Yoga Jati Pratama
240210140003
Kelompok 1A Universitas Padjadjaran
IV.
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Enzim adalah molekul protein yang
biasanya memanipulasi molekul lain, substrat enzim ini mengikat target molekul ke situs aktif enzim dan
diubah menjadi produk melalui serangkaian langkah yang dikenal sebagai mekanisme
enzimatik. Enzim memiliki suatu ciri di mana kerjanya dipengaruhi oleh
lingkungan (Usmana, 2012). Enzim ada yang terdiri dari enzim eksogenik dan
enzim endogenik. Setiap enzim memiliki fungsi dan karakteristik masing-masing.
Pada praktikum kali ini dilakukan kinetika dan aktivitas enzim xylanase.
Adapun prosedur dalam praktikum ini
yang diawali dengan pembuatan pereaksi DNS 100 ml dengan cara siapkan 0,3742
gram asam dinitrosalisilat / 100ml kemudian tambahkan NaOH sebanyak 100ml
kemudian tambahkan akuades dan campurkan dengan 10,8050 g Na-k-tartrattambahkan
fenol yang telah dicairkan pada temperatur 50 derajat dan tambahkan juga
Na-metabisulfit kemudian tetapkan dengan aquades 100 ml kemudian masukan
indikator PP 1 tetes dan titrasi dengan HCl 0,1 N. Kemudian prosedur kedua
yaitu dengan pembuatan kurva standar glukosa 3000ppm ambil 0,1, 1,2, 0,3, 0,4,
0,6 dan 0,8 serta 1 ml campurkan aquades hingga 1 ml, tambahkan 3 ml DNS dan
panaskan dengan water bath dengan temperatur 90 derajat dengan waktur 5 menit, dinginkan
pada suhu ruang tepatkan dengan aquades 25ml dan ukur absorbansinya pada 575 nm
didapatlah kurva standar tersebut.
Kemudian prosedur terakhir yaitu
kinetika hirdolisis enzim ambil 5, 7,5, 10, 12,5, dan 15 gram sampel TKKS
(tandan kelapa sawit) atau tongkol jagung tambahkan larutan buffer aduk dan
tambahkan enzim xilanase encer aduk lagi kemudian inkubasi pada suhu 35 drajat
dengan waktu 48 jam tanpa pengadukan kontinyu sampel diambil 5 gram setiap 1
jam setelah hidrolisis kemudian sentrifuse selama 15 menit dengan V = 1000rpm
kemudian ambil 1 ml supernatan lakukan pengenceran dan ambil 1,5 ml dari
pengenceran kemudian tambahkan 1,5 ml DNS dan panaskan dengan suhu 100drajat
selama 5 menit dan diamkan pada suhu ruang selama 5 menit dan ukur absorbansinya
pada 540nm.
Kinetika Enzim Reaksi-reaksi
kimia dalam tubuh secara tidak langsung dipengaruhi oleh enzim. Katalis-katalis
ini, adalah spesifik untuk reaksi-reaksi tertentu. Akan tetapi, katalis-katalis
ini sering berubah-ubah (tidak tetap), pada beberapa ribu enzim yang sekarang
dikenal dapat berperan dalam beberapa reaksi seperti hidrolisis, polimerisasi,
pemindahan gugus fungsi, oksidasi reduksi, dehidrasi dan isomerisasi, untuk
menjelaskan hanya beberapa kelompok umum dari reaksi yang dipengaruhi enzim.
Enzim-enzim bukanlah merupakan permukaan pasif pada mana reaksi berlangsung
tetapi merupakan mesin molekul kompleks yang terus bekerja melalui rasikan
mekanisme reaksi yang berbeda beda. Sebagai contoh, beberapa enzim hanya
bekerja pada molekul-molekul substrat tunggal; lainnya bekerja pada dua atau
lebih molekul-molekul substrat yang berbeda yang akan mengatur terjadi atau
tidaknya suatu ikatan.
Beberapa enzim
membentuk ikatan kovalen yang menjadi perantara untuk membentuk kompleks dengan
substratsubstratnya, tetapi ada juga yang tidak.Pengukuran kinetik dari
reaksi-reaksi katalis enzimatik merupakan teknik-teknikyang sangat penting
untuk menerangkan mekanisme katalis enzim.Pada bahagian ini sebagian besar akan
menguraikan mengenaiperkembangan parameter-parameter kinetik yang sangat
berguna pada penentuan mekanisme-mekanisme enzimatik.
Enzim Xilanase
merupakan suatu enzim glikosidase, yaitu enzim yang berperan dalam pemutusan
ikatan 1,4-ß-D-xylosidik pada xilan sehingga dihasilkan monomer berupa xilosa. Xilan
merupakan heteropolisakarida dengan struktur yang beragam pada jenis tanaman
berbeda. Rantai backbone homopolimer ß-D- xilopiranosil dihubungkan melalui
ikatan 1,4-ß-D-xylosidik dengan berbagai gugus samping seperti
glukuronopiranosil, 4-O-metil-D-glukuronopiranosil, α-L- arabinofuranosil,
asetil, feruloil, dan p-kumaroil (Collins et al., 2005).
Menurut (Richana, N.,
2002) Xilanase merupakan enzim yang banyak digunakan dalam dunia industri,
termasuk industri pangan. Salah satunya, xilanase yang dimanfaatkan sebagai
katalis endohidrolisis ikatan1,4-β-xilosidik pada xilan, bahan lignoselulosa
untuk memperoleh monomer xilosa. Xilosa merupakan bahan baku produksi xilitol,
gula alternatif yang rendah kalori dan dapat mencegah kerusakan gigi.
