Laporan Biokimia

PENGARUH SUHU DAN pH PADA AKTIVITAS AMILASE AIR LIUR SERTA HIDROLISIS PATI MATANG DAN PATI MENTAH OLEH AMILASE AIR LIUR

Pendahuluan

Enzim α-Amylase yang bekerja spesifik di dalam mulut, enzim ini terdapat bersama dengan air liur (saliva), enzim α-Amylase berperan dalam menghidrolisis karbohidrat kompleks menjadi gula-gula sederhana terutama yang mengandung pati. Selain itu, α-amilase pankreatik merupakan enzim yang berperan dalam memotong ikatan  α-1.4 glikosida secara acak. Enzim ini akan memotong maltosa menjadi maltosa (90%), maltotriosa, glukosa dan amilopektin  menjadi dekstrin, maltosa dan maltotriosa (Astawan 2009).

Saliva disekresi oleh kelenjar parotis (saliva encer) dan kelenjar submandibularis (saliva kaya akan musin); sisanya disekresi oleh kelenjar sublingual dan kelenjar-kelenjar di lapisan mukosa mulut. Sekresi saliva yang bersifat spontan dan kontinu, bahkan tanpa adanya rangsangan yang jelas, disebabkan oleh stimulasi konstan tingkat rendah ujung-ujung saraf parasimpatis yang berakhir di kelenjar saliva. Sekresi basal ini penting untuk menjaga agar mulut dan tenggorokan tetap basah setiap waktu. Selain sekresi yang bersifat konstan dan sedikit tersebut, sekresi saliva dapat ditingkatkan melalui dua jenis refleks saliva yang berbeda: (1) refleks saliva sederhana, atau tidak terkondisi, dan (2) refleks saliva didapat, atau terkondisi. Refleks saliva sederhana (tidak terkondisi) terjadi sewaktu kemoreseptor atau reseptor tekanan di dalam rongga mulut berespons terhadap adanya makanan. Sewaktu diaktifkan, reseptor-reseptor tersebut memulai impuls di serat saraf aferen yang membawa informasi ke pusat saliva di medula batang otak. Pusat saliva kemudian mengirim impuls melalui saraf otonom ekstrinsik ke kelenjar saliva untuk meningkatkan sekresi saliva. Tindakan-tindakan gigi mendorong sekresi saliva walaupun tidak terdapat makanan karena adanya manipulasi terhadap reseptor tekanan yang terdapat di mulut. Pada refleks saliva didapat (terkondisi), pengeluaran saliva terjadi tanpa rangsangan oral. Hanya berpikir, melihat, membaui, atau mendengar suatu makanan yang lezat dapat memicu pengeluaran saliva melalui refleks ini (Setiadi 2007).

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing-masing enzim diberi nama menurut nama substratnya, misalnya urease, arginase dan lain-lain. Di samping itu ada pula beberapa enzim yang dikenal dengan nama lama misalnya pepsin, tripsin dan lain-lain. Oleh Commision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam enam golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia  di mana enzim memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomeras, ligase (Poedjiadi 2006).

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah gelas piala, corong, batang pengaduk, tabung reaksi, pipet mohr, bulb merah dan hitam, pipet tetes, plat tetes, kaki tiga, kasa, bunsen, stopwatch, dan termometer.

Bahan yang digunakan adalah buah kedongdong, filtrat air liur, glass wool, kertas saring, es batu, larutan kanji 1%, pereaksi yodium, pereaksi benedict, HCl, asam asetat, akuades, natrium karbonat 0.1 %, dan tepung pati.

Prosedur

Pengaruh suhu pada aktivitas amilase air liur. Pertama, disiapkan semua peralatan yang bersih dan kering, kemudian dimasukkan 2 ml air liur ke dalam empat tabung reaksi dan ditambahkan 2 ml akuades serta dikocok. Selnjutnya, tabung pertama ditempatkan pada suhu 10^oC, tabung kedua pada suhu kamar atau 30^oC, tabung ketiga pada suhu 37^oC, dan tabung keempat pada suhu 80^oC. Setelah itu, pada masing-masing tabung dimasukkan 2 ml laruutan kanji 1% dan dikocok, kemudian ditempatkan lagi pada masing-masing suhu. Isi tabung kemudian di uji dengan pereaksi benedict dan yodium (di plat tetes).

