Pharmacy Science: PENGARUH SUHU, pH, KONSENTRASI ENZIM TERHADAP KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam proses metabolisme di dalam tubuh terdapat berbagai macam reaksi kimia. Rekasi kimia ini meupakan bagian dari sistem yang bekerja spesifik dan menghasilkan senyawa-senyawa kimia. Dalam aktivitas metabolisme kita mengenal adanya katalisator. Katalisator dalam reaksi ini disebut enzim.

Enzim adalah sekelompok protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk berbagai reaksi kimia dalam sistem biologik. Hampir tiap reaksi kimia dalam sistem biologis dikatalisis oleh enzim. Sintesis enzim terjadi di dalam sel dan sebagian besar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa merusak fungsinya.

Dengan peran enzim pada hampir tiap reaksi biologis, dapat dikatakan enzim memilki peran sangat penting. Dalam mendukung perannya sebgai katalisator atau mempercepat reaksi yang terjadi tentu saja ada faktor-faktor yang mempengaruhinya. Faktor-faktor tersebut antara lain kosenntrasi enzim, konsentrasi ion hydrogen (pH), suhu dan konsentrasi substrat. Oleh karena pentingnya enzim, maka praktikum tentang faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim perlu dilakukan

I.2 Tujuan Percobaan

1. Memperlihatkan kecepatan reaksi enzimatik sampai suhu tertentu sebanding dengan kenaikan suhu. Reaksi enzimatik mempunyai suhu optimum.

2. Membuktikan bahwa keasaman ( pH ) mempengaruhi kecepatan reaksi enzimatik

3. Membuktikan bahwa kecepatan reaksi enzimatik berbanding lurus dengan konsentrasi enzim.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Enzim

Enzim merupakan suatu kelompok protein yang berperan penting di dalam aktivitas biologic. Enzim berfungsi sebagai katalisator si dalam sel dan sifatnya sangat khas. Di dalam jumlah sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga di dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-penyimpangan hasil akhir reaksinya.di dalam sel terdapat banyak jenis enzim yang berlainan kekhasannya, sehingga suatu enzim hanya mampu menjadi katalisator untuk reaksi tertentu saja. Ada enzim yang dapat mengkatalisa suatu kelompok substrat, ada pula yang hanya satu kelompok substrat saja, dan ada pula ynag bersifat stereospesifik. Karena enzim mengkataliser reaksi-reaksi di dalam system biologis, maka enzim juga disebut sebgai biokatalisator

Bagian protein dari enzim disebut apo-enzim, sedangkan enzim keseluruhannya disebut haloenzim.

Bagian protein ( tak aktif ) + non-protein = haloenzim ( aktif )

( apoenzim ) ( gugus protestik )

Kespesifikan enzim dibedakan dalam : kespesifikan optik dan gugus ( M.T Simanjuntak, 2003 ). Kespesifikan optik tampak pada enzim-enzim yang bekerja terhadap karbohidrat. Umumnya, enzim-enzim ini hanya bekerja terhadap karbohidrat isomer D bukan L. Sebaliknya, enzim-enzim yang bekerja terhadap asam amino dan protein hanya bekerja pada asam amino L dan bukan pada isomer D. Kespesifikan gugus menunjukkan bahwa enzim hanya dapat bekerjaterhadap gugus yang tertentu. Enzim alkohol dehidrogenase tidak dapat mengkatalisis reaksi dehidrogenasi pada senyawa bukan alcohol ( Hafiz Soewoto,2000).

Klasifikasi enzim berdasar Commission on Enzim Of The Internasional uinion of Biochemistry ( CEIUB ) atau Internasional Enzim Commision ( IEC ) adalah sebgai berikut :

Enzim yang berperan dalam reaksi oksidasi-reduksi contoh oksigenase
Enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan gugus tertentu contoh enzim transaminase
Enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis contoh peptidase
Enzim yang berperan dalam mengkatalisis reaksi addisi atau pemecahan ikatan rangkap contoh liase
Enzim yang berperan dalam mengkatalisis reaksi isomerisasi contoh alanin rasemase
Enzim yang berperan dalam mengkataliser reaksipembentukan ikatan dengan bantuan pemecahan ikatan dalam ATP( ligase ) ( M.T. Simanjuntak, 2003).

Seperti molekul protein lainnya sifat biologis enzim sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor fisiko kimia. Enzim bekerja pada kondisi tertentu yang rerlatif ketat. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerj enzim antara lain suhu, pH, oksidasi oleh udara atau senyawa lain, penyinaran ultraviolet, sinar x, α, β, dan γ. Di samping itu, kecepatan reaksi enzimatik dipengaruhi pula oleh konsentrasi enzim maupun substratnya ( Hafiz Soewoto,2000).

a. Pengaruh suhu :

Suhu rendah mendekati titik beku tidak merusak enzim, namun enzim tidak dapat bekerja. Dengan kenaikan suhu lingkungan, enzim mulai bekerja sebagian dan mencapai suhu maksimum pada suhu tertentu. Bila suhu ditingkatkan terus, jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada suhu optimum. Enzim dalam tubuh manusia mempunyai suhu optimum sekitar 37° C. Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai ± 60° C, karena terjadi denaturasi( Hafiz Soewoto,2000) .