Kinetika hidrolisis
enzim dilakukan dengan melarutkan sampel dengan berat tertentu dalam larutan
buffer asetat 0.2M pH=5. Larutan tersebut dihomogenkan dan ditambah 3ml enzim
xilanase encer. Larutan diinkubasi pada suhu 45oC selama 3 hari. Pengamatan
dilakukan beberapa jam, disentrifugasi, diencerkan, ditambahkan reagen DNS,
pemanasan dan diuji absorbansinya. Hasil absorbansi dibandingkan dengan
standar. Hasil pengamatan absorbansi aktivitas enzim 
menggunakan
spektrofotometri terdapat pada tabel 1.
menggunakan
spektrofotometri terdapat pada tabel 1.
Berbagai macam kegunaan enzim xilanase yaitu:
· Xilanase
pada tingkat keasaman yang rendah digunakan industri roti, makanan, dan
minuman
· Xilanase
digunakan dalam pembuatan roti karena mampu memecah hemiselulosa dalam tepung
terigu, sehingga membantu dalam redistribusi air dan membuat adonan lembut
serta meningkatkan volume.
· Industri
jus dan anggur juga memerlukan xilanase pada proses ekstraksi, penjernihan dan
stabilisasi (Ardiningsih et al., 2015).
Berdasarkan data hasil pengamatan absorbansi pada
tabel 1, didapatkan absorbansi sampel TKKS (tandan kosong kelapa sawit) dan
tongkol jagung dengan berbagai konsentrasi dalam berbagai titik waktu. Data
dari tabel 1 tersebut, digunakan untuk mencari aktivitas enzim dan kinematika
enzim xilosa.
Menurut (Poliana, 2007) Mekanisme kerja Enzim xilanase mampu mendegradasi polimer xilan
dengan cara memutus ikatan antargugus pada bagian tengah secara acak yang akan
menghasilkan xilooligosakarida. Berbeda dengan xilanase pada umumnya, Aeromonas
xilanase akan memutus rantai xilan dari bagian ujung dan akan menghasilkan satu
jenis oligosakarida.Induksi ekspresi gen xilanase dapat dilakukan dengan
penambahan xilobiose, seperti pada Cryptococcus albidus.
Adapun aktivitas enzim xilanase menurut Richana, (2002)
dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :
1)
Suhu
Aktivitas enzim semakin meningkat seiring dengan
peningkatan suhu sampai titik atau suhu optimum. Laju reaksi biokimia meningkat
seiring kenaikan suhu. Hal ini karena panas meningkatkan energi kinetik dari
molekul sehingga menyebabkan jumlah tabrakan diantara molekul-molekul
meningkat. Sedangkan dalam kondisi suhu rendah, reaksi menjadi lambat karena
hanya terdapat sedikit kontak antara substrat dan enzim. Namun, suhu yang
ekstrim juga tidak baik untuk enzim. Di bawah pengaruh suhu yang sangat tinggi,
molekul enzim cenderung terdistorsi, sehingga laju reaksi pun jadi menurun.
Enzim yang terdenaturasi gagal melaksanakan fungsi normalnya. Dalam tubuh
manusia, suhu optimum di mana kebanyakan enzim menjadi sangat aktif berada pada
kisaran 35°C sampai 40°C. Ada juga beberapa enzim yang dapat bekerja lebih baik
pada suhu yang lebih rendah daripada ini. Setelah titik optimum peningkatan
suhu akan menurunkan aktivitas enzim. Hal ini disebabkan rusaknya protein enzim
karena suhu tinggi.
2)
pH
Sama dengan pengaruh suhu, aktivitas enzim semakin
naik seiring dengan peningkatan pH sampai titik optimum. Secara umum,
kebanyakan enzim tetap stabil dan bekerja baik pada kisaran pH 6 dan 8. Tapi,
ada beberapa enzim tertentu yang bekerja dengan baik hanya di lingkungan asam
atau basa. Setelah titik optimum, peningkatan pH akan menurunkan aktivitas
enzim. Hal ini disebabkan pada pH yang terlalu rendah atau terlalu tinggi,
protein enzim mengalami kerusakan.
3)
Konsentrasi substrat
Pada jumlah atau konsentrasi enzim yang konstan,
semakin tinggi konsentrasi substrat sampai titik tertentu, aktivitas enzim
semakin tinggi. Setelah titik optimum peningkatan konsentrasi substrat tidak
mempengaruhi aktivitas enzim. Hal ini disebabkan enzim sudah jenuh dengan substrat.
4)
Konsentrasi produk
Semakin banyak produk yang terbentuk, aktivitas
enzim semakin turun. Hal ini disebabkan tidak ada/semakin sedikit substrat yang
diubah dan bahkan pada beberapa enzim, produk itu sendiri menjadi penghambat. Jelas
saja konsentrasi substrat yang lebih tinggi berarti lebih banyak jumlah molekul
substrat yang terlibat dengan aktivitas enzim. Sedangkan konsentrasi substrat
yang rendah berarti lebih sedikit jumlah molekul substrat yang dapat melekat
pada enzim, menyebabkan berkurangnya aktivitas enzim. Tapi ketika laju
enzimatik sudah mencapai maksimum dan enzim sudah dalam kondisi paling aktif,
peningkatan konsentrasi substrat tidak akan memberikan perbedaan dalam
aktivitas enzim. Dalam kondisi seperti ini, di sisi aktif semua enzim terus
terdapat substrat, sehingga tidak ada tempat untuk substrat ekstra,
5)
Konsentrasi aktivator
Aktivator merupakan molekul yang membantu enzim agar
mudah berikatan dengan substrat. Semakin besar konsentrasi aktivator, apabila
disertai penambahan konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat akan
meningkatkan aktivitas enzim. Molekul aktivator dapat menyebabkan sisi aktif
enzim semakin ”cocok” dengan substrat.
