LABORATORIUM TEKONOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UPN “VETERAN” JAWA TIMUR

Praktikum : _Biokimia Pangan_______Percobaan : _RESPIRASI___________Tanggal : _13 November 2013_____Pembimbing : _Ir. Murtiningsih________

Nama : _Nur Diana Septi__NPM/Semester : _1233010021 / III_Romb/Grup : _ I / E___________NPM/Teman Praktek : _1233010019_____

_1233010020_____ _1233010022_____ _1233010026_____

LAPORAN RESMI

__________________________________________________________BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua sel aktif terus menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan

melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun seperti kita ketahui, respirasi lebih dari

sekadar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhan merupakan reaksi oksidasi-

reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2 dan O2 yang diserap direduksi menjadi H2O,

Pati, fruktan, sukrosa, atau gula yang lainnya, lemak, asam organik, bahkan protein dapat

bertindak sebagai substrat respirasi. (Salisbury & Ross, 1995).

Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi

senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel

dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen

dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana

oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti

alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi. Secara umum, respirasi karbohidrat

dapat dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6   +   O2     →    6CO2   +   H2O   +   energy

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. Proses

transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Oksigen

yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi

melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya

dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang

antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel

bagi kedua gas tersebut. Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam

proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron.

1.2 Tujuan Praktikum

Mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap aktivitas enzim.

Mengidentifikasi pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim.

Membuktikan bahwa pH mempengaruhi aktivitas enzim.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Respirasi dalam arti luas adalah pertukaran gas antara organisme dengan lingkungannya,

sedangkan dalam arti yang khusus yaitu adanya pengambilan gas Oksigen dan pelepasan gas

Karbondioksida. Pengambilan Oksigen ini ada yang secara langsung melalui udara dan ada yang

mengambil melalui medium cair yang berada disekeliling mereka. Respirasi terbagi atas yaitu

Respirasi Eksternal, yang merupakan pertukaran udara yang terjadi antara organisme dengan

udara disekeliling mereka dan Respirasi Internal, merupakan pertukaran udara yang terjadi antara

sel dengan organ didalamnya (Willey, 1982).

Respirasi merupakan suatu proses pelepasan energi kimia molekul organik di dalam sel.

Energi molekul organik adalah energi matahari yang disimpan di dalamnya, terjadi pada proses

fotosintesis. Pada proses fotosintesis terjadi adanya pembentukan gula dari molekul-molekul

karbohidrat dan air dengan bantuan cahaya matahari (Dwijoseputro, 1994).

Menurut Dwijoseputro (1989) Respirasi adalah suatu proses pembongkaran (katabolisme

atau disimilasi) dimana energi yang tersimpan tadi ditimbulkan untuk meyelenggarakan proses –

proses kehidupan. Reaksi dari respirasi adalah sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 675 kal

Menurut Willey (1982), menyatakan bahwa respirasi adalah suatu bahan dari proses

reaksi oksidasi bahan organik sel yang melepaskan energi. Energi yang dihasilkan dapat berupa

ATP, NADPH, NADH, dan FADH. Dari pengertian yang daitas dapat disimpulkan bahwa reaksi

yang terjadi pada saat respirasi berlangsung yaitu :

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Energi

Respirasi adalah proses pelepasan energi kimia, molekul – molekul organik dalam sel

pada mitokondria. Pada proses fotosintesis terjadi pembentukan gula dan molekul CO2 dan H2O

dengan bantuan energi matahari. Pelepasan energi kimia dalam proses respirasi ini terjadi

melalui 2 proses penting yaitu proses oksidasi dan reduksi, proses oksidasi disini terjadi

pelepasan hydrogen atau hidrogenase dimana pada proses aerobik penerima hydrogen yang

terakhir adalah O2, disini O2 sebagai adaptor, proses perombakan molekul dimana akibat dari

oksidasi ikatan karbon dari molekul dirombak sehingga menjadi molekul karbon kecil terbalik

dan kemudian molekul tersebut dirombak lagi sehingga akhirnya hanya tinggal satu

karbondioksida dan proses reduksi yaitu suatu reaksi yang melibatkan oksigen dengan

penambahan elektron dari satu atom atau senyawa ( Suseno, 1978 ).

