laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

17
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM BIOKIMIA PERAIRAN HIDROLISIS PROTEIN ENZIMATIS Disusun Oleh : Nama : Parid Nurahman NPM : 230110110054 UNIVERSITAS PADJADJARAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN PROGRAM STUDI PERIKANAN JATINANGOR 2012

Upload: parid-nurahman

Post on 05-Jul-2015

9.650 views

Category:

Education


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM BIOKIMIA

PERAIRAN

HIDROLISIS PROTEIN ENZIMATIS

Disusun Oleh :

Nama : Parid Nurahman

NPM : 230110110054

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

PROGRAM STUDI PERIKANAN

JATINANGOR

2012

Page 2: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Protein merupakan salah satu unsur terpenting penyusun makhluk hidup.

Seperti halnya unsur lainnya seperti karbohidrat, protein juga memiliki sifat dan

fungsi. Sifat-sifat dan fungsi protein ditentukan oleh jenis dan urutan asam amino.

Beberapa fungsi utama protein dalam organisme kehidupan antara lain; sebagai

bahan penyusun selaput sel dan dinding sel, jaringan pengikat, pembentuk

membran sel, mengangkut molekul-molekul lain (hemoglobin) dan sebagai zat

antibodi.

Di dalam kehidupan, protein memegang peranan yang penting pula. Proses

kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, satu

protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. Kita dapat memperoleh protein dari

bahan makanan yang banyak mengandung protein, misalnya pada hewan

terkandung protein hewani, sedangkan pada tumbuhan terkandung protein nabati.

Protein merupakan polipeptida berbobot molekul tinggi yang terdapat secara

alami. Polipeptida yang memiliki hanya asam amino saja digolongkan sebagai

protein sederhana. Protein terkonjugasi mengandung komponen bukan asam amino

yang dikenal sebagai gugus prostetik di samping kerangka utama asam amino.

Dalam ilmu Kimia, pencampuran atau penambahan suatu senyawa dengan

senyawa yang lain dikatakan bereaksi bila menunjukkan adanya tanda terjadinya

reaksi, yaitu: adanya perubahan warna, timbul gas, bau, perubahan suhu, perubahan

tekstur dan adanya endapan. Pencampuran yang tidak disertai dengan tanda

demikian, dikatakan tidak terjadi reaksi kimia. Ada beberapa reaksi khas dari

protein yang menunjukkan efek/tanda terjadinya reaksi kimia, yang berbeda- beda

antara pereaksi yang satu dengan pereaksi yang lainnya. Misalnya reaksi hidrolisis

protein dengan bantuan enzim yang menunjukkan perubahan tekstur dari bahan

yang di uji.

Untuk membuktikan kebenaran teori tersebut maka dianggap penting

melakukan percobaan ini

Page 3: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

1.2 Tujuan

1. Mengetahui proses hidrolisis enzimatis dengan enzim protease

2. Mengetahui pengaruh enzim yang terkandung dalam nanas dan pepaya

dalam proses deproteinase

1.3 Manfaat

Manfaat dari melakukan praktikum ini adalah praktikan dapat mengetahui

aktivitas dari enzim protease untuk diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

Page 4: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling

utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang

merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu

sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen,

oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting

dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein merupakan

salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida,

yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan

salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan

oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-

sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan

koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH).

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode:

1. hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian

komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer

2. analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman

3. kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa

4. penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.

Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer

(tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat

empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein

yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur

sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam

amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk

struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:

Page 5: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

- alpha helix (α-helix, "puntiran - alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino

berbentuk seperti spiral

- beta-sheet (β-sheet, "lempeng - beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang

tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan

hidrogen atau ikatan tiol (S-H);

- beta-turn, (β-turn, "lekukan - beta"); dan

- gamma-turn, (γ-turn, "lekukan - gamma").

Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan

struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya

berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa

ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau

kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Contoh struktur kuartener yang

terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1)

hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi

asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens

dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti

dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan

spektrometri massa.

Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan

spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).

Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan

220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm.

Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari

spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda

dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur

sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.

Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini

terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki

satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat

Page 6: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan

menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila

strukturdomain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-

masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan

struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur

kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.

Hidrolisis adalah istilah umum yang dipergunakan untuk menyebut reaksi

suatu zat dengan air. Hidrolisis atau dalam bahasa Inggris disebut sebagai

“Hydrolysis” berasal dari kata “hydro” artinya air dan “lysis” artinya peruraian.

jadi hidrolisis bisa diartikan sebagai peruraian oleh air. Sifat asam, netral, atau basa

larutan garam ditentukan oleh reaksi hidrolisis baik kation atau anion garam

tersebut.