Pengaruh pH pada aktivitas amilase air liur. Pertama, disiapkan semua peralatan yang bersih dan kering, kemudian dimasukkan 2 ml HCl (pH 1) pada tabung pertama, 2 ml asam asetat (pH 5) pada tabung kedua, 2 ml akuades (pH 7) pada tabung ketiga, dan 2 ml natrium karbonat 0.1% (pH 9) pada tabung keempat. Selanjutnya, ke dalam masing-masing tabung ditambahkan 2 ml larutan kanji 1% dan 2 ml air liur kemudian dikocok. Setelah itu, masing-masing tabung dipanaskan pada suhu 37^oC selama 15 menit. Isi tabung kemudian di uji dengan pereaksi benedict dan yodium (di plat tetes).

Hidrolisis pati matang oleh amilase air liur. Pertama, disiapkan semua peralatan yang bersih dan kering, kemudian dimasukkan larutan kanji 1% dalam tabung reaksi dan ditambahkan air liur 10 tetes. Selanjutnya, dipanaskan pada suhu 37^oC, kemudian selang waktu 1 menit selama 5 menit  dan selang 5 menit dipindahkan 1 tetes ke dalam plat tetes dan di uji dengan pereaksi yodium. Setelah itu, dicatat perubahan warna yang terjadi. Pengujian dihentikan terhadap pereaksi yodium ketika tidak lagi positif. Sisa larutan di uji dengan uji benedict.

Hidrolisis pati mentah oleh amilase air liur. Pertama, disiapkan semua peralatan yang bersih dan kering, kemudian dimasukkan sedikit tepung pati dalam tabung reaksi dan ditambahkan 5 ml akuades dan dikocok. Selanjutnya, ditambahkan 10 tetes air liur dan dipanaskan pada suhu 37^oC, kemudian selang waktu 1 menit selama 5 menit  dan selang 5 menit dipindahkan 1 tetes ke dalam plat tetes dan di uji dengan pereaksi yodium. Setelah itu, dicatat perubahan warna yang terjadi. Pengujian dihentikan terhadap pereaksi yodium ketika tidak lagi positif. Sisa larutan di uji dengan uji benedict.

Hasil Pengamatan

Tabel 1 Data Hasil Uji Pengujian Suhu Terhadap Aktivitas Amilase Saliva

Suhu	Hasil Pengamatan		Perubahan Warna
	Iod	Benedict	Iod	Benedict
10oC	-	+	Cokelat	Hijau seulas
30oC	-	+++	Cokelat	Hijau
37oC	-	++	Cokelat	Hijau
80oC	+	+++	Biru kehitaman	Hijau

Keterangan: benedict (+) gula pereduksi, iod (+) ada amilosa

Gambar 1 Hasil Uji Yodium pada Suhu (a) 10^oC (b) 30^oC (c) 37^oC (d) 80^oC

Gambar 2 Hasil Uji Benedict pada Suhu (a) 10^oC (b) 30^oC (c) 37^oC (d) 80^oC

Tabel 2 Data Hasil Pengujian pH Terhadap Aktivitas Amilase Saliva

pH	Hasil Pengamatan		Perubahan Warna
	Iod	Benedict	Iod	Benedict
HCl (1)	-	+	Cokelat	Hijau seulas
CH3COOH (5)	-	+++	Cokelat	Hijau
Akuades (7)	-	++	Cokelat	Hijau
Na-karbonat 0.1% (9)	+	+++	Biru kehitaman	Hijau

Keterangan: benedict (+) gula pereduksi, iod (+) ada amilosa

Gambar 3 Hasil Uji Yodium pada (a) HCl pH 1 (b) CH₃COOH pH 5  (c) Akuades

                 pH 7 (d) Na-karbonat 0.1% pH 9

Gambar 4 Hasil Uji Benedict pada (a) HCl pH 1 (b) CH₃COOH pH 5  (c)

