amali enzim.doc
-
Upload
juliana-zainul -
Category
Documents
-
view
239 -
download
34
Transcript of amali enzim.doc
1
AMALI 4 : ENZIM DAN PENCERNAAN
Pengenalan / Teori
Enzim
Semua proses biokimia yang berlaku di dalam sel hidup merupakan metabolisme sel.
Bahan kimia yang mengambil bahagian dalam metabolisme sel disebut metabolit.
Setiap proses biokimia terdiri daripada satu siri tindak balas biokimia. Setiap tindak
balas biokimia pula dimangkinkan oleh enzim yang spesifik. Enzim ditakrifkan sebagai
bahan protein yang dihasilkan oleh sel hidup dan berfungsi sebagai mangkin dalam
sesuatu tindak balas biokimia.
Enzim bertindak sebagai mangkin organik yang dapat mengawal atur serta
mempercepatkan tindak balas biokimia dalam sel. Tindakan enzim adalah spesifik.
Setiap jenis enzim hanya bertindak terhadap satu jenis substrat. Substrat ialah bahan
yang ditindakkan oleh enzim. Misalnya, enzim sukrase hanya boleh bertindak ke atas
sukrosa sementara maltase hanya bertindak ke atas maltosa walaupun kedua-dua
sukrosa dan maltosa adalah gula.
Tindakan enzim dipengaruhi oleh kehadiran perencat. Perencat enzim merujuk kepada
bahan kimia yang melambatkan atau menghentikan suatu tindak balas atau proses
kawalan enzim. Enzim hanya diperlukan dalam kuantiti yang kecil untuk memangkinkan
sesuatu tindak balas biokimia. Enzim tidak dimusnahkan selepas tindak balas biokimia
selesai. Oleh itu, ia dapat digunakan berulang kali. Sedikit enzim akan memangkinkan
satu bilangan besar tindak balas biokimia yang sama. Enzim juga memerlukan kofaktor
untuk tindak balasnya. Kofaktor ialah bahan bukan protein dalam bentuk ion logam atau
molekul organik yang diperlukan bagi pengaktifan enzim tertentu.
Enzim dinamakan mengikut substrat yang bertindak dengannya dengan akhiran –ase.
Contohnya, enzim sukrase menguraikan sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Urease
2
mengubah urea kepada amonia dan karbon dioksida. Nama-nama enzim yang telah
lama wujud tetap dikekalkan seperti pepsin, renin dan tripsin.
Pencernaan
Proses penguraian molekul makanan yang besar daan kompleks menjadi molekul kecil
dan ringkas dikenali sebagai pencernaan. Di dalam rongga mulut, makanan dikunyah
menjadi butiran kecil bertujuan memudahkan tindakan enzim. Air liur yang dirembeskan
ke dalam rongga mulut mengandungi sejenis enzim yang dinamakan ptialin. Enzim ini
dapat menghidrolisiskan kanji menjadi maltosa. Kemudian makanan akan bergerak
melalui esofagus secara peristalsis untuk memasuki perut.
Semasa di perut, kelenjar gaster merembeskan jus gaster yang mengandungi asid
hidroklorik, pepsin dan renin. Asid hidroklorik menyediakan ph yang sesuai bagi enzim
renin dan pepsin kerana kedua-duanya paling aktif dalam keadaan berasid. Pepsin
menghidrolisiskan protein menjadi pepton dan polipeptida. Manakala renin
mengentalkan susu dengan menukarkan kaseinogen(protein susu larut) menjadi
kasein(protein susu tidak larut). Makanan berada dalam perut selama kira-kira empat
jam dan meninggalkan perut dalam keadaan separa cecair yang dikenali sebagai kim.
Semasa di duodenum, hati mensintesiskan hempedu dan disimpan dalam pundi
hempedu dan akan disalurkan melalui duktus hempedu apabila diperlukan. Hempedu
mengandungi garam hempedu tetapi tidak mengandungi enzim. Fungsi hempedu ialah
memecahkan lemak(pengelmusian) supaya dapat menambahkan jumlah luas
permukaan untuk tindakan enzim. Jus pankreas yang diangkut dari pankreas melalui
duktus pankreas mengandungi amilase, tripsin dan lipase. Amilase bertindak ke atas
kanji yang menghasilkan maltosa. Tripsin pula menghidrolisiskan pepton dan
polipeptida menjadi peptida. Manakala lipase menghidrolisiskan lemak kepada asid
lemak dan gliserol.
