Daftar isi
Pengaruh Enzim Katalase Terhadap Hidrogen Peroksida
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Peroksisom ditemukan pada semua sel eukariota. Di dalam organel, terdapat peroksisom yang mampu menghasilkan enzim katalase. Enzim katalase adalah sebuah enzim yang terdapat di dalam semua organel, tetapi dalam jumlah yang berbeda. Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun sel-sel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen metabolismenya, enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada tumbuhan. Enzim tersebut berfungsi untuk menetralisir racun. Enzim katalase ini pada umumnya terdapat di dalam hati, karena berdasarkan fungsinya, hati termasuk sebagai alat ekskresi, hati membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan menghasilkan amonia, urea, dan asam urat dengan memanfaatkan nitrogen dari asam amino. Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi.
Tetapi karena enzim katalase terdapat disemua organel, maka peneliti ingin mencoba membuktikan bahwa enzim katalase tersebut tidak hanya terdapat di dalam organ hati.
Dalam penelitian ini peneliti menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai substrat karena, H2O2 dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk mengoksidasi substrat lain (fenol, asam format, formaldehida, dan alkohol). Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul racun dalam darah (Dikutip dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas). Selain itu, peneliti juga ingin mengetahui kerja enzim dengan pengaruh suhu dan pH tertentu.
B. Rumusan Masalah
- Bagaimanakah pengaruh hidrogen peroksida terhadap enzim katalase?
- Adakah enzim katalase yang terdapat di dalam organ jantung, lemak, daun muda dan biji tumbuhan
- Bagaimanakah pengaruh suhu dan pH terhadap kerja enzim katalase?
C. Tujuan
- Mengetahui pengaruh hidrogen peroksida terhadap enzim katalase.
- Mengetahui adanya enzim katalase yang terdapat di dalam organ jantung, lemak, daun muda, serta biji tumbuhan.
- Mengetahui pengaruh suhu dan pH terhadap kerja enzim katalase.
D. Manfaat penelitian
1.Bagi siswa
-Sebagai referensi untuk pembuatan laporan penelitian.
2.Bagi masyarakat
-Memberikan sumbangan informasi kepada masyarakat tentang pengaruh enzim katalase terhadap hidrogen peroksida.
Bab II. Kajian Pustaka
A. Enzim
Enzim adalah protein yang mengkatalisis reaksi kimia dan mempengaruhi kecepatan reaksi tetapi tidak ikut dalam reaksi. Enzim berperan sebagai biokatalisator. Enzim memiliki sifat sebagai berikut:
- Mempercepat reaksi kimia
- Bekerja secara khas (spesifik), artinya setiap enzim hanya berfungsi untuk satu senyawa (substrat) tertentu saja
- Hanya bekerja pada kisaran suhu dan pH tertentu
- Rusak pada suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah
- Susunan kimianya tidak berubah oleh reaksi tempat enzim bekerja
- Dapat bekerja bolak-balik
Faktor yang mempengaruhi kerja enzim:
a. Temperatur
Pada temperatur optimum, aktivitas enzim sangaggt baik. Jika temperatur terlalu rendah reaksi mennjadi lambat, dan jika temperatur terlalu tinggi enzim akan rusak.
b. pH
Enzim bekerja dengan baik pada pH optimum. Keadaan asam dan basa yang terlalu tinggi menghambat aktivitas enzim.
c. Konsentrasi enzim dan substrat
Jika enzim terlalu sedikit dan substrat terlalu banyak, reaksi akan berjalan lambat dan bahkan ada substrat yang tidak terkatalisasi. Semakin banyak enzim reaksi akan semakin cepat.
d.Inhibitor enzim
Jika inhibitor ditambahkan ke dalam campuran enzim dan substrat, kecepatan reaksi akan turun.
