Biokimia Dasar (Pencernaan)

Tinjauan Pustaka

klik untuk memperbesar

            Sistem pencernaan atau sistem gastro intestinal merupakan pintu gerbang masuknya bahan makanan, vitamin, mineral dan cairan ke dalam tubuh (Ganong, 2003). Pencernaan bahan makanan utama merupakan proses yang teratur yang melibatkan sejumlah besar enzim pencernaan. Enzim kelenjar saliva dan kelenjar lingualis mencerna karbohidrat dan lemak, enzim lambung mencerna protein dan lemak, DNA dan RNA.
Enzim lain yang melengkapi proses pencernaan di temukan di dalam membran luminal dan sitoplasma sel-sel dinding usus halus. Kerja berbagai enzim tersebut dibantu oleh enzim asam hidroklorida yang disekresikan lambung dan empedu yang disekresi oleh hepar (Ganong, 2003).

            Pada usus halus tejadi penyerapan makanan yang terjadi pada duodenum, jejenum dan ileum, tetapi pada duodenum hanya sebagian kecil saja. Sari makanan terdiri dari: asam amino, glukosa, asam lemak dan gliserol sedangkan sari makanan yang tak dicerna di sini adalah vitamin dan garam mineral (Thomy, 1998).

Pencernaan dalam mulut terjadi karena secara mekanik dan kimiawi. Secara mekanik dilakukan oleh gigi dengan jalan dikunyah dan secara kimiawi dilakukan oleh saliva. Setelah didalam mulut makanan akan melalui pencernaan oesophagus dan di dalam faring dan oesophagus tidak terdapat tahap enzime sehingga tidak mempunyai fungsi pencernaan kemik (Tillman, 1998).

                        Pencernaan dalam lambung. Lambung adalah ruang sederhana yang berfungsi sebagai tempat pencernaan dan penyimpanan makanan (Tilman, 1998). Zat organik yang ada pada cairan lambung adalah HCl, NaCl. KCl dan fosfat, sedangkan zat organik yang terdapat pada cairan tersebut adalah enzim pepsin, renin dan lipase, dengan adanya HCl menyebabkan cairan dalam lambung berubah asam dengan pH antara 1,0 sampai 2,0 (Poedjiadi, 1994). Di dalam lambung terjadi pencernaan protein, lemak dan pencernaan karbohidrat tidak terjadi lagi karena enzim petialin bersifat normal sedangkan pada lambung bersifat basa sehingga enzim petialin tidak aktif lagi dan menyebabkan pencernaan karbohidrat di dalam lambung tidak terjadi (Tillman et el., 1998).

            Pencernaan dalam usus. Ada dua organ tubuh yang mempunyai peran penting dalam pencernaan di dalam usus yaitu pankreas dan empedu. Cairan yang dikeluarkan oleh pankreas maupun empedu mempunyai sifat basa. Oleh karena itu cairan makanan yang bersifat asam akan dinetralkan dan aktivitasnya bersifat basa. Suasana basa ini menyebabkan syarat bekerjanya enzim-enzim yang menjadi katalis dalam proses pencernaan makanan di dalam usus (Poedjiadi, 1994). Zat organik yang terdapat pada cairan pankreas adalah protein dan beberapa enzim yaitu tripsin, kemotripsin, karboksi peptidase, amilase, lipase fosforilase, kolesterol ester hidrolase, ribonuklease dan kolagerase. Sedangkan zat organik yang terdapat pada cairan empedu adalah asam- asam empedu dan kolesterol (Tilman, 1998).

Materi dan Metode

Materi

            Alat. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah tabung reaksi, pipet tetes, gelas ukur, api spirtus, kertas saring, penangas air 37ºC, corong, labu Erlenmeyer, mangkuk, dan droplet.

