metabolime

BAB I PENDAHULUAN

METABOLISME

Setiap makhluk hidup membutuhkan energy bebas untuk kelangsungan hidupnya. Energi bebas tersebut diperoleh dari berbagai sumber. Makhluk tingkat tinggi memperoleh energy dari peristiwa oksidasi senyawa karbon. Metabolisme berasal dari kata metabole (yunani) yg artinya berubah. Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk mempertahankan hidup. Proses ini memungkinkan organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur mereka, dan merespon lingkungan mereka. Metabolisme biasanya dibagi menjadi dua kategori. Katabolisme memecah bahan organik, misalnya untuk energi panen dalam respirasi selular. Anabolisme, menggunakan energi untuk membangun komponen sel seperti protein dan asam nukleat. Reaksi kimia metabolisme tersebut akan disusun dalam jalur metabolik, di mana satu kimia diubah melalui serangkaian langkah-langkah ke kimia lain, dengan urutan

enzim.

Enzim

sangat

penting

untuk

metabolisme

karena

mereka

memungkinkan organisme untuk menggerakkan reaksi diinginkan yang memerlukan energi dan tidak akan terjadi dengan sendirinya, dengan kopling mereka untuk reaksireaksi spontan yang melepaskan energi. Sebagai enzim bertindak sebagai katalis reaksi-reaksi mereka memungkinkan untuk melanjutkan dengan cepat dan efisien. Enzim juga memungkinkan regulasi jalur metabolik dalam menanggapi perubahan di lingkungan sel atau sinyal dari sel lain. l ain. Metabolisme dari suatu organisme menentukan zat itu akan menemukan bergizi dan yang akan menemukan beracun. Sebagai contoh, beberapa prokariota menggunakan hidrogen sulfida sebagai nutrisi, namun gas ini beracun bagi hewan. Kecepatan metabolisme, tingkat metabolisme, juga mempengaruhi berapa banyak makanan organisme akan membutuhkan.

Makalah Biokimia Metabolisme dan Oksidasi Biologi

1

Metabolisme sendiri dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu : 1. Katabolisme Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi sederhana (anorganik) yang dapat menghasilkan energi. Untuk dapat digunakan oleh sel, energy yang dihasilkan harus diubah menjadi ATP Adenosine TriPhosphat ). ( Adenosine ). ATP merupakan gugus adenin yang berikatan dengan

tiga gugus fosfat. Pelepasan gugus fosfat dapat menghasilkan energy yang dapat digunakan langsung oleh sel, yang digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dan lain-lain. Contoh katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses penguraian bahan makanan yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Sebagai bahan baku respirasi adalah karbohidrat, asam lemak, dan asam amino dan sebagai hasilnya adalah CO 2 (karbon dioksida, air dan energi). Respirasi ini dilakukan oleh semua sel hidup, sel hewan maupun sel tumbuhan. Contoh peristiwa katabolisme adalah respirasi dan fermentasi.

2. Anabolisme Anabolisme adalah peristiwa penyusunan senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik) dengan bantuan energi dari luar. Energi yang digunakan dapat berasal dari cahaya matahari (foton) maupun berasal dari pemecahan senyawa kimia anorganik. Karena dalam reaksi ini dibutuhkan energy dari luar, maka reaksinya termasuk endotermis.


2

Contoh dari peristiwa anabolisme adalah fotosintesis (energi berasal dari cahaya matahari) dan kemosintesis (energi berasal dari pemecahan senyawa kimia anorganik).

ENZIM

Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi kimia di dalam sel yang melibatkan enzim sebagai biokatalisator. Biokatalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi yang terjadi di dalam mahluk hidup. Enzim yang berfungsi sebagai biokatalisator tersusun atas senyawa protein dan non protein. 1. Komponen Enzim

Secara kimiawi enzim tersusun atas dua bagian yaitu bagian protein (apoenzim) dan bagian bukan protein (gugus prostetik). a. Apoenzim Apoenzim merupakan bagian enzim aktif yang tersusun atas protein dan mudah berubah (labil) terhadap faktor lingkungan, misalnya pH dan suhu. b. Gugus prostetik Gugus prostetik merupakan gugus yang tidak aktif, dapat berupa unsur2+

2+

2+

unsur logam, seperti besi (Fe ), mangan (Mn ), magnesian (Mg ), atau +

natrium (Na ) yang disebut kofaktor. Gugus prostetik juga dapat berupa bahan organik bukan protein, seperti vitamin B yang disebut koenzim. 2. Kerja Enzim

Secara sederhana cara kerja enzim dapat digambarkan melalui hipotesis gembok dan kunci ( lock and key hypothesis). Kompleks enzim substrat terbentuk, karena pada permukaan enzim terdapat suatu tempat yang disebut sebagai sisi aktif (active site). Sisi aktif enzim mempunyai konfigurasi aktif tertentu dan hanya substrat tertentu yang dapat bergabung. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Secara sederhana reaksi enzimatis adalah sebagai berikut


3

Reaksi enzimatis di atas akan lebih jelas dapat dilihat pada gambar yang terdapat di bawah ini :

OKSIDASI BIOLOGI

Secara kimiawi, oksidasi didefinisikan sebagai pengeluaran electron dan reduksi sebagai pemerolehan electron, sebagaimana dilukiskan oleh oksidasi ion fero menjadi feri.

