chremo: LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA TANAMAN -- ENZIM KATALASE

Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme. dalam sel enzim ini diproduksi oleh organel badam mikro peroksiso. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2), merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan. Hidrogen peroksida dengan rumus kimia bila H2O2 ditemukan oleh Louis Jacquea Thenard pada tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia organik yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O) ditandai dengan timbulnya gelembung. Bentuk reaksi kimianya adalah:

2H2O2 --> 2H2O + O2

Enzim tertentu dapat bekerja secara optimal pada kondisi tertentu pula. Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut :

Suhu : Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas).

Derajat keasaman (pH) :Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = 7). Di luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.

Konsentrasi enzim, substrat, dan kofaktor : Jika pH dan suhu suatu sistem enzim dalam keadaan konstan serta jumlah substrat berlebihan, maka laju reaksi sebanding dengan jumlah enzim yang ada. Jika pH, suhu dan konsentrasi enzim dalam keadaan konstan, maka reaksi awal hinga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor, maka konsentrasi substrat dapat menetukan laju reaksi.

Inhibitor enzim : Kerja enzim dapat dihambat, baik bersifat sementara maupun tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Pada konsentrasi substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi.(Anonim,2009)

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun.

Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2O2 -> H2O + 1/2O2 + 23.45 kcal/mol

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin

2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn

3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10oC (dalam range temperatur 20-100oC)

4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)

5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya

6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi

7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika (pembuatan PCB). Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun saat ini di Indonesia sudah terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida seperti PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Degussa Peroxide Indonesia, dan PT Samator Inti Peroksida, tetapi kebutuhan di dalam negeri masih tetap harus diimpor.(Skuler, 2007)

Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh organisme. Enzim pencernaan banyak terdapat dalam sel-sel tubuh. Enzim merupakan zat yang membantu semua kegiatan yang dilakukan sel. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2) bila tidak segera diuraikan, senyawa ini akan bersifat racun dan merusak sel itu sendiri. Dengan adanya enzim katalase, senyawa Hidrogen Peroksida (H2O2) dapat diuraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya.(Sheila, 2011)

Seluruh reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel, memerlukan jasa enzim. Enzim di sintesis di dalam sel, tetapi aktivitasnya tidak selalu di dalam sel. Berbagai reaksi kimia yang dikendalikan oleh enzim, antara lain respirasi, pertumbuhan, perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, pencernaan, fiksasi nitrogen, dan pembentukan urine.

Enzim mempunyai sifat-sifat:

Enzim berfungsi sebagai katalisator, artinya sebagai zat yang mampu mempercepat reaksi kimia, tetapi enzim tidak ikut bereaksi.Denagn demikian enzim tidak diperlukan dalam jumlah yang banyak.

Enzim adalah suatu protein, ini terbukti karena enzim di dalam larutan membentuk suatu koloid.

Kerja enzim bersifat khusus/khas, artinya bahwa enzim tidak dapat bekerja pada semua zat, tetapi hanya mampu menghidrolisis H2O2 + O2.

Enzim tidak tahan panas. Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh suhu lingkungan dalam sel. Kebanyakan enzim akan aktif pada kisaran suhu tertentu.

Ada dua teori mengenai cara kerja enzim, yaitu teori lock and key (gombok-anak kunci) dan induced fit (kecocokan terinduksi).

Teori gembok-anak kunci

sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja. Entuk substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Substrat yang mempunyai bentuk ruang yang sesuai dengan sisi aktif enzim akan berikatan dan membentuk kompleks transisi enzim-substrat. Senyawa transisi ini tidak stabil sehingga pembentukan produk berlangsung dengan sendirinya. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.

Teori induced fit

Reaksi antara substrat denan enzim berlangsung karena adanya induksi molekul substrat terhadap molekul enzim. Menurut teori ini, sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam menyesuaikan struktur sesuai dengan struktur substrat. Ketika substrat akan terinduksi dan kemudian mengubah bentuknya sedikit sehingga mengakibatkan perubahan sisi aktif yang semula tidak cocok menjadi cocok (fit). Kemidian terjadi pengikatan substrat oleh enzim, yang selanjutnya substrat diubah menjadi produk. Produk kemudian dilepaskan dan enzim kembali pada keadaan semula, siap untuk mengikat substrat baru.(Anonim, 2009)

II. Tujuan

Mengerti apa yang dimaksud dengan enzim?

