LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK BIOPROSES
Kinetika Hidrolisis Enzim
Disusun Ole ! Kelom"ok #A
Pipit Apriliyanti Tien Siti Halimah Alfi Nurfauziah Abdurrohman Nopalentina Si!alin!!in!
240210130002 240210130002 240210130003 240210130006 240210130006 240210130008 240210130010 240210130010
DEPARTEMEN TEKNOLO$I INDUSTRI PAN$AN %AKULT %AKULTAS AS TEKNOLO$I TEKNOLO$ I INDUSTRI IN DUSTRI PERTANIAN PERTANIAN UNI&ERSITAS PAD'AD'ARAN 'ATINAN$OR ()#*
#+
PENDAHULUAN #+#
Latar Belakan,
"ndone#ia
merupa$an
produ#en minya$ #a%it
terbe#ar di dunia&
'erda#ar$an #urey yan! dila$u$an oleh (aboban$) Pa%an *umar) Rabobank Associate Director of Food and Agribusiness Research and Advisory (FAR), men!un!$ap$an bah%a "ndone#ia adalah penyumban! produ$#i minya$ #a%it terbe#ar dunia& "ndone#ia menyumban! #ebanya$ 48+ dari total olume produ$#i minya$ #a%it di dunia) dii$uti ,alay#ia #ebe#ar 3-+& .ire$torat /enderal Per$ebunan .epartemen Pertanian menatat bah%a pada tahun 2010) produ$#i $elapa #a%it di "ndone#ia menapai 16&21&86 ton dan menapai 20&--&-6 ton pada tahun 2013 den!an lua# areal per$ebunan pada tahun 2010 yaitu 8&38&34 he$tar dan teru# bertambah hin!!a 10&46&020 he$tar pada tahun 2013 ia$#ono) 20125& Produ$#i
$elapa
#a%it
yan!
teru#
bertambah
#etiap
tahunnya
men!a$ibat$an produ$#i limbah pen!olahan $elapa #a%it a$an teru# bertambah& .ari 1 ton tandan buah $elapa #a%it #e!ar diha#il$an 220 $! tandan $o#on! $elapa #a%it T**S5& Selama ini T**S dimanfaat$an #ebata# untu$ pembuatan pupu$ or!ani$) bahan ba$u pulp) dan #eba!ainya& T**S memili$i poten#i be#ar untu$ dimanfaat$an menadi bahan ba$u bioetanol $arena memili$i $andun!an #elulo#a yan! u$up tin!!i yaitu ber$i#ar 4371+ ainuddin) et al&) 20125& Ton!$ol a!un! merupa$an limbah ha#il pertanian dan indu#tri pen!olahan a!un! yan! #an!at melimpah dan murah& 9imbah ter#ebut banya$ men!andun! li!no#elulo#a #erat5 yan! memili$i poten#i be#ar #eba!ai bahan ba$u indu#tri Naomi) 20065& 'ahan li!no#elulo#a terdiri ata# hemi#elulo#a) #elulo#a) dan li!nin& Ton!$ol a!un! men!andun! 40+ #elulo#a) 36+ hemi#elulo#a) dan 16+ li!nin "ra%adi) 15& Pemanfaatan ton!$ol a!un! #eba!ai alternatif ener!i terbaru$an berupa bioetanol dapat diolah melalui pro#e# pretreatment) hidroli#i#) fermenta#i dan de#tila#i& Setelah melalui pro#e# de#tila#i) ma$a a$an didapat$an etanol dan re#idu ton!$ol a!un!& (e#idu ter#ebut dapat dimanfaat$an #eba!ai bahan $on#entrat pa$an ruminan#ia $arena $andun!an #erat $a#arnya telah turun dan telah terbentu$ a#am7a#am or!ani$ yan! dibutuh$an untu$ pertumbuhan ruminan#ia& :leh $arena
itu) pen!olahan ton!$ol a!un! #eba!ai bahan ba$u pembuatan bioetanol dian!!ap lebih efe$tif $arena #elain diperoleh etanol u!a diha#il$an re#idu yan! dapat dimanfaat$an #eba!ai pa$an terna$&
#+( 1&
Tu-uan ;ntu$ men!etahui ui a$tiita# enzim
$elapa #a%it dan ton$ol a!un!&
II+
TIN'AUAN PUSTAKA