Dengan demikian, oksidasi akan selalu disertai reduksi akseptor electron. Prinsip oksidasi-reduksi ini berlaku pula pada berbagai sistem biokimia dan merupakan konsep penting yang melandasi pemahaman sifat oksidasi biologi. Kita akan mengerti bahwa banyak oksidasi biologi dapat berlangsung tanpa peran serta molekul oksigen, misal, dehidrogenasi. Enzim dehidrogenase bersifat sangat spesifik untuk substratnya, tetapi sering memakai koenzim atau pembawa hidrogen yang sama seperti enzim dehidrogenase + lain, missal NAD . Karena reaksi berlangsung reversibel, sifat-sifat ini memudahkan

senyawa ekuivalen pereduksi dipindahkan secara bebas di dalam sel. Tipe reaksi ini, yang menjadikan suatu substrat dapat dioksidasi dengan mengorbankan substrat yang


4

lain, terutama bermanfaat agar proses oksidasi dapat berlangsung dalam keadaan tanpa oksigen, seperti selama glikolisis fase anaerob. Umumnya, enzim dehidrogenase terikat

– NAD

mengkatalisis

reaksi

oksidoreduksi dalam lintasan metabolism oksidatif, khususnya dalam reaksi glikolisis, pada siklus asam sitrat dan rantai respiratorik mitokondria. Enzim dehidrogenase yang terikat – NADP ditemukan secara khas dalam sintesis reduktif, seperti dalam lintasan ekstramitokondria pada sintesis asam lemak serta sintesis steroid. Zat ini juga ditemukan sebagai koenzim bagi enzim-enzim dehidrogenase pada lintasan pentose fosfat. Sebagian dehidrogenase yang bergantung koenzim nikotinamid ternyata mengandung

seng,

terutama

enzim

alkohol

dehidrogenase

dari

hati

serta

gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase dari otot rangka. Ion seng dianggap tidak berperan dalam oksidasi dan juga reduksi.

UJI SCHARDINGER

Pasteurisasi adalah sebuah proses pemanasan makanan yang berfungsi untuk membunuh organism merugikan, seperti bakteri, virus, protozoa, kapang, dan khamir. Terdapat tiga metode pasteurisasi yang umum dipakai di industry susu, terutama pada kombinasi susu dan waktu tertentu yaitu : 0

0

a. Suhu 62.8 -65.6 selama 30 menit ( long time pasteurization atau holder process). Pasteurisasi dengan cara holder process ini populer sebagai proses pasteurisasi susu secara batch yang pada jaman sekarang jarang digunakan, kecuali untuk proses pasteurisasi yang lebih lanjut untuk menjadi keju. 0

b. Suhu 73 selama 15 detik ( high temperature short time pasteurization). 0

c. Suhu 85-95 selama 2-3 detik ( flash pasteurization) Enzim dehidrogenase yang terdapat dalam susu segar mengkatalis pelepasan H+ dari formaldehid, atom yang dibebaskan akan bereaksi dengan metilen biru 0

membentuk leukometilen blue, pada susu yang telah dipanaskan sampai 70 C ( pasteurmilk ) enzim tidak aktif.


5

UJI OKSIDASE DAN PENGARUH VITAMIN C DALAM KENTANG

Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat menyumbangkansatu atau lebih electron kepada radikal bebas, sehingga radikalbebas tersebut dapat diredam. Berdasarkan sumber perolehannya ada 2 macam antioksidan, yaitu antioksidan alami dan antioksidan buatan (sintetik) . Tubuh manusia tidak mempunyai cadangan antioksidan dalam jumlah berlebih, sehingga jika terjadi paparan radikal berlebih maka tubuh membutuhkan antioksidan eksogen. Adanya kekhawatiran akan kemungkinan efek samping yang belum diketahui dari antioksidan sintetik menyebabkan antioksidan alami menjadi alternative

yang sangat dibutuhkan.

Antioksidan alami mampu melindungi tubuh terhadap kerusakan yang disebabkan spesies oksigen reaktif, mampu menghambat terjadinya penyakit degeneratif serta mampu menghambat peroksidae lipid pada makanan. Meningkatnya minat untuk mendapatkan antioksidan alami terjadi beberapa tahun terakhir ini. Antioksidan alami umumnya mempunyai gugus hidroksi dalam struktur molekulnya. Antioksidan

adalah

senyawa-senyawa

yang

mampu

menghilangkan,

membersihkan, menahan pembentukan ataupun memadukan efek spesies oksigen reaktif. Penggunaan senyawa antioksidan juga anti radikal saat inisemakin meluas seiring dengan semakin besarnya pemahamanmasyarakat tentang peranannya dalam menghambat penyakit degeneratif seperti penyakit jantung, arteriosclerosis, kanker, serta gejala penuaan. Masalah-masalah ini berkaitan dengan kemampuan antioksidan untuk bekerja sebagai inhibitor(penghambat) reaksi oksidasi oleh radikal bebas reaktif yang menjadi salah satu pencetus penyakit-penyakit di atas. Fungsi utama antioksidan digunakan sebagai upaya untuk memperkecil terjadinya proses oksidasi dari lemak dan minyak, memperkecil terjadinya proses kerusakan dalam makanan, memperpanjang masa pemakaian dalam industri makanan, meningkatkan stabilitas lemak yang terkandung dalam makanan serta mencegah hilangnya kualitas sensori dan nutrisi. Lipid peroksidasi merupakan salah satu faktor yang cukup berperandalam kerusakan selama dalam penyimpanan dan pengolahan makanan. Antioksidan tidak hanya digunakan dalam industri farmasi, tetapi juga digunakan secaraluas dalam industri makanan, industri petroleum, industri karetdan sebagainya.


