PERCOBAAN VII REAKSI KIMIA III : KATALIS ENZIMATIS ( Praktikum Kimia Dasar II )

Oleh najih

Selasa, 19 Mei 2015

Bagikan :

Tweet

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan yang berjudul, ”Katalis Enzimatis.” Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh katalis pada kecepatan reaksi, untuk menunjukkan enzim dapat berfungsi sebagai katalis, dan untuk mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis enzimatis. Prinsip percobaan yang digunakan adalah katalis enzimatis. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah penggunaan saliva encer sebagai katalis serta pemanasan. Hasil yang didapat dari percobaan yaitu pengaruh temperatur, pada suhu 370C enzim amilase dapat bekerja dengan optimal, pada pengaruh pH 7 enzim bekerja dengan optimal juga, sedangkan pengaruh ion logam sebagai inhibitor adalah pada tabung kesatu dan kedua.

Keyword : Enzim, Amilase, Inhibitor, Katalis

PERCOBAAN  VII REAKSI KIMIA III : KATALIS ENZIMATIS

I. Tujuan Percobaan
1.1 Untuk mengetahui pengaruh katalis pada kecepatan reaksi
1.2 Untuk menunjukkan bahwa enzim dapat berfungsi sebagai katalis
1.3 Untuk mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis enzimatis

II. Dasar Teori
2.1. Enzim

Kata enzim berarti “dalam ragi”. Manusia telah menggunakan enzim sejak zaman prasejarah dalam memproduksi anggur, cuka dan keju. Suatu enzim adalah suatu katalis biologis. Hewan tingkat tinggi mengandung ribuan enzim. Enzim merupakan katalis yang lebih efisien dari pada kebanyakan katalis laboratorium atau industry. Enzim juga memungkinkan suatu selektivitas pereaksi dan suatu pengendalian laju reaksi yang tidak dimungkinkan oleh kelas katalis lain. Semua enzim adalah protein. Untuk aktivitas biologis, beberapa enzim memerlukan gugus-gugus prostetik atau kofaktor.

(Fessenden, 1986)

Enzim merupakan polimer biologis yang mengkatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan. Sebagai determinan yang menentukan kecepatan berlangsungnya berbagai peristiwa fisiologik, enzim memainkan peran sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Pemecahan makanan untuk memasok energy serta unsur-unsur kimia pembangun tubuh (building blocks); perakitan building block tersebut menjadi protein, membrane sel. Serta DNA yang mengkodekan informasi genetic; dan akhirnya peeenggunaan energy untuk menghasilkan gerakan sel, semua ini dimungkinkan dengan adanya kerja enzim-enzim yang terkoordinasi secara cermat.

(Murray, 2001)

2.2. Klasifikasi Enzim

International Union of Biochemistry (IUB) membagi enzim menjadi 6 kelas, yaitu:

1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi, dan biasanya menggunakan koenzim :

• NAD+

• NADP+

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Dehidrogenase, Oksidase, dan Hidroksilase

2. Transferase : mengkatalisis pemindahan gugus tertentu, seperti gugus 1-karbon, gugus aldehid dan keton, gugus asil, gugus glikosil, gugus fosfat dan gugus mengandung S.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Amino transferase, asil karnitin transferase, transkarboksilase dan glukinase.

3. Hidrolase : meningkatkan pemecahan ikatan antara karbon dengan atom lainnya dengan penambahan air.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : esterase, amidase, peptidase,fosfatase dan glikosidase.

4. Liase : mengkatalisis pemecahan karbon-karbon, karbon-sulfur dan karbon-nitrogen.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : dekarboksilase, aldolase, sintase dan deaminase.

5. Isomerase : mengkatalisis raseminasi optic atau isomer geometric dan reaksi oksidasi reduksi intramolekular tertentu.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : epimerase, mutase dan isomerase.

6. Ligase : mengkatalisis pembentukan ikatan antara karbon dengan karbon, karbon dengan sulfur, karbon dengan nitrogen dan karbon dengan oksigen.

Untuk pembentukan ikatan tersebut diperlukan energy yang berasal dari ATP.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Sintetase dan Karboksilase.

(Shahib, 1992)

2.3. Komponen Enzim

Enzim terdiri dari dua komponen, yaitu:

1. Protein

2. Gugus Prostetik (Koenzim)

Bagian apoenzim menyebabkan kekhasan pada enzim. Bagian gugus prostetik dapat berupa kofaktor. Kofaktor yaitu senyawa anorganik yang diperlukan oleh enzim untuk aktivitas biologisnya. Kofaktor dapat berupa ion logam seperti unsur besi, mangan, magnesium dan natrium. Koenzim yaitu senyawa organik, misalnya vitamin B1, B2 dan B6.

(Fessenden, 1986)

Enzim terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida, disamping itu terdapat pula bagian yang bukan protein yang penting untuk aktivitas katalitik. Bagian yang bukan protein ini disebut kofaktor. Koenzim adalah bentuk tertentu dari kofaktor.

