1. Tujuan
a. Kognnitif : Praktikan dapat memahami protein ditinjau dari segi kimia
b. Afektif :Dihadapkan pada gejala-gejala percobaan protein, praktikan menjadi gizi minded
c. Psikomotor : Praktikan terampil melakukan percobaan-percobaan protein
2. Dasar Teori
Protein adalah sumber-sumber asam amino yang mengandung unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Protein adalah makromolekul polipeptida yang tersusun dari sejumlah L-asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida, berbobot molekul tinggi dari 5000 sampai berjuta-juta. Protein terdiri dari bermacam-macam golongan, makro molekul yang heterogen, walaupun demikian semuanya merupakan turunan dari polipeptida dengan BM yang tinggi.
Unsur yang ada dalam hampir semua protein adalah hidrogen, oksigen, nitrogen, dan belerang. Beberapa protein berisi unsur lain seperti besi yang terdapat dalam hemoglobin, iodium terdapat dalam thiroglobin dan fosfor terdapat dalam kasein. Molekul protein sangat besar, masa molekulnya berkisar antara 10.000-25.000. oksihemoglobin dengan rumus molekul (C783H 1166O208N203S2Fe(4 mempunyai massa molekul kurang lebih 65.000.
Asam amino
Penyusun protein adalah asam amino, yaitu asam organik yang mengandung gugus amimo (-NH2) disamping gugus karboksilat (-COOH). Asam amino yang terdapat di alam selalu berupa asam amino alpa , artinya gugus - NH2 selalu terikat pada atom C- alpa, yaitu atom C di dekat gugus –COOH. Asam amino yang dikenal banyak sekali tetapi hanya 20 jenis yang termasuk penyusun protein alami.
Gugus R disebut gugus samping, gugus inilah yang membedakan sifat-sifat antara satu adam amino dengan asam amino lainnya, sedangkan gugus lainnya sama untuk semua asam amino.
Protein secara kimia dapat dibedakan :
1. Protein sedehana : terdiri dari polipeptida
2. Protein kompleks : yang mengandung zat-zat tambahan seperti hem, karbohidrat, lipid atau asam nukleat.
Struktur Protein terbagi atas 4 struktru dasar yaitu
1. Struktur Primer / Struktur Utama
2. Struktur Sekunder
3. Struktur Tersier
4. Struktur Kwartener
Berdasarkan fungsinya protein dapat dikelompokkan menjadi :
§ Protein transport (hemoglobin, albumin serum)
§ Protein enzim (tripsin, pepsin)
§ Protein struktural (keratin, kolagen)
§ Protein pertahanan (antibodi, trombin)
§ Protein nutrien (kasein, ovalbumin)
§ Protein pengatur (insulin, hormon pertumbuhan)
Menurut daya larut protein dapat dibedakan :
1. Albumin.
Albumin larut dalam air dan mengendap dalam garam berkonsentrasi tinggi melalui proses yang disebut penggaraman atau salting aut. Contohnya : albumin telur dan albumin serum.
2. Globulin
Globulin tidak larut dalam air, tidak larut dalam garam encer, juga tidak larut dalam garam pekat dengan kejenuhan 30-50 %. Pada temperatur rendah, pengendapan globulin dan albumin dapat dilakukan dengan hati-hati ( mengaduk sesedikit mungkin) memakai metode salting out. Dengan cara ini protein murni bahkan dapat dikristalkan. Contoh : globulin serum dan globulin telur.
3. Glutelin
Protein tidak larut dalam larutan netral,tetapi larut dalam asam dan basa encer. Contoh : protein gandum ( glutenin) dan protein padi ( orizenin).
4. Gliadin ( prolamin)
Gliadin larut dalam 70 – 80 % etanol,tak larut dalam air dan etanol 100%. Contoh : protein gandum (gliadin) dan protein jagung (zein).
