METABOLISME – GLIKOLISIS ANAEROB

(PERAGIAN)

1.1 Tujuan

Mengamati reaksi oksidasi karbohidrat oleh sel ragi menghasilkan etanol

dan CO2 dalam keadaan anaerob.

1.2 Waktu dan Tempat

14 Oktober 2010 di Laboratorium Biokimia Klinis

1.3 Tinjauan Pustaka

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses

penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen di dalam sel hidup. Melalui

jalur anabolisme terbentuk senyawa. Diperlukan sejumlah energi supaya proses

anabolisme terjadi. Reaksi kimia yang terjadi meliputi sintesis dari ikatan .C-C-

(sintesa asam lemak), ikatan .CO-N- (sintesa protein), ikatan C-N- (sintesis urea),

dan ikatan .C-O- (sintesa trigliserida) memerlukan energi. Unsur kimia dan

senyawa digunakan untuk membentuk senyawa baru yang lebih besar.

Sebaliknya melaui jalur katabolisme akan terjadi penguraian senyawa

menjadi komponen yang lebih kecil. Misalnya, katabolisme glukosa akan terurai

menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Di dalam proses katabolisme

sejumlah energi dilepaskan; sebagian dipakai oleh sel dan sisanya hilang sebagai

panas. Produksi energi untuk keperluan sel terjadi dalam tiga tahap;

molekul-molekul besar komponen makanan seperti protein, pati, lemak

dipecah selama proses pencernaan dan penyerapan menjadi molekul-

molekul yang lebih kecil seperti asam amino, monosakarida dan asam

lemak

1

sebagian besar molekul-molekul yang lebih sederhana ini selanjutnya

diuraikan menjadi senyawa antara (intermediate) yang terdiri dari dua

atom karbon yakni asam asetat (CH3COOH), dan

asam asetat dipecah menjadi air dan karbon dioksida.

Elektron dan ion hidrogen yang dilepaskan selama proses metabolisme ini

disumbangkan ke atom oksigen membentuk air. Sebagian energi yang dihasilkan

di dalam proses katabolisme ini memicu sintesa adenosin triphosphat (ATP). ATP

adalah energi di dalam suatu bentuk yang digunakan sel.( Simanjuntak dan

Silalahi, 2003 )

Karbohidrat

Karbohidrat yang juga disebut gula, merupakan produk primer

fotosintesis dan juga merupakan sumber energy utama untuk system kehidupan.

Karbohidrat didefinisikan sebagai polihidroksialaldehid atau polihidroksiketon

dan derivatnya. Suatu karbohidrat merupakan suatu aldehid (-CHO ) jika oksigen

karbonil berkaitan dengan suatu atom karbon terminal, dan suatu keton (=C=0 )

jika oksigen karbonil berkaitan dengan deoksi dan amino. Dalam alam,

karbohidrat terdapat sebagai monosakarida ( gula individual dan sederhana ),

oligosakarida, dan polisakarida. Oligosakarida umumnya didefinisikan sebagai

suatu molekul yang mengandung dua hingga sepuluh unit monosakarida,

beberapa di antaranya mempunyai berat molekul beberapa juta. .( Armstrong,

1995 ).

Karbohidrat atau sakarida adalah polisakarida aldehid atau polihidroksi

keton, atau senyawa yang dihidrolisis dari keduanya. Unsur utama penyusun

karbohirat adalah karbon, hydrogen dan oksigen.

Sifat kimia karbohidrat berhubungan erat dengan gugus fungsi yang

dimilikinya, seperti gugus –OH, gugus aldehida dan gugus keton. Beberapa jenis

karbohidrat mempunyai sifat dapat mereduksi bebas dalam molekul

karbohidrat.sifat ini dapat digunakan untuk identifikasi karbohidrat dan tampak

pada reaksi reduksi ion-ion logam misalnyaa ion Cu++ dan ion Ag+.

