BAB I PENDAHULUAN 1. 1 Latar Belakang Ikan Lele (Ciarias batrachus) termasuk kelompok ikan siluroid yang sering disebut catfish. Kelompok ini mencakup jenis-jenis ikan yang bertulang keras dengan ciri-ciri bagian luar tidak bersisik, berkumis 2-4 pasang disekitar mulut, pada sirip dada terdapat sepasang duri (patil), dan juga pada sirip punggungnya, sedangkan bentuk sirip ekornya bervariasi menurut jenisnya (ada yang meruncing, berlekuk dan bercagak). Lele lokal semula hanya dikenal sebagai ikan curah, tetapi sejak tahun tujuh puluh, jenis ikan ini menarik minat masyarakat untuk dibudidayakan terutama di daerah Jawa Timur. Pada tahun 1975, muncul teknik pemijahan lele 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Ikan Lele (Ciarias batrachus) termasuk kelompok ikan siluroid yang sering
disebut catfish. Kelompok ini mencakup jenis-jenis ikan yang bertulang keras dengan
ciri-ciri bagian luar tidak bersisik, berkumis 2-4 pasang disekitar mulut, pada sirip
dada terdapat sepasang duri (patil), dan juga pada sirip punggungnya, sedangkan
bentuk sirip ekornya bervariasi menurut jenisnya (ada yang meruncing, berlekuk dan
bercagak).
Lele lokal semula hanya dikenal sebagai ikan curah, tetapi sejak tahun tujuh
puluh, jenis ikan ini menarik minat masyarakat untuk dibudidayakan terutama di
daerah Jawa Timur. Pada tahun 1975, muncul teknik pemijahan lele sistem Blitar dan
benih yang dihasilkan dibudidayakan di kolam dan sawah bersama padi (mina padi).
Kepopuleran pemijahan ikan lele di Jawa Timur segera menyebar ke daerah-
daerah lain diseluruh Indonesia. Dengan adanya benih-benih ikan lele yang baik
maka usaha budidaya ikan lele juga mengalami peningkatan.
Sejalan dengan berkembangnya budidaya ikan lele, maka proses isolasi enzim
protease tidak hanya berasal dari karet (lateks) saja. Ternyata, enzim-enzim protease
(pemecah protein) dapat diisolasi dari pankreas/usus halus ikan lele. Beberapa enzim
protease yang terdapat dalam pankreas/usus halus ikan lele, diantaranya:
1
1. Tripsin; memotong protein pada urutan asam amino setelah asam amino basa:
Lys dan Arg.
2. Kimotripsin; memotong protein pada urutan asam amino setelah asam amino
aromatik: Phe, Tyr, dan Trp.
3. Elastase; memotong protein pada urutan asam amino setelah asam amino non-
polar kecil: Ala dan Ser.
4. Amino peptidase; memotong protein pada asam amino ujung-N.
5. Karboksi peptidase; memotong protein pada asam amino ujung-C.
Hal inilah yang menyebabkan kami mencoba untuk mengisolasi enzim
protease dari ikan lele.
1. 2 Identifikasi Masalah
Masalah-masalah yang timbul dari penelitian yang dilakukan diantaranya :
1. Keberadaan protein yang beraktivitas protelitik dalam usus halus ikan lele
2. Tahapan-tahapan yang secara efektif dan efisien dapat memisahkan dan
memurnikan protein tersebut
3. Penentuan aktivitas enzim protease
4. Karakterisasi enzim protease tersebut yang meliputi penentuan pH optimum
dan penentuen kadar protein
2
1. 3 Maksud dan Tujuan
1. Mengisolasi enzim proteolitik dari usus halus ikan lele.
2. Memurnikan enzim proteolitik dari usus halus ikan lele.
3. Menentukan aktivitas enzim proteolitik dari usus halus ikan lele.
4. Menentukan kadar protein dari usus halus ikan lele dengan metode Lowry.
1. 4 Kegunaan Percobaan
Hasil praktikum ini diharapkan dapat berguna untuk :
1. Memberikan informasi tentang enzim protease yang berasal dan usus halus
ikan lele.
2. Perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang ilmu Biokimia.
1. 5 Metodologi Percobaan
Secara ringkas metode yang dilakukan sesuai dengan empat tujan utama
percobaan yaitu :
Isolasi enzim dilakukan dengan cara :
1. Ekstraksi Enzim
2. Pengendapan protein dengan aseton dingin
3. Sentrifugasi
Pemurnian protein dengan kromatografi kolom penukar kation
3
Penentuan aktivitas enzim protease dengan penambahan kasein sebagai
substrat dan kemudian diukur serapannya pada panjang gelombang 280 nm
dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
Penentuan kadar protein dengan metode Lowry.
