ho-4 kabm protein
TRANSCRIPT
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 2
PENGERTIAN PROTEINMolekul protein merupakan suatu rantai panjang yang tersusun oleh
matarantai asam-asam amino.
Asam amino adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih gugus
karboksil (-COOH) dan satu atau lebih gugus amino (-NH2), yang
salah satunya terletak pada atom C disebelah gugus karboksil (atom
C alfa). Dalam protein alamiah ada sekitar 24 macam asam amino.
Asam-asam amino yang berbeda-beda bersambung melalui ikatan
peptida, yaitu ikatan
antara gugus karboksil
satu asam amino dengan
gugus amino dari asam
amino disampingnya.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 3
FUNGSI PROTEIN
Protein lebih berperanan penting dalam pembentukan biomolekul dari
pada sumber energi. Tetapi jika organisme sedang kekurangan energi
maka protein dapat digunakan sebagai sumber energi. Kandungan
energi protein setara dengan karbohidrat, yaitu 4 kkal/gram.
Protein alamiah mula mula dibentuk dari dari unit asam asam amino
yang dirakit sama sekali baru (de novo) oleh organisme autotroph
(tumbuhan atau mikroorganisme tertentu) dari unsur-unsur C, H, O, N
dan S yang ada dalam tanah atau udara. Organisme heterotroph hanya
dapat menggunakan protein jadi yang sudah dirakit oleh organisme
autotroph tadi. Protein2 tersebut berguna untuk penyusunan senyawa2
biomolekul yang berperanan penting dalam proses biokimiawi dan
menganti sel sel jaringan yang rusak.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 4
PENGGOLONGAN PROTEINProtein terdapat dalam produk hewan maupun tumbuhan. Protein
tumbuhan kadang-kadang tidak mengandung asam amino esensial.
Protein merupakan molekul rumit dan penggolongannya kebanyakan
didasarkan sifat ultrasentrifugasi dan elektroforesis.
PROTEIN SEDERHANA
Jika dihidrolisis hanya menghasilkan asam amino saja.
1. Albumim
Larut dalam air yang tidak mengandung garam. Contoh : albumim telur, laktalbumim, leukosin serelia, legumelin.
2. Globulin
Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam garam netral. Contoh : globulin serum, -laktoblobulin dalam susu, myosin dan aktin dalam daging, glisin dalam kedele.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 5
PENGGOLONGAN PROTEIN
3. Glutelin
Tidak larut dalam air, larut dalam asam atau basa encer. Contoh glutenin dalam gandum dan orizenin dalam beras.
4. Prolamin
Tidak larut air, larut dalam alkohol 50-90%, mengandung prolina dan asam glutamat. Contoh : zein dalam jagung, gliadin dalam gandum.
5. Skleroprotein
Tidak larut air, tahan terhadap hiodrolisis oleh enzim. Merupakan protein serat yang berperan pada struktur dan pengikatan. Contoh gelatin dari kolagen, elastin dari tendon, keratin, komponen kuku.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 6
PENGGOLONGAN PROTEIN
6. Histon
Larut dalam air dan diendapkan oleh amonia. Sifatnya basa karena kandungan lisina dan arginina nya tinggi.
7. Protamin
Bersifat basa kuat, BM 4000 sampai 8000, kaya akan arginina. Contohnya skombrin dari ikan makarel (Scomber scombrus)
PROTEIN KONJUGASI
Mengandung bagian asam amino yang terikat pada bahan nonprotein,
seperti lipid, asam nukleat atau karbohidrat, diantaranya :
1. Fosfoprotein
Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil dari serina dan treonin
Contoh kasein susu dan fosfoprotein kuning telur.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 7
PENGGOLONGAN PROTEIN
2. Lipoprotein
Gabungan lipid dengan protein, mempunyai daya pengemulsi yang sangat baik. Terdapat dalam susu dan kuning telur.
3. Nukleoprotein
Gabungan asam nukleat dengan protein, terdapat dalam inti sel.
4. Glikoprotein
Gabungan karbohidrat dengan protein. Biasanya jumlah karbo –hidrat kecil, kecuali beberapa glikoprotein. Contoh : ovomusin putih telur.
