Buat sobat-sobat yang memerlukan contoh laporan Praktikum Biokimia tentang Isolasi Enzim Bromelain beserta Bromelain beserta pembahasannya lengkap, Disini saya postingkan untuk membantu sobatsobat semua. Semoga postingan ini bisa bermanfaat buat kita semua. Selamat belajar, . . . salam ceria :) \m/
I.
TOPIK
: ISOLASI ENZIM BROMELAIN
II. TUJUAN
: Untuk mengisolasi enzim bromelain dari buah nanas.
III. DASAR TEORI
:
Bromelin adalah enzim proteolitik yang ditemukan pada bagian batang dan buah nanas ( Ananas Ananas comosus). comosus). Enzim ini diproduksi sebagai hasil sampingan dari pabrik jus nanas. Dalam memproduksi bromelin, beberapa senyawa yang dapat digunakan untuk presipitasi (pengendapan) enzim ini adalah amonium sulfat dan alkohol. Beberapa kegunaan dari enzim ini adalah mengurangi rasa sakit dan pembengkakan karena luka atau operasi, mengurangi radang sendi, menyembuhkan luka bakar, meningkatkan fungsi paru-paru pada penderita infeksi saluran pernapasan, dan lain-lain. Untuk meningkatkan kelancaran pencernaan pada manusia, umumnya digunakan bromelin berdosis 500 mg dalam bentuk kapsul. Apabila konsumsi bromelin dilakukan bersamaan dengan senyawa anti-koagulan maka risiko terjadinya pendarahan akan meningkat. Penelitian enzim Bromelain telah dilakukan oleh Peckolt (1870), Chittenden (1892) dan Caldwell(1905). Penelitian yang dilakukan oleh pakar tersebut meliputi cara-cara isolasi enzim bromelain dari sari buah nanas. Penelitian untuk memperoduksi enzim bromelain untuk skala industri dilakukan oleh Balls dan kawan-kawan pada tahun 1942. kemudian dilanjutkan oleh Heniche R.M dan Gortner W.A. pada tahun 1957, yaitu mengisolasi enzim bromelain dari sari batang nenas. Ota.s. dan kawan-kawan pada tahun 1964 melakukan penelitian tentang berat molekul dan komposisi asam amino dari enzim bromelain. Mereka melaporkan bahwa berat molekul dari enzim bromelain adalah 33.000, dan melaporkan bahwa adanya perbedaan komposisi asam amino dari enzim bromelain berasal dari batang nenas dengan enzim bromelain yang ada dari buah nenas. Bromelain adalah suatu protease sulfihidril (-SH) yang sudah menjadi tidak aktif, disebabkan karena terbentuknya ikatan disulfida antara enzim-enzim. Secara relatif hal ini dpat diatasi dengan penambahan senyawa pereduksi seperti sistein, markaptoetanol, glukation, dan vitamin C. selain dengan cara penambahan senyawa pereduksi juga dapat distabilkan dengan cara amobilisasi enzim. Aktivitas enzim bromelain dipengaruhi oleh beberapa inhibitornya seperti diisopropilfosfofluoridat(DIPF), yang dilaporkan oleh Murachi T dan Yasui.M pada tahun 1965 dapat menghambat aktivitas katalitik dari enzim bromelain. Disamping itu Husain S dan Lowe G juga meneliti bagian aktif dari enzim bromelain, secara sederhana digambarkannya deretan asam amino pada pusat aktif dari enzim bromelain sebagai berikut: Cys – Cys – Gly – Gly – Ala – Ala – Cys* Cys* - Trp Dalam hal ini Cys* merupakan bagian aktif dari bromelain. Isolasi enzim bromelain dari nenas biasanya biasan ya menggunakan dua cara yaitu: 1. Isolasi Enzim Bromelain dengan Menggunakan Menggunakan Aseton Aseton Langkah kerja isolasi enzim bromelain dengan menggunakan aseton secara sederhana adalah sebagai berikut:
-
Menyiapkan dan membersihkan nenas (batang, buah) dan memotongnya menjadi baian yang kecil. Memblender bagian tersebut dengan menambahkan es batu agar enzim tidak rusak Memisahkan filtrat dari ampas dengan penyaringan. Mendinginkan filtrat selama 3 jam Larutan ditambahkan aseton dingin dengan kadar 30%, 50% dan 70 %. Di endapkan dengan menggunakan sentrifuge selama 15 atau 30 menit Memisahkan endapan yang terbentuk. Filtrat ditambahkan ammonium sulfat dengan kadar 40% dan disentrifuge sehingga di dapat endapan kedua. Kemudian filtrat ditambahkan ammonium sulfat dengan kadar 60% dan kemudian di sentrifuge Endapan kemudian di uji kadar proteinnya. Penentuan kadar protein enzim dari endapan yang terbentuk dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang tertentu. 2. Isolasi Enzim Bromelain Bromelain dengan Menggunakan Menggunakan Ammonium Sulfat Isolasi dengan menggunakan ammonium sulfat secara sederhana adalah sebagai berikut: Menyiapkan dan membersihkan nenas Memotong nenas nenas dan menambahkan buffer posfat dengn dengn pH 7 kemudian di blender. blender. Menyaring dan mengambil filtrat dan mendinginkannya selama 15 menit Menambahkan ammonium sulfat dengan kadar 20% kemudian didinginkan selama 15 menit Larutan disentrifuge selama 15 menit dengan kecepatan 3500 rpm dan suhu 0 0C. Memisahkan endapan yang terbentuk. Filtrat ditambahkan ammonium sulfat dengan kadar 40% dan disentrifuge sehingga di dapat endapan kedua. Kemudian filtrat ditambahkan ammonium sulfat dengan kadar 60% dan kemudian di sentrifuge Endapan kemudian di uji kadar proteinnya IV. ALAT DAN BAHAN A. Alat NO Nama Alat Ukuran (ml) Jumlah 1 Blender 1 2 pisau 1 2 telanan 1 3 Gelas kimia 250 2 4 Plastik 1 5 Batang pengaduk 1 6 Gelas ukur 2 7 Neraca Analitik 1 8 Serbet 1 B. Bahan Nama Bahan Jumlah Nanas 250 gram Aceton dingin 153 ml Es batu Aquades
Secukupnya 100 ml
V. PROSEDUR KERJA kecil – kecil kecil dan ditimbang sebanyak 250 gram. 1) Nanas dibersihkan lalu dipotong kecil –
2) Ditambahkan 100 ml aquades dan lalu haluskan dengan blender. 3) Ampas nanas disaring dengan sapu tangan dan ffiltrat disimpan selama 15 menit. 4) Ditambahkan aceton dingin pada filtrat sedikit demi sedikit sambil diaduk sampai kadar akhir aceton 30 % V/V kemudian didiamkan selama 24 jam. 5) Endapan yang terbentuk ditimbang. 6) Catat hasil pengamatan. VI.
