ENZIM PENCERNAAN PENCERNAAN : GETAH LAMBUNG 1 2 3 Yoana Puspita Sari (G84110066) , Riswan Dwi Cahyana , Syaefudin, M.Si. 1 2 3 Mahasiswa Praktikum , Asisten Praktikum , Dosen Praktikum Metabolisme Departemen Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Bogor 2013
ABSTRAK Proses pencernaan makanan sangat penting sebelum makanan diabsorbsi oleh dinding saluran pencernaan. Pencernaan makanan terdiri dari proses mekanik dan kimiawi. Zat makanan tidak dapat diserap dalam bentuk alami dan tidak berguna sebagai nutrisi sebelum proses pencernaan awal. Zat makanan akan dipersiapkan untuk diabsorbsi melalui proses tertentu dengan bantuan enzim dalam saluran pencernaan, salah satunya pepsin. Pepsin berfungsi memecah memec ah ikatan peptida antara asam amino pembentuk protein. Aktivitas pepsinogen dinetralisir dengan penambahan Na-karbonat, namun Na-karbonat berlebih pada pepsin dengan pH 0 rendah tidak berpengaruh pada aktivitasnya. Suhu optimum dari pepsin adalah 37 C 0 dan pH optimum 2.0 sehingga inaktif pada pH 4.00 dan suhu 100 C.
Pendahuluan
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida berasal dari protein yang berfungsi sebagai katalis, kata lis, yaitu senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi, dalam suatu reaksi kimia. Menurut Fardiaz (1992), enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi karena enzim dapat menurunkan energi pengaktifan yang mempermudah terjadinya reaksi. Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen apoenzim yang berupa protein dan gugus prostetik (nonprotein). Proses pencernaan dilakukan secara mekanik dan kimiawi. Proses mekanik mengutamakan proses pengubahan makanan yang berukuran besar sampai ukurannya lebih kecil dibantu oleh gigi, lambung, dan usus dengan gerakan peristaltik. Pencernaan kimiawi adalah proses pencernaan yang dibantu dengan dilakukan enzim. Getah lambung merupakan cairan yang berasal dari lambung dengan komponen terdiri atas air, asam klorida, dan enzim (Kusnandar 2010). Sekresi getah lambung
diatur mekanisme syaraf dan hormonal, impuls parasimpatis yang terdapat pada medula dihantarkan melalui syaraf vagus dan merangsang gastrik glands untuk mensekresikan pepsinogen, asam klorida, mukus, dan hormon gastrin (Maryati 2000). Faktor yang merangsang sekresi lambung yaitu fase sefalik, fase gastrik, dan fase intestinal. Fase sefalik muncul sebelum makanan makanan masuk ke lambung dan mempersiapkan lambung untuk mencerna. Fase gastrik terjadi ketika makanan memasuki lambung. Semua jenis makanan menyebabkan penggelembungan dan merangsang reseptor yang terdapat pada dinding lambung. Fase intestinal terjadi saat makanan meninggalkan lambung dan memasuki usus halus. Saat protein yang telah tercerna sebagian memasuki duodenum, protein ini merangsang lapisan mukosa pada dinding duodenum untuk melepaskan hormon gastrin yang merangsang kelenjar gastrik untuk melanjutkan sekresi (Aryulina 2007). Prinsip dari aktivitas pencernaan adalah memulai pencernaan protein. Asam lambung mempunyai pH sekitar 1.00 – 2.00, berfungsi memecah molekul protein dengan mengaktivasi pepsin karena pepsin paling efektif bekerja di lingkungan yang sangat asam (Hawab 2004). Pepsin memecah ikatan peptida antara asam amino yang membentuk protein. Pepsin disekresikan menjadi bentuk inaktif yang disebut pepsinogen, sehingga tidak dapat mencerna protein di sel-sel zymogen. Pepsinogen tidak akan diaktifkan sebelum melakukan kontak dengan asam hidroklorik yang disekresikan sel parietal. Pepsin akan memotong grup karbolik dari asam amino seperti fenilalanin dan tirosin. Pepsin tidak memotong ikatan pada valin, alanine, atau glisin. Praktikum ini bertujuan mengetahui aktivasi pepsinogen dan aktivitas pepsin, serta mengetahui aktivitas pepsin pada pH dan suhu optimumnya.