B. Enzim Katalase dan Hidrogen Peroksida
Enzim katalase
Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup, salah satunya adalah sel tumbuhan. Enzim katalase adalah enzim perombak hidrogen peroksida yang bersifat racun dan merupakan sisa atau hasil sampingan dari metabolisme. Apabila H2O2 tidak diuraikan oleh enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel tumbuhan. Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H2O2 menjadi substansi yang tidak berbahaya, yaitu berupa air dan oksigen. Selain bekerja secara spesifik pada substrat tertentu, enzim juga bersifat termolabil (rentan terhadap perubahan suhu) serta merupakan suatu senyawa golongan protein. Pengaruh temperatur terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan (http://littlefairy8.wordpress.com).
Hidrogen peroksida
Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun. Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut: H2O2 H2O + 1/2O2 + 23.45 kcal/mol
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:
1.Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin
2.Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn
3.Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10oC (dalam range temperatur 20-100oC)
4.Permukaan container yang tidak rata (active surface)
5.Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya
6.Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi
7.Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek
C.Organ hati secara umum
Hati adalah organ dalam kita yang terbesar. Pada orang dewasa beratnya mencapai kira-kira 1,3 kg. Terbagi atas 2 lobus, kiri dan kanan. Selain besar dalam ukuran, organ hati juga punya peranan hebat. Ia terlibat dalam proses pencernaan, berperan dalam ratusan reaksi kimiawi tubuh yang berbeda, dan juga berfungsi sebagai organ penyimpan. Fungsi utama hati adalah mengumpulkan darah dari saluran cerna melalui sirkulasi hepatik dan memasukkan berbagai substansi kimiawi tubuh ke dalamnya sebelum dialirkan kembali ke bagian tubuh lain. Substansi kimiawi tersebut dihasilkan oleh jutaan sel hati yang dikenal dengan nama hepatosit. Hepatosit memang terendam dalam genangan darah yang berasal dari saluran cerna. Dengan cara itulah terjadi pertukaran substansi antara darah dan sel hati. Fungsi organ hati belum sepenuhnya dipahami. Beberapa fungsi dari organ tersebut ialah:
-Pengaturan kadar gula darah
-Metabolisme lemak
-Metabolisme protein
-Penyimpanan vitamin
-Penyimpanan mineral
-Produksi empedu
-Detoksifikasi
-Pendauran hormon
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi dan waktu pelaksanaan
-Waktu penelitian
-Tempat
-Objek : Rabu, 10 Agustus 2011
: Laboratorium Biologi SMA N 1 Jetis
: Enzim katalase yang terdapat pada organ hati, jantung, lemak, biji tumbuhan, serta daun muda.
B. Variabel penelitian
-Variabel bebas
-Variabel terikat
-Variabel kontrol
: larutan HCl, larutan NaOH, suhu (dipanaskan dan didinginkan), garam dapur (NaCl), jantung, lemak, biji tumbuhan, serta daun muda.
: reaksi antara H2O2 dengan enzim katalase yang indikatornya berupa keadaan gelembung dan keadaan bara lidi
: hati ayam yang ditambahkan dengan larutan hidrogen peroksida sebagai substrat.