Respirasi bukanlah proses pertukaran gas sederhana saja. Proses keseluruhan merupakan

reaksi reduksi oksidasi yaitu senyawa organik dioksidasi menjadi CO2, sedangkan O2 yang

diserap direduksi menjadi air (H2O). Sebagai substrat respirasi yaitu pati, fruktan, sukrosa atau

gula lainnya, lemak, asam organic dan bahkan protein pada keadaan tertentu (Burhan dkk, 1977).

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi

melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia

ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Respirasi juga

biasa dikatakan reaksi oksidasi organ untuk menghasilkan energi yang digunakan untuk aktifitas

sel dan kehidupan tumbuhan dalam bentuk ATP atau senyawa berenergi tinggi (Garderner,

1991).

Respirasi merupakan proses penggunaan makanan yang mengakibatkan pembentukan

ATP, kemudian dirubah menjadi ADP dan menghasilkan energi. Jadi respirasi dapat

didefenisikan sebagai proses penguraian bahan organik menjadi energi. Semua sel aktif terus-

menerus melakukan respirasi menyerap oksigen dan melepaskan karbondioksida dalam volume

yang sama. Pati, fruktan, sukrosa, gula, dan asam organik serta protein dalam keadaan tertentu

dapat bertindak sebagai substrat respirasi (Darmawan dan Baharsjah, 1983).

Respirasi merupakan rangkaian dari 50 atau lebih reaksi komponen, bukanlah reaksi

tunggal. Respirasi merupakan oksidasi (dengan produk yang sama seperti pembakaran) yang

berlangsung di medium air, dengan pH mendekati netral, pada suhu sedang, dan tanpa asap.

Pemecahan bertahap dan berjenjang molekul besar merupakan cara untuk mengubah energi

menjadi ATP. Lebih lanjut, sejalan dengan berlangsungnya pemecahan, kerangka karbon antara

disediakan untuk menghasilkan berbagai produk esensial lainnya dari tumbuhan. Produk ini

meliputi asam amino untuk protein, nukleotida untuk asam nukleat, dan prazat karbon untuk

pigmen porfirin (seperti klorofil dan sitokrom) dan untuk lemak, sterol, karotenoid, pigmen

flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin (Salisbury dan

Ross, 1995).

Proses yang terjadi didalam respirasi sel adalah pemecahan ikatan-ikatan dalam molekul

organik, terutama ikatan antara atom karbon dengan atom yang menyimpan energi dalam jumlah

besar. Ada beberapa cara dimana energi kimia dilepaskan. Salah satu cara yang paling penting

adalah pengeluaran hidrogen dari suatu bahan bakar yang dikenal dengan istilah dehidrogenasi.

Pada proses dehidrogenasi diperlukan penerima atau akseptor hidrogen (hydrogen acceptor)

(Kimball, 1983).

Berdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen respirasi terbagi atas 2 macam, yaitu

Respirasi anerob dan aerob, respirasi anerob tidak memerlukan oksigen tetapi penguraian bahan

organiknya tidak lengkap. Respirasi macam ini jarang terjadi hanya dalam keadaan khusus.

Dimana substrat respirasi anerob adalah glukosa, yang reaksinya adalah : C6H12O6 →

2C2H5OH + 2 CO2 + ATP Respirasi aerob memerlukan oksigen untuk menghasilkan tenaga

(ATP), yang reaksinya adalah : C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ΔHc - 2880 kJ (Burhan,

1997).

Greulach and Adam ( 1976 ) menyatakan bahwa produk akhir fotosintesis adalah gula,

oksigen dan air. Produk ini merupakan substansi yang nantinya digunakan dalam respirasi

aerobic, sedangkan hasil akhir dari respirasi adalah karbondioksida dan air yang merupakan

substansi yang digunakan dalam fotosintesis. Menurut Salisburry dan Ross (1978) gas O2 pada

respirasi aerobik digunakan untuk oksidasi reduksi bahan makanan. Pada respirasi atau oksidasi

akan dihasilkan CO2 .

Energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dapat digunakan

untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumb uhan. Bila tumbuhan sedang

tumbuh, laju respirasi meningkat sebagai akibat dari permintaan pertumbuhan, tapi beberapa

senyawa yang hilang dialihkan ke dalam reaksi sintesis dan tidak pernah muncul sebagai CO2

(Salisbury dan Ross, 1995).