6)
Konsentrasi inhibitor
Semakin besar konsentrasi inhibitor, maka aktivitas
enzim akan semakin turun, karena molekul inhibitor dapat melekat pada sisi
aktif enzim sehingga menghalangi melekatnya substrat pada enzim tersebut. Sisi
aktif enzim konformasinya juga dapat berubah dengan adanya molekul inhibitor
sehingga substrat tidak bisa melekat.
4.1
Aktivitas Enzim
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor,
seperti persamaan reaksi yang dikatalis, kebutuhan kofaktor, pengaruh
konsentrasi substrat dan kofaktor, pH, suhu, penentuan berkurangnya substrat
atau bertambahnya hasil reaksi. Pengamatan reaksi dapat dilakukan dengan
berbagai cara kimiawi ataupun dengan spektrofotometri. (Wirahadikusumah, 1989).
Aktivitas enzim sampel TKKS dan tongkol jagung yang dianalisis adalah aktivitas
enzim xilosa dan aktivitas enzim glukosa pada saat proses fermentasi. Proses fermentasi
yang dilakukan bertujuan untuk memecah senyawa xilan menjadi senyawa yang lebih
sederhana menjadi xilanase
dan glukosa. Berikut
merupakan data konsentrasi sampel xilosa sampel TKKS dan
tongkol jagung dalam ppm.
 |
Aktivitas enzim dapat dihitung dari data tabel 1
menggunakan rumus berikut:
Dimana: U = kadar xilosa atau glukosa (g/l) V =
volume enzim (g/l) T = waktu inkubasi Fp = faktor pengenceran 1000 = faktor
konversi
Hasil
data tabel 2, dihitung menggunakan rumus U untuk mengetahui aktivitas enzim
dari sampel TKKS dan tongkol jagung yang dianalisis. Data hasil penghitungan
aktivitas enzim xilosa dari sampel TKKS dan tongkol jagung dapat dilihat pada
tabel 3.
 |
Berdasarkan
data tabel 3, terlihat bahwa aktivitas enzim kedua sampel, baik sampel TKKS
maupun sampel tongkol jagung memiliki penaikan dan penurunan seiring dengan
meningkatnya waktu. Hasil dari data tabel 3, diplotkan dalam grafik untuk
mempermudah menganalisis data.
 |
Berdasarkan grafik
diatas, dapat dilihat bahwa aktivitas enzim xilosa tongkol jagung cenderung
fluktuatif. Dilihat pada aktivitas enzimatis tertinggi terdapat pada sampel
tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10g/100ml, 20 g/100ml, 5 g/100ml,
dan yang terendah 15 g/100ml. Seperti pernyataan Wirahadikusumah (1989), dimana
salah satu faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah konsentrasi
substrat. Menurut Firmansyah (2007), penambahan konsentrasi substrat pada
reaksi yang dikatalis enzim awalnya akan meningkatkan laju reaksi. Konsentrasi
substrat yang lebih tinggi berarti banyak jumlah molekul substrat yang terlibat
dalam aktivitas enzim, dan sebaliknya. Namun, ketika laju enzimatik sudah
mencapai titik maksimum, peningkatan konsentrasi substrat tidak akan memberikan
perbedaan dalam aktivitas enzim. Dibandingkan dengan hasil praktikum, apabila
pada konsentrasi substrat 10g/100ml sudah mencapai titik tertinggi, dapat
dikatakan pada konsentrasi tersebut laju enzimatik mencapai titik maksimum.
Setelah mendapatkan aktivitas enzim xilosa, dicari juga aktivitas enzim glukosa
yang dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5.
Berdasarkan
grafik diatas, dapat dilihat bahwa aktivitas enzim xilosa TKKS juga fluktuatif.
Dilihat pada aktivitas enzimatis tertinggi terdapat pada sampel tongkol jagung
dengan konsentrasi substrat 10 g/100ml, 5 g/100ml, 15 g/100ml, dan yang
terendah 20 g/100ml. Dikarenakan substrat yang digunakan berbeda, yaitu TKKS
maka aktivitas enzimatis yang didapatkan juga berbeda. Titik maksimum laju
enzimatik pada aktivitas enzim xilosa TKKS terdapat pada 
konsentrasi substrat
10g/100ml.
konsentrasi substrat
10g/100ml.
Berdasarkan data tabel
5, terlihat bahwa aktivitas enzim glukosa kedua sampel, baik sampel TKKS maupun
sampel tongkol jagung memiliki penaikan dan penurunan seiring dengan
meningkatnya waktu. Hasil dari data tabel 5, diplotkan dalam grafik untuk
mempermudah menganalisis data.
Berdasarkan
grafik diatas, dapat dilihat bahwa aktivitas enzim glukosa tongkol jagung
cenderung fluktuatif. Dilihat pada aktivitas enzimatis tertinggi terdapat pada
sampel tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10g/100ml, 5 / 100ml,
20g/100ml, dan yang terendah 15g/100ml. Titik maksimum laju enzimatik pada
aktivitas enzim glukosa tongkol jagung terdapat pada konsentrasi substrat
10g/100ml. Laju reaksi enzim glukosa pada konsentrasi substrat tongkol jagung 5
g/100ml lebih tinggi daripada laju reaksi enzim xilosa. Laju reaksi enzim
glukosa ada konsentrasi substrat tongkol jagung 20 g/100ml lebih rendah
daripada laju reaksi enzim xilosa. Hal tersebut dapat terjadi kemungkinan
disebabkan oleh adanya faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi laju aktivitas
enzim, seperti aktivator dan inhibitor, suhu inkubasi, dan pH (Wirahadikusumah,
1989) atau karena kondisi fermentasi pada saat praktikum kurang steril sehingga
data yang didapatkan kurang akurat atau waktu fermentasi untuk hidrolisis
senyawa xilosa 
yang kurang panjang.
yang kurang panjang.
