BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Salah satu proses penting yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan yaitu

metabolisme. Proses tersebut berupa pemecahan molekul yang lebih besar menjadi

molekul yang lebih kecil (katabolisme) dan penyusunan molekul yang lebih besar

dari molekul-molekul yang lebih kecil (anabolisme).

Dalam tubuh tumbuhan terjadi banyak reaksi kimia yang kompleks dengan

banyak tipe yang berbeda. Namun tidak pernah terjadi kekacauan, hal ini disebabkan

karena adanya suatu protein khusus yang mengontrol metabolisme yang disebut

enzim. Enzim merupakan protein yang mempunyai aktivitas katalisis. Proses

metabolisme dapat berjalan cepat atau lambat. Oleh karena itu diperlukan suatu

katalisator untuk mempercepat reaksi metabolisme. Kecepatan suatu reaksi enzimatis

di dalam sel selain ditentukan oleh suhu, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi

produk, dan waktu, juga dipengaruhi oleh enzim. Salah satu enzim yang terdapat

pada tumbuhan adalah amylase. Enzim amylase dapat menghidrolisis amilum

menjadi gula dalam beberapa tahap, yakni pembentukan amilodektrin dari amilum,

lalu menjadi eritrodektrin selanjutnya akrodektrin yang kemudian menjadi glukosa.

Amylase dihasilkan dari daun atau biji yang sedang berkecambah. Aktifitas amylase

dalam reaksinya dipengaruhi oleh garam-garam anorganik, pH, suhu dan cahaya.

Berdasarkan uraian diatas maka kami melakukan suatu percobaan dengan judul

“PENGARUH KADAR ENZIM TERHADAP KECEPATAN REKASI

PENGUBAHAN AMILUM”.

B. Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat disimpulkan rumusan maslah sebagai

berikut :

“Bagaimana pengaruh kadar enzim terhadap kecepatan reaksi pengubahan

amilum menjadi glukosa?”

C. Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kadar

enzim terhadap kecepatan reaksi pengubahan amilum menjadi glukosa.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Susunan Kimia Enzim

Enzim merupakan suatu molekul protein tetapi dalam aktivitasnya enzim

memerlukan bagian yang berupa non protein, sehingga enzim dapat dikatakan terdiri

atas dua bagian yaitu bagian yang berupa protein dan bagian yang non protein.

Bagian yang berupa protein disebut sebagai apoenzim dan yang non protein disebut

kofaktor, jika apoenzim dan kofaktor berikatan kesatuan tersebut dinamakan sebagai

holoenzim. Kofaktor merupakan komponen yang stabil pada suhu yang relative

tinggi dan tetap tidak berubah pada akhir suatu reaksi. Kofaktor dapat dibagi menjadi

2 macam yaitu ion organic (aktivator), dan molekul organic (koenzim). Activator

biasanya berupa beberapa logam seperti Cu, Fe, Mn, dan Zn. Sedangkan koenzim

tidak melekat erat pada bagian protein enzim, contoh koenzim hádala NAD, NADP,

dan FAD. Jika kofaktor dan aktivator melekat secara secara ikatan kovalen disebut

Gugus Prostetik.

B. Klasifikasi Enzim

Klasifikasi Tipe Reaksi

Oksidoreduktase

(nitrat reduktase)

Memisahkan dan menambah elektron atau hidrogen

Transferase

(Kinase)

Memindahkan gugus senyawa kimia

Hidrolase

(protease, lipase, amilase)

Memutuskan ikatan kimia dengan penambahan air

Liase

(fumarase)

Membentuk ikatan rangkap dengan melepaskan satu

gugus kimia

Isomerase

(epimerase)

Mengkatalisir perubahan isomer

Ligase/ sintetase

(tiokinase)

Menggabungkan dua molekul yang disertai dengan

hidrolisis ATP

Polimerase Menggabungkan monomer-monomer sehingga

(tiokinase) terbentuk polimer

C. Sifat-Sifat Enzim

Enzim mempunyai beberapa sifat yang terdiri atas:

a) Enzim merupakan protein sehingga bersifat koloid, luas permukaan besar,

bersifat hidrofil.

b) Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion.

c) Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi protein

misalnya suhu, pH, dll.

d) Enzim merupakan biokatalisator yang dalam jumlah sedikit memacu laju reaksi

tanpa mengubah keseimbangan reaksi. Enzim dapat dipacu maupun dihambat

aktivitasnya.

e) Enzim tidak ikut terlibat dalam reaksi, strukturenzim tetap baik sebelum maupun

sesudah reaksi berlangsung.

f) Enzim mempunyai molekul yang besar.

g) Enzim bersifat khas/spesifik, yang artinya hanya cocok untuk satu macam

substrat saja atau sekelompok kecil substrat yang struktur dan fungsinya hampir

sama.

D. Mekanisme Kerja Enzim

Enzim berfungsi dengan cara meningkatkan proporsi molekul yang mempunyai

cukup energi untuk bereaksi sehingga mempercepat laju proses. Enzim akan

melakukan proses tersebut dengan cara menurunkan energi yang diperlukan reaksi,

pada waktu substrat diubah menjadi produk (hasil) suatu penghalang (barrier) energi

harus diatasi. Penghalang itu disebut sebagai energi aktivasi suatu reaksi (energi

pengaktif). Adanya enzim akan segera menurunkan energi aktivasi suatu reaksi. Jika

energi aktivasi lebih rendah maka banyak molekul substrat dapat bereaksi daripada

tanpa enzim. Enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi keseluruhan tanpa

mengubah suhu reaksi. Selama berjalannya reaksi substrat dan enzim akan

berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim-substrat.

Ada berbagai hipotesis tentang terbentukya kompleks enzim-substrat, antara

lain:

a. Hipotesis kunci dan anak kunci

Hipotesis ini dicetuskan oleh Emil Fischer pada tahun 1884. hipótesis ini

menyatakan bahwa antara enzim dan substrat terjadi persatuan kaku seperti kunci

dan anak kunci. Substrat adalah kunci dengan bentuk yang komplemen dengan

enzim. Bagian enzim tempat melekatnya substrat disebut sisi aktif. Jika enzim dan

substrat bersatu maka enzim akan aktif dan menghasilkan produk reaksi yang

bentuknya tidak lagi sesuai dengan tempat aktif yang kemudian dilepaskan dan

tempat aktif siap menerima molekul substrat yang lain.

b. Hipotesis Induced fit

Hipotesis ini dicetuskan oleh Daniel Koshland, Jr. pada tahun 1973. hipotesis ini

menyatakan bahwa enzim dan tempat aktifnya merupakan struktur yang fleksibel.

Antara enzim dan substrat akan terjadi interaksi dinamis, jika substrat berkombinasi

dengan enzim maka substrat akan menginduksi perubahan dalam struktur tempat

aktif sehingga fungsi katalis enzim berlangsung sangat efektif.

Dalam mekanismenya enzim terdapat penghambat yang disebut zat-zat

penghambat, contohnya garam-garam dari logam berat seperti air raksa. Ada dua

jenis zat penghambat yaitu:

c. Zat penghambat bersaingan (inhibitor enzim yang kompetitif)

Zat penghambat ini mempunyai struktur yang mirip dengan molekul substrat,

sehingga keduanya bisa melekat pada molekul enzim. Kedua molekul tersebut akan

bersaing untuk terlebih dahulu bersatu dengan enzim. Jika zat penghambat yang

terlebih dahulu dahulu bersatu dengan enzim maka enzim akan non aktif dan begitu

pula sebaliknya jika substrat dulu yang bersatu dengan molekul enzim maka enzim

tersebut akan aktif.

d. Zat pengambat yang tidak bersaing (inhibitor enzim yang non kompetitif)

Enzim mempunyai dua sisi yaitu sisi aktif dan sisi untuk mekatnya penghambat.

