Laporan Glikolisis Dalam Sel Ragi

PERCOBAAN III

GLIKOLISIS DALAM SEL RAGI

I.             Tujuan

         Adapun tujuan dilakukannya percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.      Mempelajari/mengamati proses glikolisis di dalam sel ragi dengan mengukur tinggi kolom

CO2 yang dihasilkan.

2.      Mempelajari/mengamati pengaruh inhibitor seperti fluoride dan arsenat terhadap proses

glikolisis.

II.          Dasar Teori

Glikolisis merupakan rangkaian reaksi yang mengkonversi glukosa menjadi piruvat.

Pada organisme aerob, glikolisis adalah pendahuluan daur asam sitrat dan rantai transport

electron, saat sebagian besar energi bebas glukosa dihasilkan. Sepuluh reaksi glikolisis terjadi

didalam sitosol. Pada tahap pertama, glukosa dikonversi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat

melalui reaksi fosforilasi, isomerasi, dan fosforilasi kedua. Dua molekul ATP dipakai per

molekul glukosa pada reaksi-reaksi ini. Pada tahap kedua, fruktosa 1,6 difosfat dipecah oleh

aldolase membentuk dihrosiaseton fosfat dan gliserildehida 3-fosfat, yang dengan mudah

mengalami interkonvensi. Gliseraldehida 3-fosfat kemudian mengalami oksidasi dan

fofforilasi membentuk 1-3-bisfosfogliserat, suatu asetil fosfat dengan potensi transfer fosforil

yang tinggi. 3-fosfogliserat kemudian terbentuk dan ATPdihasilkan. Pada tahap akhir

glikolisis, fosfoenolpiruvat, zat antara kedua dengan potensi transfer yang tinggi, dibentuk

melalui pergeseran fosforil dan dehidrasi. ATP lainnya dihasilkan sewaktu fosfienolpiruvat

dikonnversi menjadi piruvat. Tedapat keuntungan bersih dua molekul ATP pada

pembentukan dua molekul piruvat dari satu molekul glukosa. Akseptor elektron pada oksidasi

gliseraldehida 3-fosfat adalh NAD+, yang harus dihasilkan kembali agar glikosis dapat

dihasilkan kembali agar glikolisis dapat berlangsung terus. Pada organism aerob, NADH

yang terbentuk pada glikolisis mentransfer elektronnya ke O2 melalui rantai transport

elektron, dan dengan demikian menghasilkan kembali NAD+. Pada keadaan aerob,

NAD+dihasilkan kembali melalui reduksi piruvat menjadi laktat. Pada sejumlah

mikroorganisme, NAD+ biasanya dihasilkan kembali oleh sintesis laktat atau etanol dari

piruvat. Dua proses ini merupakan contoh fermentasi.

Jalur glikolisis mempunyai peran ganda: degradasi glukosa untuk menghasilkan ATP,

dan memberikan unit-unit penyusun untuk sintesis komponen-komponen sel. Kecepatan

konversi glukosa piruvat diatur sesuai dengan dua keperluan utama sel ini. Pada reaksi

fisiologis, reaksi-reaksi glikolisis dengan mudah reversible kecuali reaksi-reaksi yang

dikalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase. Fosfofruktokinase, elemen

pengontrol terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar tinggi ATP dan sitrat, dan

diaktifkan oleh AMP dan fruktosa 2,6 bifosfat. Pada hati, bifosfat menandakan bahwa

glukosa berlimpah. Karenanya, fosfofruktokinase aktif bila diperlukan energy atau unit-unit

penyusun. Hksokinase dihambat oleh glukosa 6-fosfat, yang berakumulasi bila

fosfofruktokinase aktif. Piruvat kinase situs pengontrol lainnya, secara alosterik dihambat

oleh ATP dan alanin, dan diaktif oleh fruktosa 1,6 bifosfat. Akibatnya, piruvat kinase aktif

maksimal bila muatan energy rendah dan zat-zat ntara glikolisis menumpuk. Piruvat kinase,

seperti enzim bifungsi yang mengontrol kadar fruktosa 2,6 bisfosfat, diatur melalui

fosforilasi. Kadar glukosa yang rendah dalam darah mendorong fosforilasi pirivat kinase hati,

sehingga aktivitasnya menurun dengan demikian menurunkan pemakaian glukosa dalam hati

(Anonim, 2011).

