PENGUJIAN SIFAT FISIK DAN KIMIAWI PROTEINHasbi Ilmawan Anugrah
230110130059
ABSTRAKProtein sebagai salah satu makromolekul penting selain
karbohidrat dan lemak tentu saja sangat dibutuhkan bagi seluruh
makhluk hidup. Sumber protein dapat diperoleh pada banyak makanan
seperti telur, ikan, tempe dan sebagainya. Protein tidak akan
terasa efeknya apabila terjadi kesalahan dalam proses pengolahan.
Oleh karena iktu kita perlu mengetahui sifat fisik dan kimiawi dari
protein agar tidak melakukan kesalahan dalam pengolahan yang
mengakibatkan kandungan protein dalam makanan hilang. Denaturasi
protein adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh
terkacaunya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang
memutuskan molekul protein. Akibat dari suatu denaturasi adalah
hilangnya banyak sifat-sifat biologis suatu protein. Salah satu
penyebab denaturasi protein adalah perubahan temperature, perubahan
pH, dan penambahan asam/basa. Pada praktikum ini, digunakan
beberapa sampel diantaranya ikan, kulit ikan, susu, telur dan
tempe. Sampel-sampel tersebut diberikan beberapa perlakuan guna
mengetahui dan memahami perubahan yang terjadi pada protein.
Perlakuan yang diberikan antara lain dengan penambahan asam kuat,
asam lemah, basa kuat, basa lemah, dan proses pemanasan. Penambahan
pereaksi ninhidrin perlu dilakukan agar perubahan dapat terlihat.
Dengan ditambahkannya pereaksi ninhidrin, maka sampel yang masih
mengandung protein akan terlihat berwarna ungu, sedangkan tidak aka
nada perubahan warna apapun jika sampel sudah tidak mengandung
protein.Kata kunci : Protein, denaturasi protein, ninhidrin
PENDAHULUANManusia memerlukan energy untuk melakukan kegiatan
dan aktivitas sehari-hari, energi tersebut dapat diperoleh dari
berbagai bahan makanan. Secara umum, bahan makanan tersebut
mengandung karbohidrat, protein, dan lemak.Protein merupakan salah
satu kelompok bahan makronutrien. Tidak seperti bahan makronutrien
lainnya (karbohidrat, lemak), protein ini berperan lebih penting
dalam pembentukan biomolekul daripada sumber energi. Namun demikian
apabila organisme sedang kekurangan energi, maka protein ini dapat
juga di pakai sebagai sumber energi.Suatu protein berfungsi sebagai
biokatalis, pengganti sel-sel yang rusak atau tua,sebagai zat
pembangun dan lain-lain.Kita memperoleh protein dari makanan yang
berasal dari hewan ataupun tumbuhan. Protein yang berasal dari
hewan biasa disebut dengan protein hewani sedangkan yang berasal
dari tumbuhan disebut protein nabati.Protein merupakan molekul yang
sangat besar, sehingga mudah sekali mengalami perubahan bentuk
fisik maupun aktivitas biologis. Banyak faktor yang menyebabkan
perubahan sifat alamiah protein misalnya : panas, asam, basa,
pelarut organik, pH, garam, logam berat, maupun sinar radiasi
radioaktif.Protein merupakan senyawa makromolekul yang tersusun
atas asam amino-asam amino yang dihubungkan melalui ikatan peptida.
