Sifat Protein (IPN)

Laporan Praktikum Ke-6                    Hari/Tanggal               : Senin, 26 Maret 2012

Integrasi Proses Nutrisi                       Tempat Praktikum       : Laboratorium Biokimia

            dan Mikrobiologi Nutrisi        

Nama Asisten              : Dara Okti Sari

SIFAT PROTEIN

Santa Lusya Simanjuntak

D24100026

Kelompok 2/ G1

DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN

FAKULTAS PETERNAKAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Protein merupakan senyawa polimer organik yang berasal dari monomer asam amino yang mempunyai ikatan peptida. Molekul protein memiliki kandungan oksigen, karbon, nitrogen, hydrogen, dan sulfur. Sebagian protein juga mengandung fosfor (Rozi, 2011).

Pada umumnya protein dalam bentuk amorf dan hanya sedikit sekali yang terdapat dalam bentuk kristal. Protein nabati lebih mudah membentuk kristal daripada protein hewani. Larutan protein dapat digumpalkan atau diendapkan dengan pemanasan, radiasi atau penambahan bahan kimia tertentu. Reaksi penggumpalan atau pengendapan protein sifatnya irreversibel. Gumpalan protein yang terbentuk di dinding tabung reaksi menunjukkan adanya protein albumin (Sumardjo, 2009).

Titik isolistrik suatu protein sangat erat kaitannya dengan sifat protein tersebut. Pada titik isolistriknya, daya hantar, tekanan osmosis, dan kelarutan protein tersebut minimal. Selain sifat-sifat yang umum, kebanyakan protein alam masih mempunyai satu atau lebih sifat khusus. Sifat khusus tersebut adalah: (a) mempunyai daya angkut oksigen; (b) mempunyai daya sebagai alat pengangkut lipida; (c) mempunyai kelarutan tertentu dalam garam encer atau asam encer; dan (d) mempunyai aktivitas sebagai enzim atau hormon. Protein yang dipengaruhi oleh pemanasan, sinar ultraviolet, gelombang ultrasonik, pengocokan yang kuat atau bahan-bahan kimia tertentu dapat mengalami proses denaturasi. Denaturasi dapat mengubah sifat protein. Rantai-rantai peptida yang membentuk protein, satu sama lainnya dihubungkan oleh gaya-gaya yang lemah dan pada denaturasi, gaya-gaya yang lemah dapat dihilangkan (Sumardjo, 2009).

Tujuan

            Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari sifat-sifat protein yaitu koagulasi, sifat amfoter dan sifat reversibel protein.

TINJAUAN PUSTAKA

Protein

            Protein pertama kali ditemukan pada tahun 1838 oleh Jöns Jakob Berzelius. Protein merupakan senyawa polimer organik yang berasal dari monomer asam amino yang mempunyai ikatan peptida. Istilah protein berasal dari bahasa Yunani “protos” yang memiliki arti “yang paling utama”. Protein memiliki kandungan oksigen, karbon, nitrogen, hydrogen, dan sulfur. Sebagian protein juga menagndung fosfor. Protein membawa kode-kode genetik berupa DNA dan RNA. Sumber protein dapat dijumpai pada makanan yakni  daging, telur, ikan, susu, biji-bijian, kentang, kacang, dan polong-polongan (Rozi, 2011).

Manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Protein sangat mempengaruhi proses pertumbuhan tubuh kita. Manfaat protein diantaranya adalah sebagai enzim, sebagai alat pengangkut dan penyimpan, untuk penunjang mekanis, sebagai pertahanan tubuh atau imunisasi pertahanan tubuh, sebagai media perambatan impuls syaraf, sebagai pengendalian pertumbuhan (Rozi, 2011).

Sifat Amfoter Protein

            Dalam molekul protein terdapat radikal karboksil dan radikal asam amino. Adanya radikal karboksil bersifat asam dan radikal amino yang bersifat basa dalam suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya netralisasi intramolekul membentuk ion hibrida, ion dwikutub, atau ion zwitter. Dalam lingkungan asam, protein sebagai ion zwitter bersifat sebagai kation dan dalam medan listrik bergerak menuju katoda. Dalam lingkungan basa, protein sebagai ion zwitter bersifat sebagai anion dan dalam medan listrik bergerak menuju ke anoda (Sumardjo, 2009).

