laporan IPN 9 tan ( pengujian aktivitas enzim )

Laporan Praktikum ke : 9                                      Hari / Tanggal : Senin / 17 Mei 2010

Integrasi Proses Nutrisi                                         Tempat           : Laboratorium Biokimia,

Fisiologi dan Mikrobiologi

Asisten            : – Ariffah Rizqiani

AKTIVITAS ENZIM

Intan Nursiam

D24080094

DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN

FAKULTAS PETERNAKAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2010

PENDAHULUAN

Latar belakang

Enzim adalah senyawa protein yang dapat mempercepat atau mengkatalis reaksi kimia. Enzim berperan dalam mengubah laju reaksi, sehingga kecepatan reaksi yang dihasilkan dapat dijadikan keukuran keaktifan enzim. Enzim hanya dapat bereaksi pada pH dan temperature tertentu. Karena enzim adalah protein, maka enzim dalam pakan rentan terdenaturasi atau rusak oleh enzim pencernaan atau sesuatu yang dapat mengubah struktur enzim.

Enzim adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh sel hidup. Katalisator adalah substansi yang dapat merubah kecepatan reaksi kimiawi tetapi tidak merubah hasil reaksi. Ciri yang khas dari enzim ditandai oleh adanya spesifikasi untuk substrat yang mirip secara biologis. Cara kerja dari enzim ini sendiri sangat tergantung dari suhu serta lamanya waktu reaksi yang diberikan.

Adanya enzim dalam proses pencernaan dalam tubuh ternak sangat membantu dalam proses anabolishme maupun katabolihsme dari bahan makanan. Dengan adanya bantuan dari enzim amylase ternak mampu memecah rangkaian pati menjadi molekul-molekul gula yang lebih sederhana.

Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim, khususnya enzim urease dan untuk mengetahui pengaruh jenis kacang-kacangan terhadap aktivitas enzim urease.

TINJAUAN PUSTAKA

Enzim

Enzim adalah senyawa probiotik yang dapat mempercepat atau mengkatalis reaksi kimia. Enzim berperan dalam mengubah laju reaksi, sehingga kecepatan reaksi yang dihasilkan dapat dijadikan ukuran keaktifan enzim (Applegate dan Angel, 2004). Enzim yang dapat bereaksi pada pH dan temperatur tertentu. Enzim phytace bekerja optimum pada pH 5,3 dan suhu 550C. Namun reaki tercepat pada pH 5,3 dan terjadi pada suhu 370C (Sugiura et al, 2001).

Karena enzim adalah probiotik maka enzim dalam pakan rentan terdenaturasi atau rusak oleh enzim pencernaan atau seseuatu yang dapat merubah struktur enzim (Applegate dan Angel, 2004). Enzim adalah senyawa protein yang dapat mempercepat atau mengkatalis reaksi kimia. Enzim berperan dalam mengubah laju reaksi, sehingga kecepatan reaksi yang dihasilkan dapat dijadikan keukuran keaktifan enzim (Gaman dan Sherington, 1992). Enzim hanya dapat bereaksi pada pH dan temperature tertentu. Karena enzim adalah protein, maka enzim dalam pakan rentan terdenaturasi atau rusak oleh enzim pencernaan atau sesuatu yang dapat mengubah struktur enzim (Yangel, 2004).

Enzim adalah biokatalis yang diproduksi oleh jaringan hidup dan mampu meningkatkan laju reaksi dalam jaringan (Montgomery, 1993). Enzim mampu meningkatkan reaksi kimia tetap tidak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya serta tidak mengubah oleh reaksi yang dikatalisnya serta tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia. pH dan temperatur mempengaruhi aktivitas enzim (Toha, 1993).

Enzim adalah senyawa organik yang tersusun atas protein yang peristiwa metabolisme bertindak sebagai katalisator, artinya zat yang mampu mempercepat reaksi kimia tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi. Menurut Shahib (1992), enzim adalah katalisator yang mempercepat reaksi kimia dalam makhluk hidup atau badan system biological. Lakitan (2001) menyatakan, enzim merupakan salah satu lintasan metabolisme yang dapat mempercepat laju reaksi dan berkemampuan sebagai katalisator, artinya ion-ion dan senyawa organik yang diserap dari dalam tanah oleh tumbuhan. Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa enzim merupakan katalis yang lebih khas dan lebih kuat dibandingkan dengan ion-ion logam atau senyawa lainnya yang diserap tumbuhan dari tanah.