3
Semasa di usus kecil, jus usus bersifat alkali dihasilkan yang mengandungi enzim
erepsin(peptidase), maltase, sukrase dan laktase. Glukosa, asid amino, gliserol dan
asid lemak merupakan hasil akhir pencernaan yang diserap di usus kecil. Sisa
makanan yang tidak tercerna akan disalur ke usus besar di mana berlakunya
penyerapan air dan mengakibatkan sisa tersebut mengeras menjadi tinja dan
dikeluarkan melalui dubur yang dinamakan proses penyahtinjaan.
Objektif :
a) Untuk menunjukkan tindakan amilase pada kanji.
b) Untuk mengkaji kesan suhu ke atas tindakan enzim.
c) Untuk mengkaji tindakan pepsin pada putih telur.
Bahan dan radas :
Bikar Asid hidroklorik cair
Kertas litmus biru dan merah Natrium hidroksida cair
Silinder penyukat Larutan Benedict
Termometer Larutan Iodin
Tabung uji Telur
Jubin putih Ais
Penitis Pepsin
Jam randik
Larutan kanji 1%
4
Prosedur :
a) Untuk menunjukkan tindakan amilase pada kanji.
1) Mulut dibersihkan dengan berkumur menggunakan air bersih .
2) Air liur dikumpulkan di dalam tabung uji .
3) Air liur tersebut diuji menggunakan kertas litmus untuk menentukan samada air
liur itu berasid atau beralkali .
4) Isipadu air suling bersamaan dengan isipadu air liur ditambah ke dalam tabung
uji .
5) Air liur yang disediakan dibahagikan kepada tiga jumlah yang sama banyak ke
dalam tiga tabung uji yang dilabelkan B , C , D . Kandungan setiap tabung uji
adalah seperti berikut :
A – 3 cm3 air suling.
B – 3 cm3 air liur yang disediakan.
C – 3 cm3 air liur disediakan dan 3 cm3 asid hidroklorik cair.
D – 3 cm3 air liur disediakan dan 3 cm3 natrium hidroksida
cair.
6) 5 cm3 larutan kanji dicampur ke dalam setiap tabung uji dan dikacau rata .
7) Selepas 30 minit , setengah daripada larutan setiap tabung uji diuji dengan larutan
Iodin dan setengah lagi dididihkan dengan larutan Benedict yang sama isipadunya
8) Keputusan ujian direkodkan seperti berikut :
5
Keputusan :
Tabung uji
Kandungan Ujian Iodin Ujian Benedict Inferen
A Kanji + air suling Biru kehitaman
Warna biru kekal dan tiada perubahan
Kehadiran kanji dan ketidakhadiran gula penurun.
B Kanji + air liur Tiada perubahan
Biru bertukar kekuningan dan merah bata
Ketiadaan kanji dan kehadiran gula penurun
C
Kanji + air liur + asid hidroklorik cair Biru kehitaman
Warna biru kekal dan tiada perubahan
Mengandungi banyak kanji dan tiada gula penurun
D
Kanji + air liur + larutan NaOH cair Biru kehitaman Tiada perubahan
dan kekal biru
Kehadiran kanji dan tiada gula penurun
Perbincangan
Berdasarkan eksperimen yang telah dijalankan, kita dapat lihat apabila kanji dicampur
dengan air suling, ujian iodin menunjukkan keputusan yang positif. Ini disebabkan
kehadiran kanji. Ujian Benedict pula menunjukkan keputusan negatif disebabkan
ketidakhadiran gula penurun. Kanji tidak terhidrolis kepada maltose kerana ketiadaan
enzim amilase.
Apabila air liur dicampur dengan kanji, ujian iodin menunjukkan keputsan negatif
disebabkan ketidakhadiran kanji. Manakala ujian Benedicts pula menunjukkan
keputusan positif kerana kehadiran gula penurun. Kanji diurai ke maltose kerana
amilase bertindak secara optimum pada pH 6.5 – 7.5.