Akuades pH 7 (d) Na-karbonat 0.1% pH 9       

       

Tabel 3 Data Hasil Hidrolisis Pati Matang dan Pati Mentah Terhadap Aktivitas

Amilase Saliva

Bahan	Menit ke-	Hasil Pengamatan		Perubahan Warna
		Iod	Benedict	Iod	Benedict
Pati Matang	1	-	+	Cokelat	Hijau
	2	-	+	Cokelat	Hijau
	3	-	+	Cokelat	Hijau
	4	-	+	Cokelat	Hijau
	5	-	+	Cokelat	Hijau
	10	-	+	Cokelat	Hijau
	15	-	+	Cokelat	Hijau
	20	-	+	Cokelat	Hijau
	25	-	+	Cokelat	Hijau
Pati Mentah	1	+	-	Biru	Biru
	2	+	-	Biru	Biru
	3	+	-	Biru	Biru
	4	+	-	Biru	Biru
	5	+	-	Biru	Biru

Lanjutan Tabel 3

Bahan	Menit ke-	Hasil Pengamatan		Perubahan Warna
		Iod	Benedict	Iod	Benedict
Pati Mentah	10	-	-	Biru	Biru
	15	-	-	Biru	Biru
	20	-	-	Biru	Biru
	25	+	-	Cokelat	Biru
	30	+	-	Cokelat	Biru
	35	+	-	Cokelat	Biru
	40	+	-	Cokelat	Biru

Gambar 5 Hasil Uji Yodium Pati Matang pada menit ke- (a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 4 (e)

  5 (f) 10 (g) 15 (h) 20 (i) 25

Gambar 6 Hasil Uji Yodium Pati Mentah pada menit ke- (a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 4 (e)