Anti-enzim

Zat anti-enzim merupakan suatu zat yang terdapat dalam makanan yang dapat menghalangi atau mencegah bekerjanya suatu enzim. Inhibitor ini tidak hanya mengurangi penyerapan protein. Aktivitas anti enzim ini akan hilang dengan adanya pemanasan. Contoh dari anti enzim ini antara lain terdapat pada kacang kedelai mentah dimana terdapat suatu globulin dengan berat molekul besar, yang dapat berikatan dengan tripsin, sehingga menjadi suatu kompleks yang tidak mempunyai kekuatan sebagai enzim. Anti enzim ini dinamakan tripsin inhibitor. Inhibitor ini juga ditemukan pada kacang-kacangan yang lain, kentang, dan putih telur. Pada kacang kedelai juga ditemukan chymotrisin inhibitor. Protein inhibitoryang ditemukan terutama pada kacang-kacangan (leguminosa) menghalangi bekerjanya enzim proteolitik. Pada kacang kedelai, perebusan (pemanasan) menghalangi atau mencegah aktivitas trysin inhibitor tergantung temperatur dan lamanya pemanasan (Liener, 1969).

Ureases

Ureases disebut juga urea amidohidrolases. Ureases merupakan enzim yang mengkatalis hidrolisis dari urea menjadi karbon dioksida dan ammonia :

(NH2)2CO+H2O→CO2+2NH3
Urea + Water —urease–> Ammonium Carbonate

Ureases adalah sebuah protein yang ditemukan dalam bakteri, kapang, dan beberapa tanaman tingkat tinggi. Karakteristiknya yaitu pH optimum 7,4 suhu optimum 64 celcius dengan spesifikasi enzimatis : urea dan hidroksi urea. Beberapa tanaman memanfaatkan ureases untuk keperluan yang sama. Ureases ditemukan dalam jumlah yang besar pada jack bean, kacang kedelai dan beberapa biji tanaman lainnya. Ureases juga terdapat pada beberapa jaringan binatang dan pencernaan mikroorganisme. Ureases penting dalam sejarah enzimologi sebagai enzim pertama yang dimurnikan dan dikristalakan (Sumner, 1926).

Karakteristik enzim urease yaitu :

  1. Tempat aktifnya metal : nikel (II)
  2. Berat molekul : 480 kDa atau 545 kDa dari Jack Bean Urease (kalkulasi massa dari rangkaian asam amino).
  3. Ph Optimum : 7.4
  4. Temperatur optimum : 60 0C
  5. spesifik enzim : urea dan Hydroxyurea
  6. Inhibitor : Logam berat

Urea

Salah satu sumber nitrogen non-protein (NPN) yang umum digunakan adalah urea. Urea dibuat dengan jalan mereaksikan ammonia dan karbondioksida (Fardiaz, 1992). Urea merupakan sumber amoniak dari senyawa spesifik, kandungan urea yang tinggi akan dirombak menjadi basa menguap oleh aktivitas bakteri. Tingginya kandungan urea akan membentuk sejumlah besar amoniak yang mempengaruhi kenormalan kandungan total volatile basa.Selama penyimpanan, jumlah amoniak yang terbentuk relatif tidak dipengaruhi oleh suhu (Simidu, 1961).

Kacang-kacangan

Kacang-kacangan merupakan salah satu sumber protein nabati.

Komposisi gizi beberapa jenis kacang per 100 gr berat kurang

Komponen Satuan Kacang kedelai Kacang tanah Kacang ijo
Kalori Kkal 477,6 595 391
Protein G 37,7 26,4 24,7
Lemak G 19,6 44,6 1,4
Karbohidrat G 36,3 19,5 69,9
Kalsium Mg 245,4 60,4 138,9
Fosfor Mg 632,4 348,9 355,5
Besi Mg 8,6 1,4 7,4
Vitamin A Iu 118,9 0 174,4
Vitamin B Mg 1,2 0,3 0,7
Air G 7,5 4,0 10

(Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 1992)