5. Kromoprotein
Protein yang gugus prostetiknya berwarna, contohnya hemoglobin dan myoglobulin, klorofil dan flavoprotein.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 8
PENGGOLONGAN PROTEIN
PROTEIN TURUNAN
Merupakan senyawa yang diperoleh dengan metode kimia atau
enzimatik. Berdasarkan ukuran dan kelarutannya, dibedakan : turunan
primer, hanya sedikit dimodifikasi dan tidak larut dalam air (contoh
kasein yang dikoagulasi dengan rennet, isi lambung sapi). Turunan
sekunder mengalami perubahan yang lebih besar, mencakup protease,
pepton dan peptida. Peptida mengandung 2 atau lebih sisa asam
amino yang terbentuk selam pemrosesan makanan (misalnya ketika
pematangan keju).
Jumlah asam amino esensial yang terdapat dalam protein dan
ketersediaannya menentukan kualitas gizi protein.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 9
KANDUNGAN PROTEIN BEBERAPA MAKANAN
Produksi Protein (g/100 g)Daging sapi 16,5Daging babi 10,2Ayam (daging putih) 23,4Ikan cod 17,6Susu 3,6Telur 12,9Gandum 13,3Kedelai mentah 34,1Kedelai dimasak 11,0Beras mentah 6,7Beras dimasak 2,0
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 10
STRUKTUR DAN SIFAT PROTEINApabila protein murni dianalisa unsur unsur penyusunnya, akan dijumpai gambaran sbb: C : 50 – 55%
O : 20 – 25%N : 15 – 18%H : 5 – 7%S : 0,4 – 2,5%P : sedikitFe : sedikitCu : sedikit
BM rata rata asam amino adalah 120, karena itu jika protein murni diketahui memiliki BM tertentu (mis. 120.000), dapat diperkirakan jumlah molekul asam amino penyusunnya ± 1000 unit.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 11
STRUKTUR DAN SIFAT PROTEINKarena molekulnya yang besar (BM dari beberapa puluh sampai angka
jutaan), maka protein mudah sekali mengalami perubahan bentuk fisis
atau aktivitas biologisnya.
Kerusakan protein dapat disebabkan oleh pemanasan, penambahan
asam atau basa, penambahan alkohol atau pelarut organik lain, logam
berat, radiasi UV atau sinar radioaktif. Kerusakan protein tersebut
umumnya bersifat permanen, dan secara fisik dapat diamati dengan
terjadinya proses pemadatan sehingga protein tidak larut.
Protein dapat terhidrolisa menadi asam-asam amino penyusunnya.
Hidrolisa dapat terjadi dengan penambahan HCl atau H2SO4 encer,
alkali encer, atau enzim tertentu. Yang terakhir berlangsung lambat,
namun hasilnya tetap memiliki sifat optis aktif.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 12
DENATURASI PROTEINDenaturasi adalah proses yang mengubah struktur molekul tanda
memutuskan ikatan kovalen. Proses ini bersifat khusus untuk protein,
biasanya diikuti oleh hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang
berarti pada sifat fisika terutama kelarutan.
Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab : panas, pH, garam
dan tekanan permukaan (dikocok).
Protein putih telur mudah didenaturasi dengan panas dan jika dikocok
menjadi busa.
Rentang suhu pada saat terjadi denaturasi dan koagulasi sebagaian
besar protein sekitar 55 sampai 75oC. Ada beberapa kekecualian,
misalnya kasein dan gelatin dapat dididihkan tanpa perubahan
kestabilan yang nyata.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 13
PENCOKLATAN NONENZIM(REAKSI MAILLARD)
Rekasi Maillard sangat penting dalam industri makanan, hasilnya
kadang dikehendaki (misalnya pembentukan kulit luar coklat pada
roti), tetapi kadang tidak dikehendaki (pelunturan coklat susu yang
diuapkan atau disterilkan).
Reaksi pencoklatan dimulai dengan reaksi gugus amino pada asam
amino, peptida, atau protein dengan gugus hidroksil glikosidik pada
gula, diakhiri dengan pembentukan polimer nitrogen berwarna coklat
atau melanoidin.
Lisin merupakan asam amino yang paling reaktif. Makanan yang kaya
gula mereduksi paling reaktif. Faktor lain yang mempengaruhi reaksi
pencoklatan ialah suhu, pH, kandungan air, oksigen, logam, fosfat,
SO2.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 15
ASAM AMINOStruktur asam amino di alam adalah sbb:
COOH Asam amino mempunyai konfigurasi dan L,
() …HC – NH2 kecuali glisina yang tidak mempunyai atom C
R asimetrik.