Suhu campuran reaksi juga berpengaruh terhadap laju reaksi enzimatik. Jika reaksi tersebut dilangsungkan dalam berbagai suhu, kurva hubungan tersebut akan menunjukkan suhu tertentu, yang menghasilkan laju reaksi yang maksimum. Dengan demikian, dalam hal ini juga ada kondisi optimum yang disebut sebagai suhu optimum

Laju reaksi

A B

Suhu optimum t⁰

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi enzimatik

Pada gambar tampak bahwa di luar suhu optimum, laju enzimatik selalu lebih rendah. Makin besar perbedaan suhu reaksi dengan suhu optimum, makin rendah pula laju reaksinya. Akan tetapi, keadaan yang menyebabkan rendahnya suhu di luar suhu optimum berbeda antara suhu yang lebih rendah dengan suhu yang lebih tinggi. Pada suhu yang lebih rendah (sisi A pada gambar), penyebab kurangnya laju reaksi enzimatik yaitu kurangnya gerak termodinamik, yang menyebabkan kurangnya tumbukan antara molekul enzim dengan substrat. Jika kontak antara kedua jenis molekul itu tidak terjadi, kompleks ES tidak terbentuk. Padahal kompleks ini sangat penting untuk mengolah S menjadi P. Oleh karena itu, makin rendah suhu, gerak termodinamik tersebut akan makin kurang.

Pada daerah suhu yang lebih tinggi (sisi B pada gambar), gerak termodinamik akan lebih meningkat, sehingga tumbukan antara molekul akan lebih sering. Akan tetapi laju reaksi tidak terus meningkat, melainkan malah menurun dengan cara yang lebih kurang sebanding dengan selisih nilai dan suhu optimum. Dalam peningkatan suhu ini, selain gerak termodinamik meningkat, molekul protein enzim juga mengalami denaturasi, sehingga bangun tiga dimensinya berubah secara bertahap. Jika suhu jauh lebih tinggi dari suhu optimum, maka makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar bagi substrat untuk menempati secara tepat di bagian aktif molekul enzim. Akibatnya, kompleks E-S akan sukar terbentuk, sehingga produk juga makin sedikit.

I II

Interaksi enzim-substrat dalam suhu berbeda. I. enzim dalam suhu optimum. II. Enzim di atas suhu optimum.

Pada sisi A dari kurva terdapat hubungan tertentu antara kenaikan suhu dengan laju reaksi. Arrhenius secara empiris telah mengembangkan suatu rumusan umum antara laju suatu reaksi kimia dengan suhu mutlak system reaksi tersebut. Yang dinyatakan sebagai berikut ( Mohamad Sadikin, 2002 ):

R adalah gas yang bernilai 1,987 kal per derajat per molar, T adalah suhu mutlak, E adalah suatu tetapan yang dinamakan energi aktivitas dan k adalah tetapan laju reaksi.

b. Pengaruh pH :

Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu. Jika dilakukan pengukuran aktivitas enzim pada beberapa macam pH yang berlainan, sebagian besar enzim di dalam tubuh akan menunjukkan aktivitas maksimum antara pH 5,0 sampai 9,0. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada pH optimum. Ada enzim yang mempunyai pH optimum yang sangat rendah, seperti pepsin, yang mempunyai pH optimum 2. pada pH yang jauh di luar pH optimum, enzim akan terdenaturasi. Selain itu pada keaadan ini baik enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik yang mengakibatkan enzim tidak dapat berikatan dengan substrat( Hafiz Soewoto,2000) .

Sebagian besar enzim bekerja aktif dalam trayek pH yang sempit umumnya 5 - 9. Ini adalah hasil merupakan hasilpengaruh dari pH atas kombinasi factor ( 1 ) ikatan dari substrat ke enzim ( 2 ) aktivitas katalik dari enzim ( 3 ) ionisasi substrat dan ( 4 ) variasi struktur protein ( biasanya signifikan hanya pada pH yang cukup tinggi ) ( M.T. Simanjuntak, 2003).

Ada 2 alasan untuk menyelidiki pengaruh tingkat keasaman atau pH terhadap aktivitas emzim, yaitu :

1. sebagai produk makhluk hidup secara teori selalu ada kemungkinan dari pengaruh ph ini terhadap aktivitas biologis dari enzim ini.

2. sebagai suatu protein enzim tidak berbeda dengan protein lainnya.

Kurva hubungan antara pH dengan laju reaksi suatu enzim biasanya menghasilkan gambaran seperti lonceng, seperti yang tampak pada gambar di bawah ini

Laju reaksi

pH optimum Ph

Hubungan antara pH larutan enzim dengan laju reaksi enzim

Kadang-kadang, seperti pada enzim amylase liur, hubungan tersebut tidak menunjukkan suatu titik puncak, melainkan suatu garis merata (plateau setelah kurva yang naik, untuk kemudian turun lagi sesudah plateau )

Laju reaksi

plateau

Rentangan pH optimum pH

Hubungan antara pH larutan enzim dengan laju reaksi. Tampak adanya plateau.

