Uji Kecepatan Katalisis H2O2, Uji Pengaruh Suhu, dan Uji Pengaruh pH Terhadap Aktifitas Enzim Katalase
Apa sih enzim katalase itu ?
Enzim merupakan suatu zat yang dapat mempercepat reaksi kimia di dalam tubuh, tetapi tidak ikut bereaksi. Oleh karena itu enzim sering disebut sebagai biokatalisator. Menurut Kuhne, seorang ahli yang banyak melakukan penelitian tentang fermentasi menyatakan bahwa enzim berasal dari kata in dan zyme, yang artinya sesuatu di dalam ragi. Kemudian, berdasarkan penelitian-penelitian selanjutnya diperoleh simpulan bahwa enzim adalah suatu protein yang mempunyai molekul besar yang bobotnya mencapai ribuan. Misalnya, enzim katalase yang mempunyai bobot molekul sebesar 248.000 (Nurhayati, 2016 : 45).
Salah satu jenis enzim yang berperan cukup penting dalam tubuh adalah enzim katalase. Enzim katalase merupakan enzim yang berperan mengurai H2O2 atau Hidrogen Peroksida yang akan berbahaya bagi tubuh apabila tidak diurai.
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, diantaranya yaitu :
1) Suhu; aktivitas enzim akan terus meningkat sampai batas suhu tertentu yang disebut dengan suhu optimum. Enzim umumnya bekerja secara opimal pada suhu 30ºC-40ºC atau pada suhu tubuh, sedangkan pada suhu rendah (0ºC atau dibawahnya) enzim akan bersifat nonaktif, tetapi tidak rusak karena apabila suhunya kembali normal enzim tersebut dapat bekerja kembali.
2) pH; karena molekul enzim pada umumnya merupakan protein globular, bentuk dan fungsinya dapat dipengaruhi oleh perubahan pH cairan di sekitarnya. Sebagian besar enzim memiliki pH optimum antara 6-8.
3) Konsentrasi enzim dan substrat; semakin besar konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi. Peningkatan kecepatan reaksi akan terus bertambah hingga tercapai kecepatan konstan, yaitu jika semua substrat sudah terikat oleh enzim. Konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
4) Zat Penggiat (Aktivator); aktivator merupakan zat atau molekul yang berfungsi untuk memacu atau mempercepat reaksi enzim.Contoh aktivator antara lain garam-garam dari logam alkali dalam kondisi encer (2%-5%) dan ion logam seperti Cu, Mg, Ni, Mn, dan Cl (Sulitary, 1985 : 144).
5) Zat Penghambat (Inhibitor); merupakan molekul yang dapat menghambat aktivitas enzim. Terdapat inhibitor reversibel yang dibagi menjadi inhibitor kompetitif dan nonkompetitif, dan irreversibel yang berikatan dengan sisi aktif enzim secara kuat, sehingga tidak dapat terlepas (Nurhayati, 2016 : 52).
Alat dan Bahan yang digunakan
Alat yang digunakan antara lain adalah tabung reaksi, pipet tetes, gelas ukur, kaki tiga, kawat kasa, pemarut, baskom/wadah berukuran sedang, penyaring, termometer, lidi dan korek api.
Bahan yang digunakan antara lain ekstrak kentang, H2O2, HCl, NaOH, air, alumunium foil dan bunsen.
Prosedur Kerja
1. Uji Kecepatan Katalisis H2O2
Disiapkan satu buah tabung reaksi dengan diberi label A. Sebanyak 2 ml ekstrak kentang yang sudah diparut dan disaring dimasukan kedalam tabug reaksi. Sebanyak 10 tetes H2O2 dimasukan kedalam tabung reaksi. Amati gelembung yang terbentuk lalu tutup dengan aluminium foil. Dilakukan uji nyala bara api dengan dimasukan bara api dengan menggunakan lidi yang dimasukan dalam tabung reaksi.
2. Uji Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim
Disiapkan dua buah tabung reaksi dengan diberi label B, dan D. Sebanyak 2 ml ekstrak kentang yang sudah diparut dan disaring dimasukan kedalam masing-masing tabug reaksi. Sebanyak 5 tetes HCl dan sebanyak 5 tetes H2O2 dimasukan pada tabung B. Sedangkan sebanyak 5 tetes NaOH dan sebanyak 5 tetes H2O2 dimasukan pada tabung C. Amati gelembung yang terbentuk lalu tutup dengan aluminium foil. Dilakukan uji nyala bara api dengan dimasukan bara api dengan menggunakan lidi yang dimasukan dalam tabung reaksi.
3. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
Disiapkan lima buah tabung reaksi dengan diberi label D, E, F, G, dan H. Sebanyak 2 ml ekstrak kentang yang sudah diparut dan disaring dimasukan kedalam masing-masing tabug reaksi. Simpan tabung reaksi D pada suhu 0ºC, tabung reaksi E pada 20ºC, F pada 40ºC, G pada 60ºC, dan H pada 80ºC. Sebanyak 5 tetets H2O2 dimasukan kedalam masing-masing tabung reaksi yang sudah diatur suhunya. Amati gelembung yang terbentuk lalu tutup dengan aluminium foil. Dilakukan uji nyala bara api dengan dimasukan bara api dengan menggunakan lidi yang dimasukan dalam tabung reaksi.
Hasil Pengamatan
1. Hasil Uji Kecepatan Katalisis H2O2
Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan pada tabung reaksi A, perubahan yang terjadi sangat drastis, dimana setelah ditambahkan 10 tetes H2O2 gelembung yang dihasilkan sangatlah banyak sampai akan memenuhi seluruh tabung reaksi dalam waktu kurang dari satu menit. Ada tidaknya gelembung merupakan indikator adanya air dalam wujud uap. Berdasarkan hasil pengamatan dapat dinyatakan bahwa pada tabung A dengan berisikan ekstrak kentang terdapat penguraian H2O2 oleh enzim katalase.
Adapun reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.
H2O2èH2O+1/2O2
Senyawa H2O2 sangatlah berbahaya, maka enzim katalase menguraikan H2O2 menjadi H2O dan gas O2 yang tidak berbahaya bagi tubuh. Setelah terbentuknya gelembung pada tabung reaksi, dilakukan uji nyala tidaknya bara api. Berhasarkan hasil pengamatan, setelah dimasukan bara api, terdapat api dengan nyala terang. Menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen dalam tabung tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan dapat dinyatakan bahwa pada penguraian H2O2 pada tabung A dinyatakan berhasil diuraikan dengan adanya oksigen sebagai hasil reaksi.
Berdasarkan hasil pengamatan inipun, dapat dinyatakan bahwa pada ekstrak kentang memang mengandung enzim katalase yang dapat menguraikan H2O2. Enzim katalase merupakan enzim yang dihasilkan oleh badan mikro. Badan mikro ini terdiri dari dua bagian yaitu peroksisom dan glioksisom. Bagian badan mikro yang menghasilkan enzim adalah bagian peroksisom. Enzim inilah yang dapat menguraikan senyawa H2O2 yang sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh.
2.Hasil Uji Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim
Salah satu yang mempengaruhi kerja enzim adalah temperatur atau suhu. Enzim umumnya bekerja secara opimal pada suhu 30ºC-40ºC atau pada suhu tubuh, sedangkan pada suhu rendah (0ºC atau dibawahnya) enzim akan bersifat nonaktif, tetapi tidak rusak karena apabila suhunya kembali normal enzim tersebut dapat bekerja kembali.
Pada uji ini, dilakukan dua perlakuan yaitu tabung reaksi dengan suasana basa dan suasana asam. Pada tabung reaksi B dilakukan perlakuan dengan suasana asam dengan ditambahkan 5 tetes HCl sebagai asam kuat. Berdasarkan hasil pengamatan, pada tabung B dihasilkan gelembung yang tidaklah banyak bahkan dapat dikategorikan sedikit. Setelah diberikan bara api untuk mendeteksi adanya oksigen, pada tabung B bara api nyalanya hanya sebentar dan cenderung redup.
Sedangkan pada tabung C dengan perlakuan basa atau ditambah dengan 5 tetes NaOH sebagai basa kuat, gelembung yang dihasilkan cukup banyak dengan ditambah perubahan warna yang awalnya berwarna kuning menjadi warna merah terang. Setelah diberikan bara api untuk mendeteksi adanya oksigen, pada tabung B bara api nyalanya cukup terang.
