Enzim industri – kinetika Michaelis–Menten dan enzim amobil
BiologiBioteknologiUsia 15–16Lab virtual
Gunakan di kelas Anda: siswa membukanya lewat tautan atau kode QR, tanpa perlu akun.
Berikutnya di Bioteknologi
Pilih penerapan nyata – laktase untuk susu bebas laktosa, pektinase untuk menjernihkan jus buah, protease dalam deterjen biologis – lalu atur konsentrasi substrat dan jumlah enzim untuk melihat laju reaksi mencapai kejenuhan sesuai Vmax dan Km. Aktifkan enzim yang diamobilkan pada butiran alginat untuk memakainya kembali dalam banyak batch dan bandingkan biayanya dengan enzim bebas yang hanya dipakai sekali. Layar Deterjen adalah praktikum: potongan kain bernoda telur atau rumput dicuci dengan deterjen biologis (protease, lipase) atau nonbiologis pada 20–90 °C, lalu luas noda yang tersisa diukur.
Pelajaran: Teknologi enzim dan penerapannya
Yang ditunjukkan
Enzim industri mengikuti kinetika Michaelis–Menten: laju v = Vmax·[S]/(Km + [S]) mula-mula naik hampir sebanding dengan konsentrasi substrat, lalu mendatar ketika hampir semua sisi aktif sudah terisi. Vmax sebanding dengan jumlah enzim, sedangkan Km adalah konsentrasi substrat yang menghasilkan setengah Vmax. Simulasi ini menerapkan model tersebut pada tiga proses dan menambahkan tampilan per batch yang menunjukkan berapa lama sebagian besar substrat diubah. Enzim amobil pada butiran alginat memiliki aktivitas awal lebih rendah dan Km semu lebih tinggi karena substrat harus berdifusi ke dalam butiran, tetapi enzim ini dapat diambil kembali dan dipakai ulang, dengan sedikit kehilangan aktivitas pada setiap batch. Layar Deterjen adalah praktikum: noda telur atau rumput pada kain dicuci pada 20–90 °C dan diukur dengan menghitung kotak kisi. Deterjen biologis mengungguli nonbiologis selama enzimnya aktif; di atas suhu optimum enzim terdenaturasi dan kedua kurva hampir bertemu.
Cara menggunakan
Pilih Penerapan, lalu geser Konsentrasi substrat dari rendah ke tinggi dan amati titik merah naik mengikuti kurva lalu mendatar di bawah Vmax. Gandakan Jumlah enzim dan bandingkan waktu yang diperlukan per batch. Terakhir, aktifkan Enzim amobil (dapat dipakai ulang): perhatikan laju awal yang lebih rendah, batang yang makin panjang dari batch ke batch, saat aktivitas turun di bawah 50%, serta biaya enzim per batch dibandingkan enzim bebas. Tekan Catat hasil untuk memasukkan angka ke tabel. Di tab Deterjen, pilih Noda, Deterjen, Suhu, dan Waktu cuci, lalu tekan Cuci. Setiap cucian masuk ke tabel dan grafik; cucian pada suhu yang sama dirata-ratakan.
Parameter yang dapat diubah
- Layar Kinetika enzim, Deterjen
- Penerapan Laktase – susu bebas laktosa, Pektinase – penjernihan jus, Protease – deterjen biologis
- Konsentrasi substrat 1–100 g/L
- Jumlah enzim 1–20 unit/L
- Enzim amobil (dapat dipakai ulang)
- Noda Telur, Rumput
- Deterjen Biologis, Nonbiologis
- Suhu cuci 20–90 °C
- Waktu cuci 10–60 menit
Pertanyaan untuk dijelajahi
- Jika enzim sudah jenuh, mana yang lebih mempercepat produksi: menambah substrat atau menambah enzim?
- Mengapa Km semu enzim amobil lebih tinggi daripada Km enzim bebas?
- Setelah berapa batch aktivitas enzim amobil turun di bawah setengahnya, dan mengapa biayanya per batch tetap lebih murah?
- Untuk noda telur yang dicuci 30 menit, pada suhu berapa deterjen biologis menghilangkan paling banyak, dan apa yang terjadi di atasnya?
- Mengapa kedua deterjen memberi hasil hampir sama mulai sekitar 70 °C?
