Laboratorium Biokimia PanganEnzim I (Uji Spesifikasi Enzim))

I PENDAHULUAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Latar Belakang Percobaan, (2) Tujuan Percobaan, (3) Prinsip Percobaan, dan (4) Reaksi Percobaan.

1.1 Latar Belakang PercobaanReaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh kita dimungkinkan karena adanya katalis yang disebut enzim (Poedjiadi, 2005).Enzim terdiri atas protein (apoenzim) dan suatu gugus buka protein, enzim semacam ini disebut holoenzim. Untuk membedakan tiap enzim diberi nama sustratnya, dengan penambahan ase di belakangnya (Poedjiadi, 2005).

Oleh Commision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam enam golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah. Oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase (Poedjiadi, 2005).

Sifat-sifat enzim diantaranya biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi. Thermolabil, mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60oC, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, rekasinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang. Bekerjanya ada yang didalam sel(endoenzim) dan luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim, amilase, maltase. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah seperti lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak. Bekerjanya spesifik, enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan subtrat tertentu. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari uji spesifikasi enzim adalah untuk mengetahui karakteristik atau sifat kekhasan enzim terhadap substrat.

1.3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari uji spesifikasi enzim yaitu berdasarkan sisi aktif pada enzim yang sesuai dengan bentuk substrat sehingga membentuk kompleks enzim substrat.

1.4 Reaksi Percobaan

E+S ESE+P

Gambar 1. Reaksi Percobaan Uji Spesifikasi EnzimII METODE PERCOBAAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Bahan yang Digunakan, (2) Pereaksi yang Digunakan, (3) Alat yang Digunakan, dan (4) Metode Percobaan.

2.1 Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam Uji Spesifikasi Enzim adalah kemudian apel, koro, dan pear sebagai ekstrak.2.2 Pereaksi yang Digunakan

Pereaksi yang digunakan dalam Uji Spesifikasi Enzim adalah urea, fenol 0,01 M dan katekol sebagai substrat dan pp.2.3 Alat yang Digunakan

Alat yang digunakan dalam Uji Spesifikasi Enzim adalah tabung reaksi, rak tabung reaksi, dan pipet tetes.

2.4 Metode PercobaanGambar 2. Metode Percobaan Spesifikasi EnzimIII HASIL PENGAMATAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Hasil Pengamatan, dan (2) Pembahasan.

3.1 Hasil PengamatanTabel 1. Hasil Pengamatan Uji Spesifikasi EnzimEkstrakSubstratWarnaHasil 1Hasil 2

Sebelum penyim-pananSetelah penyim-panan

ApelUreaKuning keruhCoklat muda++

Fenol 0,01 MKuning keruhCoklat muda++++

KatekolCoklat tuaCoklat tua++++++

KoroUreaPink tuaPink tua++++++

Fenol 0,01 MPutihPutih++

KatekolPutih keruhPutih keruh++++

PearUreaPutihPutih++

Fenol 0,01 MPutihPutih++++

KatekolCoklatCoklat tua++++++

Sumber : Hasil I : Putri dan Yolanda, Kelompok F, Meja 11, 2014.

Hasil II : Laboratorium Biokimia Pangan, 2014.

Keterangan : (+++) Enzim bekerja spesifik terhadap substrat.

(++) Enzim kurang bekerja spesifik terhadap substrat.

(+) Enzim tidak bekerja spesifik terhadap substrat.

Gambar 3. Hasil Pengamatan Uji Spesifikasi Enzim3.2 PembahasanEnzim merupakan biokatalis yang dihasilkan oleh jaringan yang meningkatkan laju reaksi kimia atau mengaktifkan senyawa lain secara spesifikReaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh kita ini dimungkinkan karena adanya katalis yang disebut enzim. Pengetahuan tentang katalis dirintis oleh Berzelius pada tahun 1837. Ia mengusulkan nama katalis untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi (Poedjiadi, 2005).

Hingga sekarang kata enzim yang berarti di dalam ragi tetap dipakai untuk nama katalis dalam proses biokimia. Enzim dikenal pertama kalinya sebagai protein oleh Summer pada tahun 1926 yang telah berhasil mengisolasikan urease dari kara pedang (jack bean). Selanjutnya makin banyak enzim yang telah dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut ialah suatu protein (Poedjiadi, 2005).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. Sebagai contoh enzim yang menguraikan urea (substrat) dinamakan urease (Poedjiadi, 2005).