Kofaktor dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu : gugus prostetik, koenzim dan ion metal. Koenzim adalah senyawa organic yang berasosiasi dengan apoenzim dan bersifat sewaktu (tidak permanen), biasanya pada saat berlangsung katalisis. Selanjutnya koenzim yang sama dapat menjadi kofaktor pada enzimyang berbeda. Pada umumnya koenzim tidak hanya membantu enzim memecah substrat, tetapi juga bertindak sebagai aseptor sementara untuk produk yang terjadi. Kebanyakan komponen kimia koenzim adalah vitamin.

(Shahib, 1992)

2.4. Inhibitor Enzim

Inhibitor adalah beberapa zat kimia yang dapat menghambat kerja enzim, misalnya garam-garam dan logam berat seperti air raksa.

Inhibitor dapat dikelompokkanmenjadi tiga macam yaitu inhibitor kompetitif, inhibitor non-kompetitif dan inhibitor umpan balik.

(Poedjiadi, 1994)

Inhibisi kompetitif klasik terjadi pada tapak pengikatan-substrat (katalitik). Struktur kimia sebuah inhibitor analog-substrat (I) umumnya menyerupai struktur kimia substrat (S). oleh karena itu, inhibitor tersebut dapat berikatan secara reversible dengan enzim sehingga yang seharusnya membentuk kompleks EnzS, justru membentuk kompleks enzim inhibitor (Enzl).

Pada inhibisi nonkompetitif, tidak terdapat persaingan antara S dan I. struktur inhibitor biasanya tidak atau hanya sedikit mirip dengan struktur S dan dapat dianggap berkaitan dengan domain yang berbeda pada enzim. Inhibitor nonkompetitif reversible menurunkan  kecepatan reaksi maksimal yang diperoleh pada pemberian sejumlah enzim (Vmaks yang lebih rendah), tetapi biasanya tidak mempengaruhi nilai Km.

(Murray,2001)

2.5. Sifat-Sifat Enzim

Secara umum, sifat-sifat enzim sebagai berikut:

1. Sebagai biokatalisator yaitu dapat menggiatkan atau kadang-kadang dapat menyebabkan memuainya proses dalam sel

2. Enzim adalah suatu protein, sehingga mempunyai sifat-sifat seperti protein.

3. Enzim bekerja spesifik artinya untuk merubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan enzim tertentu pula.

4. Enzim dapat bekerja bolak-balik artinya suatu reaksi memerlukan enzim yang sama juga mempengaruhinya adalah jumlah substrat dan jumlah produksi.

5. Enzim bekerja sangat cepat

6. Enzim tidak ikut bereaksi, artinya enzim tidak berubah dan dapat dipakai kembali setelah reaksi enzimatis berlangsung.

7. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu.

8. Enzim sensitive terhadap pH.

(Murray, 2001)

2.6. Komponen Enzim

2.6.1. Apoenzim 

  Adalah bagian enzim yang terdiri dari protein. 

    Sifat: - tidak tahan panas

            - tidak mampu melewati membran dialysis.

2.6.2. Koenzim 

Adalah bagian enzim yang bukan protein.

    Sifat:  - tahan terhadap panas 

               -mampu melewati membrane dialis. 

     Holoenzim adalah gabungan antara apoenzim dan koenzim yang terikat satu sama lain. Koenzim, kofaktor, gugus prostetik merupakan kokatalis. Gugus prostetik terikat erat pada apoenzim sedangkan kofaktor tidak begitu erat. Gugus prostetik adalah bagian dari enzim yang berbentuk molekul organic. Koenzim adalah suatu bagian yang bertindak sebagai penerima hydrogen atau akseptor hidrogen seperti NAD/ATP.

( Winarno, 1986 )

2.7. Fungsi dan Cara Kerja Enzim 

2.7.1. Fungsi Enzim 

Adalah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi didalam maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 106 – 1011 kali lebih cepat dari pada bila reaksi tersebut berlangsung tanpa katalis. 

( Poedjiadi, 1994 )

  2.7.2. Cara Kerja Enzim 

Enzim diduga menyesuaikan diri di sekitar substrat ( molekul yang akan dikerjakan ) untuk membentuk kompleks enzim substrat. Ikatan menjadi tegang oleh gaya terik antara substrat dan enzim. Ikatan tegang mempunyai energi dam mudah terpatahkan sehingga reaksi berlangsung lebih mudah dan menghasilkan kompleks enzim substrat. 

E + S → E – S → E – P → E + P

Keterangan : E + S = enzim

                      E – P = Kompleks enzim produk

                      E + p = enzim + produk

        Bentuk yang diubah dari produk menyebabkan kompleks itu berdisosiasi dan permukaan enzim siap menerima substrat lain. Teori aktivitas enzim ini disebut “ Teori Kesesuaian Terimbas (Induced-Fit Theory). “

( Fessenden, 1983 )

2.8. Kekhasan Enzim 

Nama enzim disesuaikan dengan substratnya dengan penambahan “ase” di belakangnya. Substrat adalah senyawa yang bereaksi dengan bantuan enzim. 

Contoh: enzim menguraikan substrat (urea) disebut urease.

