PROSES FERMENTASI ALKOHOL

A.     A. TUJUAN

-          Untuk mengamati proses fermentasi alkohol

B.      B. LANDASAN TEORI

Katatbolisme merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraian suatu senyawa dapat menghasilkan energy. Energi itu berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan kimia yang menyusun suatu persenyawaan. Semakin kompleks persenyawaan kimia itu, semakin banyk ikatan kimia yang menyusunnya. Akan tetapi, energy itu tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi itu diubah terlebih dahulu menjadi persenyawaan Adenosin Trifosfat (ATP) yang dapat digunakan oleh sel sebagai sumber energy terpakai.

ATP merupakan gugusan adenine berikatan dengan tiga gugusan fosfat. Terlepasnya ikatan fofat dalam gugusan adenine menghasilkan energy yang langsung dapat digunakan oleh  sel. Energi itu digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, reproduksi dan merespon rangsangan. Respirasi merupakan contoh dari katabolisme atau yang sering disebut dengan pernafasan sel. Pernafasan sel atau respirasi adalah proses perguraian bahan makanan yang menghasilkan energy. Respirasi dilakukan oleh semua sel penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel-sel hewan dan manusia. Berdasarkan kebutuhan oksigennya respirasi dibagi menjadi dua yaitu repirasi serob dan respirasi an aerob. Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energy. Sedagkan, respirasi anaerob yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energy. Bahan baku respirasi adalah karbohidrat, asam lemak atau protein. Hasil respirasi berupa CO², air dan energy dalam bentuk ATP. Salah satu conth respirasianaerob yaitu fermentasi. Fermentasi ini dilakukan oleh sel-sel ragi terhadap glukosa yang kemudian menghasilkan CO² dan energy, dan untuk membuktikan bahwa pada proses fermentasi yang dilakukan oleh sel-sel ragiterhadap glukosa akan menghasilkan karbondioksida  dan energy, maka dilakukan percobaan ini. Reaksi-reaksi yang terjadi serta organe yang berperan dalam repirasi anaerob sama seperti pada respirasi aerob. Namun dalam respirasi anerob peran oksigen diperankan oleh zat lain, contoh NO² dan SO⁴. Respirasi anaerob hanya dapat dilakukan oleh mikro organism tertentu. Pada organism tingkat tinggi  fermentasi  terjadi apabila dalam respirasi tidak tersedia oksigen. Fermentasi terjadi atas dua tahap yaitu tahap glikolisis dan pembentukan NAD+. Pada proses tersbut, asam piruvat hasil glikolisis tidak diubah menjadi Asetil CO-A. Namun, seyawa tersebut akan sireduksi menjadi senyawa lain dengan batuan NADH. Ada perbedaan antara fermentasi tidak melibatkan mitokondria sedangkan, respirasi anaerob melibatkan mitokondria. Dalam fermentasi dari satu molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP. Fermentasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu fermentasi asamlaktat dan fermentasi alcohol. Fermentasi asam laktat terjadi pada sel-sel otot. Proses tersebut menggunakan bahan baku berupa asam piruvat (hasildari glikolisis). Hasil dari proses tersebut berupa asam laktat dan ATP. Timbunan asamlaktat yang berlebihab dapat mengakibatkan otot terasa nyeri dan lelah. Berikut reaksi dari fermentasi asam laktat :

Glukosa       →            2 asam piruvat        →          2 foafoenol piruvat        →           2 asamlaktat

Fermentasialkohol dapat terjadi pada khamir atau yeast (sacchoro miyces sp) proses tersebut menggunakan bahan baku berupa asampiruvat. Hasil dari proses tersebut berupa etanol, CO² dan ATP. Reaksi dari fermentasi alcohol sebagai berikut

Glukosa          →          2 asam piruvat       →        2 asetil dehad    →    etanol.

C.    C. ALAT DAN BAHAN

1.      2 Tabung reaksi.

2.      Bunsen.

3.      Kaki tiga.

4.      Strereoform.

5.      Silet.

6.      Sendok.

7.      Selang.

8.      Termometer.

9.      Larutan kapur.

10.  Larutan gula.

11.  Ragi roti.

12.  Malam.

13.  Larutan PP.

D.     D. CARA KERJA

1.      Suiapkan alat dan bahan.

2.      Buatlah 2 tutup bekerglass dari stereoform, masing-masing tutup diberi dua lubang.

3.      Tuangkan larutan gula padabekerglass I 100 ml.

4.      Pada bekerglass II isi dengan larutan kapur yang jernih 50 ml.

5.      Tetsi larutan kapur dengan PP sebanyak 1 tetes.

6.      Ukur suhu larutan gula dengan thermometer (± 30° C).

7.      Pastikan angka pada thermometer berada pada 0°, kalau belum dinginkan terlebih dahulu termometer dengan es batu.

8.      Tambahkan ½ sendok the ragi roti apda larutan gula dan aduklah.

9.      Tutup bekerglass I dengan stereoform yang bagian tengahnya diberi lubang sesuaidiameter selang plastic dengan menggantung pada bekerglass II.