III.       Alat dan Bahan

         Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

-          Alat:

1.      Tabung peragian 4 buah

2.      Pipet tetes

3.      Gelas kimia

4.      Penangas listrik

5.      Batang pengaduk

6.      Tabung reaksi

7.      Statif dan klem

8.      Gelas ukur 10 mL

9.      Mistar

10.  Stopwatch

-          Bahan:

1.      Ragi

2.      Larutan Ca(OH)2 1 M

3.      Larutan glukosa 2%

4.      Larutan fluoride

5.      Larutan arsenat

6.      Aquades

IV.       Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.      Menyediakan 4 buah tabung peragian yang bersih dan kering

Menggunakan tabung 1 sebagai control positif

Menggunakan tabung 2 sebagai control negative

Menggunakan tabung 3 dan 4 untuk melihat pengaruh inhibitor

2.      Memasukkan 14 mL suspensi ragi ke dalam tabung peragian 1

3.      Memasukkan 14 mL suspensi ragi yang telah dididihkan ke dalam tabung reaksi 2

4.      Memasukkan 13,5 mL suspensi ragi ke dalam tabung reaksi 3 kemudian menambahkan 0,5

mL larutan fluoride

5.      Memasukkan 13,5 mL suspensi ragi ke dalam tabung reaksi 4, kemudian menambahkan 0,5

larutan arsenat

6.      Memasukkan 10 mL larutan Ca(OH)2 ke dalam tabung reaksi, kemudian meletakkannya pada

ujung selang tabung peragian

7.      Menambahkan 2 mL larutan glukosa 2% ke dalam masing-masing tabung peragian secara

bersamaan, kemudian mengukur tinggi kolom sebelum dihasilkannya CO2, selanjutnya

membuka kran tabung peragian

8.      Membiarkan suspensi ragi tersebut selama 15 menit dalam suhu kamar

9.      Setelah tepat 15 menit menutup kembali kran pada lengan  tabung peragian, kemudian

melakukan pengukuran pada setiap tabung tersebut tinggi kolom CO2 yang terbentuk pada

lengan tertutup

10.  Mengamati keadaan suspensi ragi dan keadaan larutan Ca(OH)2.

V.          Hasil Pengamatan

Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

Hasil

Tabung

1

Kontrol +

2

Kontrol -

3

+ fluorida

4

+ arsenat

Tinggi

kolom

CO2 yang

terbentuk

Keadaan

suspensi

ragi

Keadaan

Ca(OH)2

2,4 cm

        Berwarna putih

susu

        Terbentuk banyak

gelembung

        Tercampur

Tidak ada endapan

0

        berwarna putih

susu

        Tidak terbentuk

gelembung

        Campuran

terpisah

Tidak ada endapan

1,5 cm

        Berwarna putih

susu

        Terbentuk sedikit

gelembung

        Tercampur

Tidak ada endapan

1,5 cm

        Berwarna putih

susu

        Terbentuk sedikit

gelembung

        Tercampur

Tidak ada endapan

VI.             Persamaan Reaksi

C6H1206 → 2C2H5OH + 2C02

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

VII.    Pembahasan

Metabolisme merupakan suatu proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh

makhluk hidup guna memperoleh energi untuk kelangsungan hidupnya. Metabolisme terbagi

menjadi dua jalur yaitu anabolisme (suatu proses untuk membentuk atau mensintesa suatu

senyawa) dan katabolisme (suatu proses perombakan atau penguraian suatu senyawa

sehingga menghasilkan energi).

Glikolisis merupakan proses penguraian atau katabolisme karbohidrat (glukosa)

menjadi asam piruvat. Glikolisis dapat berlangsung secara aerob (memerlukan oksigen) dan

juga anaerob (tanpa oksigen). Dalam kondisi aerob, piruvat yang terbentuk akan dioksidasi

menjadi CO2 dan H2O. Sedangkan dalam kondisi anaerob, karbohidrat seperti glukosa dan

sukrosa akan diuraikan oleh enzim dalam ragi menjadi alkohol dan CO2 sebagai produk akhir

(Anonim, 2010).