2

Metabolisme karbohidrat seperti halnya metabolisme lainnya terdiri dari

reaksi katabolisme dan anabolisme. Tujuan katabolisme karbohidrat adalah

untuk mendapatkan energy yang tersimpan dalam senyawanya. Energy yang

dihadilkan biasanya tersimpan lagi dalam senyawa energy tinggi sebelum

digunakan. Sementara anabolisme karbohidrat bertujuan untuk memasok

karbohidrat pada makhluk hidup sebagai salah satu nutrient utama yang dibuat

dari senyawa-senyawa yang amat sederhana seperti CO2 atau senyawa lainnya. (

Abdul Hamid, 2001 )

Monosakarida

Monosakarida diidentifikasi melalui jumlah atom karbon yang

dikandungnya dan melalui gugusan karbonil fungsionalnya, yaitu aldose jika

merupakan suatu aldehid dan ketose jika suatu keton. Karbohidrat terkecil lazim

dianggap merupakan suatu gula tiga karbon, gliseraldehid ( suatu aldotriase ) dan

dehidroksiaseton ( ketotriose ). Glukosa ( juga disebut dekstrosa ) merupakan

senyawa organik paling relevan di alam dan merupakan suatu aldoheksosa yang

mengandung empat karbon asimetrik.( Armstrong, 1995 ).

Monosakarida merupakan senyawa karbohidrat yang paling sederhana

yang tidak dapat dihirolisis lagi. Beberapa molekul monosakarida mengandung

unsur nitrogen dan sulfur. Monosakarida mempunyai rumus kimia (CH20)n

dimana n=3 atau turunan aldehida, maka monosakarida ini disebut aldosa. Dan

bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakaridaa tersebut

dinamakan ketosa. Monosakarida aldosa yang paling sederhana adalah

gliseraldehida. Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah

dihidroksiaseton.

Kedua monosakarida sederhana tersebut masing-masing mempunyai 3

atom karbon (triosa). Monosakarida lain mempunyai 4 atom karbon (tetrosa), 5

atom karbon (pentose), 6 atom karbon (heksosa). Heksos, zat manis dan

berbentuk kristalin, adalah salah satu monosakarida terpenting. Beberapa

contoh heksosa sehari-hari adalah : gula tebu, gandum, gula susu, pati, dan

3

selulosa. Pentose yang umum adalah ribose yaitu salah satu unit penyusun

nukleotida asam nukleat. Kelompok aldoheksosa penting misalnya glukosa

(dekstrosa, gula anggur, gula darah ). Fungsi utama glukosa adalah sumber energi

dalam sel hidup. Di alam glukosa banyak terdapat dalam buah-buahaan dan

madu lebah. Monosakarida ini mengandung lima gugus hidroksil dan sebuah

gugus aldehida yang dilekatkan pada enam rantai karbon.

Senyawa kelompok ketoheksosa misalnya fruktosa (levulosa, gula buah).

Fruktosa mengandung 5 gugus hidroksi dan gugus karbonil keton pada C-2 dari

rantaai enam- karbon. Molekul ini kebanyakan juga berada dalam benuk siklik.

( Abdul Hamid, 2001 )

Oligosakarida

Karbohidrat yang terbentuk dari dua sampai sepuluh monosakarida

digolongkan dalam kelompok oligosakarida. Yang termasuk kelompok

oligosakarida adalah disakarida, trisakarida, dan seterusnya sesuai dengan

jumlah satuan monosakaridanya. Oligosakarida yang paling banyak terdapat

dialam ialah disakarida. Molekul ini terdiri atas dua satuan monosakarida yang

dihubungkan oleh ikatan glikosida. Disakarida yang dikenal diantaranya adalah

laktosa, sukrosa (gula tebu), maltose (gula susu), dan selobiosa. Keempat

disakarida ini mempunyai rumus molekul sama (C12H22O11) tetapi struktur

molekulnya berbeda. Laktosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon

nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa. ( Abdul Hamid,

2001 )

Oligosakarida yang paling berlimpah yaitu disakarida laktosa dan sukrosa.