Kacang Kedelai

Protein kedelai mempunyai sifat-sifat khusus, yaitu mempunyai kemampuan untuk mengikat air, punya daya emulsi, pembentuk gel, pembentuk lapisan film, pembentuk adonan, pengental (Somadtja, 1964). Kandungan amino lisinnya tinggi. Asam amino lisin dibutuhkan untuk membantu produksi antibodi, hormon dan enzim (Flodin, 1997). Protein kedelai mempunyai sifat-sifat khusus yaitu mempunyai kemampuan untuk mengikat air punya daya emulsi, pembentuk gel, pembentuk lapisan film, pembentuk adonan dan pengental. Kandungan amino lisinnya tinggi. Asam amino dibutuhkan untuk membantu produksi antibody hormone dan enzim (Flodin 1997). Kacang kedelai mempunyai rasa langu karena keberadaan enzim lipoksigenase. Enzim ini umumnya terdapat pada bagian lembaga pada kacang-kacangan. Pada kacang kedelai aktivitas enzim lipoksigenase lebih aktif daripada kacang tanah dan kacang hijau (Ketaren 1998). Enzim lipoksigenase mengkatalis oksidasi asam lemak tak jenuh sehingga menjadi tengik dan tidak stabil selama penyimpanan. Kacang kedelai asam lemak tak jenuh sebesar 85% (Somatmadja, 1964). Pembentukan bau langu pada kacang kedelai mungkin terjadi akibat adanya aktivitas enzimatik dari lipokgenase (Wolf, 1975). Kacang kedelai mempunyai kandungan protein sebesar 35% (Suprapto, 1997).

Kacang kedelai mempunyai rasa langu karena keberadaan enzim lipoksigenase. Enzim ini umumnya terdapat pada bagian lembaga pada kacang-kacangan. Kacang kedelai aktivitas enzim lipoksinage paling aktif daripada kacang tanah, kacang kedelai, kacang hijau (Ketaren, 1986). Enzim lipoksinage mengkatalis oksida asam lemak tidak jenuh sehingga menjadi tengik dan tidak stabil selama penyimpanan. Kacang kedelai mengandung asam lemak tidak jenuh sebesar 85 % (Somdat madza, 1964). Pembentukan bau langu pada kacang kedelai kemungkinan terjadi akibat aktivitas enzimatik dari enzim lipoksigenase (Wolf, 1975)

Kacang tanah

Divisi               :Spermatophyta

Sub-divisi        :Angiospermae

Class                :Dicotyledoneae

Ordo                :Rosales

Famili              :Papilionaceae

Genus              :Arachis

Spesies            :Arachis hypogaea

(Suprapto, 2004)

Pengolahan kacang tanah dengan panas akan memperbaiki aroma, flavour, dan tekstur kacang tanah tetapi menurunkan daya tahan komponen minyak akibat rusaknya antioksidan alami. Sebagai besar ketengikan yang terjadi pada kacang tanah disebabkan karena minyak yang dikandungnya. Pengeluaran sebagian atau seluruh minyak akan membuat kacang tanah lebih tahan lama (Woodrof 1983).

Kacang tanah mengandung vitamin A hingga 26/Iu/100gr dan vitamin E (tokoferol) hingga 0,05% dan terdiri dari a-, b-, dan d- tokoferol (Woodrof, 1983). Sebagian besar ketengikan yang terjadi pada kacang tanah ini, terutama disebabkan minyak yang dikandungnya. Pengeluaran sebagian atau seluruh minyak akan membuat kacang tanah lebih tahan.

Kacang hijau

Divisi               :Spermatophyta

Sub-divisi        :Angiospermae

Class                :Dicotyledoneae

Ordo                :Rosales

Famili              :Papilionaceae

Genus              :Vigna

Spesies            :Vigna radiate atau Phaseolus radiatus

Kacang hijau mempunyai daya cerna protein yang cukup tinggi yang dipengaruhi oleh cara pengolahanya. Penggorengan dan perkecambahan akan menurunkan PER sedangkan perebusan akan meningkatkan PER (Anonim, 1973). Kulit pada kacang hijau melindungi biji dari ketengikan, kekeringan, kerusakan fisik, kerusakan mekanik, serangan kapang dan serangga.

Kacang hijau mempunyai daya cerna protein yang cukup tinggi, sebesar 81%, yang dipengaruhi cara pengolahannya. Penggorengan dan perkecambahan menurunkan PER sedangkan perebusan meningkatkan PER (Anonim, 1973). Buah polong kacang hijau berbentuk bulat silindris atau pipih dengan ujng runcing atau tumpul. Polong muda berwarna hijau tua atau hijau kelam dan setelah tua polong berwarna hitam atau coklat jerami dengan panjang 6-15 cm dan tiap polong berisi 6-16 biji bulat agak memanjang.

Polong umumnya lebih kecil dibanding kacang-kacang lain (Kay, 1979). Warna kebanyakan hijau kusam atau hijau mengkilat, beberapa ada yang berwarn kuning, coklat, dan hitam (Soeprapto, 1993). Biji kacang hijau secara umum terdiri dari 3 bagian yaitu kulit, endosperma, dan lembaga. Kulit melindungi biji dari ketengikan, kekeringan, kerusakan fisik, mekanik, serangan kapang, dan serangga, Endosperma merupakan biji yang mengandung cadangan makanan untuk pertumbuhan lembaga. Lembaga akan membesar saat pertumbuhan biji tinggi (Soeprapto dan Sutarmin, 1990).