=nzim adalah mole$ul protein yan! bia#anya memanipula#i mole$ul lain yaitu #ub#trat enzim& "ni tar!et mole$ul men!i$at $e #itu# a$tif enzim dan diubah menadi produ$ melalui #eran!$aian lan!$ah yan! di$enal #eba!ai me$ani#me enzimati$& ,e$ani#me ini dapat diba!i $e dalam me$ani#me tun!!al7#ub#trat dan multiple7#ub#trat& Studi $ineti$ pada enzim yan! hanya men!i$at #atu #ub#trat) #eperti isomerase triosephosphate) bertuuan untu$ men!u$ur afinita# den!an enzim yan! men!i$at ini #ub#trat dan tin!$at turnover & *ineti$a enzim adalah #tudi rea$#i $imia yan! di$atali#i# oleh enzim& Pada $ineti$a enzim) lau rea$#i diu$ur dan dampa$ dari berba!ai $ondi#i rea$#i& ,empelaari $ineti$a enzim dalam hal ini dapat men!un!$ap$an me$ani#me $ataliti$
enzim)
perannya
dalam
metaboli#me)
ba!aimana
a$tiita#nya
di$endali$an) dan ba!aimana #uatu obat atau a!oni# dapat men!hambat #ebuah enzim& *ineti$a enzim merupa$an bidan! bio$imia yan! ter$ait den!an pen!u$uran $uantitatif dari $eepatan rea$#i yan! di$atali#i# enzim dan pemeri$#aan #i#temati$ fa$tor7fa$tor yan!! mempen!aruhi $eepatan ter#ebut& Anali#i# $ineti$ memun!$in$an para ahli mere$on#tru$#i umlah dan urutan tahap7tahap indiidual yan! merupa$an perubahan #ub#trat oleh enzim menadi produ$& /a!un! Zea mays5 terma#u$ dalam famili !raminaeae& Tanaman ini merupa$an tanaman #emu#im annual 5& /a!un! terdiri ata# $ulit) bii dan ton!$ol& Ton!$ol a!un! adalah tempat pembentu$$an lemba!a dan !udan! penyimpanan ma$anan untu$ pertumbuhan bii a!un!& 'ii a!un! ter#u#un dalam ton!$ol den!an #u#unan teratur memanan! dan ditutup oleh #eludan! $lobot5& *o#%ara) 2005 Ton!$ol a!un! merupa$an limbah ha#il pertanian dan indu#tri pen!olahan a!un! yan! #an!at melimpah dan murah& 9imbah ter#ebut banya$ men!andun! li!no#elulo#a #erat5 yan! memili$i poten#i be#ar #eba!ai bahan ba$u indu#tri& 'ahan li!no#elulo#a terdiri ata# hemi#elulo#a) #elulo#a) dan li!nin& Ton!$ol a!un! men!andun! 40+ #elulo#a) 36+ hemi#elulo#a) dan 16+ li!nin& Ton!$ol a!un! merupa$an bahan berli!no#elulo#a $adar #erat 38)+5 yan! men!andun!
Ta.el #+ Kandun,an /ilan Dari Be.era"a Lim.a Pertanian Baan /ilan 012 'a!a# tebu )6 :at hull# 12)3 Ton!$ol a!un! 12) Se$am 6)3 *ulit bii $apa# 6)3 *ulit $aan! 10)2 #umber> (ihana et all, 20045
?ilan adalah hemi#elulo#a yan! merupa$an polimer dari pento#a atau
!ala$to#a5)
pento#a
he$#uronat !lu$oronat) metil!lu$oronat dan !ala$turonat5 dan deo$#i he$#o#a rhamno#a dan fru$to#a5& Hidroli#i#
menin!$at$an $ualita# roti dan pa$an terna$) pen!olahan limbah #erta pen!ompo#an& ?ilana#e dapat dimanfaat$an untu$ ampuran pa$an terna$) penernih #irup) pembuatan !ula
III+
METODELO$I 3+#+
Alat
1& 'ulb pipet 2& =rlenmeyer 3& *erta# label 4& *uet & Pipet u$ur 6& Sentrifu#e -& Sha$er 8& Spe$trofotometer & Tabun! #entrifu#e 10& Cial 3+(+
Baan 1& 'uffer a#etat 0)1 , 2& =nzim ?ilana#e 3 ml 3& (ea!en .NS 4& Supernatan & Tandan $o#on! $elapa #a%it 6& Ton!$ol a!un!