Asam amino juga bersifat amfoter atau amfiprotik, yaitu dapat bersifat sebagai asam dan memberikan proton kepada basa kuat, atau dapat bersifat sebagai basa dan menerima proton dari basa kuat. Sifat amfoter ini tampak pada asam amino yang hanya mengikat satu gugus -COOH dan satu gugus -NH2. Adapun asam amino yang mengikat lebih dari satu gugus -COOH dan hanya satu gugus -NH2, akan lebih bersifat asam (Sya’bana, 2011).

Sifat Koagulasi Protein

Kandungan protein dalam bahan pangan beragam, untuk memperoleh protein dalam konsentrasi tinggi, dibuat protein dalam bentuk konsentrat atau isolat. Isolasi protein  pada prinsipnya didasarkan atas dua proses utama yaitu ekstraksi dan koagulasi (penggumpalan). Isolat protein dibuat dengan cara mengendapkan protein pada titik isoelektriknya. Koagulasi dan pengendapan dilakukan dengan cara pemanasan dan penambahan asam, agar mencapai pH tertentu (pH isoelektrik), terjadi penggumpalan, dan endapan (protein) dipisahkan dari cairan (pati), (Triyono, 2010).

Protein dapat mempertahankan kesesuaian bentuknya asalkan lingkungan fisik dan kimianya dapat dipertahankan.Jika lingkungan berubah, maka protein akan terurai atau mengalami perubahan sifat (denaturasi); maka dapat kehilangan struktur sekunder, tersier, dan kuarternya. Pemanasan pada suhu yang tinggi (>60⁰C) atau penambahan asam atau basa dalam periode waktu yang lama menyebabkan denaturasi karena ikatan hidogen ruptur. Sebagian protein dapat dikembalikan ke bentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa harus menjadi insoluble (tidak dapat larut). Contohnya adalah pemanasan ringan. Pemanasan yang besar dapat menyebabkan denaturasi yang menetap. Putih telur (albumin) akan memadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan (Slonane, 1995).

Susu Full Cream

            Whole milk atau sering disebut full cream merupakan susu asli yang tidak dikurangi kadar lemaknya. Whole milk dapat memperbaiki kadar kolesterol namun tidak sebanyak yang dihasilkan susu bebas lemak (Harmandini, 2010). Minum dua atau tiga gelas susu full cream sehari, kadar lemak 2 persen, menurunkan kecenderungan serangan jantung dan stroke. Susu full cream mengandung 4% lemak dan banyak mengandung vitamin A dan D (Anonim, 2009).

Sari Kedelai

Sari kedelai merupakan minuman yang bergizi tinggi, terutama karena kandungan proteinnya. Selaitu sari kedelai juga mengandung lemak, karbohidrat, kalsium, phosphor, zat besi, provitamin A, Vitamin B kompleks (kecuali B12), dan air. Susu kedelai mengandung 36% protein (Esti, 2000). Sari kedelai berasal dari hasil penyaringan dan perasan bubur kedelai berupa cairan berwarna putih.

Susu Skim

            Susu skim adalah susu tanpa lemak yang bubuk susunya dibuat dengan menghilangkan sebagian besar air dan lemak yang terdapat dalam susu. Kandungan lemak pada susu kurang dari 1%. Susu skim mengadung semua kandungan yang dimiliki susu pada umumnya, kecuali lemak dan vitamin larut lemak. Susu skim dapat menurunkan kadar kolesterol dalam tubuh dan membantu mengurangi frekuensi menyakitkan dari gejala gout. Arthritis Gout atau penyakit gout adalah penyakit yang membuat nyeri dan peradangan sendi (Ratnadita, 2012).