Mengetahui perbedaan aktifitas enzim katalase pada perbedaan perlakuan sample?

Mengetahui faktor yang mempengaruhi kerja enzim?

III. Alat, bahan, dan Cara kerja

3.1. Alat : Timbangan analitik, mortar, pestel, kain saring, sendok, beaker glass 100 ml, pipet tetes, pipet ukur, pilius, tabung reaksi, rak tabung, labu takar 50 ml, erlenmeyer 100 ml, corong gelas, buret, statif, nampan

3.2. Bahan: daun bayam liar(A. gracilus), buffer fosfat 0,02M pH 7, akuades, H2O2 0,05M dalam buffer fosfat, KCN 5.10-5 M. H2SO4 6N KMnO4 0,005M, dan es batu.

3.3. Cara kerja:

1. Pengamblian ekstrak bayam mengandung katalase

Mengambil bayam liar dan ditimbang 50gr dengan timbangan analitik.

Menghaluskan daun bayam sengan mortar dan pastle.

Menambahkan buffer fosfat pada daun bayam yang dihaluskan.

Menyaring ekstrak daun bayam dan buffer dengan menggunakan kaion saring.

Cairan ekstrak daun bayam kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 50ml dan ditambahkan dengan buffer fosfat hingga batas tera.

2. Preparasi percobaan

menyiapkan 5 buah erlenmeyer 100ml dan diberi tanda.

Erlenmeyer 1 diisi dengan 10 ml buffer pospat, 2 ml H2O2 dalam buffer pospat, 1,5 ml aquades.

Erlenmeyer 2 diisi dengan 10 ml buffer pospat, 2 ml H2O2 dalam buffer pospat, 1 ml aquades, dan 0,5 ml campuran ekstrak bayam. Diamkan selama 5 menit dalam nampan berisi es.

Erlenmeyer 3 diisi dengan 10 ml buffer pospat, 2 ml H2O2 dalam buffer pospat, 1 ml aquades, tambahkan 0,5 ml ekstrak bayam yang telah dipanaskan. Diamkan selama 5 menit dalam nampan berisi es.

Erlenmeyer 4 diisi dengan 10 ml buffer pospat, 2 ml H2O2 dalam buffer pospat, 1 ml aquades, dan 0,5 ml KCN, dan 0,5 ml campuran ekstrak bayam. Diamkan selama 5 menit dalam nampan berisi es.

Erlenmeyer 5 diisi dengan 10 ml buffer pospat, 2 ml H2O2 dalam buffer pospat, 1 ml aquades, dan 1 ml KCN, dan 0,5 ml campuran ekstrak bayam. Diamkan selama 5 menit dalam nampan berisi es.

3. Inkubasi dan penghentian reaksi

Menginkubasi pada suhu 0oc setiap erlenmeyer selama 5menit dari waktu penambahan ekstrak daun bayam(kecuali erlenmeyer III) dengan meletakkan pada nampan berisi es batu(erlenmeyer II diinkubasi pada suhu ruang).

Menambahkan 2ml H2SO4 setelah tepat 5 menit inkubasi.

4. Titrasi dan perhitungan aktivitas katalase.

Mentitrasi cairan pada erlenmeyer dengan KMnO4 0,005M.

Mencatat jumlah titrasi yang diperlukan untuk mencari H2O2 yang tidak bereaksi dengan katalase.

IV. Hasil Pengamatan dan Pembahasan

4.1. Hasil pengamatan :

4.1.1. Hasil titrasi

Sampel Erlenmeyer Jumlah titrasi (ml) n H2O2(µmol)

1 8,7 -8,75

2 8,7 -8,75

3 3,5 56,25

4 8,9 -12,5

5 8,4 -5

3.2.

</script>

Pembahasan

Enzim adalah senyawa organik yang tersusun atas protein yang dalam peristiwa metabolisme bertindak sebagai katalisator. Artinya zat yang mampu mempercepat reaksi kimia tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Katalisator sadalah zat yang mampu mempercepat reaksi kimia terhadap zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Kondisi dalam suhu yang direndam dalam air es berada dalam suhu yang rendah maka enzim tidak dapat bekerja dengan baik namun tidak rusak akan tatpi suhunya kembali normal dan enzimnya tetap bekerja. Katalase mampu mempercepat reaksi penguraian hidrogen peroksida hingga pada suhu 0oc. Pada praktikum ini, enzim katalase yang digunakan adalah bayam cabut. Karena dalam daun bayam mengandung enzim katalase yang dapat merombak H2O2. Bayam cabut diberi sedikit buffer phosphat agar mudah dihaluskan setelah itu dilakukan penyaringan untuk mengambil ekstraknya . Setelah kita dapat ekstrak daun bayam, ditambahkan lagi buffer phosphat pH 7 sampai 50ml. Penambahan buffer phosphat ini agar pH pada enzim katalase netral. Karena enzim katalase bekerja dengan baik pada keadaan pH < 7.