Bahan bakar yang paling banyak digunakan adalah glukosa. Pembakaran sempurna

glukosa menjadi CO2 menghasilkan energi 686 kilokalori energi bebas. Tetapi dalam reaksi ini

hampir semua energi bebas dibebaskan sebagai panas yang dalam jumlah sedang hanya cukup

untuk menjaga sel agar tetap hangat. Dan tetap tidak cukup untuk melangsungkan reaksi

anabolik. Namun, demikian sel hidup mampu mengkatalisis glukosa menjadi sedemikian rupa

sehingga menghasilkan energi bebas untuk membentuk molekul-molekul ATP (Kimball,1983).

Jika karbohidrat, misalnya sukrosa, fruktan, atau pati merupakan substrat respirasi dan

jika mereka secara sempurna dioksidasi, maka volume O2 yang diambil persis berimbang

dengan CO2 yang dilepaskan. Nisbah CO2 terhadap O2 ini disebut kuosien respirasi atau RQ,

sering hampir mendekati satu. Contoh, RQ yang diperoleh dari daun berbagai jenis tumbuhan

rata-rata 1,05. biji yang sedang berkecambah dari tumbuhan serealia dan kacang-kacangan

seperti kapri dan kacang, yang mengandung pati sebagai cadangan makanan utama, juga

menunjukkan RQ sekitar 1,0. tapi, biji berbagai tumbuhan lain banyak mengandung lemak atau

minyak yang kaya hidrogen dan rendah kandungan oksigennya. Bila minyak dan lemak

dioksidasi selama perkecambahan, RQ sering hanya 0,7, sebab cukup banyak oksigen diperlukan

untuk mengubah hidrogen menjadi H2O dan mengubah karbon menjadi CO2 (Salisbury dan

Ross, 1995).

Reaksi respirasi merupakan kebalikan dari ringkasan reaksi fotosintesis. Proses respirasi

mengalami tiga tahap reaksi yang terpisah. Glikolisis terjadi di sitosol, siklus krebs tau siklus

asam sitrat terjadi dalam matriks mitokondria, transfer electron terjadi pada membran Krista

mitokondria. Beberapa bahan organic yang digunakan sebagai substrat respirasi harus dirombak

jadi molekul gla heksosa terlebih dahulu. Karbohirat cadangan pada tumbuhan umumnya berupa

pati, fruktan, sukrosa maupun karbohidrat kompleks lainnya ( Salisbury dan Ross, 1995 ).

Respirasi dapat dibagi menjadi tiga tahapan reaksi yaitu tahap pertama adalah proses

glikolis. Pola umum dari proses ini adalah penguraian karbohidrat secara bertingkat akan dirubah

menjadi Phospogliseraldehid, kemudian menjadi asam piruvat dan asam piruvat dirubah lagi

menjadi asam oksalat. Tahapan berikutnya adalah lingkaran krebs disebut juga lingkaran asam

sitrat atau lingkaran asam trikarboksilat. Reaksi tersebut merupakan reaksi lingkaran dimana

pada pokoknya asam oksalat akan diubah menjadi CO2 , dan tahap ketiga adalah lingkaran

sitokrom (transfer electron), dalam proses ini tingkat dari akseptor yang satu ditransfer kepada

yang lain. Kemudian sitokrom dan akhirnya kepada CO2 dengan membentuk H2O, pada transfer

tadi dihasilkan energi yang ditangkap oleh ADP menjadi ATP ( Hidayat, 1974 ).

Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi adalah ketersediaan substrat yang dimana

laju respirasi daun sering lebih cepat segera setelah matahari tenggelam saat kandungan gula

tinggi. Daun bagian bawah ternaungi respirasi lebih lambat dari daun sebelah atas yang terkena

cahaya matahari berhubung kandungan pati dan gula, ketersediaan O2, pada akar, batang, dan

daun sedikit mempengaruhi respirasi karena sitokrom oksidase mempunyai afinitas yang tinggi

terhadap oksigen biarpun konsentrasi hanya 0,05 %, suhu ; peningkatan suhu sampai 40 ºC atau

lebih menurunkan respirasi, karena enzim mengalami denaturasi (rusaknya bentuk tiga dimensi

enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan subtratnya) untuk mencegah

metabolik yang semestinya terjadi, jenis dan umur tanaman ; umunya bakteri, fungi, dan

ganggang berespirasi lebih cepat dibandingkan dengan tumbuhan berbiji. Berdasarkan bobot

kering hanya mengandung sedikit makanan dan tidak mempunyai sel nonmetabolik. Respirasi

tinggi selama pertumbuhan vegetatif yang pesat, rendah saat pembuangan. Sebagian besar

respirasi pada tumbuhan dewasa dilakukan oleh daun, akar yang muda, bunga yang sedang

tumbuh waktu buah masih muda (Burhan, 1997).