Susu Murni

            Air susu merupakan bahan makanan utama bagi makhluk hidup yang baru lahir, baik bagi hewan maupun manusia. Sebagai bahan makanan/minuman air susu sapi mempunyai nilai gizi yang tinggi, karena mengandung unsur-unsur kimia yang dibutuhkan oleh tubuh seperti kalsium (Ca), phosphor (P), vitamin A, vitamin B, dan riboflavin yang tinggi. Komposisinya mudah dicerna dengan kandungan protein, mineral, dan vitamin yang tinggi. Air susu termasuk jenis bahan pangan hewani, berupa cairan putih yang dihasilkan oleh ternak mamalia dan diperoleh dengan cara pemerahan. Air susu yang banyak menyebar dan dikenal dipasaran adalah susu sapi. Sebenarnya susu kambing dan kerbau tidak kalah gizinya dibandingkan dengan susu sapi (Saleh, 2004).

Telur Ayam Negeri

Telur ayam negeri memiliki berat sekitar 40-50 g dengan warna cangkang cokelat gelap hingga terang. Secara umum kandungan zat gizi telur ayam negeri (ras) dan telur ayam kampung adalah sama. Telur ayam tersusun atas 1/3 kuning telur dan 2/3 putih telur. Kuning telur mengandung 50% air dan sepertiganya adalah lemak, trigliserida (65,5%), fosfolipid (28,3%), dan kolesterol (5,2%). Sedangkan putih telur lebih cair mengandung 90% air, protein, karbohidrat, ion anorganik, dan tidak mengandung lemak dan kolesterol (Anonim, 2009).

MATERI DAN METODE

Materi

            Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah gelas piala, tabung reaksi, rak tebung reaksi, kertas indikator pH, pipet, magnetic stirrer, pemanas air, kompor gas, dan lain-lain. Bahan-bahan yang digunakan adalah HCl 0,1 N, NaOH 0,1 N, HgCl₂ jenuh, formeldehyde 10%, putih telur ayam negeri, susu murni, susu skim, susu full cream, sari kedelai, aquadest, dan tissue.

Metode

            Pengaruh pemanasan terhadap kelarutan protein: putih telur dimasukkan kedalam tabung reaksi dengan bantuan spuit, diamati dan dicatat sifat fisiknya. Kemudian tabung reaksi dimasukkan ke dalam air mendidih hingga terjadi perubahan. Perubahan yang terjadi diamati dan dicatat. Prosedur yang diatas dilakukan dengan menggunakan susu, diamati dan dicatat serta dibandingkan antara putih telur dengan susu.

            Pengaruh penambahan larutan formaldehyde terhadap sifat protein: putih telur dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan diberi tanda angka 1-5, diamati dan dicatat sifat fisiknya. Larutan formaldehyde dimasukkan kedalam tabung reaksi sebanyak 2, 4, 6, 8, 10 tetes masing-masing ke dalam tabung reaksi 1-5. Perubahan yang terjadi diamati. Setelah itu tabung reaksi tersebut dimasukkan ke dalam air mendidih hingga terjadi perubahan, diamati dan dicatat perubahannya. Prosedur diatas tersebut dilakukan pada bahan susu murni, susu full cream, susu skim, dan sari kedelai. Perubahan diamati dan dicatat kemudian dibandingkan dengan putih telur.

            Pengendapan protein dengan logam berat: putih telur dimasukkan ke dalam tabung reaksi, diamati dan dicatat sifat fisiknya. Larutan HgCl₂ diteteskan ke tabung reaksi, diamati dan dicatat perubahannya. Prosedur diatas tersebut dilakukan pada bahan susu, diamati dan dicatat perubahannya kemudian dibandingkan antara putih telur dan susu.

            Pengamatan sifat amfoter: putih telur dimasukkan ke dalam gelas piala yang telah diberi pengaduk magnet. pH putih telur diukur menggunakan kertas indikator pH dan dicatat pH-nya. Putih telur dititrasi dengan larutan HCl, diamati perubahan yang terjadi setiap penambahan 5-10 ml HCl. Volume HCl yang ditambahkan dicatat. Lakukan prosedur yang sama dengan NaOH 0,1 N.