Metode Praktikum
Praktikum materi Enzim Pencernaan khususnya getah lambung dilakukan di Laboratorium Biokimia pada tanggal 27 September 2013 pukul 13.00-16.00 WIB. Alat-alat yang diguanakan dalam praktikum ini antara lain tabung reaksi, penangas air, pipet volumetric, bulb hitam, indikator universal, gelas piala,
stopwatch, batang pengaduk, dan termometer. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain ekstrak pepsinogen, HCl 0.4%, akuades, Na-karbonat 0.5%, fibrin, ekstrak pepsin, dan HCl 1 N. Aktivitas Pepsinogen 2.1 . Sebanyak 2 ml ekstrak pepsinogen dimasukkan ke
dalam dua tabung reaksi. Tabung 1 ditambahkan 1.5 ml HCl 0.4% dan tabung 2 dimasukkan 1.5 ml akuades dan dikocok. Kedua tabung disimpan di dalam penangas 0
air selama 15 menit bersuhu 37-40 C. Aktivitas Pepsinogen 2.2. Ekstrak pepsinogen sebanyak 2 ml dimasukkan ke
dalam dua tabung reaksi. Tabung 1 ditambahkan 1.5 ml HCl 0.4% dan tabung 2 dimasukkan 1.5 ml akuades dan dikocok. Kedua tabung disimpan di dalam penangas 0
air selama 15 menit bersuhu 37-40 C. kemudian tabung 1 ditambahkan Na-karbonat 0.5% dan tabung 2 ditambahkan akuades hingga volume sama dan pH keduanya 0
kisaran 7 dan diinkubasi pada suhu 37-40 C 15 menit. Kemudian tambahkan HCl sampai pH 1.0-2.0. Aktivitas Pepsin 2.1 . Tabung reaksi sebanyak dua buah diisi dengan 1.5 ml
ekstrak pepsin dan 1.5 ml HCl. Tabung 1 dipanaskan pada penangas air selama 15 menit dan dinginkan. Lalu kedua tabung ditambahkan fibrin sama banyak dan keduanya dipanaskan di dalam penangas air. Aktivitas Pepsin 2.2 . Tiga tabung reaksi diisi dengan HCl 1 N, akuades, dan
ekstrak pepsin dengan perbandingan sebagai berikut dalam satuan ml : tabung 1 (0.0 ; 2.5 ; 2.5), tabung 2 (0.2 ; 2.3; 2.5), dan tabung 3 (0.6; 1.9; 2.5).
Hasil dan Pembahasan
Pepsin merupakan enzim yang dihasilkan kelenjar di lambung dengan bantuan asam lambung. Pepsin berfungsi memecah protein kompleks menjadi protein sederhana sehingga dapat dibawa oleh pembuluh darah ke seluruh jaringan tubuh. Jumlah produksi pepsin sebanding dengan banyaknya asam lambung. Semakin banyak pepsin, berarti jumlah asam lambung juga banyak, berlaku pula hal
sebaliknya. Akibatnya, lambung rentan terkena infeksi karena fungsi asam lambung melapisi mukosa lambung agar terlindung dari infeksi.
Tabel 1 Pengamatan aktivitas pepsinogen Tabung ke-
Hasil pengamatan
1 (HCl)
+
2 (akuades)
-
Keterangan
: + : pudar
Gambar
++ : lebih pudar
: tidak pudar Fibrin merupakan protein larut yang diproduksi sebagai respon terhadap perdarahan dan merupakan komponen utama dari pembekuan darah (Martoharsono 2006). Fibrin merupakan zat protein tinggi yang diatur dalam rantai berserat panjang, terbentuk dari fibrinogen (protein larut yang diproduksi oleh hati dan ditemukan dalam plasma darah. Jika terjadi perdarahan atau tubuh mengalami luka, fibrinogen akan diubah pada luka menjadi fibrin oleh enzim pembekuan yang disebut trombin. Molekul fibrin bergabung membentuk benang fibrin panjang yang melibatkan platelet untuk membangun jaringan yang mengeras secara bertahap oleh zat yang dikenal sebagai faktor fibrin (Budiyanto 2003). Fibrin digunakan sebagai indikator bekerjanya enzim pepsin pada praktikum ini karena kemampuan fibrin sebagai substrat yang bekerja efektif pada enzim tertentu, ditandai dengan terhidrolisisnya fibrin sehingga warnanya memudar (Hidayat 2006). Sampai saat ini belum dapat ditemukan indikator lain pengganti fibrin untuk mengetahui aktivitas enzim pepsin. Pepsinogen merupakan bentuk dari enzim yang masih inaktif. Tabung 1 yang berisi HCl 0.4% menghasilkan warna lebih keruh dari tabung 2 yang berisi akuades. Tampak pada tabung 1 warna fibrin memudar dan warna larutan berubah keruh dan agak sedikit kemerahan, sedangkan pada tabung 2 cenderung tidak ada pelepasan
warna benang-benang fibrin. Percobaan ini membuktikan bahwa pepsin bekerja pada asam kuat dan tidak bekerja pada larutan yang bersifat netral.