Asam amino diantaranya terdapat dalam antibiotika yan dihasilkan
oleh bakteri tanah.
Asam amino mempunyai sifat amfoter, larut dalam air, tidak berwarna,
tidak larut dalam alkohol atau eter, dengan logam berat dapat mem –
bentuk garam kompleks (misalnya dengan Cu2+).
Sampai sekarang dikenal 24 macam asam amino, yang dapat dikelom-
pokkan menjadi asam amino esensial (tidak dapat disintesa oleh
tubuh) dan asam amino non esensial (dapat disintesa).
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 16
ASAM AMINO
Pada umumnya kualitas protein hewan lebih tinggi dari pada kualitas
protein tumbuhan. Protein telur merupakan salah satu dari protein
berkualitas, dan dipakai secara luas sebagai standar. Bilangan Nisbah
Efisiensi Protein (NEP) kadng-kadang menggunakan putih telur
sebagai standar.
Protein serialia kadang-kadang tidak mengadung lisina dan treonina.
Kedelai merupakan sumber lisina yang baik, tetapi tidak mengandung
metioinina.
Protein kentang berkualitas sangat baik (setara telur) tetapi jumlahnya
kecil.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 17
PENGELOMPOKKAN ASAM AMINO
ESENSIAL NON ESENSIAL
Arginin *) Alanin
Histidin Asam Aspartat
Isoleusin Sitrulin
Leusin Sistin*)
Lisin Asam glutamat
Metionin*) Hidroksiprolin
Fenilalanin*) Prolin
Treonin Serin
Triptofan Tirosin*)
Valin Glisin
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 18
ANALISIS PROTEINTujuan analisa protein dalam bahan makanan adalah :• Menera jumlah kandungan protein dalam bahan makanan.• Menentukan tingkat kualitas protein (dari sudut gizi)• Menelaah protein sebagai salah satu bahan kimia, misalnya secara
biokimia, fisiologis, rheologis, enzimatis.Secara rutin, yang biasa dilakukan adalah (a).PENERAAN JUMLAH PROTEIN TOTALKeistimewaan protein, selain molekulnya mengandung C, H, O, S dan kadang-kadang P, Fe dan Cu, yaitu selalu N.Dengan demikian salah satu cara untuk menentukan kadar protein adalah dengan penentuan kandungan N yang ada dalam bahan makanan (atau bahan lain).
.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 19
ANALISIS KUALITATIF ASAM AMINOREAKSI BIURETIkatan peptida dari protein bila idreaksikan dengan Cu2+ dalam suasana basa akan membventuk senyawa kokpleks tembaga yang berwarna ungu. Reaksi ini berlaku untuk protein yang mepunyai dua atau lebih ikatan peptida.
H2N – COOH O H O
H2N – C – N – C – NH2 + CuSO4 --- ungu
H2N – COOH Biuret REAKSI NINHIDRINAsam alfa amino dengan ninhidrin akan membentuk warna biru.Pertama asam alfa amino akan mengoksidasi ninhidrin, menghasilkan
ninhidrin tereduksi, aldehid, amonia dan CO2.Kondensasi antara amonia, ninhidrin tereduksi dan Ninhidrin akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 20
ANALISIS KUALITATIF ASAM AMINO
REAKSI MILLON
Protein + Hg(NO3)2 kemudian + HNO3 pk akan timbul warna merah.
Reaksi ini akan positifuntuk protein yang mengandung gugus fenol
spesifik.
REAKSI XANTHOPROTEIN
REAKSI SANGER
REAKSI EDMAND
PENGENDAPAN PROTEIN DENGAN LOGAM BERAT
PENGENDAPAN PROTEIN DENGAN ASAM KOMPLEKS
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 21
PENERAAN JUMLAH PROTEINPenentuan protein secara absolut (langsung), misalnya dengan cara
pemisahan, pemurnian dan penetapan kadar protein sangat sukar dan
membutuhkan waktu lama dan biaya yang mahal, sehingga hanya
dilakukan untuk penelitian. Misalnya untuk mengetahui susunan
asam amino, aktivitas enzimatik, nilai gizi protein tertentu dll.