Sukrosa( gula meja ) terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, dimana mereka

disintesis dari D-glukosa, dan D-fruktosa. Laktosa, karbohidrat susu ari mamalia

terdiri dari D-galaktosa dan D-glukosa. ( Armstrong, 1995 )

4

Polisakarida

Polisakarida merupakan karbohidrat bentuk polimer dari satuan

monosakarida yang sangat panjang. Polisakarida berfungsi sebagai : bahan

bangunan, bahan makanan, dan sebagai zat spesifik. Contoh polisakarida bahan

bangunan adalah selulosa yang memberikan kekuatan pada kayu dan dahan bagi

tumbuhan, dan kitin, komponen struktrur kerangka luar serangga. Polisakarida

nutrisi yang lazim adalah pati (starch pada padi dan kentang) dan glikogen pada

hewan. Contoh polisakarida zat spesifik adalah heparin yang berfungsi mencegah

koagulasi darah. ( Abdul Hamid, 2001 )

Polisakarida yang telah dikenal baik adalah polimer dari D-glukosa, yang

bertindak sebagai bentuk cadangan energy ( zat tepung tumbuh-tumbuhan )

atau sebagai bahan structural ( selulosa dinding sel dari tumbuh-tumbuhan ).

Karena polisakarida hanya mengandung datum jenis gula maka disebut

homoglikan. Zat tepung merupakan suatu campuran dari polimer linear (amilosa)

dan bercabang-cabang (amilopektin).

(Armstrong, 1995)

Glukosa

Dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam

jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan

bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat

penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa,

maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme,

glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di

dalam sel merupakan sumber energy.

Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat

terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan.

Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi.

Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.

5

Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18) adalah heksosa—

monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan

aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya

membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk

aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping

hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon

keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada

dalam kesetimbangan dengan bentuk yang lebih reaktif, yang proporsinya

0.0026% pada pH 7.

Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat di mana-mana dalam

biologi. Kita dapat menduga alasan mengapa glukosa, dan bukan monosakarida

lain seperti fruktosa, begitu banyak digunakan. Glukosa dapat dibentuk dari

formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem

biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah

kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak

mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein. Reaksi ini

(glikosilasi) mereduksi atau bahkan merusak fungsi berbagai enzim. Rendahnya

laju glikosilasi ini dikarenakan glukosa yang kebanyakan berada dalam isomer

siklik yang kurang reaktif. Meski begitu, komplikasi akut seperti diabetes,

kebutaan, gagal ginjal, dan kerusakan saraf periferal (‘’peripheral neuropathy’’),

kemungkinan disebabkan oleh glikosilasi protein.

Dalam respirasi, melalui serangkaian reaksi terkatalisis enzim, glukosa

teroksidasi hingga akhirnya membentuk karbon dioksida dan air, menghasilkan

energi, terutama dalam bentuk ATP. Sebelum digunakan, glukosa dipecah dari

polisakarida.

Laktosa

Disebut juga gula susu, hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu

unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan

ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap

6

dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis

mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang

perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada

orang tua. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam

manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.

GLIKOLISIS

Glikolisis adalah suatu metabolisme katabolik di dalam sitoplasma yang

terjadi pada hampir semua organisme dan sel baik yang hidup secara aerob

maupun anaerob. Neraca dari glikolisis adalah sederhana, yaitu : satu mol

glukosa akan dipecah menjadi dua mol piruvat. Dalam keadaan anaerob, piruvat

akan diubah lebih lanjut agar NAD+ dapat diregenerasi, hasilnya adalah

terbentuknya produk peragian seperti laktat atau etanol (glokolisis anaerob).

(Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 136 )

Respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang

memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Pada

manusia, respirasi anaerob menghasilkan asam laktat sehingga menyebabkan

rasa lelah, sedangkan pada tumbuhan, ragi, reaksi ini menghasilkan CO2 dan

alkohol. Respirasi anaerob hanya menghasilkan sedikit energi, yaitu 2 ATP.

Untuk sebagian besar organisme pemecahan glukosa menjadi piruvat

adalah satu-satunya kemungkinan untuk sintesis ATP dalam keadaan tidak ada

oksigen. NADH yang pada keadaan ini juga dihasilkan harus selalu dioksidasi

kembali menjaid NAD+ agar glikolisis dan juga sintesis ATP tetap terpelihara

kelangsungannya. Pada organism hewan, hal tersebut terjadi melalui reduksi dari

piruvat menjadi laktat. Pada mikroorganisme dijumpai banyak bentuk regenerasi

NAD+ lain. Proses-proses semacam ini dikenal sebagai peragian. Semua peragian

mempunyai kesamaan, yaitu prosesnya dimulai dari piruvat dan berlangsung

dalam keadaan anaerob. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )

Respirasi anaerob, disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya

respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering

7

disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya: fermentasi alkohol

bila hasil akhir fermentasiberupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk,

maka fermentasi dibedakan atas:

a. Fermentasi alcohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobic

b. Fermentasi asam laktat pada umumnya di sel otot.

c. Fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.

Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping

itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol,

karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi

hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar

tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut

merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.

Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon

dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingk an respirasi aerobik.

Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik

hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi dibawah ini:

C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal

Peragian alkohol

Piruvat yang terbentuk mula-mula didekarboksilasi menjadi etanal (asetaldehida)

oleh piruvat dekarboksilase. Asetaldehida kemudian direduksi oleh alcohol

dehidrogenase dengan menggunakan NADH menjadi etanol. Yang bertanggung

jawab untuk bentuk peragian ini bukan bakteri, melainkan ragi, jamur bersel satu

yang termasuk golongan eukariot. Ragi pada roti adalah haploid dan

memperbanyak diri tanpa melalui proses seksual yaitu melalui pembentukan

tunas. Untuk merangsang pembentukan etanol pada peragian alcohol,

diusahakan sedapat mungkin terhindar dari oksigen, misalnya dengan cara

menutup adonan rooti dengan kain atau peragian dibiarkan berlangsung di

dalam tong yang kedap udara. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )

8

Glikolisis adalah suatu metabolisme katabolik di dalam sitoplasma yang

terjadi pada hampir semua organisme dan sel baik yang hidup secara aerob

maupun anaerob. Neraca dari glikolisis adalah sederhana, yaitu : satu mol

glukosa akan dipecah menjadi dua mol piruvat. Dalam keadaan anaerob, piruvat

akan diubah lebih lanjut agar NAD+ dapat diregenerasi, hasilnya adalah

terbentuknya produk peragian seperti laktat atau etanol (glokolisis anaerob).

(Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 136 )

Respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang

memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Pada

manusia, respirasi anaerob menghasilkan asam laktat sehingga menyebabkan

rasa lelah, sedangkan pada tumbuhan, ragi, reaksi ini menghasilkan CO2 dan

alkohol. Respirasi anaerob hanya menghasilkan sedikit energi, yaitu 2 ATP.

Untuk sebagian besar organisme pemecahan glukosa menjadi piruvat

adalah satu-satunya kemungkinan untuk sintesis ATP dalam keadaan tidak ada

oksigen. NADH yang pada keadaan ini juga dihasilkan harus selalu dioksidasi

kembali menjaid NAD+ agar glikolisis dan juga sintesis ATP tetap terpelihara

kelangsungannya. Pada organism hewan, hal tersebut terjadi melalui reduksi dari

piruvat menjadi laktat. Pada mikroorganisme dijumpai banyak bentuk regenerasi

NAD+ lain. Proses-proses semacam ini dikenal sebagai peragian. Semua peragian

mempunyai kesamaan, yaitu prosesnya dimulai dari piruvat dan berlangsung

dalam keadaan anaerob. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )

Respirasi anaerob, disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya

respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering

disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya: fermentasi alkohol

bila hasil akhir fermentasiberupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk,

maka fermentasi dibedakan atas:

d. Fermentasi alcohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobic

e. Fermentasi asam laktat pada umumnya di sel otot.

f. Fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.

9

Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping

itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol,

karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi

hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar

tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut

merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.

Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon

dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingk an respirasi aerobik.

Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik

hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi dibawah ini:

C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal

Peragian alkohol

Piruvat yang terbentuk mula-mula didekarboksilasi menjadi etanal (asetaldehida)

oleh piruvat dekarboksilase. Asetaldehida kemudian direduksi oleh alcohol

dehidrogenase dengan menggunakan NADH menjadi etanol. Yang bertanggung

jawab untuk bentuk peragian ini bukan bakteri, melainkan ragi, jamur bersel satu

yang termasuk golongan eukariot. Ragi pada roti adalah haploid dan

memperbanyak diri tanpa melalui proses seksual yaitu melalui pembentukan

tunas. Untuk merangsang pembentukan etanol pada peragian alcohol,

diusahakan sedapat mungkin terhindar dari oksigen, misalnya dengan cara

menutup adonan rooti dengan kain atau peragian dibiarkan berlangsung di

dalam tong yang kedap udara. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )

1.4 Materi dan Metode

Alat

1. Gelas beker

2. Tabung fermentasi

3. Lumpang dan Alu

4. Spatula

10

5. Gelas Ukur

Bahan

1. Ragi Roti

2. Aquadest

3. Larutan Glukosa 2 %

4. Larutan Sukrosa 2 %

5. Larutan Laktosa 2 %

6. NaOH encer

Metode

1. Pertama-tama 1 gram ragi digerus didalam mortir hingga halus..

2. Kemudian ragi yang sudah halus dilarutkan dengan aquades 14 ml.

3. Setelah itu disiapkan 3 buah tabung (A, B, dan C) larutan glukosa 2%,

laktosa 2%, dan sukrosa 2%.

4. Kemudian dicampurkan semua bahan seperti pada tabel :

Bahan Tabung

A B C

Suspensi ragi (ml) 14 14 14

Larutan glukosa 2% (ml) 2 - -

Larutan laktosa 2% (ml) - 2 -

Larutan sukrosa 2% (ml) - - 2

5. perubahan-perubahan yang terjadi pada ke-3 tabung, yaitu mengukur tinggi

kolom udara, apakah ada hisapan pada ke-3 tabung, timbulnya bau alkohol

(seperti bau tape) pada ke-3 tabung.

6. Setelah bahan-bahan dicampurkan, tabung ditutup dengan ujung jempol, dan

diusahakan agar oksigen tidak masuk kedalam tabung.

7. Setelah itu tabung dibolak-balik 3x, setelah itu didiamkan selama 15 menit.

8. Setelah 15 menit dilakukan pengamatan dengan membandingkan

1.5 Hasil Pengamatan dan Lampiran Foto

11

Tabung 1 Tabung 2 Tabung 3

Tinggi kolom

udara (cm)

4,0 3,6 1,6

Hisapan pada ibu

jari

Ada Ada Tidak

Terjadi pemisahan

lapisan

Ya Ya Tidak

Bau Bau etanol yang

menyengat

Bau etanol yang

menyengat

Bau ragi

Keterangan :

Tabung 1 → Suspensi ragi + Larutan Glukosa 2%

Tabung 2 → Suspensi ragi + Larutan Sukrosa 2%

Tabung 3 → Suspensi ragi + Larutan Laktosa 2%

Larutan glukosa,laktosa,sukrosa

Tabung peragian

12

Larutan Glukosa, Sukrosa, Laktosa 2%

Ragi

Penimbangan ragi

Ragi digerus

Membuat Suspensi Ragi

13

Suspensi ragi

Suspensi ragi ditambah Larutan Glukosa 2%

Suspensi ragi ditambah Larutan Sukrosa 2%

Suspensi ragi ditambah Larutan Laktosa 2%

Tabung 1 didiamkan 15’

14

Tabung 2 didiamkan 15’

Tabung 3 didiamkan 15’

Tabung 1→terjadi pemisahan lapisan, terdapat gelembung gas CO2

Tabung 2→terjadi pemisahan lapisan, terdapat gelembung gas CO2

Tabung 3→tidak terjadi pemisahan lapisan, tidak terdapat gelembung gas CO2

15

Hasil Akhir Pengamatan

Tabung 1→terjadi pemisahan lapisan, kolom udara semakin tinggi, terdapat

gelembung gas CO2, bau ethanol

Tabung 2→terjadi pemisahan lapisan, kolom udara semakin tinggi, terdapat

gelembung gas CO2, bau ethanol

Tabung 3→tidak terjadi pemisahan lapisan, tidak terdapat gelembung gas CO2,

kolom udara tetap, bau ragi.

