Laporan Praktikum

Teknologi Enzim Industri

(18 Maret 2013, 13.30 sd. Selesai)

PENGENALAN DAN AKTIVITAS ENZIM -AMILASE

Muti Dianda Sari (PO51114021)

Program Pascasarjana Mayor Bioteknologi

Institut Pertanian Bogor

2013

Abstrak

Enzim merupakan protein yang secara khusus disintesis oleh sel hidup yang berfungsi

sebagai biokatalisator berbagai jenis reaksi yang berlangsung di dalam tubuh. Enzim bekerja dengan

cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat

proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan

sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Pada praktikum ini dilakukan percobaan

menggunakan enzim -amilase dengan tujuan untuk mengetahui aktivitas dari enzim tersebut, cara

kerja dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Sebagai parameter maka diamati jumlah gula

pereduksi yang terbentuk dan jumlah pasti yang tersisa. Hasil yang didapat pada praktikum ini

adalah enzim -amilase memiliki kemampuan yang tinggi dalam menghidrolisis substrat pati uji.

Jumlah gula pereduksi yang dihasilkan berbanding lurus dengan waktu pengamatan yaitu pada

waktu ke 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 menit. Konsentrasi glukosa yang didapat berturut-turut dari waktu

0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 adalah 177,94 ppm; 107,65 ppm; 100,88 ppm; 96,76 ppm; 82,94 ppm; dan

74,12 ppm. Konsentrasi pati selama 0, 10, 20, 30, 40, 50, dan 60 menit yaitu, berturut-turut dari

0,002%; 0,001%; 0,006%; 0,005%; 0,005%; 0,001%; dan 0,004%.

Pendahuluan

Enzim adalah sekelompok protein yang

berperan sebagai pengkatalis dalam reaksi

biologis. Enzim dapat juga didefenisikan

sebagai biokatalisator yang dihasilkan oleh

jaringan yang berfungsi meningkatkan laju

reaksi dalam jaringan itu sendiri. Semua enzim

yang diketahui hingga kini hampir seluruhnya

adalah protein. Berat molekul enzim pun

sangat beraneka ragam, meliputi rentang

yang sangat luas (Suhtanry & Rubianty, 1985).

Enzim digolongkan menurut reaksi yang

diikutinya, sedangkan masing-masing enzim

diberi nama menurut nama substratnya,

misalnya urease, arginase dan lain-lain. Dalam

mempelajari mengenai enzim, dikenal

beberapa istilah diantaranya holoenzim,

apoenzim, kofaktor, gugus prostetik, koenzim,

dan substrat. Apoenzim adalah suatu enzim

yang seluruhnya terdiri dari protein,

sedangkan holoenzim adalah enzim yang

mengandung gugus protein dan gugus non

protein. Gugus yang bukan protein tadi

dikenal dengan istilah kofaktor. Pada kofaktor

ada yang terikat kuat pada protein dan sukar

terurai dalam larutan yang disebut gugus

prostetik dan adapula yang tidak terikat kuat

pada protein sehingga mudah terurai yang

disebut koenzim. Baik gugus prostetik

maupun koenzim, keduanya merupakan

bagian yang memungkinkan enzim bekerja

pada substrat. Substrat merupakan zat-zat

yang diubah atau direaksikan oleh enzim

(Poedjadi, 2006).

Enzim meningkatkan laju sehingga terbentuk

kesetimbangan kimia antara produk dan

pereaksi. Pada keadaaan kesetimbangan,

istilah pereaksi dan produk tidaklah pasti dan

bergantung pada pandangan kita. Dalam

keadaan fisiologi yang normal, suatu enzim

tidak mempengaruhi jumlah produk dan

pereaksi yang sebenarnya dicapai tanpa

kehadiran enzim. Jadi, jika keadaan

kesetimbangan tidak menguntungkan bagi

pembentukan senyawa, enzim tidak dapat

mengubahnya (Salisbury, 1995).

Sebagian kecil enzim diproduksi di kelenjar

liur di bagian mulut. Namun kebanyakan

enzim pencernaan diproduksi oleh kelenjar

pankreas. Ada dua golongan enzim, yaitu

enzim pencernaan yang berfungsi sebagai

katalisator, dan enzim metabolisme yang

bertanggung jawab untuk menyusun,

memperbaiki dan membentuk kembali sel-sel

dalam tubuh. Enzim pencernaan yang utama

terdiri dari enzim protease (merombak

protein), enzim lipase (merombak lemak) dan

enzim amilase (merombak hidrat arang).