Peneraan jumlah protein dalam bahan makanan umumnya dilakukan
berdasarkan cara tidak langsung (empiris), yaitu melalui penentuan
kandungan N yang ada dalam bahan.
Penetuan dengan cara menghitung kadar C pernah dilakukan, tetapi
hasilnya tidak tepat, karena sukar untuk memisahkan unsur C yang
berasal dari protein dengan yang dari senyawa lain.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 22
ANALISIS KUANTITATIF PROTEIN
Apabila bahan yang dianalisa di destruksi, unsur N dari asam amino
akan dilepaskan dan dapat ditetapkan jumlahnya secara kuantitatif.
Jumlah protein dapat diperhitungkan atas dasar kandungan rata-rata
unsur N yang ada dalam protein.
Kelemahan cara ini : Setiap jenis protein mempunyai jumlah N yang berbeda, Ada senyawa lain yang bukan protein yang mengandung N
(misalnya amonia, asam amino bebas, asam nukleat)
Penentuan kadar protein jumlah dengan cara peneraan jumlah N total
hasilnya disebut “kadar protein kasar “ atau “crude protein”
.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 23
PENETAPAN PROTEIN1. METODE KJELDAHL
PRINSIP :
Nitrogen dari protein didestruksi dengan asam sulfat pekat akan menghasilkan senyawa amonium sulfat. Dengan penambahan basa NaOH akan terbentuk amonia, Amonia didestilasi, NH3 ditangkap dengan HCl berlebih, kelebihan HCl dititrasi dengan larutan baku NaOH.
Banyaknya NH3 ekivalen dengan banyaknya N dari protein.
Dengan mengalikan kadar N dengan faktor konversi, dapat dihitung kadar protein di dalam bahan yang diperiksa
Kadar N = ( mL NaOH blanko – mL NaOH spl) x NNaOH x 14 x 100%
Berat sampel (mg)
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 24
PENETAPAN PROTEIN
Dasar perhitungan yang dikembangkan oleh Kjeldahl ini (seorang
ahli kimia dari Denmark tahun 1883), adalah hasil penelitian dan
pengamatan yang menyatakan bahwa umumnya protein alamiah
mengandung unsur N rata rata 16% (dalam protein murni).
Apabila jumlah unsur N dalam bahan makanan telah dikethui, maka
jumlah protein dapat diperhitungkan, yaitu :
jumlah N x 100/16 atau jumlah N x 6,25
Tergantung dari asam amino yang paling banyak membentuk protein
dan telah diketahui komposisinya, maka digunakan faktor perkalian
yang lebih tepat
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 25
PENETAPAN PROTEINFaktor perkalian protein
5,70 untuk tepung gandum
6,38 untuk susu
5,55 untuk gelatin (kolagen yang terlarut)
5,46 untuk kacang tanah
5,71 untuk kacang kedelai
5,95 untuk beras
5,30 untuk kelapa
6,25 untuk makanan lain (umum)
Pada perkembangannya cara Kjeldahl telah dimodifiksi, misalnya
oleh Gunning. Pengukuran unsur N yang terbentuk dapat pula
dilakukan dengan metode kolorimetri.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 26
PENETAPAN PROTEINREAKSI PENETAPAN CARA KJELDAHL
1. TAHAP DESTRUKSI
Sampel dipanaskan dengan H2SO4pk sehingga terdestruksi menjadi unsur2nya. C dan H berubah menjadi CO, CO2 dan H2O (terbang), sedangkan N berubah menjadi (NH4)2SO4.
Untuk mempercepat proses destruksi sering ditambahkan katali- sator campuran Na2SO4 dan HgO (20:1). Gunning menganjur -kan untuk menggunakan K2SO4 dan CuSO4. Titik didih asam sulfat akan dipertinggi dan destruksi berjalan lebih cepat. Suhu destruksi berkisar 370o-410oC.
SO4= dari H2SO2 akan berubah menjadi SO2 (asap beracun),
karena itu sebaiknya ditampung dalam larutan NaHCO3.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 27
PENETAPAN PROTEINAsam amino histidin dan triptophan sukar dan memerlukan waktu
lama untuk proses destruksinya. Kadang-kadang digunakan juga
Selenium sebagai katalisator karena lebih reaktif (tidak diajurkan).