Komposisi gizi kacang hijau per 100 gr bahan mentah: energi (323 kal). Air (15,59 g), protein (22,9 g), lemak (1,5 g), karbohidrat (56,80 g), serat (7,5 g), abu (3,3 g), kalsium (223 mg), fosfor (319 mg), besi (7,5 mg), vitamin B1 (0,46 mg), vitamin C (16 mg), karoten total (223 mkg) (Slamet dan Parwodjo, 1980). Zat anti gizi pada kacang hijau antara lain tripsin inhibitor, hemaglutinin, dan asam fitat (Matthew, 1989). Kerusakan zat anti gizi terjadi melalui proses pemanasan tergantung pada suhu, lama pemanasan, ukuran partikel, dan kadar air bahan yang dipanaskan (Astawan, 2004). Perendaman kacang-kacangan dalam air, proses perkecambahan, dan fermentasi mencegah timbulnya  flatulensi. Proses perendaman dalam air panas dan fermentasi karena terjadi hidrolisis asam fitat menjadi inositol dan asam fosfat oleh enzim phytase yang diaktifkan selama perendaman dan fermentasi (Koswra, 1995).

MATERI DAN METODE

Materi

Bahan yang digunakan dalam praktikum uji aktivitas enzim urease adalah, Kacang kedelai, kacang tanah, kacang kedelai sangria, kacang hijau, kacang dadap, cairan rumen dan Urea 2%.

Alat yang digunakan dalam praktikum uji aktivitas enzim urease adalah, timbangan, Freezer, Lemari es, tabung reaksi, Wadah film , dan  Shaker Waterbath.

Metode

  • Pengaruh suhu terhadap enzim urease
    • Ditimbang (gr tepung kacang kedelai ) kedalam wadah, ditutup, biarkan 15 menit pada suhu yang diinginkan (00C, 40C, 250C,500C, 750C)
    • Pipet larutan 2 mL Urea 2% kedalam wadah yang lain, tutup dan biarkan 15 menit (00C, 40C, 250C,500C, 750C)
    • Seteah 15 menit campurlah kedua tabung tesebut dan amati perubahan yang terjadi ( bau Amoniak) pada waktu 0, 5, 10, 15 menit
    • Pengaruh jenis kacang-kacangan terhadap aktivitas enzim urease.
      • Timbang masing-masing 1gr kacang kedelai, kacang kedelai sangria, kacang ijo, dan kacang tanah pada wadah film yang berbeda, tutup dan biarkan 15 menit pada suhu ruang
      • Pipet larutan urea 2 ml 2% kedalam wadah film, tutup dan biarkan 15 menit pada suhu ruang
      • Campurkan larutan urea kedalam tiap wadah film (kacang kedelai, Kacang ijo, dan kacang tanah
      • Amati perubahan yng terjadi pada 0, 5, 10, 15 menit

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan

Tabel 1.Hasil pengamatan bau amonia pada kacang kedelai

Waktu (menit) Suhu (0C)
0 4 25 50 70
0 + +
5 + ++ ++ +
10 ++ +++ +++ ++
15 + +++ ++++ ++++ +++

Tabel 2. Hasil pengamatan bau amonia pada berbagai substrat kacang

Substrat Waktu (menit)
0 5 10 15
Kedelai sangrai
Kacang Dadap
Cairan rumen + ++
Kacang hijau +

Keterangan      :

–     : Tidak berbau amoniak           +++     : Bau sekali amoniak

+    : Agak berbau amoniak           ++++   : Sangat bau amoniak

++  : Bau amoniak

Pembahasan

Berdasarkan hasil pengamatan aktifitas enzim terhadap suhu, bau amoniak yang menjadi indicator aktifitas dari enzim urease tercium pertama kali pada suhu 250 C dan pada suhu 500 C. Pada suhu 00 C bau dari amoniak baru tercium setelah menit ke 15. Suhu 40 C menimbulkan bau amoniak mulai dari menit ke 5 sampai menit ke 15 yang makin lama makin pekat baunya. Bau dari amoniak ditemukan mulai dari menit ke 0 sampai menit ke 25 dengan intensitas bau yang makin meningkat pada suhu  250 C dan suhu 500 C. pada suhu 700 C bau amoniak muncul sama seperti pada suhu 40 C. Disini terlihat bahwa enzim hanya bisa bekerja optimal pada suhu tertentu. Dari pengamatan ini enzim bekerja optimal pada kiasaran suhu 250 C dan 500 C.