Pasokan O2 juga mempengaruhi respirasi, tapi peranannya sangat berbeda, bergantung

pada jenis tumbuhan bahkan bagian tumbuhan. Keragaman normal kandungan O2 udara terlalu

kecil untuk mempengaruhi respirasi sebagian besar daun dan batang. Lagi pula, laju penetrasi O2

ke dalam daun, batang, dan akar biasanya cukup untuk memepertahankan tingkat pengambilan

normal O2 oleh mitokondria, terutama karena sitokrom oksidase mempunyei afinitas yang tinggi

terhadap oksigen sehingga akan tetap berfungsi walaupun konsentrasi O2 di udara hanya sekitar

0,05% (Drew, 1988).

Pengukuran respirasi dilakukan dengan mengetahui jumlah O2 yang dikonsumsi juga

dapat dilakukan electron oksigen. Dengan mengukur konsumsi O2 dan produk CO2 dapat

diketahui dengan jalur mana yang dilalui respirasi. Perbandingan antara CO2 dan O2 dinamakan

dengan koefisien respirasi. Biasanya koefisien respirasi tergantung pada substrat, misalnya

glikolisis. Bila satu molekul gula dioksidasi sempurna maka hasilnya adalah 6 atom karbon

dibebaskan dari gula dan keluar sebagai CO2. 12 atom H dikeluarkan dari gula pada reaksi.

Reaksi berikutnya bergabung dengan atom O yang berasal dari oksigen atmosfer, membentuk 16

molekul air (Loveles,1991).

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

3.1 Tempat dan Waktu

Praktikum uji Respirasi ini dilakukan pada hari Rabu, tanggal 13 November 2013 pada

pukul 09.00 sampai selesai, di Laboratorium Biokimia Pangan Jurusan Teknologi Pangan,

Fakultas Teknologi Industri, UPN “Veteran” Jawa Timur.

3.2 Alat dan Bahan

Alat : - Pompa udara Bahan : - Bermacam-macam sayuran (wortel)

- Labu erlenmeyer - NaOH jenuh

- Gelas ukur - Ca(OH)2

- Stoples - HCl 0.1 N

- Selang udara - Indikator phenolphtalin

- Buret

- Stopwatch

- Kertas Aluminium

3.3 Metode Percobaan

1. Masukkan sayuran segar ke dalam erlenmeyer cucuk

2. Hubungkan erlenmeyer cucuk tersebut dengan tabung reaksi yang sudah berisi Ca(OH)2

atau air kapur jenuh.

3. Hubungkan saluran yang ditutup erlenmeyer dengan cucuk erlenmeyer yang sudah diisi

larutan alkali (KOH atau NaOH) 6 N.

4. Udara dari pompa masuk pertama kali melalui alkali, masuk ke ruangan sayur segar dan

kemudian yang terakhir ke larutan Ca(OH)2

5. Amati kekerruhan yang terjadi pada air kapur yang menandakan adanya CO2 yang

dihasilkan dari respirasi.

6. Pindahkan larutan Ca(OH)2 hasil perlakuan ke dalam tabung erlenmeyer

7. Lakukan titrasi dengan HCl pada tabung erlenmeyer tersebut dengan indikator pp.

8. Lakukan titrasi blanko

9. Hitung volume HCl untuk menentukan CO2 yang terperangkap.

10. Kecepatan respirasi = mg CO2 / kg bahan / detik

BAB IVHASIL PRAKTIKUM dan PEMBAHASAN

4.1 Hasil Praktikum

NO BAHAN VOLUME HCl KECEPATAN RESPIRASI1 Cabe rawit 10.7 ml 0.002 mgr/kg.sec2 Kangkung 9.1 ml 0.042 mgr/kg.sec3 Buncis 9.3 ml 0.037 mgr/kg.sec4 Kacang panjang 9.8 ml 0.024 mgr/kg.sec5 Terong 10.1 ml 0.017 mgr/kg.sec6 Wortel 10 ml 0.019 mgr/kg.sec

4.2 Pembahsan

Percobaan ini adalah suatu bentuk analisa aktivitas enzim amilase yang ditujukan

untuk mengetahui pengaruh pH, konsentrasi dan suhu terhadap aktivitas enzim amilase.