Dalam percobaan ini, pada erlenmeyer1 sampai dengan5 ditambahkan buffer phosphat dan H2O2. Dalam hal ini H2O2 merupakan racun. Aquades juga ditambahkan pada erlenmeyer1 sampai erlenmeyer4. Aquades ditambahkan untuk menyamakan volume dari erlenmeyer1 sampai erlenmeyer5 yaitu 13,5 ml. Pada erlenmeyer1 tidak ditambahkan enzim katalase tetapi ditambahkan air untuk membuat volume menjadi 13,5 ml dan ditambahkan H2SO4 dan langsung dititrasi. Volume hasil titrasi dari erlenmeyer1 sebanyak 8,7ml.Volume ini digunakan sebagai patokan untuk percobaan selanjutnya.

Pada erlenmeyer2, ditambahkan enzim katalase saat erlenmeyer masih diletakkan dalam nampan es, 5menit setelah penambahan katalase yang bertujuan supaya enzim tidak rusak dan dalam keadaan yang baik untuk bekerja menghambat H2O2,lalu langsung ditambahkan H2SO4, H2SO4 berfungsi sebagai penon aktif enzim katalase ini, sehingga dapat diamati perbubahan warna yang terjadi saat dilakukan titrasi.Dan hasil yang didapat adalah 3,5 ml,hal ini terjadi karena enzim menghambat kerja dari H2O2 sehingga volumenya lebih rendah dari erlenmeyer 1.

Pada erlenmeyer3, enizm dipanaskan. Hal ni bertujuan agar kita dapat membedakan bagaimana kinerja enzim, jika dipanaskan dan jika enzim dalam keadaan suhu yang rendah. Enzim katalase jika dipanaskan atau bekerja pada suhu yang tinggi akan merusak enzim katalase. Hal ini ditunjukkan pada hasil titrasi yaitu sebesar 8,7 ml hal ini terjadi karena H2O2 tidak terhambat oleh kerja dari enzim yang sudah rendah sehingga volumenya menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan erlenmeyer2 yang di kondisikan pada enzim yang tidak dipanaskan.

Pada erlenmeyer4, ditambahkan KCN sebanyak 0,5ml,dan enzim katalase.Hasil yang didaptkan dalam percobaan ini adalah 4,3 ml.Hal ini terjadi karena KCN tidak menghambat kerja dari enzim katalase sehingga kerja H2O2 terhambat oleh enzim katalase yang dicampurkan dalam erlenmeyer ini.

Pada erlenmeyer5,volume KCN ditambah menjadi 1 ml dan enzim katalase juga ditambahkan dalam erlenmeyer.Hasil yang di peroleh dari percobaan ini adalah 8,4 ml.Hal ini terjadi karena kerja dari enzim katalase dihambat oleh KCN yang merupakan basa kuat.Enzim katalase sendiri tidak dapat bekerja dengan baik di keadaan basa yang kuat sehingga kerja dari H2O2 tidak dapat dihambat oleh enzim katalase sendiri.

Dalam pengcekan hasil titrasi dapat dilihat secara visual berupa perubahan warna dari H2O2 menjadi merah mudah.Pada erlenmeyer yang dicampur dengan enzim terjadi perubahan warna tetapi beberapa menit kemudian menjadi bening lagi ini dikarenakan enzim menyetabilkan warna dalam erlenmeyer sehingga menjadi bening kembali.

V.Kesimpulan

1. Enzim adalah protein yang memiliki peranan menjadikatalis dalam proses metabolisme dalam tubuh mahluk hidup. Enzim bisa mempercepat reaksi kimia di tempat metabolisme tersebut berlangsung.

