Kinetika Reaksi Hidrolisis dengan Enzim Lipase

Percobaan VI

Kinetika Reaksi Hidrolisis dengan Enzim Lipase

I.                    Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari aktivitas lipase dalam hidrolisis minyak sawit

2.      Menentukan aktivitas spesifik dan parameter kinetika reaksi enzimatis lipase

II.                  Pendahuluan

Reaksi kimia dengan menggunakan katalis enzim menawarkan berbagai keunggulan diantaranya spesifitas produk reaksi dan daya katalitik enzim yang jauh lebih kuat dibandingkan katalis kimia biasa. Daya katalisis enzim ditunjukkan dengan satuan unit aktivitas (U). Satu unit enzim didefinisikan sebagai jumlah enzim yang dapat merubah 1 µmol substrat selama satu menit reaksi. Enzim merupakan molekul protein yang sifat fungsionalnya sangat dipengaruhi oleh struktur tersier dan kuartener protein. Hal ini menjadikan sejumlah protein enzim yang sama (jumlah gramnya) akan sangat mungkin mempunyai daya katalitik (aktivitas) yang berbeda tergantung dari bagaimana penanganan dan penyimpanan protein enzim tersebut. Aktivitas spesifik menunjukkan jumlah unit aktivitas enzim yang terkandung setiap satuan massa protein enzim.

Kinetika reaksi enzimatis diterangkan dengan kinetika Michaelis-Menten dimana pada keadaan steady state berlaku persamaan

Dimana V = laju reaksi, Vmaks = laju reaksi maksimal (saat semua enzim mengikat substrat), (S) = konsentrasi substrat, dan Km = Konstanta Michaelis Menten yang menunjukkan perbandingan konstanta laju pembentukan kompleks enzim substrat dengan konstanta laju peruraiannya menjadi produk dan substrat kembali.

Pendekatan praktis untuk penentuan Km dan Vmaks dilakukan dengan melakukan inversi terhadap persamaan Michaelis-Menten menjadi persamaan Lineweaver-Burk:

Dengan mengukur laju reaksi pada berbagai variasi konsentrasi substrat maka dapat dilakukan plotting persamaan Lineweaver-Burk untuk mendapatkan nilai Km dan Vmaks.

Enzim lipase merupakan enzim yang mengkatalis proses hidrolisis, transesterifikasi serta interesterifikasi trigliserida. Proses hidrolisis melibatkan molekul air dengan reaksi sebagai berikut:

Trigliserida + air + lipase         gliserol + asam lemak

Pengamatan laju reaksi dapat dilakukan dengan menetukan perubahan berkurangnya konsentrasi reaktan (substrat) per satuan waktu atau perubahan peningkatan konsentrasi produk per satuan waktu. Kinetika reaksi enzimatis lipase dapat dengan mudah diamati dengan mengamati peningkatan asam lemak bebas yang dihasilkan.

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta

Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Vitamin C Menggunakan HPLC

Percobaan V

Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Vitamin C Menggunakan HPLC

I.                    Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari cara kerja alat HPLC

2.      Melakukan analisis vitamin C dalam jus buah dan tablet vitamin C dengan HPLC

II.                  Tinjauan Pustaka

HPLC merupakan metode pemisahan kromatografi dengan fasa gerak (mobile phase) cair dan fasa diam (stationary phase) padat. Instrument HPLC terdiri atas fasa gerak, pompa, injektor, kolom (fasa diam), detektor. Fasa gerak dapat berupa pelarut polar seperti metanol dan air maupun pelarut non-polar seperti n-heksana. Pelarut yang paling umum digunakan sebagai fasa gerak adalah air, metanol dan asetonitril. System pemompaan fasa gerak dapat dilakukan dengan dua sistem, yaitu sistem isokratik, dimana komposisi pelarut selalu tetap selama analisis dan sistem gradient, dimana komposisi pelarut berubah menurut program komposisi tertentu. Padatan fasa diam di pack dalam kolom HPLC. Material penyusun fasa diam menentukan sistem pemisahan yang dipakai. Ada empat macam sistem pemisahan yang umum yaitu, normal phase dengan material fasa diam berupa silika gel, reverse phase, dengan material fasa diam biasanya berupa C8 dan C18 (kolom desil dan oktadesil, ODS), sistem  penukaran ion (ion-exchange), dan sistem pemisahan berdasarkan ukuran (size exclusion). Metode deteksi HPLC dapat berdasarkan sifat serapan terhadap UV-Vis (UV-Vis detection), indeks refraksi (refractive index detection, RID), fluoresensi, deteksi elektrokimia. Perkembangan terakhir adalah penggabungan HPLC dengan spektrometri massa yang lebih dikenal sebagai LC-MS.