Jika zat penghambat lebih dahulu melekat pada sisi untuk zat penghambat maka

enzim akan non aktif, demikian juga sebaliknya jika substrat yang menempel

terlebih dahulu maka enzim akan aktif.

E. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

a. Suhu

- Enzim tidak aktif pada suhu kurang dari 0ºC.

- Kadar tindak bals enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap kenaikan suhu

10ºC.

- Kadar tindak balas enzim yang paling optimum pada suhu 37ºC.

- Enzim akan binasa pada suhu tinggi yaitu lebih dari 50ºC.

b. Nilai pH

- Setiap enzim akan tetap aktif atau akan menunjukkan kegiatannya pada nilai pH

tertentu yang disebut sebagai pH optimum.

- pH optimum bagi kebanyakan enzim adalah pH 7.

- Terdapat beberapa pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut akan

menunjukkan kegiatannya pada pH 2, sementara enzim tripsin di dalam usus

kecil akan menunjukkan kegiatannya pada pH 8.

c. Konsentrasi enzim

- Pada kepekatan enzim rendah, nilai molekul substrat akan melebihi nilai

molekul enzim. Olejh karena itu, hanya sebagian kecil molekul substrat yang

dikatalisis oleh molekul enzim.

- Apabila kepekatan enzim bertambah, maka akan lebih banyak molekul substrat

yang akan dikatalisis oleh molekul enzim sampai suatu kadar maksimum.

- Penambahan kepekatan enzim selanjutnya tidak akan menambahkan tingkat

katalis enzim karena kepekatan substrat menjadi faktor penghambat.

d. Konsentrasi substrat

- Pada kepekatan substrat rendah, jumlah molekul enzim akan lebih banyak

daripada jumlah molekul substrat. Oleh karena itu, hanya sebagian kecil molekul

enzim yang dikatalis oleh molekul substrat.

- Apabila kepekatan substrat bertambah, maka molekul enzim akan mengkatalis

lebih banyak molekul substrat sampai satu kadar maksimum.

F. Enzim Amilase

Enzim amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau amilum.

Amilase dapat dikelompokkan menjadi 3 golongan enzim yaitu diantaranya α

amilase yang memecah pati secara acak dari tengah atau dari bagian molekul

karenanya disebut endoamilase yang terdapat pada tumbuhan. β amilase yang

menghidrolisis unit-unit gula dari ujung molekul pati karenanya disebut eksoamilase.

Glukoamilase yang dapat memecahkan glukosa dari terminal gula non pereduksi

substrat pati.

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Dalam penelitian ini terdapat banyak variabel-variabel percobaan yang saling

berpengaruh yaitu variabel manipulasi, variabel kontrol dan variabel respon sehingga

jenis percobaan ini disebut sebagai penelitian eksperimental

B. Variabel Penelitian

Variabel manipulasi : Kadar enzim amilase (0%, 25%, 50%, 100%)

Variabel kontrol : - Umur kecambah kacang hijau

- Volume cairan yang di ambil meliputi :

a. Larutan amilum 4%

b. Larutan KI-I2

c. Larutan fosfat sitrat buffer

Variabel respon : Waktu, perubahan warna yang terjadi setelah ditetesi

larutan KI-I2

C. Alat dan Bahan

Alat :

Mortar dan penumbuk porselin 1 buah

Tabung reaksi 8 buah

Gelas ukur 10 ml 1 buah

Tabung sentrifuge 4 buah

Centrifuge (pemusing) 1 buah

Cawan tetes 1 buah

Pipet kecil 4 buah

Lampu spirtus 1 buah

Pegangan tabung reaksi 1 buah

Korek api

Bahan :

Kecambah kacang hijau umur 2 hari 30 gr

Larutan amilum 4% 8 ml

Larutan KI-I2 8 ml

Larutan fosfat sitrat buffer pH = 5,6 (10 ml) 30 ml

Aquades secukupnya

D. Langkah Kerja

1. Menyiapkan biji kecambah kacang hijau berumur sehari, lalu membuang kulitnya.

2. Menimbang 20 gr kecambah kacang hijau yang telah dibuag kulitnya kemudian

menambahkan 20 ml larutan buffer fosfat sitrat sampai semua kecambah hancur.

