METABOLISME – GLIKOLISIS ANAEROB
(PERAGIAN)
1.1 Tujuan
Mengamati reaksi oksidasi karbohidrat oleh sel ragi menghasilkan etanol
dan CO2 dalam keadaan anaerob.
1.2 Waktu dan Tempat
14 Oktober 2010 di Laboratorium Biokimia Klinis
1.3 Tinjauan Pustaka
Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses
penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen di dalam sel hidup. Melalui
jalur anabolisme terbentuk senyawa. Diperlukan sejumlah energi supaya proses
anabolisme terjadi. Reaksi kimia yang terjadi meliputi sintesis dari ikatan .C-C-
(sintesa asam lemak), ikatan .CO-N- (sintesa protein), ikatan C-N- (sintesis urea),
dan ikatan .C-O- (sintesa trigliserida) memerlukan energi. Unsur kimia dan
senyawa digunakan untuk membentuk senyawa baru yang lebih besar.
Sebaliknya melaui jalur katabolisme akan terjadi penguraian senyawa
menjadi komponen yang lebih kecil. Misalnya, katabolisme glukosa akan terurai
menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Di dalam proses katabolisme
sejumlah energi dilepaskan; sebagian dipakai oleh sel dan sisanya hilang sebagai
panas. Produksi energi untuk keperluan sel terjadi dalam tiga tahap;
molekul-molekul besar komponen makanan seperti protein, pati, lemak
dipecah selama proses pencernaan dan penyerapan menjadi molekul-
molekul yang lebih kecil seperti asam amino, monosakarida dan asam
lemak
1
sebagian besar molekul-molekul yang lebih sederhana ini selanjutnya
diuraikan menjadi senyawa antara (intermediate) yang terdiri dari dua
atom karbon yakni asam asetat (CH3COOH), dan
asam asetat dipecah menjadi air dan karbon dioksida.
Elektron dan ion hidrogen yang dilepaskan selama proses metabolisme ini
disumbangkan ke atom oksigen membentuk air. Sebagian energi yang dihasilkan
di dalam proses katabolisme ini memicu sintesa adenosin triphosphat (ATP). ATP
adalah energi di dalam suatu bentuk yang digunakan sel.( Simanjuntak dan
Silalahi, 2003 )
Karbohidrat
Karbohidrat yang juga disebut gula, merupakan produk primer
fotosintesis dan juga merupakan sumber energy utama untuk system kehidupan.
Karbohidrat didefinisikan sebagai polihidroksialaldehid atau polihidroksiketon
dan derivatnya. Suatu karbohidrat merupakan suatu aldehid (-CHO ) jika oksigen
karbonil berkaitan dengan suatu atom karbon terminal, dan suatu keton (=C=0 )
jika oksigen karbonil berkaitan dengan deoksi dan amino. Dalam alam,
karbohidrat terdapat sebagai monosakarida ( gula individual dan sederhana ),
oligosakarida, dan polisakarida. Oligosakarida umumnya didefinisikan sebagai
suatu molekul yang mengandung dua hingga sepuluh unit monosakarida,
beberapa di antaranya mempunyai berat molekul beberapa juta. .( Armstrong,
1995 ).
Karbohidrat atau sakarida adalah polisakarida aldehid atau polihidroksi
keton, atau senyawa yang dihidrolisis dari keduanya. Unsur utama penyusun
karbohirat adalah karbon, hydrogen dan oksigen.
Sifat kimia karbohidrat berhubungan erat dengan gugus fungsi yang
dimilikinya, seperti gugus –OH, gugus aldehida dan gugus keton. Beberapa jenis
karbohidrat mempunyai sifat dapat mereduksi bebas dalam molekul
karbohidrat.sifat ini dapat digunakan untuk identifikasi karbohidrat dan tampak
pada reaksi reduksi ion-ion logam misalnyaa ion Cu++ dan ion Ag+.