Fenomena seperti ini dapat ditafsirkan sebab adanya molekul amylase dalam bentuk beberapa molekul protein yang berbeda (isozim). Tiap molekul isozem niscaya bekerja pada pH yang sedikit berbeda.

Perlu diingat bahwa dalam mencari hubungan antara derajat keasaman dengan laju reaksi maksimum ini, rentangan pH yang diselidiki biasanya berkisar dalam rentangan yang tidak lebar dan bukan dalam rentangan antara pH 1 sampai 14. Karena tidak ada sistem dapar masing-masing di sekitar nilai kapasitas yang maksimum dari tiap dapar (rentangan pH di sekitar nilai pKa komponen asam tiap dapar), bukan tidak mengkin ada interaksi yang merugikan antara enzim dan ion penyusun dapar dan bukan karena pH yang disebabkan dapar itu sendiri.

Dalam gambar dapat dilihat adanya nilai pH tertentu, yang memungkinkan enzim bekerja maksimum. pH tersebut dinamakan pH maksimum. Dalam lingkungan keasaman seperti itu, protein enzim mengambil struktur 3 dimensi yang sangat tepat, sehingga ia dapat mengikat dan mengolah substrat dengan kecepatan yang setinggi-tingginya. Di luar nilai pH optimum tersebut, struktur 3 dimensi enzim mulai berubah, sehingga substrat tidak dapat lagi duduk dengan tepat di bagian molekul enzim yang mengolah substrat. Akibatnaya, proses katalisis berjalan tidak optimum. Oleh karena itu, struktur 3 dimensi berubah akibat pH yang tidak optimum ( Mohamad Sadikin, 2002).

c. Pengaruh konsentrasi enzim :

Peningkatan konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatik. Dapat dikatakan bahwa kecepatan reaksi enzimatik (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [E]. Makin besar konsentrasi enzim, reaksi makin cepat( Hafiz Soewoto,2000) .

Bagaimana akibat dari perubahan konsentrasi enzim terhadap reaksi enzimztik itu sendiri? Jawaban dari pertanyaan ini harus dicari dari pengamatan yang dilakukan atas satu seri campuran yang terdiri atas substrat dalam konsentrasi yang tetap dan enzim dalam konsentrasi yang berbeda-beda, dengan volume akhir larutan yang sama. Pengamatan dapat dilakukan terhadap dua hal, yaitu :

1. terhadap hubungan antara selang waktu pengamatan dan konsentrasi produk yang terbentuk pada tiap konsentrasi enzim.

2. terhadap hubungan antara konsentrasi enzim dan kecepatan reaksi enzimatik yang dikatalisis oleh enzim tersebut.

Jika data hasil kedua pengamatan tersebut masing-masing disajikan dalam bentuk grafik, akan diperoleh kurva seperti yang tampak dalam gambar 1 dan 2.

Jumlah produk

0 5 10 15 Menit

Gambar 1. hubungan jumlah produk terbentuk dengan lama reaksi enzimatik pada berbagai konsentrasi enzim. Tiap garis kurva mewakili satu konsentrasi enzim.

Pada gambar 1 tampak bahwa makin besar konsentrasi enzim maka makin banyak pula produk yang terbentuk dalam tiap waktu pengamatan. Dari pengamatan tersebut dapat dikatakan bahwa konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan enzim. Dengan bertambahnya waktu, pada tiap konsentrasi enzim pertambahan jumlah produk akan menunjukkan defleksi, tidak lagi berbanding lurus sejalan dengan berlalunya waktu tersebut. Fenomena itu tentu mudah dimaklumi, karena setelah selang beberapa waktu, jumlah substrat yang tersedia sudah mulai berkurang, sehingga dengan sendirinya produk olahan enzim juga akan berkurang. Akan tetapi pada gambar 1 tampak pula dengan jelas, bahwa defleksi tersebut makin jelas dengan makin tingginya konsentrasi enzim. Sebaliknya, pada konsentrasi enzim yang rendah, dalam jangka waktu pengamatan yang sama hubungan waktu dengan jumlah produk yang dihasilkan masih berbanding lurus.

Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi.

Laju reaksi

Enzim

Gambar 2. pengaruh konsentrasi enzim terhadap laju reaksi enzimatik.

Kadang-kadang terjadi penyimpangan dari persamaan ini, sehingga diperoleh garis agak melengkung. Biasanya, penyimpangan ini terjadi jika enzim yang dipelajari tidak dalam keadaan murni, sehingga mungkin terdapat senyawa-senyawa penghambat reaksi dalam jumlah yang sangat kecil. Sebaliknya, penyimpangan juga terdapat dalam sediaan enzim dengan kemurniaan yang tinggi. Dalam keadaan ini, penyimpangan disebabkan oleh senyawa pengaktif (aktivator), misalnya tidak adanya ion tertentu, meskipun ph yang diperlukan sudah dipastikan dengan menggunakan larutan dapar dan tidak hanya sekedar larutan dengan ph yang diperlukan tersebut ( Mohamad Sadikin, 2002 ).

d. Pengaruh konsentrasi substrat :

Pada suatu reaksi enzimatik bila konsentrasi substrat diperbesar, sedangkan kondisi lainnya tetap, maka kecepatan reaksi (v) akan meningkat sampai suatu batas kecepatan maksimum (V). Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan substrat.