Metode pemisahan dengan HPLC dapat dipergunakan untuk keperluan yang sangat luas. Ion-ion anorganik dapat dipisahkan dengan sistem penukaran ion, senyawa-senyawa organik dapat dipisahkan dengan menggunakan sistem normal phase maupun reverse phase. Sememtara pemisahan makromolekul organik seperti protein dapat dilakukan dengan menggunakan size exclusion HPLC. Dengan banyaknya system pemisahan yang dimungkinkan, penggunaan fasa gerak dengan gradien konsentrasi sangat membantu dalam keperluan optimasi analisis. Derivatisasi sampel juga dapat digunakan untuk keperluan peningkatan sensitivitas detektor terhadap sampel, misalnya derivatisasi dengan densil klorida untuk keperluan detektor fluoresensi.

Asam askorbat merupakan salah satu senyawa vitamin C. Asam askorbat mempunyai sifat larut dalam air sehingga konsumsi yang melebihi kebutuhan tubuh dengan mudah dikeluarkan bersamaan dengan urin.

Analisis vitamin C dalam bahan makanan maupun suplemen makanan sangat berguna untuk informasi perancangan diet sehingga tidak terbuang percuma. Vitamin C dalam bahan makanan dapat ditentukan dengan metode volumetri tetapi metode yang lebih tepat digunakan adalah HPLC.

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta

Isolasi dan Analisis Pigment dari Tumbuhan

Percobaan IV

Isolasi dan Analisis Pigment dari Tumbuhan

I.                    Tujuan Percobaan

Memberikan skill berikut kepada mahasiswa untuk dapat:

1.      Melakukan isolasi senyawa bahan alam

2.      Melakukan Thin Layer Chromatography (TLC)

3.      Mengoperasikan spektrometer UV-Vis

4.      Melakukan kromatografi kolom

II.                  Tinjauan Pustaka

Fotosintesis pada tumbuhan terjadi pada organel yang disebut kloroplas. Kloroplas mengandung beberapa senyawa berwarna (pigmen) golongan klorofil dan karotenoid. Senyawa golongan klorofil merupakan molekul-molekul fotoreseptor utama dalam tumbuhan. Dua pigmen golongan klorofil yang sering disebut ditemukan pada tumbuhan adalah klorofil a dan klorofil b. Senyawa-senyawa ini mempunyai cincin porfirin dengan atom magnesium yang terkoordinasi di tengahnya. Klorofil b mempunyai struktur yang sama dengan klorofil a kecuali gugus metil diganti dengan gugus CHO. Rantai samping hidrokarbon mempunyai senyawa klorofil larut dalam pelarut non polar.

Senyawa-senyawa ini dapat menyerap cahaya tampak daerah warna biru (450 nm) dan daerah warna merah (650-700 nm). Absorpsi cahaya menyebabkan eksitasi elektron pada molekul klorofil yang menyediakan energi untuk menginisiasi proses fotosintesis. Proses fotosintesis menghasilkan NADPH dan ATP yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk biosintesis karbohidrat.

Kandungan klorofil dan karotenoid (dalam ekstrak aseton) dapat ditentukan konsentrasinya menggunakan rumus (Lihtenthaler, 1987).

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta

Analisis Asam Lemak Dengan Kromatografi Gas

Percobaan III

Analisis Asam Lemak Dengan Kromatografi Gas

I.                    Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari transesterifikasi lemak/minyak

2.      Mempelajari analisis asam lemak dengan kromatografi gas

II.                  Tinjauan Pustaka

lemak dan minyak secara kimia dapat diartikan sebagai triasilgliserol, atau lebih sering disebut sebagai trigliserida. Senyawa ini merupakan suatu ester yang diperoleh dari reaksi antara gliserol (alkohol) dengan asam lemak (asam karboksilat). Trigliserida termasuk golongan lipida karena merupakan senyawa alam yang bersifat non polar atau larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air.

Asam lemak adalah suatu asam karboksilat penyusun lemak/minyak. Kebanyakan senyawa ini memiliki jumlah atom karbon genap dan asam lemak terkecil memiliki empat atom karbon yang disebut dengan asam butanoat atau asam butirat.