Kelompok enzim yang mempunyai fungsi sejenis diberi nama menurut fungsinya. Misalnya, hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai fungsi sebagai katalis dalam proses hidrolisis. Disamping nama trival (biasa) maka oleh Commision On Enzimes of The International Union of Biochemistry telah ditetapkan nama yang sistematis dan disesuaikan dengan pembagian dan penggolongan enzim berdasar fungsi. 

Kekhasan enzim terhadap suatu reaksi disebut kekhasan reaksi. Asam amino tertentu sebagai substrat dapat mengalami berbagai reaksi dengan enzim.

( Poedjiadi, 1994 )

2.9. Dasar Kerja Enzim

Pada umumnya terdapat dua mekanisme kerja enzim yang mempengaruhi reaksi katalis. Mekanismenya adalah

a) Enzim meningkatkan kemungkinan molekul – molekul yang bereaksi saling bertemu dengan permukaan yang saling berorientasi. Hal ini terjadi karena enzim mempunyai suatu afinitas yang tinggi terhadap substrat dan mempunyai kemampuan mengikatnya walaupun bersifat sementara. Penyatuan antara substrat dengan enzim tidak seenaknya, melainkan substrat terikat dengan enzim sedemikian rupa sehingga setiap substrat terorintasi secara tepat untuk terjadi reaksi.

b) Pembentukan ikatan yang sementara (biasanya ikatan non kovalen) antara substrat dengan enzim menimbulkan penyebaran ini menyebabkan suatu regangan pada ikatan kovalen spesifik dalam molekul substrat sehingga ikatan kovalen tersebut menjadi mudah pecah. Dapat disimpulkan bahwa enzim mempercepat laju reaksi agar keseimbangan reaksi tercapai, tetapi tidak mempengaruhi konstanta keseimbangan.

Banyak faktor yang mempengaruhi laju reaksi suatu enzim diantaranya yang penting adalah konsentrasi baik substrat maupun enzim. Faktor utama lainnya antara lain : suhu, Ph, kekuatan ikatan ionik dan adanya inhibitor (penghambat reaksi). Faktor – faktor yang mempengaruhi laju reaksi enzim yaitu

1) Suhu

Laju reaksi meningkat seiiring bertambahnya suhu, namun apabila suhu terlalu tinggi, maka enzim akan rusak sehingga reaksi berjalan optimal. Suhu normal untuk aktivitas enzim berkisar antara 25 - 370C.

2) Derajat Keasamam (Ph)

Pengaruh Ph terhadap suatu reaksi enzim menjadi rumit oleh beberapa faktor yang dapat saling bersaing apabila aktifitas enzim mencapai maksimum jika pH mencapai optimum, maka laju reaksi akan berkurang di kedua sisi pH optimum. Untuk setiap kombinasi dari 3 aturan yang mungkin :

 Protein enzim terdenaturasi akibat Ph ekstrem tinggi atau rendah.

 Protein enzim dapat memerlukan gugus – gugus amino yang terionisasikan pada rantai samping yang mungkin di tititk hanya pada satu keadaan ionisasi.

 Substrat dapat memperoleh protein dalam satu bentuk muatan.

3) Konsentrasi Enzim

Laju meningkat secara linier dengan bertambahnya konsentrasi enzim jenuh lebih sedikit dari konsetrasi substrat.

4) Konsentrasi Substrat

Laju reaksi yang mengkatalisasikan dengan enzim mula – mula berada pada kesetimbangan, namun seiring konsentrasi substrat dinaikkan lebih lanjut atau berlebih akan tercapai suatu laju limit atau laju maksimum suatu reaksi hingga pada saat penambahan substrat lebih lanjut tidak mempengaruhi reaksi (kinetika penjenuhan).

( Petrucci, 1997 )

2.10. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim. Faktor-faktor tersebut dapat bersifat fisik atau bersifat kimia, yaitu :

2.10.1. Suhu atau Temperatur

Laju reaksi yang dikatalis oleh enzim akan meningkat dengan adanya penurunan suhu. Pada suhu transisi aktivitas enzim menurun tajam. Kenaikan kecepatan dibawah temperatur optimal disebabkan oleh kenaikan energi kinetika molekul yang bereaksi. Bila suhunya dinaikkan terus, energi kinetika menjadi besar sehingga melampaui penghitung energi untuk memecahkan ikatan sekunder yang mempertahankan enzim dalam bentuk aslinya. Akibatnya struktur sekunder dan tersier hilang disertai hilangnya aktivitas biologis.

(Mayes, 1992)

2.10.2.  Konsentrasi Substrat

Bila konsentrasi substrat (s) naik sedangkan semua keadaan lainya dipertahankan tetap, kecepatan tetap, keceepatan awal yang diukur  v naik sampai nilai maksimum v berhenti.Efek konsentrasi substrat pada kecepatan reaksi yang dikatalis enzim,

Kecepatan akan naik bila konsentrasi substrat dinaikkan sampai konsentrasi enzuim dikatakan telah jenuh dengan substrat. Jumlah substrat masih melebihi jumlah enzim dengan persamaan molar yang besar. Apabila titik A dan B, Kenaikkan atau penurunan jumlah enzim tergabung dengan substrat dan v akan tergantung pada (s). Pada C, semua enzim tergabung dengan substrat sehingga kenaikkan selanjutya dari s. Walau ini menaikkan konsentrasi benturan anatar enzim dan substrat tidak dapat menaikkan kecepatan reaksi karena tidak ada enzim yang terdapat unsur bereaksi.