Adapun tujuan dilakukannya percobaan ini yaitumempelajari/mengamati proses

glikolisis di dalam sel ragi dengan mengukur tinggi kolom CO2 yang dihasilkan, serta

mempelajari/mengamati pengaruh inhibitor seperti fluorida dan arsenat terhadap proses

glikolisis.

Pertama-tama prosedur yang dilakukan yaitu membuat suspensi ragi dengan cara

memasukkan ragi ke dalam gelas kimia kemudian menambahkannya dengan aquades.

Suspensi yang digunakan dibedakan menjadi dua yaitu suspensi ragi tanpa dididihkan dan

suspensi ragi yang dididihkan. Suspensi ragi berfungsi sebagai bahan yang digunakan sebagai

sel ragi tempat berlangsungnya proses glikolisis. Jalur glikolisis ditemukan di dalam sitosol

sel. Suspensi ragi ini dibedakan menjadi dua yaitu suspense ragi tanpa dididihkan dan

suspensi ragi yang dididihkan. Suspensi ragi yang tidak dididihkan bertindak sebagai sel ragi

yang masih berfungsi baik sebagai sel hidup dalam proses glikolisis dan dijadikan sebagai

kontrol positif. Sedangkan suspensi yang dididihkan bertindak sebagai sel ragi yang telah

rusak sehingga tidak berfungsi efektif lagi sebagai sel hidup dalam proses glikolisis dan

dijadikan sebagai kontrol negative. Kemudian memasukkan 14 mL suspensi ragi yang tanpa

di didihkan ke dalam tabung peragian 1, sedangkan untuk tabung peragian 3 dan tabung

peragian 4 masing-masing sebanyak 13,5 mL. Untuk tabung peragian 2 dimasukkan suspensi

ragi yang dididihkan sebanyak 14 mL. Kemudian menambahkan 0,5 mL larutan fluorida

kedalam tabung  peragian 3 dan 0,5 mL larutan arsenat ke dalam tabung peragian 4. Teknik

ini sebisa mungkin dilakukan dengan cepat (tabung peragian tertutup), tujuannya untuk

meminimalisir kontak antara oksigen dengan campuran larutan, karena diharapkan glikolisis

alkohol ini berjalan secara anaerob (tanpa oksigen). Larutan fluorida dan larutan arsenat

berfungsi sebagai penghambat atau inhibitor kerja enzim dalam memecah glukosa menjadi

etanol dan CO2 (Anonim, 2011).

Kemudian memasukkan masing-masing 10 mL larutan Ca(OH)2kedalam 4 buah

tabung reaksi yang berbeda dan meletakkannya pada ujung selang tabung peragian.

Menambahkan 2 mL larutan glukosa 2% ke dalam masing-masing tabung peragian secara

bersamaan, dan kemudian mengukur tinggi kolom sebelum dihasilkannya CO2, selanjutnya

membuka kran tabung peragian. Larutan glukosa 2% berfungsi sebagai bahan utama yang

digunakan dalam proses glikolisis oleh sel ragi, dimana glikolisis akan memecah glukosa

menjadi etanol dan CO2. Setelah itu mendiamkannya selama  15 menit, dan mengamati tinggi

kolom udara yang terjadi. Tujuan pendiaman selam 15 menit yaitu agar berlangsungnya

proses glikolisis dalam sel ragi. Terbentuknya kolom udara tersebut diakibatkan oleh adanya

gas CO2 yang dihasilkan melalui proses glikolisis ini, semakin banyak CO2 yang terbentuk

maka semakin besar pula tekanan yang ada di dalam tabung sehingga kolom udara akan

terlihat lebih tinggi. Adapun tinggi kolom CO2 yang dihasilkan dari percobaan ini yaitu untuk

tabung 1 yaitu 2,4 cm suspensinya berwarna putih susu dan bercampur, terbentuk banyak

gelembung serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH)2.,  tabung 2 tidak dihasilkan tinggi

kolom CO2, suspensinya berwarna putih susu dan terpisah/tidak bercampur, tidak terbentuk

gelembung serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH)2, sedangkan untuk tabung 3 dan 4

yaitu 1,5 cm, suspensinya berwarna putih susu dan bercampur, terbentuk sedikit gelembung

serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH)2

Dalam larutan Ca(OH)2 tidak terbentuk endapan CaCO3 hal ini dikarenakan karenan

kadar CO2 yang terbentuk hanya sedikit.