\

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Kelarutan protein terhadap pemanasan

Nama bahan	Sifat awal	Setelah dipanaskan
Putih telur	Bening	Putih
	Kental	Menggumpal
Susu kedelai	Krem kecoklatan	Krem kecoklatan
	Agak kental	Encer
Susu skim	Putih	Putih
	Encer	Encer
Susu murni	Putih	Putih
	Encer	Encer
Full cream	Putih	Putih
	Agak encer	Encer

Reaksi dengan formaldehyde

Nama bahan	Tabung reaksi	Sifat awal	Setelah ditambahkan formaldehyde	Setelah dipanaskan
Putih telur	1	Bening agak kuning dan agak kental	Bagian bening hampir tidak kelihatan, bagian kental lebih banyak dibawah ada sangat sedikit yang cair dan bening	+
	2	Bening agak kuning dan agak kental	Bagian bening hampir tidak kelihatan, bagian kental lebih banyak dibawah ada sangat sedikit yang cair dan bening	++
	3	Bening agak kuning dan agak kental	Atas sedikit cairan bening, bawah (4/5) cairan agak kental bagian putih telur	++++++
	4	Bening agak kuning dan agak kental	Atas : bening putih, tidak ada gumpalan dan bagian bawah cairan putih telur agak kental	++++
	5	Bening agak kuning dan agak kental	Putih telur encer semua, dibagian atas: bening putih, bagiang tengah : gumpalan, bagian cair berwarna putih buram	++++++
Susu skim	1	Warna putih bening, lebih encer, sedikit endapan	+++++	+
	2	Warna putih bening, lebih encer, sedikit endapan	++++	++
	3	Warna putih bening, lebih encer, sedikit endapan	+++	+++
	4	Warna putih bening, lebih encer, sedikit endapan	++	++++
	5	Warna putih bening, lebih encer, sedikit endapan	+	+++++
Susu murni	1	Warna putih kusam dan tidak terlalu encer	+++++	+
	2	Warna putih kusam dan tidak terlalu encer	++++	++
	3	Warna putih kusam dan tidak terlalu encer	+++	+++
	4	Warna putih kusam dan tidak terlalu encer	++	++++
	5	Warna putih kusam dan tidak terlalu encer	+	+++++
Susu kedelai	1	Warna krem kecoklatan dan kental	+++++	+
	2	Warna krem kecoklatan dan kental	++++	++
	3	Warna krem kecoklatan dan kental	+++	+++
	4	Warna krem kecoklatan dan kental	++	++++
	5	Warna krem kecoklatan dan kental	+	+++++
Full Cream	1	Agak encer,endapan agak banyak,putih	++++	+
	2	Agak encer,endapan agak banyak,putih	++	++
	3	Agak encer,endapan agak banyak,putih	++	+++
	4	Agak encer,endapan agak banyak,putih	+++	++++
	5	Agak encer,endapan agak banyak,putih	+++	+++++

Keterangn setelah ditambahkan formaldehyde :

+                      : agak sedikit endapan

++                    : sedikit endapan

+++                 : agak banyak endapan

++++               : banyak endapan

+++++             : sangat banyak endapan

Keterangan setelah dipanaskan :

+                      : agak sedikit gumpalan

++                    : sedikit gumpalan

+++                 : agak banyak gumpalan

++++               : banyak gumpalan

+++++             : sangat banyak gumpalan

++++++           : gumpalan semua

Susu murni      : gumpalan di bagian bawah

Susu kedelai    : gumpalan di bagian atas

Full cream       : susu membeku dan gumpalan di bagian bawah

Susu murni      : gumpalan di bagian atas

Putih telur       : gumpalan di semua bagian

Pengendapan protein dengan logam berat

Nama bahan	Sifat awal	Setelah ditambah HgCl2
Putih telur	Bening	Keruh
	Kental tapi sedikit encer	Menggumpal
Susu kedelai	Coklat	Bening
	Tidak ada endapan	Tidak ada endapan
Susu skim	Putih bening	Lebih bening
	Tidak ada endapan	Ada sedikit endapan
Susu murni	Putih	Bening
	Endapan sedikit	Kental dan banyak endapan
Full cream	Putih	Bening
	Ada sedikit endapan	Banyak endapan