Enzim amilase dapat memecah ikatan pada

amilum hingga terbentuk maltosa. Ada tiga

macam enzim amilase, yaitu -amilase, -

amilase dan -amilase. Yang terdapat dalam

saliva (ludah) dan pankreas adalah -amilase.

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 (Poedjiadi,

2006).

Enzim alfa-amilase, atau yang biasa disebut

juga 1,4-alpha-D-glucan glucanohydrolase

(karena hanya memotong pada ikatan 1,4

pada ikatan glikosida), biasa juga disebut

pancreatic alpha-amilase adalah salah satu

enzim yang berperan dalam proses degradasi

pati, sejenis makromolekul karbohidrat.

Struktur molekuler dari enzim ini adalah -

1,4-glukanohidrolase. Bersama dengan enzim

pendegradasi pati lain, pululanase, -amilase

termasuk ke dalam golongan enzim kelas 13

glikosil hidrolase. Alpha-amilase ini memiliki

beberapa sisi aktif yang dapat mengikat 4

hingga 10 molekul substrat sekaligus sehingga

proses hidrolisisnya lebih cepat (BeMiller dan

Whistle, 2009).

Metodologi

1. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah

Spektrofotometer, tabung reaksi,

erlenmeyer, penangas air, mikropipet

20-200, 200-1000, 1-10ml, rak

tabung reaksi dan tissue.

Bahan yang digunakan terdiri dari

enzim -amilase, larutan pati 0,05%,

larutan DNS, larutan Iod 0,2% dan

aquadest.

2. Metode

a. Proses Hidrolisis Pati

Pada praktikum ini pengenalan

enzim -amilase dilakukan

dengan menghidrolisis sampel

pati. Larutan pati 0,05%

dimasukkan ke dalam 7 tabung

reaksi sebanyak 5 ml. Kemudian

ditambahkan 0,5 ml larutan enzim

-amilase yang sudah diencerkan

1000x dan dipanaskan pada suhu

90oC. Satu persatu tabung diambil

dari penangas pada waktu 0, 10,

20, 30, 40, 50, dan 60 menit.

Perbedaan waktu pemanasan

untuk mengetahui pengaruh lama

inkubasi terhadap aktivitas enzim

yang ditunjukkan dengan

terbentuknya glukosa(sisa gula

pereduksi) dan sisa pati.

b. Analisa Glukosa Terbentuk

Metode Dinitro salicylic acid

(DNS) digunakan untuk mengukur

kadar glukosa yang terbentuk. 1

ml sampel pati yang telah

dihidrolisis dengan enzim -

amilase dimasukkan dalam

tabung reaksi dan ditambahkan 3

ml pereaksi DNS. Lalu, tabung

reaksi berisi campuran sampel

dan peraksi DNS dipanaskan

selama 5 menit pada suhu 100oC

agar reaksi pengikatan gula oleh

DNS optimal. Setelah itu, tabung

didinginkan untuk menghentikan

aktivitas dari reaksi pengikatan

gula oleh DNS. Pengukuran

absorbansi larutan sampel

dilakukan menggunakan

spektrofotometer UV-Vis pada

panjang gelombang 550 nm

dengan blanko larutan aquades

ditambah DNS. Standar glukosa

yang dibuat dengan konsentrasi

100, 150, 200, 250, dan 300 ppm.

Kadar glukosa diukur

menggunakan persamaan dari

standar glukosa.

c. Analisa Pati Sisa

Analisa kadar pati dilakukan

dengan metode Iod. 1 ml sampel

pati dimasukkan ke dalam tabung

reaksi dan ditambahkan 0,1 ml

larutan Iod 0,2%. Campuran

larutan dikocok hingga homogen.

Kemudian, ditambahkan 3 ml

aquades dan diukur absorbansi

larutan sampel. Absorbansi

larutan sampel dilakukan

menggunakan spektrofotometer

UV-Vis pada panjang gelombang

660 nm dengan blanko larutan

aquades ditambah larutan iod.

Standar pati dibuat dengan

konsentrasi 0,015; 0,020; 0,025;

dan 0,030%. Kadar pati sisa diukur

menggunakan persamaan dari

standar pati.

Hasil dan Pembahasan

Analisa Glukosa Terbentuk

Persamaan y=0,0034x + 0,1818

diperoleh dari pembuatan kurva standar

glukosa. Persamaan ini digunakan untuk

menentukan konsentrasi glukosa selama

proses fermentasi.

