Pengertian Enzim adalah unit fungsional dari metabolisme sel, bekerja dengan urutan-urutan yang teratur, mengkatalisis ratusan reaksi bertahap yang menyimpan serta juga mentransformasikan energi kimiawi dan juga membuat makro molekul sel dari prekusor sederhana (Lehninger, 1990).
Istilah enzim ini berasalah dari bahasa Yunani, yakni enzyme yang memiliki arti di dalam sel. Enzim ini memegang peranan penting di dalam proses pencernaan makanan ataupun juga proses metabolisme zat-zat makanan di dalam tubuh.
Fungsi enzim ini ialah mengurangi energi aktivasi, yakni energi yang dibutuhkan untuk mencapai status transisi (suatu bentuk dengan tingkat energi tertinggi) di dalam suatu reaksi kimiawi (Winarno, 1986).
Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat di dalam sel hidup serta memiliki fungsi penting sebagai biokatalisator pada reaksi-reaksi biokimia.
Enzim tersebut mempunyai sifat yang khas yakni sangat aktif meskipun dengan konsentrasi yang rendah, sangat selektif serta tanpa temperatur dan juga tekanan yang tinggi. Kelebihan sifat yang dipunyai oleh enzim itu menyebabkan reaksi yang dikatalisis dengan secara enzimatik lebih efisien dibandingkan dengan reaksi yang dikatalisis oleh katalis kimia (Saktiwansyah, 2001).
Enzim tersebut bisa atau dapat diproduksi oleh mikroba atau pun juga bahan lainnya seperti hewan serta tumbuhan. Enzim ini pun bisa atau dapat diisolasi dalam bentuk murni.
Enzim ini adalah senyawa protein yang dapat mengkatalisis seluruh reaksi kimia di dalam sistem biologis. Seluruh enzim murni yang sudah diamati sampai saat ini merupakan protein. Aktivitas katalitiknya tersebut bergantung kepada integritas strukturnya sebagai protein (Winarno, 1986).
Struktur dan Cara Kerja Enzim
Dibawah ini merupakan struktur dan cara kerja dari enzim, sebagai berikut :
Struktur Enzim
Enzim ini terdiri dari dua komponen, yakni bagian pro (apoenzim) serta juga bukan bagian dari protein (gugus prostetik). Apoenzim ini tersusun atas protein serta mudah untuk berubah tergantung faktor lingkungan, misalnya pH serta suhu.
Sedangkan, gugus prostetik ini merupakan gugus yang tidak aktif. Zat ini terdiri dari unsur logam, seperti misalnya mangan, besi, magnesium atau jgua natrium yang disebut kofaktor. Namun, gugus prostetik ini pun juga bisaberupa bahan organik serta bukan protein, seperti vitamin B (koenzim).
Cara Kerja Enzim
Secara sederhana, enzim tersebut bekerja seperti ‘kunci serta gembok’. Pasalnya, di dalam materi enzim terdapat tempat yang aktif (active site) yang mana substrat tertentu itu bisa atau dapat bergabung ke dalamnya serta bekerja secara spesifik.
Jenis Enzim
Dibawah ini merupakan jenis enzim diantaranya sebagai berikut :
Jenis Enzim Berdasarkan Biosintesis
Dengan berdasarkan biosintesisnya, enzim ini kemudian dibedakan menjadi 2 jenis, diantaranya enzim konstitutif serta enzim induktif (Lidya dan Djenar, 2000):
- Enzim konstitutif, ini merupakan enzim yang selalu tersedia di dalam sel mikroba itu dalam jumlah yang relatif konstan.
- Enzim induktif, ini merupakan enzim yang ada dalam jumlah sel yang tidak tetap, hal ini tergantung pada adanya induser. Enzim induktif inipun jumlahnya akan tersebut bertambah sampai beberapa ribu kali bahkan lebih apabila di dalam medium itu mengandung substrat yang menginduksi, terutama apabila substrat penginduksi merupakan satu-satunya sumber karbon.
Jenis Enzim Berdasarkan Tempat Kerja
Dengan berdasarkan tempat atau lokasi kerjanya, enzim ini kemudian dapat dibedakan ke dalam 2 jenis, yakni enzim endoenzim serta enzim eksoenzim (Soedigdo, 1988):
- Enzim Endoenzim (intraseluler), ini merupakan enzim yang dihasilkan di dalam sel yakni pada bagian membran sitoplasma serta juga melakukan metabolisme di dalam sel.