  5 (f) 10 (g) 15 (h) 20 (i) 25 (j) 30 (k) 35 (l) 40

Gambar 7 Hasil Uji Benedict pada (a) pati matang (b) pati mentah

Pembahasan

Pengaruh suhu dan pH pada aktivitas amilase air liur. Prinsip uji pengaruh pH pada aktivitas amilase air liur ialah percobaan yang akan menentukan pH optimum dari enzim amilase. Masing-masing tabung reaksi diisi dengan beberapa macam larutan pada pH yang berbeda-beda, digunakan beberapa macam pH yang berbeda-beda agar dapat ditentukan pada pH berapa enzim bekerja dengan baik. Larutan ini ditambahkan larutan pati atau kanji 1% dan saliva encer, kemudian di uji dengan ditetesi indikator iodin maupun dengan uji benedict. Prinsip uji pengaruh suhu pada aktivtas amilase air liur ialah percobaan yang akan menentukan suhu optimum dari enzim amilase. Masing-masing tabung yang berisi saliva dan akuades ditempatkan pada suhu yang berbeda-beda kemudian ditambahkan dengan larutan pati atau kanji 1%. Selanjutnya, di uji dengan ditetesi indikator iodin dan uji benedict. Saliva mempunyai pH antara5,75 sampai 7,05. Umumnya pH saliva adalah sedikit dibawah 7. Enzim ptialin dalam saliva ialah suatu enzim amilase. Enzim ptialin bekerja secara optimal pada pH 6,6. Enzim amilase bekerja optimal paada suhu tubuh manusia  yaitu 37^oC sebab enzim tersebut terdapat dalam air liur dalam tubuh sehingga suhunya sama dengan suhu tubuh (Poedjiadi 2005). Berdasarkan percobaan pengaruh suhu terhadap aktivitas amilase air liur, diperoleh hasil negatif yang ditandai dengan terbentuknya warna cokelat pada suhu 10; 30; dan 37^oC, sedangkan pada suhu 80^oC hasilnya positif ditandai terbentuknya warna biru kehitaman yang dihasilkan pada uji iod. Hasil uji benedict ialah pada suhu 10; 30; 37; dan 80^oC menghasilkan hasil positif (adanya gula pereduksi) yang ditandai dengan terbentuknya warna hijau. Seharusnya, pada suhu 80^oC dihasilkan hasil negatif (tidak ada gula pereduksi), hal ini karena pada suhu 80^oC enzim amilase mengalami denaturasi sehingga tidak dapat menghidrolisis amilum atau pati. Suhu tinggi pada enzim akan mengalami denaturasi sehingga tidak aktif lagi, sedangkan pada suhu rendah aktivitas enzim berlangsung sangat lambat. Berdasarkan percobaan pengaruh pH terhadap aktivitas amilase air liur, diperoleh hasil negatif yang ditandai dengan terbentuknya warna kuning kecoklatan pada pH 7 dan 9, sedangkan pada pH 1 dan 5 hasilnya positif ditandai terbentuknya warna biru kehijauan yang dihasilkan pada uji iod. Hasil uji benedict ialah pada pH 1, 5, 7, dan 9 menghasilkan hasil positif (ada gula pereduksi) yang ditandai dengan terbentuknya warna hijau. Seharusnya, pada pH 1 dan 5 dihasilkan hasil negatif (tidak ada gula pereduksi), hal ini karena enzim amilase pH optimumnya sedikit asam yaitu sekitar 6,6 sehingga tidak dapat bekerja pada pH asam. Hal ini dapat terjadi mungkin dikarenakan pati yang digunakan dalam percobaan ialah pati matang sehingga sudah terhidrolisis dalam bentuk dekstrin-dekstrin. Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim ialah suhu, pH, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat. Pengaruh suhu, suhu optimum enzim yaitu suhu dimana enzim memiliki aktivitas maksimal. Suhu optimum sekitar 37^oC, di bawah atau di atas suhu optimum, aktivitas enzim menurun. Suhu mendekati titik beku tidak merusak enzim, tetapi enzim tidak aktif. Jika suhu dinaikkan, maka aktivitas enzim meningkat. Namun, kenaikan suhu yang cukup besar dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi dn mematikan aktivitas katalisisnya. Berikut kurva pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim:

Gambar  Kurva Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim

(Yazid dan Nursanti 2006)

Pengaruh pH, umumnya pH optimum enzim sekitar 6,8 atau umumnya sekitar pH jaringan dimana enzim berada. Saat pH jauh di atas pH optimum, enzim akan mengalami denaturasi. Berikut kurva pengaruh pH terhadap aktivitas enzim:

Gambar  Kurva Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim

(Yazid dan Nursanti 2006)

Pengaruh konsentrasi enzim, bertambahnya konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis, dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu, sehingga reaksi mengalami kesetimbangan. Saat setimbang, peningkatan konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh. Pengaruh konsentrasi substrat, peningkatan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi enzimatis sampai mencapai kecepatan maksimum yang tetap. Saat titik maksimum, semua enzim telah jenuh dengan substrat, sehingga penambahan substrat sudah tidak akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Berikut kurva pengaruh konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim:

Gambar  Kurva Pengaruh Konsentrasi Substrat Terhadap Aktivitas Enzim

(Yazid dan Nursanti 2006)