Hidrolisis adalah suatu proses kimia yang menggunakan H2O sebagai

pemecah suatu persenyawaan termasuk inversi gula, saponifikasi lemak dan ester,

pemecahan protein dan reaksi Grignard. H2O sebagai zat pereaksi dalam

pengertian luas termasuk larutan asam dan basa (dalam senyawa organik, hidrólisis,

netralisasi).

Hidrolisis protein didefinisikan sebagai protein yang mengalami degradasi

hidrolitik dengan asam atau basa kuat dengan hasil akhir berupa campuran

beberapa hasil. Bila hidrolisis dilakukan dengan sempurna maka akan diperoleh

hidrolisat yang terdiri dari campuran 18 sampai 20 macam asam amino. Produk

akhir dapat berbentuk cair, pasta atau bubuk/tepung yang bersifat higroskopis.

Fungsi hidrolisis protein dapat sebagai penyedap atau sebagai "intermediates untuk

isolasi dan memperoleh asam amino secara individu atau dapat pula untuk

pengobatan yaitu sebagai obat diet untuk penderita pencernaan. Hidrolisis protein

dengan menggunakan basa mempunyai kelebihan tidak menghancurkan triptofan

dari protein dan pembentukan "humin" lebih sedikit. Kekurangannya. hidorlisis

basa menghasilkan produk yang tidak mengandung semua asam amino dan

mempunyai cita rasa yang kurang dibanding dengan hasil hidrolisis asam.

Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan

melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,

Page 7: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapat

di alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein.

Dari struktur umumnya, asam amino mempunyai dua gugus pada tiap

molekulnya, yaitu gugus amino dan gugus karboksil, yang digambarkan sebagai

struktur ion dipolar. Gugus amino dan gugus karboksil pada asam amino

menunjukkan sifat-sifat spesifiknya. Karena asam amino mengandung kedua gugus

tersebut, senyawa ini akan memberikan reaksi kimia yang yang mencirikan gugus-

gugusnya. Sebagai contoh adalah reaksi asetilasi dan esterifikasi. Asam amino juga

bersifat amfoter, yaitu dapat bersifat sebagai asam dan memberikan proton kepada

basa kuat, atau dapat bersifat sebagai basa dan menerima proton dari basa kuat.

Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang

sama, gugus karboksil dan amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-

masing berbeda satu dengan yang lain pada gugus R-nya, yang bervariasi dalam

struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Beberapa asam amino

mempunyai reaksi yang spesifik yang melibatkan gugus R-nya.

Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino

yang dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut :

asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin,

Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua

yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin,

Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaitu

asam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat yaitu

asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang

ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin,

metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial ini

tidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari luar

seperti makanan dan zat nutrisi lainnya.

Hidrolisis protein dilakukan dengan bantuan enzim protease . enzim

protease adalah sekelompok enzim katalis yang berfungsi untuk menghidrolisis

atau merusak protein. Protease mampu menghidrolisis hampir semua protein

sepanjang komponen sel-sel hidup. Beberapa contoh enzim protease adalah enzim

Page 8: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

yang terdapat pada buah pepaya dan buah nanas. Pada buah pepaya disebut enzim

papain dan pada buah nanas disebut enzim bromelin . Enzim papain adalah enzim

protease yang terkandung dalam getah pepaya baik dalam buah, batang dan

daunnya. Enzim bromelin adalah enzim yang secara alami terdapat pada buah dan

batang nanas. Bromelin termasuk enzim protease yang membantu mencerna

protein.

Page 9: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Hidrolisis Protein enzimatis dilaksanakan pada hari rabu 19

desember 2012 pukul 14.00 WIB di laboratorium BPK Gedung 4 Fakultas

Pertanian Universitas Padjadjaran.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1. Beaker glass

2. Blender

3. Cawan Petri

4. Gelas Ukur

5. Pisau

6. Timbangan

3.2.2 Bahan

1. Akuades

2. Buah Nanas ( Muda dan matang ) dan papaya (muda dan matang

)

3. Enzim papain komersial

4. Ikan (Daging , Tulang, dan kulit)

5. Kertas Saring

6. Susu

7. Telur

8. Tempe

3.3 Prosedur Kerja

Hidrolisis Protease

Cawan petri dipersiapkan kemudian sampel dimasukan yaitu daging ikan

1gram, tempe 1gram, susu 1ml, telur 1ml. Setiap sampel dimasukan ke

Page 10: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

dalam cawan petri yang berbeda, jadi satu cawan berisi satu sampel.