Dalam tabung uji C, warna iodin dalam ujian iodin bertukar kepada biru kehitaman yang
menunjukkan wujudnya kandungan kanji yang agak banyak. Manakala ujian Benedicts
6
menunjukkan ketidakhadiran gula penurun kerana tiada perubahan warna yang berlaku.
Kanji tidak ditukar ke maltose disebabkan penambahan asid hidroklorik cair dan ianya
menyebabkan larutan menjadi terlalu berasid. Jadi, amilase tidak dapat bertindak balas
dengan aktif.
Di dalam tabung uji D, Ujian iodin menunjukkan perubahan warna biru kehitaman yang
menunjukkan kehadiran kanji. Tetapi Ujian Benedict menunjukkan tiada perubahan
warna yang berlaku. Ini disebabkan larutan telah bertukar menjadi alkali sekaligus
menyebabkan enzim tidak boleh menukar kanji kepada gula.
Untuk mengelakkan kehadiran mikroorganisma, cuci mulut terlebih dahulu sebelum
mengumpul amilase. Semua bahan dan radas perlu diperiksa terlebih dahulu untuk
memastikan kelancaran semasa eksperimen. Semasa menjalankan ujian Benedicts,
pastikan suhu sentiasa tetap iaitu pada 100°C. Pastikan amilase dilarutkan dengan air
suling pada kadar isipadu yang sama untuk memastikan kepekatan amilase adalah
sama dengan kepekatan larutan kanji. Ini adalah kerana reaksi kadar enzim-mangkin
adalah berkadaran terus dengan kepekatan enzim. Langkah berhati-hati perlu semasa
mengendalikan air panas untuk mengelakkan kecederaan.
Kesimpulan
Enzim dapat menukarkan struktur kompleks kepada yang lebih ringkas.
7
b) Untuk mengkaji kesan suhu ke atas tindakan enzim
1) Sediakan satu larutan air liur seperti dalam eksperimen (a).
2) 5 cmᶟ larutan air liur dimasukkan dalam tabung uji dan 5 cmᶟ larutan kanji 1%
dimasukkan pada tabung uji yang lain.
3) Kedua-dua tabung uji dibiarkan pada suhu bilik.
4) Letakkan satu siri titik larutan iodin cair di atas jubin putih.
5) Campurkan dua larutan tersebut dalam tabung uji dan perhatikan masa
pencampuran.
6) Dengan menggunakan rod kaca yang bersih, keluarkan setitik campuran dan uji
dengan setitik iodin pada jubin tersebut. Warna biru akan muncul.
7) Ulangi langkah 6 pada selang satu minit, antara setiap ujian, basuh rod kaca
dengan air suling sehingga campuran gagal memberikan warna biru dengan
iodin.
8) Rekodkan jumlah masa yang diambil antara percampuran air liur dan larutan
kanji dan akhir ujian. Ini adalah masa untuk semua kanji ditukarkan kepada
maltosa oleh amilase pada suhu bilik.
9) Eksperimen ini diulang pada suhu yang berbeza : 5o , 15o , 25o , 45o , 55o , 65o
dan 75o .
10) Sangat penting bagi larutan air liur dan larutan kanji dipanaskan atau disejukkan
pada suhu yang dikehendaki sebelum dicampur. Bagi suhu yang lebih tinggi
daripada suhu bilik gunakan kukus air dan untuk suhu yang lebih rendah
daripada suhu bilik gunakan ais untuk rendahkannya.
8
11) Keputusan direkodkan.
Keputusan :
Suhu Masa dalam minit (t) Aktiviti (1/t)
5o Melebihi 20 -
15o 20 0.05
25o 15 0.07
45o 8 0.13
55o 12 0.08
65o Melebihi 20 -
75o Melebihi 20 -
Semakin lebih pendek masa yang diambil, lebih aktif aktiviti enzim ( kadar reaksi)
ditandakan oleh 1/t (salingan masa yang diambil).
Perbincangan
Berdasarkan ekeperimen yang telah dijalankan, enzim sangat sensitif pada suhu.