Selain itu ada kelompok enzim yang diberi nama menurut fungsinya, misalnya hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai fungsi sebagai katalis dalam reaksi hidrolisis. Karena itu disamping nama trivial (biasa) maka oleh Commision on Enzymes of the InternationalUnion of Biochemistry telah ditetapkan pula tata nama yang sistematik, disesuaikan dengan pembagian atau penggolongan enzim yang didasarkan pada fungsinya (Poedjiadi, 2005).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 apabila 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. Dengan adanya katalis atau enzim, harga energi aktivasi diperkecil atau diturunkan. Dengan demikian akan dapat memudahkan atau mempercepat terjadinya suatu reaksi (Poedjiadi, 2005).

Sifat-sifat enzim diantaranya biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi. Thermolabil, mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60oC, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, rekasinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang. Bekerjanya ada yang didalam sel(endoenzim) dan luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim, amilase, maltase. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah seperti lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak. Bekerjanya spesifik, enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan subtrat tertentu. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.Berdasarkan hasil penelitian para ahli biokimia ternyata bahwa banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim semacam ini terdiri atas protein (apoenzim) dan suatu gugus bukan protein, enzim secara keseluruhan tersebut disebut holoenzim (Poedjiadi, 2005).Apoenzim yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas (termolabil). Kofaktor, yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut koenzim.Sejumlah besar enzim membutuhkan suatu komponen lain untuk dapat berfungsi sebagai katalis. Komponen ini secara umum disebut kofaktor. Kofaktor ini dapat dibagi dalam tiga kelompok, yaitu gugus prostetik, koenzim dan aktivator. Yang dimaksud dengan gugus prostetik ialah kelompok kofaktor yang terikat pada enzim dan tidak mudah terlepas dari enzimnya. Suatu koenzim adalah molekul organik kecil, tahan terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya dengan cara dialisis. Aktivator pada umumnya ialah ion-ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari enzim. Contoh aktivator logam ialah K+, Mn++, Mg++, Cu++ atau Zn++ (Poedjiadi, 2005).

Enzim dapat bekerja mmpercepat suatu reaksi dengan menurunkan energi aktivasi. Untuk bekerja, enzim membutuhkan substrat. Dengan menurunkan energi aktivasi, maka terbentuknya kompleks enzim-substrat menjadi lebih cepat, sehingga reaksi cepat terjadi (Wanenoor, 2011).

Untuk dapat bekerja terhadap suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran yang lebih besar daripada substrat, oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan dengan substrat. Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif (active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat (Poedjiadi, 2005).

Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat menyebabkan terjadinya kompleks enzim-substrat. Kompleks ini merupakan kompleks yang aktif, yang bersifat sementara dan akan teruarai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah terjadi (Poedjiadi, 2005).

Leonor Michaelis dan Maude Menten pada tahun 1913 mengajukan suatu hipotesis bahwa dalam reaksi enzim terjadi terlebih dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian menghasilkan hasil reaksi dan enzim kembali. Secara sederhana hipotesis Michaelis dan Menten itu dapat dituliskan sebagai berikut:

Enzim (E) + Substrat (S) kompleks enzim-substrat (ES)

Enzim (E) + Hasil reaksi (P)Gambar 4. Hipotesis Michaelis dan MentenMichaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kompleks enzim-sebustrat [ES], sebab apabila tergantung pada konsentarasi substrat [S], maka penambahan konsentrasi substrat akan menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi yang apabila digambarkan akan merupakan garis lurus. Jadi secara umum reaksi dengan enzim dituliskan sebagai berikut:

k1 k3E+S ESE+Pk2Gambar 5. Reaksi Enzimk1, k2 dan k3 masing-masing ialah tetapan kecepatan reaksi pembentukan kompleks ES, tetapan (kosntanta) kecepatan reaksi pembentukan kembali E dan S, dan tetapan (konstanta) kecepatan reaksi penguraian kompleks ES menjadi enzim dan hasil reaksi (Poedjiadi, 2005).Enzim memiliki spesifitas atau kekhasan terhadap substrat, katalis juga menampakkan spesifitas atau kekhususan , artinya suatu katalis tertentu akan berfungsi pada suatu jenis reaksi tertentu (Pelczar, 1986).

Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu substrat tertentu. Kekhasan inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis lain (bukan enzim) yang dapat bekerja terhadap berbagai macam reaksi. Kekhasan terhadap suatu reaksi disebut kekhasan reaksi. Suatu asam amino tertentu sebagai substrat dapat mengalami berbagai reaksi dengan berbagai enzim (Poedjiadi, 2005).

Khasnya satu molekul enzim dapat mengkatalisis perubahan 10 sampai 1000 molekul substrat (senyawa yang dikenai proses oleh enzim) per detik. Reaksi-reaksi yang dikatalis oleh enzim seringkali berlangsung beberapa ribu sampai lebih dari satu juta kali lebih cepat daripada reaksi-reaksi yang sama tetapi tidak dikatalisis oleh enzim (Pelczar,1986).