Dalam suatu reaksi enzimatik, enzim akan mengikat substrat membentuk kompleks enzim-substrat [ES], kemudian kompleks ini akan terurai menjadi [E] dan produk [P]. Makin banyak kompleks [ES] terbentuk, makin cepat reaksi berlangsung sampai batas kejenuhan [ES]. Pada konsentrasi substrat [S] melampaui batas kejenuhan kecepatan reaksi akan konstan. Dalam keadaan itu seluruh enzim sudah berada dalam bentuk kompleks E-S. Penambahan jumlah substrat tidak menambah jumlah kompleks E-S.

Fungsi enzim dalam kepentingan medis. Enzim terdistribusi di tempat-tempat tertentu di dalam sel, kurang lebih sesuai dengan golongan dan fungsinya. Sebagai contoh, enzim-enzim yang berperan dalam sintesis dan reparasi DNA terletak di dalam inti sel. Enzim yang mengkatalisasi berbagai reaksi yang menghasilkan energi secara aerob terletak di dalam mitokondria. Enzim yang berhubungan dengan berbagai biosintesis protein berada bersama ribosom. Dengan demikian reaksi kimia dalam sel berjalan sangat terarah dan efisien.

Ada penyakit yang disebabkan oleh abnormalitas sintesis enzim tertentu, misalnya pada defisiensi enzim glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PDH/ G6PD). Sel darah merah penderita defisiensi G6PDH ini sangta rentan terhadap pembebanan oksidatif, misalnya pada pemakaian obat analgetik tertentu dan obat anti malaria. Pada pemakaian obat-obat tersebut dapat terjadi hemolisis intravaskuler.

Analisis enzim dalam serum pada dasarnya dapat dipakai untuk diagnosis berbagai penyakit. Dasar penggunaan enzim sebagai penunjang diagnosis ialah bahwa (1) pada hakikatnya, sebagian besar enzim terdapat dan bekerja dalam sel dan (2) bahwa enzim tertentu dibuat dalam jumlah besar oleh jaringan tertentu. Karena itu enzim intrasel seharusnya tidak ditemukan dalam serum dan bila ditemukan, berarti sel yang membuatnya mengalami disintegrasi. Bila enzim yang diukur dalam serum terutama dibuat oleh jaringan atau organ tertentu, maka peningkatan aktivitas dalam serum menunjukkan adanya kerusakan pada jaringan atau organ tersebut ( Hafiz Soewoto,2000). .

II.2 Pati

Pati ialah polisakarida simpanan yang terdapat dalam tumbuhan tingkat tingkat tinggi. Homopolimer ini terdiri atas campuran amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida linear dari unti-unit D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan α-(1,4)-glukosida. Bobot molekulnya beragam dari beberapa ribu sampai 150.000. amilosa ini menghasilkan kompleks biru-hitam yang tajam dengan iodium akibat masuknya I₂ ke dalam gelung helical ynag terbentuk ketika amilosa berada dalam air. Amilopektin memiliki rantai tulang punggung ( backbone ) yang sama dengan amilosa, tetapi dengan banyak percabangan lewat ikatan α-(1,6)-glukosida. Bobot molekulnya lebih besar daripada amilosa. Reaksi amilopektin dan iodium membentuk kompleks merah-ungu..

Pati ( mailosa maupun amilopektin ) jika terhidrolisis sempurna ( semua ikatan asetal diputus ) akan menghasilkan hanya D-glukosa. Namun jika dihidrolisis sebagian diperoleh produk yang berbeda: amilosa menghasilkan maltose sebagai satu-satunya disakarfida sedangkan amilopektin menghasilkan campuran disakarida maltose dan isomaltosa. Dari hidrolisis parsial amilopektin, juga diperoleh campuran oligosakarida yang biasa dirujuk sebgai dekstrin, digunakan untuk membuat lem, pasta, atau kanji tekstil. Dekstrin tidak membentuk kompleks berwarna dengan iodium.

Hidrolisis sempurna biasanya dilakukan dengan asam encer pada suhu tinggi sedangkan hidrolisis parsial umumnya terjadi secara enzimatik. Enzim α-amilase dalam saluran pencernaan ( air liur dan cairan pancreas ) akan menghidrolisis rantai lurus amilosa dan amilopektin secara acak menjadi campuran glukosa dan maltose. Enzim β-amilase pada tumbuhan secara lebih spesifik menghidrolisis amilosa menjadi unit-unit maltose. Akhirnya tambahan enzim α-(1,6)-glukosidase dapa menghidrolisis ikatan α-(1,6)-glikosida pada titik percabangan amilopektin dan menghasilkan hidrolisis sempurna ( Staf Pengajar Kimia Organik IPB, 2005 ).