            Bahan. Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah larutan NaCl 0,2%, saliva encer, air bersih, larutan amilum 1%, larutan Iod, larutan Benedict, larutan HCl encer, karmen fibrin, larutan pepsin, larutan HCl 0,4%, larutan HCl pekat, larutan ekstrak penkreas netral, kongo merah fibrin, Na₂CO₃ 2%, larutan empedu, susu, fenol red, serbuk belerang, larutan MgSO₄, larutan BaCl₂ 10%, R Fouchet, dan larutan HNO₃ pekat.

Metode

Fungsi saliva dalam mulut

Daya amilolitik saliva. Mula-mula seorang praktikan berkumur dengan air bersih, kemudian berkumur dengan 20 ml larutan NaCl 0,2%. Hasil kumuran ditampung dalam sebuah labu, digojok, kemudian disaring sehingga diperoleh saliva encer. Setelah itu, larutan saliva encer dimasukkan ke dalam 3 tabung reaksi masing-masing 5 ml. Pada tabung 1, saliva tersebut dididihkan lalu didinginkan dan ditambahkan 5 ml HCl encer kemudian 5 ml amilum 1%. Pada tabung 2, ditambahkan 5 ml larutan HCl encer kemudian 5 ml amilum 1%. Tabung ketiga ditambahkan 5 ml amilum 1%. Ketiga tabung   bersama-sama ditempatkan pada penangas air dengan suhu 37ºC. Tiap menit sekali setetes cairan tabung 3 diuji dengan larutan Yod, jika pengujian tidak menunjukkan reaksi positif perlakuan dihentikan dan dikerjakan uji Benedict.

Pencernaan dalam lambung

Hidrolisis protein oleh pepsin. Tiga buah tabung reaksi masing-masing diisi dengan 1 ml larutan pepsin. Pada tabung 1, ditambahkan 1 ml larutan HCl 0,4% dan 2 potong fibrin karmen (fibrin yang diberi warna karmen). Pada tabung 2, ditambahkan 1 ml air dan 2 potong karmen. Pada tabung 3, larutan pepsin dididihkan selama 1 menit kemudian didinginkan dan ditambahkan 1 ml larutan HCl 0,4% dan 2 potong fibrin karmen. Setelah itu, ketiga tabung tersebut ditempatkan di atas penangas air 37ºC.  Kemudian hasil pengamatan ketiga tabung dicatat.

Pencernaan oleh pancreas

Hidrolisis protein. Mula-mula disiapkan 3 tabung, pada tabung 1 dan tabung 2 dimasukkan 1 ml ekstrak pankreas netral,2 tetes Na₂CO₃ 2% dan 2 potong kongo merah fibrin, sedangkan pada tabung 2 ditambahkan 2 tetes empedu. Tabung 3 diisi dengan 1 ml air dan 2 tetes Na₂CO₃. Kemudian ketiga tabung ditempatkan pada penangas air dengan suhu 37ºC. Setelah itu, hasil pengamatan yang terjadi pada ketiga tabung diamati dan dicatat, warna merah berarti terjadi pencernaan.

Hidrolisis amilum. Sebanyak 5 ml larutan amilum ditambahkan 1 ml ekstrak pankreas netral dan diinkubasikan pada suhu 37ºC. Kemudian perubahannya diuji dengan Yod, lalu diuji Benedict. Hasil pengamatan dicatat.

Hidrolisis lemak. Disiapkan 3 buah tabung reaksi. Pada tabung 1 diisi 2 ml air susu dan 1 ml extrak pankreas netral. Tabung 2, diisi 2 ml air susu,1 ml extrak pankreas netral dan ditambahkan 2 tetes empedu. Pada tabung 3, diisi 2 ml air susu dan 1 ml air. Ketiga tabung ditambahkan 4 tetes fenol merah dan Na₂CO₃ 2% sampai warna larutan menjadi merah muda. Kemudian diinkubasi di atas penangas air pada suhu 37ºC. Diamati perubahan warna dari merah menjadi kuning.

Fungsi empedu

Penurunan tegangan muka oleh garam kholat. 2 tabung reaksi masing-masing diisi dengan air dan empedu encer. Serbuk belerang ditaburkan diatas permukaan cairan. Diamati keadaan serbuk itu.