DATA HASIL PENGAMATAN No
PERLAKUAN Nanas dibersihkan Dipotong kecil – kecil Timbang sebanyak 250 gram Ditambah air 100 ml Dihaluskan dengan blender
HASIL PENGAMATAN Diketahui berat nanas diperoleh 1. 250 gram 2. 250 gram Kuning cerah Setelah di blender warna kuning muda
3
Disaring untuk mendapatkan filtrat Menyimpan filtrat selama 15 menit
Diperoleh volume fraksi I : 260 ml dan fraksi II ; 250 ml
4
Ditambahkan aceton dingin
1
2
5
Fraksi I : Vaceton = 78 ml Fraksi II : V aceton = 75 ml Fraksi I : warna menjadi kuning muda Fraksi II : warna menjadi kuning cerah Menimbang endapan yang terbentuk Fraksi I : 59,8 gram Fraksi II : 57,5 gram
VII. PERHITUNGAN Gelas kimia I (fraksi I ) :
Diketahui: - Berat gelas kosong (m1) = 190,85 gram - Filtrat = 260 mL - Berat endapan + gelas (m 2) = 250,65 gram Dicari :
a.Volume aseton yang diperlukan (V aseton) = . . . . ? b. Berat endapan = . . . . .?
Jawab a.
:
V aseton = 30/100 x V filtrat = 30/100 x 260 mL = 78 mL
b. Massa (endapan + gelas kimia) = 250,65 gram
massa endapan I (e 1); massa e 1= massa(endapan + gelas) – massa gelas kosong = 250,65gram – 190,85 gram = 59,8 gram. Gelas kimia II (fraksi II ) : Diketahui: - Berat gelas kosong (m1) = 190,85 gram - Filtrat = 250 mL - Berat endapan + gelas (m 2) = 248,35 gram
Dicari : a.
Volume aseton yang diperlukan (V aseton) = . . . . ?
b. Berat endapan = . . . . .? Jawab : a. V aseton = 30/100 x V filtrat = 30/100 x 250 mL = 75 mL b. Massa (endapan + gelas kimia) = 250,65 gram massa endapan I (e II); massa eII = massa(endapan + gelas) – massa gelas kosong = 248,35gram – 190,85 gram = 57,5 gram. VIII.
PEMBAHASAN
Praktikum ini bertujuan untuk mengisolasi enzim bromelain dari buah nenas. Salah satu teknik isolasi enzim bromelain adalah dengan menggunakan aseton. Proses yang dilakukan dalam percobaan ini adalah : Pertama yang dilakukan adalah menghaluskan nenas sampai lembut dengan blender. Yang diambil dari nenas ini adalah daging buah dan batang nenasnya. Karena pada bagian-bagian ini banyak terdapat enzim bromelain.Pada proses ini harus di gunakan seminimal mungkin air, karena akan mempengaruhi jumlah enzim yang diperoleh, dan harus digunakan air dingin sebab suhu tinggi dapat merusak enzim.Kemudian setelah dihaluskan dilakukan penyaringan dengan menggunakan serbet. Penyaringan dimaksud untuk memisahkan ampas dan filtrat. Filtrat ini yang digunakan untuk proses isolasi enzim. Filtrat dari penyaringan tidak dapat langsung digunakan namun arus didiamkan selama 15 menit. Kemudian menghitung banyaknya aseton yang diperlukan untuk mendapatkan enzim bromelain dari filtrat nenas. Dari hasil perhitungan, aseton yang diperlukan pada gelas kimia I dan gelas kimia II adalah 78 mL dan 75 mL dengan filtrat nenas sebanyak 260 mL dan 250 mL.Setelah perhitungan aseton, filtrat yang di diamkan kemudian ditambahkan dengan aseton hasil perhitungan. Kemudian campuran didiamkan selama 24 jam dalam keadaan tertutup agar tidak terkontaminasi zat-zat lain dalam proses pengendapan enzim bromelain.