Grafik
4. Aktivitas Enzim Glukosa TKKS
(Sumber
dokumentasi pribadi,2016)
Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat
bahwa aktivitas enzim glukosa TKKS juga fluktuatif. Dilihat pada aktivitas
enzimatis tertinggi terdapat pada sampel tongkol jagung dengan konsentrasi
substrat 10 g/100ml, 5 g/100ml, 15 g/100ml, dan yang terendah 20 g/100ml. Titik
maksimum laju enzimatik pada aktivitas enzim glukosa TKKS terdapat pada
konsentrasi substrat 10g/100ml. aktivitas enzim glukosa dan xilosa pada glukosa
sama, yaitu titik maksimum pada konsentrasi substrat TKKS 10g/100ml, 5 g/100ml,
15 g/100ml, dan yang terendah 20 g/100ml.
4.2. Kinetika Enzim Xilanase
Kinetika
enzim ialah mengukur pengaruh konsentrasi enzim terhadap substratnya. Hasil
yang didapatkan yaitu berupa xilosa dan glukosa. Glukosa dihitung karena gula
pereduksi xilosa bisa terhitung sebagai glukosa sehingga dihitung hasil gula
pereduksi xilosa dan glukosa.
a.
Xilosa
Berikut hasil pengamatan
spektrofotometri xilosa dan kurva standar xilosa.
Tabel 1. Hasil
Pengamatan Spektrofotometri Kinetika Enzim Xilanase
|
Sampel
|
Konsentrasi Substrat (g/ 100 mL)
|
Absorbansi Tiap Titik Waktu
|
|||||||
|
t0
|
t1
|
t2
|
t3
|
t4
|
t5
|
t6
|
t7
|
||
|
TKKS
|
5
|
0.000
|
0.349
|
0.209
|
0.366
|
0.089
|
0.122
|
0.436
|
0.242
|
|
7.5
|
0.110
|
0.027
|
0.158
|
0.233
|
0.636
|
0.316
|
0.463
|
0.442
|
|
|
10
|
0.108
|
0.062
|
0.452
|
0.376
|
0.086
|
0.312
|
0.583
|
0.640
|
|
|
12.5
|
0.166
|
0.183
|
0.266
|
0.371
|
0.393
|
0.349
|
0.391
|
0.399
|
|
|
15
|
0.245
|
0.322
|
0.350
|
1.006
|
0.189
|
0.240
|
0.465
|
0.558
|
|
|
Tongkol Jagung
|
5
|
0.109
|
0.082
|
0.139
|
0.040
|
0.339
|
0.130
|
0.012
|
0.172
|
|
7.5
|
0.057
|
0.025
|
0.159
|
0.288
|
0.120
|
0.394
|
0.494
|
0.409
|
|
|
10
|
0.934
|
0.403
|
0.235
|
0.425
|
1.029
|
0.796
|
0.597
|
0.806
|
|
|
12.5
|
0.633
|
0.507
|
0.226
|
0.628
|
0.568
|
0.830
|
0.851
|
0.874
|
|
|
15
|
0.338
|
0.843
|
0.032
|
0.802
|
0.656
|
0.861
|
0.671
|
1.003
|
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Tabel 2. Hasil
Konversi Absorbansi terhadap Konsentrasi Xilosa
|
Sampel
|
Konsentrasi Substrat (g/L)
|
Konsentrasi Xilosa dalam mg/mL pada jam ke
|
|||||||
|
0
|
2
|
19
|
23
|
26
|
43
|
47
|
50
|
||
|
TKKS
|
50
|
0.0000
|
0.0004
|
0.0002
|
0.0004
|
0.0001
|
0.0001
|
0.0005
|
0.0002
|
|
75
|
0.0001
|
0.0000
|
0.0001
|
0.0002
|
0.0007
|
0.0003
|
0.0005
|
0.0005
|
|
|
100
|
0.0001
|
0.0000
|
0.0005
|
0.0004
|
0.0001
|
0.0003
|
0.0006
|
0.0007
|
|
|
125
|
0.0001
|
0.0002
|
0.0003
|
0.0004
|
0.0004
|
0.0004
|
0.0004
|
0.0004
|
|
|
150
|
0.0002
|
0.0003
|
0.0004
|
0.0011
|
0.0002
|
0.0002
|
0.0005
|
0.0006
|
|
|
Tongkol Jagung
|
50
|
0.0001
|
0.0000
|
0.0001
|
0.0000
|
0.0003
|
0.0001
|
0.0000
|
0.0002
|
|
75
|
0.0000
|
0.0000
|
0.0001
|
0.0003
|
0.0001
|
0.0004
|
0.0005
|
0.0004
|
|
|
100
|
0.0010
|
0.0004
|
0.0002
|
0.0005
|
0.0012
|
0.0009
|
0.0007
|
0.0009
|
|
|
125
|
0.0007
|
0.0005
|
0.0002
|
0.0007
|
0.0006
|
0.0009
|
0.0010
|
0.0010
|
|
|
150
|
0.0003
|
0.0009
|
0.0000
|
0.0009
|
0.0007
|
0.0010
|
0.0007
|
0.0011
|
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Gambar 1. Kurva Standar Xilosa
Sumber:
(Dokumentasi Pribadi, 2016)
Hasil pengamatan
spektrosfotometri kinetika enzim dalam berupa nilai absorbansi yang terdapat dalam tabel 1. Data
tersebut kemudian dikonversikan ke dalam kontentrasi xilosa dengan menggunakan
kurva standar xilosa.