3. Masukkan larutan kecambah ke dalam tabung reaksi, kemudian di centrifuge

selama 5 menit. Kemudian mengambil cairan bagian atas (supernatan) dan

memasukkan kedalam tabung reaksi. Cairan ini dianggap sebagai larutan enzim

amylase 100%.

4. Membuat enzim dengan kadar 0%; 25%; 50% dari enzim yang berkadar 100%

dengan cara sebagai berikut: Kadar 50% diperoleh dengan cara mengambil 5 ml

enzim 100% dan menambahkan aquades sampai volumenya 10 ml; kadar enzim

25% diperoleh dengan cara mengambil 5 ml enzim 50% dan ditambahkan aquades

hingga volumemenya mencapai 10 ml. Kadar enzim 0% diperoleh dengan cara

memanaskan 5 ml enzim 100% hingga mendidih.

5. Menyediakan tabung reaksi dan mengisinya dengan 5 ml larutan enzim 100%

kemudian menambahkan 2 ml larutan amilum 1%. Mengocok perlahan sampai

larutan tercampur. Saat mencampur larutan amilum dengan enzim ditetapkan

sebagai saat nol.

6. Meneteskan 1 tetes campuran larutan amilum dengan enzim pada cawan tetes lalu

mengujinya dengan 1 tetes larutan KI-I2. Mencatat waktu dimulai saat penetesan

larutan KI-I2.

7. Setiap 2 menit diambil 1 tetes campuran lalu diuji dengan 1 tetes larutan KI-I2

pada cawan tetes.

8. Mencatat perubahan warna yang terjadi pada lempeng penguji setiap 2 menit dan

mengulangi beberapa kali sampai terjadi perubahan warna yang akan dijadikan

control untuk kadar enzim 50%, 25%, 0%.

9. Mengulangi langkah 6 sampai 8 untuk kadar enzim 50%, 25%, 0%.

E. Desain Eksperimen

Biji kecambah yang berumur sehari

- di buang kulitnya

- di timbang 30 gr

Di hancurkan di cawan porselin dan menambahkan

Larutan buffer fosfat sitrat 30 ml

Dimasukkan dalam tabung reaksi

Di sentrifuse selama 5 menit

Supernatan diambil

Di masukkan dalam tabung reaksi

- dianggap enzim 100%

- ditambahkan dengan 2 ml amilum 1%

- dikocok sampai tercampur

Meneteskan pada lempeng penguji

Di tambahkan 1 tetes KI-I2 setiap 2 menit

sampai warna berubah menjadi merah

Mencatat waktu

Menguji dengan kadar enzim 50%, 25%, dan 0%

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Tabel Pengamatan Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Kecepatan Reaksi

Pengubahan Amilum Menjadi Glukosa

Waktu

(2

menit

ke-)