Pengamatan sifat amfoter

1. Putih telur + HCl

pH telur awal = 10; pH HCl = 1

Penambahan HCl	pH putih telur setelah penambahan HCl
5 ml	7
5 ml	6
5 ml	5
5 ml	5
5 ml	4
5 ml	3
5 ml	3
5 ml	2

2. Putih telur + NaOH

pH telur awal = 10; pH NaOH = 11

Penambahan NaOH	pH putih telur setelah penambahan NaOH
5 ml	4
5 ml	4
5 ml	5
5 ml	5
5 ml	6
5 ml	6
5 ml	7
5 ml	10
5 ml	11
5 ml	11
5 ml	12

Grafik putih telur + HCL                                            Grafik putih telur + NaOH

Pembahasan

            Pengaruh pemanasan terhadap kelarutan protein akan mengubah sifat protein. Pada putih telur setelah dipanaskan akan menggumpal sedangkan susu cenderung tidak mengalami perubahan meskipun pada sari kedelai dan susu full cream ada sedikit perubahan dari agak encer atau agak kental menjadi encer. Hal ini dikarenakan putih telur mengandung protein albumin yang mana akan memadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan (Slonane, 1995).

Pada reaksi dengan formaldehyde, penambahan formaldehyde terhadap susu dan putih telur menyebabkan terbentuknya bahan yang agak keras atau seperti endapan karena formalin merupakan larutan cair mengandung 34%-38% CH₂O dengan metil alkohol sebagai zat stabilisator untuk memperlambat polimerisasi formalin menjadi paraformaldehid yang padat. Formalin bereaksi terhadap protein yang kemudian dapat mengurangi kemampuannya melawan mikroorganisme. Pada putih telur dan susu skim, semakin banyak formaldehyde yang ditambahkan semakin banyak endapan yang terbentuk. Hal ini dikarenakan putih telur mengandung protein yang tinggi, tidak ada lemak dan kolesterol. (Anonim, 2009). Sementara susu skim mengandung 36% protein dan lemak <1% (Ratnadita, 2012). Tetapi pada susu murni dan sari kedelai, semakin banyak formaldehyde yang ditambahkan maka endapan yang terbentuk semakin sedikit atau semakin encer.

Setelah penambahan formalin, susu dan putih telur dipanaskan selama 15 menit dalam air mendidih. Hasil yang diperoleh adalah pemanasan pada putih telur mengakibatkan putih telur menggumpal secara sempurna (semuanya memadat). Sementara pemanasan pada susu mengakibatkan endapan atau gumpalan sebagian. Susu murni dan sari kedelai mengalami gumpalan diatas sedangkan susu full cream dan susu skim mengalami gumpalan dibawah. Gumpalan pada susu merupakan gumpalan sebagian dan masih terdapat air. Penggumpalan pada putih telur sifatnya irreversibel sedangkan penggumpalan pada susu sifatnya reversibel (dapat kembali ke bentuk semula). Sebagian protein dapat dikembalikan ke bentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa harus menjadi insoluble (tidak dapat larut). Contohnya: susu. Pemanasan yang besar dapat menyebabkan denaturasi yang menetap. Contoh: putih telur (albumin) akan memadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan (Slonane, 1995).

Isolasi protein  pada prinsipnya didasarkan atas dua proses utama yaitu ekstraksi dan koagulasi (penggumpalan). Koagulasi dan pengendapan dilakukan dengan cara pemanasan dan penambahan asam, agar mencapai pH tertentu (pH isoelektrik), terjadi penggumpalan, dan endapan (protein) dipisahkan dari cairan (pati), (Triyono, 2010). Protein yang dipengaruhi oleh pemanasan, gelombang ultrasonik, sinar ultraviolet, pengocokan yang kuat atau bahan-bahan kimia tertentu dapat menyebabkan denaturasi. Denaturasi dapat mengubah sifat protein alam (Sumardjo, 2009).