Bila digunakan HgO, reaksinya adalah sebagai berikut :
HgO + H2SO4 HgSO4 + H2O
2 HgSO4 Hg2SO4 + SO2 + 2On
Hg2SO4 + 2 H2SO4 2 HgSO4 + 2 H2O + SO2
(CHON) + On + H2SO4 CO2 + H2O + (NH4)2SO4
(NH4)2SO4 daspat membentuk kompleks dengan Hg, karena itu
sebelum destilasi Hg diendapkan dulu dengan K2S.
Proses destruksi selesai jika larutan sudah jernih tidak berwarna
atau berwarna biru (bila menggunakan katalisator CuSO4.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 29
PENETAPAN PROTEIN2. TAHAP DESTILASI
Dalam labu destilasi, (NH4)2SO4 direaksikan dengan larutan NaOH pekat (50%) sampai alkalis dan dipanaskan, sehingga pecah menjadi ammonia (NH3).
Ammonia yang dibebaskan ditangkap dengan larutan HCl 0,1 N atau larutan asam borat 2% dalam jumlah berlebih.
Ujung tabung destilasi (alonga) harus tercelup dalam larutan asam penampung. Untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebih maka ditambahkan indikator methyl orange (jika penampung HCl) atau indikator campuran BCG+ MR (jika penampung asam borat). Dilakukan penetapan blanko.
Destilasi berakhir apabila semua ammonmia terdestilasi sempurna dan destilat tidak bereaksi basis.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 31
PENETAPAN PROTEIN3. TAHAP TITRASI
Jika sebagai penampung HCl (penambahan dengan pipet volume)
selanjutnya sisa HCl dititrasi dengan larutan NaOH 0,1N standar sampai terjadi perubahan warna indikator. Selisih jumlah titrasi blanko dan sampel merupakan jumlah ekivalen nitrogen.
Bila penampung asam borat 2% (tidak perlu dengan pipet volume) maka ammonium borat (NH4)3BO3 yang terbentuk dititrasi dengan HCl 0,1N standar (indikator BCG+MR) sehingga memben tuk asam borat kembali (H3BO3). Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna indikator dari biru menjadi merah muda.
Selisih jumlah titrasi sampel dan blnko merupakan jumlah ekivalen nitrogen.
Setelah diperoleh %N selanjutnya dihitung kadar protein.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 33
PENETAPAN PROTEIN2. METODE BIURET
PRINSIP :
Dalam larutan basa, Cu2+ membentuk kompleks dengan ikatan peptida (-CO-NH-) suatu protein, yang akan menghasilkan warna ungu, dengan absorbans maksimum pada panjang gelombang 540 nm. Absorbans ini berbanding lurus dengan konsenetrasi protein dan tidak tergantung pada jenis protein, karena seluruh protein pada dasarnya mempunyai jumlah ikatan peptida yang sama per satuan berat.
Metode ini baik digunakan untuk menentukan kadar protein dalam suatu larutan. Digunakan untuk kadar 1 – 10 mg protein per mL, Hanya sedikit senyawa yang mengganggu, misalnya urea dan gula pereduksi yang akan bereaksi dengan ion Cu2+.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 35
PENETAPAN PROTEIN3. METODE LOWRY
PRINSIP :
Reaksi antara Cu2+ dengan ikatan peptida dan reduksi asam fosfomolibdat dan asam fosfotungstat oleh tirosin dan triptofan (merupakan residu protein) akan menghasilkan warna biru.
Warna yang terbentuk terutama dari hasil reduksi fosfomolibdat dan fosfotungstat, karena itu warna yang terbentuk tergantung pada kadar tirosin dan triptofan dalam protein.
Metode Lowry 100 x lebih sensitif dibanding metode Biuret.
Senyawa fenolik mengganggu hasil penetapan, karena juga
membentuk warna biru. Gangguan dapat dihilangkan dengan cara
mengendapkan protein dengan TCA, supernatan dibuang, endapan
protein dilarutkan kembali untuk dianalisa.
indro-maret 13 HO 4 KABM PROTEIN 37
PENETAPAN PROTEIN4. METODE TITRASI FORMOL
Larutan protein dinetralkan dengan NaOH, kemudian ditambah- kan formali akan memebentuk dimethilol. Selanjutnya dititrasi dengan larutan NaOH standar, dengan indikator pp.