Setelah 24 jam, terdapat endapan yang kemudian dipisahkan dari larutannya. Setelah ditimbang dan dikurangi berat gelas kimia kosong, dari hasil perhitungan diperoleh berat endapan masing-masing gelas kimia adalah Fraksi I : 59,8 gram dan Fraksi II : 57,5 gram. Endapan yang terbentuk berwarna kuning. Endapan inilah yang disebut enzi m bromelain. Setelah yang diketahui bahwa aktivitas enzim bromelain dipengaruhi oleh beberapa inhibitornya seperti DIPF (diisopropilfosfoflouridat). Oleh karena itu bromelain adalah suatu protease sulfihidril (-SH) yang sudah menjadi tidak aktif disebabkan karena terbentuknya ikatan disulfida antara enzim-enzim. Jika sebagian contoh inhibitor dalam hal ini adalah molekul iodoasetamida yang dapat bereaksi dengan gugus (-SH), misalnya pada enzim bromelain maka reaksi yang terjadi adalah: -SH + [CH2COCH2] -----> enzim – S – CH2CONH + HI Reaksi ini berlangsung reversibel sehingga menghasilkan produk reaksi dengan sempurna.
Inhibitor lain adalah DIPF, inhibitor ini termasuk senyawa fosfor organik yang bersifat racun, karena dapat berkaitan dengan asetil kolin esterase yang terdapat dan berfungsi pada sistem syaraf pusat. Adapun reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Dengan terbentuknya enzim ini maka enzim tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya. Ester yang terbentuk bersifat stabil dan tidak mudah terhidrolisis.
X. KESIMPULAN 1) Enzim bromelain banyak terdapat pada buah nenas. 2) Salah satu teknik isolasi enzim bromelain adalah dengan menggunakan aseton. 3) Dari hasil perhitungan diperoleh berat endapan masing-masing gelas kimia adalah Fraksi I : 59,8 gram dan Fraksi II : 57,5 gram XI. LAMPIRAN Fotocopi Laporan Sementara Foto Hasil praktikum
XII.
DAFTAR PUSTAKA
Ciptadi. 2011. Penuntun praktikum Biokimia. Penerbit : Universitan palangkaraya. Kusnawidjaya, Kurnia. 1983. Biokimia. Penerbit Alumni : Bandung Martoharsono, Soeharsono. 1975. Biokimia. Gadjah Mada University Press.: Yogyakarta
ENZIM BROMELIN DAN PAPAIN
A.
Tujuan
1.
Menunjukkan aktivitas enzim
2.
Membuktikan dan membandingkan cara kerja bromelin dan papain pada suhu yang berbeda
B.
Landasan Teori
Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah dapat meningkatkan produk beribu kali lebih tinggi, bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu yang relatif rendah, dan bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu. Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosaisomerase, papain, danbromelin. Sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase, lipase, dan protease. Pada percobaan ini akan digunakan beberapa yaitu enzim bromelin dan papain. Enzim bromelin adalah enzim yang secara alami terdapat pada buah, batang nanas, ataupun kulit nanas. Bromelin termasuk enzim proteolitik yang membantu mencerna protein. Enzim bromelain yang dapat membantu memperlancar pencernaan dalam lambung akan diuji coba pengaruhnnya pada daging sapi. Menurut Wikipedia, nanas mengandung proteolytic enzyme bromelain yang berfungsi mencernakan makanan dan melarutkan protein. Protein bromelin memiliki potensi yang sama dengan papain yang ditemukan pada pepaya yang dapat mencerna protein sebesar 1000 kali beratnya, sehingga nanas bermanfaat sebagai penghancur lemak. Bromelain dapat membantu melarutkan pembentukan mukus dan juga mempercepat pembuangan lemak melalui ginjal. Bromelin juga memiliki asam sitrat dan malat yang penting dan diperlukan untuk memperbaiki proses pembuangan lemak dan mangan, dan menjadi komponen penting enzim tertentu yang diperlukan dalam metabolisme protein dan karbohidrat Sedangkan papain merupakan enzim protease yang terkandung dalam getah pepaya, baik dalam buah, batang dan daunnya. Papain juga merupakan suatu zat yang mampu memecah protein, khususnya pada daging agar lebih empuk atau lunak. Sebagai enzim yang berkemampuan memecah molekul protein, dewasa ini papain menjadi suatu produk yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, baik di rumah tangga maupun industri.
C.
Alat dan Bahan Alat
1.
Beaker glass
2.
Gelas ukur Bahan
1.
Daging (1 bungkus daging sapi)
2.
Jus nanas (1 gelas)
3.
Daun pepaya atau kulit buah pepaya muda
D.
Langkah Kerja
1.
Menyiapkan 4 buah beaker glass yang masing-masing diisi dengan potongan daging
2.
Beaker glass pertama dan kedua diisi dengan daging sapi kemudian memasukkan jus nanas secukupnya
3.
Beaker glass ketiga dan keempat diisi dengan daging sapi kemudian memasukkan trumbukan daun pepaya
4.
Menaruh beaker glass pertama dan ketiga dalam suhu kamar dan menaruh beaker glass kedua dan keempat ke dalam lemari es
5.
Mengamati perubahan yang terjadi dan membandingkan keempukan daging sapi dari masing-masing perlakukan dan mencatatnya dalam tabel pengamatan.
E.
Hasil Pengamatan ENZIM Perlakuan
Suhu Kamar
Papain
Bromelin
++
+++ ++
Lemari Es
+
++
Keterangan: +
: empuk
++
: sangat empuk
+++
F.