Dari kurva standar
tersebut, di dapat persamaan regresi dimana x merupakan konsentrasi xilosa dan
y merupakan nilai absorbansi. Hasil konversi data spektrofotometri terdapat
dalam tabel 2. Setiap data kemudian ditentukan persamaan regresi pada setiap
waktunya. Intercept dari setiap
persamaan tersebut merupakan laju kinetika enzim atau v. Kemudian intercept dan konsentrasi substrat
dilinearisasikan karena asimtoot dan
agar skala perhitungan dalam pengolahan data selanjutnya signifikan untuk
dihitung. Berikut merupakan hasil linearisasi laju kinetika terhadap
konsentrasi substrat.
Tabel 3. Hasil
Linearisasi Kinetika Enzim terhadap Konsentrasi Xilosa
|
Sampel
|
Konsentrasi [S]
|
Slope [V]
|
1/[S]
|
1/[V]
|
|
TKKS
|
50
|
0.000039
|
0.02
|
25641.026
|
|
75
|
0.00001
|
0.0133333
|
100000
|
|
|
100
|
0.0000173
|
0.01
|
57803.468
|
|
|
120
|
0.000011
|
0.0083333
|
90909.091
|
|
|
150
|
0.00001
|
0.0066667
|
100000
|
|
|
Tongkol Jangung
|
50
|
0.000007
|
0.02
|
142857.14
|
|
75
|
0.000007
|
0.0133333
|
142857.14
|
|
|
100
|
0.00001
|
0.01
|
100000
|
|
|
120
|
0.000006
|
0.0083333
|
166666.67
|
|
|
150
|
0.000006
|
0.0066667
|
166666.67
|
(Sumber
: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Hasil linearisasi
tersebut kemudian ditransformasikan menjadi grafik atau kurva seperti dibawah
ini.
Gambar 2. Kinetika
Enzim pada TKKS terhadap Xilosa
(Sumber:
Dokumentasi Pribadi, 2016)
Persamaan regresi
yang didapat ialah y = 12936 – 5000000x dengan y sebagai laju kinetika enzim
dan x sebagai konsentrasi substrat. Berdasarkan kinetika enzim menurut
Michaelis Menten melalui Lineweaver Burk maka intercept persamaan tersebut
merupakan 1/Vm atau laju kinetika maksimal dan slope merupakan km/vm untuk
mendapat nilai konstanta Michaelis Menten (Shuler dan Fikret, 2002). Sehingga
didapat Vm kinetika enzim xilanase terhadap kandungan xilosa dalam TKKS ialah 7,73 x 10-6 g/L.h yang menunjukkan kondisi
dimana jika substrat dinaikkan maka laju reaksi tidak akan berubah (Richardson,
1989). Kemudian nilai Km atau konstanta Michaelis Menten ialah sebesar 3,87 x 10-11 g[S]/L yang didefinisikan
sebagai konsentrasi substrat yang dibutuhkan agar menghasilkan kecepatan reaksi
setengah dari kecepatan maksimum. Parameter kinetika enzim dalam tongkol jagung
terhadap xilosa dapat ditentukan melalui kurva berikut.
Gambar 3. Kinetika
Enzim pada Tongkol Jagung terhadap Xilosa
(Sumber: Dokumentasi
Pribadi, 2016)
Berdasarkan
kurva kinetika enzim terhadap xilosa dalam tongkol jagung tersebut, didapat
bahwa nilai Vm dan Km secara beturut-turut ialah 6,36 x 10-6 g/L.h
dan 3,82 x 10-6 g[S]/L.
Dibandingkan dengan kinetika enzim dalam TKKS, Vm atau kecepatan maksimum enzim
bekerja terhadap substrat Vm pada tongkol jagung bernilai lebih kecil sehingga
dapat disimpulkan bahwa penambahan substrat atau tongkol jagung akan lebih
cepat mencapai nilai maksimumnya dibandingkan TKKS. Sedangkan nilai Km pada
TKKS jauh lebih kecil dibandingkan pada tongkol jagung yang menunjukkan bahwa
konsentrasi TKKS yang dibutuhkan jauh lebih sedikit dibandingkan tongkol jagung
untuk mencapai kecepatan reaksi setengah dari kecepatan maksimum.
Kecepatan reaksi enzimatik sangat
dipengaruhi oleh kadar enzim, jumlah enzim yang terikat oleh substrat (ES) dan
konstanta Michaelis Menten (Km). Km menggambarkan kesetimbangan disosiasi
kompleks ES menjadi enzim dan substrat. Nilai Km yang kecil menunjukkan bahwa
enzim mempunyai afinitas yang tinggi terhadap substrat sehingga kompleks ES
sangat baik, begitu pula sebaliknya dimana nilai Km yang besar menunjukkan
afinitas enzim yang rendah terhadap substrat.
b.
Glukosa
Berikut hasil
pengamatan spektrofotometri glukosa dan kurva standar glukosa.