5. Histon
Sangat basa dibandingkan dengan protein lain dan cenderung berikatan dengan nukleat di dalam sel. Contoh: Histon timus, disebut juga nukleohiston sebab bergandengan dengan histon. Protein globin bersenyawa dengan heme ( senyawa asam) membentuk hemoglobin.
6. Protamin
Dibanding dengan protein lain, protamin relatif mempunyai bobot molekul rendah. Protamin larut dalam air dan bersifat basa. Biasanya didapatkan bergandengan dengan asam nukleat. Di dalam sperma ikan, disebut nukleoprotamin contoh: salmin.
Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh, karena zat ini disamping berfungsi sebagai bahan bakar dalam tubuh, juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Sebagai zat pembangun, protein merupakan bahan pembentuk jaringan-jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh. Pada masa pertumbuhan proses pembentukan jaringan terjadi secara besar-besaran. Pada masa kehamilan proteinlah yang membentuk jaringan janin dan pertumbuhan emrio.
Protein terbentuk dari unsur-unsur organik yang relatif sama dengan karbohidrat dan lemak, yaitu sama-sama terjadi dari unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen, tetapi bagi protein unsur-unsur ini ditambah lagi dengan unsur nitrogen dan ditemukan pula unsur mineral (fosfor, belerang, besi). Molekul protein tersusun dari asam amino, 12 sampai 18 macam asam amino yang saling berhubungan dalam suatu ikatan peptida.
6. Pembahasan
Sumber protein dapat diperoleh dari bahan hewani maupun nabati. Salah satu sumber protein dari bahan makanan adalah telur. Telur mengandung protein, lemak, vitamin dan beberapa mineral. Kandungan penyusun protein dapat dibagi kedalam protein putih telur dan protein kuning telur.
Salah satu sumber protein dalam bahan makanan adalah telur. Telur merupakan sumber makanan yang banyak dimanfaatkan manusia. Bahan makanan ini mengandung protein, lemak, vitamin dan beberapa mineral. Kandungan penyusun protein telu dapat dibagi kedalam protein putih telur dan protein kuning telur. Disamping itu, susu juga merupakan salah satu bahan makanan atau larutan yang mengandung protein. Sehingganya dalam percobaan ini, sampel yang digunakan adalah protein dari susu berupa kasein dan dari putih telur yaitu albumin. Untuk mendapatkan larutan protein, maka putih telur diencerkan dengan aquadest ( H2O ) dengan perbandingan (1:10). Setelah itu larutan protein ini siap diuji. Dalam penentuan uji protei diklasifikasikan menjadi 2 kategori, yaitu analisis kualitatif dan kuantitatif.
A. ANALISIS KUALITATIF ASAM AMINO
Dalam pengujian pembuktian protein pada sampel yang digunakan ada beberapa cara atau tes yang dilakukan, diantaranya
a. Tes Ninhydrin
Reaksi warna protein dengan ninhydrin menunjukkan positif bila memberikan warna biru atau ungu. Reaksi ini terjadi pada gugus amino bebas dari asam amino dengan ninhydrin yang dituliskan di bawah ini :
R O O O
+ RCOH
I OH
H – C – NH2 + 2 - N = C
I OH
CO2H II O O
O
Dalam percobaan ini menambahkan 0,5 ml larutan Ninhydrin 0,1 % dalam 3 ml larutan protein, kemudian memanaskan hingga mendidih, dan ternyata hasilnya positif mengandung protein, karena dalam larutan menghasilkan larutan berwarna biru setelah dipanaskan beberapa menit, yang sebelumnya berwarna bening.
Gugus ninhidrin :
Jawaban pertanyaan :
1. Warna yang terbentuk sebelum dipanaskan adalah bening tapi setelah dipanaskan berubah menjadi biru.
2. Gugus protein yang memberikan tes positif terhadap tes ini adalah gugus amino
b. Tes Biuret
Reaksi biuret merupakan reaksi warna yang umum untuk gugus peptida (-CO-NH-N) dan protein. Reaksi positif ditandai dengan terbentuknya warna ungu karena terbentuk senyawa kompleks antara Cu2+ dan N dari molekul ikatan peptida. Senyawa dengan dipeptida memberikan warna biru, tripeptida ungu dan tetrapeptida warna merah.