Pigmen-pigmen empedu (fouchet). Sebanyak 15 ml empedu masak, ditambahkan 2 tetes larutan MgSO₄ jenuh dan 5 ml BaCl₂ 10%. Kemudian dimasak dan dibiarkan terbentuknya endapan dan disaring. Endapan yang berada pada kertas saring ditambahkan 1-2 tetes R. Fouchet. Dicatat warna (hijau) yang timbul pada endapan.

 Pigmen-pigmen empedu (Gmelin). Sebanyak 3 ml HNO₃ pekat ditambahkan 1 ml empedu encer melalui dinding tabung sehingga terjadi 2 lapisan. Kemudian diamati dan dicatat warna yang timbul pada bidang batas lapisan tadi.

Hasil dan Pembahasan

Fungsi saliva dalam mulut.

Daya amilolitik saliva. Dalam percobaan, pada penggunaan saliva yang dididihkan terlebih dahulu dan pada saliva yang ditambahkan HCl dengan uji Iod menunjukkan reaksi yang positif dengan warna biru kehitaman yang tidak sama dengan warna Iod. Hal tersebut dikarenakan rusaknya enzim ptialin dalam saliva akibat pemanasan, dan tidak samanya pH lingkungan dengan pH enzim ptialin akibat penambahan HCl. Pada saliva tanpa dipanaskan dan ditambahkan  HCl, menunjukkan hasil negatif dengan uji Iod dimana warna sama dengan Iod. Uji negatif ini menunjukkan enzim ptialin telah menghidrolisis amilum dan Iod tidak lagi menghidrolisis amilum yang telah terhidrolisis. Apabila diuji Benedict menghasilkan endapan berwarna merah bata.

Hidrolisis protein oleh pepsin. Tabung pertama diisi oleh 1 ml pepsin + 1 ml HCl 0,4% + 1 potong fibrin karmen, lalu letakkan pada penangas 37 10’ dan terjadi hidrolisis protein. Tabung kedua diisi 1 ml air + 1 ml HCl 0,4% + 1 potong fibrin karmen, lalu letakkan pada penangas 37 10’ dan tidak terjadi hidrolisis. Tabung ketiga diisi oleh 1 ml pepsin kemudiah didihkann dan diinginkan dan ditambah1 ml HCl 0,4% + 1 potong fibrin karmen lalu letakkan pada penangas 37 10’ dan tidak terjadi hidrolisis. Pada tabung pertama terjadi hidrolisis protein karena suasananya asam dengan adanya penambahan HCl. Tabung kedua, meskipun dalam suasana asam dengan adanya HCl tetapi tidak adan enzim sehingga tidak ada enzim sehingga tidak terjadi hidrolisis. Tabung ketiga ketika dipanaskan enzim akan rusak dan tidak terjadi hidrolisis.

Hidrolisis protein di pancreas. Tabung pertama diisi 1 ml ekstrak pancreas netral + 2 tetes Na₂CO₃ 2% ditambah 1 potong kongo merah fibrin, lalu letakkan pada penangsa 37 selama 10 menit dan larutan berubah menjadi coklat. Tabung kedua diisi 1 ml ekstrak pancreas netral + 2 tetes Na₂CO₃ 2% ditambah 1 potong kongo merah fibrin dan 2 tetes larutan empedu lalu letakkan pada penangas air 37 selama 10 menit, larutan berubah warna menjadi coklat tua. Tabung ketiga diisi 1 ml air, 2 tetes  2 tetes Na₂CO₃ 2% ditambah 1 potong kongo merah fibrin, lalu letakkan  pada 37 selama 10 menit, larutan bewarna bening. Pada tabung pertama larutan bewarna kecoklatan membuktikan fibrin mengembang dan ada enzim tripsin dan khimotripsin dalam larutan tersebut yang dapat menghidrolisis protein yaitu kongo merah fibrin menjadi polipeptida. Tabung kedua berisa larutan kecoklatan yang lebih tua diakibatkan larutan empedu yang menyempurnakan hidrolisi protein. Tabung ketiga larutan bewarna bening kekuningan akibat tidak adanya cairan pancreas sehingga tidak ada enzim maka tidak terjadi hidrolisi protein.                                                                                                             