Kadar glukosa dan kadar etanol dari hasil glikolisis sel ragi dapat ditentukan dengan

melihat tinggi rendahnya kolom CO2 yang terbentuk pada lengan tabung. Semakin tinggi

kolom CO2 yang terbentuk, maka kadar CO2 yang dihasilkan pada proses glikolisis semakin

tinggi, yang berarti kadar glukosa dalam sel ragi berkurang karena glukosa dihidrolisis oleh

enzim glikolisis menjadi CO2 dan etanol. Sedangkan kadar etanol juga akan meningkat jika

tinggi kolom CO2 semakin besar karena etanol dan CO2 merupakan hasil penguraian glukosa

pada proses glikolisis. Sebaliknya jika kolom CO2 semakin rendah, maka kadar etanol juga

akan rendah dan kadar glukosa meningkat. Hal ini terjadi karena glukosa tidak banyak terurai

menjadi etanol dan CO2. Dengan demikian dapat dikatakan proses glikolisis tidak

berlangsung dengan baik. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya inhibitor dalam proses

glikolisis yang mempengaruhi fungsi enzim dalam memecah glukosa atau juga disebabkan

oleh rusaknya sel ragi sehingga proses glikolisis tidak terjadi.

Dalam beberapa jasad renik seperti ragi, glukosa dioksidasi menghasilkan etanol dan

CO2 dalam proses yang disebut fermentasi alkohol. Jalur metabolisme proses ini sama dengan

glikolisis sampai dengan terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim berikutnya adalah

reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehide, reaksi reduksi asetaldehide menjadi

alkohol. Dalam reaksi yang pertama piruvat didekarboksilasi diubah menjadi asetaldehide

dan CO2 oleh piruvat dekarboksilase, suatu enzim yang tidak terdapat dalam hewan

(Anonim, 2011).

Reaksi dekarboksilasi ini merupakan reaksi yang tidak reversible, membutuhkan ion

Mg2+ dan koenzim tiamin piropospat. Dalam reaksi terakhir, asetaldehide direduksi oleh

NADH dengan enzim alkohol dehidrogenase, menghasilkan etanol. Dengan demikian etanol

dan CO2 merupakan hasil akhir fermentasi alkohol, dan jumlah energi yang dihasilkannya

sama dengan glikolisis anaerob, yaitu 2 ATP. (Anonim, 2010).

Persamaan reaksi dari hasil fermentasi alcohol berupa sebuah molekul C02 dan sebuah

molekul etanol ( sebenarnya masing-masing dua molekul untuk setiap molekul glukosa yang

difermentasi) yaitu

C6H1206 → 2C2H5OH + 2C02

Sebagian besar energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat dalam etanol

(inilah sebabnya mengapa etanol sering dipakai sebgai bahan bakar bensin). Ragi meracuni

diri sendiri jika konsentrasi ethanol mencapai kira-kira 13%. Fermentasi telah membuang

sebuah karbohidrat ( C3H603 ), mengoksidai sebuah karbon dengan sempurna ( menjadi C02 )

dan mereduksi lainnya ( CH3CH2OH ) (Anonim, 2010).

\

VIII. Kesimpulan

         Adapun kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.      Tinggi kolom CO2 yang dihasilkan pada percobaan ini yaitu untuk tabung 1 sebesar 2,4 cm,

tabung 2 tidak dihasilkan tinggi kolom CO2, sedangkan untuk tabung 3 dan 4 sebesar 1,5 cm.

2.      Larutan fluorida dan larutan arsenat berfungsi sebagai penghambat atau inhibitor kerja enzim

dalam memecah glukosa menjadi etanol dan CO2. Hal ini dapat di tunjukkan dengan tinggi

kolom CO2 yang terbentuk pada masing-masing tabung, untuk  tabung peragian yang

ditambahkan larutan fluoride dan arsenat menghasilkan tinggi kolom CO2 yang lebih rendah

dibandingkan pada control positif ini menandakan bahwa adanya penghabatan proses

glikolisis sehingga CO2 yang terbentuk lebih sedikit.