Senyawa ini juga disebut sebagai polipeptida. Asam amino merupakan
asam organic yang bersifat amfoter yang mengandung gugus amino
(NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen dan gugus R (rantai
cabang). Ada 20 monomer asam amino yang lazim dikenal sebagai
penyusun protein. Protein memiliki keunikan sifat, sstruktur, dan
fungsi yang dipengaruhi oleh jumlah, jenis, dan urutan asam amino
penyusunnya. Keunikan tersebut diantaranya adalah mempengaruhi rasa
dan tekstur bahan yang mengandung protein, konfigurasi protein
dapat diubah dengan perlakuan fisik maupun kimia dan protein
mengalami degradasi yang menghasilkan molekul yang lebih sederhana
dan hasil sampingan.Protein dapat diklasifikasikan berdasarkan
fungsi biologinya, yaitu sebagai enzim, protein transport, protein
nutrient dan penyimpan, protein kontraktil atau motil, protein
structural, protein pertahanan, dan protein pengatur.Protein dapat
juga dibagi menjadi dua golongan utama berdasarkan bentuk dan
sifat-sifat fisiknya, yaitu protein globular dan protein serabut
(Lehninger, 1982). Berdasarkan komposisi kimianya, protein dibagi
atas simple protein yaitu protein yang hanyak mengandung
1-alfa-asam amino atau derivatnya contohnya adalah albumin dan
conjugated protein yaitu protein yang bergabung dengan zat yang
bukan protein. Zat yang bukan protein ini disebut gugus prostetik,
contohnya adalah glikoprotein.Sedangkan menurut strukturnya dibagi
menjadi :1. Struktur primer : rangkaian asam amino dan lokasi
setiap ikatan disulfida di kode dalam gen.1. Struktur sekunder :
pelipatan rantai polipeptida menjadi multiplikasi motif terikait
hydrogen seperti struktur -heliks dan -pleated sheet. Kombinasi
motif-motif ini dapat membentuk motif super sekunder.1. Struktur
tersier : hubungan antar-domain structural sekunder dan
antar-residu yang letaknya terpisah jauh dalam pengertian struktur
primer.1. Struktur kwartener : hanya terdapat dalam protein
oligomerik (protein dengan dua atau tiga rantai polipeptida),
menjelaskan titik-titik kontak dan hubungan lainnya antara
polipeptida atau subunit inti.Sifat fisikawi protein merupakan
senyawa makromolekul dengan berat molekul yang besar. Sedangkan
sifat kimiawi protein yaitu sangat reaktif karena memiliki sifat
amfoter yakni dapat bersifat asam atau basa, atau dapat bereaksi
dengan asam atau basa, atau dapat member dan menerima proton secara
bersamaan. Kemudian, protein memiliki kekuatan mengikat on (binding
of ion) dan kekuatan mengikat molekul air (hydration of protein).
Denaturasi protein adalah setiap perubahan struktur protein dari
bentuk alaminya (struktur sekunder, tersier, kwartener) yang tidak
disertai dengan terputusnya ikatan peptida dalam struktur
primernya. Denaturasi protein merupakan perubahan susunan ruang
atau rantai polipeptida penyusun. Denaturasi protein dapat
disebabkan oleh pengaruh fisikawi (suhu, mekanis, tekanan,
iradiasi, dan interface) dan pengaruh kimiawi (asam, basa, ion
logam, pelarut organik, dan alcohol). Ada dua jenis perubahan
struktur protein yaitu interkasi antar gugus rantai samping antar
polipeptida yang dapat mengakibatkan koagulasi, penggabungan,
agregasi, presitipasi protein dan interaksi antar gugus cabang
dengan pelarut yang dapat mengakibatkan terjadinya pelarutan,
pemisahan, penggembungan, dan denaturasi.METODELOGITempat praktikum
dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan Universitas PadjadjaranAlat-alat yang digunakan dalam
praktikum ini adalah cawan petri, gelas ukur, beaker glass, pH
meter, indikator universal, tabung reaksi, pipet tetes, spatula,
hot plate, dan mortar.Cawan petri berfungsi sebagai wadah sampel.
Gelas ukur berfungsi untuk mengukur volume. Beaker glass berfungsi
sebagai wadah atau media. pH meter berfungsi untuk mengukur derajat
keasaman (pH). Indicator universal berfungsi sebagai indicator
untuk mengetahui nilai pH. Tabung reaksi berfungsi sebagai wadah
untuk mencapurkan sampel. Pipet tetes berfungsi untuk memindahkan
cairan dalam jumlah sedikit. Spatula berfungsi untuk mengaduk
sampel. Hot plate berfungsi untuk memanaskan sampel.Sedangkan
bahan-bahan yang digunakan antara lain adalah ikan (daging, tulang,
dan kulit), telur ayam mentah, NH3, NaOH, H2SO4, CH3COOH, gelatin,
pereaksi ninhidrin, dan akuades.