Analisis asam lemak merupakan salah satu analisis penting di dalam analisis lemak/minyak. Hal ini disebabkan komposisi asam lemak menentukan sifat fisika dan kimia suatu lemak/minyak. Cara analisis asam lemak yang mudah , cepat dan akurat dapat dilakukan menggunakan kromatografi gas (GC). Kebanyakan sampel lemak/minyak tidak dapat langsung dianalisis dengan GC, namun harus dibuat turunannya. Cara paling umum membuat turunan asam lemak adalah melalui transesterifikasi. Reaksi ini terjadi antara trigliserida dengan alkohol sederhana (etanol atau metanol) dengan katalis asam atau basa. Dengan cara ini trigliserida diubah menjadi ester lain sehingga dapat dianalisis menggunakan kromatografi gas.

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta

Analisis Etanol dalam Bir/Anggur dengan Kromatografi Gas

Percobaan II

Analisis Etanol dalam Bir/Anggur dengan Kromatografi Gas

I.                    Tujuan Percobaan

Mempelajari analisis kuantitatif pada Kromatografi Gas menggunakan standar internal.

II.                  Tinjauan Pustaka

Dalam analisis senyawa-senyawa organik, Kromatografi Gas (Kromatografi Gas Cair/KG) mempunyai peranan yang sangat penting. Secara garis besar KG mempunyai dua kegunaan utama yaitu analisis kualitatif dan kuantitatif.

Analisis kualitatif didasarkan pada prinsip waktu retensi. Setiap senyawa akan memberikan waktu retensi tertentu untuk masing-masing jenis kolom yang digunakan dan pada kondisi KG tertentu. Sedangkan untuk kegiatan rutin bisa digunakan teknik yang disebut “spiking”, yaitu dengan memasukkan senyawa tertentu yang sudah diketahui ke dalam cuplikan yang telah didestilasi. Pada kromatogram akan terlihat puncak yang membesar dengan waktu retensi yang sama antara zat standar dengan komponen yang diduga.

Analisis kuantitatif berdasrkan pada perbandingan luas area atau tinggi puncak komponen terhadap luas area total atau tinggi total semua komponen dalam satu kromatogram. Perbandingan tersebut dinyatakan dengan persen yang berbanding langsung dengan persen komponen di dalam cuplikan. Untuk perhitungan yang lebih teliti digunakan zat standar yang telah diketahui beratnya. Persen komponen dihitung berdasarkan rasio luas area komponen terhadap area zat standar. Salah satu sifat terpenting dari zat standar adalah strukturnya harus mirip dengan komponen yang diselidiki. Di dalam analisis etanol dalam bir/anggur digunakan 1-propanol sebagai zat standar dan metoda yang digunakan adalah metoda standar (kalibrasi).

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta

Sintesis Benzilidin Aseton

Percobaan 1

Sintesis Benzilidin Aseton

I.                    Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari sintesis benzilidin aseton

2.      Mempelajari identifikasi senyawa hasil sintesis menggunakan spektrofotometer UV dan IR

II.                  Tinjauan Pustaka

Kondensasi aldol adalah reaksi antara gugus enol atau enolat dengan karbonil membentuk hidroksialdehid atau α-hidroksiketon, dan diikuti dehidrasi menghasilkan enon terkonjugasi.

Reaksi antara aldehid/keton dengan senyawa dengan gugus karbonil yang tidak memiliki hydrogen alfa disebut kondensasi Claisen-Schmidt (kondensasi aldol silang). Penamaan Claisen-Schmidt berasal dari Rainer Ludwig Claisen and J. G. Schmidt yang mempublikasikan reaksi tersebut pada tahun 1880 dan 1881. Kondensasi Claisen-Schmidt paling sering dilakukan untuk kondensasi senyawa aromatis aldehid dengan aldehid alifatis atau keton dan biasanya menggunakan katalis dasar. Sebagai contoh reaksi pembentukan benzilidin aseton. Benzilidin aseton merupakan senyawa organic dengan rumus molekul C6H5CH=CHC(O)CH3 yang diperoleh dengan mereaksikan benzaldehid dan aseton menggunakan katalis NaOH. Reaksi pembentukan benzilidin aseton merupakan reaksi Claisen-Schmidt (reaksi aldol silang).

Reaksi tahap pertama adalah kondensasi aldol. Ion enolat akan terbentuk pada saat hydrogen alfa dari aldehid alifatis atau keton akan terdeprotonasi oleh adanya basa. Ion enolat akan menyerang benzaldehid dan terjadi dehidrasi menghasilkan produk kondensasi yaitu gugus karbonil terkonjugasi.

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia Organik III, Lab. Kimia Organik, FMIPA UGM, Yogyakarta