1.6 Pembahasan

Pada praktikum glikolisis anaerob kali ini, kami melakukan pengujian

untuk mengetahui reaksi oksidasi karbohidrat oleh sel ragi dalam kondisi

anaerob. Reaksi ini disebut juga reaksi glikolisis alkohol. Dalam kondisi anaerob,

karbohidrat seperti glukosa dan sukrosa akan diuraikan oleh enzim – enzim pada

sel ragi menjadi etanol dan CO2 sebagai hasil akhir. Hasil ini berbeda dengan hasil

akhir pada glikolisis anaerob manusia dan hewan. Pada ragi yang melakukan

fermentasi alkohol menjadi glukosa menjadi etanol dan CO2 mengalami lintas

16

enzimatik degradasi glukosa yang sama bagi glikolisis anaerobik, kecuali pada

tahap yang dikatalisis oleh dehidrogenase laktat. Pada ragi yang tidak

mengandung dehidrogenase laktat seperti yang terdapat pada jaringan otot,

terjadi dua reaksi enzim sebagai gantinya.

Pada reaksi pertama, piruvat yang dihasilkan dari pemecahan glukosa

kehilangan gugus karboksilnya oleh kerja piruvat dekarboksilase. Reaksi in

merupakan dekarboksilasi sederhana dan tidak melibatkan oksidasi total piruvat,

dan bersifat tidak dapat balik di dalam sel.

Piruvat dekarboksilase memerlukan Mg2+ dan memiliki koenzim yang

terikat erat, tiamin pirofosfat, yang berfungsi sebagai pembawa gugus

asetaldehida sementara.

Pada tahap akhir fermentasi alkohol, asetaldehida direduksi menjadi

etanol, dengan NADH yang diberikan dari dehidrogenasi gliseraldehida 3-fosfat,

yang menghasilkan tenaga pereduksi ini melalui kerja alkohol dehidrogenase.

17

Etanol dan CO2 merupakan produk akhir fermentasi alkohol sebagai

ganti laktat. Persamaan keseluruhan fermentasi alkohol adalah sebagai berikut.

Glukosa + 2Pi + 2 ADP 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 ATP

Piruvat dekarboksilase secara khas terdapat di dalam ragi dan semua

organisme lain yang menyebabkan terjadinya fermentasi alkohol, tetapi tidak

terdapat dalam jaringan hewan dan organisme lain yang melangsungkan

fermentasi laktat seperti bakteri asam laktat.

Percobaan ini bertujuan untuk membandingkan perbedaan hasil reaksi

oksidasi yang terjadi antara monosakarida glukosa dan disakarida yaitu laktosa

dan sukrosa. Ragi yang dipakai pada percobaan ini adalah ragi roti. Sebanyak 1

gram ragi roti digerus dengan 14 ml aquadest (buat 3 kali) hingga terbentuk

suspensi ragi. Kemudian ke dalam suspensi ragi dimasukkan larutan karbohidrat

2% larutan glukosa, sukrosa, dan laktosa masing-masing 2 ml. Kemudian campur

dengan baik dan campuran tersebut dengan segera dimasukkan ke dalam tabung

peragian, lalu bolak-balik tabung sebanyak 3 kali sampai ujung tertutupnya

dipenuhi suspensi ragi. Hal ini sebisa mungkin dilakukan dengan cepat, tujuannya

untuk meminimalisir kontak antara oksigen dari lingkungan luar dengan

campuran larutan, karena diharapkan glikolisis alkohol ini berjalan secara

anaerob (tanpa adanya oksigen).

Setelah itu didiamkan selama ± 15 menit, lalu diamati tinggi kolom udara

yang terjadi. Terbentuknya kolom udara tersebut diakibatkan oleh adanya gas

CO2 yang dihasilkan melalui proses glikolisis anaerob ini, semakin banyak CO2

yang terbentuk maka semakin besar pula tekanan yang ada di dalam tabung

sehingga kolom udara akan terlihat lebih tinggi. Kemudian diamati juga apakah

18

ada hisapan pada ibu jari yang dipakai untuk menutup ujung terbuka tabung

peragian dan bau yang ditimbulkan setelah reaksi glikolisis selesai.

Adanya hisapan pada ibu jari menandakan adanya gas CO2 yang

duhasilkan yang kemudian bereaksi dengan kulit, dan bau yang diharapkan

timbul adalah bau khas dari etanol.

