MAKALAH ENZIM BROMELIN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Kelly (1996) mengatakan enzim protease dari tanaman yang  mempunyai nilai komersil adalah papain dari  papaya (Carica papaya), Ficin dari tumbuhan Ficus spp  bromelain dari buah nenas ( Ananas comosus).  Penjualan pertahun dari enzim protease adalah 3 milyar dolar  US yaitu 60 % dari  seluruh enzim komersial  di dunia

 Bagi masyarakat Indonesia Nenas (Ananas comosus (L) Merr) merupakan salah satu jenis buah yang umum dikenal dan dikonsumsi sebagai buah segar,  Nenas juga dimanfaatkan dalam industry makanan  :  untuk pembuatan sari buah, jem /selai, jelly serta proses lainnya (sebayang. 2006)  juga digunakan untuk pelunakan daging, penjernihan beer, food supplement dan mencegah  browning pada jus apel ( Tochi et all., 2008) dalam (Muntari Bala 2012). Bromelain juga digunakan di  industri kosmetik sebagai peeling / pengelupasan kulit yang lembut (Aehle 2007) , pada industry kulit dalam proses tanning, pelunakan dan bathing , dan  pada industry tekstil (walsh , 2002 ).bromelain digunakan untuk memperbaiki sifat pencelupan serat protein , sebagian pelarut serat protein dari sutra dan wol ( Koh et al . , 2006)  Enzim Bromelain juga telah berhasil digunakan sebagai enzim pencernaan dalam banyak gangguan usus , enzim ini berfungsi sebagai pengganti yang memadai dalam kasus kekurangan pepsin dan tripsin. Hal ini juga menyembuhkan ulkus lambung pada hewan percobaan ( Orsini , 2006) Dalam dunia medis  bromelain terlibat dalam penghambatan  agregasi platelet , sinusitis , bronkitis , angina pectoris , tromboflebitis , trauma bedah , pielonefritis dan meningkatkan penyerapan obat terutama antibiotik ( Maurer , 2001) .

Pada proses  pengolahan , buah nenas selalu meninggalkan limbah yang cukup banyak. Umumnya limbah nenas berupa batang, daun, kulit, bonggol belum dimanfaatkan secara optimal, bahkan hanya digunakan sebagai pakan ternak. Dengan mengisolasi enzim bromelain dari bonggol nenas, merupakan salah satu alternatif dalam rangka pemanfaatan limbah nenas sehingga dapat memberikan nilai tambah bagi buah nenas di samping mengurangi masalah pencemaran limbah terhadap lingkungan.

Mengingat aplikasi pemakaian enzim bromelain yang begitu beragam dan nilai ekonominya yang tinggi maka perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang enzim bromelain dari nenas yang merupakan buah yang selalu ada sepanjang tahun di Negara kita.

1.2.Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1.      Bagaimana langkah-langkah mengisolasi atau mengekstraksi  enzim bromelain dari nenas.

2.      Apakah manfaat enzim bromelain  bagi kehidupan.

1.3.Tujuan Penulisan

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah di atas, maka yang menjadi tujuan penulisan makalah ini adalah :

1.      Untuk mengetahui bagaimana langkah-langkah mengisolasi enzim buah nenas terutama bonggolnya atau juga batangnya

2.      Untuk menambah pengetahuan tentang enzim bromelain dari tanaman Ananas comosus

.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

                                                                                                             

2.1  Karakterisasi Enzim

            Perubahan suhu dan pH berpengaruh besar terhadap kerja enzim. Aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengaruh aktivator, inhibitor dan kofaktor dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim (Indah, 2004).

1.                  Efek suhu terhadap aktivitas enzim

Aktivitas enzim akan bertambah dengan naiknya suhu sampai tercapainya aktivitas optimum. Kenaikan suhu lebih lanjut akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim dan pada akhirnya merusak enzim (Pelczar, 1986).

2.                  Efek pH terhadap aktivitas enzim

            Perubahan pH akan mempengaruhi kecepatan reaksi enzim, karena berubahnya derajat ionisasi gugus asam dan basa dari enzim. Untuk kebanyakan enzim, terdapat rentang pH optimum dimana aktivitas enzim berlangsung secara optimum dan mempunyai stabilitas yang tinggi. Sebagian besar enzim mempunyai pH optimum yang mendekati netral, sebagian kecil lainnya mempunyai pH optimum yang sangat rendah (sekitar 2,0) atau sangat tinggi (sekitar  9,0) (Yulinah dkk, 1990).