: sangat empuk sekali
Pembahasan
Buah nanas mengandung enzim bromelain, (enzim protease yang dapat menghidrolisa protein, protease atau peptide), sehingga dapat digunakan untuk melunakkan daging . Enzim tersebut akan bekerja secara optimal tergantung dari konsentrasi yang diberikan. Sama halnya dengan enzim papain yang bekerja optimal pada suhu tertentu. Enzim bromelain mampu menguraikan serat-serat daging, sehingga daging menjadi lebih empuk Proses pengempukan terjadi karena proteolisis pada berbagai fraksi protein daging oleh enzim. Proteolisis kolagen menjadi hidroksiprolin mengakibatkan shear force kolagen
berkurang sehingga keempukan daging meningkat . Proteolisis miofibril menghasilkan fragmen protein dengan rantai peptida lebih pendek. Semakin banyak terjadi proteolisis pada miofibril, maka semakin banyak protein terlarut dalam larutan garam encer . Terhidrolisisnya kolagen dan miofibril menyebabkan hilangnya ikatan antarserat dan juga pemecahan serat menjadi fragmen yang lebih pendek, menjadikan sifat serat otot lebih mudah terpisah sehingga daging semakin empuk. Dalam tabel hasil pengamatan dapat dilihat bahwa daging yang diberi enzim bromelin dalam suhu kamar lebih bekerja optimal mengempukkan daging sapi dibandingkan dengan daging sapi yang diberi enzim bromelin pada suhu lemari es. Sama halnya dengan daging sapi yang diberi enzim papain dan ditempatkan dalam suhu kamar hasilnya lebih optimal dapat mengempukkan daging sapi dibandingkan dengan daging sapi yang diberi enzim papain dan di tempatkan pada suhu lemari es. Burges dan Shaw dalam Godfrey dan Reichet (1986) menyatakan bahwa enzim akan bekerja secara optimal tergantung dari konsentrasi yang diberikan yaitu suhu. Lebih lanjut sebagian protein akan mengalami denaturasi bila suhunya dinaikkan yang mengakibatkan konsentrasi efektif enzim akan menurun dan daya kerja enzim akan menurun pula. Suhu optimum enzim bromelin adalah 50 sampai 60 oC, tetapi pada kisaran 30 sampai 60oC enzim masih bisa bekerja dengan baik . Berdasarkan percobaan. terbukti bahwa suhu berpengaruh terhadap optimalnya kerja enzim, dengan kata lain baik enzim bromelin maupun enzim papain dapat bereaksi optimal pada suhu kamar.
G.
Kesimpulan:
1.
Enzim bromelin mampu menguraikan serat-serat daging sehingga daging menjadi lebih empuk
2.
Buah nanas mengandung enzim bromelin yang dapat melunakkan daging
3.
Enzim papain terdapat dalam getah papaya, baik pada buah, batang dan daun yang mampu melakukan proses pemecahan jaringan ikat yang disebut proses proteolitik Suhu mempengaruhi kerja enzim, yaitu bahwa suhu kamar akan membuat enzim bereaksi lebih optimal
Masteran Enzim BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Pada dasarnya, enzim papain merupakan katalis yang berasal dari zat hidup. Enzim dari katalis berfungsi mempercepat reaksi yang berlangsung pada suhu tinggi, dengan penggunaan katalis dapat dilakukan pada suhu rendah. J adi penggunaan katalis, dapat meningkatkan efisiensi dan efektivitas suatu proses. I.2 Rumusan Masalah Dewasa ini enzim papain banyak digunakan dalam industri sehingga menjadi komoditi perdagangan dunia yang cukup ramai sehingga diperl ukan suatu usaha untuk mengambil enzim papain tersebut dari getah pepaya. Enzim papain dapat diambil cukup baik dengan teknik isolasi yang tepat, dengan teknologi yang sederhana sehingga dapat diaplikasikan di masyarakat. I.3 Tujuan Percobaan
Mengisolasi enzim papain dari getah pepaya Menentukan aktivitas dari enzim papain Membandingkan aktivitas enzim hasil percobaan dengan variabel bebas berupa solvent, jenis dan jumlah garam pengendap,kecepatan sentrifugasi, serta suhu.
I.4 Manfaat Percobaan
Mengetahui sifat sifat enzim papain sehingga dapat menghasilkan enzim papain berkualitas baik dan produktif Mengetahui kegunaan enzim papain Mengetahui cara menganalisa aktivitas proteolitik dari enzim papain Mengetahui faktor-faktor yang mempengeruhi kerja enzim
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Pengetian Umum Enzim berasal dari kata En (dalam) dan Zim (yeast/khamir). Arti kata enzim adalah dalam khamir. Maksudnya katalis yang berasal dari z at hidup yang mempunyai derajat dan efisiensi yang tinggi. Enzim proteolitik menghidrolisa protein (ikatan peptida) membebaskan asam amino, ada beberapa enzim diantaranya adalah eksoprotease yang dapat membebaskan asam amino mulai dari ujung sedang yang lainnya adalah endoprotease yang dapat menyerang ikatan peptida pada tengah-tengah. Enzim dari sumber yang berbeda juga mempunyai spesifikasi terhadap asam amino. Beberapa pengujian yang dapat mengukur aktivitas proteolitik :
1. Pengendapan TCA di semua protein sesudah reaksi dan mengukur jumlah protein sisa 2. Setelah pengendapan protein sisa, asam amino yang dibebaskan di dalam supernatant diukur densitas optisnya pada 250 mm 3. Asam yang bebas dibebaskan dengan filtrasi formaldehid bereaksi dengan group NH3 dari asam amino dengan membebaskan H+, NH3+ + HCHO -NHCH2OH + H+. H+ yang dibebaskan dititrasi dan diukur asam amino bebasnya.