.2.10.3. Pengaruh pH

Enzim menunjukkan aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH yang disebut pH optimum, yang umumnya antara pH 4,5 – 8,0. suatu enzim tertentu  mempunyai pH optimum sanagt ekstrim , misalnya pepsin pada pH 1,8 dan organisme pada pH 10,0.

Kisaran pH yang ekstrim, baik asam maupun basa terjadi aktivasi, yang irreversible. Pada kisaran pH selebihnya masih dapat terjadi inaktivasi, tetapi bersifat reversible. Perlu diketahui pada enzim yang sama, sering pH umumnya berbeda, tergantung asal enzim tersebut. Misalnya metal esterase yang diperoleh dari kapang mempunyai pH optimum sekitar 5,0 sedang enzim yang sama yang diperoleh dari kacang merah mempunyai pH sekitar 8,5.

2.11. Katalis

Katalis merupakan suatu zat yang mempengaruhi laju reaksi tanpa adanya perubahan permanen pada zat tersebut. Katalis berfungsi untuk meningkatkan kecepatan reaksi.

Katalis dibedakan menjadi:

a) Katalis Homogen

Katalis homogen adalah jenis katalis yang berfase sama dengan pereaksi.

b) Katalis Heterogen

Katalis heterogen adalah jenis katalis yang tidak berfase sama dengan pereaksi.

(Keenan, 1984)

2.12. Katalis Enzimatis 

Banyak reaksi dalam kimia sistem organik dilakukan dengan enzim sebagai katalis. Enzim merupakan protein yang terdiri dari berbagai asam amino sama seperti molekul lain. Katalis enzimatik melibatkan ikatan-ikatan kimia yang digunakan dengan ikatan-ikatan pada reaksi kimia organik biasa. Dalam pelaksanaannya, katalis enzimatik menggunakan struktur yang dibentuk oleh berbagai gugus asam amino dan prostestik. Sejumlah protein bertindak cepat sebagai katalis yang sangat reaktif, lebih reaktif dari senyawa lsin yang dapat mempercepat sejumlah reaksi karena protein mampu dirakit menjadi beberapa bentuk.

Dasar fungsi enzim adalah keefektifan katalis asam amino, gugus karboksil dan gugus pengikat lain dinaikkan beberapa puluh kaki lipat dengan menempatkannya dalam ruang tertentu sehingga dapat mengunci senyawa yang dipengaruhi. 

Suatu senyawanya dapat mengkatalis reaksi dari beberapa substrat yang berbeda. Falam reaksi enzimatik gugus pengikat dan gugus-gugus katalistik dan enzim bergabung dengan substrat membentuk kompleks enzim substrat/ kemampuan enzim prostate. 

Enzim aktivasi pembentukan kompleks enzim senyawa antara pada reaksi enzimatik jauh lebih rendah dari pada energi aktivasi pada reaksi kimia tanpa enzim. Suatu enzim merupakan suatu katalis yang dapat dibentuk sehingga mudah melakukan katalis dari suatu arah dan agak sulit melakukan katalisis kearah berikutnya. 

( Poedjiadi, 1994 )

2.13. Kinetika Katalis Enzim

Salah satu reaksi kimia yang paling sederhana adalah pengubahan suatu molekul zat S, menjadi suatu molekul hasilnya P, dengan laju reaksi k. Reaksi ini dapat dituliskan sebagai :

S --> P

Dalam reaksi yang dikatalis enzim semacam S, disebut substrat atau senyawa yang transformasinya dikatalis oleh enzim. Pada reaksi ini panah baliknya dihapuskan karena kesetimbangan reaksinya jauh cenderung menuju ke hasilnya atau sebab beranjak dari konsentrasi hasil nol (hanya meninjau tahap awal reaksi sebelum hasil yang memadai terkumpul). Hal ini berarti bahwa jumlah dari bentuk hasilnya tidak penting. Jadi dengan model ini dapat pula dicakup peningkatan banyaknya reaksi enzim. Dan dengan hasil ini dapat di tuliskan :

S + A --> P

Jika terdapat sejumlah besar A dibandingkan dengan S sehingga konsentrasinya dapat dianggap tetap sebelum reaksi. Dalm hal ini konstanta K sama dengan K’ kali konsentrasi A yang tak berubah. Misalnya semua reaksi hidrolisis, termasuk jenis ini dengan A ialah air.

Apabila tidak ada enzim pada kebanyakan reaksi hidrolase, laju pembentukan hasilnya diabaikan (atau penekanan substrat). Biasanya laju reaksi semacam itu disebut kecepatan (V) reaksi.