3+3+
Prosedur 1& .itimban! #ampel #ebanya$ !D -) !D 10 !D 12) !D dan 1 !& 2& .itambah$an larutan buffer a#etat 0)1 , #ebanya$ 100 m9 dan
diadu$& 3& .itambah$an 3 m9 enzim am $e 1) 2) 3) 4) ) 6) 24 dan 485& 6& .i#entrifu#e #ampel #elama 1 menit den!an $eepatan 1000 rpm& -& .ima#u$$an #upernatan $edalam tabun! rea$#i 8& .iambil 1 ml Supernatan) & .ila$u$an pen!eneran 1072 10& .iambil 1) m9 #ampel dan ditambah$an 1) m9 .NS& 11& .iam$an #uhu ruan! 12& .iu$ur ab#orban#i #ampel G 40 nm 5
I&+
HASIL PEN$AMATAN DAN PEMBAHASAN
Pra$ti$um $ali ini adalah men!enai $ineti$a hidroli#i# enzimati# untu$ men!ha#il$an
untu$ dimanfaat$an
$arena
umlahnya
#an!at
be#ar&
Sebelum
dimanfaat$an) hemi#elulo#a terlebih dahulu haru# dipeah menadi monomer) dan #alah #atu aranya adalah pemanfaatan pro#e# hidroli#i#& Hidroli#i# adalah pro#e# pemeahan mole$ul $omple$# menadi mole$ul yan! lebih $eil den!an bantuan a#am atau enzim #eba!ai $atali#& Fontoh pro#e# hidroli#i# adalah pemeahan hemi#elulo#a menadi
$arena enzim am $e 1) 2) 3) 4) ) 6) 24 dan 485& *emudian #ampel di#entrifu#e #elama 1 menit den!an $eepatan 1000 rpm& Sentrifu!a#i bertuuan untu$ memi#ah$an padatan den!an airan a!ar lebih mudah untu$ dipipet) #erta apa bila terambil padatannya ma$a ha#il hemi#elulo#a yan! teru$ur a$an menadi lebih be#ar dari yan! #eharu#nya& Sampel yan! #udah di#entrifu#e di#ebut Supernatan& Supernatan ha#il #entrifu!a#i dima#u$$an $e dalam tabun! rea$#i) $emudian diambil 1 m9 dan dima#u$$an $e dalam tabun! rea$#i yan! beri#i m9 larutan pen!ener& Pen!eneran dila$u$an #ebanya$ dua $ali hin!!a 10 72& Ha#il pen!eneran $edua diambil 1) m9) $emudian dipana#$an dalam air mendidih #elama menit& Sebelum dipana#$an) #upernatant ditambah$an larutan .NS #ebanya$ 1) m9& Pen!eneran yan! dila$u$an bertuuan untu$ menurun$an $on#entra#i a!ar #aat pen!u$uran $on#entra#inya tida$ terlalu tin!!i& Iun!#i larutan .NS adalah untu$ identifi$a#i !ula redu$#i& Setelah itu didiam$an pada #uhu ruan! #elama menit& 9alu) u$u ab#orban#i #upernatant pada #pe$trofotometri yan! diu$ur pada G 40 nm& 'eri$ut ha#il pen!amatan hidroli#i# enzimati#& Ta.el (+ Hasil Pen,amatan Ton,kol 'a,un, Konsentrasi Su.strat ) -am # -am ( -am T' 5) 0&04 0&02 0&06 75 0&2 0&10 0&1-8 0&331 0&011 0&04 #)) #(5 0&21 0&060&226 0&364 0&2- 0&30 #5) Sumber> .o$umenta#i Pribadi) 20165
A.sor.ansi 3 -am
4 -am
5 -am
(4 -am
46 -am
