HALAMAN PENGESAHAN Nama Materi
: Enzim
Kelompok
: 3 / Senin Siang
Anggota
: 1. Bambang Rianto 2. Nadia Sevi Ardiana 3. Shenindya Ayi Sito Sandy
Semarang,
Mei 2016
Pengampu
RINGKASAN Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis ini dikenal sebagai katalis biologis (biokatalisator) berupa protein yang sangat spesifik yang disebut enzim, merupakan katalis yang sedang dikembangkan dalam industri kimia. Enzim merupakan biokatalisator yang sangat efektif yang akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata, dimana reaksi ini tanpa enzim akan berlangsung lambat. Enzim memiliki keunggulan sifat, antara lain mempunyai aktivitas yang tinggi, efektif, spesifik dan ramah lingkungan. Berdasarkan biosintesisnya, enzim dibedakan menjadi enzim konstitutif dan enzim induktif. Terdapat tiga metode isolasi enzim, antara lain ekstraksi, separation, dan presipitasi. Pada praktikum kali ini bahan yang digunakan antara lain, aseton/formaldehid/etanol, cystein, celite, NaCl, (NH4)2SO4, NaOH/ CH3COOH, aquadest, induser enzim. Sedangkan alat yang digunakan diantaranya erlenmeyer, pipet tetes, gelas ukur, pengaduk, beaker glass, timbangan. Cara kerja yang dilakukan dimulai dari isolasi enzim kemudian reaksi enzimatis.
PRAKATA
Segala puji bagi Allah SWT atas segala limpahan rahmat, nikmat, serta hidayah-Nya, sehingga laporan praktikum mikrobiologi industri ini bisa terbentuk. Terima kasih kepada asisten laboratorium, Rossa Dwi P dan semua pihak yang telah membantu, sehingga laporan ini bisa selesai terbentuk. Dalam laporan ini berisi tentang hasil praktikum mikrobiologi industri materi yoghurt. Di laporan ini dipaparkan hasil praktikum pembuatan yoghurt dengan beberapa variabel. Semoga laporan ini bisa bermanfaat untuk menunjang proses pembelajaran selanjutanya. Dan kritik serta saran yang bersifat membangun masih dibutuhkan agar laporan ini bisa menjadi lebih baik lagi.
DAFTAR ISI Halaman Judul .................................................................................. ............................. ........ i Lembar Pengesahan ........................................................................ ............................. .......... ii Ringkasan ……………………………………………………………………………………iii Prakata ……………………………………………………………………………………….iv Daftar Isi ....................................................................................... .............................. ........... v BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar
Belakang ........................................................................ ............................. ............. 1 1.2
Perumusan
Masalah ................................. ..................................................................... .... 1 1.3 Tujuan Percobaan ................................................. ....................................................... ..... 1 1.4 Manfaat Percobaan ............................................................ ............................................ ... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................... ................................................. 2 BAB III PELAKSANAAN PERCOBAAN 3.1 Bahan dan Alat .................................................................................................................. 7 3.2 Cara Kerja ................................................................................................................. ........ 8 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................10 LEMBAR KUANTITAS REAGEN .................................................................................... 11
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Variabel Operasi……………………………………………………………….. 10
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Pembuatan Yoghurt……………………………………………………..5
BAB I PENDAHULUAN I.
1. Latar Belakang
Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis ini dikenal sebagai katalis biologis (biokatalisator) berupa protein yang sangat spesifik yang disebut enzim (Winarno, 1986), merupakan katalis yang sedang dikembangkan dalam industri kimia. Pengembangan katalis biologis ditujukan untuk mengurangi konsumsi energi proses serta menghilangkan terikutnya senyawa-senyawa pengotor dalam produk suatu proses. Katalis ini digunakan sebagai alternatif katalis anorganik seperti natrium, kalium atau kalsium hidroksida. Enzim merupakan biokatalisator yang sangat efektif yang akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata, dimana reaksi ini tanpa enzim akan berlangsung lambat (Lehninger, 1995). Sifat-sifat istimewa enzim adalah kapasitas katalitik dan spesifisitasnya yang sangat tinggi. Disamping itu enzim mempunyai peran dalam transformasi berbagai jenis energi (Winarno, 1986). (Kurnia, 2010) I.
I.
2. Tujuan Percobaan 1
Mengisolasi enzim dari … (tanaman/buah-buahan).
2
Menghitung aktivitas enzim .
