Veldman, loc. cit.

14Ibid.

15Khairul Anam, Produksi Enzim Amilase (Bogor: Institut Pertanian Bogor, 2010), h. 1.

9

amilase telah diketahui terdapat dalam hati. Enzim ini dapat memecah ikatan 1 – 4

dan 1 – 6 pada glikogen dan menghasilkan glukosa.16

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Hari/Tanggal : Selasa, 29 Oktober 2013

Pukul : 08.00 – 10.43 WITA

16Anna Poedjiadi dan Titin Supriyanti, op. cit., h. 155.

10

Tempat : Laboratorium Biokimia Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Alauddin Makassar

B. Alat dan Bahan

1. Alat

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu oven, inkubator, pipet

skala, gelas kimia, penangas, termometer 100oC, bunsen, tabung reaksi, rak

tabung, pipet tetes, gegep kayu, kaki tiga, botol semprot, dan bulp.

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu aquades (H2O),

enzim amilase (saliva), larutan amilum (C6H10O5)n 2%, larutan asam klorida

(HCl) 0,4%, larutan iodium (I2), larutan natrium karbonat (Na2CO3) 1%, dan

pereaksi benedict.

C. Prosedur Kerja

Prosedur kerja pada praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim

a. Menyediakan 5 buah tabung reaksi yang bersih dan kering,

masing-masing diisi dengan 2 mL larutan amilum.

b. Menambahkan 1 mL enzim amilase pada setiap tabung.

c. Tabung 1, memasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi es.

12

11

Tabung 2, menyimpannya dalam suhu kamar.

Tabung 3, memasukkan ke dalam inkubator dengan suhu 37 – 40oC.

Tabung 4, masukkan ke dalam penangas air dengan suhu 75 – 80oC.

Tabung 5, memasukkan ke dalam oven dengan suhu 100oC.

d. Membiarkan masing-masing tabung pada tempatnya selama 15 menit.

e. Melakukan uji dengan larutan iod dan pereaksi benedict.

f. Mengamati perubahan warna yang terjadi.

2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim

a. Menyediakan 3 buah tabung reaksi yang bersih dan kering.

b. Mengisi tabung I dengan 2 mL larutan asam klorida (HCl) 0,4%;

tabung II dengan 2 mL aquades (H2O); dan tabung III dengan 2 mL

larutan natrium karbonat (Na2CO3) 1%.

c. Menambahkan 2 mL larutan amilum dan 1 mL enzim ke dalam setiap

tabung.

d. Mencampurkan hingga homogen kemudian mendiamkannya selama

15 menit.

e. Melakukan uji iodium dan pereaksi benedict.

f. Mengamati perubahan warna yang terjadi.

12

BAB IV

HASIL DAN PEMABAHASAN

A. Hasil Pengamatan

1. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim

No. Suhu (oC) Perubahan Warna

Uji Iodium Uji Benedict

13

Tabung

1 0 Kuning kehijauan (+)

aktivitas enzim

Endapan kuning (+)

aktivitas enzim

2 25 – 30 Biru gelap

(-) aktivitas enzim

Biru

(-) aktivitas enzim

3 37 – 40 Kuning kehijauan

(+) aktivitas enzim

Biru endapan kuning

(+) aktivitas enzim

4 75 – 80 Kuning kehijauan

(+) aktivitas enzim

Biru

(-) aktivitas enzim

5 100 Kuning kehijauan Biru

13

14

(+) aktivitas enzim (-) aktivitas enzim

2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim

Nama

Senyawa

pH Perubahan Warna

Uji Iodium Uji Benedict

HCl 1

Ungu

(-) aktivitas enzim

Biru endapan putih

(-) aktivitas enzim

H2O 7

Bening keruh

(+) aktivitas enzim

Biru endapan kuning

(+) aktivitas enzim

15

Na2CO3 9

Bening

(+) aktivitas enzim

Biru endapan kuning

(+) aktivitas enzim

B. Pembahasan

Enzim merupakan unit fungsional dari metabolisme sel. Enzim bekerja

dengan urutan-urutan yang teratur dan mengkatalisis ratusan reaksi dari reaksi

yang sangat sederhana seperti replikasi kromosom sampai reaksi yang sangat

rumit. Pada keadaan abnormal atau aktivitas berlebihan suatu enzim dapat

menimbulkan penyakit. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim

beberapa diantaranya adalah pengaruh suhu, pengaruh pH, pengaruh konsentrasi

enzim, dan pengaruh konsentrasi substrat (Maswati, dkk. 2013).

Percobaan I yang dilakukan yaitu menguji pengaruh suhu terhadap

aktivitas enzim. Dimana, larutan amilum (substarat) ditambahkan dengan enzim

amilase kemudian ditempatkan pada 5 buah tabung yang berbeda. Tabung I pada

suhu 0oC, tabung II pada suhu 25 – 30oC, tabung III pada suhu 37 – 40oC, tabung

IV pada suhu 75 - 80oC dan tabung V pada suhu 100oC. Disini digunakan suhu

yang bervariasi untuk mengetahui aktivitas optimum enzim. Kemudian dilakukan

uji iodium yang berfungsi untuk mengetahui adanya amilum dalam campuran

16

tersebut dan pereaksi benedict yang berfungsi untuk mengetahui adanya gula

pereduksi yang dapat diketahui dengan terbentuknya endapan berwarna kuning.