10.  Tutup bekerglass II dengan stereform yang telah dilubangi tengahnya lalu hubungkan selang pada bekerglass II dengan posisi selang masuk pada larutan kapur.

11.  Berilah selang lagi pada bekerglass II dengan posisimenggantung.

12.  Amati dan tulis hasilnya.

E.      E. HASIL PENGAMATAN

Bekerglass	Keterangan	Sebelum perlakuan	Sesudah perlakuan
		Suhu	Warna	Bau	Suhu	Warna	Bau
I	Larutan gula dan ragi	30° C	Bening	Susu	32° C	PutihTulanh	Alkohol
II	Larutan kapur dan PP	-	Merah muda	Tidak berbau	-	Keruh merah muda	Tidak berbau

F.       F. ANALISIS DATA

Fermentasi alcohol merupakan salah satu proses katabolisme (kaatabolisme anaerob) karena katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa yang komplek menjadi senyaw yang lebih sederhana. Pada proses tersebut bekerglass I yang berisi larutan gula (₆ H ₁₂ O ₆) yang di fementasikan dengan ragi roti menggunakan thermometer diperoleh suhu 30° C - 32° C, kanaikan suhu tersebut dihasilkan dari reaksi antara gula dengan ragi yang membebaskan energy dalam bentukkalor. Sedagkan pada bekerglass II yang berisi air kapur + PP yang semua berwarna keruh merah muda, setelah direaksikan menjadi berwarna merah muda keruh hal ini dikarenakan terjadinya reaksi Ca (OH) = CoCaCo + Ho secara terus menerus sehingga merubah warna larutan pada bekerglass II. Pada bekerglass I dihasilkan bau alcohol (etanol), etanol tersebut dihasilkan dari reaksi fermentasi alcohol seperti berikut :

C₆H₁₂O₆ → Asam piruvat→Asam laktat→Asetildehid→C₆H₅OH (etanol) 

Kesimpulan.

Hasil fermentasi anaerob pada percobaan tersebut menghasilkan alcohol (etanol) serta melepaskan CO₂ dan menghasilkan energy (ATP).

Daftar Pustaka.

Airlangga. 2010. Technologg for a better life. Jurnal penelitian online, jilid I No. I

PENGARUH KONSENTRASI SUBSTRAT TERHADAP AKTIVITAS ENZIM

A.     A. TUJUAN

1.      Mengetahui pengaruh konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim

2.      Mengetahui pengaruh suhu terhadap enzim

3.      Mengamati enzim bersifat spesifik.

B.      B. LANDASAN TEORI

Di dalam tubuh organism, enzim berperan sebagai biokasalisatos. Artinya enzim dapa meningkatkan kecepatan reaksi kimia, tetapi senyawa tersebut tidak mengalami perubahan bentuk atau mengubah produk.

Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen lain yang disebut apoenzim yang berupa prosein dan komponen yang lain yang disebut gugus prostetik yang non protein. Gugus prostetik dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim. Kofaktor berupa gugusan organic yang biasanya berupa ion-ion logam seperti CU²⁺, mg²⁺, K⁺, Fe²⁺, atau logam lainnya. Koenzim berupa gugus  organic yang pada umumnya merupakan vitamin, seperti vitamin B, B₂, NAD⁺ (Nicotinamide Adenine Dinudeotide) dan FAD⁺ (Flavin Adenine Dinudeotide).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja antara lain :

1.      Suhu.

Suhu enzim dapat bekerja optimal pada kisaran suhu tertentu, yaitu sekitar suhu 40° C. pada suhu 0° C enzim tidak aktif. Jika suhunya dinaikan, enzim akan mulai aktif, jika suhu dinikan lebih tinggi lagi sampai batas 40°-50° C, enzim akan bekerja lebih aktif lagi. Namun pemanasan lebih lanjut membuat enzim akan terurai atau terdenaturasi, seperti hanya protein lain. Pada keadaan ini enzim tidak akan bekerja.

2.      Derajat keasaman / PH.

Enzim bekerja pada Ph  tertentu, kecuali pada beberpa jenis enzim yang bekerja pada suasana asam atau basa. Jika enzim yang bekerja optimum pada suasana netral, ditempatkan pada suasana basa ataupun asam, enzim tersebut tidak akan bekerj atau bahkan akan rusak.