3
Membandingkan aktivitas enzim … sesuai variabel percobaan
3. Manfaat Percobaan 1. Mahasiswa mampu mengisolasi enzim dari 2. Mahasiswa mampu menghitung aktivitas enzim 3. Mahasiswa mampu membandingan aktivitas enzim ... sesuai variabel percobaan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.
1. Pengertian Umum Enzim Kata enzim berasal dari bahasa Yunani “enzyme” yang berarti “di dalam sel”. Willy Kuchne (1876) mendefinisikan enzim sebagai fermen (ragi) yang bentuknya
tidak tertentu dan tidak teratur, yang dapat bekerja tanpa adanya mikroba dan dapat bekerja di luar mikroba. Definisi tersebut berubah setelah dilakukan penelitian lanjutan oleh Buchner pada tahun 1897. Enzim dapat diproduksi oleh mikroba atau bahan lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Enzim juga dapat diisolasi dalam bentuk murni (Winarno, 1986). (Kurnia, 2010) II.
2. Sifat – sifat Enzim Enzim memiliki keunggulan sifat, antara lain mempunyai aktivitas yang tinggi, efektif, spesifik dan ramah lingkungan (Lidya dan Djenar, 2000), sedangkan menurut (Saktiwansyah, 2001), enzim memiliki sifat yang khas, yaitu sangat aktif walaupun konsentrasinya amat rendah, sangat selektif dan bekerja pada kondisi yang ramah (mild), yaitu tanpa temperatur atau tekanan tinggi dan tanpa logam yang umumnya beracun. Hal inilah yang menyebabkan reaksi yang dikatalisis secara enzimatik menjadi lebih efisien dibandingkan dengan reaksi yang dikatalisis oleh katalis kimia (August, 2000). Enzim mempunyai kekhususan aktivitas, yaitu peranannya sebagai katalis hanya terhadap satu reaksi atau beberapa reaksi yang sejenis saja. Jadi dapat melibatkan beberapa jenis substrat (Winarno, 1986). Sifat spesifik (spesifisitas enzim) didefinisikan sebagai kemampuan suatu enzim untuk mendiskriminasikan substratnya berdasarkan perbedaan afinitas substrat-substrat untuk mencapai sisi aktif enzim (August, 2000). Sifat spesifinitas ini dapat dimanfaatkan untuk tujuan reaksi atau jenis produk yang diharapkan. Sifat ini sangat menguntungkan karena tidak akan dijumpai reaksi-reaksi samping, sehingga lebih ramah lingkungan. (Kurnia, 2010)
II.
3. Penggolongan Enzim Berdasarkan biosintesisnya, enzim dibedakan menjadi enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif adalah enzim yang selalu tersedia di dalam sel mikroba dalam jumlah yang relatif konstan, sedangkan enzim induktif adalah enzim yang ada dalam jumlah sel yang tidak tetap, tergantung pada adanya induser. Enzim induktif ini jumlahnya akan bertambah sampai beberapa ribu kali bahkan lebih
apabila dalam medium mengandung substrat yang menginduksi, terutama bila substrat penginduksi merupakan satu-satunya sumber karbon (Lidya dan Djenar, 2000). Berdasarkan tempat bekerjanya, enzim dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu endoenzim dan eksoenzim. Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, dihasilkan di dalam sel yaitu pada bagian membran sitoplasma dan melakukan metabolisme di dalam sel. Eksoenzim (enzim ekstraseluler) merupakan enzim yang dihasilkan sel kemudian dikeluarkan melalui dinding sel sehingga terdapat bebas dalam media yang mengelilingi sel dan bereaksi memecah bahan organik tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya (Soedigdo, 1988). (Kurnia, 2010) II.