6

Antioksidan dalam bahan makanan dapat berasal dari kelompok yang terdiri atas satu atau lebih komponen pangan, substansi yang dibentuk dari reaksi selama pengolahan atau dari bahan tambahan pangan yang khusus diisolasi dari sumbersumber alami dan ditambahkan ke dalam bahan makanan. Adanya antioksidan alami maupun sintetis dapat menghambat oksidasi lipid, mencegah kerusakan, perubahan dan degradasi komponen organik dalam bahan makanan

sehingga

dapat

memperpanjang

umur

simpan. Tubuh

manusia

menghasilkan senyawa antioksidan, tetapi jumlahnya sering kali tidak cukup untuk menetralkan radikalbebas yang masuk ke dalam tubuh. Sebagai contoh, tubuh manusia dapat menghasilkan Glutathione, salah satu antioksi dan yang sangatkuat, hanya tubuh memerlukan asupan vitamin C sebesar 1.000 mg untuk memicu tubuh menghasilkan Glutathione ini. Kekurangan antioksidan dalam tubuh membutuhkan asupan dari luar. Bila mulai menerapkan pola hidup sebagai vegetarian akan sangat membantu dalam mengurangi resiko keracunan akibat radikal bebas. Keseimbangan antara antioksidan dan radikal bebas menjadi kunci utama pencegahan stress oksidatif dan penyakit-penyakit kronis yang dihasilkan. Antioksidan terbagi menjadi antioksidan enzim dan vitamin. Antioksidan enzim meliputi superoksida dismutase (SOD),katalase dan glutation peroksidase (GSH.Prx). Antioksidan vitamin lebih populer sebagai antioksidan dibandingkan enzim.

Antioksidan

vitamin

mencakup

alfa

tokoferol

(vitamin

E),

be takaroten dan asam askorbat (vitamin C) yang banyak didapatkan dari tanaman dan hewan. Sebagai antioksidan, betakaroten adalah sumber utama vitamin A yang sebagian besar terdapat pada tumbuhan. Selain melindungi buah-buahan dan sayuran berwarna kuning atau hijau gelap dari bahaya radiasi matahari, betakaroten juga berperan serupa dalam tubuh manusia. Betakaroten terkandung dalam wortel, brokoli, kentang dan tomat. Senyawa lain yang memiliki sebagai antioksidan adalah flavonoid. Flavonoid merupakan senyawa polifenol yang terdapat pada teh, buah-buahan, sayuran, anggur, bir dan kecap.


7

Kekurangan salah satu komponen tersebut akan menyebabkan terjadinya

penurunan

status

antioksidan

secara

menyeluruh

dan

berakibat

perlindungan tubuh terhadap serangan radikal bebas melemah, sehingga terjadilah berbagai macam penyakit. Pemeri ksaan statu s antio ksida n tubuh sekara ng menjadi suatu piranti diagnostik yang penting. Pemeriksaan ini dapat dilakukan melalui pengukuran yaitu Status Antioksidan total, SuperoksidaDismutase dan Glutation Peroksidase sekaligus untuk memeriksa status selenium. a.

Karakteristik Fenol Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil. Kata fenol juga merujuk pada beberapa zat yang memiliki cincin aromatik yang berikatandengan gugus hidroksil. Fenol memiliki sifat yang cenderung asam, artinya dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O yang dapat dilarutkan dalam air. Hal ini dibuktikan +

dengan mereaksikan fenol dengan NaOH, di mana fenol dapat melepaskan H .

Pada keadaan yang sama, alkohol alifatik lainnya tidak dapat bereaksi seperti itu.Pelepasan ini diakibatkan pelengkapan orbital antara satu-satunya pasangan oksigen dan sistem aromatik, yang mendelokalisasi beban negatif melalui cincin tersebut danmenstabilkan anionnya. Fenol didapatkan melalui oksidasi sebagian pada benzene atau asam benzoat dengan proses Raschig. Fenol juga dapat diperoleh sebagai hasil dari oksidasi batu bara. Fenol juga merupakan bagian komposisi beberapa anestitika oral, misalnya semprotan kloraseptik. Fenol berfungsi dalam pembuatan obat-obatan (bagian dari produksi aspirin, pembasmi rumput liar, dan lainnya).


8

Fenol yang terkonsentrasi dapat mengakibatkan pembakaran kimiawi pada kulit yang terbuka. Senyawa fenol dapat pula ditemukan di perairan. Keberadaanya dapat menjadi sumber pencemar yang membahayakan kehidupan manusia maupun hewan air lainnya. Batas maksimum yang diperbolehkan untuk air minum maupun air bersih adalah 0,0002 ppm^7. Berdasarkan beberapa percobaan, senyawa fenoldengan iodium monobromida, reksinya dapat berlangsung dalam suasana asam maupun netral. Dalam suasana netral, reaksinya berlansung lambat, yakni 85 menit pada suhu 45 C dan 8-10 jam pada suhu kamar. Senyawa FenolSenyawa Fenol (C6H3OH) atau hidroksi benzena atau karbonat termasuk asam lemak (pH 9,9), senyawa organik dengan gugusOH-, sistem cincin benzena atau aromatik kompleks, sangat peka terhadap oksidasi enzim fenolase. Titik leleh dan titik didih berturut-turut 41,8 – 42 0C dan 182 – 183 0C. Bersifat mudahlarut dalam air. Terdapat 592 jenis turunan fenol. Semua senyawa fenol berupa senyawa aromatik sehingga semuanya menunjukkan serapan kuat daerah spektrum ultra violet. Fenol terdapat pada dinding sel, apabila sel rusak, fenol akan bereaksidengan oksigen, lalu membentuk melanoidin berwarna coklat. Senyawa fenol diduga berasal dari metabolisme asam amino aromatik sehingga termasuk produk sekunder. Setelah pelukaan,terbentuk polifenol oksidase (PPO), kemudian reaksi pencoklatan terbentuk, karena PPO akan bebas dari fenol dan membentuk o-quinon Kadar fenol yang terbentuk ini akan semakin tinggi pada jaringan yang dekat di daerah luka dan berangsurangsur berkurang ke bagian dalam. Senyawa polifenol dan fenola terbentuk dimulai dari proses fotosintesa melalui terbentuknya karbohidrat yang melalui jalur asam shikimat terjadi fenilalanindan tirosin. Dari bentuk fenilalanin dan tirosin satu bagian jalurakan terbentuk golongan fenilpropanoid. Asam sinamat merupakan senyawa kunci terbentuknya berbagai fenolat lain (Marshall et al. (2000)) menyebutkan senyawa-senyawa fenolik pada tumbuhan memiliki struktur lingkaran aromatik dengansatu atau lebih gugus hidroksi serta berbagai substituen lainnya. Senyawa-senyawa ini bermacam-macam jenisnya tergantung spesies, varietas, derajat kematangan dan kondisi lingkungan.Senyawa fenolik memiliki peran dalam menentukan warna, kekuatan jaringan, kepahitan dan cita rasa tumbuhan. Senyawa fenolik pada bahan makanan umumnya berjenis