II.3 Enzim Amilase

Air liur mengandung enzim amylase liur, musin, air, dan garam natrium. Fungsi dari musin yaitu lendir yang melekatkan butir-butir makanan dan melincirkan makanan. Sedangkan fungsi air yaitu melembabkan dan melembutkan makanan. Adapun fungsi garam natrium yaitu menyediakan enzim beralkali untuk kerja amylase liur. Enzim amylase sendiri di jelaskan di bawah ini.

Enzim Amilase mempunyai kemampuan untuk memecah molekul-molekul pati dan glikogen Molekul pati yang merupakan polimer dari alfa-D-glikopiranosa akan dipecah oleh enzim pada ikatan alfa-1,4- dan alfa-l,6-glikosida.

Secara umum, amilase dibedakan menjadi tiga berdasarkan hasil pemecahan dan letak ikatan yang dipecah, yaitu alfa-amilase, beta-amilase, dan glukoamilase. Enzim alfa-amilase merupakan endoenzim yang memotong ikatan alfa-1,4 amilosa dan amilopektin dengan cepat pada larutan pati kental yang telah mengalami gelatinisasi. Proses ini juga dikenal dengan nama proses likuifikasi pati. Produk akhir yang dihasilkan dari aktivitasnya adalah dekstrin beserta sejumlah kecil glukosa dan maltosa. Alfa-amilase akan menghidrolisis ikatan alfa-1-4 glikosida pada polisakarida dengan hasil degradasi secara acak di bagian tengah atau bagian dalam molekul. Enzim beta-amilase atau disebut juga alfa-l,4-glukanmaltohidrolas E.C. 3.2.1.2. bekerja pada ikatan alfa-1,4-glikosida dengan menginversi konfigurasi posisi atom C(l) atau C nomor 1 molekul glukosa dari alfa menjadi beta. Enzim ini memutus ikatan amilosa maupun amilopektin dari luar molekul dan menghasilkan unit-unit maltosa dari ujung nonpe-reduksi pada rantai polisakarida. Bila tiba pada ikatan alfa-1,6 glikosida aktivitas enzim ini akan berhenti. Glukoamilase dikenal dengan nama lain alfa-1,4- glukan glukohidro-lase atau EC 3.2.1.3. Enzim ini menghidrolisis ikatan glukosida alfa-1,4, tetapi hasilnya beta-glukosa yang mempunyai konfigurasi berlawanan dengan hasil hidrolisis oleh enzim a-amilase. Selain itu, enzim ini dapat pula menghidrolisis ikatan glikosida alfa-1,6 dan alfa-1,3 tetapi dengan laju yang lebih lambat dibandingkan dengan hidrolisis ikatan glikosida a-1,4( http://june-s.blogspot.com/2008/05/deteksi-dan-uji-kualitas-amilase.html ).

BAB III

MATERI DAN METODE

III.1 Alat dan Bahan

Alat :

a) Beaker glass

b) Tabung reaksi

c) Pipet volume

d) Pipet tetes

e) Erlenmeyer

f) Spektrofotometri

g) Incubator

Bahan :

a) Air liur

b) Larutan pati

c) Larutan iodium

d) Larutan pH 7 dan 11

e) Aquadest

III.2 Prosedur Kerja

Sebelum melakukan percobaan diambil sampel air liur dari praktikan dan ditempatkan pada wadah

ü Pengaruh Suhu

a) air liur diencerkan 100 kali, dengan mengambil 1ml air liur dari sample dan dilarutkan dalam 100ml air dalam labu ukur

b) larutan pati kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang telah diberi tanda blangko dan uji kemudian pasangan tabung diinkubasi pada suhu 4⁰, 28⁰, 37⁰, 60⁰, 100⁰ C selama 5 menit

c) larutan pati dicampurkan ke dalam 0,2 ml air liur kemudian diinkubasi selama tepat 1 menit

d) ditambahkan larutan iodium 1 ml dan aquadest 8 ml pada masing-masing tabung (untuk suhu 60⁰ C dan 100⁰ C dilakukan di luar penangas)

e) dilakukan pengukuran serapan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 680 nm

f) dihitung kecepatan reaksi enzimatik dan dibuat kurva yang menghubungkan kecepatan reaksi dengan suhu

ü Pengaruh pH

a) Air liur diencerkan 100 kali dengan mengambil 1ml air liur dari sample dan dilarutkan dalam 100ml air dalam labu ukur

b) 0,5 ml larutan pati ditambah dengan 0,5 ml larutan pH 7 (tabung A), o,5 ml larutan pati ditambah dengan 0,5 ml larutan pH 11 (tabung B). Masing-asing tabung ditandai blanko dan uji. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 37⁰C selama minimal 5 menit

c) campuran larutan pati dengan larutan pH yang telah diinkubasi ditambahkan dengan 0,2 ml air liur yang telah diencerkan, kemudian diinkubasi kembali selama tepat 1 menit.