4. Metode Isolasi Enzim a. Ekstraksi dalam metode ekstraksi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Detergent Detergent – detergent anionik, kationik, dan nonionik cukup efektif untuk merusak membran sel. Contoh detergent yang sering digunakan untuk isolasi enzim a.l : setiltrimetil amonium bromida (kationik), natrium lauril sulfat (anionik), tweens, spans, dan triton (non – ionik). Pada kondisi Ph dan kekuatan ion yang sesuai, detergent akan berinteraksi dengan lipoprotein untuk membentuk misel. Akibatnya lipoprotein yang merupakan konstituen membran dapat larut dan enzim dapat dikeluarkan. Pemilihan dan penggunaan detergent ini harus cukup selektif, karena beberapa enzim dapat menjadi tak aktif akibat denaturasi protein dan pengendapan oleh detergen. Umumnya detergent harus segera dipisahkan sebelum hasil isolasi digunakan. 2. Enzim Litik Pemecahan dinding sel dengan cara ini merupakan cara yang paling efektif. Enzim litik yang umum digunakan adalah lisozim yang diperoleh dari putih telur. Enzim ini memecah ikatan β.-1,4 glikosida dari polisakarida (asam muramat) penyusun dinding sel. Dinding sel bakteri gram positif lebih banyak mengandung
polisakarida dibandingkan dengan bakteri gram negatif, sehingga penggunaan enzim litik lebih efektif untuk memecah dinding sel bakteri gram positif. EDTA perlu ditambahkan pada media sebelum enzim ini digunakan untuk memecah dinding sel bakteri gram negatif, untuk mengikat ion-ion divalen yang dapat menginaktifkan enzim ini.Enzim lisozim sudah digunakan secara komersial pada ekstraksi enzim glukosa isomerase dari Streptomyces sp. Jenis enzim lain : papain mudah dikendalikan dan bersifat selektif 3. Alkali Penempatan sel pada medium dengan pH 11 –12,5 selama 20 menit menyebabkan pecahnya dinding sel. Penggunaan cara ini hanya berhasil diterapkan untuk enzim- enzim yang stabil pada pH tinggi. b. Separation Setelah dinding sel dipecahkan, maka enzim intra seluler yang diinginkan berada dalam larutan yang mengandung enzim – enzim lain, protein, asam nukleat, metabolit, senyawa – senyawa yang diperlukan untuk media dan lain – lain. Bila enzimnya ekstra seluler, maka enzim ini harus dipisahkan dari sel penghasilnya dan senyawa – senyawa lain yang terdapat dalam media. Untuk maksud tersebut, dapat dilakukan pemisahan secara bertahap melalui beberapa cara, seperti : klarifikasi dan presipitasi, sentrifugasi, filtrasi.
c. Presipitasi Presipitasi adalah proses pemisahan partikel non enzim yang tercapur dengan enzim dengan cara pengendapan. Partikel non enzim berasal dari penambahan buffer, air, atau cairan fisiologis pada proses pemecahan dinding sel, atau molekul – molekul kompleks yang berikatan dengan enzim. Dapat dilakukan dengan penambahan senyawa yang dapat menggumpalkan seperti : amonium fosfat, asam askorbat, garam – garam kalsium, serat sesulose, dan sebagainya. Dapat ditambahkan bahan pengawet pada tingkat yang
aman
untuk
dikonsumsumsi, misal : fenol, amonium kuarter dan florida. Enzim hasil
klarifikasi dapat dijual sebagai cairan enzim komersial. Konsentrasi senyawa pengumpal harus tepat, agar enzim tidak menggumpal. Garam amonium sulfat pada konsentrasi tinggi menyebabkan salting out protein termasuk enzim. (Elisa, 2012) II.
5. Uji Aktivitas Enzim a. Uji Aktivitas Enzim Protease Ekstrak kasar enzim protease di produksi dari fermentasi media cair sintetik. Fermentasi dilakukan di dalam “shaker waterbath” pada suhu 37oC, 150 rpm. Isolasiekstrak kasar enzim protease dilakukan pada waktu inkubasi optimum yang ditetapkan
dengan
kurva
pertumbuhan
yaitu
32
jam.
Protease
dari
ekstraselulerdiperoleh dengan mensentrifugasi medium produksi pada kecepatan 6.000 rpm padasuhu 4oC, selama 15 menit. (Elfi, 2003) Enzim ini akan berada di supernatannya danmerupakan ekstrak kasar protease. Ekstrak kasar ini kemudian dimurnikan melaluitahap freeze drying, dan selanjutnya difraksinasi dengan amonium sulfat. Freezedrying merupakan tahap pemekatan atau pengeringan larutan protein untuk mencegah denaturasi protein. Sedangkan fraksinasi amonium sulfat
merupakan
proses pengendapan
dilakukan setelah drying.Fraksinasi
ekstrak dengan
protein
dari larutannya.