C. Alat dan bahan
a)Alat :
-Alu
-Modim
-Tabung reaksi
-Bara lidi
-Korek api -Penjepit tabung
-Kaki tiga
-Lampu spirtus
-Gelas kimia
b)Bahan :
-Larutan H2O2
-Hati ayam
-Jantung ayam
-Garam dapur (NaCl)
-Larutan NaOH -Lemak ayam
-Daun muda
-Biji melinjo
-Larutan HCl
-Air
D.Langkah kerja
a. Hati dengan larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
b. Hati + HCl dengan larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan HCl sampai tergenang, kemudian manambahkan H2O2 ± sebanyak 5 tetes
5.Menutup tabung reaksi
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
c. Hati + NaOH dengan larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan NaOH sampai tergenang, kemudian manambahkan H2O2 ± sebanyak 5 tetes
5.Menutup tabung reaksi
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
d. Hati setelah direbus sampai mendidih + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Merebus hati ayam sampai mendidih dengan air
3.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
4.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
5.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
6.Menutup tabung reaksi
7.Melihat reaksi yang terjadi
8.Membuat bara lidi
9.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
10.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
e. Hati setelah didinginkan + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Mendinginkan hati ayam ke dalam mesin pendingin
3.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
4.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
5.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
6.Menutup tabung reaksi
7.Melihat reaksi yang terjadi
8.Membuat bara lidi
9.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
10.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
f. Jantung ayam + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong jantung ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan jantung ayam tersebut ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalan tabel pengamatan
g. Lemak + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong lemak ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan lemak ayam tersebut ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalan tabel pengamatan
h. Biji melinjo + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Menumbuk biji melinjo menggunakan alu dan modim sampai halus
3.Memasukan tumbukan biji melinjo tersebut ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalan tabel pengamatan
i. Daun muda + larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Menumbuk daun muda menggunakan alu dan modim sampai halus
3.Memasukan tumbukan daun muda tersebut ke dalam tabung reaksi
4.Menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalan tabel pengamatan
j. Hati + NaCl dengan larutan H2O2
1.Menyiapkan alat dan bahan
2.Memotong hati ayam sebesar dadu ± 1cm x 1cm
3.Memasukan potongan hati ke dalam tabung reaksi
4.Menambahkan NaCl dan menetesi dengan larutan H2O2 ± sebanyak 5 tetes sampai tergenang
5.Menutup tabung reaksi yang telah ditetesi dengan H2O2
6.Melihat reaksi yang terjadi
7.Membuat bara lidi
8.Memasukan bara lidi ke dalam tabung reaksi, mendekatkan bara lidi pada gelembung
9.Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.Hasil pengamatan
1.Tabel
Keterangan:
+ : gelembung sedikit
++ : gelembung sedang
+++ : gelembung banyak
++++ : gelembung banyak sekali
: tidak ada gelembung
B.Pembahasan
1.Hati dengan larutan H2O2
Saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaan pertama dan kedua dihasilkan gelembung yang banyak sekali, sehingga keadaan bara api pada percobaan pertama dan kedua menyala. Hal tersebut dikarenakan di dalam tabung reaksi terdapat oksigen, artinya enzim katalase bereaksi dengan H2O2 dan diuraikan menjadi H2O dan O2. Jadi enzim katalase terdapat di dalam organ hati.
2.Hati + HCl dengan larutan H2O2
Hati yang ditambahkan dengan larutan HCl, saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedikkit sekali, tetapi keadaan bara api pada percobaan pertama dan kedua tidak menyala, sehingga gelembung yang ditimbulkan tersebut bukan oksigen. Hal tersebut dikarenakan di dalam tabung reaksi tidak terdapat oksigen, artinya H2O2 tidak bereaksi dengan enzim. Selain itu kerja enzim katalase yang terdapat di dalam hati terhambat oleh pH asam HCl.
3.Hati + NaOH dengan larutan H2O2
Hati yang ditambahkan dengan larutan NaOH, saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedikit sekali, tetapi keadaan bara api pada percobaan pertama dan kedua tidak menyala, sehingga gelembung yang dihasilkan tersebut bukan oksigen. Hal itu dikarenakan di dalam tabung reaksi tidak terdapat oksigen, artinya H2O2 tidak bereaksi dengan enzim katalase. Selain itu kerja enzim katalase yang terdapat di dalam hati terhambat oleh pH basa NaOH (enzim katalase tidak bekerja).
4.Hati setelah direbus sampai mendidih + larutan H2O2
Hati ayam yang sebelumnya direbus sampai mendidih, saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedikit sekali, tetapi keadaan bara api pada percobaan pertama dan kedua tidak menyala, sehingga gelembung yang dihasilkan tersebut bukan oksigen. Hal itu dikarenakan di dalam tabung reaksi tidak terdapat oksigen, artinya H2O2 tidak bereaksi dengan enzim katalase, sehingga enzim katalase tidak bekerja karena enzim katalase terhambat oleh suhu yang tinggi.