3. Hasil Uji Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim
Menurut Nunung (2016, 49), enzim bersifat termolabil, artinya aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu. Aktivitas enzim akan terus meningkat sampai batas suhu tertentu. Batas suhu tersebut dinamakan suhu optimum. Jika enzim berada di bawah suhu optimum maka kerja enzim akan terhambat. Enzim pada suhu 0oC atau di bawahnya bersifat nonaktif. Akan tetapi pada suhu tersebut enzim tidak rusak. Kenaikan suhu dapat meninkatkan akivitas enzim. Namun, jika suhu melebihi batas optimum enzim dapat mengalami denaturasi atau kerusakan. Hal ini, akan mengakibatkan enzim tidak dapat berfungsi sebagai katalis lagi.
Berdasarkan hasil pengamaran, pada tabung reaksi D yang diberi perlakuan suhu 0oC dan 5 tetes H2O2 setelahnya, dapat dilihat produksi gelembungnya tidak begitu banyak, hal ini menunjukan bahwa proses kerja enzim tidaklah begitu optimal.
Pada tabung reaksi F yang diberi perlakuan dengan suhu 40ºC produksi gelembung yang dihasilkan cukup banyak, hal ini menunjuka bahwa proses kerja enzim masih berjalan dengan baik pada suhu ini. Sesuai dengan pernyataan Nurhayati (2016 : 50) dalam bukunya bahwa enzim umumnya bekerja secara opimal pada suhu 30ºC-40ºC. Setelah terbentuknya gelembung, dilakukan uji dengan bara api untuk mengindikasi adanya oksigen pada tabung reaksi sebagai hasil dari proses enzim katalis, berdasarkan pengamatan bara api yang dimasukan nyala cukup terang. Dapat dinyatakan bahwa dalam tabung reaksi F ini terdapat oksigen. Pada tabung reaksi F ini juga terjadi perubahan warna menjadi warna terang yang disebabkan oleh
Pada tabung reaksi G yang diberi perlakuan dengan suhu 60ºC, tidak terdapat gelembung yang diproduksi. Hal ini dikarenakan pada suhu 60 ºC, enzim mengalami denaturasi atau kerusakan sehingga tidak dapat bekerja secara optimal. Tidak ada H2O dan oksigen yang dihasilkan yang dibuktikan dengan bara api yang tidak menyala saat dimasukan ke dalam tabung reaksi G.
Pada tabung reaksi H yang diberi perlakuan dengan suhu 40ºC, tidak terdapat produksi gelembung sebagai indikator adanya H2O sebagai hasil penguraian hidrogen peroksida.
Secara keseluruhan, hasil pengamatan dapat terlihat datanya pada tabel yang disajikan sebagai berikut.
Tabel 1. Hasil Uji Enzim
| Tabel | Bahan Uji | Pereaksi | Perlakuan | Keterangan | |
| Bara Api | Gelembung | ||||
| A | Ekstrak Kentang 2 ml | 10 Tetes H2O2 | Suhu Ruang | Terang | +++ |
| B | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes HCl + 5 Tetes H2O2 | Suhu Ruang, Kondisi Asam | Redup | + |
| C | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes NaOH + 5 Tetes H2O2 | Suhu Ruang, Kondisi Basa | Terang | ++ |
| D | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes H2O2 | Suhu 0ºC | Terang | ++ |
| E | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes H2O2 | Suhu 20ºC | Terang | ++ |
| F | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes H2O2 | Suhu 40ºC | Terang | +++ |
| G | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes H2O2 | Suhu 60ºC | Mati | – |
| H | Ekstrak Kentang 2 ml | 5 Tetes H2O2 | Suhu 80ºC | Mati | – |
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa enzim katalase pada ekstrak kentang mampu mengkatalis H2O2 dengan optimal pada suhu ruang. Enzim katalase dalam ekstrak kentang dalam suasana basa mampu bekerja dengan lebih optimal dibanding suasana asam. Suhu juga disimpulkan sangat mempengaruhi kerja enzim, berdasarkan hasil pengamatan suhu optimal enzim katalase bekerja yaitu kisaran suhu 20ºC-40ºC, pada suhu 0ºC kerja enzim tidak optimal, dan pada suhu 60ºC-80ºC.
Daftar Pustaka
Nurhayati, Nunung. 2016. Biologi. Bandung : Yrama Widya
Poedjiadi, A. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI Press
Sulistary A. D. 1985. Biochemistry. New York. Mc. Graw Hill
Semoga bermanfaat ! 🙂