kasar proteasedipekatkan amonium
sulfat
Hal ini
melalui
merupakan
salah
freeze satu
cara
pemurnianprotein melalui proses pengendapan garam. Pengendapan ini terjadi kare na ion – iongaram amonium sulfat akan berkompetisi dengan protein untuk menarik molekul airsehingga mengurangi molekul air pada bagian permukaan hidrofob
protein,
danmenurunkan
kelarutan
protein,
selanjutnya
protein
berinteraksi satu sama lainnyamembentuk gumpalan dan mengendap. Molekul protein dengan berat molekul besarmemerlukan konsentrasi garam yang kecil untuk
membentuk
endapan
dan
akanmengendap
lebih
dulu hal
ini
menyebabkan terjadinya efek salting out (Fatoni, 2008).Salting out adalah peristiwa peningkatan muatan listrik di sekitar protein, yang akanmenarik mantel air dari koloid protein dan menyebabkan peristiwa hidrofobikantarmolekul protein pada suasana ionik tinggi yang menyebabkan penurunankelarutan protein. Sedangkan pada konsentrasi rendah, ion-ion ini akan mengelilingimolekul protein
dan mencegah mereka bersatu sehingga protein melarut. Peristiwa inidisebut salting in.Pengendapan terjadi secara perlahan dan disetimbangkan selama 12 jam.Endapan yang terbentuk dipisahkan dengan cara sentrifugasi, Untuk menghilangkansisa-sisa garam amonium sulfat dan molekul-molekul kecil lainnya, maka endapanyang diperoleh didialisis menggunakan tabung selovan (Elfi, 2003). (Elfira, 2014) b. Uji Aktivitas Enzim Amilase Isolasi enzim amilase merupakan enzim ekstraseluler sehingga dalam proses isolasinya tidak memerlukan proses pemecahan sel. Pemanfaatan campran onggok dan dadak cukup potensial digunakan sebagai media pertumbuhan kapang aspergillus niger dalam upaya produksi enzim dalam sistem fermentasi media semi padat sehubungan dengan kadar pati, protein, vitamin serta mineral yang masih terkandung didalamnya. Enzim amilase yang diperoleh dari aspergilus niger lebih lanjut dilakukan isolasi (pemurnian) secara prsial dengan penambahan (NH4)2SO4. Hal ini dimungkinkan karena garam berfungsi untuk merusak mantel air yang terdapat disekitar enzim (protein) sehingga protein akan mengendap. Pengendapa maksimum diperoleh dengan penambahan (NH4)2SO4 60%. Selanjutnya dilakukan sentrifugasi dingin dengan freezedrying sehingga diperoleh serbuk enzim kasar amilase sebanyak 0,55 g radi 100 ml supernatan. Kondisi optimum aktivitas enzim amilase dapat dipengaruhi beberapa faktor, diantaranya pengaruh dari suhu dan Ph. Dari hasil pengujian pengaruh ph terhadap aktivitas enzim diperoleh hasil, bahwa ph optimum enzim amilase adalah 6,0. Ph berhubungan dengan struktur enzim yang terdiri dari asam – asam amino. Perubahan ph dalam suatu larutan menunjukan perubahan – perubahan jumlah ion H+ yang ada dalam larutan. Jumlah ion yan ada akan mempengaruhi struktur enzim yang terdiri dari asam – asam amino, terutama pada ikatan hidrogennya. Karena aktivitas enzim berkaitan erat dengan strukturnya maka perubahan struktur akan menyebabkan perubahan – perubahan aktivitas enzim. Sedangkan pada ph optimum jumlah ion H+ tidak mempengaruhi konformasi enzim sehingga konformasi substrat sama dengan konfromasi enzim. Hal ini menyebabkan
interaksi antara enzim dan substrat meningkat, sedangkan pada ph optimum aktivitas enzim paling tinggi. Dari hasil pengujian pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim diperoleh hasil, bahwa suhu optimum enzim amilase adalah 60oC. Sebelum mencapai suhu tersebut terlihat bahwa aktivitas enzim kecil, hal ini disebabkan karena suhu tersebut energi aktivasi yang diperlukan enzim untuk mengkatalisis reaksi hidrolisis substrat amilum tidak cukup sehingga enzim tidak dapat bekerja dengan baik. Kenaikan suhu menyebabkan aktivitas enzim meningkat sampai suhu optimum. Setelah mencapai kondisi optimum terlihat bahwa aktivitas enzim menurun. Terjadinya penurunan aktivitas ini diperkirakan karena pada suhu tinggi struktur tersier enzim yang terdiri dari ikatan bukan kovalen atau elektrostatik, ikatan hidrogen, ikatan disulfida dan ikatan hidrofobik bila menyerap energi tinggi akan terjadi pemutusan dan menagkibatkan terjadinya pembukaan struktur tersier dan kuartener yang menyebabkan konformasi enzim berubah dan menyebabkan aktivitas menurun. (Firman, 2015) c. Uji Aktivitas Enzim Lipase