9

flavonoid. Yang paling sering ditemui adalah antosianidin, flavonol, dan turunan asam sinamat (Castaner et al., 1996). b.

Polifenol Oksidase (PPO) Enzim polifenol oksidase atau fenolase terdiri dari 2 tipe enzim,yaitu odifenol dan p-difenol. PPO termasuk dalam golongan enzim oksidoreduktase dengan kode EC (1.14.18.1). Angka pertama, 1, menunjukkan golongan oksidoreduktase, angka kedua , 14, berperan pada pasangan donor dengan cara inkorporasi oksigen ke dalam salah satu donor (hidroksilase),angka ketiga, 18, dengan oksigen sebagai donor dan angkakeempat, 1, dengan NAD dan NADP sebagai akseptor. PPO adalah enzim oksidatif golongan protein yang mengandung logam tembaga yang secara merata tersebar luas di dalam tanaman. Lepasnya logam tersebut menyebabkan denaturasi enzim secara reversible bila kondisi kembali normal. Enzim ini dapat mengkatalis reaksi pencoklatan dan menimbulkan pengaruh terhadap karakteristik sensory dan nilai gizi pada sebagian besar produk hasil pertanian, serta memiliki kaitan erat dengan pencoklatan enzimatis pada beberapa jaringan tanaman. Enzim PPO mula-mula ditemukan dalam jamur dan tersebar luas di alam. Enzim ini memainkan peran fisiologis yang penting dalam mencegah serangga serta mikroorganisme menyerang tumbuhan serta menjadi bagian dari respon tumbuhan terhadap serangga, mikroorganisme, dan luka. Senyawa fenol dan PPO umumnya secara langsung berperan dalam reaksi pencoklatan enzimatis pada sel buah, atau sayuran yang rusak, selama penanganan dan pengolahan. PPO membutuhkan kondisi optimum didalam aktivitasnya, seperti suhu dan pH. Setiap enzim memiliki pH optimum yaitu pH dimana aktivitas enzim tertinggi dapat tercapai. Pengujian pengaruh pH terhadap aktivitas enzim fenolase dilakukan dengan variasi pH 6,0; 6,5; 7,0; 7,5 dan 8,0. Kisaran pH ini didasarkan pada kisaran pH optimum enzim fenolase yang berasal dari jamur N. crassa yaitu pada kisaran pH netral. Perubahan pH pada enzim menunjukkan perubahan konsentrasi H

+

-

dan OH disekitar enzim. Perubahan pH akan menyebabkan

terjadinya perubahan ionisasi pada gugus ionik enzim pada sisi aktifnya atau pada sisi lain yang secara tidak langsung mempengaruhi sisi aktif enzim.


10

pH optimum merupakan pH dimana enzim dan substrat berada pada tingkat ionisasi yang diinginkan di mana konformasi sisi aktif enzim sesuai dengan substrat sehingga dapat terjadi interaksi antara enzim dengan substrat secara cepat, sehingga

diperoleh

aktivitas

enzimatik

tertinggi.

pH

lingkungan

dapat

menyebabkan perubahan keadaan muatan gugus-gugus fungsional dari enzim atau substrat. Pada saat pH<7 terjadi kelebihan ion H

+

disekitar enzim dan substrat

+

fenol akan kesulitan untuk melepas proton (H ) sehingga elektron pada atom O akan sulit untuk berikatan dengan atom Cu

2+

pada sisi aktif enzim. Hal ini

mengakibatkan interaksi enzim dengan substrat akan terhalangi. Pada pH>7, -

terjadi kelebihan ion OH di lingkungan sekitar enzim, sehingga gugus Cu sisi aktif enzim akan lebih mudah berikatan dengan ion OH

-

2+

pada

di sekitarnya

sehingga akan menghalangi enzim untuk berinteraksi dengan substrat. Kedua hal tersebut akan mengakibatkan penurunan aktivitas enzim. Enzim disamping memiliki pH optimum juga memilki suhu optimum dalam melakukan fungsinya, di mana pada suhu tersebut didapat aktivitas enzim paling besar. Adanya peningkatan suhu akan menyebabkan bertambahnya energi kinetik dari enzim maupun substrat, sehingga akan terjadi peningkatan gerakan enzim dan substrat, hal ini menyebabkan peningkatan peluang terjadinya tumbukan antar keduanya.Makin besar frekuensi tumbukan molekul enzim dengan substrat,maka makin besar peluang terjadinya interaksi antara enzim dengan substrat dan makin besar pula peluang terbentuknya produk. Pada suhu optimum dicapai aktivitas enzim yang optimum dan dihasilkan produk optimum. Pada suhu yang lebih tinggi dari suhu optimum, aktifitas fenolase menurun. Pada suhu yang terlalu tinggi, enzim dan substrat dapat mengalami perubahan konformasi sehingga gugus aktif keduanya menjadi tidak bersesuaian, dan mengakibatkan tidak terjadi interaksi, bahkan bila suhu terus ditingkatkan maka enzim bisa terdenaturasi, sehingga peluang terbentuknya produk akan menurun. Fenol yang terdapat dalam kentang akan dioksidasi oleh PPO menjadi katekol, yang kemudian menjadi kinon. Setelah melalui kondensasi membentuk senyawa berwarna coklat. PPO juga mengubah pirogalol menjadi purpurogalin yang berwarna coklat. Penambahan vitamin C dapat menghamabat oksidasi fenol oleh PPO.