Tabel 4. Hasil
Pengamatan Spektrofotometri Kinetika Enzim Xilanase terhadap Glukosa
|
Sampel
|
Konsentrasi Substrat (g/ 100 mL)
|
Absorbansi Tiap Titik Waktu
|
||||||
|
t0
|
t1
|
t2
|
t3
|
t4
|
t5
|
t6
|
||
|
TKKS
|
5
|
0.003
|
0.228
|
0.09
|
0.285
|
0.027
|
0.028
|
0.09
|
|
7.5
|
0.044
|
0.009
|
0.056
|
0.123
|
0.539
|
0.205
|
0.232
|
|
|
10
|
0.066
|
0.002
|
0.155
|
0.208
|
0.1
|
0.136
|
0.333
|
|
|
12.5
|
0.048
|
0.123
|
0.153
|
0.26
|
0.247
|
0.165
|
0.195
|
|
|
15
|
0.223
|
0.209
|
0.231
|
1.365
|
0.202
|
0.101
|
0.24
|
|
|
Tongkol Jagung
|
5
|
0.015
|
0.011
|
0.133
|
0.17
|
0.065
|
0.09
|
|
|
7.5
|
0.014
|
0.016
|
0.094
|
0.133
|
0.063
|
0.184
|
0.132
|
|
|
10
|
1.547
|
0.136
|
0.184
|
0.307
|
1.677
|
0.641
|
0.334
|
|
|
12.5
|
0.436
|
0.309
|
0.01
|
0.472
|
0.545
|
0.689
|
0.648
|
|
|
15
|
0.151
|
0.821
|
0.02
|
0.58
|
0.547
|
0.789
|
0.38
|
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Tabel 5. Hasil
Konversi Absorbansi terhadap Konsentrasi Glukosa
|
Sampel
|
Konsentrasi
Substrat (g/100 mL)
|
Konsentrasi Glukosa dalam mg/mL pada jam ke
|
||||||
|
0
|
2
|
19
|
23
|
26
|
43
|
47
|
||
|
TKKS
|
5
|
0.0000
|
0.0197
|
0.0077
|
0.0247
|
0.0022
|
0.0023
|
0.0077
|
|
7.5
|
0.0037
|
0.0007
|
0.0047
|
0.0106
|
0.0467
|
0.0177
|
0.0200
|
|
|
10
|
0.0056
|
0.0000
|
0.0133
|
0.0180
|
0.0086
|
0.0117
|
0.0288
|
|
|
12.5
|
0.0040
|
0.0106
|
0.0132
|
0.0225
|
0.0213
|
0.0142
|
0.0168
|
|
|
15
|
0.01926
|
0.01804
|
0.01996
|
0.11857
|
0.01743
|
0.00865
|
0.02074
|
|
|
Tongkol Jangung
|
5
|
0.0012
|
0.0008
|
-0.0001
|
0.0114
|
0.0147
|
0.0055
|
0.0077
|
|
7.5
|
0.0011
|
0.0013
|
0.0080
|
0.0114
|
0.0053
|
0.0159
|
0.0113
|
|
|
10
|
0.1344
|
0.0117
|
0.0159
|
0.0266
|
0.1457
|
0.0556
|
0.0289
|
|
|
12.5
|
0.0378
|
0.0267
|
0.0007
|
0.0409
|
0.0473
|
0.0598
|
0.0562
|
|
|
15
|
0.01300
|
0.07126
|
0.00161
|
0.05030
|
0.04743
|
0.06848
|
0.03291
|
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Gambar 4. Kurva
Standar Glukosa
(Sumber
: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Dari kurva standar
tersebut, di dapat persamaan regresi dimana x merupakan konsentrasi xilosa dan
y merupakan nilai absorbansi. Hasil uji spektrofotometri tersebut kemudian
dikonversikan menjadi konsentrasi glukosa dengan menggunakan kurva standar
glukosa yakni dengan persamaan y = 0.0011 + 0.0115x. Hasil konversi data
terdapat dalam tabel 5 dan dari tiap konsentrasi substrat terhadap konsentrai
glukosa tersebut ditentukan nilai intercept-nya
yang merupakannilai velocity atau V.
Berikut merupakan nilai V yang didapat beserta konsentrasi substrat sebagai S
dan hasil linearisasi data.
Tabel 6. Hasil
Linearisasi Kinetika Enzim terhadap Konsentrasi Glukosa
|
Konsentrasi [S]
|
Slope [V]
|
1/[S]
|
1/[V]
|
|
50
|
0.0007
|
0.02
|
1428.5714
|
|
75
|
0.0013
|
0.0133333
|
769.23077
|
|
100
|
0.0006
|
0.01
|
1666.6667
|
|
120
|
0.0003
|
0.0083333
|
3333.3333
|
|
150
|
0.00009
|
0.0066667
|
11111.111
|
|
50
|
0.0005
|
0.02
|
2000
|
|
75
|
0.0004
|
0.0133333
|
2500
|
|
100
|
0.0007
|
0.01
|
1428.5714
|
|
120
|
0.0008
|
0.0083333
|
1250
|
|
150
|
0.0014
|
0.0066667
|
714.28571
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Hasil linearisasi
tersebut kemudian ditransformasikan menjadi grafik atau kurva seperti dibawah
ini.
Gambar 5. Kinetika Enzim pada TKKS terhadap Glukosa
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Berdasarkan hasil
pengujian kinetika enzim berupa kurva tersebut, didapat parameter kinetika
enzim terhadap glukosa dalam TKKS yakni Vm dan Km secara berturut-turut 1,05 x
10-4 g/L.h dan -52,91 g[S]/L. Sehingga didapat Vm kinetika enzim
xilanase terhadap kandungan xilosa dalam TKKS ialah 1,05 x 10-4 g/L.h yang menunjukkan kondisi
dimana jika substrat dinaikkan maka laju reaksi tidak akan berubah (Richardson,
1989). Kemudian nilai Km atau konstanta Michaelis Menten ialah sebesar -52,91 g[S]/L yang didefinisikan
sebagai konsentrasi substrat yang dibutuhkan agar menghasilkan kecepatan reaksi
setengah dari kecepatan maksimum. Sedangkan
parameter kinetika enzim dalam tongkol jagung dapat diketahui dari kurva
berikut.