5.Hati setelah didinginkan + larutan H2O2
Hati ayam yang sebelumnya didinginkan dalam mesin pendingin, saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedang, dan keadaan bara api menyala sedang. Hal tersebut dikarenakan kerja enzim katalase yang terdapat di dalam hati berjalan lambat pada suhu yang terlalu rendah, sehingga H2O2 yang bereaksi dengan enzim katalase terhambat.
6.Jantung ayam + larutan H2O2
Jantung ayam saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedang, dan keadaan bara api menyala sedang. Hal tersebut dikarenakan H2O2 bereaksi dengan enzim katalase yang terdapat di dalam hati, dibuktikan dengan adanya gelembung dan nyala bara api yang ditimbulkan. Sehingga enzim katalase juga terdapat di dalam organ jantung.
7.Lemak + larutan H2O2
Lemak ayam saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedikit sekali, tetapi keadaan bara api menyala. Sehingga gelembung tersebut dihasilkan dari oksigen yang diitimbulkan akibat reaksi H2O2 dengan enzim katalase. Jadi, di dalam lemak terdapat enzim katalase tetapi dalam jumlah yang sedikit.
8.Biji melinjo + larutan H2O2
Tumbukan dari biji melinjo saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama keadaan gelembung yang dihasilkan sedikit, dan keadaan bara api menyala sedang, tetapi setelah dilakukan percobaan kedua tidak dihasilkan gelembung dan keadaan bara api tidak menyala. Sehingga gelembung yang dihasilkan tersebut bukan oksigen hasil dari reaksi H2O2 dengan enzim katalase. Jadi pada hasil pengamatan ini, di dalam biji tumbuhan tidak terdapat enzim katalase. Tetapi pada dasarnya di dalam biji yang sedang berkecambah terdapat enzim katalase. (http://id.wikipedia.org/wiki/Peroksisom)
9.Daun muda + larutan H2O2
Tumbukan daun muda saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedikit, dan keadaan bara api tidak menyala. Sehingga gelembung yang dihasilkan tersebut bukan oksigen, karena H2O2 tidak bereaksi dengan enzim katalase. Jadi pada percobaan ini, di dalam daun muda tersebut tidak terdapat enzim katalase.
10.Hati + NaCl dengan larutan H2O2
Hati yang ditambahkan dengan larutan NaCl, saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedang, dan keadaan bara api tidak menyala. Hal tersebut dikarenakan sel yang terdapat di dalam hati rusak. Pengaruh konsentrasi larutan garam akan merusak sel hati, sehingga enzim katalase tidak bisa menguraikan H2O2.
BAB V
PENUTUP
A.Kesimpulan
• Enzim katalase bekerja dengan menguraikan H2O2 menjadi air (H2O) dan Oksigen (O2).
• Enzim katalase tidak hanya terdapat di dalam organ hati, tetapi juga terdapat di dalam organ lain, seperti jantung dan lemak, selain itu enzim katalase juga terdapat di dalam biji tumbuhan dan daun muda tumbuhan, walaupun dalam jumlah yang berbeda.
• Keadaan pH mempengaruhi kerja enzim katalase, pH yang terlalu asam maupun pH yang terlalu basa dapat merusak kerja enzim, dan enzim menjadi tidak aktif, sehingga H2O2 tidak akan terurai.
• Ketika dalam keadaan suhu dingin kerja enzim lemah, dan ketika dalam keadaan suhu panas enzim rusak, karena temperatur yang tinggi maupun rendah akan mempengaruhi kerja enzim.
B.Saran
• Memerlukan ketelitian dalam melakukan penelitian tersebut.
• Memerlukan pemahaman terhadap materi yang berkaitan dengan penelitian sebelum memulai melakukan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
• Maryati, Sri, dkk.2007.BIOLOGI untuk SMA Kelas XII.Jakarta:Erlangga.
• Saktiyono.2008.SeribuPena BIOLOGI untuk SMA/MA Kelas XII.Jakarta:Erlangga.
• http://www.wikipedia.com
• http://mr-fabio2.blogspot.com/2008/09/laporan-enzim-katalase.html
• http://id.wikipedia.org/wiki/Peroksisom
• http://www.h2o2.com/intro/overview.html