Kemudian ditambahkan filtrat yaitu berupa ekstrak nanas atau pepaya.

Setelah itu didiamkan selama 30 menit lalu diukur pH Nya dan diamati.

Page 11: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 1. Hasil

No Sampel Perlakuan Pengamatan pH

awal

pH akhir

1

Daging

Ikan

Nanas muda Menjadi bening, ada

gumpalan 7 5

Nanas

Matang Warna lebih kuning, terurai 7 5

2

Pepaya muda

Daging mudah hancur,

pepaya menyatu dengan

daging

7 6

Pepaya

matang Tidak menyatu 7 6

3

Susu

Nanas muda Terurai, bintik putih,

dominan kuning 7 5

Nanas

matang

Bintik putih, dominan

putih 7 6

4 Pepaya muda

Terurai, warna susu agak

kuning 7 6

Pepaya

matang Warna agak kuning 7 6

5

Telur

Nanas muda Mencair dan warna bening 10 6

Nanas

matang Mencair dan warna bening 10 5

6 Pepaya muda

Mencair, gumpalan

berwarna orange 10 7

pepaya

matang

Mencair, tidak ada

gumpalan 10 5

7

Tempe

Nanas muda Mencair, bau tak sedap,

warna kuning 7 5

Nanas

matang

Permukaan hancur, bau tak

sedap, cairan kuning

keputihan

7 5

8 Pepaya muda

Mencair, bintik-bintik

putih 7 5

pepaya

matang

Menggumpal, warna jadi

lebih putih 7 6

Page 12: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

4.2 Pembahasan

Praktikum kali ini mengenai hidrolisis protein enzimatis dengan menggunakan

ekstrak nanas dan pepaya. Protein dapat dihidrolisis dengan bantuan enzim yaitu

enzim protease. Fungsi dari enzim protease tersebut yaitu untuk memutus ikatan

peptida yang menyebabkan terjadinya perubahan tekstur.

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh enzim yang

terkandung dalam ekstrak pepaya dan nanas dalam proses hidrolisis protein.

Sampel yang digunakan dalam praktikum ini, yaitu kelompok 1 dan 2

menggunakan sampel daging ikan, kelompok 3 dan 4 menggunakan sampel susu,

kelompok 5 dan 6 menggunakan sampel telur, dan kelompok 7 dan 8 menggunakan

sampel tempe. Masing-masing sampel kemudian ditambahkan enzim protease yang

berasal dari ekstrak nanas muda, nanas matang, pepaya muda, dan papaya matang.

Penggunaan buah matang dan muda dimaksudkan agar praktikan mengetahui

enzim protease yang berasal dari mana yang lebih cepat bereaksi.

Enzim protease digunakan untuk menghidrolisis protein. Protein- protein

yang terkandung dalam daging ikan, susu, tempe, dan telur akan terhidrolisis oleh

enzim ini. Ekstrak buah muda akan lebih cepat bereaksi dalam menghidrolisis

protein dibandingkan ekstrak buah yang matang, itu disebabkan karena ekstrak

buah muda mengandung banyak enzim protease didalamnya.

Dalam tabel hasil di atas daging ikan ketika ditambahkan enzim protease

dan didiamkan selama setengah jam kemudian setelah diamati daging yang

ditambahkan ekstrak pepaya muda, tekstur daging menjadi lebih lunak dan mudah

hancur dibandingkan dengan ditambahkan ekstrak pepaya matang.

Pada sampel susu yang ditambah ekstrak nanas dan pepaya muda juga

menjadi lebih terurai atau ikatannya pecah dibandingkan dengan sampel yang

ditambah nanas dan pepaya muda. Selain itu, terdapat perubahan warna dimana

sampel susu yang ditambahkan ekstrak buah muda warnanya lebih dominan kuning

dibandingkan dengan sampel yang ditambahkan dengan ekstrak buah matang .

Perubahan warna ini dipengaruhi oleh warna ekstrak yang dominan kuning

Page 13: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

bercampur dengan warna susu dan juga denaturasi yang dilakukan enzim protease

dari nanas maupun pepaya.

Pada sampel telur yang diberi masing-masing ekstrak, seluruhnya mencair.