Enzim berfungsi pada suhu yang tertentu iaitu antara 37o c hingga 40o c . Ini merupakan
suhu yang paling optimum bagi tindak balas enzim kerana dalam lingkungan suhu
tersebut ia dapat menukarkan kanji dengan pantas.
Pada suhu yang rendah iaitu 0oc enzim menjadi tidak aktif. Sekiranya suhu di bawah
15oc aktiviti enzim menjadi kurang aktif dan sangat perlahan menyebabkan amilase
yang dicampur dengan kanji akan lambat bertukar menjadi gula. Manakala suhu
melebihi 60oc enzim sudah di nyah asli (mati). Pada tahap ini campuran larutan air liur
dan larutan kanji akan menjadi warna biru hitam dan akan sentiasa kekal dengan warna
tersebut iaitu selepas 20 minit.
9
Pada minit ke-8 kanji sudah pun bertukar menjadi gula. Selain daripada suhu, nilai ph
dan serat yang banyak juga merupakan faktor-faktor penggalak kepada aktiviti dan
tindakan enzim.
Untuk dapatkan keputusan yang lebih tepat, tahap pH kanji diuji dengan menggunakan
kertas limtmus. Kanji perlu berada dalam keadaan beralkali kerana amilase bertindak
balas aktif dalam medium yang beralkali.
Suhu hendaklah sentiasa dijaga sepanjang prosedur dijalankan. Jika suhu lebih tinggi
daripada yang diperlukan maka molekul-molekul di dalam enzim akan bergerak lebih
pantas kesan daripada teori kinetik. Oleh yang demikian, kesan terhadap enzim tidak
dapat dilihat pada waktu yang tertentu.
Selain itu , perlu juga dipastikan bawah termometer tidak menyentuh dasar bikar
supaya suhu tidak meningkat dengan mendadak.
Kesimpulan
Aktiviti amilase air liur dipengaruhi suhu di bawah suhu optimum, kadar tindak balas
meningkat apabila suhu meningkat sehingga suhu mencapat suhu optimum antara 37o
hingga 40oc. Kadar tindak balas menurun dengan pantas apabila suhu meningkat lebih
daripada suhu optimum.
10
Soalan :
1. Plotkan graf 1/t terhadap suhu. Apakah suhu optimum?
Suhu optimum bagi tindak balas enzim ialah 37o c hingga 40o c.
2. Huraikan bagaimana suhu memberi kesan kepada tindak balas biokimia enzim
yang merupakan pemangkin.
Enzim tidak aktif pada suhu rendah. Peningkatan suhu akan meningkatkan
tenaga kinetik bagi molekul-molekul subtract dan enzim. Molekul bergerak lebih
pantas dan ini meningkatkan peluang perlanggaran molekul-molekul substrat
pada tapak aktif enzim. Kadar tindak balas meningkat dua kali ganda bagi setiap
peningkatan suhu sebanyak 10°C sehingga suhu optimum. Suhu optimum
merupakan suhu di mana kadar tindak balas adalah maksimum, iaitu kira-kira
37oC - 40°C.
Umumnya, haiwan merupakan suhu optimum yang lebih tinggi daripada
tumbuhan. Enzim-enzim di dalam tubuh manusia berfungsi paling baik pada
suhu kira-kira 37°C. Pada suhu yang melebihi suhu optimum, peningkatan
tenaga kinetik menyebabkan ikatan kimia yang mengikat molekul enzim kepada
bentuknya terputus. Bentuk tiga dimensi enzim dan tapak aktif akan berubah.
Enzim dikatakan mengalami penyahasilan. Kesan ini tidak berbalik. Molekul
subtrat tidak lagi muat ke dalam tapak aktif enzim. Kadar tindak balas menurun
dengan pantas. Bagi kebanyakkan organisma, kadar tindakbalas akan terhenti
apabila suhu 60°C akibat penyahasilan lengkap enzim badan.
11
12
C) Untuk menunjukkan tindakan pepsin pada putih telur.
1. Sediakan ampaian putih telur dengan memukul sedikit telur putih mentah dengan
air yang mendidih di dalam bikar dan membenarkan bahagian tersebut
menyejuk.