Perubahan warna yang terjadi pada konsentrasi enzim

100% 50% 25% 0%

1 Biru kehitaman Biru ++++++ Biru kehitaman +++

+

Biru tua

2 Biru tua Biru ++++ Biru kehitaman +++ Biru tua

3 Biru +++ Biru ++++ Biru kehitaman ++ Biru tua

4 Biru ++ Biru +++ Biru kehitaman

++

Biru tua

5 Kuning seperti KI- I2 Biru +++ Biru kehitaman

+

Biru tua

6 Biru +++ Biru ++++++ Biru tua

7 Biru ++ Biru +++++ Biru tua

8 Biru ++ Biru +++++ Biru tua

9 Biru + Biru ++++ Biru tua

10 Orange kebiruan

++

Biru ++++ Biru tua

11 Orange kebiruan

+

Biru +++ Biru tua

12 Orange ++++ Biru +++ Biru tua

13 Orange +++ Biru ++ Biru tua

14 Orange ++ Biru ++ Biru tua

15 Orange + Biru + Biru tua

16 Kuning seperti KI- I2 Orange kebiruan +++

Biru tua

17 Orange kebiruan ++

Biru tua

18 Orange kebiruan Biru tua

+19 Orange ++++ Biru tua

20 Orange ++++ Biru tua

21 Orange +++ Biru tua

22 Orange +++ Biru tua

23 Orange ++ Biru tua

24 Orange + Biru tua

25 Kuning seperti KI- I2

Biru tua

Keterangan :

+ : intensitas warna, semakin banyak maka warna semakin pekat.

2. Grafik kecepatan reaksi pengubahan amilum menjadi glukosa

0 25 50 100

0

4

8

12

16

20

24

28

Kadar Enzim (%)

Re

ak

si

Pe

ng

ub

ah

an

Am

ilu

m (

2 m

en

it k

e-)

B. Analisis Data

Berdasarkan data hasil pengamatan dan histogram diatas, maka dapat diketahui

bahwa besarnya konsentrasi enzim berpengaruh terhadap laju reaksi pengubahan

amilum menjadi glukosa. Laju reaksi pengubahan amilum menjadi glukosa tercepat

terjadi pada konsentrasi enzim 100% dengan laju reaksi sebesar 10 mol/menit dan

waktu yang dibutuhkan enzim amilase untuk mengubah warna biru menjadi kuning

seperti warna KI-I2 adalah 10 menit (2 menit ke-5). Selanjutnya laju reaksi

pengubahan amilum menjadi glukosa pada konsentrasi enzim 50% adalah 1,563

mol/menit dengan lama waktu yang dibutuhkan enzim amilase untuk mengubah

warna biru kehitaman menjadi kuning seperti warna KI-I2 adalah 32 menit (pada 2

menit ke-16). Untuk konsentrasi enzim 25% dengan waktu yang dibutuhkan enzim

amilase untuk mengubah warna biru kehitaman menjadi kuning seperti warna KI-I2

adalah 50 menit (pada 2 menit ke-25) dan diperoleh laju reaksi sebesar 0,5

mol/menit, sedangkan pada konsentrasi enzim 0% tidak terjadi reaksi sehingga nilai

laju reaksinya adalah nol mol/menit.

C. Pembahasan

Berdasarkan analisis diatas, maka dapat diketahui bahwa besarnya konsentrasi

enzim berpengaruh terhadap reaksi pengubahan amilum menjadi glukosa. Hal ini

terlihat dimana konsentrasi enzim 100% mempunyai nilai laju reaksi sebesar 10

mol/menit. Hal ini disebabkan karena pada saat reaksi berlangsung (dengan

konsentrasi enzim 100%), maka enzim akan meningkatkan proporsi molekul yang

mempunyai cukup energi untuk bereaksi sehingga laju reaksi akan berjalan lebih

cepat. Enzim akan menurunkan energi yang diperlukan reaksi dan bukan

meningkatkan jumlah energi dalam tiap molekul. Ini terjadi pada waktu substrat

diubah menjadi produk (hasil), penghalang (barrier) energi harus diatasi. Penghalang

tersebut adalah energi aktivasi. Adanya enzim akan menurunkan energi aktivasi

suatu reaksi. Jika energi aktivasi suatu reaksi itu rendah, maka akan lebih banyak

molekul (substrat) yang dapat bereaksi sehingga waktu yang diperlukan oleh enzim

amilase untuk mengubah amilum menjadi glukosa pun lebih singkat. Oleh karena itu,

laju reaksi pun menjadi lebih cepat.