Hidrolisis pati matang dan mentah oleh amilase air liur. Prinsip hidrolisis pati matang dan mentah ialah percobaan yang akan menentukan hidrolisis pati oleh enzim amilase. Tabung reaksi diisi dengan air liur dan kanji lalu dipanaskan dan di uji dengan pereaksi yodium sampai titik akromatik pada waktu yang berbeda-beda. Saat percobaan hidrolisis pati matang oleh amilase air liur, pengujian terhadap pereaksi yodium dihentikan ketika sudah tercapai titik akromatik. Titik akromatik ialah titik saat larutan uji dengan larutan iod menghasilkan reaksi negatif (pati sudah hilang). Sedangkan uji Benedict menunjukkan hasil yang positif (Girindra 1986). Berdasarkan percobaan hidrolisis pati matang oleh amilase air liur, diperoleh hasil negatif saat menit pertama sampai menit terakhir pada uji iod ditandai terbentuknya warna coklat dan diperoleh hasil positif pada uji benedict ditandai terbentuknya warna hijau. Seharusnya hidrolisis pati menjadi maltosa berlangsung paling cepat sekitar lima menit saat dipanaskan, akan tetapi pada percobaan dihasilkan pada menit pertama. Hal ini mungkin karena pati yang digunakan ialah pati matang yang sudah terhidrolisis menjadi maltosa. Berdasarkan percobaan hidrolisis pati mentah oleh amilase air liur, diperoleh hasil negatif saat menit ke-30 pada uji iod ditandai terbentuknya warna coklat dan diperoleh hasil negatif pada uji benedict saat menit pertama sampai terakhir ditandai terbentuknya warna biru. Seharusnya pada uji benedict saat menit ke-30 menghasilkan hasil positif, karena saat uji iod negatif berarti pati sudah terhidrolisis menjadi maltosa, maltosa merupakan gula pereduksi sehingga bila di uji dengan uji benedict akan menghasilkan hasil yang positif. Hasil percobaan tidak sesuai dengan seharusnya mungkin karena pati belum terhidrolisis secara sempurna. Dapat disimpulkan bahwa perbedaan pati mentah dan pati matang terletak pada proses pemanasan. Pati matang lebih cepat terhidrolisis menjadi maltosa yang dibuktikan pada percobaan sudah terhidrolisis pada menit pertama, sedangkan pati mentah lebih lama terhidrolisis menjadi maltosa yang dibuktikan pada percobaan terhidrolisis pada menit ke-30. Hal ini karena pati matang sebelumnya sudah dilakukan pemanasan terlebih dahulu sehingga sudah terhidrolisis sebagian, sehingga saat dilakukan pemanasan untuk kedua kalinya dapat terhidrolisis sempurna dalam waktu yang lebih cepat dibandingkan dengan pati matang yang sebelumnya belum dilakukan pemanasan.

Simpulan

Berdasarkan percobaan pengaruh suhu, diperoleh hasil negatif pada suhu 10; 30; dan 37^oC (warna cokelat), sedangkan suhu 80^oC hasilnya positif ditandai (warna biru kehitaman) yang dihasilkan pada uji iod. Hasil uji benedict ialah pada suhu 10; 30; 37; dan 80^oC menghasilkan hasil positif (warna hijau). Hasil uji pengaruh pH, hasil negatif (warna kuning kecoklatan) pada pH 7 dan 9, sedangkan pH 1 dan 5 hasilnya positif (warna biru kehijauan) yang dihasilkan pada uji iod. Hasil uji benedict ialah pH 1, 5, 7, dan 9 menghasilkan hasil positif (warna hijau). Percobaan hidrolisis pati matang oleh amilase air liur, diperoleh hasil negatif saat menit pertama sampai terakhir pada uji iod ditandai terbentuknya warna coklat dan diperoleh hasil positif, uji benedict ditandai terbentuknya warna hijau. Percobaan hidrolisis pati mentah oleh amilase air liur, diperoleh hasil negatif saat menit ke-30 pada uji iod ditandai terbentuknya warna coklat dan diperoleh hasil negatif pada uji benedict saat menit pertama sampai terakhir ditandai terbentuknya warna biru.

Daftar Pustaka

Astawan M. 2009. Sehat dengan Hidangan Kacang dan Biji-Bijian. Jakarta: Penebar Swadaya.

Girindra A. 1986. Enzim dalam Biokimia 1. Jakarta: Gramedia.

Poedjiadi A. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia.

Setiadi. 2007. Anatomi dan Fisiologi Manusia. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Winarno. 1992. Biofermentasi dan Biosintesa Protein. Bandung: PT. Angkasa.

Yazid E. Dan L. Nursanti. 2006. Penuntun Praktikum Biokimia untuk Mahasiswa Analis. Yogyakarta: Penerbit Andi.