PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216
LAJU PERURAIAN LAKTOSA DENGAN BANTUAN ENZIM LAKTASE Lucky Indrati Utami Jurusan Teknik Kimas Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur Jl.Raya Rungkut Madya - Gunung Anyar – Surabaya Telp ( 031 ) 8782179, Fax ( 031 ) 8782257 . Abstrak Karbohidrat dalam susu adalah laktosa dengan sedikit pengecualian , laktosa adalah gula satu-satunya dalam susu . Laktosa merupakan komponan utama bahan kering susu sapi. Laktosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim laktase . Dalam penelitian ini , akan dipelajari laju reaksi pada konsentrasi substrat, hubungan antara waktu dengan glukosa yang terbentuk, hubungan antara pengaruh berat laktosa dengan laju reaksi , hubungan antara pengaruh waktu terhadap laju reaksi . Peubah tetap yang digunakan pada penelitian ini adalah jumlah enzim laktase,suhu reaksi , volume susu , sedangkan untuk peubah berubah digunakan berat laktosa , waktu reaksi . Dari hasil penelitian ini didapatkan adanya nilai km = 0,5274 mol / l ( Tetapan Michailes Menten ) dan nilai Vmak = 0,4515 mol / l jam ( laju reaksi maksimum ). Kata kunci : Enzim lactase ; Fermentasi ; Laktosa . PENDAHULUAN. Susu LLM ( Low Lactoce Milk ) merupakan hasil hidrolisis atau pemecahan laktosa yang ada dalam susu segar menjadi komponen – komponen gula sederhana yaitu : glukosa dan galaktosa, dengan bantuan aktivitas enzim lactase.Laktosa termasuk karbohidrat yang merupakan disalarida Yang tersusun dari glukosa dan galaktosa . Laktosa dapat dihidrolisis dengan enzim lactase menjadi glukosa dan galaktosa ,dengan reaksi sbb :
C H O +H 12
22
11
laktosa
2
→C 6 H 12 O6 + C 6 H 12 O6 O enzim air
glukosa
galaktosa
Dalam reaksi enzimatis dikenal dengan reaksi hidrolisis , peruraian atau reaksi katalisis , dalam hal ini aktivitas enzim digunakan untuk mengubah substrat menjadi produk dan sangat tergantung pada konsentrasi substrat . Laju reaksi enzim dari suatu substrat dapat dicari dengan cara menggunakan persamaan Michaelis – Menten , yaitu :
V=
V max .(S) Km + (S)
(1)
Untuk mendapatkan niali Km dan Vmax , menurut Michaelis – menten menggunakan metode grafis , yaitu :
Vmax 1/2 Vmax
Km
[S]
Gambar1. Hubungan antara Konsentrasi substrat dengan laju reaksi .
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
B-5-1
METODE PENELITIAN . a. Bahan . Bahan baku yang digunakan untuk penelitian ini antara lain : susu sapi segar , laktosa, enzim laktase b. Peralatan . Peralatan penelitian yang digunakan : Erlenmeyer , Oven , neraca analitis , cawan porselin, Kertas sarng c. Persiapan penelitian . Susu sapi segar sebelum digunakan dianalisa dahulu untuk mengetahui kandungan laktosanya. d. Prosedure penelitian . Disediakan 5 buah erlenmeyer 250 ml yang steril , susu segar yang sudah dipasteurisasi dimasukkan kedalam Erlenmeyer, masing- masing Erlenmeyer sebanyak 100 ml dan ditambahkan laktosa sebanyak ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ) gram dan enzim lactase sebanyak 0,1 ml . Kemudian dihidrolisis O
e.
dengan temperatur 30 C ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ) jam , setelah itu dianalisa laktosa dan glukosanya. Analisa hasil. Hasil yang diperoleh dianalisa laktosa dan glukosanya , yaitu ; Analisa laktosa : yaitu dengan mengambil susu sebanyak 25 ml , dimasukkan kedalam erlemmeyer ditambahkan HCl sehingga pHnya menjadi 4,5 . Kemudian disaring dan diambil filtratnya , dipanaskan , kemudian disaring lagi , ditampung filtratnya dalam cawan porselin . Didinginkan pada O
suhu 4 C semalam . Kristal – kristal laktosa akan menempel pada dinding dan pada dasar cawan , O
f.
dibuang filtratnya sehingga tinggal kristal – kristal laktosa , dipanaskan pada suhu 105 C, kemudian ditimbang sampai berat konstan. Sehingga diperoleh jumlah laktosanya. Analisa Glukosa : dianalisa dengan metode Luff . Variabel penelitian. Variabel penelitian yang digunakan yaitu : waktu hidrolisis : 1 jam , 2 jam , 3 jam , 4 jam , 5 jam serta berat laktosa : 10 gr ; 20 gr ; 30 gr ; 40 gr ; 50 gr.
HASIL DAN PEMBAHASAN . Hasil penelitian yang diperoleh berdasarkan variabel – variabel penelitian yang digunakan untuk menentukan nilai Km dan Vmax menggunakan metode grafis dengan , dengan cara membuat plot antara konsentrasi substrat vs laju reaksi
0,5 0,45
laju reaksi (mol/l j)
0,4 0,35
1 jam
0,3
2 jam 3 jam
0,25
4 jam
0,2
5 jam
0,15 0,1 0,05 0 10,0235
20,0553
30,0232
40,0160
50,0734
berat laktosa (gr)
Gambar 2. Hubungan antara berat laktosa ( gr ) dengan laju reaksi ( mol / l jam ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
B-5-2
Dari Gambar 2. terlihat kondisi terbaik dari aktivitas enzim untuk menguraikan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa adalah dengan berat laktosa 40,0160 gram.dengan enzim sebesar 0,1 ml optimum dapat menguraikan laktosa sebanyak 40,0160 gram.
0,5 0,45
10,0235 gr 20,0553 gr 30,0232 gr 40,0160 gr 50,0734 gr
laju reaksi (mol/l j)
0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 1
2
3
4
5
waktu (jam)
Gambar 3. Hubungan antara waktu hidrolisis dengan laju reaksi ( mol / l jam ). Dari Gambar 3. terlihat bahwa waktu terbaik dari aktivitas enzim untuk menguraikan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa ialah pada waktu satu jam. Hal ini berarti enzim sebesar 0,1 ml optimum dapat menguraikan laktosa pada waktu satu jam.
0.5 0.45 0.4
laju reaksi
0.35
1 jam
0.3
2 jam
0.25
3 jam
0.2
4 jam 5 jam
0.15 0.1 0.05 0 0.2170
0.4327
0.6221
0.7671
1.1280
kons.substrat
Gambar 4. Hubungan antara konsentrasi substrat ( mol / l ) dengan laju reaksi ( mol/ l jam )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
B-5-3
Dari Gambar 4. terlihat kondisi terbaik dari aktivitas enzim untuk menguraikan laktosa adalah pada waktu satu jam dengan konsentrasi substrat 0,7671 mol/ l. Dan diperoleh konstanta laju peruraian laktosa ( tetapan Michaelis – Menten ) , km = 0,5274 mol/l dan nilai laju reaksi maksimum (Vmax) sebesar 0,4515 mol / l.jam. Selanjutnya dari nilai Vmax kita cari nilai ½ Vmax pada sumbu Y dan ditarik garis horizontal kekanan hingga memotong grafik dan kemudian ditarik garis vertikal kesumbu X untuk mendapatkan nilai Tetapan Michaelis – Menten (Km) sebesar 0,5274 mol/l.
300,00
glukosa (gr/100ml)
250,00 10,0235
200,00
20,0553 30,0232
150,00
40,0160 100,00
50,0734
50,00 0,00 0
1
2
3
4
5
waktu (jam)
.
Gambar 5. Hubungan antara waktu hidrolisis dengan glukosa yang terbentuk Dari Gambar 5. terlihat bahwa enzim secara terus menerus bekerja membentuk glukosa hingga waktu empat jam, melampaui empat jam tersebut pembentukan glukosa sangat sedikit. Hal ini disebabkan karena enzim sudah berada pada titik jenuhnya. KASIMPULAN. 1. Semakin banyak terbentuk glukosa dalam substrat yang berarti penurunan akan menyebabkan menurunnya aktifitas enzim lactase.
jumlah laktosa, hal ini
2. Kondisi optimum aktifitas enzim lactase yaitu pada waktu satu jam dan berat laktosa 40 gram. 3. Diiperoleh nilai konstante laju peruraian laktosa ( tetapan Michaelis Menten km = 0,5274 mol / l dan nilai laju reaksi maksimum , Vmax = 0,4515 mol / L.jam. DAFTAR NOTASI. V = laju reaksi ( mol / l jam ) Vmak = laju reaksi maksimum ( mol / l jam ). Km = tetapan Michaelis Menten . S = Konsentrasi substrat ( mol / l ).
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
B-5-4
DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Chester L.R, ChesDVM, and James L.H, MS, PHD, “The Market of Milk Industry”, McGraw Hill Book Company, 1950. Dorothy E.Schumm “Intisari Biokimia “, Binarupa Aksara ,1993 . Fox P.F, ” Food Enzymology”, Volume I, Elsevier Applied Science, 1991. Gaman P.M, and Sherington K.B, ”Ilmu Pangan”, 2nd Edition, Gadjah Mada University Press, 1981. John M deMan, ” Kimia Makanan”, 2nd Edition, ITB Bandung, 1997. Judoamidjojo M., dkk.,”Teknologi Fermentasi”, PAU IPB, Bogor, 1992. Prof. Dr. D. Dwidjoseputro, “Dasar – dasar Mikrobiologi “ , Djambatan ,1984. Soeharsono Martoharsono Ir, “Biokimia”, 2rd Edition, Gadjah Mada University, 1990.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
B-5-5