Prosedur kerja yang dilakuakan disajikan dalam diagram alir
seperti berikut ini :1. 1. Penambahan Asam/BasaDiamati dan diukur
pH akhirDiukur pH awalDisiapkan 5 ml/ 5 gr sampelDiamati dan
diidentifikasi perubahan warnaDitambahkan 3 ml asam (kuat dan
lemat) dan basa (kuat dan lemahDitambahkan 1 ml
ninhidrinDipanaskan
1. PemanasanDipanaskan
Ditambahkan 1 ml ninhidrin
Ditambahkan 3 ml akuadesDisiapkan 5 ml/ 5 gr sampelDiukur pH
awal
Diamati dan diidentifikasi perubahan warna
Diamati dan diukur pH akhir
HASIL DAN PEMBAHASANHasilTabel kelompok 15.SampelPerlakuanpH
AwalpH AkhirPengamatan Perubahan
TelurDiberi Basa Kuat913 Setelah ditetesi Bs. Kuat: berwana
putih keruh/kecoklatan muda dan bentuknya agak lebih cair. Setelah
dipanaskan: teksturnya lebih mengeras dan terdapat endapan. Setelah
ditetesi ninhidrin: warna menjadi kekuningan dan cair tetapi
terdapat endapan ditengah.
Diberi As. Kuat90 Setelah ditetesi As. Kuat: berwarna putih
pekat dan ditengahnya berwarna kekuningan sampai keatas terdapat
gumpalan. Setelah dipanaskan: menjadi agak padat dan bau lebih
menyengat dan agak amis. Setelah diberi ninhidrin: menjadi berwarna
putih dan terdapat endapan dibawah.
Pemanasan96 Tidak ditetesi apapun: tidak berubah. Setelah
dipanaskan: menjadi mengeras (telur matang) dan tidak menggumpal
serta bau amis. Setelah ditetesi ninhidrin: menjadi kental dan
tidak menggumpal.
Tabel Data Lab.Kel.SampelpH AwalAs. KuatAs. LemahBs. KuatBs.
LemahPemanasan
9Daging7Berwarna menjadi lebih putih & lunak. pH: 13Warna
menjadi kecoklatan & mengeras. pH: 1As. Kuat: lebih lunak.Bs.
Kuat: kental & ada endapan.
10Daging7Warna cream, ada gelembung. pH: 1Warna pekat & amis
menyengat. pH: 13As. Lemah: ada gelembungBs. Lemah: Menggumpal
& ada gelembung
11Tulang7Warna lebih putih & bau amis. pH: 3Lunak &
hancur. pH: 14As. Kuat: putih pekat, endapan.Bs. Kuat: tulang
hancur.
12Tulang7Warna pucat & bau menyengat. pH: 2Warna pucat &
bau tdk menyengat. pH: 8Warna tetap pucat, keras, & tdk
menyengat
13Kulit Ikan7Kulit pecah, ada endapan. pH: 3Ada minyak. pH: 0As.
Kuat: kulit hancur.Bs. Kuat: kulit pecah, cairan warna merah.
14Kulit Ikan7Warna merah kekuningan, keruh, bau amis. pH: 2Warna
bening & keruh. pH: 6As. Lemah: kuning & tdk lunak.Bs.
Lemah: tdk lunak, keruh.
15Telur7Putih pekat kekuningan. pH: 0Putih kecoklatan. pH: 13As.
Kuat: padat & bau menyengatBs. Kuat: Mengeras & ada
endapan.
16Telur9Putih kekuningan ada endapan. pH: 3Putih kekuningan agak
cair. pH: 11Menggumpal dan berwarna putih pekat.