3.      Inhibitor.

Inhibitor adalah keadaan pada saat subtansi hasil (produk) kerja enzim yang terakumulasi dalan jumlah berlebihan akan menghambat kerja enzim yang bersangkutan.

4.      Konsentrasi Subtrat.

Mekanisme kerja enzim juga ditentukan oleh jumlah atau konsentrasi subtract yang tersedia. Jika jumlah subtratnya sedikit, kerja enzim juga rendah begitu juga sebaliknya.

5.      Konsentrasi Enzim itu sendiri.

Konsentrasi enzim itu sendiri untuk mempengaruhi kecepatan reaksi enzim, sampai batas tertentu. Semakin banyak enzim yang tersedia semakin banyak pula enzim.

Sifat-sifat enzim sebagai molekul zat yang mempunnyai peran besar dalam metabolisme yaitu :

1.      Enzim merupakan senyawa protein sehingga sifat-sifat enzim sama dengan protein yaitu dipengaruhi oleh suhu dan PH.

2.      Berupa Koloid.

3.      Bekerja secara spesifik artinya enzim hanya dapat bekerja apda suhu satu subtract.

4.      Bekerja secara bolak-balik (reversible) artinya enzim tidak menentukan arah reaksi, enzim mengakatalisis penguraian suatu senyawa menjadi senyaw-senyawa lain, sebaliknya enzim juga mengakatalisis penyusunan senyawa-senyawa tersebut menjadisenyawa semula.

5.      Enzim dapat bereaksi dengan subtract asam maupun basa.

6.      Diperlukan dalam jumlah sedikit.

7.      Dapat digunakan berulang kali selama belum rusak.

C.    C. ALAT DAN BAHAN

1.      Tabung reaksi.

2.      Rak tabung reaksi.

3.      Bunsen.

4.      Gelas ukur.

5.      Penggaris.

6.      Aquades.

7.      Daging sapi.

8.      Hati sapi.

9.      Kentang.

10.  Silet.

11.  Air.

12.  Kasa.

13.  Larutan (hydrogen peroksida).

14.  Kaki tiga.

D.     D. CARA KERJA.

1.      * potong hati sapi dengan ukuran 1*1*1 cm.

Buatlah sebanyak 7 potong

* Potong daging sapid an kentang dengan ukuran 1*1*1 cm.

 Buatlah masing-masing satu potong saja.

      - Percobaan pertama.

a.     Siapkan lima tabung reaksi dan besi label A sampai E.

b.     Ambillah Hidrogen peroksida (H₂O₂) danAquades dengan perbandingan sbb:

Tabung reaksi	Volume (ML)
	H₂O₂	Aquades
A	0	10
B	2.5	7.5
C	5.0	5.0
D	7.5	2.5
E	10	0

c.     Aduklah larutan dalam tiap-tiap tabung reaksi tersebut.

d.     Masukkan satu potongan hasil sapi pada masing-masing tabung reaksi. Tandai ketinggian awal larutan dengan penggaris.

e.     Setelah 5 menit, ukurlah ketinggian gelenbung udara pada masing-masing tabung reaksi.

f.        Catatlah hasil pengamatan dalam bentuk table.

- Percobaan ke dua.

a.     Siapkan tabung reaksi dan beri label A sampai D.

b.     Ambillah Hidrogen peroksida (H₂O₂) dengan volume 10 ml. Kemudian ukur ketinggian awal larutan dengan mengguankan penggaris.

c.     - Masukkan hati pada tabung A dengan terlebih dahulu direbus dengan sedikit air.

-          Masukkan potongan hati yang dibelah dua pada tabung B.

-          Potongan hati pada tabung C.

-          Dan potongan kentang pada tabung D.

d.     Setelah 5 menit, ukurlah ketinggian gelembung udara pada masing-masing tabung reaksi.

e.     Catatlah hasil pengamatan dalam bentuk table.

E.      E. HASIL PENGAMATAN.

Percobaan I

Tabung reaksi	Volume (ml)		Tinggi	Tinggi	Ketinggian gelembung udara	Tingkat reaksi
	H₂O₂	Aquades	Awal (cm)	Akhir (cm)
A	0	10	6.5	6.0	0	-
B	2.5	7.5	6.5	8.0	1.5	+
C	5.0	5.0	6.5	11.5	5	++
D	7.5	2.5	6.5	14.9	8.4	+++
E	10	0	6.5	15	8.5	++++

Percobaan 2.