V = -d [S] / dt

   = K [S]

Akan tetapi dengan enzim dan konsentrasi substrat pada persamaan ini tidak berlaku, K tidak lagi konstan tetapi sebanding dengan konsentrasi enzim.

d [S] / dt = -K [S]

(Poedjiadi, 1994)

2.14. Pengaruh Ion Logam

Lebih dari 25% dari keseluruhan enzim mengandung ion logam yang terikat erat atau membutuhkan ion logam bagi aktivitasnya. Metal enzim mengandung ion logam fungsional dalam jumlah pasti yang dipertahankan selama proses pemurnian. Enzim yang diaktifkan oleh logam memperlihatkan ikatan dengan logam yang kurang erat, namun memerlukan logam tambahan. Dengan demikian perbedaan metaloenzim dan enzim yag diaktifkan oleh logam terletak pada afinitas enzim terhadap ion logam. Mekanisme yang diinginkan ion logam untuk melaksanakan fungsinya tampak serupa dengan metaloenzim dan enzim yang diaktifkan oleh logam. 

(Murray, 1997)

2.15. Analisa Bahan

1. Amilum

Sifat Fisik   : Merupakan polisakarida yang terbentuk dari cara sintesa banyak terdapat pada tanaman.

Sifat Kimia : Campuran 10 -20% amilosa dan 80-90% amilopeptin. Jika bereaksi dengan  iodine membentuk warna hijau.

(Basri, 1996)

2. Iodin

Sifat Fisik   : Berat atom  126,90 gram/mol, nomor atom 53, berwarna hitam kebiruan dengan uap ungu,digunakan sebagai bahan antiseptic, katalis dan lain-lain.

Sifat Kimia : Larut dalam alkohol, kloform, eter, gliserol, dan karbon disulfida, tidak larut dalam air.

(Basri, 1996)

3. Cu(NO3)¬2

Sifat Fisik   : Merupakan larutan Berwarna biru laut, titik dekomposisi 170˚C, titik leleh 115˚C.

Sifat Kimia : Larut di dalam air merupakan reagen untuk mendeteksi Oksigen.

(Basri, 1996)

4. HgCl2

Sifat Fisik   : Densitas 5,44, titik leleh 280,7˚C, titik didih 302˚C, beracun dan korosif, digunakan untuk antiseptik, mengawetkan kayu.

Sifat Kimia : Dapat larut dalam air, berbahaya bagi lingkungan.

(Pringgodigolo, 1973)

5. Pb(NO3)2

Sifat Fisik   : Senyawa tidak berwarna, densitas 4,53, titik dekomposisi 233˚C.

Sifat Kimia : Berbahaya bagi lingkungan, larut dalam air, digunakan sebagai reagen, pewarna industri tekstil.

(Pringgodigolo, 1973)

6. Aquades

Sifat Fisik   : titik didih 100˚C, titik beku 0˚C, memiliki Kb = 0,51 gram/mol.

Sifat Kimia : Memiliki rumus molekul H2O, merupakan senyawa  berfasa cair, tidak berwarna.

(Mulyono, 2005)

7. Larutan Buffer

Larutan yang mempunyai sifat dapat mempertahankan pH lingkungannya

baik oleh pengaruh penambahan sedikit asam atau basa maupun oleh pengenceran, merupakan campuran yang terdiri dari pasangan konjugasi asam – basa (misalnya : CH3COOH/CH3COOˉ , NH4OH/NH4+)

(Mulyono, 2005)

8. Saliva

Saliva adalah cairan yang lebih kental daripada air biasa. Tiap hari sekitar 1 – 1,2 liter saliva dikeluarkan oleh kelenjar saliva. Saliva terdiri dari 99,24% air dan 0,58% terdiri atas ion Ca2+, Na+, K+, PO4-, Clˉ, HCO3ˉ, SO4 2- dan zat – zat organic, seperti enzim amilase dan ptyalin.

(Milller,1993)

9. Enzim Amilase

Termasuk kelompok enzim hidrolase, yaitu enzim yang mengkatalis hidrolisa substrat dengan molekul air. Enzim amilase, dapat memecah ikatan peptide dalam amilum sehingga terbentuk maltose. Macam – macam enzim amilase, α amilase, β amilase, terdapat dalam saliva dari pancreas. Enzim ini memecah ikatan yang terdapat dalam amilum disebut enzim endoamilase sebab enzim ini memecah bagian dalam bagian tengah molekul amilum.

(Poedjiadi, 1994)

III. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

• Gelas Beker

• Tabung Reaksi

• Kertas Saring

• Penangas air

• Plat Tetes

• Termometer

• Pipet Tetes

• Corong

• Gelas ukur

• Rak tabung reaksi

• Penjepit

3.1.2. Bahan

• Larutan Amylum 1%

• Larutan I dalam KI

• Cu(NO3)2

• HgCl2

• Pb(NO3)2

• Larutan buffer Ph 5

• Larutan buffer Ph 7

• Aquadest

3.4.4. pengaruh Ph terhadap aktivitas enzim amilase

IV. Data Pengamatan

4.1. Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim Amilase

Suhu	Perubahan Warna
	3 Menit ke- 1	3 Menit ke- 2	3 Menit ke- 3	3 Menit ke- 4	3 Menit ke-5
0°C
37°C
70°C