2
Metabolisme karbohidrat seperti halnya metabolisme lainnya terdiri dari
reaksi katabolisme dan anabolisme. Tujuan katabolisme karbohidrat adalah
untuk mendapatkan energy yang tersimpan dalam senyawanya. Energy yang
dihadilkan biasanya tersimpan lagi dalam senyawa energy tinggi sebelum
digunakan. Sementara anabolisme karbohidrat bertujuan untuk memasok
karbohidrat pada makhluk hidup sebagai salah satu nutrient utama yang dibuat
dari senyawa-senyawa yang amat sederhana seperti CO2 atau senyawa lainnya. (
Abdul Hamid, 2001 )
Monosakarida
Monosakarida diidentifikasi melalui jumlah atom karbon yang
dikandungnya dan melalui gugusan karbonil fungsionalnya, yaitu aldose jika
merupakan suatu aldehid dan ketose jika suatu keton. Karbohidrat terkecil lazim
dianggap merupakan suatu gula tiga karbon, gliseraldehid ( suatu aldotriase ) dan
dehidroksiaseton ( ketotriose ). Glukosa ( juga disebut dekstrosa ) merupakan
senyawa organik paling relevan di alam dan merupakan suatu aldoheksosa yang
mengandung empat karbon asimetrik.( Armstrong, 1995 ).
Monosakarida merupakan senyawa karbohidrat yang paling sederhana
yang tidak dapat dihirolisis lagi. Beberapa molekul monosakarida mengandung
unsur nitrogen dan sulfur. Monosakarida mempunyai rumus kimia (CH20)n
dimana n=3 atau turunan aldehida, maka monosakarida ini disebut aldosa. Dan
bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakaridaa tersebut
dinamakan ketosa. Monosakarida aldosa yang paling sederhana adalah
gliseraldehida. Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah
dihidroksiaseton.
Kedua monosakarida sederhana tersebut masing-masing mempunyai 3
atom karbon (triosa). Monosakarida lain mempunyai 4 atom karbon (tetrosa), 5
atom karbon (pentose), 6 atom karbon (heksosa). Heksos, zat manis dan
berbentuk kristalin, adalah salah satu monosakarida terpenting. Beberapa
contoh heksosa sehari-hari adalah : gula tebu, gandum, gula susu, pati, dan
3
selulosa. Pentose yang umum adalah ribose yaitu salah satu unit penyusun
nukleotida asam nukleat. Kelompok aldoheksosa penting misalnya glukosa
(dekstrosa, gula anggur, gula darah ). Fungsi utama glukosa adalah sumber energi
dalam sel hidup. Di alam glukosa banyak terdapat dalam buah-buahaan dan
madu lebah. Monosakarida ini mengandung lima gugus hidroksil dan sebuah
gugus aldehida yang dilekatkan pada enam rantai karbon.
Senyawa kelompok ketoheksosa misalnya fruktosa (levulosa, gula buah).
Fruktosa mengandung 5 gugus hidroksi dan gugus karbonil keton pada C-2 dari
rantaai enam- karbon. Molekul ini kebanyakan juga berada dalam benuk siklik.
( Abdul Hamid, 2001 )
Oligosakarida
Karbohidrat yang terbentuk dari dua sampai sepuluh monosakarida
digolongkan dalam kelompok oligosakarida. Yang termasuk kelompok
oligosakarida adalah disakarida, trisakarida, dan seterusnya sesuai dengan
jumlah satuan monosakaridanya. Oligosakarida yang paling banyak terdapat
dialam ialah disakarida. Molekul ini terdiri atas dua satuan monosakarida yang
dihubungkan oleh ikatan glikosida. Disakarida yang dikenal diantaranya adalah
laktosa, sukrosa (gula tebu), maltose (gula susu), dan selobiosa. Keempat
disakarida ini mempunyai rumus molekul sama (C12H22O11) tetapi struktur
molekulnya berbeda. Laktosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon
nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa. ( Abdul Hamid,
2001 )
Oligosakarida yang paling berlimpah yaitu disakarida laktosa dan sukrosa.
