KOMPAS.com - Pernahkah kamu bertanya, bagaimana tubuh makhluk hidup mampu menjalankan ribuan reaksi kimia dalam waktu sekejap, dari memecah makanan hingga menghasilkan energi? Jawabannya terletak pada biokatalisator.
Meskipun namanya terdengar teknis, peranannya sangat vital dalam kehidupan sehari-hari.
Biokatalisator adalah enzim alami yang mempercepat reaksi kimia dalam tubuh tanpa berubah bentuk, berperan penting sejak zaman fermentasi kuno hingga teknologi modern seperti bioenergi dan pengolahan limbah.
Untuk lebih memahami apa itu biokatalis, simaklah penjelasan berikut ini!
Baca juga: Laju Reaksi: Pengertian, Fungsi, dan Jenis Katalis
Apa yang dimaksud sebagai biokatalisator?
Menurut Fitri dan Hasria Alang dalam jurnal Analisis Aktivitas Enzim Antioksidan Katalase dan Peroksida (2020), biokatalisator adalah zat organik yang dihasilkan oleh sel hidup, yang berfungsi mempercepat laju reaksi kimia tanpa mengalami perubahan struktur kimia itu sendiri.
Dalam kehidupan biologis, enzim sebagai biokatalisator merupakan bentuk yang paling umum.
Enzim memainkan peran sentral dalam setiap proses metabolisme tubuh.
Jika enzim tidak ada atau tidak bekerja dengan baik, maka proses metabolisme akan melambat atau bahkan terhenti yang berarti sel tidak bisa tumbuh dan berfungsi normal.
Baca juga: Laju Reaksi: Peran Katalis dalam Berbagai Bidang
Bagaimana enzim bekerja sebagai biokatalisator?
Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia.
Menurut Susi Nurul Fitri dalam Modul Pembelajaran Biologi SMA: Metabolisme (2020), enzim sebagai biokatalisator bertugas mempercepat reaksi biologi dalam sel makhluk hidup tanpa ikut bereaksi.
Berikut beberapa sifat khas enzim yang menjadikannya biokatalisator unggul:
- Mengubah kecepatan reaksi, tanpa mengubah hasil akhirnya.
- Bersifat spesifik, hanya bekerja pada substrat tertentu.
- Merupakan protein, sehingga memiliki sensitivitas terhadap suhu dan pH.
- Dibutuhkan dalam jumlah kecil, namun tetap efektif.
- Bekerja secara bolak-balik, artinya bisa mempercepat reaksi ke dua arah hingga tercapai keseimbangan.
Reaksi yang dikatalisis enzim dimulai dengan adanya substrat (molekul awal), yang kemudian diubah menjadi produk akhir.
Seluruh proses ini berlangsung sangat cepat dan efisien, tanpa merusak struktur enzim itu sendiri.
Baca juga: Ciri Khas Enzim sebagai Katalis Biokimia
Sejarah biokatalisator: dari fermentasi hingga revolusi teknologi
Menariknya, konsep biokatalisator sebenarnya telah digunakan manusia sejak ribuan tahun lalu, meskipun belum disebut demikian.
Dilansir dari Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), disebutkan bahwa fermentasi bir, anggur, dan keju adalah bentuk awal biokatalisis. Proses ini menggunakan mikroorganisme seperti ragi dan bakteri asam laktat yang menghasilkan enzim alami.
Tahukah kamu bahwa enzim pertama yang ditemukan adalah diastase pada tahun 1833?
Diastase adalah campuran enzim amilase yang mengubah pati menjadi gula sederhana. Ini menjadi titik awal ilmu biokatalisis modern.
Pada tahun 1836, Jacob Berzelius, ahli kimia asal Swedia yang memperkenalkan istilah “katalisis”, menyatakan bahwa enzim merupakan katalis yang mempercepat reaksi kimia tanpa berubah bentuk.
Gagasan ini awalnya kontroversial, hingga Wilhelm Ostwald (Jerman) memperkuatnya dengan definisi ilmiah tentang katalis.
Baca juga: Apoenzim, Protein Penyusun Enzim
Sementara itu, Louis Pasteur, ilmuwan Prancis, membuktikan bahwa fermentasi alkohol hanya terjadi saat khamir (ragi) masih hidup.
Ia menunjukkan bahwa fermentasi adalah proses biologis, bukan sekadar kimia, dan mendemonstrasikan pentingnya enzim sebagai biokatalisator alami.
Biokatalisator dalam teknologi modern
Masuk ke era abad 20, biokatalisator tidak hanya terbatas pada makanan atau metabolisme tubuh.
Inovasi ilmiah mulai menjadikan enzim sebagai alat penting dalam berbagai sektor, mulai dari produksi pupuk (melalui proses Haber-Bosch), hingga bidang bioenergi, farmasi, dan rekayasa lingkungan.
Pada tahun 1980-an, para ilmuwan mencoba meniru kerja enzim dengan pendekatan biomimikri: membuat molekul sintetis yang menyerupai situs aktif enzim.
Baca juga: Enzim yang Berperan dalam Respirasi Tumbuhan
Namun ternyata, hanya meniru bentuknya saja tidak cukup karena fungsi enzim juga bergantung pada struktur kimia kompleks di sekeliling situs aktif.
Akhirnya, para peneliti beralih ke pendekatan tiruan fungsional, yaitu menciptakan senyawa yang tidak menyerupai bentuk asli enzim tetapi mampu meniru fungsinya.
Pendekatan ini terbukti lebih efektif dan membawa kemajuan signifikan dalam teknologi hijau, biofuel, dan bahkan pengurangan emisi karbon.
Peran biokatalisator dalam masa depan yang berkelanjutan
Dengan terus berkembangnya teknologi, biokatalisator adalah harapan baru dalam menciptakan solusi ramah lingkungan.
Peneliti kini mengembangkan enzim yang mampu mengubah limbah menjadi bahan bakar, memproses biomaterial untuk prostetik, hingga meningkatkan efisiensi energi terbarukan seperti sel surya dan baterai.
Kolaborasi ilmuwan global yang didukung oleh akses internet telah mempercepat kemajuan di bidang ini.
Biokatalisator bukan hanya alat reaksi kimia, tetapi juga simbol dari cara kerja alam yang efisien dan berkelanjutan, sesuatu yang patut kita tiru dalam membangun masa depan.
Baca juga: Mengenal Polifenol Oksidase, Enzim yang Menyebabkan Oksidasi pada Apel
Jadi, apa yang dimaksud sebagai biokatalisator? Secara ringkas, biokatalisator adalah enzim atau senyawa organik yang mempercepat reaksi biologis tanpa ikut berubah.
Sejak ribuan tahun lalu hingga kini, dari fermentasi makanan hingga pengembangan teknologi energi, enzim sebagai biokatalisator telah memainkan peran penting dalam kehidupan kita.
Dengan memahami cara kerja dan sejarah biokatalisator, kita bisa melihat bagaimana sains mampu menggali rahasia alam untuk menjawab tantangan zaman.
Dari tubuh manusia hingga teknologi masa depan, semua bergerak lebih cepat, berkat kehadiran biokatalisator.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.