2. Perbedaan mol H2O2, pada setiap semple berbeda, sesuai dengan perlakuan. Dimana sample 2 sama dengan sampel 1 dikarenakan proses pendinginan pada suhu minimum, sehingga enzim tidak beraktifitas. Sedangkan pada sample ke 3 dengan proses pemanasan pada suhu 70oC, sedangkan tanaman tropis bisa bertahan pada suhu ekstrem maksimal 50oC. Hal ini bisa mengakibatkan enzim rusak, sehingga titrasi sangat sedikit. Pada sampel 4 dan 5 dimana sampel diberi inhibitor KCN, sehingga bisa menghambat kerja enzim.

3. kerja suatu enzim katalase dipengaruhi oleh pH, suhu tertentu, inhibitor, dan konsentrasi enzim tersebut.

Daftar Pustaka

Anonim, 2009. http://primawarta.blogspot.com.

diakses pada tanggal 24/03/2012 pukul 14.00WIB.

Anonim, 2009.http://assyifa-faizirah.blogspot.com/

diakses pada tanggal 24/03/2012 pukul 14.40WIB.

Sheila, Fitri. 2011. http://vidtrie.wordpress.com/biologi-sma/praktikum-biologi.

Diakses pada tanggal 25/03/2012 pukul 13.14WIB.

Skuler, 2007. http://www.h2o2.com/intro/overview.html.

Diakses pada tanggal 25/03/12 pukul 13.36 WIB

Lampiran

Jumlah mol H2O2 awal yang diberikan pada setiap erlenmeyer

n = M.V

= 0,05M . 2ml = 0,1mmol = 100mol

Sampel 1

titrasi 0 – 8,7 = 8,7 ml

Mol KMnO4 yang dibutuhkan

n KMnO4 = M.V=0,005 x 8,7

= 0,0435 mmol= 43,5mol

Mol H2O2 yang dibutuhkan saat titrasi

n H2O2

=5/2×n KMnO_4

=5/2×43,5 μmol=108,75 μmol

Jumlah mol H2O2 yang bereaksi dengan katalase ekstrak daun bayam

= n H2O2 awal – N H2O2 titrasi

=100μmol-108,75μmol

= -8,75 μmol

Sampel 2

titrasi 8,7-17,4 = 8,7 ml

Mol KMnO4 yang dibutuhkan

n KMnO4 = M.V=0,005 x 8,7

= 0,0435 mmol= 43,5mol

Mol H2O2 yang dibutuhkan saat titrasi

n H2O2

=5/2×n KMnO_4

=5/2×43,5 μmol=108,75 μmol

Jumlah mol H2O2 yang bereaksi dengan katalase ekstrak daun bayam

= n H2O2 awal – N H2O2 titrasi

=100μmol-108,75μmol

= -8,75 μmol

Sampel 3

Titrasi 17,4 20,9 = 3,5 ml

Mol KMnO4 yang dibutuhkan

n KMnO4 = M.V=0,005 x 3,5

= 0,0175mmol= 17,5mol

Mol H2O2 yang dibutuhkan saat titrasi

n H2O2

=5/2×n KMnO_4

=5/2×17,5 μmol=43,75 μmol

Jumlah mol H2O2 yang bereaksi dengan katalase ekstrak daun bayam

= n H2O2 awal – N H2O2 titrasi

=100μmol-43,75 μmol

= 56,25 μmol

Sampel 4

Titrasi 20,9-29,8 = 8,9 ml

Mol KMnO4 yang dibutuhkan

n KMnO4 = M.V=0,005 x 8,9

= 0,0445mmol= 44,5mol

Mol H2O2 yang dibutuhkan saat titrasi

n H2O2

=5/2×n KMnO_4

=5/2×44,5μmol=112,5 μmol

Jumlah mol H2O2 yang bereaksi dengan katalase ekstrak daun bayam

= n H2O2 awal – N H2O2 titrasi

=100μmol-112,5 μmol

= -12,5 μmol

</script>

Sampel 5

Titrasi 29,8 – 38,2 = 8,4 ml

Mol KMnO4 yang dibutuhkan

n KMnO4 = M.V=0,005 x 8,4

= 0,042mmol= 42mol

Mol H2O2 yang dibutuhkan saat titrasi

n H2O2

=5/2×n KMnO_4

=5/2×42μmol=105 μmol

Jumlah mol H2O2 yang bereaksi dengan katalase ekstrak daun bayam

= n H2O2 awal – N H2O2 titrasi

=100μmol-105 μmol

= 5 μmol

chremo

LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA TANAMAN -- ENZIM KATALASE

No comments:

Post a Comment