Gambar 6. Kinetika Enzim pada Tongkol Jagung terhadap
Glukosa
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Berdasarkan
kurva tersebut, didapat nilai Vm dan Km enzim dalam tongkol jagung secara
berturtu-turut ialah 22,05 x 10-4 g/L.h dan 212,60 g[S]/L. Nilai Vm
pada tongkol jagung ini jauh lebih besar dibandingkan pada TKKS. Hal tersebut
menunjukkan bahwa kecepatan enzim dalam bekerja terhadap substrat pada tongkol
jagung jauh lebih cepat dibandingkan pada TKKS. Sedangkan nilai Km enzim dalam
tongkol jagung juga jauh lebih besar dibandingkan dalam TKKS dan hal tersebut
juga menunjukkan bahwa konsentrasi substrat yang dibutuhkan lebih banyak untuk mencapai setengah dari kecepatan
maksimum enzim bekerja.
5.2.
Uji Aktifitas Enzim
a.
Xilosa
Pengujian aktifitas
enzim xilanase terhadap substrat dalam TKKS dan tongkol jagung dilakukan
menggunakan prosedur yang serupa hingga didapat nilai absorbansi pada panjang
gelombang 515 nm. Data harus dikonversikan terlebih dahulu. Kemudian data yang
telah dikonversikan tersebut kemudian dihitung untuk mendapatkan nilai uji
aktifitas enzim atau U dengan persamaan untuk menentukan U: 
. Dimana
Ksp merupakan konsentrasi xilosa atau glukosa, 1000 merupakan faktor koreksi,
Fp merupakan faktor pengenceran, BM merupakan berat molekul xilosa atau
glukosa, t merupakan waktu dalam menit dan v merupakan volume enzim yang
digunakan.
. Dimana
Ksp merupakan konsentrasi xilosa atau glukosa, 1000 merupakan faktor koreksi,
Fp merupakan faktor pengenceran, BM merupakan berat molekul xilosa atau
glukosa, t merupakan waktu dalam menit dan v merupakan volume enzim yang
digunakan.
Tabel 9. Uji Aktifitas Enzim Xilanase terhadap
Xilosa
|
Sampel
|
Konsentrasi
Enzim
|
U
(unit/ml)
|
|
TKKS
|
5
|
8.770777
|
|
10
|
7.013141
|
|
|
15
|
2.656757
|
|
|
20
|
2.001269
|
|
|
Tongkol
Jagung
|
5
|
18.02882
|
|
10
|
9.727905
|
|
|
15
|
13.55062
|
|
|
20
|
4.898757
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Berdasarkan hasil
penentuan aktifitas enzim tersebut, dapat diketahui bahwa aktifitas enzim
terhadap xilosa tertinggi ialah pada konsentrasi enzim 5 ml yakni 8,77 unit per
ml pada TKKS dan 18,03 unit per ml pada tongkol jagung. Sehingga semakin tinggi
konsentrasi enzim yang ditambahkan maka semakin rendah aktifitas enzim untuk
bekerja terhadap xilosa. Hal tersebut disebabkan oleh habisnya substrat yang
digunakan oleh enzim yang berjumlah banyak.
Gambar 7. Aktivitas Enzim xilanase terhadap xilosa
(Sumber: Dokumentasi Pribadi,
2016)
Gambar 7. Aktivitas Enzim xilanase terhadap xilosa
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Berdasarkan grafik diatas perbedaan aktivtas enzim pada tongkol jagung
dan tandan kosong kelapa sawit yaitu dibandingkan dengan TKKS atau tandan
kosong kelapa sawit, aktifitas enzim xilanase pada tongkol jagung baik terhadap
xilosa lebih tinggi. Hal tersebut disebabkan oleh tongkol jagung yang sudah
umum dan secara pasti diketahui bahwa substratnya ialah berbasis xilan (Richana dkk, 1994).
b. Glukosa
Aktifitas enzim xilanase terhadap glukosa juga diamati dengan prosedur
yang sama dengan prosedur sebelumnya. Dimana hasil spektrofotometri berupa
nilai absorbansi pada panjang gelombang 540 nm terdapat dalam tabel 10. Dan
data konversi absorbansi menjadi konsentrasi glukosa terdapat dalam tabel 11.
Kemudian dilakukan penentuan nilai aktifitas enzim xilanase dan
didapatlah hasil berupa nilai U sebagai berikut.
Tabel 12. Uji Aktifitas Enzim Xilanase terhadap Glukosa
|
Sampel
|
Konsentrasi
Enzim
|
U
(unit/ml)
|
|
TKKS
|
5
|
2.962255
|
|
10
|
3.170913
|
|
|
15
|
1.543839
|
|
|
20
|
1.245105
|
|
|
Tongkol
Jagung
|
5
|
6.923331
|
|
10
|
3.656641
|
|
|
15
|
2.800346
|
|
|
20
|
1.807797
|
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2016)
Sama halnya dengan aktifitas enzim xilanase terhadap xilosa, terjadi
kenaikan aktifitas enzim pada konsentrasi enzim 10 ml dalam TKKS. Hal tersebut
diperkirakan karena enzim masih melakukan aktifitasnya selama preparasi
berlangsung. Namun, diantara kedua jenis sampel rata-rata aktifitas enzim yang
tinggi terdapat dalam konsentrasi enzim terendah yakni 5 ml. Hal tersebut
menunjukkan bahwa dengan konsentrasi 5 ml enzim maka substrat sudah dapat
digunakan oleh enzim. Banyaknya enzim yang ditambahkan menyebabkan aktifitas
enzim semakin rendah karena substrat dengan cepat habis dan terjadi persaingan
antar enzim. Hal tersebut dapat menjadi inhibisi selama fermentasi (Shuler dan
Fikret, 2002).