Gambar 1. Kurva Standar Glukosa

Konsenstrasi glukosa yang terbentuk selama

0, 10, 20, 30, 40, 50, dan 60 menit yaitu,

berturut-turut dari 177,94 ppm; 107,65 ppm;

100,88 ppm; 96,76 ppm; 82,94 ppm; 87,65

ppm; dan 74,12 ppm. Dari data tersebut

diperoleh grafik konsentrasi glukosa yang

berbanding terbalik selama proses fermentasi.

Konsentrasi glukosa menurun seiring

penambahan waktu fermentasi (Gambar 2).

Gambar 2. Kadar Glukosa Terbentuk

Terlihat jelas bahwa kosentrasi glukosa yang

terbentuk semakin lama semakin menurun.

Hal ini mungkin dikarenakan pada saat

pemanasan berlangsung enzim -amilase

terdenaturasi secara sempurna sehingga kerja

enzim tersebut menurun dalam mendegradasi

pati, dimana jumlah glukosa yang terbentuk

seharusnya terus meningkat seiring

penambahan waktu. Faktor lain yang

mempengaruhi adalah kenaikan suhu yang

tidak konstan akibat pemanasan yang tidak

scientific pada saat pengujian, sehingga

aktivitas kerja enzim terganggu.

Analisa Pati Sisa

Persamaan y=8,6x + 0,021 diperoleh dari

pembuatan kurva standar analisa pati sisa.

Persamaan ini digunakan untuk menentukan

konsentrasi pati yang terbentuk selama

proses fermentasi.

y = 0,003x + 0,181R = 0,987

0

0,5

1

1,5

0 200 400

Ab

sorb

ansi

(nm

)

Konsentrasi (ppm)

Kurva Standar Glukosa

0

50

100

150

200

0 10 20 30 40 50 60Ko

nse

ntr

asi G

luko

sa (p

pm

)

Waktu (menit)

Kadar Glukosa Terbentuk

Gambar 3. Kurva Standar Pati

Konsentrasi pati sisa yang terbentuk selama 0,

10, 20, 30, 40, 50, dan 60 menit yaitu,

berturut-turut dari 0,002%; 0,001%; 0,006%;

0,005%; 0,005%; 0,001%; dan 0,004%. Dari

data tersebut diperoleh grafik yang nilainya

naik turun ketika bertambahnya waktu.

Gambar 4. Konsentrasi Pati Sisa

Pati merupakan senyawa polisakarida yang

terdiri dari monosakarida yang berikatan

melalui ikatan oksigen. Monomer dari pati

adalah glukosa yang berikatan dengan ikatan

(1,4)-glikosidik. Pati tersusun dari dua

macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin,

dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa

memberikan sifat keras (pera) sedangkan

amilopektin menyebabkan sifat lengket.

Untuk melihat kandungan amilum dalam

proses hidrolisis pati maka digunakan larutan

Iod 0,2%. Penambahan larutan iod akan

menghasilkan larutan yang berubah menjadi

warna biru kehitaman, namun semakin lama

maka warna biru akan semakin memudar hal

ini dikarenakan enzim alpha-amilase bekerja

dengan baik dalam memecah pati menjadi

glukosa.

Kesimpulan

Aktivitas kerja enzim pada praktikum kali ini

selalu menurun, kemungkinan hal ini

dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu,

lamanya waktu fermentasi, substrat. Glukosa

yang terbentuk tertinggi dihasilak pada waktu

ke 0 yaitu 177,94 ppm, sedangkan sisa pati

yang tehidrolisis sempurna pada waktu 10 dan

50 menit yaitu 0,001%.

Daftar Pustaka

BeMiller,J.N., and Whistler,R. 2009. Starch:

Chemistry and Technology. Academic

Press,Inc

Poedjiadi, Anna. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Universitas Indonesia PRESS. Jakarta Salisbury, F.B. dan Ross, C.W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB Press. Bandung Suhtanry, Rubianty, 1985. Kimia Pangan. Badan Kerja Sama Perguruan Negeri

Indonesia Bagian Timur. Makassar

y = 8,6x + 0,021R = 0,9900

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,02 0,04

Ab

sorb

ansi

(nm

)

Konsentrasi (%)

Kurva Standar Pati

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0 10 20 30 40 50 60Ko

nse

ntr

asi p

ati (

%)

Waktu (menit)

Konsentrasi Pati Sisa