11

UJI SIFAT ANTIOKSIDAN VITAMIN C TERHADAP GUGUS FENOL

Ada jenis antioksidan non enzimatis. Jenis ini dapat berupa golongan vitamin seperti vitamin C, vitamin E serta golongan senyawa fitokimia. Suplemen vitamin banyak beredar di pasaran dalam berbagai dosis. Namun perlu diketahui, hingga saat ini para ahli masih sulit memastikan berapa komposisi yang seimbang antara radikal bebas dan antioksidan di dalam tubuh. Beberapa antioksidan dalam dosis tertentu bisa berubah sifat menjadi prooksidan. Selain itu, masalah dosis bersifat normative, tergantung dari kondisi individu itu sendiri. Individu yang memang selalu berada dalam lingkungan yang memicu keadaan stress oksidatif, bisa mengkonsumsi suplemen vitamin. Sementara individu yang hidupnya relatif tenang, tidak memerlukannya, karena asupan dari makanan sehari-hari yang berkualitas sudah mencukupi. Vitamin E dan vitamin C dikenal sebagai antioksidan yang potensial dan banyak dikonsumsi. Penelitian yang terbaru berdasarkan hasil studi epidemiologi menunjukkan asupan sehari vitamin E lebih dari 400 IU akan meningkatkan resiko kematian dan harus dihindari. Sementara dosis konsumsi vitamin E bagi or ang dewasa normal cukup 8-10 IU per hari. Selama ini di pasaran suplemen vitamin E dan C umumnya dijual dalam dosis relatif tinggi. Beberapa produk mengandung vitamin C 1000 mg per tablet. Padahal, kecukupan gizi vitamin C per hari bagi orang dewasa yang hidup tenang , tidak stress atau kondisi lain yang tidak sehat, adalah sekitar 6075 mg per hari. Untuk mereka yang tinggal di kota besar yang penuh polusi seperti Jakarta, dosis 500 mg bisa untuk diterima. Vitamin C dan E memang sudah lebih dulu dikenal sebagai jenis antioksidan yang efektif, namun keberadaan senyawa fitokimia sebagai satu alternatif senyawa antioksidan menjadi daya tarik luar biasa bagi para peneliti belakangan ini. Katakanlah, senyawa fenolik. Senyawa ini terdistribusikan luas dalam berjuta spesies tumbuh-tumbuhan dan sejauh ini telah tercatat lebih dari 8000 struktur senyawa fenolik yang diketahui. Komponen fenolik merupakan bagian integral dari diet makanan manusia, terkadang dalam sayuran, buah-buahan, rempah-rempah, dan sebagainya.


12

Buah-buahan mengandung senyawa fenol yang mudah dioksidasi oleh udara membentuk senyawa yang berwarna coklat kehitaman. Vitamin C dapat mencegah reaksi tersebut. UJI SIFAT REDUKSI VITAMIN C TERHADAP REAGEN BENEDICT

Pada dasarnya uji untuk mengetahui adanya gugus reduksi dapat dilakukan dengan penambahan larutan Benedict. Dalam larutan Benedict yang terbuat dari campuran CuSO4, NaOH, Na sitrat, gula tsb akan mereduksi Cu2+ yang berupa Cu(OH)2 menjadi Cu+ sebagai CuOH selanjutnya menjadi Cu2O yang tidak larut, berwarna kuning atau merah. Pada saat yang bersamaan gula pereduksi akan teroksidasi, berfragmentasi dan berpolimerisasi dalam larutan Benedict. Gugus aldehid atau keton bebas dalam suatu senyawa, seperti pada karbohidrat, akan mereduksi Cu2+ menjadi Cu+ yang tidak larut dalam suasana basa. Sifat mereduksi ini juga ditemikan pada vitamin C. Struktur asam asam askorbat (vitamin C) adalah suatu turunan heksosa dan diklasifikasikan sebagai karbohidrat yang erat berkaitan dengan monosakarida, sehingga strukturnya sangat mirip dengan glukosa pada sebagian besar mamalia. Vitamin C dapat disintesis dari D-glukosa dan D-galaktosa. Struktur asam asam askorbat (vitamin C) adalah suatu turunan heksosa dan diklasifikasikan sebagai karbohidrat yang erat berkaitan dengan monosakarida, sehingga strukturnya sangat mirip dengan glukosa pada sebagian besar mamalia. Vitamin C dapat disintesis dari D-glukosa dan D-galaktosa. Ketika berfungsi sebagai donor ekuivalen pereduksi, asam askorbat dioksidasi menjadi asam dehidroaskorbat yang dapat bertindak sebagai sumber vitamin tersebut. Dalam banyak proses asam askorbat tidak berpartisipasi langsung tetapi diperlukan untuk mempertahankan kofaktor logam dalam keadaan tereduksi. Kofaktor logam ini +

2+

mencakup Cu dalam enzim monooksigenasedan Fe

dalam enzim dioksigenase.

Vitamin C sebagian besar terdapat pada buah-buahan dan sayuran segar. Vitamin C ini dapat rusak jika terkena pemanasan. Pada praktikum ini dilakukan uji benedict untuk membuktikan adanya vitamin C, karena struktur vitamin C sama


13

seperti glukosa. Uji benedict bukan tergantung dengan senyawanya melainkan pada strukturnya sehingga uji benedict dapat juga dilakukan untuk uji vitamin C.