Beberapa enzim diisolasi dari berbagai sumber diantaranya dalam tumbuh-tumbuhan, daun pepaya, nanas yang menunjukan aktivitas maksimum. Beberapa enzim proteolitik terutama endoprotease sangat spesifik tehadap asam amino, tetapi substrat yang dapat digunakan dalam percobaan umumnya adalah protein dan susu. Protein kasein susu dilakukan dengan membuat suspensi dalam air dan dilakukan dengan menambahkan 0,1 N NaOH tetes demi tetes, pH larutan dibawa kembali ke pH yang diinginkan dan menambah asam sitr at. (Reff : Buku Petunjuk Praktikum Mikrobiologi Industri) II.2 Landasan Teori II.2.1 Sumber Protein Enzim adalah suatu katalisator biologis yang dihasilkan untuk sel hidup dan dapat membantu mempercepat reaksi biokimia. Enzim yang terdapat dalam makanan dapat berasal dari bahan mentahnya atau mikroorganisme yang terdapat pada makanan tersebut. Bahan makanan seperti daging, ikan, susu, buah-buahan dan biji-bijian mengandung enzim tertentu secara normal dan aktif bekerja dalam bahan tersebut. Beberapa enzim yang digunakan secara komersial berasal dari jaringan tumbuhan, hewan, mikroorganisme yang terseleksi. Enzim yang secara tradisional diperoleh dari t umbuhan termasuk protease (papain, fisin, biomedilin), ufarginase dan enzim tertentu. Dari jaringan hewan, enzim yang terutama adalah tripsin, pankreas, lipase dan enzim untuk pembuatan mentega. (Reff : John E. Smith “Prinsip Bioteknologi” 2132) II.2.2 Tata Nama Enzim Penamaan enzim secara trivial yaitu secara nonsistematik misal hepsin tidak dapat menjelaskan sifat dan menjelaskan reaksi yang terjadi, penamaan ini dilakukan oleh CENBC (Commicida of Enzymer of t he Internasional Union of Biochemistry) dimana enzim dibagi menjadi 6 golongan utama dan tiap golongan dibagi-bagi menjadi kelompok enzim berdasarkan substrat yang diserang :
Oksidasi reduksi (Redoks) Transportasi berperan dalam pemindahan gugus tertentu Kasa menganalisa reaksi adisi/ pemecahan ikatan rangkap Lipase berperan mengkatalisis pembuatan dan membantu pemecahan ikatan dalam ATP Hidrolisa berperan dalam reaksi hidrolisis
(Reff : Compbell Reece, Arthicel “Biologi” 98-102) II.2.3 Sifat-sifat Enzim 1. Dalam jumlah kecil dapat mengkatalis substrat yang besar 2. Enzim bereaksi optimum pada 40o C dengan sangat cepat pada tekanan normal 3. Reaksi-reaksi zat organik memerlukan suasana asam dan basa tetapi reaksi enzim pada umumnya terjadi pada suasana netral, kecepatan pepsin dan enzim tertentu 4. Umumnya enzim diubah panas, asam atau alkali kuat 5. Bila asam atau basa dapat menghidrolisa semua disakarida dan polisakarida 6. Enzim biasanya merusak zat yang dapat mengurangi keaktifannya, jadi hasil reaksi dapat menyebabkan reaksi reversibel 7. Umumnya dipakai koenzim 8. Biasanya diperlukan energi aktivasi Keterangan : E = Energi Aktivasi AF = Selisih Ener gi B AF E Berdasarkan termodinamika : H = R + TS H = Enthalpy S = Entrophy R = Konstanta T = Suhu mutlak (Reff : Compbell Reece, Artikel. 1999 “Bilogy” : 99) II.2.4 Inhibitor Enzim Inhibitor adalah substrat yang membentuk kompleks dengan enzim, ada 2 yaitu :
1. Inhibitor Kompetitif Inhibitor yang mengurangi produk enzim dengan cara mencegah substrat memasuki tempat aktif. Inhibitor seperti ini bersifat reversibel, hambatan ini dapat diatasi dengan cara meningkatkan konsentrasi substrat sedemikian rupa sehingga begitu tempat aktif tersedia akan ada lebih banyak molekul substrat daripada inhibitor. 2. Inhibitor Non Kompetitif Tidak langsung bersaing dengan substrat, sebaliknya menghambat reaksi enzimatis dengan berikatan pada bagian lain enzim. Interaksi ini akan menyebabkan molekul enzim kurang efektif dalam menghambat perubahan substrat menjadi produk. Reaksi : E + I E- I E = Enzim yang digunakan E-I = Kompleks enzim (Reff : David S., Page “Prinsip-Prinsip Biokimia’, halaman 127) II.2.5 Isolasi dan Imobilisasi Enzim Isolasi enzim adalah memisahkan protein tertentu (enzim) dari keseluruhan sel yang mengandung banyak unsur lain.molekul hasil yang disingkirkan dengan analisa titrasi sel asam nukleat dan presipitasi merupakan antibiotik. Dalam reaksi, enzim tidak ikut mengalami perubahan selama reaksi, berbeda dengan reaktan yang berubah menjadi produk sebuah reaksi. Namun biasanya enzim tersebut sulit dipisahkan dari substrat dan produk sehingga sulit untuk digunakan secara berulang-ulang. Untuk mengatasi itulah diperlukan proses imobilisasi. Mencegah difusi enzim ke dalam campuran reaksi yang mempermudah memperoleh enzim tersebut dari aliran produk dengan teknik pemisahan padat cair yang sederhana sehingga memungkinkan enzim dapat dipakai lagi. (Reff : John E. Smith “Prinsip Bioteknologi” halaman 143 II.2.6 Fungsi Enzim Dalam Industri Enzim
Penggunaan Dalam Industri
Amylase
Mengubah pati menjadi sakarin
Lactose
Es krim, keju
Lipase
Keju yang dipasteurisasi
Pentakinase
Zat anti penicillin
Pratoolitius
Casein, gelatin, lactrocil bumin
Glukosa oksidase
Menghilangkan O2 di glukosa
Dekstrain Sukrose
Dekstrose/ Fruktose
(Reff : David S. Page, “Prinsip-Prinsip Biokimia”) II.3 Hal-hal yang mempengaruhui kinerja enzim 1. Konsentrasi Substrat Dalam contoh, berbanding lurus dengan konsentasi. Pada konsentrasi substrat tertentu perbandingan kecepatan enzim meningkat 2. Pengaruh pH
Aktivitas enzim sangat bergantung pada pH dimana ia berada. Setiap enzim mempunyai pH optimum yang berarti konsentrasi tertentu dimana reaksi enzim berada dala m keadaan maksimal. pH terbaik adalah yang mendekati netral, kecepatan pepsin yang baik adalah keadaan asam.