d) ditambah larutan iodium 1 ml dan aquadest 8 ml pada masing-masing tabung

e) dilakukan pengukuran serapan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 680 nm

f) dihitung kecepatan reaksi enzimatik dan dibuat kurva yang menghubungkan kecepatan reaksi dengan suhu

ü Pengaruh Konsentrasi Enzim

a) Air liur diencerkan dengan pengenceran 100 kali ; 200 kali ; 400 kali ; 600 kali

b) 1 ml larutan pati dimasukkan kedalam 8 tabung reaksi yang diberi tanda blangko dan uji kemudian diinkubasi pada suhu 37⁰ selama 5 menit

c) Air liur yang telah diencerkan diambil 0,2 ml (setiap konsentrasi) dimasukkan ke dalam tabung reaksi

d) Larutan pati yang telah diinkubasi dicampurkan ke air liur kemudian diinkubasi tepat 1 menit

e) Ditambahkan larutan iodium 1 ml dan aquadest 8 ml pada masing-masing tabung

f) dilakukan pengukuran serapan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 680 nm

g) dihitung kecepatan reaksi enzimatik dan dibuat kurva yang menghubungakan kecepatan reaksi dengan suhu

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

Adapun hasil percobaan yang kami lakukan adalah sebagai berikut :

v Pengaruh Suhu

Tabel hasil pengamatan serapan berdasarkan pengukuran spectrofotometer pada λ = 680 nm

Suhu	A_B	A_U	∆A/menit
4⁰C	0,175	0,142	0,033
28⁰C	0,245	0,194	0,051
37⁰C	0,211	0,150	0,061
60⁰C	0,226	0,183	0,043
100⁰C	0,255	0,189	0,066

Dari data di atas didapatkan kurva

v Pengaruh pH

Tabel hasil pengamatan serapan berdasarkan pengukuran spectrofotometer pada λ = 680 nm dan perubahn warna yang terjadi

pH	A_B	A_U	∆A/menit	Perubahan warna
7	0,093	0,1245	-0,0315	Coklat
11	0,003	0,011	-0,008	Biru

Dari data didapatkan kurva seperti di atas

Foto di bawah ini memperlihatkan perbedaan warna hasil reaksi anatara pH 7 dan 11

Gambar1. pH 7 Gambar2. pH 11

Kiri adalah Blanko,

Kanan adalah larutan uji

v Pengaruh konsentrasi

Tabel hasil pengamatan serapan berdasarkan pengukuran spectrofotometer pada λ = 680 nm

Pengenceran	Konsentrasi	A_B	A_U	∆A/menit
100 X	0,01	0,207	0,173	0,024
200 X	0,005	0,200	0,120	0,08
400 X	0,0025	0,193	0,174	0,019
600 X	0,0017	0,185	0,189	-0,004

Dari data di atas didapatkan kurva

Keterangan:

?A/menit pada judul tiap kurva maksudnya adalah ∆A/menit.
∆A/menit diindikasikan sebagai laju reaksi

BAB V

PEMBAHASAN

Pada praktikum ini kami melakukan percobaan secara invitro mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim amylase yang terdapat pada air liur dalam memecah larutan pati. Faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim diantaranya adalah konsentrasi enzim, konsentrasi ion hydrogen (pH), suhu dan konsentrasi substrat. Namun kami tidak melakukan praktikum mengenai pengaruh konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim.

Dalam praktikum kali ini digunakan bahan pati yang diindikasikan sebagai substrat. Sedangkan air liur digunakan untuk mengetahui reaksi enzimatik dari enzim amylase di dalamnya. Larutan Iodium digunakan sebagai indicator perubahan warna dari larutan uji.

Pada ketiga percobaan perlakuan hampir sama pada pembuatan larutan uji dan blanko. Perlakuan yang sama pada larutan uji dan blanko yaitu sample yang sama yaitu larutan pati yang berfungsi sebagai substrat lalu di inkubasi selama 5 menit pada suhu 37⁰C ( untuk percobaan pengaruh suhu dan konsentrasi enzim ) yang berfungsi untuk menyamakan kondisi suhu enzim dengan suhu tubuh. Lalu mencampurkan pati dengan air liur dimana pada keadaan ini akan terjadi hidrolisis parsial. Kemudian ditambahkan Larutan iodium yang akan menandakan perbedaan warna dari masing-masing perlakuan pada percobaan factor yang mempengaruhi kerja enzim, larutan iodium ini merupakan indicator adanya karbohidrat atau tidak dalam larutan.

Pengaruh Suhu

Suhu mempengaruhi aktivitas katalisis enzim. Diluar suhu optimum aktivitas enzim menjadi tidak maksimal. Bila suhu terlalu rendah, enzim menjadi tidak aktif, karena tidak terjadi benturan antara molekul enzim dengan substrat. Sedangkan bila suhu terlalu tinggi, dimana benturan yang terjadi semakin banyak maka struktur tiga dimensi dari enzim tersebut akan terganggu sehingga enzim akan mengalami denaturasi, atau dapat dikatakan enzim akan kehilangan sifat alamiahnya.