14

BAB II TUJUAN PENELITIAN

1. Laktat dehidrogenase dalam ragi

Tujuan : Mengetahui peristiwa oksidasi-reduksi berdasarkan aktivitas enzim laktat dehidrogenase terhadap substratnya asam laktat.

2. Uji Schardinger

Tujuan : Mengamati peristiwa reduksi berdasarkan aktivitas enzim laktat dehidrogenase dalam susu segar.

3. Uji oksidase dan pengaruh vitamin C dalam kentang

Tujuan : -

Memperlihatkan proses oksidasi senyawa fenol oleh polifenol oksidase (PPO) di dalam kentang.

-

Memperlihatkan efek antioksidan vitamin C terhadap oksidasi fenol oleh PPO.

4. Uji sifat antioksidan vitamin C terhadap gugus fenol

Tujuan : -

Memperlihatkan proses oksidasi senyawa fenol oleh polifenol oksidase (PPO) di dalam pisang.

-

Memperlihatkan efek antioksidan vitamin C terhadap oksidasi fenol oleh PPO.

5. Uji sifat reduksi vitamin C terhadap reagen benedict

Tujuan : Memperlihatkan proses reduksi vitamin terhadap reagen benedict yang 2+

mengandung ion Cu .


15

BAB III METODE KERJA


Reagen dan bahan : 

Suspense ragi (yeast)



Metilen blue 0,02%



Sodium laktat



Paraffin

Prosedur : Tabung

Suspensi ragi Metilen blue 0,02% Sodium laktat 5%

1

2

5 ml

5 ml

3 tetes

3 tetes

1 ml

-

Kocok pelan, lapisi permukaan tabung dengan paraffin, panaskan dalam penganas 0

dengan suhu 38 C Perubahan warna

2. Uji Schardinger


Susu segar



Metilen blue 0,02%



Formaldehid 0,4%


16

Prosedur : Tabung

Susu segar Pasteurized milk o

(susu yang telah dipanaskan sampai 70 C) Metilen blue 0,02% Sodium laktat

1

2

5 ml

-

-

5 ml

3 tetes

3 tetes

1 ml

1 ml

o

Campur dengan baik, panaskan dalam penangas 60 C, selama 30 menit Perubahan warna

3. Uji oksidase dan pengaruh vitamin C dalam kentang


Ekstrak kentang



Larutan fenol 1%



Larutan vitamin C



Larutan vitamin E

Prosedur : Bahan

Tabung 1

Tabung 2

Tabung 3

Ekstrak kentang

5 ml

5 ml

5 ml

Larutan fenol 1%

10 tetes

10 tetes

10 tetes

Larutan vitamin C

-

10 tetes

-

Larutan vitamin E

-

-

10 tetes

Dikocok pelan sampai homogeny Hasil : perhatikan warna yang terbentuk


17

4. Uji sifat antioksidan vitamin C terhadap gugus fenol


Pisang



Vitamin C



Air suling



Larutan asam askorbat

Prosedur : Beaker

Pisang disayat tipis Larutan asam askorbat

1

2

2 potong

2 potong

10 ml

-

-

10 ml

Air suling

Setelah ½ jam perhatikan perubahan warna pisang Perubahan warna

5. Uji sifat reduksi vitamin C terhadap reagen benedict


Larutan vitamin C



Reagen benedict



Larutan glukosa

Prosedur : Tabung reaksi

Reagen benedict Larutan asam askorbat Larutan glukosa

1

2

2 ml

2 ml

4 tetes

-

-

4 tetes

Didihkan dalam penangas 5 menit atau di api spiritus 3 menit Hasil


18

BAB IV HASIL PERCOBAAN

1. Laktat Dehidrogenase dalam Ragi

Tabung

1

2

Suspensi ragi

5 mL

5 mL

Metilen Blue 0,02 %

3 tetes

3 tetes

Sodium laktat 5%

1 mL

−

Kocok pelan, lapisi permukaan tabung dengan paraffin, panaskan dalam penangas 38ºC Perubahan warna

Tidak terjadi perubahan

Tidak terjadi perubahan

warna tapi terbentuk

warna tapi terbentuk

endapan di bagian bawah

endapan di bagian bawah

tabung

tabung


19

2. Uji Schardinger

Tabung

1

2

5 mL

−

−

5 mL

Metilen blue 0,02 %

3 tetes

3 tetes

Sodium laktat 5%

1 mL

1 mL

Susu segar Pasteured Milk (susu

yang telah dipanaskan sampai 70ºC

Campur dengan baik, panaskan dala penangas 60 ºC, selama 30 menit Perubahan warna

Menggumpal sedikit,

Menggumpal, warna

warna putih kebiruan

putih kebiruan

(lebih muda)

3. Uji Oksidase dan Pengaruh Vitamin C dalam Kentang

Bahan

Tabung 1

Tabung 2

Tabung 3

Ekstrak kentang

5 mL

5 mL

5 mL

Larutan fenol 1%

10 tetes

10 tetes

10 tetes

Larutan Vitamin C

−

10 tetes

−

Larutan Vitamin E

−

−

10 tetes

Dikocok pelan sampai homogen Hasil: perhatikan warna yang terbentuk

Berwarna

Berwarna orange

Berwarna coklat

coklat muda

muda,

tua dengan

dengan endapan

endapannya

endapan yang

yang paling

sedang

banyak

sedikit


20

4. Uji Sifat Antioksidan Vitamin C Terhadap Gugus Fenol

Beaker

1 (pisang)

2 (Pisang)

3 (Jeruk)

4 (Jeruk)