Reaksi penggumpalan atau pengendapan protein sifatnya irreversibel dan reversibel. Contoh koagulasi irreversibel adalah gumpalan protein yang terbentuk di dinding tabung reaksi menunjukkan adanya protein albumin (Triyono, 2010). Sebagian protein dapat dikembalikan ke bentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa harus menjadi insoluble (tidak dapat larut). Contohnya adalah pemanasan ringan pada susu (Sumardjo, 2009).

Harga pH pada saat protein dalam larutan sebagai ion zwitter sehingga tidak mengadakan migrasi pada medan listrik disebut pH isolistrik atau titik isolistrik tersebut. Besarnya titik isolistrik bergantung pada radikal karboksil bebas, yang cenderung membentuk radikal bermuatan negatif sehingga harga isolistiknya rendah. Sebaliknya, protein yang kaya akan radikal amino bebas mempunyai harga titik isolistrik tinggi. Pada titik isolistriknya, daya hantar, tekanan osmosis, dan kelarutan protein minimal. Dalam keadaan asam, protein bersifat sebagai kation sedangkan dalam lingkungan basa protein sebagai anion (Sumardjo, 2009).

KESIMPULAN

            Protein adalah komponen organik yang mengandung unsur karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur dan phosphor. Ptotein memiliki sifat amfoter, sifat koagulasi dan reversibel. Sifat amfoter adalah protein dapat bersifat sebagai asam dan memberikan proton kepada basa kuat, atau dapat bersifat sebagai basa dan menerima proton dari basa kuat. Dalam keadaan asam dengan pH yang rendah memiliki titik isoelektrik yang rendah sedangkan keadaan basa titik isoelektriknya tinggi. Sifat koagulasi adalah penggumpalan protein bila adanya pemanasan, gelombang ultrasonik, sinar ultraviolet, pengocokan yang kuat atau bahan-bahan kimia tertentu dapat menyebabkan denaturasi. Koagulasi sifatnya reversibel dan irreversibel. Sebagian protein dapat dikembalikan ke bentuk aslinya (reversibel), jika terdenaturasi tanpa harus menjadi insoluble (tidak dapat larut). Contohnya adalah pemanasan ringan pada susu. Pemanasan yang besar dapat menyebabkan denaturasi yang menetap. Contohnya adalah putih telur yang menggumpal sempurna bila dipanaskan dengan suhu yang tinggi dan waktu yang lama.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009. Informasi produk. http://hen-hen.com/02InfoProduk.html. Diakses tanggal [15 April 2012]

Anonim. 2012. Mengenal formalin lebih dekat. http://www.distan.pemda-diy.go.id/index.php?option=content&task=view&id=186.htm. Diakses tanggal [ 15 April 2012]

Ratnadita, Adelia. 2012. Minum Susu Skim Bisa Mengurangi Sakit Radang Sendi. http://health.detik.com/read/2012/01/25/135824/1824519/763/minum-susu-skim-bisa-mengurangi-sakit-radang-sendi. diakses tanggal [14 April 2012].

Rozi, 2011. Protein. http://www.kesehatan123.com/2418/protein/. Diakses tanggal [14 April 2012]

Saleh, Eniza. 2004. Dasar pengolahan susu dan hasil ikutan ternak. Medan. USU Digital Library.

Slonane, Ethel. 1995. Anatomi Dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta. EGC.

Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. EGC.

Sya’bana, Muhammad Fauzi. 2011. Asam Amino dan Protein. http://kimia.upi.edu/staf/nurul/Web%202011/0800521/sifatasamamino.html. diakses tanggal [14 April 2012]

Triyono, Agus. 2010. Mempelajari Pengaruh Penambahan beberapa asam pada proses isolasi protein terhadap tepung protein isolat Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.). Semarang: Balai Besar  Pengembangan  Teknologi Tepat  Guna  - LIPI.