Dalam percobaanh ini, dimana 3 ml larutan protein ditambahkan 1 ml NaOH pekat, dalam penambahan ini warna larutan menjadi bening, hal ini dikarenakan NaOH bersifat basa, sehingga dapat bereaksi dengan larutan protein. Namun setelah ada penambahan tembaga sulfat 0,01 M, maka larutan akan menjadi berwarna ungu. Sehingga dapat disimpulkan bahwa larutan protein tersebut mengandung protein. Seperti yang dijelaskan diatas, dimana reaksi biuret merupakan reaksi warna yang umum untuk gugus peptida (-CO-NH-N) dan protein. Reaksi positif ditandai dengan terbentuknya warna ungu karena terbentuk senyawa kompleks antara Cu2+ dan N dari molekul ikatan peptida. Secara umum warna positif dari reaksi biuret ini membentuk senyawa kompleks yang digambarkan dibawah ini :
I I
O=C C=O
I I
NH NH
I I
HCR RCH
I I
C=O Cu2+ C=O
I I
NH NH
I I
HCR RCH
Jawaban pertanyaan :
1. Karena jika kelebihan tembaga sulfat, maka pada saat penambahan amonia, warna tidak akan berubah.
2. Karena garam ini dapat merubah sifat kelarutan protein dalam air
c. Pengendapan Dengan logam
Dasar reaksi pengendapan oleh logam berat adalah penetralan muatan. Pengendapan dapat terjadi apabila protein berada dalam bentuk isoelektrik yag bermuatan negatif. Dengan adanya muatan positif dari logam berat akan terjadi reaksi netralisasi dari protein dan dihasilkan garam netral proteinat yang mengendap. Endapan protein ini akan larut kembali pada penambahan alkali (NH3, NaOH,). Untuk pengendapan dengan logam, salah satu logam berat yang digunakan adalah HgCl2. Jika protein ditambahkan HgCl2 akan terbentuk endapan putih. Ketika larutan protein ditambahkan Pb –asetat terdapat endapan putih tapi hanya sedikit dan terdapat ruang-ruang larutan berwarna bening. Ada beberapa ion yang dapat mengendapkan protein yaitu Ag+, Ca+, Zn+, Hg+, Cu+ dan Pb+,. Jadi peranan HgCl2 adalah untuk menggendapkan protein yang terkandung dalam larutan sampel, sehingga menghasilkan larutan yang positif.
B. ANALISIS PROTEIN SECARA KUANTITATIF
a. Penentuan Kadar Protein Secara Biuret
Penentuan protein secara biuret didasarkan atas pengukuran serapan cahaya oleh ikatan kompleks yang berwarna ungu. Hal ini terjadi apabila protein bereaksi dengan tembaga dalam lingkungan alkali. Adanya penambahan alkali pada protein dapat menyababkan terjadinya hidrolisis ikatan peptida dari polimer protein. Hidrolisis ini menghasilkan monomer-monomer asam amino dan ada sebagian gugus asam amino yang berubah menjadi amonia. Akibat hidrolisis itu jumlah gugus asam amino berkurang.
Sebelum melakukan percobaan ini, awalnya yang dilakukan adalah pembuatan reagen dan larutan standar yang akan digunakan. Reagen yang akan digunakan adalah reagen biuret dan larutan satandar protein.
- Reagen biuret dibuat dengan cara : melarutkan 1,5 gram CuSO4. 5H2O dan 6,0 gram NaKC4O6.4H2O kedalam kira-kira 500 ml aquadest dalam labu takar ukuran 1 liter. Kemudian ditambahkan 300 ml NaOH 100 % sambil dikocok. Akhirnya tambahkan air sampai batas garis.