Gambar 8. Aktivitsa Enzim xilanase terhadap glukosa
(Sumber:
Dokumentasi Pribadi, 2016)
Berdasarkan grafik diatas perbedaan aktivtas enzim pada tongkol jagung
dan tandan kosong kelapa sawit yaitu dibandingkan dengan TKKS atau tandan
kosong kelapa sawit, aktifitas enzim xilanase pada tongkol jagung baik terhadap
glukosa selalu lebih tinggi. Hal tersebut disebabkan oleh tongkol jagung yang
sudah umum dan secara pasti diketahui bahwa substratnya ialah berbasis xilan (Richana dkk, 1994).
Selain itu, dibandingkan dengan glukosa, aktifitas enzim
xilanase terhadap xilosa jauh lebih besar dibandingkan glukosa karena enzim
xilanase memang enzim yang efektif bekerja terhadap xilan. Meskipun glukosa dan
xilosa sama-sama karbohidrat, tetapi enzim memiliki kerja yang lebih efektif
pada xilosa atau dengan kata lain bekerja lebih spesifik (Winarno, 1992).
VI.
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
a.
Nilai
Vm dan Km kinetika enzim dalam TKKS terhadap xilosa berturut - turut ialah 7,73 x 10-6 g/L.h dan 3,87
x 10-11 g[S]/L.
b.
Nilai
Vm dan Km secara beturut-turut pada kinetika enzim terhadap xilosa dalam
tongkol jagung tersebut ialah 6,36 x 10-6 g/L.h dan 3,82 x 10-6
g[S]/L.
c.
Nilai
Vm dan Km kinetika enzim terhadap glukosa dalam TKKS yakni secara
berturut-turut ialah 1,05 x 10-4 g/L.h dan -52,91 g[S]/L
d.
Nilai
Vm dan Km kinetika enzim dalam tongkol jagung secara berturtu-turut ialah 22,05
x 10-4 g/L.h dan 212,60 g[S]/L
e.
Aktifitas enzim terhadap xilosa tertinggi ialah pada konsentrasi enzim 5
ml yakni 8,77 unit per ml pada TKKS dan 18,03 unit per ml pada tongkol jagung.
f. Aktivitas enzimatis xilosa tertinggi
terdapat pada sampel tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10g/100ml, 20
g/100ml, 5 g/100ml, dan yang terendah 15 g/100ml.
g. Aktivitas enzimatis xilosa tertinggi terdapat
pada sampel tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10 g/100ml, 5 g/100ml,
15 g/100ml, dan yang terendah 20 g/100ml.
h. Aktivitas enzimatis glukosa tertinggi
terdapat pada sampel tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10g/100ml, 5
/100ml, 20g/100ml, dan yang terendah 15g/100ml.
i.
Aktivitas enzimatis glukosa
tertinggi terdapat pada sampel tongkol jagung dengan konsentrasi substrat 10
g/100ml, 5 g/100ml, 15 g/100ml, dan yang terendah 20 g/100ml.
j.
Titik maksimum laju enzimatik pada
aktivitas enzim xilosa TKKS terdapat pada konsentrasi substrat 10g/100ml.
6.2 Saran
Sebaiknya praktikan lebih teliti
dalam melakukan praktikum kemudian kondisi dan suasana saat praktikum maupun
resitasi lebih dikondusifkan lagi supaya semua materi yang disampaikan
didapatkan.
DAFTAR PUSTAKA
Alejandro R., L. Serranoa, A. Morala, A. Pereza dan L. Jimeneza.
2007. Bioresource Technology, 98 (3): 554-559.
Ardiningsih, P., Destiarti, L., Widhiana, E.T., 2015. Produksi dan
Karakterisasi Xilanase dari Jamur Xilanolitik Asidofilik. J. Kim. Khatulistiwa
4.
Biely, P. 1985. Microbial xylanolytic
systems. Trends Biotechnol. 3:286290.
Collins, T., Gerday, C., Feller, G.,
2005. Xylanases, Xylanase Families and Extremophilic Xylanases. FEMS Microbiol.
Rev. 29, 3–23.
Dekker, R.F.H. 1983. Bioconversion of hemicellulose:
Aspect of hemicellulose production by Trichoderma reesei QM 9414 and enzymic
saccharification of hemicellulose. Biotechnol. Bioeng. 25:1127-1146.
Indahsari, M. N. 2012. Isolasi Bakteri Selulolitik
dari Bekatul dan Uji Aktivitas Enzim Selulase pada Media dengan Berbagai Sumber
Nitrogen. Skripsi. Tidak diterbitkan. Kimia. UIN Maliki Malang.
Irawadi, T. T. 1990. Selulase. Bogor:
IPB PAU Bioteknologi.
Poliana J, MacCabe AP. 2007. Industrial Enzymes;
Structure, Function, and Applications. Dordrecht: Springer. Halaman: 77. ISBN
978-1-4020-5376-4
Richana, N., P. Lestina, dan T.T. Irawadi. 1994. Karakterisasi
Lignoselulosa dari Limbah Tanaman Pangan dan Pemanfaatannya untuk Pertumbuhan
Bakteri RXA III-5 Penghasil Xilanase. Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan, 23(3):171-176.
Shuler, Michael L dan Fikret Kargi. 2002. Bioprocess
Engineering Basic Concepts 2nd Edition. Prentice-Hall, Inc., United
States of America.
Winarno. 1983. Enzim Pangan. Gramedia. Jakarta
Winarno, F. G.
1992. Kimia Pangan Dan Gizi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.
No comments:
Post a Comment