2. Masukkan beberapa cm³ telur putih yang menyejuk ke dalam ketiga-tiga bikar A,
B dan C.
3. Letakkan ketiga-tiga tabung uji ke dalam kukus air pada suhu badan (lebih
kurang 37ºC). Masukkan ke dalam setiap tabung uji seperti berikut:
A- 5 cm³ asid hidroklorik 0.2%.
B- 5 cm³ jus gastrik buatan (disediakan dengan melarutkan 3.5 g pepsin dalam
100 cm³ dari 0.2% asid hidroklorik).
C- 5 cm³ of jus gastrik tiruan dan 1cm³ natrium hidroksida cair.
4. Biarkan tabung uji selama satu jam dan goncang secara berkala. Apakah yang
berlaku kepada ampaian telur B ? Adakah ia menjadi kuning, jernih dan
kemudian beransur-ansur larut? Adakah terdapat apa-apa perubahan dalam
tabung uji lain?
5. Jalankan ujian biuret kepada setiap tabung uji pada akhir satu jam.
6. Jadualkan keputusan yang diperolehi.
13
Pemerhatian :
Tabung
uji
Kandungan Pemerhatian Ujian Biuret Inferen
A
Putih telur + HCL
cair
Tiada
perubahan
warna yang
berlaku pada
larutan.Larutan
kelihatan jernih
Larutan
bertukar
menjadi
warna
keunguan.
Putih telur masih
terdapat dalam
larutan kerana tidak
ada tindak balas
enzim untuk
menghidrolisiskannya.
Terdapat juga protein.
B
Putih telur + jus
gastrik tiruan
Terdapat
sedikit
perubahan.
Larutan
menjadi warna
hampir
kekuningan.
Larutan
tidak
bertukar
warna.
Ketiadaan protein
pada putih telur
kerana asid jus
gastrik tiruan telah
menguraikannya
menjadi asid amino.
Enzim pepsin
bertindak balas
dengan cepat pada
medium berasid.
C
Putih telur + jus
gastrik tiruan +
NaOH
Larutan
bertukar putih
tetapi
mengambil
masa yang
lama.
Larutan
tidak
bertukar
warna.
Putih telur masih
terdapat dalam
larutan kerana enzim
pepsin tidak
bertindakbalas
dengan putih telur
apabila keadaan tidak
berasid.
14
Perbincangan
Eksperimen ini menunjukkan tindakbalas enzim pepsin ke atas putih telur atau albumin
iaitu sejenis protein. Enzim pepin akan menghidrolisis albumin menjadi asid amino.
Eksperimen perlu dijalankan pada suhu badan 37ºC dan ketiga-tiga tabung uji perlu
diletakkan dalam water bath bagi mencapai suhu ini. Ini bertujuan mewujudkan suhu
yang bersesuaian dengan suhu badan manusia dan sesuai untuk tindak balas enzim.
Pada tabung uji A, enzim pepsin tiada untuk bertindak balas terhadap kehadiran protein
pada putih telur tersebut.
Bagi tabung uji B, putih telur telah dicampur dengan jus gastrik tiruan . Selepas satu
jam, larutan menjadi lutcahaya dan mendakan putih melarut perlahan-lahan sehingga
mendakan tidak kelihatan. Hal ini kerana enzim pepsin bertindak balas dengan aktif
dengan putih telur terutamanya dalam keadaan berasid.
Tabung uji c pula menunjukkan mendakan mengambil masa yang lama untuk hilang. Ini
disebabkan tindakan enzim pepsin sangat lambat dalam keadaan beralkali.
Bagi mendapatkan keputusaan yang tepat dan jitu suhu perlu dikekalkan pada suhu
37ºC. Kepekatan larutan asid hidroklorik dan natrium hidroksida perlu dipatuhi bagi
mengelakkan gangguan hasil penyiasatan.
Kesimpulan
Pepsin akan bertindak balas dengan protein apabila wujud keadaan yang sesuai iaitu
keadaan berasid iaitu pada pH 1-2 .Pepsin tidak akan bertindakbalas pada larutan
bersifat alkali dan neutral.