2 potong

2 potong

1 potong

1 potong

10 mL

−

10 mL

−

−

10 mL

−

10 mL

Pisang disayat tipis Larutan asam askorbat Air suling

Setelang setengah jam, perhatikan perubahan warnanya Perubahan Warna

Agak

Kuning tua,

Warnanya

Warnanya

kuning

pada bagian

tetap, yaitu

tetap, yaitu

tengah

berwarna

berwarna

berwarna

orange

orange

coklat

dengan

dengan

endapan

endapan

orange tua

orange tua

5. Uji Sifat Reduksi Vitamin C terhadap Benedict

Tabung Reaksi

1

2

Reagen benedict

2 mL

2 mL

Larutan asam askorbat

4 tetes

−

−

4 tetes

Larutan glukosa

Didihkan dalam penangas 5 menit atau di api spiritus 3 menit Hasil

Berwarna biru kehijauan

Berwarna orange

dengan endapan orange

kemerahan dengan

kemerahan

endapan merah bata


21

BAB V PEMBAHASAN


Pada tabung 1, dimasukkan suspensi ragi sebanyak 5 ml, kemudian ditambahkan metilen blue 0,02% sebanyak 3 tetes dan sodium laktat 5% sebanyak 1 ml. Kemudian dikocok pelan, melapisi permukaan tabung dengan parafin dan o

dipanaskan dalam penangas yang bersuhu 38 C. Dalam percobaan ini tidak terjadi perubahan warna (biru jernih) tetapi terbentuk endapan di bawahnya. Pada tabung 2, dimasukkan suspense ragi sebanyak 5 ml dan kemudian ditambah metilen blue 0,02% sebanyak 3 tetes. Kemudian campuran tersebut dikocok pelan, melapisi permukaan tabung dengan paraffin dan dipanaskan dalam o

penangas yang bersuhu 38 C. Dalam percobaan ini, tidak terjadi perubahan warna (biru jernih) tetapi terbentuk endapan di bawahnya. Pada kedua tabung di atas, sama-sama tidak terjadi perubahan warna. Warna yang terbentuk sebelum dipanaskan dalam penangas sama saja setelah dikeluarkan dari penangas, yang membedakannya adalah setelah dipanaskan maka terbentuk endapan di bawah permukaan tabung. Namun, ada perbedaan warna biru jernih antara kedua tabung tersebut. Pada tabung 2, warna biru jernih yang dihasilkan lebih tua dibandingkan dengan warna yang dihasilkan pada tabung 1. Hal ini disebabkan karena suspensi ragi yang dalam percobaan ini berfungsi sebagai enzim laktat dehidrogenase, akan bertemu dengan substratnya yaitu sodium laktat 5% pada tabung 1. Sehingga mereka akan bereaksi dan menghasilkan warna biru yang lebih jernih. Sedangkan pada tabung 2, enzim dalam hal ini adalah suspensi ragi tidak bertemu dengan substratnya sehingga metilen biru 0,02%-lah yang akan bereaksi dan menghasilkan warna biru yang lebih tua dibandingkan dengan tabung pertama.


22

2. Uji Schardinger

Susu mengandung enzim Schardinger yang mengkatalisis macam-macam aldehid menjadi asam. Reaksinya berlangsung secara anaerob dan bisa ditunjukkan bila ada akseptor hidrogen yang sesuai seperti metilen biru. Uji metilen biru didasarkan pada kemampuan bakteri dalam susu untuk tumbuh dan menggunakan oksigen yang terlarut sehingga menurunkan oksidasi reduksi dari campuran tersebut. Akibatnya metilen biru yang ditambahkan akan tereduksi menjadi warna putih yang sebelumnya warna biru. Pada susu segar masih terdapat aktivitas dari enzim dehidrogenase tetapi tidak ,sehingga pada saat pemanasan dapat mereduksi metilen biru (warna biru berubah menjadi putih atau biru muda). Sedangkan pada susu yang telah dipasteurisasi, susu tersebut kehilangan aktivitas enzim dehidrogenase yang mengakibatkan susu tersebut tidak dapat mereduksi metilen biru (warna biru tidak berubah). Di bagian atas campuran terlihat warna biru karena biru metilen yang sudah direduksi oleh enzim dehidrogenase menjadi leukobirumetilen mengalami oksidasi kembali oleh udara sehingga menjadi biru metilen kembali (warna larutan susu akan menjadi biru kembali). Reaksi dehidrogenasi : CH3OH →H2CO + H2 Pada percobaan kelompok kami, susu segar yang telah di beri metilen blue 0,02 % dan dipanaskan menghasilkan warna biru muda. Sedangkan susu yang telah dipasteurisasi menghasilkan warna biru. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa warna dari susu segar adalah putih atau biru muda dan warna dari susu yang di pasteurisasi adalah biru karena adanya aktivitas enzim dehidrogenase.