Sukrosa( gula meja ) terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, dimana mereka
disintesis dari D-glukosa, dan D-fruktosa. Laktosa, karbohidrat susu ari mamalia
terdiri dari D-galaktosa dan D-glukosa. ( Armstrong, 1995 )
4
Polisakarida
Polisakarida merupakan karbohidrat bentuk polimer dari satuan
monosakarida yang sangat panjang. Polisakarida berfungsi sebagai : bahan
bangunan, bahan makanan, dan sebagai zat spesifik. Contoh polisakarida bahan
bangunan adalah selulosa yang memberikan kekuatan pada kayu dan dahan bagi
tumbuhan, dan kitin, komponen struktrur kerangka luar serangga. Polisakarida
nutrisi yang lazim adalah pati (starch pada padi dan kentang) dan glikogen pada
hewan. Contoh polisakarida zat spesifik adalah heparin yang berfungsi mencegah
koagulasi darah. ( Abdul Hamid, 2001 )
Polisakarida yang telah dikenal baik adalah polimer dari D-glukosa, yang
bertindak sebagai bentuk cadangan energy ( zat tepung tumbuh-tumbuhan )
atau sebagai bahan structural ( selulosa dinding sel dari tumbuh-tumbuhan ).
Karena polisakarida hanya mengandung datum jenis gula maka disebut
homoglikan. Zat tepung merupakan suatu campuran dari polimer linear (amilosa)
dan bercabang-cabang (amilopektin).
(Armstrong, 1995)
Glukosa
Dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam
jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan
bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat
penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa,
maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme,
glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di
dalam sel merupakan sumber energy.
Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat
terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan.
Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi.
Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.
5
Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18) adalah heksosa—
monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan
aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya
membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk
aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping
hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon
keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada
dalam kesetimbangan dengan bentuk yang lebih reaktif, yang proporsinya
0.0026% pada pH 7.
Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat di mana-mana dalam
biologi. Kita dapat menduga alasan mengapa glukosa, dan bukan monosakarida
lain seperti fruktosa, begitu banyak digunakan. Glukosa dapat dibentuk dari
formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem
biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah
kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak
mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein. Reaksi ini
(glikosilasi) mereduksi atau bahkan merusak fungsi berbagai enzim. Rendahnya
laju glikosilasi ini dikarenakan glukosa yang kebanyakan berada dalam isomer
siklik yang kurang reaktif. Meski begitu, komplikasi akut seperti diabetes,
kebutaan, gagal ginjal, dan kerusakan saraf periferal (‘’peripheral neuropathy’’),
kemungkinan disebabkan oleh glikosilasi protein.
Dalam respirasi, melalui serangkaian reaksi terkatalisis enzim, glukosa
teroksidasi hingga akhirnya membentuk karbon dioksida dan air, menghasilkan
energi, terutama dalam bentuk ATP. Sebelum digunakan, glukosa dipecah dari
polisakarida.
Laktosa
Disebut juga gula susu, hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu
unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan
ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap
6
dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis
mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang
perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada
orang tua. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam
manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
GLIKOLISIS
Glikolisis adalah suatu metabolisme katabolik di dalam sitoplasma yang
terjadi pada hampir semua organisme dan sel baik yang hidup secara aerob
maupun anaerob. Neraca dari glikolisis adalah sederhana, yaitu : satu mol
glukosa akan dipecah menjadi dua mol piruvat. Dalam keadaan anaerob, piruvat
akan diubah lebih lanjut agar NAD+ dapat diregenerasi, hasilnya adalah
terbentuknya produk peragian seperti laktat atau etanol (glokolisis anaerob).
(Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 136 )
Respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang
memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Pada
manusia, respirasi anaerob menghasilkan asam laktat sehingga menyebabkan
rasa lelah, sedangkan pada tumbuhan, ragi, reaksi ini menghasilkan CO2 dan
alkohol. Respirasi anaerob hanya menghasilkan sedikit energi, yaitu 2 ATP.
Untuk sebagian besar organisme pemecahan glukosa menjadi piruvat
adalah satu-satunya kemungkinan untuk sintesis ATP dalam keadaan tidak ada
oksigen. NADH yang pada keadaan ini juga dihasilkan harus selalu dioksidasi
kembali menjaid NAD+ agar glikolisis dan juga sintesis ATP tetap terpelihara
kelangsungannya. Pada organism hewan, hal tersebut terjadi melalui reduksi dari
piruvat menjadi laktat. Pada mikroorganisme dijumpai banyak bentuk regenerasi
NAD+ lain. Proses-proses semacam ini dikenal sebagai peragian. Semua peragian
mempunyai kesamaan, yaitu prosesnya dimulai dari piruvat dan berlangsung
dalam keadaan anaerob. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )
Respirasi anaerob, disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya
respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering
7
disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya: fermentasi alkohol
bila hasil akhir fermentasiberupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk,
maka fermentasi dibedakan atas:
a. Fermentasi alcohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobic
b. Fermentasi asam laktat pada umumnya di sel otot.
c. Fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.
Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping
itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol,
karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi
hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar
tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut
merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.
Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon
dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingk an respirasi aerobik.
Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik
hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi dibawah ini:
C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal
Peragian alkohol
Piruvat yang terbentuk mula-mula didekarboksilasi menjadi etanal (asetaldehida)
oleh piruvat dekarboksilase. Asetaldehida kemudian direduksi oleh alcohol
dehidrogenase dengan menggunakan NADH menjadi etanol. Yang bertanggung
jawab untuk bentuk peragian ini bukan bakteri, melainkan ragi, jamur bersel satu
yang termasuk golongan eukariot. Ragi pada roti adalah haploid dan
memperbanyak diri tanpa melalui proses seksual yaitu melalui pembentukan
tunas. Untuk merangsang pembentukan etanol pada peragian alcohol,
diusahakan sedapat mungkin terhindar dari oksigen, misalnya dengan cara
menutup adonan rooti dengan kain atau peragian dibiarkan berlangsung di
dalam tong yang kedap udara. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )
8
Glikolisis adalah suatu metabolisme katabolik di dalam sitoplasma yang
terjadi pada hampir semua organisme dan sel baik yang hidup secara aerob
maupun anaerob. Neraca dari glikolisis adalah sederhana, yaitu : satu mol
glukosa akan dipecah menjadi dua mol piruvat. Dalam keadaan anaerob, piruvat
akan diubah lebih lanjut agar NAD+ dapat diregenerasi, hasilnya adalah
terbentuknya produk peragian seperti laktat atau etanol (glokolisis anaerob).
(Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 136 )
Respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang
memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Pada
manusia, respirasi anaerob menghasilkan asam laktat sehingga menyebabkan
rasa lelah, sedangkan pada tumbuhan, ragi, reaksi ini menghasilkan CO2 dan
alkohol. Respirasi anaerob hanya menghasilkan sedikit energi, yaitu 2 ATP.
Untuk sebagian besar organisme pemecahan glukosa menjadi piruvat
adalah satu-satunya kemungkinan untuk sintesis ATP dalam keadaan tidak ada
oksigen. NADH yang pada keadaan ini juga dihasilkan harus selalu dioksidasi
kembali menjaid NAD+ agar glikolisis dan juga sintesis ATP tetap terpelihara
kelangsungannya. Pada organism hewan, hal tersebut terjadi melalui reduksi dari
piruvat menjadi laktat. Pada mikroorganisme dijumpai banyak bentuk regenerasi
NAD+ lain. Proses-proses semacam ini dikenal sebagai peragian. Semua peragian
mempunyai kesamaan, yaitu prosesnya dimulai dari piruvat dan berlangsung
dalam keadaan anaerob. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )
Respirasi anaerob, disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya
respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering
disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya: fermentasi alkohol
bila hasil akhir fermentasiberupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk,
maka fermentasi dibedakan atas:
d. Fermentasi alcohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobic
e. Fermentasi asam laktat pada umumnya di sel otot.
f. Fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.
9
Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping
itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol,
karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi
hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar
tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut
merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.
Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon
dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingk an respirasi aerobik.
Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik
hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi dibawah ini:
C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal
Peragian alkohol
Piruvat yang terbentuk mula-mula didekarboksilasi menjadi etanal (asetaldehida)
oleh piruvat dekarboksilase. Asetaldehida kemudian direduksi oleh alcohol
dehidrogenase dengan menggunakan NADH menjadi etanol. Yang bertanggung
jawab untuk bentuk peragian ini bukan bakteri, melainkan ragi, jamur bersel satu
yang termasuk golongan eukariot. Ragi pada roti adalah haploid dan
memperbanyak diri tanpa melalui proses seksual yaitu melalui pembentukan
tunas. Untuk merangsang pembentukan etanol pada peragian alcohol,
diusahakan sedapat mungkin terhindar dari oksigen, misalnya dengan cara
menutup adonan rooti dengan kain atau peragian dibiarkan berlangsung di
dalam tong yang kedap udara. (Atlas berwarna dan teks BIOKIMIA, hal 134 )
1.4 Materi dan Metode
Alat
1. Gelas beker
2. Tabung fermentasi
3. Lumpang dan Alu
4. Spatula
10
5. Gelas Ukur
Bahan
1. Ragi Roti
2. Aquadest
3. Larutan Glukosa 2 %
4. Larutan Sukrosa 2 %
5. Larutan Laktosa 2 %
6. NaOH encer
Metode
1. Pertama-tama 1 gram ragi digerus didalam mortir hingga halus..
2. Kemudian ragi yang sudah halus dilarutkan dengan aquades 14 ml.
3. Setelah itu disiapkan 3 buah tabung (A, B, dan C) larutan glukosa 2%,
laktosa 2%, dan sukrosa 2%.
4. Kemudian dicampurkan semua bahan seperti pada tabel :
Bahan Tabung
A B C
Suspensi ragi (ml) 14 14 14
Larutan glukosa 2% (ml) 2 - -
Larutan laktosa 2% (ml) - 2 -
Larutan sukrosa 2% (ml) - - 2
5. perubahan-perubahan yang terjadi pada ke-3 tabung, yaitu mengukur tinggi
kolom udara, apakah ada hisapan pada ke-3 tabung, timbulnya bau alkohol
(seperti bau tape) pada ke-3 tabung.
6. Setelah bahan-bahan dicampurkan, tabung ditutup dengan ujung jempol, dan
diusahakan agar oksigen tidak masuk kedalam tabung.
7. Setelah itu tabung dibolak-balik 3x, setelah itu didiamkan selama 15 menit.
8. Setelah 15 menit dilakukan pengamatan dengan membandingkan
1.5 Hasil Pengamatan dan Lampiran Foto
11
Tabung 1 Tabung 2 Tabung 3
Tinggi kolom
udara (cm)
4,0 3,6 1,6
Hisapan pada ibu
jari
Ada Ada Tidak
Terjadi pemisahan
lapisan
Ya Ya Tidak
Bau Bau etanol yang
menyengat
Bau etanol yang
menyengat
Bau ragi
Keterangan :
Tabung 1 → Suspensi ragi + Larutan Glukosa 2%
Tabung 2 → Suspensi ragi + Larutan Sukrosa 2%
Tabung 3 → Suspensi ragi + Larutan Laktosa 2%
Larutan glukosa,laktosa,sukrosa
Tabung peragian
12
Suspensi ragi
Suspensi ragi ditambah Larutan Glukosa 2%
Suspensi ragi ditambah Larutan Sukrosa 2%
Suspensi ragi ditambah Larutan Laktosa 2%
Tabung 1 didiamkan 15’
14
Tabung 2 didiamkan 15’
Tabung 3 didiamkan 15’
Tabung 1→terjadi pemisahan lapisan, terdapat gelembung gas CO2
Tabung 2→terjadi pemisahan lapisan, terdapat gelembung gas CO2
Tabung 3→tidak terjadi pemisahan lapisan, tidak terdapat gelembung gas CO2
15
Hasil Akhir Pengamatan
Tabung 1→terjadi pemisahan lapisan, kolom udara semakin tinggi, terdapat
gelembung gas CO2, bau ethanol
Tabung 2→terjadi pemisahan lapisan, kolom udara semakin tinggi, terdapat
gelembung gas CO2, bau ethanol
Tabung 3→tidak terjadi pemisahan lapisan, tidak terdapat gelembung gas CO2,
kolom udara tetap, bau ragi.