Substrat albumin pH optimum 1,5 Substrat casein pH optimum 1,8 Substrat hemaglobin pH optimum 2,2 Substrat karbohidrat pH optimum 4,0
3. Konsentrasi enzim Pengaruh konsentrasi enzim pada laju aktivitas enzim dengan derajat pemurnian tinggi dalam densitas tertentu terhadap suatu hubungan linier diantara jumlah enzim dan taraf aktivitas enzim 4. Temperatur Reaksi kimia baik katalis / nonkatalis menjadi cepat reaksinya bila suhu dinaikan. Pada reaksi katalis enzim umumnya hanya berlaku sampai 60oC. Di atas suhu ini akan menonaktifkan enzim. Minimumnya enzim menjadi lambat dan terhenti pada 70oC – 80oC. Menurut Arrhenius : keterangan: E = energy aktivasi R = konstanta gas ideal k1,k2 = konstanta kecepatan pada T1 dan T2 5. Racun Enzim Senyawa kimia tertentu secara selektif menghambat kerja enzim spesifik. Contoh : penicillin akan membatasi tempat aktif suatu enzim yang digunakan oleh banyak bakteri untuk membuat dinding selnya. (Reff : Diktat Mikrobiologi Industri) II.4 Penelitian Terdahulu 1. Bahan yang Digunakan
Getah pepaya Cystein 0,04 M Aquadest Aceton NaOH H2SO4 Larutan susu bubuk 12%
2. Alat yang Digunakan
Gelas ukur Beaker glass Magnetic stirrer Centrifuge Saringan vakum
Erlenmeyer Indicator pH Fermentor Kompor listrik dan waterbath Oven
3. Penetapan Variabel 1. Variable tetap
Berat getah pepaya = 50 gr Kecepatan pengadukan = 3 digit Waktu operasi = 20 menit Pengendap enzim pepaya = Aceton Pencuci enzim pepaya = Aquadest
2. Variabel berubah
NH4)2SO4 = 1 gr (var A), 2 gr (var B) Suhu operasi = 30, 40, 50o C
4. Prosedur Percobaan 1. Ektraksi enzim papain
Menyiapkan alat dan bahan percobaan Menimbang getah pepaya kering 90 gr Menambah solvent cystein 0,08 M dengan volume tertentu dan mengatur pH campuran dengan menambah larutan NaOH atau H2SO4 Memindahkan campuran dalam beaker glass yang ditempatkan di atas magnetic stirrer. Atur kecepatan pengukuran pengadukan dan panaskan campuran sampai suhu tertentu dan jaga agar suhu konstan, operasi selama 30 menit Memisahkan ekstrak dan residu dengan saringan vakum, buang ampasnya dan filtrat disimpan dalam beaker glass Setelah selesai, diamkan sampai dingin dan residu padatan mengendap, saring residu padatnya untuk residu yang masih tersuspensi dapat dipisahkan dengan sentrifugasi pada kecepatan 1500 rpm selama 15 menit, saring endapan yang terbentuk ambil supernatannya Dalam beaker glass, supernatant dan aceton dengan perbandingan volume 1:1, beaker glass ditutup dan disimpan dalam keadaan dingin selama 1 malam lalu dicentrifuge sehingga timbul endapan putih papain. Kemudian endapan ters ebut dipisahkan dan saringan raksa dilengkapi dengan kertas saring whatmann.
2. Analisa aktivitas proteolitik enzim papain
Masukkan 1 gr sampel papain dalam labu takar 100 ml + air hingga tepat garis ukur
Kocok lalu disentrifuge untuk mendapatkan larutan papain jenuh, ukur density Simpan larutan susu bubuk (full cream) dengan kepekatan 12% pekat Ambil 10 ml larutan susu, tempatkan pada Erlenmeyer 50 ml lalu panaskan dalam waterbath hingga 40o C Ambil sejumlah larutan enzim lalu dimasukkan dlam larutan susu, goyang perlahan sambil suhu dijadikan 40o C hingga tepat terjadi gumpalan Aktivitas proteolitik, catat prolin dihitung dengan rumus
Keterangan : A = aktivitas proteolitik E = berat sampel yang diujikan t = waktu diperlukan terjadi gumpalan susu Beberapa aktivitas dinyatakan dengan sebagai hasil di atas . (Reff : Anang Budi dan Nurhadi, “Isolasi Enzim Papain”, getah papaya dengan metode ekstraksi cair-cair) II.5 Fungsi Reagen
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
NaOH : mengatur pH (NH4)2SO4 : mengendapkan enzim, memberi gugus mikro NaCl : mengendapkan enzim sehingga terpisah dari kotoran Cystein : mengikat protein, melarutkan enzim sehingga bisa menembus kertas saring, melarutkan enzim yang telah diendapkan / didispersi (NH4)2SO4 Kasein : penyedia protein waktu diendapkan Cellite : memecah sel sehingga enzim yang berada di dalam selulosa keluar Aquadest : melarutkan protein enzim Aceton dan etanol : melarutkan dinding sel enzim
II.6 Manfaat Enzim Sebagai enzim mempunyai kemampuan memecah protein, dewasa ini papain banyak digunakan untuk berbagai kegunaan baik skala rumah maupun industry.