Hidrolisis amilum. Percobaan ini digunakan untuk mengetahui kerja enzim yang ada di pankreas terhadap amilum. Dalam percobaan ini digunakan amilum dan ekstrak pankreas sebagai sumber enzim. Setelah amilum ditambah ekstrak pancreas netral dan diinkubasi pada suhu 37^o C, maka larutan terdapat warna coklat. Setelah itu diuji Iod, sehingga warnanya sama seperti warna larutan Iod. Ini berarti bahwa hasil dari uji tersebut adalah positif. Kemudian diuji dengan larutan Benedict terbentuk warna merah bata dan terdapat endapan.

Pankreas menghasilkan bermacam-macam enzim yang dapat menghidrolisis amilum antara lain sukrose yang berfungsi memecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa, maltase yang berfungsi memecah maltosa menjadi 2 molekul glukosa dan laktase yang berfungsi memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

Dari kesemuanya itu menunjukkan bahwa amilum telah terhidrolisis oleh ekstrak pancreas netral. Hal ini terjadi karena di dalam ekstrak pancreas netral terdapat enzim amylase yang dapat menghidrolisis amilum menjadi glukosa. Sedangkan Uji Iod dimaksudkan untuk mengetahui apakah amilum sudah membentuk glukosa atau belum. Disini terlihat bahwa amilum telah membentuk glukosa yang dibuktikan dengan terbentuknya warna ungu pada Uji Iod. Sedangkan Uji Benedict dimaksudkan untuk mengetahui gugus reduksi, dan hasil ujinya adalah positif dengan terbentuknya endapan merah bata.

                                                                                                            

Hidrolisis lemak. Percobaan ini digunakan untuk mengetahui kerja enzim yang disekresikan oleh pankreas terhadap lemak. Dari tabung 1 setelah susu, ekstrak pancreas netral, fenol red dan Na₂Co₃ dicampurkan sampai berwarna merah muda, lalu diinkubasi pada suhu 37^o C, maka terbentuk warna oranye dan masih terdapat warna pink. Hal ini berarti bahwa susu (sebagai lemak) telah mengalami hidrolisis namun tidak sempurna, hal ini dibuktikan dengan masih adanya warna pink. Hidrolisis ini terjadi karena adanya ekstrak pancreas netral yang merupakan sumber enzim, sedangkan penambahan Na₂CO₃ dimaksudkan untuk mengkondisikan seperti suasana usus yang basa dan penambahan fenol red hanya berfungsi sebagai indicator untuk pencirian warna. Adapun inkubasi pada suhu 37^o C dimaksudkan untuk mengkondisikan seperti suhu tubuh kita. Pada tabung 2, setelah susu, ekstrak pancreas netral, larutan empedu, fenol red dan Na₂CO₃ dicampur sampai berwarna merah muda dan diinkubasi pada suhu 37^o C, maka larutan menjadi berwarna oranye. Hal ini menunjukkan bahwa susu (sebagai lemak) telah mengalami hidrolisis sempurna karena warna pink sudah tidak terlihat lagi. Hidrolisis sempurna ini terjadi karena adanya pancreas netral yang merupakan sumber enzim dan adanya penambahan larutan lemak yang dapat mengemulsi lemak sehinga reaksi hidrolisis ini terjadi dengan cepat dan sempurna. Adapun penambahan Na₂CO₃ serta inkubasi pada suhu 37^o C mempunyai fungsi yang sama seperti pada tabung 1. Pada tabung 3, setelah susu, air, fenol red, dan Na₂CO₃ dicampur sampai warna merah muda lalu diinkubasi pada suhu 37^o C, maka warna larutan tetap yaitu berwarna merah muda (pink) pekat. Hal ini berarti bahwa susu (sebagai lemak) tidak mengalami hidrolisis karena tidak adanya enzim yang dapat membantu terjadinya reaksi tersebut, sedangkan air tidak dapat membantu terjadinya reaksi hidrolisis. Adapun penambahan fenol red dan Na₂CO₃ serta inkubasi pada suhu 37^o C mempunyai fungsi yang sama seperti pada tabung 1 dan 2.