1. 6 Tempat dan Waktu Percobaan
Percobaan ini bertempat di laboratorium Biokimia jurusan Kimia FMIPA
UNPAD, jalan Raya Sumedang km 21 Jatinangor, pada tanggal 10 dan 17 November
2009.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Ikan Lele ( Clarias bathracus)
Lele merupakan ikan konsumsi air tawar dengan bentuk tubuh yang licin,
bertentakel, dan panjang. Di Indonesia ikan Lele tidak hanya dikembangbiakan di
tambak–tambak, tetapi juga banyak hidup di alam bebas seperti, sungai, rawa, danau,
kanal dan daerah-daerah bersuhu sedang serta berair tawar tidak asin. Sehingga
tersebar hampir di seluruh daerah di Indonesia seperti Jawa, Kalimantan, Sulawesi,
Aceh, Sumatera, Bali, NTT, NTB, Irian Jaya dan daerah-daerah lainnya. Bahkan di
luar negeri pun ada tentunya dengan sebutan yang berbeda, misalnya Mali (Afrika),
Plamond (Thailand), Keli (Malaysia), Catretrang (Jepang). Ikan lele bersifat
nocturnal, yaitu aktif bergerak mencari makanan pada malam hari, sedangkan pada
siang hari berdiam diri berlindung di tempat-tempat gelap. Ikan lele banyak
ditemukan di Benua Asia dan Afrika, serta dibudidayakan di Afrika Selatan,
Philipina, Indonesia, Thailand, dan lain sebagainya (Arifin, 1991).
Ikan Lele memiliki taksonomi sebgai berikut (Simanjuntak, 1996) :
Kingdom : Animalia
Subkingdom : Metozoa
Phylum : Chordata
Subphylum : Vertebrata
5
Class : Pisces
Subclass : Toleostei
Ordo : Ostariophsysi
Subordo : Siluroidea
Familia : Clariadae
Genus : Clarias
Species : Clarias bathracus
Manfaat Ikan lele dalam skala industri dan perumahan diantaranya :
Sebagai bahan makanan.
Sebagai ikan hias.
Jika dipelihara di sawah dapat memberantas hama padi berupa serangga air
yang merupakan makan alami dari ikan ini jika hidup di alam.
Ikan ini juga dapat diolah dengan berbagai bahan obatl ain untuk mengobati
penyakit asma, menstruasi, datang bulan yang tidak teratur, mimisan (hidung
berdarah), dan lain-lain.
2. 2 Enzim
Enzim adalah katalis untuk reaksi-reaksi dalam sistem biologi (biokatalisator),
semua enzim adalah protein, kecuali ada sekelompok kecil molekul RNA yang juga
berperan sebagai enzim (riboenzim). Enzim utuh (holoenzim), terdiri atas
(Lehninger, 1982) :
6
Bagian protein (apoenzim)
Bagian non-Protein (kofator-kofaktor ion anorganik, seperti Fe2+, Mg 2+,
Mn2+, Zn2+, dan in-anorganik kompleks)
Koenzim tidak terikat kuat pada apoenzim, seperti NADH
Gugus prostetik terikat kuat dalam apoenzim seperti NADH, misalnya
FADH2
Enzim adalah protein globular yang umumnya berfungsi sebagai biokatalis
pada semua proses kimia dalam makhluk hidup, sehingga disebut life is enzyme.
Enzim mampu meningkatkan reaksi kimia tetapi tidak diubah oleh reaksi yang
dikatalisnya serta tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia.
Enzim mempunyai daya katalisis spesifik yang lebih besar dari katalisator lainnya
(Toha,2005).
Beberapa enzim seperti tripsin, pepsin, dan ribonuklease merupakan protein
sederhana yang hanya terdiri dari rantai asam amino. Enzim lain mengandung
komponen non-protein yang penting untuk fungsi khusus dari enzim yang dikenal
sebagai kofaktor yang terbagi menjadi (Mckee & Mckee, 1999) :
Gugus prostetik merupakan komponen yang terikat pada enzim dan
tidak mudah lepas dari enzim, con tohnya FAD
Ion anorganik merupakan ion-ion logam yang terikat satu mudah dilepas
dari enzim, contohnya Fe2+, Mg 2+, Mn2+, Zn2+
7
Koenzim merupakn molekul organik kecil yang mudah terdisosiasi dan
dapat dipisahkan dari enzimnya, contohnya ATP, NADH, dan Koenzim
A.