Itu diakibatkan oleh protein yang terhidrolisis oleh enzim protease. Tetapi ada satu

sampel yang ditambahkan dengan pepaya muda ternyata terdapat gumpalan

berwarna orange . Penggumpalan ini juga merupakan akibat dari aktivitas enzim

protease yang memutus ikatan peptida pada protein telur.

Pada sampel tempe yang diberi ekstrak nanas muda mengalami pencairan ,

sedangkan sampel tempe yang ditambahkan ekstrak nanas matang hanya

permukaannya saja yang hancur, itu disebabkan karena enzim protease lebih

banyak terkandung pada ekstrak nanas yang muda dibandingkan yang matang.

DISKUSI

1. Apa jenis dan warna enzim yang dikandung oleh nanas dan pepaya?

Jenis enzim yang dikandung oleh nanas dan pepaya adalah enzim protease

dan pada pepaya disebut papain. Warna dari enzim ini adalah kuning untuk

nanas dan putih, putih kekuninang , kuning untuk pepaya.

2. Enzim protease apa yang ada di pepaya dan nanas?

Enzim protease yang ada pada buah nanas disebut bromelin dan pada buah

pepaya disebut papain.

3. Apakah pengaruh perbedaan kekuatan basa/asam terhadap protein?

Jelaskan proses apa yang terjadi pada protein dengan perlakuan yang

diberikan!

Pengaruh perbedaan kekuatan basa/asam terhadap protein adalah asam.basa

kuat akan lebih cepat dalam melakukan proses denaturasi protein

dibandingkan asam/basa lemah

4. Jelaskan perbedaan strukut primer, sekunder, dan tersier protein?

Perbedaan struktur primer, sekunder dan tersier protein

a. Struktur primer menunjukkan jumlah, jenis dan urutan asam amino

dalam molekul protein (rentetan asam amino dalam suatu molekul

protein)

Page 14: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

b. Struktur sekunder menunjukkan banyak sifat suatu protein,

ditentukan oleh orientasi molekul sebagai suatu keseluruhan, bentuk

suatu molekul protein (misalnya spiral) dan penataan ruang

kerangkanya (ikatan hidrogen antara gugus N-H, salah satu residu asam

amino dengan gugus karbonil C=O residu asam yang lain)

c. Struktur tersier menunjukkan keadaan kecenderungan polipeptida

membentuk lipatan tali gabungan (interaksi lebih lanjut seperti

terlipatnya kerangka untuk membentuk suatu bulatan)

5. Apa yang disebut dengan denaturasi protein dan faktor-faktor apa

saja yang menyebabkannya?

Denaturasi adalah sebuah proses di mana protein atau asam nukleat

kehilangan struktur tersier dan struktur sekunder dengan penerapan

beberapa tekanan eksternal atau senyawa, seperti asam kuat atau basa,

garam anorganik terkonsentrasi. Faktor yang menyebabkannya seperti

penambahan asam/basa dan pemanasan.

6. Apa perbedaan asam amino essensial dan non essensial?

Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat di sintesa di oleh

tubuh sehingga harus diperoleh tubuh dari pangan. Sedangkan Asam amino

non-esensial adalah asam amino yang dapat disintesa oleh tubuh melalui

reaksiaminasi reduktif asam keton atau melalui transaminasi.

Page 15: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan praktikum dapat disimpulkan bahwa

1. Protein dapat dihidrolisis dengan bantuan enzim protease yang terdapat

pada buah pepaya dan nanas.

2. Ekstrak buah yang baik dalam melakukan hidrolisis protein adalah ekstrak

buah yang muda karena didalamnya terkandung banyak enzim protease.

3. Setelah dilakukan proses hidrolisis terjadi perubahan tekstur yaitu daging

ikan menjadi lunak dan mudah hancur, susu menjadi terurai, telur dan

tempe menjadi mencair.

5.2 Saran

Pada percobaan hidrolisis protein enzimatis diharapkan praktikan melakukan

percobaan dengan sungguh-sungguh.

Page 16: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

DAFTAR PUSTAKA

Anonim a. 2012. Enzim Protease. http://www.anneahira.com . Diakses pada 1

januari 2013

Furqon. 2012. Hidrolisis Protein. http://furqoninspired.blogspot.com. Diakses

pada 26 Desember 2012.

Girindra, A., 1986, Biokimia I, Gramedia, Jakarta.

Lehninger, 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: ERLANGGA

Paustina T. 2001. Protein Structure. University of Wisconsin-Madison.

Page 17: Laporan praktikum hidrolisis protein enzimatis

LAMPIRAN