1.6 Pembahasan
Pada praktikum glikolisis anaerob kali ini, kami melakukan pengujian
untuk mengetahui reaksi oksidasi karbohidrat oleh sel ragi dalam kondisi
anaerob. Reaksi ini disebut juga reaksi glikolisis alkohol. Dalam kondisi anaerob,
karbohidrat seperti glukosa dan sukrosa akan diuraikan oleh enzim – enzim pada
sel ragi menjadi etanol dan CO2 sebagai hasil akhir. Hasil ini berbeda dengan hasil
akhir pada glikolisis anaerob manusia dan hewan. Pada ragi yang melakukan
fermentasi alkohol menjadi glukosa menjadi etanol dan CO2 mengalami lintas
16
enzimatik degradasi glukosa yang sama bagi glikolisis anaerobik, kecuali pada
tahap yang dikatalisis oleh dehidrogenase laktat. Pada ragi yang tidak
mengandung dehidrogenase laktat seperti yang terdapat pada jaringan otot,
terjadi dua reaksi enzim sebagai gantinya.
Pada reaksi pertama, piruvat yang dihasilkan dari pemecahan glukosa
kehilangan gugus karboksilnya oleh kerja piruvat dekarboksilase. Reaksi in
merupakan dekarboksilasi sederhana dan tidak melibatkan oksidasi total piruvat,
dan bersifat tidak dapat balik di dalam sel.
Piruvat dekarboksilase memerlukan Mg2+ dan memiliki koenzim yang
terikat erat, tiamin pirofosfat, yang berfungsi sebagai pembawa gugus
asetaldehida sementara.
Pada tahap akhir fermentasi alkohol, asetaldehida direduksi menjadi
etanol, dengan NADH yang diberikan dari dehidrogenasi gliseraldehida 3-fosfat,
yang menghasilkan tenaga pereduksi ini melalui kerja alkohol dehidrogenase.
17
Etanol dan CO2 merupakan produk akhir fermentasi alkohol sebagai
ganti laktat. Persamaan keseluruhan fermentasi alkohol adalah sebagai berikut.
Glukosa + 2Pi + 2 ADP 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 ATP
Piruvat dekarboksilase secara khas terdapat di dalam ragi dan semua
organisme lain yang menyebabkan terjadinya fermentasi alkohol, tetapi tidak
terdapat dalam jaringan hewan dan organisme lain yang melangsungkan
fermentasi laktat seperti bakteri asam laktat.
Percobaan ini bertujuan untuk membandingkan perbedaan hasil reaksi
oksidasi yang terjadi antara monosakarida glukosa dan disakarida yaitu laktosa
dan sukrosa. Ragi yang dipakai pada percobaan ini adalah ragi roti. Sebanyak 1
gram ragi roti digerus dengan 14 ml aquadest (buat 3 kali) hingga terbentuk
suspensi ragi. Kemudian ke dalam suspensi ragi dimasukkan larutan karbohidrat
2% larutan glukosa, sukrosa, dan laktosa masing-masing 2 ml. Kemudian campur
dengan baik dan campuran tersebut dengan segera dimasukkan ke dalam tabung
peragian, lalu bolak-balik tabung sebanyak 3 kali sampai ujung tertutupnya
dipenuhi suspensi ragi. Hal ini sebisa mungkin dilakukan dengan cepat, tujuannya
untuk meminimalisir kontak antara oksigen dari lingkungan luar dengan
campuran larutan, karena diharapkan glikolisis alkohol ini berjalan secara
anaerob (tanpa adanya oksigen).
Setelah itu didiamkan selama ± 15 menit, lalu diamati tinggi kolom udara
yang terjadi. Terbentuknya kolom udara tersebut diakibatkan oleh adanya gas
CO2 yang dihasilkan melalui proses glikolisis anaerob ini, semakin banyak CO2
yang terbentuk maka semakin besar pula tekanan yang ada di dalam tabung
sehingga kolom udara akan terlihat lebih tinggi. Kemudian diamati juga apakah
18
ada hisapan pada ibu jari yang dipakai untuk menutup ujung terbuka tabung
peragian dan bau yang ditimbulkan setelah reaksi glikolisis selesai.
Adanya hisapan pada ibu jari menandakan adanya gas CO2 yang
duhasilkan yang kemudian bereaksi dengan kulit, dan bau yang diharapkan
timbul adalah bau khas dari etanol.