- Enzim Eksoenzim (ekstraseluler), ini merupakan enzim yang dihasilkan sel setelah itu dikeluarkan dengan melalui dinding sel sehingga kemudian terdapat bebas dalam media yang mengelilingi sel serta juga bereaksi memecah bahan organik tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya.
Jenis Enzim Berdasarkan Reaksi Yang Dikatalisa
Dengan berdasarkan reaksi yang dikatalisa, enzim ini kemudian diklasifikasikan menjadi 6 kelas utama, dimana masing-masing kelas tersebut kemudian dibagi lagi ke dalam sub kelas. Dibawah ini merupakan klasifikasi enzim secara internasional dengan berdasarkan reaksi yang dikatalisis (Lehninger, 1990):
Jenis Enzim Populer Dalam Industri
Terdapat beberapa enzim penting yang dipakai pada dunia industri di dalam jumlah yang besar, yakni
- enzim yang menghidrolisis karbohidrat,
- enzim yang bekerja pada pektin,
- enzim yang bekerja pada minyak dan lemak serta
- enzim pengurai protein.
Jenis enzim yang banyak dipakai di industri antara lain ialah
- amilase,
- katalase,
- isomerase,
- protease dan
- penicillin asilase.
Enzim yang dipakai untuk keperluan analitik antara lain ialah
- galactose oxidase,
- glucose oxidase,
- alcohol dehydrogenase,
- muramidase,
- hexokinase dan
- cholesterol oxidase.
Enzim yang dipakai untuk obat-obatan antara lain ialah protease, asparaginase, lipase serta streptokinase.
Sifat Enzim
Sifat-sifat Enzim Secara umum, Enzim ini mempunyai setidaknya enam sifat yang khas.
- Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi.
Jadi, enzim ini tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau pun juga mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju pada suatu reaksi. - Enzim bekerja secara spesifik. Oleh karna ini, enzim tersebut hanya mempengaruhi substrat tertentu.
- Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim tersebut mempunyai sifat seperti protein, antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya suhu kamar. Enzim tersebut akan kehilangan aktivitasnya disebabkan karna pH yang terlalu asam atau juga basa kuat, serta pelarut organik. Panas yang terlalu tinggi itu kemudian akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak bisa berfungsi sebagaimana mestinya.
- Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit, sesuai dengan fungsinya yakni sebagai katalisator.
- Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim tersebut dapat berbalik. Hal ini berarti enzim tersebut tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga kemudian tercapai keseimbangan. Enzim tersebut bisa atau dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain, serta juga sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa tersebut menjadi senyawa tertentu.
- Enzim ini dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang kemudian mempengaruhi kerja enzim ialah suhu, pH, aktivator (pengaktif), serta juga inhibitor (penghambat) dan konsentrasi substrat.
Faktor yang mempengaruhi Aktivitas Enzim
Enzim adalah suatu protein yang mempunyai aktivitas katalitik bergantung pada integritas dari strukturnya. Beberapa faktor yang kemudian mempengaruhi aktivitas enzim diantaranya (Lehninger, 1990):
1. Temperatur atau Suhu.
Aktivitas suatu enzim itu kemudian akan bertambah dengan meningkatnya suhu sampai tercapainya aktivitas optimum. Meningkatnya suhu tersebut kemudian akan mengakibatkan menurunnya aktivitas serta juga merusak kesetabilan enzim.
2. Derajat Keasaman (pH).
Perubahan pH lingkungan itu juga berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim di dalam bentuk kompleks enzim-substrat, hal ini kemudian disebabkan oleh sifat enzim yang bisa membentuk ion positif, ion negatif ataupun juga ion yang bermuatan ganda (zwitter ion). Selain pengaruh struktur ion, enzim pada pH terlalu tinggi serta rendah ini juga dapat menurunkan aktivitas yang dipunyai oleh enzim tersebut.
3. Konsentrasi enzim.
Pada enzim-enzim yang dengan derajat kemurniannya tinggi, ada suatu hubungan linear antara jumlah enzim itu dengan aktivitas pada batas tertentu. Konsentrasi enzim pada dasarnya sangat kecil, apabila dibandingkan pada konsentrasi substrat. Saat konsentrasi enzim itu meningkat, maka aktivitas enzim pun akan bertambah.
4. Konsentrasi substrat.
Kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim itu juga dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Pada konsentrasi substrat yang begitu rendah, kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim pun juga akan sangat rendah.