- Larutan standar protein dibuat dengan cara : melarutkan serum albumin murni atau kasein dalam air dengan kadar 10 mg per ml. Untuk mudahnya ditambahkan beberapa tetes NaOH 3 %
- Larutan blanko : campuran 1 ml aquadest dan 4 ml reagen biuret kemudian didiamkan selama 30 menit pada suhu kamar..
Pada percobaan ini yang akan dilakukan adalah menentukan kadar protein dengan menggunakan spektrometer 20.
Percobaan dilakukan dengan mencampurkan 1 ml protein + 4 ml reagen biuret kenudian dikocok dan diamkan selama 30 menit. Sebelum mengukur dan menggunakan alat, terlebih dahulu alat ini sudah harus di hidupkan / dipanaskan selama kurang lebih 15 menit. Setelah itu alat dikalibrasi dengan menggunakan blanko atau aquadest. Setelah itu masukkan dalam kuvet dan baca serapannya pada 450 nm. Mengulangi cara yang sama pada l yang bervariasi yang dimulai dari l 400 nm, 450 nm, 500 nm dan 550 nm. Diperoleh data serapan kadar protein dengan beberapa variasi l sebagai berikut :
| l | T |
| 400 450 500 550 | 98 T 97,2 T 92 T 89 T |
b. Pembuatan Kasein
Susu merupakan larutan yang berisi protein, laktosa mineral dan vitamintertentu yang mengemulsi lemak dari kasein. Jika lemak dihilangkan dari susu tersebut diperoleh susu skim sedangkan apabila kaseinnya diendapkan residu yang diperoleh disebut serum. Kasein dapat diendapkan dengan cara mengasamkan susu sampai pH 4,7. Larutan dibuat dengan cara mencampurkan 100 ml susu dalam air panas dipanaskan sampai 40o C + 1 ml as asetat glacial tetes demi tetes sambil diaduk. Setelah diaduk kasein mengendap. Selanjutnya menyaring endapan dengan menggunakan corong buchner dengan pompa vakum, terbentuk endapan dan filtrat. Suspensikan endapan dengan 50 ml etanol 95 %, kemudian dekantasi, ulangi dengan menggunakan 50 ml campuran etanol eter, diperoleh endapan yang berbentuk tepung. Cuci endapan dengan 50 ml eter. Hisap endapan kemudian keringkan dan pindahkan pada kaca arloji. Terbentuk kasein dalam bentuk tepung kering.
KESIMPULAN
Dari data yang diperoleh dan pembahasan diatas dapat disimpulkan :
1. Ternyata untuk Tes Biuret, Tes Ninhydrin dan penegndapan logam memberikan hasil positif terhadap protein pada telur yaitu pada putih telur (albumin) dengan adanya warna yang ditampilkan pada setiap perlakuan.
2. Pada penentuan kadar protein secara kuantitatif secara biuret, diperoleh data sebagai berikut
| l | T |
| 400 450 500 550 | 98 T 97,2 T 92 T 89 T |
Dari data diatas dapat dilihat pada panjang gelombang 400 nm, memiliki kadar sebesar 98 T.
KEMUNGKINAN KESALAHAN
Ø Kemungkinan kesalahan pada mereaksikan larutan
Ø Kesalahan pada saat pemanasan larutan
Ø Kesalahan pada saat pengukuran larutan
Ø Kesalahan pada saat pengamatan warna
Daftar Pustaka
Ø Team Teaching. 2006. Penuntun Praktikum Biokimia. Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNG : Gorontalo
Ø Chairil Anwar. 1994. Pengantar Praktikum Kimia Organik. Depdikbud Dirjen Pendidikan Tinggi : Yogyakarta.
Ø Martoharsono, Soeharsono. 1975. Biokimia. Gadjah Mada University Press. : Yogyakarta
Ø Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Pres : Jakarta