0&03 0&0-8 0&306 0&248 0&282
0&140&218 0&38 0&40 0&12
0&31 0&13 0&438 0&-0 0&66-
0&113 0&128 0&060 0&03 0&36-
0&026 0&024 0&013 0&018 0&386
5 -am
(4 -am
46 -am
0&124 0&141 0&316 0&46
0&02 0&01 0&4 0&021
0&01 0&032 0&026 0&018
Ta.el 3+ Hasil Pen,amatan Tandan Koson, Kela"a Sa8it Konsentrasi A.sor.ansi Su.strat ) -am # -am ( -am 3 -am 4 -am TKKS 0&036 0&133 0&003 0&01 0&128 5) 75 0&04 0&088 0&118 0&041 0&10 0&0044 0&01 0&333 0&03 0&13 #)) #(5 0&111 0&03 0&183 0&0-3 0&21-
0&13 0&0#5) Sumber> .o$umenta#i Pribadi) 20165
0&111
0&1-
0&22
0&46-
0&1-
Tandan $o#on! $elapa #a%it men!andun! 34+ hemi#elulo#a yan! dapat dihidroli#i# oleh enzim
Ta.el 4+ Standar /ilosa 9an, Da"at Diidrolisis Sam"el /ilosa TKKS :S; 03412 15) 2) 75 #)) 34 42) #(5 #5) 1 Sumber > .o$umenta#i Pribadi) 20165
/ilosa T' 04#12 20& 30)- 41 1)2 61)
Tabel 2 dan 3 merupa$an nilai ab#orban#i yan! didapat$an dari ma#in!7 ma#in! #ampel pada %a$tu in$uba#i tertentu& .ata ab#orban#i a$an di!una$an untu$ menari $on#entra#i produ$ y =0,0026 x + 0,011
'erda#ar$an Tabel 4) terdapat $on#entra#i ma$#imum dari #ub#trat untu$ dapat men!hidroli#i# hemi#elulo#a& 'ila $on#entra#i produ$ yan! didapat$an melebihi #tandar pada Tabel 4 diata#) ma$a $on#entra#i ter#ebut tida$ dapat dila$u$an perhitun!an yield
:P; 0,
>ield /ilosa 012
0&034
5)
0
)614
1
46)231
2 3
4)614 1)3846
4
4)00
43)461
24 48 Sumber> .o$umenta#i Pribadi) 20165
∞ −¿
23)81 -)63- −¿ −¿
3)461 3)0-6
1-)184 1)2-
Perhitun!an Kield ?ilo#a Tandan *o#on! *elapa Sa%it LSM 0 !J95 >
[ P ] x 88 + Kield 2 am5
xilosa awal
[ P ] x 88 + Kield 3 am5
xilosa awal
x 100
x 100
[ P ] x 88 + Kield 24 am5
xilosa awal
x 100
[ P ] x 88 + ?ield 48 am5
xilosa awal
x 100
[ 4,6154 ] x 88
17
x 100 =23,8915
[ 15,3846 ] x 88
17
[ 3,4615 ] x 88
17
[ 3,0769 ] x 88
17
x 100 =79,6379
x 100 =17,9184
x 100 =15,9275
Pada $on#entra#i #ub#trat 0 !J9) hanya ada 4 %a$tu in$uba#i yan! memenuhi #tandar
#<:S; 0)02 0)0133 0)01 8<10 73 6)666-<10 73 0)02
#
- 70)461 100 0)814 'a,un, 12 70)401 10 7 Sumber> .o$umenta#i Pribadi) 20165
0)0133 0)01 8<10 73 6)666-<10 73
Perhitun!an untu$ #ampel Tandan *o#on! *elapa Sa%it > y a<b a 72)8 b 728)- r 70)0183
1
a
Vm 1
Cm
*m
=
a
1 −2.98
=−0.3356
,
b < Cm 728)- < 70)3365 @*44
Perhitun!an untu$ #ampel Ton!$ol /a!un! > y a< b a 4)248 b 7361)33 r 70)844
1
a
Vm 1
Cm
*m
a
=
1 4.248
=0,2354
,
b < Cm 7361)33 < 0)234 #3(#67*
72)1668 1)2204 72)438 7