Sebaliknya, kecepatan reaksi itu akan meningkat sejalan dengan meningkatnya konsentrasi substrat yang mencapai titik tertentu, yakni titik batas kecepatan reaksi maksimum. Setelah titik batas, enzim tersebut menjadi jenuh oleh substratnya, sehingga tidak berfungsi lebih cepat. Pembatas kecepatan enzimatis tersebut ialah kecepatan penguraian kompleks enzim-substrat itu menjadi produk serta enzim bebas.
5. Aktivator, inhibitor dan kofaktor.
Aktifitas katalitik enzim ini bisa atau dapat dipengaruhi oleh aktivator (merupakan bahan yang meningkatkan aktivitas enzim) serta juga inhibitor (bahan menurunkan aktivitas enzim). Dengan erdasarkan kinetikanya, inhibitor tersebut dapat dibedakan menjadi inhibitor ireversibel serta reversibel.
Metode Isolasi dan Pemurnian Enzim
Metode yang dipakai di dalam isolasi serta pemurnian enzim ialah sebagai berikut:
a. Homogenisasi
Homogenisasi dipakai untuk memecah sel serta juga mengekstraksi enzim supaya didapatkan suspensi homogen. Alat yang dipakai disebut dengan homogenisator seperti waring blender yang bisa diputar dengan motor serta juga diatur kecepatannya. Di dalam pengerjaan-nya perlu dijaga jangan sampai berbusa disebabkan karna enzim yang terekstrak akan terdenaturasi, proses tersebut dilakukan pada suhu 2 sd 4 derajat Celcius.
b. Sentrifugasi
Sentrifugasi dipakai untuk memisahkan enzim ekstraseluler dari sisa-sisa sel. Sentrifugasi tersebut kemudian akan menghasilkan supernatan yang jernih serta juga endapan yang terikat kuat pada dasar tabung, yang kemudian dipisahkan dengan secara manual. Sel sel mikroba tersebut biasanya mengalami sedimentasi pada kecepatan 5.000 g selama 15 menit.
c. Fraksinasi dengan amonium sulfat
Sebagian besar enzim berada di dalam bentuk cairan sel yakni sebagai protein terlarut. Kelarutan enzim itu ialah interaksi polar dengan pelarut serta juga gaya tolak-menolak antara molekul yang bermuatan sama.
Pada konsentrasi rendah, ion-ion tersebut kemudian akan melingkupi molekul protein serta juga mencegah bersatunya molekul-molekul protein tersebut (salting in), sehingga protein tersebut melarut Semakin tinggi konsentrasi garam, maka kelarutan protein enzim itu juga akan semakin rendah (kelarutan protein enzim di dalam air lebih rendah dibandingkan kelarutan garam di dalam air) yang dikenal dengan sebutan salting out).
Garam yang sering dipakai untuk mengendapkan protein serta enzim ialah amonium sulfat. Kelebihan amonium sulfat dibandingkan garam-garam yang lain ialah
- memiliki kelarutan yang tinggi,
- tidak mempengaruhi aktivitas enzim,
- mempunyai daya pengendap yang efektif,
- memiliki efek penstabil terhadap kebanyakan enzim,
- dapat dipakai pada berbagai pH, dan
- harganya murah.
d. Dialisis
Dialisis ini adalah suatu metode yang biasa dipakai untuk memisahkan garam dari larutan protein. Proses yang terjadi disebabkan karna adanya perbedaan tekanan osmosis antara cairan yang ada di dalam membran serta yang di luar.
Prosesnya, molekul protein atau juga enzim yang berukuran besar itu akan tertahan dalam kantung dialisis sedangkan molekul-molekul kecil seperti garam anorganik tersebut akan keluar dengan melalui pori-pori membran.
Keluarnya molekul itu menyebabkan distribusi ion-ion yang terdapat di dalam serta di luar kantong dialisis tidak seimbang. Untuk memperkecil pengaruh tersebut kemudian dipakai larutan buffer dengan konsentrasi rendah di luar kantong dialisis. Membran yang dipakai ialah selofan.
e. Kromatografi penukar ion
Kromatografi penukar ion ini merupakan metode kromatografi yang paling umum dipakai untuk pemurnian protein. Prinsip dasar dari teknik penukar ion ialah memisahkan biomolekul dengan berdasarkan muatan ioniknya.
Penukar ion terdiri dari matriks yang tidak larut serta juga gugus bermuatan yang terikat dengan secara kovalen pada matriks. Gugus-gugus bermuatan berasosiasi dengan counter ion. Counter ion tersebut bisa digantikan secara reversibel oleh ion-ion lain yang muatannya sama.
Penukar ion yang bermuatan positif tersebut memilikicounter ion yang bermuatan negatif, sehingga kemudian disebut penukar anion. Sedangkan penukar kation bermuatan negatif tersebut, memiliki counter ion yang bermuatan positif.