Hasil pengamatan menunjukkan glukosa mempunyai tinggi kolom udara

sebesar 4,0 cm. Sedangkan untuk karbohidrat yang lain yaitu sukrosa 3,6 cm dan

laktosa 1,6cm. Kemudian untuk hasil pengamatan yang lain yakni hisapan ibu jari

adalah untuk glukosa dan sukrosa terdapat hisapan ibu jari, sedangkan laktosa

tidak. Dan bau etanol yang dihasilkan hanya terdapat pada glukosa. Pada sukrosa

dan laktosa tidak tercium bau etanol.

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa glukosa adalah karbohidrat yang

paling optimal mengalami glikolisis anaerob. Hal ini ditunjukkan oleh lebih

tingginya kolom udara yang terbentuk pada tabung peragian yang menandakan

bahwa banyaknya CO2 yang dihasilkan sebagai hasil akhir dari glikolisis. Hal ini

sesuai dengan teori reaksi fermentasi yang ada bahwa bentuk glukosa akan

mengalami oksidasi menjadi asam piruvat.

Untuk sukrosa dan laktosa, mereka bukanlah gula

tunggal. Mereka adalah disakarida atau gula ganda. Sel

ragi-ragi untuk menunjang kehidupannya harus

memecah karbohidarat-karbohidrat yang kompleks

menjadi gula yang sederhana. Sukrosa adalah gula ganda

tersusun dari glukosa dan fruktosa yang terikat bersama-

sama 1,2 –α. Enzim memecahnya menjadi gula yang

lebih sederhana. Hal ini biasa terjadi paga ragi. Terlebih lagi pada kondisi-kondisi

sedikit asam, sukrosa akan terbagi/terpecah menjadi gula yang lebih sederhana

secara otomatis karena strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam

monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk

berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal. Glukosa inilah

yang dirubah oleh sel ragi untuk menjadi CO2 dan etanol. Karena sukrosa

19

merupakan gabungan antara glukosa dan fruktosa sehingga jumlah glukosa yang

ada lebih sedikit dibanding dengan tabung yang berisi glukosa murni.

Laktose adalah suatu gula ganda yang tersusun dari glukosa dan

galaktosa yang terikat secara bersama-sama. Ikatan yang mengikat kedua gula

tersebut yaitu glukosa dengan galaktosa bersifat kuat yaitu ikatan glikosida

antara karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa.

Dari galaktosa untuk membentuk glukosa agar dapat dihidrolisis membutuhkan

3 tahap reaksi yang harus dilalui, yaitu fosforilase oleh galaktokinase membentuk

uridin difosfat galaktosa dan glukosa 1 fosfat, proses katalisis oleh enzim

galaktose 1 fosfat uridil transferase, dan kemudian perubahan galaktosa menjadi

glukosa dengan katalisis oleh epimerase. Sedangkan laktosa, senyawa ini

merupakan suatu disakarida yang terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul

galaktosa, sehingga jelas proses yang dibutuhkan untuk mengubah bentuknya

menjadi monosakarida glukosa juga menjadi lebih panjang. Selain itu, tidak

semua enzim pada ragi dapat memecah atau mematahkan ikatan pada laktosa.

Jadi, karena ragi itu tidak bisa memecah laktosa ke dalam gula yang lebih

sederhana, maka tidak akan ada gas karbondioksida dan juga tidak ada hisapan

pada jempol. Oleh karena itu, kami menyimpulkan bahwa jenis karbohidrat yang

paling optimal untuk proses glikolisis anaerob ini adalah glukosa.

1.7 Kesimpulan

Dari hasil pengamatan yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa,

1. Dari ketiga gula yang paling mudah mengalami glikolisis anaerob adalah

glukosa. Hal ini ditandai dengan panjangnya kolom udara yang dihasilkan.

2. Laktosa tidak dapat mengalami glikolisis anaerob dikarenakan tidak ada enzim

yang dapat memutus ikatan masing-masing gula.

3. Adanya kolom udara dan wangi etanol menunjukan terjadinya glikolisis

anaerob. Hisapan jari yang terjadi menunjukan adanya CO2 yang dihasilkan.

5. Hasil glikolisis anaerob pada manusia berbeda dengan sel ragi. Hasil glikolisis

pada manusia berupa asam laktat dan pada sel ragi berupa etanol dan CO2

20

21