1. Sebagai pelunak daging Penggunaan papain sebagai pelunak daging seperti cornet beef di restaurant-restaurant besar dapat menghemat pemakaian bahan bakar dalam memasak daging supaya lunak, kegunaan papain sangat bermanfaat untuk melunakkan daging-daging 2. Sebagai bahan anti dingin Papain sangat memegang peranan penting dalam industri beer. Beer dibuat dari kecambah gandum berley yang difermentasi dari bahan-bahan terkandung sejenis senyawa protein yang disebabkan partikel protein dan terlarut ke dalam ai r hasil fermentasi. Dalam waktu yang cukup lama selama distribusi dan penyimpan poliferol protein yang terlarut akan keluar, mengendap dalam kelarutan keruh seperti karbit putih yang jernih sehingga penampilan beer tidak menarik lagi. Hal ini dapat dengan penambahan papain ke dalam beer sewaktu dibotolkan. Papain akan bekerja, memecah senyawa protein yang terlarut menjadi asam amino yang bnar-benar larut dan tidak keluar lagi dalam keadaan apapun dalam waktu cukup lama, karena itu papain dalam beer obat-obatan stabilizer. 3. Sebagai pelarut kulit (industri penyamakan kulit)
Dalam penyamakan kulit, papain digunakan sebagai pembuat kulit seperti kain bahan sehingga kulit hasil penyamakan tersebut dapat dibuat sarung tangan, jaket, bahkan kaos kaki di Negara dengan cuaca dingin. Pelican kulit diperlukan karena dapat membuat reaksi hangat, kuat dan nyaman. (Reff : Diktat Mikrobiologi Industri)
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
1. Bahan yang Digunakan
Getah pepaya Cellite Cystein Aceton Susu bubuk Etanol Aquadest NaOH (NH4)2SO4
2. Alat yang Digunakan
Erlenmeyer Beaker glass Centrifuge Mortar Kertas saring Magnetic strirrer Pemanas
3. Gambar Alat (cari sendiri ya)
4. Variabel
Isolasi Enzim :
-Variable tetap o o o o o o
getah pepaya 90 gr (@ 30 gr) cystein 1 gr, celite 1 gr aquadest 10 mL t strirrer = 10’, 40 oC t centrifuge = 10’, ω = 1200/1600/2000 rpm (Var A/B/C) pH netral
-Variabel berubah
aceton 2 ml, (NH4)2SO4 1 gr etanol 2 ml, (NH4)2SO4 2 gr etanol 4 ml, NaCl 2 gr
Reaksi Enzimatik
Larutan susu : 12% w basis volume 100mL Suhu pencampuran : 30oC, 40oC, 50oC Perbandingan larutan susu dengan enzim = 9 : 1
5. Cara Kerja 1. Isolasi Enzim 1. Kumpulkan getah pepaya dan simpan dalam keadaan dingin ± 90 gr (dried powder) 2. Campur @30 gr getah pepaya kering dengan 1 gr celite, 1gr cystein dan 10 ml aquadest. 3. Masing – masing campuran ditambahkan (NH4)2SO4 1 gr untuk variabel A, 2 gr variabel B dan tambahkan 2 gr NaCl untuk variabel C. 4. Aduk dengan magnetic stirer selama 20 menit pada suhu 40oC 5. Saring suspensi melalui kertas saring whattman. Suspensi dibuang sedangkan filtrate dipisahkan. 6. Filtrat lalu dicentrifugasi 10’ dengan kecepatan sesuai variabel. Didapat endapan sebesar a gram dan filtrat. 7. Filtrat lalu didiamkan satu malam di lemari es. 8. Saring filtrat dengan kertas saring whattman. Sehingga didapat endapan sebesar b gram dan filtrat. 9. Apabila a + b > 1 gram, maka ambil 1 gr endapan dalam 10 ml aquadest. 10. Apabila a + b < 1 gram, maka ambil 1 ml filtrat III lalu encerkan sampai 10 ml. 2. Reaksi Enzimatis 1. 2. 3. 4. 5.
Buat larutan susu 12 % / sesuai variabel. Masukan enzim dan susu dengan perbandingan tertentu ke dalam tabung reaksi. Secara bersamaan nyalakan stopwatch. Amati larutan susu sampai terbentuk gumpalan. Matikan stopwatch catat waktunya.
Blok Diagram BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Percobaan Variabel 1 , 30 gr getah pepaya + 1 gr celite + 1 gr cystein + 10 mL aquadest + 2 cc aceton + 1 gr (NH4)2SO4 Suhu (oC)
Waktu endapan (detik)
Aktivitas Enzim (MCU/gr)
30
68
8,05
40
10
53,48
50
5
113,64
Massa enzim hasil isolasi: a
b
a+b
0,19 gr
0,58 gr
0,72 gr
Variabel 2 , 30 gr getah pepaya + 1 gr celite + 1 gr cystein + 10 mL aquadest + 2 cc aceton + 2 gr (NH4)2SO4
Suhu (oC)
Waktu endapan (detik)
Aktivitas Enzim (MCU/gr)
30
62
8,83
40
9
60,61
50
3
181,82
Massa enzim hasil isolasi: a
b
a+b
0,07 gr
0,38 gr
0,45 gr
Variabel 3 , 30 gr getah pepaya + 1 gr celite + 1 gr cystein + 10 mL aquadest + 4 cc aceton + 2 gr NaCl
Suhu (oC)
Waktu endapan (detik)
Aktivitas Enzim (MCU/gr)
30
58
9,37
40
8
69,93
50
2
303,03
Massa enzim hasil isolasi: a
b
a+b
0,38 gr
0,43 gr
0,81 gr
IV. 2 Pembahasan
1. Perbandingan endapan yang diperoleh pada masing-masing variabel 1. Perbandingan endapan variabel 1 dan 2 Endapan yang diperoleh pada variabel 1 ( a+b= 0,77 gr) lebih banyak daripada endapan yang diperoleh pada variabel 2 (a+b= 0,45 gr) walaupun sama-sama menggunakan garam (NH4)2SO4, yang membedakan kedua variabel itu adalah massa garamnya,variabel 1 hanya 1 gr sedangkan variabel 2 sebanyak 2 gr. Seharusnya makin banyak garam pengendap, maka endapan yang dihasilkan pun makin banyak. Namun, pada hasil percobaan kami berkata lain, hal tersebut disebabkan oleh perbedaan pelarut yang digunakan. Variabel 1 menggunakan 2cc aceton sedangkan variabel 2 menggunakan 2cc etanol. Etanol memiliki sifat yang lebih polar daripada aceton sedangkan enzim juga bersifat polar. Karena et anol dan protein/enzim samasama polar,maka protein akan mudah larut dalam etanol daripada dalam aceton,sehingga endapan yang dihasilkan variabel 1 lebih banyak daripada variabel 2. ( Reff: Diktat Kimia Organik hal.102 ) 2. Perbandingan endapan variabel 2 dan 3 Endapan yang diperoleh pada variabel 3 lebih banyak daripada endapan yang diperoleh pada variabel 2, walaupun massa garamnya sama-sama 2 gr, namun garam yang dipakai berbeda. Variabel 3 menggunakan garam NaCl sedangkan variabel 2 menggunakan (NH4)2SO4. NaCl lebih mudah mengendapkan enzim karena kelarutannya lebih kecil daripada (NH4)2SO4. Sebagaimana kita tahu bahwa makin kecil kelarutan suatu zat, maka zat itu makin susah larut sehingga endapan yang dihasilkan makin banyak. (Reff: Perry’s Chemical Engineering Handbook) 2. Perbandingan waktu saat reaksi enzimatis Pada ketiga variabel menunjukkan kecenderungan yang sama yaitu semakin tinggi suhu, semakin cepat gumpalan terbentuk. Hal tersebut mengindikasikan bahwa kerja enzim semakin cepat akibat meningkatnya aktivitas enzim. J ika enzim bereaksi lebih cepat, maka aktivitas enzim juga meningkat sesuai dengan rumus: (Reff: et.al. Anang,Yudi,dan Nurhadi. “Isolasi Enzim Papain”) 3. Grafik hubungan aktivitas enzim dengan suhu pada masing-masing variabel 1. Variabel 1 Grafik 1.1. Grafik aktivitas enzim vs suhu pada variabel 1 Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi suhu, maka aktivitas enzim juga makin meningkat. Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat berpengaruh pada reaksi yang menggunakan enzim. Pada suhu reaksi rendah, reaksi berlangsung lambat sedangkan pada suhu tinggi, reaksi berlangsung cepat. ( Reff: Diktat Mikrobiologi Industri hal.7-8 ) Kecenderungan pada grafik sesuai dengan rumus: , di mana makin tinggi suhu, waktu reaksi enzim makin cepat sehingga aktivitas enzim meningkat. (Reff: et.al. Anang,Yudi,dan Nurhadi. “Isolasi Enzim Papain”) 2. Variabel 2
Grafik 1.2. Grafik aktivitas enzim vs suhu pada variabel 2 Grafik menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu makin meningkat juga aktivitas enzimnya. Meningkatnya suhu mempercepat waktu reaksi, yang diindikasikan dengan waktu terbentuknya gumpalan. Semakin cepat reaksi berlangsung, aktivitas enzim makin meningkat sesuai dengan rumus : (Reff: et.al. Anang,Yudi,dan Nurhadi. “Isolasi Enzim Papain”)
3. Variabel 3 Grafik 1.3. Grafik aktivitas enzim vs suhu pada variabel 3 Grafik pada variabel 3 menunjukkan kecenderungan yang sama dengan variabel 1 dan 2 yaitu meningkatnya suhu mengakibatkan meningkatnya aktivitas enzim. Meningkatnya suhu akan mempercepat waktu reaksi, semakin cepat reaksi berlangsung, aktivitas enzim makin meningkat sesuai dengan rumus: (Reff: et.al. Anang,Yudi,dan Nurhadi. “Isolasi Enzim Papain”)
BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan
1. Banyaknya endapan enzim yang terbentuk dipengaruhi oleh jenis dan jumlah garam pengendap. 2. Semakin tinggi suhu, semakin cepat terbentuk endapan/gumpalan. 3. Semakin tinggi suhu, semakin meningkat aktivitas enzim. 4. Garam NaCl lebih baik untuk dijadikan pengendap daripada (NH4)2SO4.
V.2 Saran
1. Dalam penambahan variabel harus diperhatikan urutannya. 2. Pada saat menetralkan pH, catat kebutuhan asam/basa yang digunakan untuk menetralkannya. 3. Sebelum ditimbang, endapan harus benar-benar kering. 4. Pengamatan terjadinya penggumpalan dan pencatatan waktu harus dilakukan secara teliti.
Fungsi pesawat/ Alat Centrifuge adalah suatu alat yang digunakan untuk memisahkan suatu larutan dengan berat molekul yang berbeda berdasarkan gaya centrifugal