Pada percoban mengenai pengaruh suhu terhadap aktiivitas enzim, yang pertama kami lakukan adalah pengenceran air liur hingga 100 kali. Kami juga menggunakan larutan pati sebagai larutan uji untuk melihat aktivitas enzim amylase. Larutan pati dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 1 ml, yang kemudian diinkubasi selama 5 menit pada suhu 4, 28, 37, 60, 100 C yang masing-masing suhu dibuat blanko dan uji. Setelah diinkubasi larutan pati dicampurkan ke dalam 0,2 ml air liur kemudian diinkubasi kembali selama tepat 1 menit dan ditambahkan larutan iodium 1 ml dalam 8 ml aquadest pada masing-masing tabung, untuk suhu 60⁰ C dan 100⁰ C dilakukan di luar penangas, perlakuan tersebut bertujuan untuk menghindari terjadinya bumping selama proses pemanasan. Setelah itu dilakukan pengukuran serapan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 680 nm, dan dihitung kecepatan reaksi enzimatik serta dibuat kurva yang menghubungkan kecepatan reaksi dengan suhu.

Berdasarkan data hasil pengamatan, perubahan absorbansi per menit yang diperoleh dari absorbansi larutan blanko dan absorbansi larutan uji dapat dilihat dari kurva disamping. Adapun kurva hasil percobaan memperlihatkan laju reaksi dari enzim semakin cepat seiring bertambahnya suhu ini terlihat pada kenaikan suhu dari 4^oC hingga 37^oC namun ketika suhu mengalami kenaikan hingga 60^oC terjadi penurunan laju reaksi. Kedua keadaan ini diakibatkan oleh benturan antara enzim dan substrat. Pada keadaan pertama yaitu 4^oC hingga 37^oC, telihat peningkatan laju reaksi akibat adanya gerak termodinamik yang secara perlahan membentuk produk dan pada titik optimum ( suhu optimum ) yaitu 37^oC dapat dikatakan membentuk secara sempurna karena enzim amylase yang merupakan enzim yang terdapat tubuh memilki suhu optimum 37^oC. pada keadaan kedua yaitu suhu mengalami kenaikan hingga 60^oC, pada keadaan ini perbenturan antara enzim dan substrat terus berlangsung namun keadaan ini tidak menambah laju reaksi namun mengurangi laju reaksi ini disebabkan karena enzim mengalami denaturasi sehingga bangun tiga dimensinya berubah secara bertahap. Jika suhu jauh lebih tinggi dari suhu optimum, maka makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar bagi substrat untuk menempati secara tepat di bagian aktif molekul enzim. Akibatnya, kompleks E-S akan sukar terbentuk, sehingga produk juga makin sedikit dan ini terlihat ( Mohamad Sadikin, 2002 ) dari kurva laju reaksi yang semakin menurun. Dari kurva terlihat bahwa pada suhu 100 ^oC terjadi kenaikan nilai absorbansi, sehingga didapatkan kurva yang tidak sesuai teori. Hal ini disebabkan telalu lamanya tabung reaksi berada di luar penangas, sehingga diperkirakan suhu dalam tabung berada di bawah 100 ^oC pada saat pencampuran sehingga tumbukan antara enzim dan substrat mengalami penurun dan mendekati suhu optimum sehingga menghasilkan laju reaksi yang menurun.

Pengaruh pH

Dari hasil percobaan kami tidak dapat membuktikan bahwa keasaman mengaruhi kecepatan reaksi enzimatik. Kesalahan ini terletak pada penambahan air liur yang tidak sesuai dengan prosedur kerja dimana air liur yang ditambahkan hanya 1ml bukan 2ml yang merupakan tahapan pada prosedur kerja sehingga hasil absorbansi nilai ∆A/menit menjadi minus. Terlihat pada kurva di samping. Kurva di samping pun menjadi rancu bila dibandingkan dengan kurva antara pH larutan enizm amylase dari air liur dengan laju reaksi menurut Mohamad Sadikin (2002)

Laju reaksi

plateau

Rentangan pH optimum pH

Hubungan antara pH larutan enzim dengan laju reaksi. Tampak adanya plateau.

Dari kurva hasil percobaan terlihat semakin tinggi pH semakin tinggi nilai absorbansi yang menandakan semakin tingginya laju reaksi dari pH 7 ke pH 11. Pada umumnya enzim bekerja maksimum pada pH 5-9, namun dari kurva kita lihat enzim amylase dari air liur bekerja semakin tinggi dengan bertambahnya pH ( yaitu pH 11 yang berada di luar kisaran pH untuk enzim bekerja maksimum). Kerja enzim sebagai katalis dipengaruhi oleh pH. adanya nilai pH tertentu, yang memungkinkan enzim bekerja maksimum. pH tersebut dinamakan pH maksimum. Dalam lingkungan keasaman seperti itu, protein enzim mengambil struktur 3 dimensi yang sangat tepat, sehingga ia dapat mengikat dan mengolah substrat dengan kecepatan yang setinggi-tingginya. Di luar nilai ph optimum tersebut, struktur 3 dimensi enzim mulai berubah, sehingga substrat tidak dapat lagi duduk dengan tepat di bagian molekul enzim yang mengolah substrat. Akibatnaya, proses katalisis berjalan tidak optimum. Oleh karena itu, struktur 3 dimensi berubah akibat ph yang tidak optimum ( Mohamad Sadikin, 2002).