'erda#ar$an perhitun!an diata#) didapat nilai parameter $ineti$a rea$#i enzimati# yaitu Cm dan *m& Sampel tandan $o#on! $elapa #a%it) didapat$an nilai Cm #ebe#ar 70)336 !J9&menit dan nilai *m #ebe#ar )836-& Sedan!$an untu$ #ampel ton!$ol a!un! didapat$an nilai Cm #ebe#ar 0)234 !J9&menit dan nilai *m #ebe#ar 7132)18-6& Cm adalah $eepatan ma$#imum #elama rea$#i hidroli#i# teradi& ;ntu$ #ampel tandan $o#on! $elapa #a%it) nilai Cm ne!atif& Seharu#nya nilai Cm tida$ ne!atif) hal ini di#ebab$an $arena banya$ diantara #ampel ter#ebut pada $on#entra#i yan! berbeda) ha#il hidroli#i#nya melebihi dari #tandar #ehin!!a perhitun!an yan! dila$u$an tida$ a$urat& Hal yan! #ama u!a teradi pada #ampel ton!$ol an!un!) namun pada #ampel ton!$ol a!un! yan! memili$i nilai ne!atif adalah *m& *m merupa$an $on#tanta ,ihaeli# ,enten) dimana *m adalah $on#entra#i #ub#trat yan! dibutuh$an untu$ men!ha#il$an O Cm& Pada #ampel ton!$ol a!un!) untu$ #ub#trat 10 !J9 tida$ dila$u$an perhitun!an Kield $arena #emua ha#il melebihi dari #tandar yan! ada& *e!a!alan dan $etida$a$uratan ha#il pra$ti$um $ali ini didu!a $arena alat yan! di!una$an untu$ hidroli#i# $uran! #e#uai #ehin!!a banya$ fa$tor yan! men!!an!!u alannya rea$#i hidroli#i# #ampel& Ha#il perhitun!an ter#ebut $emudian dibuat !rafi$&
$raCik Kinetika Hidrolisis Enzimatis /ilanase 10 Tandan *o#on! *elapa Sa%it
9inear Tandan *o#on! *elapa Sa%it5
0 40
#
7
60 f<5 0< 7 3&( 0
80
100
120
140
710 Ton!$ol /a!un! 71
9inear Ton!$ol /a!un!5
720
Konsentrasi :S;
$am.ar #+ $raCik Kinetika Hidrolisis Enzimatis
160
0Sum.er ! Dokumentasi Pri.adi ()#*2
I&+
KESIMPULAN
1& Hidroli#i# adalah pro#e# pemeahan mole$ul $omple$# menadi mole$ul yan! lebih $eil den!an bantuan a#am atau enzim #eba!ai $atali#& 2& Sampel tandan $o#on! $elapa #a%it) didapat$an nilai Cm #ebe#ar 70)336 !J9&menit dan nilai *m #ebe#ar )644& 3& Sampel ton!$ol a!un! didapat$an nilai Cm #ebe#ar 0)234 !J9&menit dan nilai *m #ebe#ar 7132)18-6& 4& *e!a!alan dan $etida$a$uratan ha#il pra$ti$um $ali ini didu!a $arena alat yan! di!una$an untu$ hidroli#i# $uran! #e#uai #ehin!!a banya$ fa$tor yan! men!!an!!u alannya rea$#i hidroli#i# #ampel&
DA%TAR PUSTAKA
'e!) Q&*&) ,& *apoor) 9&,ahaan) dan R&S& Hoondal& 2001& ,irobial http>JJ%%%&eboo$&pan!an&om dia$#e# pada tan!!al 3 April 201655& (ihana) N&) T&T& "ra%adi) ,& A& Nur ) " Sailah) dan *& Syam#u& 200-& The proe## of