Aktifitas lipase mempunyai satuan unit (U). Satu un dengan 1 µmol asam lemak bebas yang dihasilkan dari hidrolisis substrat yang dikatalisis oleh lipase tiap satuan menit (Handayani, 2005). Untuk menentukan aktifitas optimum pada kondisi optimum lipase maka perlu dilakukan pengukuran. aktifitas enzimatik pada variasi temperatur dan pH, sehingga akan diketahui aktifitas lipase disetiap rentang temperatur dan pH yang ditentukan. Uji aktivitas enzim lipase dapat dilakukan dengan metode potensiometri. Prinsip dari uji aktivitas enzim ini adalah substrat olive oil dibuat dalam bentuk emulsi dan diberi enzim lipase yang belum diketahui keaktifannya, diinkubasi pada temperatur 350C dan pH 5,6 (Crueger, 1984). Selama inkubasi asam lemak bebas dilepaskan dan akan mengalami penurunan pH. Dengan cara titrasi, baik secara manual maupun otomatis akan didapat jumlah titer persatuan waktu yang merupakan harga aktivitas lipase. Untuk mendapatkan emulsi yang stabil biasanya ditambahkan gum arabik, tetapi dapat juga digunakan hidroksimetilselulosa atau natrium oleat (Winarno, 1986). Aktivitas enzim dengan metode potensiometri dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Harnanik, 2000) :
Aktivitas enzim = (A – B) x N NaOH x 1000 (2.5) V x t Keterangan : A = volume NaOH sampel (mL) B = volume NaOH blanko (mL) N NaOH = 0,01 N – 0,05 N 1000 = konversi dari m mol ke µmol V = volume enzim yang digunakan (dalam ml) t = waktu inkubasi Keaktifan lipase diketahui dengan habisnya substrat atau timbulnya produk hidrolisis asam lemak bebas. Habisnya substrat dapat dideteksi antara lain dengan pewarna nile blue sulfat yang bewarna biru. Sebelum hidrolisis, larutan lemak akan berwarna pink yaitu warna yang ditimbulkan oleh reaksi antara nile blue sulfat dengan globula lemak. Bila substrat telah habis dihidrolisis, warna pink akan berubah kembali menjadi biru. Produk asam lemak yang dibebaskan dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan enzim lipase dengan menggunakan metoda pelat dengan media agar. Metoda pelat dilakukan dengan menggunakan sen lain methyl red, phenol red, rhodamine B, yang terjadi menyebabkan terbentuknya warna atau disekitar koloni (Kulkarni, 2002). Metoda yang digunakan untuk kuantitatif adalah metoda titrimetri, (photometry, fluorimetry immunochemistry dan konduktometri. Sebagian besar metoda tersebut didesain untuk memperkirakan produk hasil reaksi hidrolisis. Proses hidrolisis yang terjadi menyebabkan terbentuknya warna atau fluorescent halos (Kulkarni, 2002). Proses hidrolisis fluorescent halos atau wilayah memperkirakan aktivitas lipase secara interfacial tensiometry, Spectroscopy dan turbidimetri), kromatografi, dan konduktometri. Sebagian besar metoda tersebut didesain (Kulkarni, 2002). Aktivitas enzim yang diukur menggunakan metoda titrimetri pada prinsipnya adalah pembuatan substrat dalam bentuk emulsi kemudian diberi enzim lipase yang belum diketahui keaktifannya dan diinkubasi pada dan pH optimumnya. Selama inkubasi, proses bebas dilepaskan. Hal ini akan menurunkan pH. Titrasi yang dilakukan menggunakan larutan alkali akan menghasilkan jumlah titer persatuan waktu yang menunjukkan jumlah asam lemak yang dihasilkan. Jumlah asam lemak tersebu menunjukkan harga aktivitas lipase. Emulsi yang stabil dan
peningkatan sensitifitas pengujian dapat dilakukan dengan menambahkan gum arabik, hidroksimetilselulosa atau natrium oleat (Winarno, 1986). Laju reaksi merupakan fungsi linier dari lipase dan k Konsentrasi substrat yang berada pada kondisi interfasial sangat penting, sehingga triasilgliserol dibentuk dalam bentuk emulsi, antara lain dengan metoda sonication. Penelitian yang dilakukan oleh Goodman dan Durgan (1969), Enzim Lipase dari Aspergillus niger sebagai Biokatalis pada Proses Gliserolisis Menghasilkan Monoasilgliserol Pengujian aktivitas lipase dengan spektofotometri dan fluoresen. Aktivitas enzim yang diukur menggunakan metoda titrimetri pada prinsipnya adalah pembuatan substrat dalam bentuk emulsi kemudian diberi enzim lipase yang belum diketahui keaktifannya dan diinkubasi pada temperatur menunjukkan bahwa sonikasi minyak zaitun yang diemulsikan dengan gum arabic meningkatkan sensitifitas pengujian (Kulkarni, 2002). (Kurnia, 2010) II.
6. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim Aktivitas dari enzim dalam mengkatalis reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah: 1. Konsentrasi enzim Pada suatu konsentrasi substrat tertentu kecepatan reaksi enzimatis bertambah pada saat ber-tambahnya konsentrasi enzim. 2. Konsentrasi substrat Pada saat konsentrasi enzim konstan ber-tambahnya konsentrasi substrat meningkatkan ke-cepatan reaksi enzimatis. Pada konsentrasi tertentu tidak terjadi peningkatan kecepatan reaksi walau-pun konsentrasi substrat ditambah. 3. Suhu Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lam-bat, pada suhu tinggi secara umum reaksi kimia berlangsung cepat. Pada suhu optimum kecepatan reaksi enzimatis adalah maksimum. Pada suhu melewati suhu optimumnya dapat menyebabkan terjadinya denaturasi enzim sehingga menurunkan kecepatan
reaksi. 4. Derajad Keasaman (pH) Struktur enzim dipengaruhi oleh pH lingkungann-ya. Enzim dapat bermuatan positif, negatif atau bermuatan ganda (zwitter ion). Pengaruh peru-bahan pH lingkungan berpengaruh pada aktivitas sisi aktif dari enzim. 5. Inhibitor Keberadaan inhibitor akan menurunkan kecepatan reaksi enzimatis. Inhibitor dapat membentuk kom-pleks dengan enzim baik pada sisi aktiv enzim maupun bagian lain dari sisi aktiv enzim. Ter-bentuknya komplek enzim inhibitor akan menurunkan aktivitas enzim terhadap substratnya (Poedjiadi, 1994) (Wuryanti, 2004) II.
7. Kinetika Reaksi Enzimatik Konsentrasi substrat mempengaruhi kecepatan reaksi yang dikatalis oleh enzim. Pengaruh berbagai konsentrasi substrat terhadap kecepatan reaksi awal jika enzim dijaga constant dapat dilihat di grafik berikut :
Gambar
2.1
Grafik hubungan konsentrasi substrat terhadap
kecepatan reaksi enzimatis Persamaan Michaeles – Menten secara matematis dapat dinyatakan dalam persamaan :
Vo:
dengan :
Vo
Vmaks+[ S ] km+[S ]
= kecepatan awal pada konsentrasi substrat [S]
Vmaks
= kecepatan maksimum
Km
= tetapan Michaeles – Menten enzim bagi substrat tertentu (Marison,I.W, 1988).
II.