Tabung reaksi	Volume H₂O₂	Tinggi Awal (cm)	Tinggi Akhir	Ketinggian gelebung	Tingkat reaksi
A (Hati matang)	10	6.5	6.5	0	-
B (Hati di belah dua)	10	6.5	16.5	10	++++
C (daging)	10	6.5	6.5	0	-
D (kentang)	10	6.5	6.5	0	-

Catatan :

Istilah pada kolm tingkat reaksi dengan :

- = tidak terjadi reaksi

+ = reaksi sangat lambat

++ = reaksi lambat

+++ = reaksi cepat

++++ = reaksi sangat cepat

Pertanyaan :

1.      Jelaskan peran katabolisme pada percobaan tersebut!

2.      Pada tabung manakah tidak terjadi  kimia?

3.      Pada tabung manakah terjadi reaksi kimia paling cepat?

4.      Jelaskan hasil pengamatan anda dan buat kesimpulan!

Jawban……..!

1.      Katalase berperan dalam mengubah hydrogen peroksida (H₂O₂) menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂). Sehingga terjadigelembung-gelembung udara.

2.      - Pada percobaan pertama yang tidak terjadi reaksi kimia adalah tabung A.

- Pada percobaan ke dua yang tidak terjadi reaksi kmia adalah tabung A, C dan D.

- Percobaan pertam, reaksi paling cepat terjadi pada tabung D dan E.

- Percobaan ke dua reaksi yang paling cepat terjadi pada tabung B yang berisi hasil yang dibelah dua.

F.       F. ANALISIS DATA.

*. Percobaan pertama.

-          Percobaan pertama, tabung reaksi A yang berisi 10 ml aquades tidak terjadi reaksi karena tidak adanya substrat (H₂O₂) yang bekerja dengan enzim katase.

-          Pada tabung B yang berisi campuran 7.5 ml aquades dan 2.5  ml H₂O₂, terdapat ketinggian gelembung 1.5 cm. Hal ini menunjukkan reaksi yang terjadi sangat lambat. Dikarenakan konsetrasi  substrat (H₂O₂) yang diubah enzim katalase menjadi H₂O dan O₂ hanya sedikit

-          Pada tabung reaksi C yang berisi campuran 5.0 ml aquades dan 5.0 ml H₂O₂, terdapat ketinggian gelembung sebesar 5 cm. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi lambat, namun lebih cepat dibandingkan dengan tabung reaksi B dikarenakan substrat (H₂O₂) yang diubah enzim katalase menjadi H₂O dan O₂ lebih banyak disbanding tabung reaksi B.

-          Pada tabung reaksi D yang berisi 2.5 ml aquades dan 7.5 ml H₂O₂, terdapat ketinggian gelembung sebesar 8.4 cm. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi cepat dikarenakan substrat (H₂O₂) yang diubah enzim katalase menjadi H₂O dan O₂ lebih banyak.

-          Pada tabung reaksi E, yang berisi 10 m H₂O₂ terdapat ketinggian gelembung sebesar 8.5 cm. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi sangat cepat dikarenakan substrat (H₂O₂) yang diubah enzim dalam jumlah yang banyak.

*. Pada percobaan ke dua, dapat kita lihat :

-          Pada tabung A yang berisi hati matang dan larutan H₂O₂ 10 ml tidak terjadi reaksi kimia dikarenakan enzim pada hati mengalami denaturasi sebab dipengaruhi oleh suhu yang sangat tinggi pada waktu direbus.

-          Pada tabung reaksi B yang berisi hati dibelah dua dan larutan H₂O₂ 10 ml terjadi reaksi kimia yang sangat cepat hal ini dikarenakan enzim katalasenya lebih banyak yang bereaksi dengan substrartnya.

-          Pada tabung C yang berisi daging dan larutan H₂O₂ 10 ml tidak terjadi reaksi kimia, hal ini dikarenakan daging tidak mempunnyai enzim katalase sehingga tidak dapat mengubah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ ini ditunjkkan dengan tidak adanya gelembung udara pada tabung reaksi.

-          Pada tabung reaksi D yang berisi kentang dan larutan H₂O₂ 10 ml juga tidak terjadi reaksi kimia, hal ini dikarenakn enzim katalase tidak terdapat pada kentang, sehingga tidak dapat mengubah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂, ini juga ditunjukkan dengan tidaj adany gelembung udara pada tabung reaksi D.

G.    G. KESIMPULAN.

Dari percobaan yang kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa hati sapi berperan sebagai enzim, sedangkan H₂O₂ sebagai substratnya (bahan tempat enzim bekerja).

Jumlah atau konsentrasi substrat berpengaruh terhadap mekanisme kerja enzim. Jika substratnya sedikit maka kerja enzim juga rendah, sebaliknya jika jumlah substratnya banyak semakin cepat pula kerja enzim tersebut.

H.     H. DAFTAR PUSTAKA.

Omegawat, Hadi wigati. 2011. Biologi untuk SMA / MA kelas XII semester I. Kalten : PT. Intan Pariwara.

Syamsuri, Istamar, dkk. 2004. Biologi 3A untuk SMA kelas XII. Jakarta : Erlangga.