Proses browning adalah proses kecoklatan pada buah yang terjadi akibat proses enzimatik oleh polifenol oksidasi. Pada umumnya proses browning sering terjadi pada buah-buahan seperti pisang, pear, salak, pala, dan apel. Proses browning terbagi menjadi dua yaitu enzimatik dan non enzimatik. Enzim yang bertanggung jawab dalam reaksi pencoklatan enzimatis adalah oksidase yang disebut fenolase, fenoloksidase, tirosinase, polifenolase, atau katekolase. Dalam tanaman, enzim ini lebih sering dikenal dengan polifenol oksidase (PPO). Substrat untuk PPO dalam tanaman biasanya asam amino tirosin dan komponen polifenolik seperti katekin, asam kafeat, pirokatekol/katekol dan asam klorogenat. Tirosin yang merupakan monofenol, pertama kali dihidroksilasi menjadi 3,4-dihidroksifenilalanin dan kemudian dioksidasi menjadi quinon yang akan membentuk warna coklat (Iswarani, 2012).Koro pedang mengandung senyawa con-canavalia A, senyawa canavalin B , enzim urease, asam amino canavalin, dan kandungan protein tinggi (Anonim, 2010).Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil.Fenol memiliki kelarutan terbatas dalam air, yakni 8,3 gram/100 ml. Fenol memiliki sifat yang cenderung asam, artinya ia dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O yang dapat dilarutkan dalam air. Enzim yang bekerja terhadap fenol sebagai substratnya adalah fenolase (Anonim, 2014).

Katekol adalah suatu o-difenol yang mudah diserang oleh fenolase, dan hanya reaksi yang dikatalisa oleh katekolase. Enzim pada katekol adalah katekin.

Urea adalah senyawa organik yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO.Urea ditemukan pertama kali oleh Hilaire Roulle pada tahun 1773. Senyawa ini merupakan senyawa organik pertama yang berhasil disintesis dari senyawa anorganik (Anonim, 2014).Sampel apel lebih spesifik di katekol tidak di fenol karena katekol merupakan turunan dari fenol, dan sifat fenol adalah larut dalam air. Karena sampel dilarutkan dalam air, fenol menjadi tidak muncul karena sifatnya yang larut dalam air. Sedangkan katekol lebih stabil dalam air, sehingga saat diuji apel lebih spesifik di katekol. Fungsi pp yang ditambahkan pada substrat urea adalah untuk indikator warna. Pp merupakan indikator basa. Dapat diganti dengan yang bersifat basa juga, seperti methilen blue dan fuchsin basa. Enzim urease bekerja pada pH basa oleh karena itu memakai indikator basa.

Fungsi penyimpanan selama 5 menit pada suhu ruang adalah untuk memberikan waktu pada kompleks enzim substrat untuk menyesuaikan kompleks tersebut dengan suhu ruang.

Berdasarkan percobaan uji spesifikasi enzim yang telah dilakukan didapatkan hasil bahwa pada ekstrak apel enzim bekerja spesifik terhadap substrat katekol, pada ekstrak koro enzim bekerja spesifik pada substrat urea dan pada ekstrak pear enzim bekerja spesifik pada substrat katekol.

IV KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Kesimpulan dan (2) Saran.

1.1 KesimpulanBerdasarkan percobaan Uji Spesifikasi Enzim yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada ekstrak apel enzim bekerja spesifik terhadap substrat katekol, pada ekstrak koro enzim bekerja spesifik pada substrat urea dan pada ekstrak pear enzim bekerja spesifik pada substrat katekol.4.2 SaranPraktikan harus berhati-hati dalam menggunakan pipet, jangan menggunakan pipet yang sama untuk sampel yang berbeda, dan lebih memahami prosedur percobaan agar tidak terjadi kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010, Kacang Koro Pedang, http://korobedog.blogspot.com/2010/02/tempe-koro-pedang-lezat-dan-obat-kanker.html. Diakses: 28 April 2014.Anonim, 2014, Fenol, http://id.wikipedia.org/wiki/Fenol. Diakses: 28 April 2014.

Anonim, 2014, Urea, http://id.wikipedia.org/wiki/Urea. Diakses: 28 April 2014.

Iswarani, Widya., 2012, Proses Browning Pada Bahan Pangan, https://www.academia.edu/6242568/ PROSES_BROWNING_PADA_BAHAN_PANGAN_DAN. Diakses: 28 April 2014.Pelczar, Michael J., 1986, Dasar-dasar Mikrobiologi, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.Poedjiadi, Anna., 2005, Dasar-dasar Biokimia, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.

Wanenoor, 2011, Bagaimana Enzim Dapat Bekerja Mempercepat Suatu Reaksi, http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2096474-bagaimana-enzim-dapat-bekerja-mempercepat/. Diakses: 28 April 2014.