4.2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Amilase

pH	Perubahan Warna
	3 Menit ke- 1	3 Menit ke- 2	3 Menit ke- 3	3 Menit ke- 4	3 Menit ke-5
5	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker
7	Kuning	Kuning	Kuning	Kuning	Kuning

4.3. Pengaruh Ion Logam terhadap Aktivitas Enzim Amilase

Ion Logam	Perubahan Warna
	3 Menit ke- 1	3 Menit ke- 2	3 Menit ke- 3	3 Menit ke- 4	3 Menit ke-5
Cu(NO3)2	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker
HgCl2	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker
Pb(NO3)2	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker	Biru Dongker
Saliva encer murni (tanpa ion logam)	Kuning Kecokelatan	Kuning	Kuning	Kuning	Kuning

V. Pembahasan

Telah dilakukan percobaan yang berjudul, “Reaksi Kimia III : Katalis Enzimatis.” Tujuan Percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh katalis pada kecepatan reaksi, untuk menunjukkan bahwa enzim dapat berfungsi sebagai katalis, serta untuk mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis enzimatis.

5.1. Pengaruh Temperatur Terhadap Aktivitas Enzim

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap aktifitas enzim. Enzim adalah biokatalisator yang diperoleh oleh jaringan hidup dan meningkatkan laju reaksi yang munkin terjadi dalam jaringan. Bila tidak ada enzim, maka reaksi – reaksi yang akan berjalan terlalu lambat. Beberapa enzim bersifat reversible. Enzim tidak mempengaruhi fase kesetimbangan reaksi yang dikatalisis.

(Montgomery, 1993) 

Dalam percobaan ini digunakan larutan saliva encer dan amilum 1% yang dipanaskan pada suhu yang berbeda, yaitu 0oC, 370C, dan 700C untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap aktifitas enzim amilase. Enzim yang digunakan dalam percobaan ini adalah enzim amilase yang diperoleh dari larutan saliva encer. Amilum bertindak sebagai substrat. Melalui percobaan ini, kita dapat mengetahui bahwa temperatur sangat mempengaruhi aktifitas enzim. Pada percobaan ini, sampel yang berupa larutan saliva encer diteteskan iodine yang berfungsi untuk mengidentifikasi adanya amilum pada sampel. 

5.1.1. Pada Suhu 00C

Pada percobaan yang dilakukan pada suhu 00C, setelah larutan saliva encer dan amilum dicampurkan, maka akan dihasilkan larutan yang bening. Kemudian diambil beberapa tetes lalu diteteskan dengan iodine maka dihasilkan warna ungu kehitaman. Pada menit ke-3, akan dihasilkan warna ungu kehitaman, menit ke-6 dihasilkan warna ungu kehitaman, menit ke-9 dihasilkan warna ungu kehitaman, menit ke-12 dihasilkan warna ungu kehitaman, dan begitu pula pada menit ke-15 dihasilkan warna ungu kehitaman. Hal ini mengidentifikasi bahwa amilum tidak diuraikan oleh enzim amilase (dalam saliva encer). Enzim amilase tidak bekerja atau belum bekerja sempurna pada suhu 00C. Warna ungu kehitaman berasal dari amilum yang menghasilkan uji positif terhadap Iodine. 

5.1.2. Pada Suhu 370C

Pada suhu 370C, setelah larutan saliva encer dan amilum diampurkan, maka akan menghasilkan warna yang bening. Kemudian setelah itu diberikan beberapa tetes iodine akan menghasilkan warna kuning. Hal ini mengidentifikasi bahwa amilum dapat dipecahkan oleh enzim amilase (dalam saliva encer). Oleh karena itu, ketika diteteskan oleh iodine tidak dihasilkan warna ungu kehitaman. Reaksi hidrolisis amilum ini berlangsung dengan bantuan katalisator yang berupa enzim amilase yang terkandung dalam saliva. Reaksi hidrolisi berlangsung cepat pada suhu ini.

Pada suhu 370C (suhu optimum) enzim amilase dapat bekerja dengan sempurna. Suhu optimum adalah suhu yang paling tepat bagi suatu reaksi dengan menggunakan enzim tertentu. Suhu optimum merupakan suhu yang menyebabkan terjadinya reaksi kimia dengan kecepatan maksimal.

( Poedjiadi, 1994) 

5.1.3. Pada Suhu 700C

Pada suhu 700C, setelah larutan saliva encer dan amilum dicampurkan maka akan menghasilkan warna bening. Lalu diteteskan kedalam droupleplate yang telah berisi iodine, maka akan dihasilkan warna ungu kehitaman. Pada suhu 70oC, enzim akan mengalami denaturasi. Dengan adanya denaturasi enzim ini, bagian aktif enzim akan terganggu sehingga kecepatan reaksinya menurun (enzim akan kehilangan semua aktifitas enzimnya / enzim terdenaturasi). Warna ungu kehitaman menunjukkan bahwa terjadi reaksi uji positif bahwa adanya amilum. Hal ini berarti, amilum tidak diuraikan oleh enzim amilase dan bereaksi dengan iodine.