Untuk uji iodium dan pereaksi benedict pada tabung I (0oC) hasilnya

terbentuk warna kuning kehijauan pada uji iodium dan terdapat endapan kuning

pada uji pereaksi benedict hal ini menandakan pada suhu 0oC ada aktivitas enzim.

Dimana seharusnya pada suhu tersebut tidak ada aktivitas enzim karena enzim

pada suhu itu tidak aktif. Namun, kesalahan ini disebabakan karena amilum telah

terhidrolisis lebih dahulu oleh enzim amilase sebelum enzim tersebut

dinonaktifkan (ditempatkan pada suhu 0oC). Pada tabung II (25 – 30oC) hasilnya

terbentuk warna biru gelap pada uji iodium dan warna biru pada uji pereaksi

benedict hal ini menandakan tidak adanya aktivitas enzim. Pada tabung III (37 –

40oC) hasilnya terbentuk warna kuning kehijauan pada uji iodium dan warna biru

terdapat endapan kuning pada uji pereaksi benedict yang menyatakan bahwa pada

suhu tersebut ada aktivitas enzim. Dimana pada suhu 37oC merupakan suhu

optimal untuk kerja enzim dalam menghidrolisis amilum menjadi gula sederhana

(glukosa). Pada tabung IV (75 – 80oC) dan tabung V (100oC) hasil yang terbentuk

dari keduanya sama yaitu warna kuning kehijauan pada uji iodium yang

menandakan adanya aktivitas enzim dan warna biru pada uji pereaksi benedict

yang menadakan tidak adanya aktivitas enzim. Dimana seharusnya pada suhu

diatas suhu optimum maka tidak ada lagi aktivitas enzim karena enzim telah

terdenaturasi namun kesalahan ini disebabkan oleh kensentrasi iod yang telah

berubah dimana iod mudah teroksidasi oleh cahaya.

17

Pada percobaan II ini dilakukan perlakuan yang sama seperti percobaan I

hanya saja kali ini yang di uji adalah pengaruh pH terhadap aktivitas enzim. Pada

keadaan asam (pH 1) untuk uji iodium terbentuk warna ungu sedangkan pada uji

pereaksi benedict terbentuk warna biru endapan putih yang menyatakan tidak

adanya aktivitas enzim. Pada keadaan netral (pH 7) untuk uji iodium terbentuk

warna keruh sedangkan pada uji pereaksi benedict terbentuk warna biru endapan

kuning yang menyatakan adanya aktivitas enzim. Berdasarkan teori enzim amilase

akan bekerja pada pH optimum yaitu pada pH 5,6–7,2. Pada keadaan basa (pH 9)

seharusnya sudah tidak ada lagi aktivitas enzim namun disini pada uji iodium dan

uji pereaksi benedict menandakan adanya aktivitas enzim. Kesalahan ini

disebabkan oleh konsentrasi amilum yang digunakan tidak sama karena tidak

dilakukannya pengocokan pada larutan amilum sebelum digunakan.

BAB V

PENUTUP

18

A. Kesimpulan

Kesimpulan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi yaitu pengaruh suhu,

pengaruh pH, pengaruh konsentrasi enzim dan pengaruh konsentrasi

substrat.

2. Suhu berpengaruh terhadap aktivitas enzim, ketika suhu berada di bawah pH

optimum maka enzim akan menjadi nonaktif sedangkan ketika pH di atas

pH optimum maka enzim akan terdenaturasi.

3. pH berpengaruh terhadap aktivitas enzim, ketika pH berada di atas dan di

bawah pH optimum maka enzim akan terdenaturasi.

4. Adanya enzim dalam suatu bahan dapat diketahui dengan melakukan uji

pengaruh suhu dan pH terhadap aktivitas enzim.

5. Cara untuk mengetahui aktivitas enzim dalam mengatalisis substrat dapat

diketahui dengan melakukan uji iodium dan uji benedict.

B. Saran

Saran untuk percobaan ini adalah sebaiknya digunakan perbandingan kerja

enzim amilase yang mempunyai sumber berbeda seperti enzim amilase pada

tumbuhan dan hewan.

DAFTAR PUSTAKA

Anam, Khairul. Produksi Enzim Amilase. Bogor: Institut Pertanian Bogor, 2010.

18

19

Azmi, Johni, “Penentuan Kondisi Optimum Fermentasi Aspergillus Oryzae

Untuk Isolasi Enzim Amilase Pada Medium Pati Biji Nangka

(Arthocarphus Heterophilus Lmk),” Jurnal Biogenesis Vol. 2(2):55-58

(2006).

Baharuddin, Maswati, Sappe Wali, dan Fitria Azis. Penuntun Praktikum Biokimia

Makassar: Alauddin-Press, 2013.

Bintang, Maria. Biokimia Teknik Penelitian. Jakarta: Erlangga, 2010.

Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI-Press,

2009.

Sumardjo, Damin. Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. Jakarta: EGC,

2008.

Veldman, James. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC, 2004.

19