23

3. Uji Oksidase dan Pengaruh Vitamin C dalam Kentang

Praktikum uji oksidase dalam kentang ini bertujuan untuk mengetahui proses oksidase senyawa fenol oleh enzim polifenol oksidase (PPO) dan juga untuk memperlihatkan efek pemberian antioksidan berupa vitamin C dan vitamin E terhadap oksidasi fenol dan pirogalol oleh enzim PPO kentang. Bahan yang digunakan adalah ekstrak kentang yang didapat dari filtrat kentang yang dikupas, kemudian dipotong dadu dan dihancurkan dalam mortir. Kemudian diambil ekstrak nya dengan cara diperas dan kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi. Larutan fenol 1%, larutan vitamin C dan larutan vitamin E. Pada uji oksidase yang pertama (tabung reaksi 1) dimasukkan di dalamnya 5 ml ekstrak kentang dan kemudian 10 tetes larutan fenol 1%. Terjadi perubahan warna menjadi merah kecoklatan. Pada uji oksidase yang kedua (tabung reaksi 2) dimasukkan di dalamnya 5 ml ekstrak kentang, 10 tetes larutan vitamin C dan 10 tetes larutan fenol 1%. Perubahan warna yang terjadi tidak sepekat pada tabung reaksi 1 (warna adalah orange muda). Fungsi dari larutan vitamin C di sini adalah menghambat terjadinya oksidasi fenol oleh enzim PPO. Pada tabung reaksi 3 diberi ekstrak kentang 5 mL dan larutan fenol 1% 10 tetes dan vitamin E 10 tetes. Warna ekstrak pada tabugn reaksi menjadi lebih tua daripada tabung 1. Hal ini tidak sesuai dengan teori. Karena seharusnya fungsi vitamin E sama dengan fungsi vitamin C yaitu untuk menghambat terjadinya oksidasi fenol kentang dan menghasilkan warna yang lebih jernih. Kesalahan ini mungkin disebabkan karena kekurang telitinya praktikan dan tidak tepatnya reagen yang dimasukkan. Dari hasil percobaan tersebut terlihat perbedaan perubahan warna pada ekstrak kentang antara pemberian larutan vitamin C, vitamin E dan tanpa pemberian larutan apa-apa. Asam askorbat akan bereaksi dengan oksigen dan akan menghambat kerja enzim PPO sehingga reaksioksidasi fenol tidak terjadi.Antioksidan adalah senyawa yang dapat mencegah terjadinya reaksi oksidasi yang bisa menghasilkan substansi-substansi berbahaya dari hasil oksid asi misal nya perok sida dan radikal bebas.


24

4. Uji Sifat Antioksidan Vitamin C terhadap Gugus Fenol

Pisang yang diiris kemudian dimasukkan ke dalam air suling mengalami browning atau perubahan warna menjadi kecoklatan. Pembentukan warna coklat

dipicu oleh reaksi oksidasi fenol yang dikatalisis oleh enzim fenol oksidase atau polifenol oksidase. Kedua enzim ini dapat mengkatalis oksidasi senyawa fenol menjadi quinon dan kemudian dipolimerasi menjadi pigmen melaniadin yang berwarna coklat. Sedangkan pada pisang yang diiris kemudian dimasukkan ke dalam asam askorbat tidak terjadi pembentukkan warna coklat. Hal ini dikarenakan asam askorbat atau vitamin C adalah antioksidan sehingga dapat mereduksi kembali quinon berwarna hasil oksidasi (o-quinon) menjadi senyawa fenolat (o-difenol) tak

berwarna.

Asam

askorbat

selanjutnya

dioksidasi

menjadi

asam

dehidroaskorbat. Ketika vitamin C habis, komponen berwarna akan terbentuk sebagai hasil reaksi polimerisasi dan menjadi produk antara yang irreversibel. Jadi produk berwama hanya akan terjadi jika vitamin C yang ada habis dioksidasi dan quinon terpolimerisasi.

5. Uji Sifat Reduksi Vitamin C terhadap Reagen Benedict

Pada tabung reaksi pertama diberikan larutan reagen benedict sebanyak 2 ml kemudian diberikan larutan asam askorbat sebanyak 4 tetes dan dididihkan dalam penangas selama 5 menit. Hasil yang kelompok kami peroleh adalah terbentuknya warna biru kehijauan dengan endapan yang berwarna orange-kemerahan. Sedangkan pada tabung reaksi ke 2, diberikan reagen benedict sebanyak 2 ml dan ditambahkan larutan glukosa sebanyak 4 tetes. Kemudian dididihkan dalam penangas selama 5 menit. Hasil yang kelompok kami peroleh adalah terbentuknya warna orange kemerahan dengan endapan berwarna merah bata. Dari kedua percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa terbentuknya endapan merah bata menunjukkan kalau vitamin C bisa bersifat sebagai reduktor dan strukturnya identik sama dengan glukosa.


25

BAB VI KESIMPULAN

1. Enzim laktat dehidrogenase dalam percobaan ini adalah suspensi ragi hanya akan bereaksi pada substrat yang sesuai. Substrat yang dimaksud dalam percobaan ini adalah sodium laktat. 2. Warna dari susu segar adalah putih atau biru muda dan warna dari susu yang di pasteurisasi adalah biru karena adanya aktivitas enzim dehidrogenase. 3. Vitamin C dapat menghambat proses oksidasi senyawa fenol pada buah pisang. 4. Fungsi penambahan vitamin C adalah untuk menghambat atau mencegah terjadinya oksidasi fenol oleh enzim PPO pada kentang. 5. Vitamin C dapat bersifat sebagai reduktor terhadap reagen benedict yang 2+

mengandung ion Cu .


26

DAFTAR PUSTAKA

Hamid. Toha, Abdul. 2001. Biokimia : Metabolisme Biomolekul. Manokwari : Alfabeta.

Muray , Robert K . 2009. Biokimia Harper edisi 27 , EGC : Jakarta.

Penuntun Praktikum Biokimia Fakultas Farmasi Universitas Surabaya.

Rahmawati F. 2008. Pengaruh vitamin C terhadap aktivitas polifenol oksidan buah apel merah (Pyrus malus) secara in vitro [skripsi]. Surakarta : Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Tim

Penyusun

Bagian

Biokimia

FKUI.

2005.

Biokimia:

Eksperimen

Laboratorium. Jakarta: Wiranata.


27

LAMPIRAN

Uji laktat dehidrogenase dalam ragi

Uji sifat antioksidan vitamin C terhadap gugus fenol

Uji sifat reduksi vitamin C terhadap reagen benedict


28

metabolime

Recommend Documents