8. Enzim Papain a. Papain Enzim Papain merupakan enzim protease yang terkandung dalam getah papaya, baik dalam buah, batang maupun daunnya. Sebagai enzim yang berkemampuan sebagai memecahkan molekul protein, dewasa ini papain menjadi suatu produk yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, baik di kehidupan rumah tangga maupun industri. Menurut angket kami, didapatkan bahwa yang mengetahui secara pasti tentang enzim papain 28 orang, sedangkan yang tidak mengetahui tentang enzim papain 10 orang dan yang masih ragu-ragu tentang enzim papain adalah 2 orang. Jika dituangkan dalam persen maka 70% yang pasti mengetahui tentang enzim papain, 10% yang tidak mengetahui tentang enzim papai dan 2% yang masih ragu-ragu tentang enzim papain. (Nurul, 2012) b. Aplikasi dalam Industri dan Kehidupan Sehari – Hari Melalui angket yang telah kami sebarkan, didapatkan hasil bahwa banyak responden yang menyatakan manfaat enzim papain dapat menghilangkan rasa haus adalah 5 orang (5%), yang menjawab sebagai krim pembersih 30 orang (75%) dan yang menjawab untuk menghilangkan jerawat 5 orang (5%). Dari hasil tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa sebagian responden bahwa sudah banyak yang mengetahui manfaat dari enzim papain. Adapun manfaat Enzim Papain yaitu digunakan dalam industry pengolahan daging. Daging dari hewan tua pun dapat menjadi lunak jika diberi Enzim papain. Biasanya daging hewan tua bertekstur sangat keras. Dengan demikin hadirnya enzim papain dapat meningkatkan ekspor dan impor hewan tua yang sebelumnya tidak laku dipasaran. Papain sebagai pelunak daging banyak dijual dipasaran dalam kemasan kecil sesuai dengan kebutuhan rumah tangga. Enzim Papain ini sudah dicampur
dengan bahan lain seperti garam dan gula agar kandungan enzim papainnya tidak terlalu kuat. Enzim papain juga digunakan sebagai bahan penghancur sisa atau buangan hasil industry pengalengan ikan menjadi bubur ikan atau konsentrat protein hewani. Bubur ikan atau konsentrat hewai ini digunakan untuk keperluan bahan pakan ternak dan ikan atau bahkan dapat diolah menjadi kecap. Daya memecahkan protein yang dimiliki oleh enzim papaindapat ditingkatkan lebih jauh menjadi kegiatan hidrolisis protein. Hal ini sering digunakan dalam pembuatan pepton dan asam-asam amino. Pepton dan asam amino diperlukan dalam penelitian mikrobiologi dan industri. Biasanya harga produk semacam ini sangat mahal. Pada industri penyamakan kulit, Enzim papain sering digunakan untuk melembutkan kulit. Kulit yang lembut dapat dibuat sarung tangan, jaket bahkan kaos kaki. Dan juga enzim papain berperan penting dalam industri bir. Distribusi dan penyimpanan bir berlangsung cukup lama atau suasana sekitarnya dingin karena iklim atau sengaja didinginkan maka dapat terbentuk kabut putih sehingga dapat mengurangi mutu dan selera dari bir tersebut. Dengan penambahan enzim papain saat akan dibotolkan, pembentukan kabut ini tidak terjadi. Itulah sebabnya enzim papain sering disebut sebagai obat antidingin. Enzim papain dapat digunakan sebagai bahan aktif dalam preparat farmasi seperti untuk obat gangguan pencernaan protein, dispesia, gastritis, serta obat cacing. Enzim papain juga dapat digunakan sebagai bahan krim pembersih kulit, terutama muka. Ini disebabkan enzim papain dapat melarutkan sel-sel mati yang melekat pada kulit dan sukar terlepas dengan cara fisik. Selain itu, enzim papain sering dijadikan bahan aktif dalam pembuatan pasta gigi. Enzim papain dalam pasta gigi dapat membersihkan sisa protein yang melekat pada gigi. Lama Sisa protein ini sering menimbulkan bau busuk bila terlalu lama dibiarkan. Selain beberapa manfaat diatas, enzim papain pun dapat digunakan untuk beberapa kebutuhan, diantaranya yaitu: a. Bahan pencucian kain sutera (deterjen) b. Bahan pencuci lensa. c. Perenyah dalam pembuatan kue kering d. Bahan penjernih pada pembuatan minuman teh. e. Bahan penggumpal susu pada pembuatan keju. (Nurul, 2012)
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Skema Rancangan Percobaan
Isolasi Enzim
Reaksi Enzimatis
III.2 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.2.1 Bahan yang Digunakan - Sari Daun Pepaya - Aseton/formaldehid/etanol - Cystein -
Celite NaCl atau (NH4)2SO4 NaOH / CH3COOH
-
Aquadest
-
Induser enzim
3.2.2. Alat yang digunakan a. Beaker Glass
h. Termometer
b. Centrifuge
i. Gelas Ukur
c. Cuvet
j. Pengaduk
d. Kertas Saring
k. Stopwatch
e. Magnetic Stirer
l. Timbangan
f. Tabung Reaksi
m. Indikator pH
g. Erlenmeyer Penghisap
n. Kompor Listrik
III.
2. Gambar Alat
Beaker glass
Centrifuge
Cuvet
Kertas Saring
Magnetic stirer
Termometer
Tabung Reaksi
Gelas Ukur
Erlenmeyer Penghisap
Pengaduk
Stopwatch
Timbangan
Indikator Ph
Kompor Listrik
III.