3.                  Efek konsentrasi enzim terhadap aktivitas enzim

Pada enzim-enzim dengan derajat kemurniannya tinggi, terdapat suatu hubungan linear antara jumlah enzim dan taraf aktivitas pada batas-batas tertentu. Konsentrasi enzim pada umumnya sangat kecil, bila dibandingkan dengan konsentrasi substrat. Saat konsentrasi enzim meningkat, maka aktivitas enzim juga bertambah (Pelczar, 1986).

4.                  Efek konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim

            Kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim sangat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Pada konsentrasi substrat yang sangat rendah, kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim juga sangat rendah. Sebaliknya, kecepatan reaksi akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi substrat sampai tercapai titik tertentu, yaitu titik batas kecepatan reaksi maksimum. Setelah titik batas, enzim menjadi jenuh oleh substratnya, sehingga tidak dapat berfungsi lebih cepat. Pembatas kecepatan enzimatis ini adalah kecepatan penguraian kompleks enzim-substrat menjadi produk dan enzim bebas (Lehningher, 1995)

5.                  Efek aktivator, inhibitor dan kofaktor terhadap aktivitas enzim

            Aktifitas katalitik enzim dapat dipengaruhi oleh aktivator (bahan-bahan yang meningkatkan aktivitas enzim) dan inhibitor (bahan-bahan yang menurunkan aktivitas enzim). Berdasarkan kinetikanya, inhibitor dapat dibedakan menjadi inhibitor ireversibel dan reversibel (Palmer, 1995).

Aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh kofaktor, yaitu komponen non protein dari enzim yang menentukan aktivitas katalitiknya. Kofaktor ini dapat berupa senyawa organik yang disebut koenzim atau senyawa non organik seperti ion logam Fe²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺ dan Ca²⁺ (Lehningher, 1995).

Ion-ion logam ini umumnya ditambahkan dalam bentuk garam, misalnya ion Ca²⁺ dalam bentuk garam klorida. Kation-kation lain yang telah diketahui dapat mengaktifkan enzim adalah Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, dan Al³⁺ (Palmer, 1995).

2.2 Enzim Bromelain

Enzim bromelain adalah suatu protease sulfihidril (-SH) yang sudah menjadi tidak aktif, disebabkan karena terbentuknya ikatan disulfida antara enzim-enzim. Secara relatif hal ini dapat diatasi dengan penambahan senyawa pereduksi seperti sistein, markaptoetanol, glukation, dan vitamin C. Selain dengan cara penambahan senyawa pereduksi juga dapat distabilkan dengan cara amobilisasi enzim.

Aktivitas enzim bromelain dipengaruhi oleh beberapa inhibitornya seperti diisopropilfosfofluoridat(DIPF), yang dilaporkan oleh Murachi T dan Yasui.M pada tahun 1965 dapat menghambat aktivitas katalitik dari enzim bromelain. Disamping itu Husain S dan Lowe G juga meneliti bagian aktif dari enzim bromelain, secara sederhana digambarkannya deretan asam amino pada pusat aktif dari enzim bromelain sebagai berikut:

Cys – Gly – Ala – Cys* - Trp

Dalam hal ini Cys* merupakan bagian aktif dari bromelain.

            Enzim bromelain  bekerja mengkatalisis reaksi hidrolisis, yaitu reaksi yang melibatkan air pada ikatan spesifik dengan substrat, sehingga juga dapat digolongkan sebagai enzim hidrolase. Protease dinamakan juga peptidase, karena memecah ikatan peptida pada rantai polipeptida (Fuadi, 2007).

Ada dua macam peptidase, yaitu endopeptidase dan eksopeptidase. Endopeptidase adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan ikatan peptida pada bagian dalam rantai polipeptida. Eksopeptidase adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan ikatan peptida pada ujung rantai polipeptida (Wirahadikusumah, 1989).