Hasil pengamatan menunjukkan glukosa mempunyai tinggi kolom udara
sebesar 4,0 cm. Sedangkan untuk karbohidrat yang lain yaitu sukrosa 3,6 cm dan
laktosa 1,6cm. Kemudian untuk hasil pengamatan yang lain yakni hisapan ibu jari
adalah untuk glukosa dan sukrosa terdapat hisapan ibu jari, sedangkan laktosa
tidak. Dan bau etanol yang dihasilkan hanya terdapat pada glukosa. Pada sukrosa
dan laktosa tidak tercium bau etanol.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa glukosa adalah karbohidrat yang
paling optimal mengalami glikolisis anaerob. Hal ini ditunjukkan oleh lebih
tingginya kolom udara yang terbentuk pada tabung peragian yang menandakan
bahwa banyaknya CO2 yang dihasilkan sebagai hasil akhir dari glikolisis. Hal ini
sesuai dengan teori reaksi fermentasi yang ada bahwa bentuk glukosa akan
mengalami oksidasi menjadi asam piruvat.
Untuk sukrosa dan laktosa, mereka bukanlah gula
tunggal. Mereka adalah disakarida atau gula ganda. Sel
ragi-ragi untuk menunjang kehidupannya harus
memecah karbohidarat-karbohidrat yang kompleks
menjadi gula yang sederhana. Sukrosa adalah gula ganda
tersusun dari glukosa dan fruktosa yang terikat bersama-
sama 1,2 –α. Enzim memecahnya menjadi gula yang
lebih sederhana. Hal ini biasa terjadi paga ragi. Terlebih lagi pada kondisi-kondisi
sedikit asam, sukrosa akan terbagi/terpecah menjadi gula yang lebih sederhana
secara otomatis karena strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam
monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk
berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal. Glukosa inilah
yang dirubah oleh sel ragi untuk menjadi CO2 dan etanol. Karena sukrosa
19
merupakan gabungan antara glukosa dan fruktosa sehingga jumlah glukosa yang
ada lebih sedikit dibanding dengan tabung yang berisi glukosa murni.
Laktose adalah suatu gula ganda yang tersusun dari glukosa dan
galaktosa yang terikat secara bersama-sama. Ikatan yang mengikat kedua gula
tersebut yaitu glukosa dengan galaktosa bersifat kuat yaitu ikatan glikosida
antara karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa.
Dari galaktosa untuk membentuk glukosa agar dapat dihidrolisis membutuhkan
3 tahap reaksi yang harus dilalui, yaitu fosforilase oleh galaktokinase membentuk
uridin difosfat galaktosa dan glukosa 1 fosfat, proses katalisis oleh enzim
galaktose 1 fosfat uridil transferase, dan kemudian perubahan galaktosa menjadi
glukosa dengan katalisis oleh epimerase. Sedangkan laktosa, senyawa ini
merupakan suatu disakarida yang terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul
galaktosa, sehingga jelas proses yang dibutuhkan untuk mengubah bentuknya
menjadi monosakarida glukosa juga menjadi lebih panjang. Selain itu, tidak
semua enzim pada ragi dapat memecah atau mematahkan ikatan pada laktosa.
Jadi, karena ragi itu tidak bisa memecah laktosa ke dalam gula yang lebih
sederhana, maka tidak akan ada gas karbondioksida dan juga tidak ada hisapan
pada jempol. Oleh karena itu, kami menyimpulkan bahwa jenis karbohidrat yang
paling optimal untuk proses glikolisis anaerob ini adalah glukosa.
1.7 Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa,
1. Dari ketiga gula yang paling mudah mengalami glikolisis anaerob adalah
glukosa. Hal ini ditandai dengan panjangnya kolom udara yang dihasilkan.
2. Laktosa tidak dapat mengalami glikolisis anaerob dikarenakan tidak ada enzim
yang dapat memutus ikatan masing-masing gula.
3. Adanya kolom udara dan wangi etanol menunjukan terjadinya glikolisis
anaerob. Hisapan jari yang terjadi menunjukan adanya CO2 yang dihasilkan.
5. Hasil glikolisis anaerob pada manusia berbeda dengan sel ragi. Hasil glikolisis
pada manusia berupa asam laktat dan pada sel ragi berupa etanol dan CO2
20
Top Related