Sebagai katalis, enzim sangat luar biasa (Nelson & Michael, 2008) :
Mempunyai daya katalitik yang sangat baik; jauh.
Lebih baik dari katalis anorganik atau sintetik (kecepatan reaksi dapat
meningkat sampai sejuta kali).
Mempunyai spesifisitas tinggi terhadap substrat dan reaksi.
Dapat berfungsi baik dalam larutan pada pH dan suhu sedang (mild
condition).
Hasil samping jarang terbentuk.
Karena strukturnya yang kompleks, enzim dapat diregulasi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim, diantaranya (Lehninger,
1982) :
1. Pengaruh pH
Enzim mempunyai pH optimum (rentang pH) dimana enzim mempunyai
aktivitas maksimal; di atas atau di bawah pH optimum aktivitas enzim
berkurang.
Konsentrasi ion hidrogen (pH) dapat mempengaruhi enzim dalam
beberapa cara:
8
o Perubahan pH dapat mempengaruhi ionisasi pada sisi aktif enzim.
o Perubahan pH dapat mempengaruhi struktur tersier dari apoenzim;
o Perubahan pH yang drastis dapat menyebabkan denaturasi protein.
2. Pengaruh suhu
Semua reaksi kimia dipengaruhi suhu; makin tinggi suhu makin tinggi
kecepatan reaksi.
Pada reaksi enzimatik, suhu tinggi dapat menyebakan denaturasi enzim;
aktivitas enzim akan berkurang.
Suhu dimana enzim mempunyai aktivitas maksimal dinamakan suhu optimum.
Effect of temperature on Enzyme Activity Effect of pH on Two Enzymes
3. Pengaruh inhibitor
Inhibitor enzim : senyawa yang bersifat menghambat katalisis;
memperlambat atau menahan reaksi enzimatik.
9
Inhibisi aktivitas enzim dapat bersifat irreversibel (biasanya terikat
secara kovalen pada enzim) atau reversibel (dapat terdisosiasi dari
enzim).
Inhibitor reversibel yang umum adalah inhibitor kompetitif dan inhibitor
nonkompetitif.
2. 3 Protein
Protein merupakan segolongan besar senyawa organik yang dijumpai dalam
semua makhluk hidup. Protein terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan
kebanyakan juga mengandung sulfur. Bobot molekulnya berkisar antara 6.000 sampai
beberapa juta. Molekul protein terdiri dari satu atau beberapa rantai panjang
polipeptida dari asam- asam amino yang terikat dengan urutan yang khas. Urutan ini
dinamakan struktur primer dari protein. Polipeptida ini dapat melipat atau
menggulung, peptida yang menggulung atau melipat ini dinamakan struktur tersier.
Struktur kuarterner muncul dari hubungan structural beberapa polipeptida yang
terlihat (Page, 1997).
Salah satu tahap yang banyak digunakan untuk pemurnian protein adalah
pengendapan protein. Pengendapan ini dapat dilakukan dengan mengubah kekuatan
ionik, pH, penambahan pelarut organik, polimer dan penambahan garam. Garam–
garam yang efektif digunakan pada proses pengendapan protein adalah garam yang
multi anonik seperti sulfat, fosfat, dan sitrat (Scopes, 1994).
10
Enzim protease merupakan biokatalisator untuk reaksi pemecahan protein.
Enzim ini akan mengkatalisis reaksi hidrolisis, yaitu reaksi yang melibatkan unsur air
pada ikatan spesifik substrat. Karena itu, enzim ini termasuk dalam kelas utama
enzim golongan hidrolase (Winarno, 1983).
Protease ialah enzim yang sangat kompleks, mempunyai sifat fisiko kimia dan
sifat katalitik yang sangat bervariasi. Prote-ase dapat dihasilkan secara ekstraseluler
dan intraseluler dan mempunyai peranan penting dalam metabolisme sel dan
keteraturan proses dalam sel (Ward, 1983).
Protease merupakan enzim yang sangat penting dalam industri pangan
maupun non pangan. Pemanfaatan protease dalam industri pangan diantaranya adalah
untuk mengurangi kekeruhan dalam industri bir, mengurangi gluten pada industri roti,
dan untuk menggumpalkan susu pada industri keju. Enzim protease dapat diperoleh
dari jaringan tanaman, hewan, maupun mikroba. Keterbatasan kemampuan hewan
dan tumbuhan dalam memenuhi permintaan protease, telah mendorong