Dari pengamatan warna larutan uji, terlihat perbedaan warna yang signifikan antara larutan pati yang dicampurkan dengan air liur pada pH 7 dan pada pH 11 setelah ditambahkan larutan iodium. Pada larutan uji pH 7 warna yang dihasilkan yaitu coklat. Keadaan ini menandakan bahwa enzim amylase pada air liur bekerja menghidrolisa larutan pati menjadi produk yang terdiri dari glukosa dan maltosa. Pada pH 7 ini dapat dikatakan sudah tidak adanya karbohidrat ( dari larutan pati yang terdiri dari amilosa dan amilopektin ) karena dihidrolisis oleh amylase terlihat dengan tidak didapatkan warna biru kehitaman ( menandakan adanya amilosa) ataupun merah ungu ( menandakan adanya amilopektin )ketika ditambahkan larutan iodium. Kerja enzim amylase disini dikatatan sebagai hidrolisis parsial dan memperlihatkan bahwa enzim amylase berada pada kondisi 3 dimensi yang tepat sehingga dapat mengolah ( menghidrolisis ) karbohidrat dari larutan pati dengan sangat cepat.

Sedangkan hasil pengamatan pada pH 11 menunjukan warna biru pada larutan uji setelah ditambhkan iodium. Ini menunjukan adanya kompleks pati iodium dimana dapat diindikasikan adanya amilosa yang merupakan bagian dari pati ( karbohidrat ). Sehingga dapat dikatakan pada pH ini enzim amylase tidak bekerja optimum dalam menghirdrolis larutan pati karena struktur 3 dimensi dari enzim amylase telah berubah sehingga tidak dapat mengolah substrat dengan baik.

Pengaruh konsentrasi enzim

Konsentrasi enzim mempengaruhi kecepatan reaksi enzimatik. Pengaruh konsentrasi enzim ini yaitu pembentukan produk, dimana makin besar konsentrasi enzim makin banyak pula produk yang dihasilkan sehingga dapat dinyatakan bahwa laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi enzim.

Pada percobaan pengaruh konsentrasi enzim ini, konsentrasi enzim amylase dari air liur yang berbeda-beda didapatkan dari pengenceran larutan air liur. Larutan air liur diencerkan menjadi 100x, 200x, 300x, 400x dan konsentrasi yang di dapat yaitu 0,01; 0,005;0,0025; dan 0,0017. Dari konsentrasi ini sebelum praktikum kita dapat memprediksikan jika laju reaksi akan mencapai titik tertinggi pada konsentrasi 0,01 dan titik terendah pada konsentrasi 0,0017.

Dari hasil percobaan pengaruh konsentrasi enzim terlihat pada pergerakan laju reaksi dari 0,0017 hingga 0,0025 dimana laju reaksi semakin meningkat, namun kondisi ini ini terus menurun pada konsentrasi 0,0025 hingga konsentrasi 0,01. Kondisi ini terlihat dari kurva di samping kanan. Keadaan ini tidak dapat membuktikan teori yang menyebutkan Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi yang tertera pada kurva ( Mohamad Sadikin, 2002).

Kurva yang berbeda pada hasil percobaan dikarenakan adanya kesalahan dalam prosedur kerja. Kesalahan dalam prosedur kerja ini yaitu ketidaktelitian dalam pengenceran. Pengenceran yang dimaksud adalah ketika mengencerkan air liur dari 100x menjadi 200x dan seterusnya.

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan maka dapat kami simpulkan yaitu enzim dalam aktivitasnya dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor pertama yaitu suhu, aktivitas enzim semakin meningkat seiring bertambahnya suhu terlihat dari laju reaksi namun aktivitasnya menurun setelah melewati suhu optimum. Faktor kedua yaitu pH dimana terlihat perbedaan warna akibat kerja enzim pada pH yang berbeda, dan aktivitas enzim dapat dikatakan bekerja cepat dan tepat pada pH optimumnya. Faktor ketiga yaitu konsentrasi enzim, dimana semakin tinggi konsentrasi enzim semakin banyak produk yang dihasilkan.

Selain itu dapat kami simpulkan bahwa enzim amylase bekerja menghidrolis secara parsial larutan pati yang merupakan karbohidrat. Enzim amylase bekerja maksimum pada pH 7 dan pada suhu 37 ⁰C. sehingga dapat dikatakan pH 7 merupakan pH optimum dalam kerja enzim amylase. Sedangakan suhu 37 ⁰C merupakan suhu optimum bagi enzim amylase dalam melaksanakan kerjanya.