Bab I Pendahuluan

1
Bab I Pendahuluan
I.1
Latar Balakang
Kemajuan bioteknologi dewasa ini semakin pesat. Salahsatu terapan dari bioteknologi
adalah studi pengembangan enzim. Enzim merupakan biokatalis yang berupa protein
dengan berbagai keunggulan dibanding katalis anorganik atau organik lainnya seperti
enzim bersifat sangat spesifik sehingga tidak menghasilkan produk samping, memiliki
kecepatan katalitik yang sangat tinggi, dan dapat bereaksi pada kondisi lunak.
Katalase (EC 1.11.1.6) merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi penguraian hidrogen
peroksida menjadi air dan oksigen. Enzim ini memiliki banyak isozim dan digunakan
oleh sel makhluk hidup untuk detoksifikasi beberapa senyawa radikal bebas yang berasal
dari dalam sel maupun lingkungan. Katalase juga berperan penting dalam berbagai
bidang industri, seperti industri kertas, pengolahan limbah, makanan dan minuman serta
farmasi. Penyediaan enzim secara melimpah perlu dilakukan untuk memenuhi kebutuhan
diberbagai bidang tersebut.
Enzim katalase banyak dihasilkan oleh berbagai sumber, yaitu tanaman, hewan dan
mikroorganisme. Kentang merupakan salahsatu jenis tanaman penghasil katalase. Sel
peroksisom kentang mengandung katalase dalam jumlah besar. Karena tanaman ini
mudah didapat, maka dalam penelitian ini digunakan sebagai sumber enzim. Tahap
ekstraksi yang pertama mudah dilakukan tetapi penggunaan ekstrak kasar enzim katalase
dalam reaksi enzimatis kurang optimum disebabkan rendahnya aktivitas enzim sehingga
produk reaksi menjadi turun. Oleh karena itu pemurnian enzim menjadi penting untuk
meningkatkan aktivitasnya dan juga diperlukan untuk karakterisasi dari enzim tersebut.
Dalam dunia pendidikan, penentuan aktivitas enzim katalase merupakan suatu percobaan
yang mudah dilakukan, stabil dan dapat didemonstrasikan pada siswa setingkat sekolah
menengah. Pada tahun 2006 percobaan tentang kinetika enzim katalase sudah
diperlombakan dalam Internasional Chemistry Olympiad (IChO) di Gyeongsan Korea
2
dengan set-up alat percobaan menggunakan ekstrak kentang sebagai sumber enzim
katalase.
I.2 Rumusan Masalah
1. Berapa aktivitas spesifik enzim katalase dari kentang (Solanum tuberosum L)
sebelum dan sesudah pemurnian ?
2. Berapa parameter kinetika (Vmaks dan KM) enzim katalase dari kentang (Solanum
tuberosum L) hasil pemurnian ?
3. Bagaimana tanggapan guru dan siswa terhadap model pembelajaran tentang
kinetika reaksi enzim katalase yang disajikan dalam bentuk demonstrasi ?
I.3 Tujuan Penelitian
1. Menentukan nilai aktivitas spesifik enzim katalase dari kentang (Solanum
tuberosum L) sebelum dan sesudah pemurnian.
2. Menentukan nilai Vmaks dan KM enzim katalase dari kentang (Solanum tuberosum
L) murni
3. Mendemonstrasikan percobaan kinetika enzim katalase di depan guru / siswa dan
mengetahui sejauh mana tanggapannya.
I.4 Ruang Lingkup Penelitian
Dalam penelitian ini, katalase diisolasi dari kentang dengan blender sebagai alat
homogenisasi kemudian disentrifugasi. Pemurnian enzim dimulai dengan fraksinasi
menggunakan ammonium sulfat pada kejenuhan bertingkat. Selanjutnya larutan didialisis
untuk menghilangkan kadar garam dari protein. Aktivitas enzim masing-masing fraksi
ditentukan dengan metode Aebi dan kandungan proteinnya ditentukan dengan metode
Bradford. Fraksi yang memiliki aktivitas spesifik tertinggi dimurnikan lebih lanjut
dengan kromatografi kolom penukar anion DEAE-selulosa dimana elusinya dilakukan
dengan menggunakan gradien konsentrasi NaCl. Kemudian efluen yang memiliki
aktivitas spesifik tinggi didialisis untuk menghilangkan kadar garamnya. Untuk
memekatkan konsentrasi enzim yang dihasilkan dilakukan liofilisasi sehingga hasilnya
3
dapat terlihat pada pita hasil SDS-PAGE. Parameter kinetika katalase hasil pemurnian
ditentukan dengan Metode kecepatan awal. Di samping itu, percobaan kinetika enzim
katalase yang dimodifikasi dari preparatory problem 36 International Chemistry
Olympiad (IChO) 2006, didemonstrasikan di depan guru yang tergabung dalam MGMP
(Musyawarah Guru Mata Pelajaran) Kimia Kota Bandung. Dengan bantuan dan
pendekatan personal guru percobaaan ini juga didemonstrasikan di depan siswa.
Berdasarkan data kuisioner guru dan siswa dapat diketahui sejauh mana tanggapannya
terhadap percobaan ini.
I.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tesis ini adalah :
Bab I : Pendahuluan
Bab ini membahas tentang latar belakang permasalahan yang akan diteliti,
rumusan masalah, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika
penulisan.
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang konsep dan teori yang digunakan dalam penelitian.
Bab III : Metode Penelitian
Bab ini isinya tentang alat dan bahan yang digunakan, penyiapan sampel,
pembuatan bahan, dan cara kerja penelitian.
Bab IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil dari penelitian yang telah dilakukan dikaitkan
dengan konsep/teori yang ada.
Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini memuat kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan saran
untuk perbaikan dan pengembangan di masa datang.