Protein yang terikat pada penukar itu bisa atau dapat dielusi dari kolom dengan mengubah pH atau juga konsentrasi garam, misalnya NaCl. Kelebihan dari metode ini dibandingkan dengan metode filtrasi gel ialah apabila memakai sampel yang banyak tidak terlalu dipengaruhi oleh tinggi kolom, sehingga efisiensi diameter kolom itu bisa atau dapat ditingkatkan.
Aplikasi dan Penggunaan Enzim
Enzim ini banyak dipakai di dalam segala macam industri baik industri pangan ataupun juga non pangan. Penggunaan di dalam industri non pangan yakni pada industri detergen serta industri kulit. Di dalam industri pangan, dipakai pada industri roti, industri keju, industri daging, industri bir dan industri protein hidrolisat. Dibawah ini merupakan adalah beberapa aplikasi serta juga penggunaan enzim di dalam industri (Suhartono, 1989):
1. Industri detergen.
Enzim yang diaplikasikan pada detergen itu kemudian harus memiliki karakteristik yang mendukung seperti pH basa, ketahanan terhadap senyawa pengoksidasi serta pengkeat, stabilitas suhu yang baik, serta juga memiliki spesifitas yang luas.
2. Industri kulit.
Enzim kemudian ditambahkan untuk membantu di dalam membebaskan bulu-bulu pada kulit serta juga melangsungkan hidrolisis sebagian protein guna melunakkan kulit. Penambahan protease ini juga mengurangi kebutuhan akan pereaksi sulfida, sehingga hal tersebut juga akan mengurangi limbah bersulfur serta mengurangi biaya untuk pengolahan limbah. Disamping itu pun juga pemakaian enzim ini bisa atau dapat mempercepat waktu proses penghilang bulu.
3. Industri kue dan roti.
Enzim ini kemudian akan mengubah sifat-sifat viskoelastik adonan dengan menghidrolisis ikatan peptida pada interior gluten sehingga akan mempersingkat waktu pengembangan gluten. Enzim tersebut juga akan membebaskan asam amino dari gluten yang akan bereaksi dengan gula selama pembakaran roti sehingga kemudian menimbulkan aroma serta juga warna yang diinginkan.
4. Industri keju.
Enzim dipakai untuk menggumpalkan susu pada industri keju. Protease renin dari anak sapi sudah mulai digantikan oleh Mucor pusillus, Endothia serta Mucor meithei.
5. Industri bir.
Pada proses pembuatan bir, enzim ini kemudian ditambahkan untuk mendegradasikan komponen protein penyebab kekeruhan, sehingga kemudian akan meningkatkan mutu produk.
6. Industri protein hidrolisat.
Penggunaan enzim di dalam hal ini memiliki tujuan untuk menghasilkan produk hidrolisis dari hidrolisis protein ikan, protein nabati serta jugadaging. Adanya beberapa kelemahan di dalam pembuatan protein hidrolisat dengan asam serta basa membawa pada alternatif lain yang dinilai cukup baik, yakni pembuatan protein
7. hidrolisat secara enzimatis.
Berbeda dari hidrolisis oleh asam serta basa, hidrolisis enzimatis ini tidak akan memisahkan gugus fungsional lain yang melekat pada protein selain dari asam amino.
8. Industri daging.
Penggunaan enzim di industri daging ini memiliki tujuan untuk melunakkan daging. Cara kerja enzim ini ialah dengan menghidrolisis serabut otot, elastin serta juga kolagen.
Demikianlah penjelasan mengenai Pengertian Enzim, Jenis, Struktur,, Metode, Sifat dan Faktor, kami berharap apa yang diuraikan dapat bermanfaat untuk anda. Terima Kasih
Referensi :
Lehninger, A.L. 1990. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.
Winarno, F.G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Saktiwansyah, E. 2001. Tesis: Karakterisasi Enzim Lipase Intraseluler dengan Aktivitas Esterifikasi dari Kapang Rhizopus oryzae TR 32. Bogor: IPB.
Lidya, B., dan Djenar, N.S. 2000. Dasar Bioproses. Jakarta: DEPDIKNAS.
Soedigdo. 1988. Tesis: Studi Akivitas Enzim Lipase dari Aspergillus niger sebagai biokatalis pada proses gliserolisis untuk menghasilkan momoasil gliserol. Semarang: Universitas Diponegoro.
Suhartono, M.T. 1989. Enzim dan Bioteknologi. Bogor: IPB Press.