Penurunan tegangan permukaan oleh garam kholat. Tabung pertama diisi 2 ml air dan serbuk belerang, belerang yang dimasukkan tidak jatuh kedasar air namun tetap berada diatas permukaan air.  Tabung kedua  diisi 2 ml empedu dan ditambah serbuk belerang dan belerang jatuh kedasar tabung.  Serbuk belerang jatuh kedasar tabung karena ada larutan empedu yang dapat menurunkan tegangan permukaan. Pada tabung yang diisi air serbuk belerang tidak jatuh kedassar karena tidak ada larutan empedu. Air tidak dapat menurunkan tegangan permukaan.         

Uji Gmelin.  Tabung diisi 3 ml HNO₃ pekat kemudian ditambah 1 ml empedu melalui dinding tabung lalu terbentuk 3 lapisan larutan, lapisan atas bewarna hijau,lalu dibawahnya ada cincin ungu dan lapisan dibawahnya bening, namun lapisan itu lama-lama menghilang menjadi bening. Cincin warna terbentuk karena HNO₃ pekat mengoksidasi pigmen empedu.

Uji Fouchet. Tabung diisi 2,5 ml empedu kemudian dimasak ditambah 2 tetes MgSO₄ dan 5 ml BaCl₂ 10%, lalu dimasak dan disaring didapatkan larutan bewarna hijau. Kemudian endapan yang didapat yakni BaSO₄ ditambah 1 tetes larutan fouchet endapan berubah menjadi biru kehijauan Bilirubin dioksidasi menjadi biliverdin sehingga warnanya berubah menjadi hijau.

Kesimpulan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pencernaan nutrient pakan melalui proses hidrolisis oleh enzim dan mengetahui fungsi organ sekreternya.

            Di dalam mulut  terjadi pencernaan fisik (dengan gigi) dan enzimatis (dengan enzim ptialin). Pencernaan yang terjadi adalah pencernaan amilum menjadi maltosa.

            Pada lambung terjadi pencernaan protein menjadi pepton dengan bantuan enzim pepsin. Pepsin sendiri dihasilkan dari pepsinogen yang bekerja dalam lingkungan asam, dengan bantuan HCl. HCl mengubah pepsinogen menjadi pepsin dan pepsin mengubah protein menjadi pepton.

            Pada pankreas terjadi pencernaan protein, lemak dan karbohidrat. Pencernaan ini dibantu oleh enzim tripsin, kemotripsin, lipase dan amilase yang kesemuanya bersifat alkali. Selain ketiga enzim diatas pencernaan masih dibantu oleh empedu.

Empedu bersifat alkali yang membantu membuat makanan yang keluar dari lambung yang asam menjadi netral. Di dalam empedu terkandung garam-garam organik, garam-garam mineral, kholesterol dan zat warna bilirubin dan biliverdin. Adapun fungsi dari empedu itu adalah merubah zat yang tidak larut dalam air menjadi larut dalam air, menurunkan tegangan permukaan sehingga lemak berubah menjadi emulsi lemak, mengaktifkan lipase dan membantu penyerapan vitamin K.

Daftar Pustaka

Ganong, F.W. 2003. Fisiologi Kedokteran. Penerbit Buku Kedokteran: Jakarta.

Tillman, Allen.1998. Ilmu Makanan Ternak Dasar. Gadjah Mada University  Press: Yogyakarta.

Thomy, Z. 1998. Biologi Bintap. Yrama Widya: Bandung.