Pengujian selanjutnya dilakukan terhadap pengaruh substrat terhadap aktifitas enzim. Substrat yang dipakai disini adalah family kacang-kacangan dan enzim yang diujikan adalah enzim urease. Pada pengujian ini baik kacang kedelai yang disangarai maupun kacang dadap tidak ditemukan adanya bau dari amoniak yang menjadi indicator dari aktifitas enzim urease. Berbeda halnya pada kacang hijau, pada menit ke 15 bau amoniak mulai tercium. Pada pengujian substrat lainnya berupa cairan rumen, bau amoniak tercium mulai dari menit ke 10 dan naik intensitasnya pada menit ke 15. Jenis dari substrat yang dipakai menentukan seberapa banyak amoniak yang dihasilkan.

KESIMPULAN

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa aktivitas kerja enzim sangat dipengaruhi oleh faktor suhu dan waktu. Semakin tinggi suhu dan lamanya waktu penyimpanan, maka aktivitas enzim semakin meningkat. Dari hasil pengamatan di atas diketahui bahwa enzim bekerja optimal pada suhu 250 C dan 500 C yang ditandai dengan adanya bau dari amoniak. Jenis substrat yang berbeda akan menghasilkan bau amoniak yang berbeda pula, hal ini terkait dengan banyaknya urea yang terkandung dalam substrat tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

[Anonim]. 1973. Bean. The First Internasional Mung Bean Symposium. PAG Bull, New York.

Astawan, M.2004. Sehat bersama aneka serat pangan alami.Tiga Serangkai, Solo.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pengolahan Pangan Lanjut. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Flodin, N.W. 1997. The Metabolic Rolos, Pharmacology, and Toxicology of Lysine. J. Amcoll Nutr. 16:7-12.

Gaman, P.M. dan Sherington. 1992. Ilmu Pangan. PAU Institut Pertanian Bogor, Bogor.

http://www.bioinf.manchester.ac.uk/cgbin/dbbrowser/PRINTS/DoPRINTS.pl?cmd_a =Display&qua_a=/Full&fun_a=Code&qst_a=UREASE

Kay De. 1979.Food legume. Tropical Product Institute, London.

Ketaren, K.S. 1998. Teknologi Pengolahan Kedelai. Pustaka Sinar Utama, Jakarta.

Koswara, S. 1995. Teknologi pengolahan kedelai. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.

Lakitan, B. 2001. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Cetakan Ketiga. PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Liener, I.E. 1969. Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Academic Press, New York.

Matthihews, R.H. 1989. Legumes. Chemistry, Technology and Human Nutrition. New York and Bassel : Marcel Dekker, Inc.235

Motgomery, A. 1993. Bertanam Kacang Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.

Salisbury, F.B. dan C.W. Roos.1995. Fisiologi Tumbuhan. Edisi Bahasa Indonesia. Penerbit ITB, Bandung. 241 hal.

Shahib, M.N. 1992. Pemahaman Seluk Beluk Biokimia dan Penerapan Enzim. PT. Citra Aditya Bakti, Bandung.

Simidu, W. 1961. Non Protein. Academic Press, New York.

Slamet, D.S., Taswatjo. 1980. Komposisi zat gizi makanan. Jilid 4. Badan Penelitian dan Pengembangan Depkes RI.

Soepardi, G., S. Sabiham dan S. Djokosudarjo.1980. Pupuk dan pemupukan. Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Soeprapto, A.S., Sutarman. 1990. Bertanam kacang hijau. Penebar Swadaya, Jakarta.

Somaatmadja. 1964. Kedelai. Puslitbang Tanaman Pangan, Bogor.

Stansby, M.E. dan Torrie J.H. 1989. Prinsip dan Prosedur Enzim. Gramedia, Jakarta.

Sumner, J.B. 1926. Urease. http://www.britannica.com/eb/article-9074458/urease#74436.hook

Suprapto. 1997. Bertanam Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.

Toha, M.R.H. 1993. Legumes : Chemistry, Technology, and Human Nutrition. Marcel Dekker, Inc., New York.

Wolf, W.J. 1975. Lipoxygenase and Flavour of Soybean Protein Product. J. Agr. Food Chem 23:136-139.

Woodrof, J.G. 1983. Peanut. The AVI Publishing Company, Inc., Connecticut.

Yangel, O. 2004. Food Legume. Tropical Product Institut, Lodon.

LAMPIRAN

1 Comment

  1. mudah-mudahan ke depan lebih lngkap penyajian nya

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: