PENUNTUN PRAKTIKUM BIOKIMIA TANAMAN

PENUNTUN PRAKTIKUM BIOKIMIA TANAMAN

DISUSUN OLEH :

S. M. SITOMPUL WISNU EKO M. M. ROVIQ

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2011

KATA PENGANTAR Penuntun praktikum ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan Mata Kuliah Biokimia Tanaman. Penuntun Praktikum ini dibuat secara praktis sehingga memudahkan mahasiswa dalam mempelajari masalah dalam biokimia yang disesuaikan dengan fasilitasfasilitas yang tersedia. Diharapkan para mahasiswa bias lebih memahami materi-materi yang disampaikan.

Akhirnya penyusun tidak lupa menyampaikan bahwa tulisan ini masih ada kekurangan, sesuai dengan pepatah ‘tidak ada gading yang tidak retak’. Untuk itu penyusun mohon maaf dan mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca.

Malang, Februari 2011

Penyusun


i

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ………………………………………………………………………………. i Daftar isi ………………………………………………………………………………………. ii Petunjuk Umum ……………………………………………………………………………… iii Perlengkapan dan Kemananan Lab ………………………………………………………. 1 Pengantar Biokimia ………………………………………………………………………….. 5 Analisis Aktivitas α-Amylase ………………………………………………………………… 8 Analisis Aktivitas Katalase (Peroksidase) …………………………………………………. 10 Analisis Aktivitas Papain …………………………………………………………………….. 14 Analisis Kadar Pati …………………………………………………………………………… 16 Kromatografi ………………………………………………………………………………….. 21 Asam Nukleat ………………………………………………………………………………… 23 Biodiesel I …………………………………………………………………………………….. 25 Biodiesel II ……………………………………………………………………………………. 28


ii

PETUNJUK UMUM 1. TATA TERTIB 1.1 Peserta harus hadir 5 menit sebelum waktu praktikum yang ditetapkan dimulai dengan mengisi daftar hadir, dan bagi yang terlambat tanpa alasan yang dapat dipertanggungjawabkan tidak diperkenankan mengikuti acara praktikum. 1.2 Peserta harus menggunakan pakaian praktikum yang bersih dan rapi dan harus tetap menjaga ketertiban dan kesopanan selama acara praktikum berlangsung. 1.3 Sebelum acara praltikum dimulai, peserta harus sudah siap membaca petunjuk praktikum yang selalu dibawa setiap acara praktikum. 1.4 Alat-alat harus digunakan secara hati-hati, dan kerusakan adalah tanggung jawab praktikan secara individual atau secara kelompok. 1.5 Penggunaan bahan kimia yang berbahaya harus hati-hati dan ikuti petunjuk yang disiapkan untuk itu, dan kalau ragu-ragu minta bimbingan asisten. 1.6 Selesai acara praktikum, laporan hasil pelaksanaan praktikum harus ditunjukkan kepada pengawas praktikum untuk disahkan 1.7 Semua alat-alat yang digunakan dalam acara praktikum dibersihkan dan disusun kembali pada tempatnya secara rapi kecuali pengawas praktikum memberikan instruksi lain. 1.8 Acara praktikum harus sudah selesai 5 menit sebelum batas waktu praktikum berakhir dan menandatangani absen kembali. 2. PEMBUATAN LAPORAN 2.1 Laporan sementara yang singkat (max 2 lembar) harus dibuat setiap acara praktikum yang berisi hasil praktikum dan diserahkan paling lambat satu hari setelah acara praktikum.


iii

PENGANTAR BIOKIMIA PENDAHULUAN Biokimia adalah studi tentang molekul dan reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim yang terjadi dalam semua organisme hidup. Biokimia tanaman adalah studi tentang molekul dasar kehidupan tanaman yang meliputi jenis, struktur, fungsi dan reaksi pembentukan dan perombakan molekul dasar tersebut. Inti dari biokimia adalah konversi substrat menjadi produk melalui reaksi biokimia yang dikatalisis oleh enzim. Oleh karena itu, proses biokimia tanaman dimulai dengan enzim yang kemudian diikuti dengan metabolisme karbohidrat, metabolisme energi molekul, metabolisme nitrogen (asam amino), metabolisme lipid, metabolisme asam nukleat, hingga sintesis protein. Jutaan reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim berlangsung di dalam sel hidup. Reaksireaksi ini secara kolektif sebagai metabolisme. Metabolisme adalah aktifitas sel yang amat terkoordinasi, mempunyai tujuan dan mencakup berbagai kerjasama banyak system multi enzim. Metabolisme mempunyai 4 fungsi spesifik yaitu 1) untuk memperoleh energi kimia dari degradasi sari makanan yang kaya akan energi kimia atau energi solar. 2) untuk mengubah molekul nutrien menjadi prekusor unit pembangun bagi makromolekul sel. 3) menggabung-kan unit-unit pembangun ini menjadi protein, asam nukleat, lipida, polisakarida dan komponen sel lainnya dan 4) untuk membentuk dan mendegradasi biomolekul yang diperlukan di dalam fungsi khusus sel. Sel tersusun dari empat unsur utama : C, H, O, N dan mengandung berbagai zat lain dalam jumlah lebih sedikit, seperti Na, K, P, S, Mg, Ca, Fe dan Zn. Unsur-unsur ini semua di dalam sel membentuk karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat. Biomolekul tersebut terdapat pada unsur sel tumbuhan yang terdiri dari: 1. Dinding sel Berfungsi sebagai kulit pelindung yang kaku, relatif tebal, berpori dan amat kuat, umumnya dianggap sekresi protoplas. Terdiri dari dinding sel primer yang plastis-fleksibel dan dinding sel sekunder yang lebih masif dan merupakan bagian terbesar dari dinding sel. 2. Membran plasma Membran plasma mengelilingi bagian luar sel dan terdiri atas karbohidrat, lipid dan protein. Pada tempat tertentu dibagian luar terdapat struktur yang mengandung karbohidrat serta tempat yang berfungsi sebagai reseptor. Dibagian tengah terutama terdiri dari lipid. Protein berada di salah satu atau kedua sisi lapisan membran plasma atau terbenam di dalamnya. 3. Sitoplasma Sitoplasma mencakup segala sesuatu yang ada di sebelah dalam dari membran plasma kecuali inti sel atau nucleus. Sitoplasma mengandung berbagai garam, enzim dan beranekaragam substrat. 4. Plastida Plastida adalah organel khusus dalam sitoplasma, organel ini dikelilingi oleh dua membran. Plastida yang khas dalam sel tumbuhan adalah khloroplas yang mengandung sejumlah besar pigmen khlorofil. Khloroplas menyerap energi matahari pada proses fotosintesis. Khloroplas mengandung DNA, RNA dan ribosom.

PE


1

5. Mitokondria Mitokondria adalah organel yang memegang peranan dalam langkah terakhir dari oksidasi karbohidrat dan sintesis ATP. Mengandung DNA, RNA dan ribosom 6. Inti atau nukleus Organel terbesar di alam inti sel ialah nucleus. Di dalam inti terdapat DNA, RNA dan protein, namun hanya DNA dan RNA saja yang disintesis.

Gambar 1. Anatomy sel tanaman (Molecular Expression, 2005) 7. Anak inti atau nucleolus Anak inti adalah suatu struktur bulat di dalam inti sel yang merupakan tempat sintesis RNA ribosom dan merupakan kumpulan ribosom yang struktunya dibentuk oleh protein. 8. Komplek golgi Komplek golgi berfungsi mengubah protein sehingga siap disekresikan. Struktur kompleks golgi tersusun dari vesikel membran yang tersusun sejajar satu sama lain yang rapat dan berkesinambungan dengan retikulum endoplasma. 9. Retikulum endoplasma Retikulum endoplasma merupakan suatu struktur kelanjutan membran inti dan suatu sistem membran intrasel yang meyimpan memisahkan dan memindahkan berbagai zat di dalam sel. Retikulum Endoplasma berfungsi alam sintesa protein, steroid dan karbohidrat. 10. Peroksisome Mengandung berbagai macam enzim oksidatif. Enzim katalase terdapat pada peroksisome 11. Ribosom Ribosom dapat berbentuk tunggal sebagai monosom maupun dalam bentuk polisom yaitu agregat dari sejumlah ribosom dapat mencapai 30 buah yang ambil bagian dalam sintesa protein.

PE


2

METODE Gambarkan sel hewan dan tanaman, serta sebutkan perbedaan antara sel hewan dan tanaman

PE


3

ANALISIS AKTIVITAS α-Amylase PENDAHULUAN Perombakan pati pada tahap awal dari karbohidrat yang dikonsumsi melibatkan enzim L-amylase (1,4-L-D-glucan glucano hydrolase; EC 3.2.1.1), suatu glikoprotein pengikat kalsium monomerik (MW 56.000). Enzim ini yang terdapat dalam air liur mengkatalisis ikatan dalam L 1,4 glycosidase yang menghasilkan campuran maltose, glucose, oligosakarida (oligosaccharide) dengan panjang yang bervariasi pada konfigurasi L dan L-limit dextrin, yang merupakan oligosakarida bercabang. Ikatan L-glucosidase sangat stabil dengan tingkat hidrolisis spontan sebesar mis 2 x 10-15 s-1 pada suhu kamar. Peningkatan yang sangat besar dari kecepatan reaksi hidrolisis tersebut terjadi dengan kehadiran L-amylase yang tergolong enzim yang diketahui paling efisien. Enzim L-amylase dalam tubuh dihasilkan oleh kelenjar ludah terutama dari exocrine pancreas dan pada keadaan patologi tertentu meningkat dalam darah seperti gangguan pancreas dan saluran air liur, gangguan ginjal berat dan proses inflamasi akut parotid dan pancreas. Pengukuran aktivitas enzim L-amylase merupakan suatu cara diagnosis penyakit pancreas dan kelenjar ludah.

TUJUAN • •

Peserta didik mampu melakukan analisis aktivitas enzim L-amylase dalam hidrolisis pati menjadi karbohidrat yang lebih sederhana Peserta didik mampu menetapkan karakteristik enzim L-amylase (Vmax dan KM) dari sumber yang berbeda

ALAT DAN BAHAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Tabung reaksi Pipet Tempat penangas (waterbath) Termometer Pati KI dan I

7. Bahan penyangga fosfat (sodium phosphate dibasic heptahydrate; Na2HPO4.7H2O, MW 268,07 g/mol dan sodium phosphate monobasic dehydrate; NaH2PO4.2H2O, MW 155,99 g/mol)

PROSEDUR ASISTEN 1. Larutan Yodium yang telah disiapkan sebelumnya dapat digunakan, kalau tidak berhasil, siapkan larutan Yodium baru dengan melarutkan 550 mg KI dan 254 mg I dalam 20 ml dH2O yang kemudian diencerkan menjadi 100 ml dengan dH2O 2. Larutan pati yang telah disiapkan sebelumnya dapat digunakan, kalau tidak berhasil, siapkan larutan penyangga (buffer) fosfat sebanyak 500 ml (50 mM, pH = 7) dengan melarutkan 76,193 g dibasic phosphate (Na2HPO4.7H2O, MW 268,07 g/mol) dan 48,877 g monobasic phosphate (NaH2PO4.2H2O) dalam 500 ml air destilasi (dH2O). Ini dilanjutkan dengan pembuatan larutan pati dengan 1 g tepung beras yang dilarutkan dalam 100 ml larutan penyangga fosfat di atas.

PE


4

MAHASISWA 1. Siapkan air liur (praktikan) sebanyak 1 ml dan ditempatkan dalam gelas ukur dan encerkan menjadi 10 ml. Siapkan lima (5) tabung reaksi yang bersih yang masingmasing diberi label A, B, C, D dan E, yang masing-masing diisi dengan 1 ml larutan air liur tersebut. 2. Tambahkan larutan pati sebanyak 1, 2, 3, 4 dan 8 ml masing-masing ke dalam tabung A s/d E dan kemudian diinkubasi selama 15 menit pada suhu 37 oC dalam alat penangas/waterbath (gelas piala berisi air diatas pemanas/heater dengan suhu yang diatur) dan aduk secara teratur. 3. Setelah sekitar 15 menit, ambil tabung reaksi tersebut dan beri 2 tetes larutan Yodium dan tunggu beberapa saat untuk pengembangan warna. Perhatikan perkembangan warna biru-ungu (iodinestarch complex) atau merah muda (iodine-amylodestine & maltose complex). 4. Pindahkan larutan tersebut ke dalam kuvet untuk mengamati absorbansi cahaya dengan spectrometer pada panjang gelombang 560 nm dan 610 nm. 5. Analisislah hubungan absorbansi cahaya sebagai fungsi dari konsentrasi substrat (pati) dengan model Michaelis-Menten dan hitung Vmax dan KM berdasarkan hitungan tersebut. 6. Siapkan air liur dari 5 orang praktikan sebanyak 1 ml dan tempatkan dalam gelas ukur yang berbeda dan encerkan menjadi 10 ml. Siapkan lima (5) tabung reaksi yang bersih yang masing-masing diberi label A1, B1, C1, D1 dan E1 yang masing-masing diisi dengan 1 ml larutan air liur tersebut. 7. Tambahkan larutan pati sebanyak 1 ml untuk masing-masing tabung A s/d E, dan kemudian inkubasi selama 15 menit pada suhu 37 oC dalam alat penangas/waterbath (gelas piala berisi air diatas pemanas/heater dengan suhu yang diatur) dan aduk secara teratur. Lanjutkan langkah no. 3 dan 4 diatas. 8. Bandingkanlah aktivitas enzim dalam air liur dari sumber yang berbeda tersebut berdasarkan absorbansi cahaya dan bantuan hubungan yang diperoleh pada no. 5 di atas. Catatan: Hati-hati menggunakan larutan Yodium, jauhkan dari mata, bila perlu menggunakan pelindung mata.

PE


5

ANALISIS AKTIVITAS KATALASE (PEROKSIDASE) Enzim katalase merupakan jenis enzim yang mampu memecah ikatan karbon dan ikatan karbon-nitrogen, nitrogen, sehingga dinamai dengan enzim desmolase. Di dalam tanaman, enzim katalase dihasilkan oleh organel peroksisom. Sehingga isolasi enzim katalase di tanaman, banyak dilakukan dengan mengambil bagian batan batang g dan daun, khususnya pada sel-sel sel batang atau daun yang telah dewasa dan memiliki peroksisom. Adapun di dalam tubuh manusia dan hewan, enzim katalase dapat diisolasi solasi dari organ hati (hepar). Enzim katalase mampu melakukan proses oksidasi terhadap bahan bahan-bahan han yang dianggap toksik di dalam sel. Contoh senyawa yang sangat berbahaya adalah Hidrogen Peroksida (H2O2). Senyawa peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian pe peroksida roksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O2) ditandai dengan timbulnya gelembung. TUJUAN Peserta didik mampu melakukan analisis aktivitas enzim katalase, khususnya peroksidase dalam menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2) BAHAN 1. Umbi kentang 2. Hydrogen peroksida 3. Blender (tidak mutlak)

4. Tabung reaksi bercabang 5. Buret 6. Pipet

METODE 1. Ambillah umbi kentang secukupnya, kemudian cuci sampai bersih, keringkan dengan kertas tissue dan kupas. 2. Hancurkan kentang tersebut dan peras cairannya dengan kain katun halus yang putih dan bersih. Larutan keruh akan diperoleh yang mengandung preparat katalase aktif dan setiap bagian larutan tersebut mengandung jumlah enzim yang sama. 3. Pipet 7 ml preparat enzim tersebut setelah dikocok rata dan tempatkan dalam suatu cabang dari suatu tabung reaksi bercabang ( seperti pada gambar).

4. Tempatkan 3 ml H2O2 dalam cabang tabung yang lain. Hati Hati-hati hati jangan sampai preparat dan H2O2 mengenai bagian atas tabung. 5. Tutuplah tabung tersebut sedemikian sehingga berhubungan dengan buret berskala yang berisi air. Samakan permukaan air pada buret.

PE


6

6. Tuangkan enzim dalam substrat H2O2 dengan terlebih dahulu mencatat waktu. Reaksi akan berlangsung dan O2 akan dievolusi dengan cepat yang menekan permukaan air pada buret. PENGAMATAN 1. Catatlah perubahan tinggi permukaan air dalam buret setiap 5, 10 dan 15 detik, dan samakan tinggi permukaan air setiap selesai mencatat sehingga tekanan tetap sama. Lanjutkan prosedur tersebut sampai evolusi oksigen selesai. 2. Catatlah temperatur ruangan pada saat reaksi berlangsung, dan hitunglah jumlah O2 yang dievolusi dalam mg dengan persamaan berikut :

x.ml =

x.32 273 + t x mgO2 22,414 273

t = temperatur ruangan (°C). 1. DATA PERHITUNGAN Contoh : Enzim katalase dari umbi kentang yang diperas kemudian diambil sarinya Subtrat berupa Hidrogen Peroksida (H2O2). Perbandingan enzim subtrat dapat ditentukan secara bebas 2. MODEL PERHITUNGAN KECEPATAN Rumus Dasar adalah menghitung jumlah O2 yang dievolusi dalam mg dengan persamaan : a. Massa O2 pada t Volume O2 x Mr O2 22,414

x

273 + rata-rata suhu ruang 273

273 adalah bilangan Kelvin b. Mol O2 pada t =

Mol H2O2 pada t adalah 2/1 dari 2 H2O2 2 H2O + O2 Jadi : 2 2 Mol H2O2 1 2

c. Molaritas H2O2 pada t = d. Kecepatan (V) pada t =

PE

!"#


7

ANALISIS AKTIVITAS PAPAIN PENDAHULUAN Papain adalah enzim (EC 3.4.22.2) yang diperoleh dari buah pepaya yang sudah cukup berkembang dan berwarna hijau berfungsi untuk meningkatkan proses pemasakan buah. Enzim ini yang mengkatalisis proses hidrolisa ikatan peptida dalam protein dan dapat dimanfaatkan sebagai pelembut daging. Efektivitas papain sebagai pelembut daging menjadi penting dalam pemanfaatan papain untuk komersil dan pemilihan tanaman sebagai sumber papain. Karena papain berbahaya secara potensil (misalnya dapat merusak kulit apabila kontak dalam waktu yang cukup lama), maka perlu diterapkan tindakan hati-hati dalam proses pengamatan aktivitas enzim ini. TUJUAN • •

Peserta didik mampu melakukan analisis aktivitas enzim papain Peserta didik mampu membandingkan aktivitas enzim papain sesuai dengan variable percobaan

ALAT DAN BAHAN 1. 2. 3. 4. 5.

Spektrometer Tabung reaksi Penangas (heater) Termometer Pipet

6. Pengukur waktu (stopwatch) 7. Papain (getah papaya) 8. Asam asetat (CH3COOH) 9. HCl 10. Bubuk susu

PROSEDUR Pengamatan waktu pembentukan gumpalan 1. Siapkan papain secukupnya yang diperoleh dari getah buah papaya yang sudah cukup berkembang (belum masak) dan tampung dengan botol kecil (vial) dan keringkan dibawah sinar matahari (dapat dengan menggunakan oven bersuhu ≤ 40 oC). Bahan ini sebaiknya dipersiapkan beberapa hari sebelum praktikum agar tidak mengganggu proses praktikum. 2. Siapkan penangas dengan gelas piala (kapasitas 1000 ml) yang berisi 500 ml air dan ditempatkan di atas penangas (heater). Hidupkan penangas serta aturlah suhu penangas hingga suhu air dalam gelas piala 30 oC yang dipantau dengan thermometer. 3. Siapkan larutan 20 ml asam asetat (CH3COOH) yang ditambah dengan 5 ml dH2O. Larutkan 5 g papain dalam gelas ukur dengan asam asetat CH3COOH) hingga total volume 20 ml dan aduklah hingga papain terlarut dengan merata. 4. Siapkan larutan susu dengan 6 g bubuk susu yang dilarutkan dengan 5 ml dH2O dalam gelas piala, aduk hingga terlarut sempurna, dan pindahkan ke gelas ukur, kemudian tambahkan dH2O hingga total volume 30 ml dan aduk kembali. 5. Siapkan 5 tabung reaksi yang masing-masing diisi dengan 1, 2, 3, 4 dan 5 ml larutan susu (no. 4) dan beri nomor sesuai dengan konsentrasi substrat (larutan susu, no 1 s/d 5) dalam tabung tersebut.

PE


8

6. Tempatkan tabung reaksi no. 1 dalam penangas (suhu 30 oC) dan segera tambahkan 1 ml larutan papain, hidupkan pengukur waktu, kemudian aduklah larutan serta amati saat pembentukan gumpalan pertama. Hentikan pengukur waktu saat awal pembentukan gumpalan pertama. Catatlah waktu (detik/menit) yang diperlukan untuk pembentukan gumpalan. 7. Lakukan langkah yang sama dengan langkah no. 6 untuk tabung reaksi yang lain secara bertahap. 8. Analisis hubungan konsentrasi substrat dengan waktu yang diperlukan untuk pembentukan gumpalan. Tabung

Susu (g/ml)

Papain (g/ml)

1 2 3 4 5

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Waktu pembentukan gumpalan (detik)

Pengamatan aktivitas enzim 1. Siapkan larutan 1 N HCl dengan 1192 mg (1 ml) HCl pekat (37%) yang diencerkan dengan dH2O hingga menjadi 12 ml. 2. Siapkan penangas dengan labu ukur (kapasitas 1000 ml) yang berisi 500 ml air dan ditempatkan diatas pemanas (heater). Kemudian hidupkan penangas serta aturlah suhu penangas hingga suhu air dalam gelas piala 40 oC yang dipantau dengan thermometer. 3. Siapkan lima (5) tabung reaksi baru yang diberi label (A, B, C, D, dan E) dan masingmasing diisi dengan 1, 2, 3, 4, dan 5 ml larutan susu dan ditambah dengan 1 ml larutan papain. Encerkan larutan masing-masing dengan 8, 7, 6, 5 dan 4 ml dH2O sambil aduk untuk mendapatkan total larutan yang sama dalam setiap tabung (10 ml). 4. Inkubasi larutan campuran papain dengan protein (larutan susu) dengan penangas pada suhu 40 oC selama 60 menit dan kemudian beri 2 tetes 1 N HCl dan setelah cukup dingin, pindahkanlah isi tabung tersebut ke kuvet. 5. Amatilah absorbansi cahaya dari larutan spectrometer pada panjang gelombang 280 nm dan analisislah hubungan absorpsi cahaya sebagai fungsi dari konsentrasi substrat (protein casein).

PE

Tabung

Susu (g/ml)

Papain (g/ml)

A B C D E

0 0,2 0,4 0,6 1,0

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Waktu pembentukan gumpalan (detik)


9

ANALISIS KADAR PATI Karbohidrat tersebar luas baik dalam jaringan binatang maupun tumbuhan. Dalam tumbuhan, karbohidrat dihasilkan oleh fotosintesis dan mencakup selulosa yang merupakan rangka tumbuhan serta pati dari sel tumbuhan. Pada sel binatang karbohidrat dalam bentuk glukosa dan glikogen berperan sebagai sumber yang penting untuk energi bagi aktivitas vital. Pati merupakan jenis karbohidrat yang banyak dijumpai setelah selulosa (cellulose) dan merupakan bahan pangan yang paling banyak dikonsumsi seperti beras dan gandum. Pemecahan sebagian pati dalam saluran pencernaan (lambung atau usus) akan menghasilkan gula dalam darah utama. Bagian pati yang resisten difermentasi dalam usus besar (colon) menjadi asam lemak rantai pendek khususnya butirat (butyrate) yang diakui bermanfaat untuk mengurangi resiko kanker usus. Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. TUJUAN • •

Mahasiswa mampu melakukan analisis kadar pati dari produk tanaman seperti produk yang banyak dikonsumsi sebagai bahan pangan (ubikayu, ubijalar & kentang), Mahasiswa mampu membuat liku kalibrasi kadar pati untuk analisis kadar pati dari produk tanaman.


Colorimeter atau Spektrometer Pipet Tabung reaksi Pati Air destilasi (dH2O)

6. 7. 8. 9.

KI I (yodium) Kuvet Kain katun tipis (cheesecloth) warna putih ukuran 40 x 40 cm

METODE Pembuatan Larutan Pati 1. Tepung beras ditimbang sebanyak 1 g 2. Diberi sedikit air hangat (± 30 oC),diaduk hingga menjadi pasta 3. Ditambahkan dH2O hingga total larutan 100 ml 4. Pindahkan ke botol atau tempat penyimpanan lain yang aman.

PE


10

Pembuatan Larutan Yodium 1. Timbang 550 mg KI + 254 mg I 2. Dimasukkan ke dalam gelas piala 3. Ditambahkan 20 ml dH2O 4. Diaduk hingga tercampur semua 5. Ditambahkan dH2O hingga volume akhir menjadi 100 ml 6. Pindahkan ke botol atau tempat penyimpanan lain yang aman. Pembuatan kurva standar pati 1. Diambil 1, 2, 3, 5, 7, dan 10 ml larutan pati 2. Dimasukkan dalam tabung reaksi yang berbeda-beda 3. Ditambahkan dH2O secukupnya hingga volume total menjadi 10 ml 4. Ditambahkan 1 tetes larutan yodium pada masing-masing tabung reaksi 5. Aduk hingga tercampur rata dan pindahkan masing-masing larutan ke kuvet 6. Amati absorbansi pada panjang gelombang 610 nm 7. Buatlah kurva standarnya. Pembuatan larutan masing-masing bahan 1. Kentang, Ubi jalar, Singkong dicuci bersih dan dikupas 2. Ditimbang sebanyak 100 g 3. Dihancurkan (dengan diparut) 4. Dimasukkan dalam gelas piala 5. Ditambahkan 50 ml dH2O 6. Siapkan gelas piala lain yang sudah diberi saringan dan kain katun di atasnya 7. Bahan diletakkan di atas saringan & disaring untuk memisahkan cairannya 8. Bahan direndam kembali dalam 50 ml dH2O 9. Peras dan saring kembali cairan bahan tersebut 10. Ambil masing-masing larutan bahan sebanyak , 2, 3, 5, 7, dan 10 ml dan dimasukkan dalam tabung reaksi yang berbeda 11. Ditambahkan dH2O secukupnya hingga volume total menjadi 10 ml 12. Ditambahkan 1 tetes larutan yodium pada masing-masing tabung reaksi 13. Diaduk hingga tercampur dengan rata 14. Pindahkan masing-masing larutan ke kuvet 15. Amati absorbansi pada panjang gelombang 610 nm

PE


11

Prosentase kadar pati pada masing-masing bahan dapat dihitung dengan rumus berikut: * ,*

% %& '() .+,.- / 100 +

-

122 3

4 , dimana :

S0 = nilai absorbansi bahan pada volume 0 Si = nilai absorbansi bahan pada volume … R0 = nilai larutan pati pada volume 0 Ri = nilai larutan pati pada volume …

PE

C = konsentrasi pati W = berat basah P = 0,85


12

KROMATOGRAFI Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen (berupa molekul) yang berada pada larutan. Pemisahan yang terjadi dalam kromatografi dilaksanakan dengan memanipulasi sifat-sifat dari senyawa, yaitu : 1) kecenderungan suatu molekul untuk larut dalam cairan (kelarutan) 2) kecenderungan suatu molekul untuk bertaut dengan suatu serbuk padat (absorbsi) 3) kecenderungan suatu molekul untuk menguap (volatilitas). Dalam kromatografi, senyawa-senyawa yang akan dipisahkan ditempatkan pada situasi dinamik (bergerak) yaitu melakukan pengaliran dan selain itu akan terjadi peristiwa pelarutan, absorbsi atau penguapan. Secara umum dapat dikatakan bahwa kromatografi adalah suatu proses migrasi diferensial dimana komponen-komponen sample ditahan secara selektif oleh fase diam. Klasifikasi kromatografi didasarkan pada jenis fase-fase yang digunakan : fase gerak, fase diam. Dapat juga didasarkan atas teknik : kromatografi kolom, kromatografi lapis tipis. Jenis lain, klasifikasi berdasarkan prinsipnya : kromatografi partisi, kromatografi absorbsi. Kadang semua cara klasifikasi tersebut digabung. Berikut ini jenis-jenis kromatografi yang umum digunakan. Tabel 1. Jenis-jenis Kromatografi Fase Bergerak

Fase Diam

Teknik Kromatografi

Prinsip

Gas

Padat

Gas Padat

Cair

Padat

Kolom, Lapis Tipis dan kertas

Cair Gas

Cair Cair

Kolom, Lapis Tipis dan Kertas Gas - Cair

Absorbsi Pertukaran Ion, Permiasi gel Partisi Partisi

TUJUAN Untuk mengetahui proses pemisahan senyawa tertentu dari bahan daun tanaman atau bahan lainnya.


PE

Mortar dan pestle Timbangan Pisau / cutter Kromatograf Pipet

6. 7. 8. 9.

Kertas kromatograf Daun-daunan dgn warna yg berbeda Aseton Buffer (dH2O 0.115, Isopropanol 10 ml, Kerosin 100 ml)


13

CARA KERJA 1. Daun kedelai dihilangkan tulang daunnya 2. Ditimbang sebanyak 3 g 3. Ditumbuk sampai halus dengan mortar dan pestle 4. Dituang/pindahkan ke dalam tabung roll film 5. Ditambahkan 10 ml aceton sehingga menjadi pasta 6. Pasta tersebut dikocok selama 1 menit 7. Didiamkan selama 5 menit 8. Diteteskan pada kertas Whatman, ditunggu sampai kering 9. Ulangi lagi penetesan pada kertas Whatman dan tunggu lagi sampai kering 10. Kertas yang sudah ditetesi tadi dimasukkan dalam bejana kromatografi yg telah berisi 300 ml pelarut 11. Didiamkan selam 15 menit 12. Diamati perubahan yang terjadi 13. Dihitung Rf-nya

Rumus menghitung Rf : Rf

PE

jarak yang digerakkan senyawa dari titik asal jarak yang digerakkan pelarut dari titik asal


14

ASAM NUKLEAT PENDAHULUAN Unit terkecil dari suatu kehidupan adalah sel yang merupakan pabrik kecil dimana bahan-bahan dasar seperti asam amino, lipin dan elemen-elemen dasar lain-nya diterima, dan senyawa-senyawa baru yang lebih kompleks (protein, lipida kompleks, karbohidrat dan asam nukleat) diproduksi. Ribuan enzim yang berbeda diperlukan untuk kelangsungan proses-proses biokimia dalam sel. Setiap sel mempunyai kemampuan menggandakan diri dengan kode DNA sebagai cetak biru, bahan-bahan dasar sebagai komponen penyusun dan dengan bantuan katalis enzim (Kirby, 1990). Menurut model Watson-Crick, makro molekul DNA merupakan utas ganda dimana pitapita komponen dihubungkan oleh ikatan hydrogen. Ikatan-ikatan ini sangat stabil, namun akan terlepas pada pemanasan 95 oC sampai 100 oC dan akan menempel lagi bila temperatur diturunkan pada 65 oC. Unit dasar dari DNA adalah nukleotida yang terdiri dari basa (Adenin, Guanin, Timin dan Sitosin), gula dioksiribosa dan grup fosfat. Nukleotida-nukleotida itu saling dirangkaikan dengan ikatan-ikatan fosfodiester kovalen yang menghubungkan karbon 5’ pada sebuah gugus dioksiribosa dengan karbon 3’ pada gugus berikutnya. Keempat macam basa tersebut tersambung ke rantai gula fosfat . Masing-masing basa purin (Adenin dan Guanin) selalu berpasangan dengan basa pirimidin (Timin dan Sitosin). Adenin selalu berpasangan dengan Timin sedangkan Guanin selalu berpasangan dengan Sitosin sehinga menghasilkan suatu model pilih ganda simetris. Semua basa dari molekul DNA selalu berada di sebelah dalam pilin ganda dengan gula-fosfat di sebelah luar. Dengan demikian basa-basa pada untaian yangsatu berada dekat sekali dengan basa-basa pada untaian yang lain. Pasangan-pasangan basa ini ditautkan oleh ikatan-ikatan hydrogen yang relatif lemah, Adenin dengan Timin diikat oleh dua atom hydrogen, Guanin dan Sitosin diikat oleh tiga atom hydrogen (Stansfield, 1983). Sel tumbuhan terbungkus dalam membran sitoplasma yang dikelilingi sel yang kuat. Untuk mengeluarkan DNA dari dalam sel terlebih dahulu harus menghancurkan membran dan dinding sel tersebut. Cara yang paling sering dilakukan pada bakteri adalah dengan menggunakan bahan kimia. Selain itu, seperti yang sering dilakukan pada tanaman, dapat pula dilakukan dengan cara fisik yaitu menghancurkan sel menggunakan mortar dan pestle pada kondisi beku dengan bantuan nitrogen cair. Tepung sel yang diperoleh melalui cara fisik ini kemudian dilarutkan dengan beberapa bahan kimia, kemudian disentrifugasi untuk memisahkan supernatan yang mengandung DNA, RNA dan protein dari debris sel TUJUAN Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui penampakan asam nukleat dari bagian tanaman. ALAT DAN BAHAN Alat : 1. Mortar dan pestle 2. Gelas ukur 3. Beaker glass 4. Chopstick 5. Pipet 6. Saringan 7. Tabung reaksi 8. Sendok kecil

PE

Bahan : 1. Bunga Kol / brokoli 2. Garam 3. Detergen 4. Alkohol


15

CARA KERJA 1. Timbang Brokoli sebanyak 5 g 2. Ditumbuk sampai halus dengan mortar dan pestle 3. Ditambahkan dH2O sebanyak 50 ml 4. Ditambahkan garam : detergen sesuai perbandingan (½ : 1, 1 : 1, 1 : ½) 5. Ditunggu selama 15 menit 6. Disaring, diambil 2,5 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi 7. Ditambahkan 5 ml alcohol 96% 8. Diamati perubahan yang terjadi

PE


16

ANALISIS BIODIESEL PENDAHULUAN Pembuatan biodiesel dari minyak goreng yang dapat digunakan langsung tanpa modifikasi mesin diesel sangat sederhana. Tetapi kemacetan ekstra diperlukan dalam pembuatan biodiesel untuk mendapatkan hasil yang baik dan khususnya dalam penanganan Natrium hidroksida khususnya Metanol yang sangat beracun. Biodiesel mempunyai beberapa keunggulan dari petro-diesel yang berasal dari minyak bumi yaitu antara lain (i) pembakaran lebih bersih (populasi lebih rendah), (ii) kandungan cetane lebih tinggi (ledakan atau “knocking” lebih rendah), (iii) pelumasan (lubricity) lebih baik, dan (iv) pembuatannya sederhana (biodiesel dapat dibuat dari minyak bekas/minyak jelanta). Kecamatan yang tinggi diperlukan untuk mendapatkan hasil yang tinggi dan untuk menghindari kecelakaan kerja karena bahan pereaksi yang digunakan beracun yaitu NaOH dan Metanol (jangan kena kulit, menghirup uapnya apalagi termakan, dana bilas dengan bagian badan yang kena secepat mungkin air secukupnya). ALAT DAN BAHAN 1. Ruangan dengan alat pengisap udara (biasanya disebut ruang asam atau pembakaran). 2. Alat pencampur (blender) yang terbuat dari kaca (jangan plastik karena ini bereaksi dengan metanol) dengan mengatur kecepatan. 3. Timbangan dengan tingkat ketelitian mg 4. Gelas ukur (beaker) kapasitas 200 ml & 1000 ml dan gelas piala kapasitas > 1500 ml 5. Sendok gelas atau baja anti karat (stainless steel) 6. Kacamata pengaman 7. Masker atau Pelindung mulut dan hidung dari bahan kimia 8. Sarung tangan karet 9. Pakaian laboratorium lengan panjang 10. Kertas pengisap (tissue paper) 11. Minyak goreng baru (1 liter) 12. Metanol (CH3OH) (200 ml) 13. Natrium hidroksida (NaOH) (3,5 g) PROSEDUR 1. Pakailah pakaian laboratorium, sarung tangan karet, kacamata pengaman dan masker 2. Siapkan “blender” dalam ruang asam dengan alas kertas penghisap sebagai pengaman percikan 3. Ambil 200 ml Metanol (hati-hati jangan kena kulit dan terhirup uapnya) dengan gelas ukur dari masukan dalam “blender”. 4. Timbang 3,5 g NaOH diatas wadah plastik (timbang dulu wadah plastik misalnya x g, sehingga berat total wadah plastik dan NaOH menjadi x + 3,5 g). haluskan dulu NaOH secukupnya apabila berupa gumpalan dengan spatula & pestel (pestle) sebelum ditimbang. 5. Hidupkan ventilasi ruang asam dan hidupkan blender yang sudah berisi Metanol dengan kecepatan rendah. 6. Masukkan bubuk NaOH sedikit demi sedikit dan perlahan dalam Metanol (hati-hati jangan sampai menimbulkan percikan). Reaksi ini agak keras yang mengeluarkan panas sehingga NaOH harus ditambah sedikit demi sedikit untuk menghindari reaksi yang sangat keras. 7. Setelah semua NaOH diberikan, biarkan beberapa saat (2 menit) hingga semua NaOH larut untuk menghasilkan senyawa Metoksida Natrium (sodium methoxide, CH3ONa). CH3OH + NaOH → CH3CNa + H2O

PE


17

Catatan : Metoksida Natrium harus segera digunakan dalam pembuatan biodiesel sehingga jangan dibuat dalam jumlah besar untuk sebagian disimpan karena efektivitasnya menurun dengan waktu. 8. Panaskan minyak goreng (1 liter) dalam gelas piala (kapasitas 1500 ml) hingga ± 55°C sambil dikocok dan tambahkan larutan metoksida secara perlahan sambil dikocok hingga membuat pusaran (jangan lebih yang membuat percikan) kemudian biarkan demikian sekitar 20-30 menit yang menghasilkan reaksi eksterifikasi secara sempurna seperti berikut.

9. Tempatkan gelas piala yang berisi larutan campuran minyak pada tempat yang aman dan berikan label dengan penjelasan berbahaya/beracun. Setelah 30-60 menit atau lebih, larutan dalam gelas piala akan terbagi pada dua bagian yaitu (i) bahan berwarna gelap (gliserol) pada bagian bawah, dan (ii) bahan berwarna lebih terang (biodisel) pada bagian atas. Pemisahan gliserol dengan biodesel dengan jelas dapat membutuhkan waktu yang lama tergantung pada jenis minyak yang digunakan (mungkin perlu dibiarkan satu malam, perhatikan). 10. Tuangkan cairan pada bagian atas dengan hati-hati (tinggalkan lapisan batas untuk menghindari biosidel terkontaminasi dengan gliserol) pada wadah gelas dan diberikan label biodiesel. 11. Semua peralatan yang digunakan dibilas dengan air yang cukup sebelum dibersihkan dengan sabun dan kemudian keringkan. (Sarung tangan masih tetap digunakan dalam pembersihan untuk menghindari kontak langsung bahan kimia dengan tangan).

Siapkan bahan dan alat yang diperlukan dalam ruang asam serta gunakan pakai laboratorium lengkap dengan masker (kimia) dan sarung tangan (Gambar 1). Pastikan bahan yang digunakan adalah murni yaitu Metanol dan NaOH (Gambar 2 & 3), (keringkan dulu dan haluskan apabila NaOH dalam bentuk gumpalan), dam ambil 200 ml Metanol dengan gelas ukur (Gambar 4), hati-hati jangan kena tangan dan mengisap uapnya, dan kerjakan di atas kertas pengisap (mis. Kertas koran).

PE


18

Timbang NaOH di atas wadah plastik sebanyak 3,5 g (Gambar 5). Tempatkan blender (yang terbuat dari bahan gelas) dalam ruang asam yang diberi alas kertas pengisap, kemudian hidupkan ruang asam dan tuangkan Metanol ke dalam wadah blender dengan hati-hati dan hidupkan blender dengan kecepatan rendah (Gambar 6). Tuangkan sedikit demi sedikit dan hati-hati NaOH ke dalam wadah blender untuk menghindari percikan, dan biarkan sektar 2 menit atau lebih hingga semua NaOH larut (Gambar 7). Tuangkan minyak goreng ke dalam wadah blender dengan hati-hati dan perlahan untuk menghindari percikan (Gambar 8) dan atur kecepatan putaran yang cukup hanya membuat pusaran (jangan lebih).

Setelah pencampuran sempurna dan biarkan sampai semua tercampur rata (20-30 menit), dan tuangkan semua isi blender pada wadah yang sudah disiapkan (gelas Erlenmeyer kapasitas > 1500 ml sangat baik) (Gambar 9), Tempatkan wadah yang mengandung larutan tersebut pada tempat yang aman dan biarkan selama 30-60 menit atau lebih hingga terbentuk pemisaran larutan yaitu gliserol berwarna gelap pada bagian bawah dan biodiesel berwarna lebih terang pada lapisan atas (Gambar 10). Tuangkan cairan pada lapisan atas dengan hati-hati (tinggalkan lapisan batas untuk menghindari biodiesel terkontaminasi dengan gliserol) pada wadah yang sudah disiapkan (yang dapat ditutup dengan rapat) dan berikan label biodiesel.

PE


19

DAFTAR PUSTAKA Alberts, B. D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts dan J.D. Watson. 1994. Biologi Molekuler Sel. Edisi kedua, Mengenal Sel. Diterjemahkan oleh Alex Tri Kantjono W. Gramedia Pustaka Utama. 346 pp. Heddy, S. 1987. Biologi Pertanian. CV. Rajawali. Jakarta. Lehninger, A.L. 1993. Dasar-dasar Biokimia. Diterjemahkan oleh Thenawidjaja, M. Penerbit Erlangga. Jakarta. Kirby, Lorne., 1990. DNA Fingerpriting, An Introduction. Stockton Press. 365 pp. Molecular Expressions. 2005. Plant Cell Structure. www.micro.magnet.fsu.edu. Schumm, D.E. 1993. Intisari Bikomia. Diterjemahkan oleh Sadikin, M. Binarupa Aksara. Jakarta Stansfield, W.D., 1983. Theory and Problem of Genetic. Schaum’s Outline Series. McGraw-Hill Book Company. 281 pp. Sudarmadji, S. Bambang H dan Suhardji. 1984. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogjakarta. 188 hal. The National Health Museum. 1999. Structure of DNA. www.accessexcellence.org. Wirahadikusumah, M. 2001. Biokimia; protein, enzim dan asam nukleat. Penerbit ITB, Bandung Virtual Textbook of Organic Chemistry. 1999.Carbohidrates. www.cem.msu.edu.

PE


20

PENUNTUN PRAKTIKUM BIOKIMIA TANAMAN

Recommend Documents