Jadi, dapat diketahui bahwa temperatur mempengaruhi aktifitas enzim dimana aktifitas enzim akan meningkat pada suhu tertentu dan menurun bila melebihi suhu optimumnya. pada suhu 00C enzim tidak dapat bekerja atau kurang bekerja dengan sempurna. Pada suhu 370C enzim mencapai suhu optimumnya sehingga aktifitas enzim akan meningkat dan mencapai kecepatan maksimalnya. Sedangkan pada suhu 700C enzim akan mengalami denaturasi (penurunan kecepatan reaksi enzim).

5.2. Perubahan pH terhadap aktivitas enzim amilase

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH terhadap aktivitas enzim amilase serta perbedaan aktivitas kerja enzim pada pH yang berbeda. Percobaan ini dilakukan dengan mereaksikan  saliva encer dengan amilum serta larutan buffer dengan pH 5 dan pH 7. Larutan buffer digunakan untuk mempertahankan atau menaikkan sedikit pH sesuai dengan titik isoelektrik. Titik isoelektrik adalah titik kenetralan dimana suatu zat, misalnya asam amino, yang memiliki butir-butir koloid netral pada pH tertentu dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik. (Ahmad Fatih, 2008)

Pada percobaan ini, 2 buah tabung reaksi diisi dengan larutan buffer masing-masing dengan pH 5 dan pH 7. Pada 2 tabung lain, diisikan larutan amilum 1%. Setelah itu, keempat tabung ini dipanaskan pada suhu 37C selama 3 menit. Kemudian larutan amilum dicampurkan kedalam tabung yang berisi larutan buffer dengan pH 5 dan pH 7. Setelah itu, larutan kembali dipanaskan dengan suhu yang sama, yaitu 37C. Pemanasan dengan suhu sebesar 37C ini disebabkan karena suhu tersebut merupakan suhu optimum, dimana enzim dapat bekerja dengan baik.  Ditinjau dari bahannya, larutan yang mengandung saliva encer berasal dari air kumur dalam tubuh yang mempunyai suhu normal sekitar 370C. Jadi enzim bekerja optimal pada suhu tersebut. Setelah pemanasan berlangsung, campuran ini dipipetkan sebanyak 2-3 tetes kedalam druplate, dan ditambahkan Iodine dalam larutan KI. Penambahan Iodine dalam KI ini bertujuan untuk menghidrolisis amilum yang terkandung dalam campuran buffer, saliva encer, serta amilum. Pada penetesan KI kedalam larutan yang memiliki pH 5, larutan berubah warna menjadi biru kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa, pada larutan yang memiliki pH 5, amilum belum terhidrolisa secara sempurna dan enzimnya tidak bekerja optimal. Selain itu, Pada kondisi ini kerja enzim lambat dan kurang optimal atau sempurna. Muatan asam amino bergantung pada pH, karena enzim merupakan suatu protein, maka muatan enzim yang ditentukan oleh stuktur ruang ikatan suatu substrat pada enzim dapat dipengaruhi struktur ruang enzim yaitu di sekitar pusat aktif. Pada pH 5 kerja enzim akan lambat karena dengan kadar asam meningkat ( pH semakin kecil ) maka gugus yang bermuatan negatif pada enzim amilase menjadi terprotonisasi dan dapat menetralkan muatan negatif. Sedangkan pada kondisi larutan dengan pH 7 atau netral, larutan saliva dan amilum yang berada pada 370C diteteskan KI, larutan menghasilkan warna kuning serupa dengan warna KI itu sendiri. Hal ini menandakan bahwa amilum sudah terhidrolisis secara sempurna dan enzimnya bekerja secara optimal. Kondisi ini menunjukkan bahwa pada pH netral, enzim dapat bekerja optimal.

Kebanyakan enzim dapat bekerja pada pH 4 – 8, dan suhu optimumnya adalah 7 atau netral. (Fessenden, 1986)

Selain itu, aktivitas enzim tergantung pada pH lingkungan. Suatu enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif, atau bermuatan ganda atau sering disebut zwitter ion. Karena protein (enzim) polipeptidanya mengandung kelompok-kelompok yang bisa mengion sampai kesatu tingkat yang terkandung pada pH yang ada. Enzim mempunyai titik isoelektrik yang bermuatan bebas bersihnya adalah nol pada pH titik isoelektriknya. Sebagai patokan berada pada saat pH pada waktu aktivasi maksimal. 

Pada pH asam memberikan ion H+ sehingga terjadi peningkatan proton pada asam amino enzim, amilase akan terprotonisasi dan tidak akan bekerja dengan baik bila dibandingkan dengan pH netral, karena enzim bekerja dengan baik saat muatan bebas nol. Sebaliknya bila enzim bekerja pada suasana basa maka akan memberikan OH-. Sehingga akan bermuatan negatif dan enzim juga tidak akan bekerja dengan baik. Bahkan pada umumnya enzim bila pada pH di atas 10 akan terdenaturasi. Denaturasi adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh terkacaunya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang mengutuhkan molekul itu.