Amilase adalah sebuah enzim yang berfungsi untuk memecahkan ikatan glikosidik yang

dimiliki oleh suatu karbohidrat. Ikatan glikosidik yaitu ikatan khas yang terdapat pada

karbohidrat. Dengan perombakan oleh amilase, suatu bentuk polisakarida dapat diubah

menjadi bentuk intermedietnya, yaitu disakarida. Amilase dapat dihasilkan di beberapa

kelenjar eksokrin didalam tubuh, diantaranya pankreas dan lain-lain.

Respirasi adalah proses oksidasi dari produk digesti dalam sel untuk melepaskan

energy yang diperlukan dalam berbagai aktivitas organisme hidup. Proses tersebut

mencakup suatu rantai reaksi yang majemuk dan menyangkut berbagai tahapan dan

dibantu oleh berbagai enzim. Tahapan pertama bersifat anaerobic, tanpa oksigen bebas,

dan tahapan terakhir memerlukan oksigen bebas, jadi tahapan terakhir itu bersifat

aerobic. Selanjutnya ADP diubah menjadi ATP yang merupakan sumber energy bagi

semua jenis reaksi selular. Respirasi sebagai suatu proses oksidasi yang terdiri banyak

tahapan reaksi dan juga respirasi adalah oksidasi selular di mana energy yang disimpan

dalam molekul-molekul makanan dilepaskan dan digunakan oleh sel. Dalam reaksi

tersebut, H2O dan CO2, merupakan hasil akhir dan energy terlepas.

BAB VPENUTUP

5.1 Kesimpulan

Semakin asam pH semakin cepat enzim bereaksi. Namun enzim memiliki pH optimum

yaitu pada pH 4 dan pH 10.

5.2 Saran

Diharapkan praktikan lebih teliti lagi dalam melakukan pengujian agar diharapkan hasil

yang didapatkan lebih maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Burhan, dkk. 1977, Fisiologi Tanaman, PT Bina Aksara, Jakarta

Burhan, Walyati dkk, 1997, Buku Ajar Fisiologi Tumbuhan., Universitas Andalas. Padang.

Darmawan dan Baharsjah, 1983, Pengantar Fisiologi Tumbuhan, PT Gramedia. Jakarta.

Drew, M. C, 1988, Effects Of Flooding Oxygen Deficiencion Plant Nutrition, Advebces in Plant

Nutritions, New York..

Dwidjoseputro, D, 1980, Pengantar Fisiologi Tumbuhan, PT Gramedia, Jakarta

Dwidjoseputro, D, 1989, Pengantar Fisiologi Tumbuhan, PT Gramedia , Jakarta

Dwidjoseputro, 1994, Dasar-Dasar Ilmu Tanaman,PT Gramedia, Jakarta

Gardner, F. P. R. Brent pearce dan Goger L. Mitchell, 1991, Fisiologi Tanamanan

Greulach,V.A and J.E. Adam.1976, Plant and Introduction to Modern Botany, John Willey and

Sons, New York

Hidayat,E.B, 1974, Biologi, ITB, Bandung

Jumin, H. B. 2002, Agro Ekologi, Suatu Pendekatan Fisiologis, Rajawali, Jakarta.

Kimball, John. W, 1983, Biologi Jilid I Edisi kelima, Erlangga, Jakarta.

Loveless,A.R.1991, Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik1, Gramedia,

Jakarta

Mitchel, 1956, General Physiology, M. C GrowHill Book Company, New York

Salisburry,F.B dan Ross,W.C, 1995, Fisiologi Tumbuhan Jilid 2, ITB Press, Bandung

Suseno,H. 1978, Ekofisiologi Pertanian, Fakultas Pertanian IPB, Bogor

Willey, J. 1982, Study Guide to Accompany Botany, New York , Chesther Bistane Toronto,

Singapore

Tim Pengajar Biokimia Pangan. 2013. Buku Petunjuk Praktikum Biokimia Pangan. Surabaya:

Program Studi Teknologi Pangan Laboratorium Teknologi Pangan Fakultas Teknologi

Industri UPN “Veteran” Jawa Timur.