Tabel 2 Pengamatan aktivitas enzim Tabung ke-
Hasil pengamatan
1
+
2
++
Keterangan
: + : pudar
Gambar
++ : lebih pudar
: tidak pudar Tabung 1 yang ditambahkan ekstrak pepsinogen dan HCl 0.4% dipanaskan 0
pada suhu 37 C menunjukkan adanya perubahan warna, namun ketika ditambahkan Na-karbonat enzim tidak dapat bekerja lagi. Tabung 2 de ngan ekstrak pepsinogen dan 0
akuades dipanaskan pada suhu 37 C menunjukkan pepsin tidak bekerja. Penambahan Na-karbonat tidak berpengaruh banyak terhadap pepsin karena pepsin tetap tidak bekerja.
Tabung 3 Suhu optimum aktivitas pepsin Tabung ke-
Hasil pengamatan
1
+
Gambar
2
++
Keterangan
: + : pudar
++ : lebih pudar
: tidak pudar
Kerja enzim yang terdeteksi membuktikan bahwa enzim dapat bekerja optimum pada suhu tertentu sehingga nilai kuantitatif aktivitasnya besar. Gaman dan Sherrington (1994) memiliki teori yang menyebutkan bahwa enzim dipengaruhi oleh 0
0
suhu yang sama dengan suhu tubuh yaitu sekitar 30-40 C. Suhu di atas 100 C dapat membuat enzim rusak, sedangkan pada suhu sangat rendah enzim belum teraktivasi sehingga tidak dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Rata-rata enzim bekerja pada suhu optimum, namun tidak dapat bekerja pada suhu yang terlalu tinggi atau belum aktif pada suhu yang terlalu rendah (Keusch 2003). Hal itu juga terjadi pada pepsin. Pepsin akan rusak jika dipanaskan pada suhu 0
100 C karena ikatan yang terjadi pada protein mengalami denaturasi. Pepsin yang 0
0
dipanaskan pada suhu 37 C – 40 C menunjukkan bahwa pepsin bekerja yang ditunjukkan dengan benang-benang fibrin yang warnanya semakin memudar karena 0
terhidrolisis. Hasil menunjukkan bahwa suhu optimum pepsin adalah 37 C.
Tabel 4 Pengamatan konsentrasi optimum HCl untuk aktivitas hidrolisis pepsinogen Tabung ke-
Hasil pengamatan
1
-
Gambar
2
++
3
+
Keterangan
: + : pudar
++ : lebih pudar
: tidak pudar
Suasana asam atau basa dapat menyebabkan protein terdenaturasi dan aktivitas enzim akan hilang (Ahmad 2000) . Tiap enzim memiliki karakteristik pH optimal yang berbeda pada suatu substrat dan akan aktif pada range pH yang sangat kecil. Enzim memiliki pH optimum sekitar 7 (netral). Enzim memiliki konstanta disosiasi pada gugus asam ataupun gugus basa pada residu terminal karboksil dan asam amino. Reaksi apapun tidak tampak pada tabung 1 yang hanya berisi akuades dan pepsin karena tidak ada suasana asam yang cukup untuk membantu enzim pepsin bekerja. Tabung 1 memiliki pH berkisar 3.0 - 4.0. Tabung 2 yang bersi HCl, akuades, 0
dan pepsin dengan pH 2.0 dipanaskan pada suhu 37 C menunjukkan terjadinya pelepasan benang-benang fibrin dengan jumlah yang banyak. Hasil pengamatan ini 0
membuktikan bahwa pepsin bekerja pada suhu optimum sebesar 37 C dan pH optimum sebesar 2.0.
Simpulan
Aktivitas pepsinogen terjadi pada pH rendah, yakni pada asam kuat, yang mengaktifkan pepsinogen dengan perubahan warna larutan dan memudarnya warna fibrin. Pepsinogen perlu diaktifkan oleh HCl dan tidak akan aktif lagi jika 0
ditambahkan Na-karbonat. Enzim pepsin bekerja pada suhu optimum sebesar 37 C dan pH optimum sebesar 2.0.
Daftar Pustaka
Ahmad H. 2000. Larutan Asam dan Basa. Bandung: Ganesa. Aryulina D. 2007. Biologi 2. Esis: Jakarta. Budiyanto MAK. 2003. Mikrobiologi Terapan. Malang: Universitas Muhammadiyah. Gaman PM, KB Sherrington. 1994. Ilmu Pangan, Pengantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Press. Hawab HM. 2004. Pengantar Biokimia. Malang: Banyumedia Publishing. Hidayat N. 2006. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta: Andi Offset CV. Keusch P. 2003. Basic and Acid Azo Dyes. USA: Chemie-uni. Kusnandar F. 2010. Kimia Pangan Komponen Makro. Jakarta: PT Dian Karya. Martoharsono S. 2006. Biokimia 1. Yoyakarta. Gadjah Mada University Press. Maryati S. 2000. Sistem Pencernaan Makanan. Jakarta: Erlangga.