3. Cara Kerja Isolasi Enzim a
Haluskan bahan sumber enzim yang diperoleh dengan mortar, setelah halus ambil sari daun pepaya 20 ml [sesuai variabel], masukkan dalam beaker glass.
b
Tambahkan ke dalam beaker glass tersebut celite 2,5 gram, cystein 1 gram, aquadest 15 ml, dan solvent secukupnya [sesuai variabel] lalu atur pHnya sampai 7 [sesuai variabel]
c Aduk dengan magnetic stirrer campuran tersebut selama 10 menit pada suhu ruangan [sesuai variabel]. d
Saring dengan kertas saring dan menggunakan pompa vakum, sehingga didapat filtrat I dan endapan I, buang endapannya.
e
Pada filtrat I tambahkan garam pengendap 2 gram [sesuai variabel]
f
Masukkan pada cuvet lalu disentrifugasi selama 20 menit dengan kecepatan 2000 rpm [sesuai variabel].
g Saring hasil sentrifugasi dengan kertas saring dan menggunakan pompa vakum, sehingga
didapatkan endapan II dan filtrat II. h Keringkan dan timbang endapan II (misal a gram), simpan endapan II i
Tambahkan garam pengendap 2 gram [sesuai variabel] pada filtrat II, lalu simpan 1 malam dalam lemari es.
j Saring filtrat II dengan kertas saring dan menggunakan pompa vakum, sehingga didapatkan endapan III dan filtrat III. k
Keringkan dan timbang endapan III (misal b gram).
l
Ambil endapan II, campurkan dengan endapan III, jika jumlah dari endapan II dan III (a + b gram) lebih besar dari 1 gram, ambil 1 gram endapan tersebut, larutkan dalam air sampai 10 ml (larutan ini adalah enzim).
m Jika a+b kurang dari 1 gram, ambil 1 ml filtrat III, encerkan sampai 10 ml (larutan ini adalah enzim). Reaksi Enzimatis Enzim Protease a
Buat larutan susu 40 % W dengan basis 120 ml [sesuai variabel].
b c
Panaskan larutan casein tersebut sampai suhu 35oC,45oC,55oC,65oC [sesuai variabel]. Ambil 1 dan 3 ml larutan enzim dan 3 dan 1 ml larutan casein [sesuai variabel].
d
Setelah mencapai suhu tersebut, tuangkan larutan enzim ke dalam larutan casein. e
Catat waktu sampai terjadinya penggumpalan pertama. f. Perhitungan aktivitas enzim proteolitik :
⁄ (Shuler dan Fikret, 1992) Dengan : = densitas susu (kasein) V = perbandingan volume enzim : susu t = waktu penggumpalan
DAFTAR PUSTAKA August, E. 2000. Kajian Penggunaan Lipase Amobil dari Aspergillus Niger pada Pembuatan Monoasilgliserol yang Bersifat Antibakteri dari Minyak Kelapa. Bogor:IPB. Elfira, Jumrah. 2014. Kinetika dan Aplikasi Enzim “Enzim Protease” Elisa, Julianti. 2012. https://elisajulianti.files.wordpress.com/2012/09/isolasi-danpemurnian-enzim1.pdf, diakses pada tgl 17 september 2015 Firman, Subayang. 2005. Isolasi dan Pengujian Aktivitas Enzim α-amilase dari Aspergillus niger dengan Menggunakan Media Campuran Onggok dan Dedek. Kurnia, DRD. 2010. Studi Aktivitas Enzim Lipase dari Aspergillus Niger sebagai Biokatalis Pada Proses Gliserolisis untuk Menghasilkan Monoasilgliserol. Lehninger. 1995. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta:Erlangga. Michael L Shuler dan Kargi Fikret. 1992. Bioprocess Engineering Basic Concepts. New Jersey:Prentice Hall Nurul, Wardah. 2012. http://yoroelz09.blogspot.co.id/2012/12/enzim-papain-daripepaya.html. Diakses pada tgl 18 september 2015 Scragg, A.H,. 1988. Biotechnology for Engineers. New York: E. Horwood Winarno, F. 1986. Enzim Pangan. Jakarta: Gramedia. Wuryanti. 2004. Isolasi dan Penentuan Aktivitas Spesifik Enzim Bromelin dari Buah Nanas(Ananas comosus L.)