BAB III

PEMBAHASAN DAN DISKUSI

3.1 Isolasi   dan Pemurnia  Enzim Bromelin

50 gram daging buah nenas dipotong kecil, diblender,bersama buffer fosfat ( mengandung  5 mM EDTA) dingin pH 7 selama 30 menit  diperas, disaring sehingga diperoleh cairan jernih. Filtrat disentrifuga selama 10 menit dengan kecepatan 13.000 rpm . pada temperature  4  C  sehingga dihasilkan supernatant (ekstrak kasar Bromelin )

Untuk pemurnian dilakukan menurut Sebayang  (2006) : Ke dalam cairan ini ditambahkan alcohol 80% dengan perbandingan 1:4, Biarkan selama satu malam pada suhu  6  C agar enzim mengendap. Selanjutnya dilakukan sentrifugasi pada kecepatan 13.000 rpm selama 10 menit pada suhu 10 C. Endapan yang diperoleh dikeringkan  dengan cara pengeringan beku. Diperoleh serbuk yang merupakan enzim bromelain kasar kemudian dilarutkan dalam buffer fosfat pH 7,0 disimpan pada 4 C. larutan enzim diuji aktivitas dan kadar proteinnya.

3.2 Pengujian Aktivitas Proteolitik Enzim Bromelin

Aktivitas enzim bromelin ditentukan berdasarkan metode Murachi dengan menggunakan substrat kasein. Sebanyak 0,5 ml kasein (10mg/ml) direaksikan dengan 0,5 ml enzim dan 8 ml larutan buffer fosfat. Untuk mendapatkan kondisi optimum aktivitas enzim, maka dibuat variasi suhu,    pH, serta lama inkubasi terhadap aktivitas enzim. Setelah diinkubasi, ke dalam campuran

reaksi ditambahkan 1 ml larutan asam   trikloroasetat 30%. Panaskan lagi pada suhu yang sama selama 30 menit. Protein yang terkoagulasi dipisahkan dengan kertas saring. Filtrat yang diperoleh diukur absorbansinya pada panjang gelombang 280 nm. Sebagai kontrol digunakan enzim yang telah dimatikan aktivitasnya melalui pemanasan. Unit aktivitas dinyatakan dalam 1 mikro mol tirosin yang dihasilkan per ml enzim dalam15 menit pada kondisi percobaan. Untuk

mengetahui jumlah tirosin yang dihasilkan digunakan kurva standar tirosin

Aktivitas enzim sering digunakan dalam satuan unit (U) yaitu jumlah enzim yang mengkatalisis 1 mikromol substrat  permenit pada kondisi tertentu.

Isolasi enzim dilakukan dengan metode ekstraksi. Tujuan ekstraksi adalah untuk mengeluarkan enzim dari dalam sel dan jaringan buah nanas. Perlu diperhatikan bahwa untuk memperoleh enzim yang berkemampuan/aktivitas bagus bahan /sumber harus dipilih yang memenuhi persyaratan yang baik. Selama proses berlangsung diusahakan suhu dijaga agar tidak melebihi 10 C dan perlu ditambah larutan penyangga dengan pH 7,5, pada saat pemblenderan yang merupakan ekstraksi secara fisik. Kemudian dilakukan sentrifugasi untuk memisahkan enzim kasar dari sisa-sisa jaringan nanas. Hasil sentrifugasi akan didapat endapan yaitu sisa-sisa jaringan nanas dan supernatant yang merupakan enzim kasar bromelain.

BAB IV

KESIMPULAN

1.      Aktivitas enzim bergantung pada kondisi suhu, pH dan konsentrasi dll

Menurut Sebayang (2006) temperatur optimal enzim bromelin  adalah 55 C, sedangkan untuk pH optimum  pada pH 7,5  dan waktu inkubasi 15 menit.

2.      Enzim  yang diekstraksi  dengan cara pemblenderan buah nanas adalah enzim bromelain yang masih kasar dan bebas.

3.      Enzim bromelain merupakan enzim yang penting karena aplikasinya luas dan bernilai komersil yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Bala, M  et all. 2012. Bromelain Production : Current Trends and Perspective. J. Achives des sciences  vol. 65. No. 11 (369-386)

Oktavia, R. , Suharti, Susanti, E. 2012. Karakterisasi Enzim Bromelin yang Diamobilisasi dalam Agar Komersial. Jurusan Kimia FMIPA  Universitas Negri Malang

Sebayang, F., 2006. Pengujian Stabilitas Enzim Bromelin yang Diisolasi dari Bonggol Buah Nanas serta imobilisasi menggunakan Kappa Karagenan . J.Sains Kimia Vol. 10 no.1

Wuryanti, 2004. Isolasi dan Penentuan Aktivitas Spesifik Enzim Bromelin dari Buah Nanas (Ananas comosus .L.) Artikel Jurusan Kimia FMIPA UNDIP. JKSA Vol 7  No 3