Laju reaksi menurun pada konsentrasi enzim 50%, yakni menjadi 1,563

mol/menit dalam waktu 32 menit, serta laju reaksi juga menurun pada konsentrasi

enzim 25% yang bernilai 0,5 mol/menit dalam waktu 50 menit. Hal ini dikarenakan

pada konsetrasi enzim tersebut mempunyai kecepatan reaksi yang lambat sebab saat

substrat diubah menjadi produk (hasil), penghalang (barrier) yang disebut energi

aktivasi tidak dapat dikurangi (diturunkan) dalam reaksi tersebut. Karena energi

aktivasi tinggi, maka molekul (substrat) lebih sedikit yang bereaksi sehingga waktu

yang diperlukan pun lebih lama dan pada akhirnya laju reaksi pun lebih lambat.

Pada konsentrasi enzim 0% tidak terjadi reaksi sehingga tidak terjadi reaksi

pengubahan amilum menjadi glukosa karena enzim tidak aktif/rusak. Ketidakaktifan

enzim disebabkan karena enzim dipanaskan. Akibat pemanasan tersebut, meka enzim

yang merupakan protein mengalami denaturasi, yakni peristiwa perubahan struktur

protein dari bentuk tiga dimensi menjadi tidak beraturan sehingga substrat tidak

dapat terikat dengan enzim. Oleh karena itu enzim kehilangan sifat katalisnya.

D. Diskusi

1. Dari tes KI-i2 pada larutan amilum + enzim 100% warna apa yang saudara

peroleh mengapa demikian?

Warna yang diperoleh dari tes KI-I2 pada larutan amilum ditambah dengan enzim

100% adalah putih kebiruan dan putih keruh. Warna awal adalah biru karena pada

saat tersebut enzim amylase baru mulai bekerja. Yang selanjutnya sampai akhir

menunjukkan warna putih keruh hal ini dikarenakan enzim amylase sudah aktif

bekerja, yakni memecah atau mengubah amilum menjadi glukosa sehingga sudah

tidak ada amilum lagi. Apabila sebelum berwarna keruh, masih nampak adanya

warna biru, berarti masih terdapat amilum yang belum dipecah menjadi glukosa,

dimana warna biru merupakan indikasi reaksi antara iodine dengan amilum.

2. Apa fungsi dari Fosfat Sitrat Buffer?

Fosfat sitrat buffer berfungsi untuk menjaga pH bagi enzim amylase, sehingga

amylase tidak rusak, fungsi lain adalah sebagai larutan penyangga, yakni untuk

menjaga agar enzim tetap dapat bekerja aktif dan tidak rusak pada kondisi optimum

serta menjaga kondisi agar tidak terlalu basa.

3. Faktor-faktor apa sajakah yang mempengaruhi kerja enzim?

Suhu, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, waktu, konsentrasi produk.

BAB V

PENTUTUP

A. Simpulan

1. Makin tinggi konsentrasi atau kadar enzim amilase, maka kecepatan reaksi

pengubahan amilum menjadi glukosa semakin besar.

2. Ketka tidak ada enzim amilase, maka tidak terjadi reaksi pengubahan amilum

menjadi glukosa.

B. Saran

1. Saat menghaluskan kacang hijau diusahakan benar-benar halus, sehingga setelah

disentrifuge didapatkan larutan supernatan yang banyak.

2. Saat menetesi KI-I2 ke dalam cawan tetes harus sama dengan jumlah tetesan

larutan amilum agardidapatka hasil percobaan yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, A.L.1993. Dasar-dasar Biokimia jilid 1. Jakarta : Erlangga

Poedjadi, Anna dan F M Titin Supriyanti. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI-

Press

Sasmitamihardja, Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung : FMIPA ITB

Soerodikoesoemo, Wibisono. 1993. Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan. Jakarta :

Universitas Terbuka

Rahayu, Yuni Sri dkk. 2008. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Surabaya :

Laboratorium Fistum-Biologi UNESA

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Kecepatan Reaksi Pengubahan

Amilum Menjadi Glukosa

OLEH :

SILVIA ESTUNINGSIH

093204017

PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2011