 (Fessenden, 1986)

Hubungan antara aktivitas enzim dan pH dapat digambarkan sebagai berikut:

5.3. Pengaruh Ion Logam terhadap Aktivitas Enzim Amilase

Mekanisme enzim dalam suatu reaksi ialah melslui pembentukan kompleks enzim-substrat (ES). Oleh karena itu hambatan atau inhibisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat terjadi bila penggabungan substrat dan bagian aktif enzim mengalami hambatan. Molekul atau ion yang dapat mengmbat reaksi atau aktivitas enzim disebut dapat menghambat reaksi atau aktivitas kerja enzim dinamakan inhibitor.

(Poedjiadi, 1994)

 Enzim merupakan suatu protein yang bila diberi ion logam dapat bereaksi dengan sebagian protein yang dapat mengalami koagulasi sehingga jika suatu enzim (protein) diberi ion logam berat maka enzim akan mengalami perubahan struktur, konformasi serta posisinya sehingga aktivasi enzimnya akan berkurang.

 Dalam percobaan ini, logam berat yang digunakan adalah Cu(NO3)2 dimana terdapat ion logam Cu di dalamnya dan juga larutan Pb(NO3)2 dan HgCl2. Pada umumnya ion logam berat itu dapat menghambat kerja enzim dengan bereaksi dengan enzim membentuk garam. Reaksi yang terjadi pada umumnya :

Enzim – Substrat – H + Cu (substrat – H)2 + H+

Pada percobaan ini warna larutan setelah dipanaskan 370 C lalu diteteskan pada larutan KI, yang mengandung ion logam, juga agak gelap. Hal itu menunjukkan bahwa ion logam dapat menghambat kerja enzim yaitu berfungsi sebagai inhibitor. Inhibitor disini dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

a. Inhibitor kompetitif (bersaing)

Inhibitor ini umumnya disebabkan karena adanya molekul yang mirip substrat, yang dapat pula membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor (EI). Pembentukan kompleks EI ini sama dengan pembentukan kompleks enzim substrat (ES) yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktivitas enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :

b. Inhibitor tak bersaing 

Inhibitor tak bersaing ini tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat. Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian enzim di luar bagian aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat

Pada percobaan dengan menggunakan ion logam yaitu PB(NO3)2, setelah larutan saliva encer ditambah dengan larutan amilum dan ditetesi larutan Iod dalam KI, maka larutan kuning dari Iod berubah menjadi larutan berwarna coklat kekuningan. 

Hal ini mengindikasikan bahwa amilum dapat dipecahkan / diuraikan oleh enzim amilase. Dimana enzim amilase tidak berikatan dengan ion logam, Pb berperan sebagai aktivator. 

Lawan dari inhibitor adalah aktifator, contoh aktifator logam adalah K⁺, Mn⁺, Mg²⁺, Zn²⁺

VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. KESIMPULAN
6.1.1. Katalis merupakan zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan mempercepatnya, namun katalis tidak mengalami perubahan kimia yang permanen.
6.1.2. Katalis mempercepat laju reaksi dengan meningkatnya faktor atau dengan menunjukkan energi aktifasi dengan memberikan kompleks kereaktifan baru dengan energi potensian yang lebih rendah.
6.1.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi aktifitas enzim :
a. temperatur
b. pH
c.ion logam (inhibitor)

6.2. SARAN
6.2.1. Praktikan harus melakukan percobaan sesuai dengan prosedur dalam cara kerja.
6.2.2 Praktikan harus mengukur suhu yang tepat saat dilakukan pemanasan

VII. Daftar Pustaka

Basri, S.,1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, Jakarta.
Fessenden, R., 1986, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta. 
Keenan,C., 1984, Ilmu Kimia untuk Universitas, The University of Tennese Knoxvill, Erlangga, Jakarta.
Mayes, P.A., 1992, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran, Jakarta. 
Miller,1993, Chemistry A Basic Introduction 4th edition, Wadsorth Publishing Company, California.
Mulyono,2005, Kamus Kimia, Ganesa Silatama, Bandung.
Murray, R.K., 1997, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Murray, R.K, 2001, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Petrucci, R., 1997, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.
Poedjiadi, A., 1994, Dasar-Dasar Biokimia, UI Press, Jakarta.
Pringgodigdo,A.G., 1973, Ensiklopedia Umum, Yayasan Para Buku Franklin, Jakarta.
Shahib, M.N., 1992, Seluk Beluk Biokimia dan Penerapan Enzim, PT.Citra Aditya Bakti, Bandung.
Underwood,1994, Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.
Winarno,F.G., 1986, Analisa Bahan Pangan, UI Press, Jakarta.

Incoming Update : Praktikum kimia dasar 1, Praktikum kimia dasar 2, Praktikum kimia Organik, Praktikum kimia Anorganik, Praktikum kima Fisik, Praktikum Biokimia, Praktikum Kimia Lengkap, Praktikum Kimia Murni, Praktikum Kimia Terpadu, Paktikum Kimia

Tag : Praktikum