PembahasanPenambahan Asam Kuat dan Asam Lemah pada
SampelPengujian protein dengan menambahkan asam kuat berupa H2SO4
dan asam lemah berupa CH3COOH menyebabkan perubahan terhadap semua
sampel. Pada sampel ikan (daging, tulang, kulit) mulanya pH sampel
hanya berkisar 6-7, namun ketika ditambahkan asam kuat pH berubah
menjadi 0-3 dan ketika ditambahkan asam lemah pH berubah menjadi
1-3. Penambahan asam kuat jauh lebih menurunkan pH dibandingkan
dengan penambahan asam lemah meskipun perbedaannya tidak terlalu
besar.Penambahan asam kuat dan asam lemah ini membuat daging
menggumpal dan tulang hancur. Larutan menjadi berwarna keruh dan
menjadi berwarna pucat pada semua sampel ikan. Hal ini menandakan
bahwa protein tidak tahan terhadap kondisi asam. Ketika pengujian
ninhidrin tidak menunjukan warna ungu, maka dapat dikatakan bahwa
protein terdenaturasi sehingga protein pada sampel tersebut tidak
lagi terkandung.Sedangkan pada sampel telur, pH yang pada mulanya
berkisar 9, ketika ditambahkan asam kuat menjadi 0 dan ketika
ditambahkan asam lemah menjadi 3. Penambahan asam ini menyebabkan
sampel telur mengalami penggumpalan dan menyebabkan larutan berubah
warna menjadi keruh. Sama halnya dengan sampel ikan, sampel telur
pun tidak tahan terhadap kondisi asam.Begitupula ketika pengujian
ninhidrin, tidak terdapat warna ungu pada sampel telur yang berarti
tidak ada lagi kandungan protein dalam sampel karena terjadi proses
denaturasi.Penambahan Basa Kuat dan Basa Lemah pada SampelSampel
ikan (daging, kulit, tulang) yang diberi tambahan basa kuat dan
basa lemah mengalami perubahan pH. pH yang pada mulanya berkisar 6
menjadi 0-1 ketika ditambahkan basa kuat dan berkisar 13 ketika
ditambahkan basa lemah. Penambahan basa pada sampel ikan ini
menyebabkan perubahan tekstur dan juga warna. Tekstur daging
menjadi menggumpal dan tulang menjadi hancur. Daging berubah warna
menjadi jingga kekuningan, dan larutannya menjadi keruh. Tulang
berubah warna menjadi pucat dan larutannya menjadi warna kekuningan
dengan ada sedikit lapisan kuning. Larutan pada kulit berubah warna
menjadi keruh dan terdapat lapisan cincin berwarna kuning. Ketika
pengujian ninhidrin tidak menunjukan warna ungu, maka dapat
dikatakan bahwa protein terdenaturasi sehingga protein pada sampel
tersebut tidak lagi terkandung.Sedangkan pada sampel telur, pH yang
pada mulanya berkisar 9, ketika ditambahkan basa kuat menjadi 13
dan ketika ditambahkan basa lemah menjadi 11. Penambahan basa kuat
menyebabkan larutan berubah warna menjadi sangat bening. Ketika
dilakuakan pengujian ninhidrin, tidak terdapat warna ungu yang
menandakan bahwa tidak ada lagi kandungan protein dalam sampel.
Namun penambahan basa lemah menyebabkan larutan terdiri dari
beberapa lapisan warna dan ketika dilakukan pengujian ninhidrin,
terdapat warna ungu, yang menandakan bahwa protein tidak sepenuhnya
terdenaturasi. Kandungan protein pada telur masih tahan terhadap
penambahan basa lemah.Protein merupakan senyawa yang bersifat
amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam maupun basa yang
mengandung gugusan amino dan karboksil bebas pada ujung-ujung
rantainya sehingga bila ditambahkan asam/basa akan mengalami
denaturasi. Protein akan mengalami kekeruhan terbesar pada saat
mencapai pH isoelektris yaitu pH dimana protein memiliki muatan
positif dan negatif yang sama, pada saat inilah protein mengalami
denaturasi yang ditandai kekeruhan meningkat dan timbulnya
gumpalan.
Pemanasan pada SampelPemanasan pada sampel ikan pun menyebabkan
perubahan pada tekstur maupun warna. Pemanasan pada daging
menyebabkan daging berubah warna menjadi putih pucat dan
menggumpal, sedangkan larutan menjadi berwarna keunguan. Pemansan
pada tulang menyebabkan tulang menjadi berwarna pucat dan hancur,
sedangkan larutan menjadi berwarna keunguan. Pemanasan pada kulit
menyebabkan larutan berwarna putih keruh kekuningan. Protein masih
terkandung pada daging dan tulang ikan ditandai dengan adanya warna
ungu pada larutan setelah dilakukan uji ninhidrin. Hal ini berarti
bahwa protein tidak rusak apabila dilakukan pemanasan. Namun hal
ini tidak terjadi pada kulit, tidak ada warna keunguan pada larutan
sampel yang berarti kandungan protein sudah tidak ada akibat
terdenaturasi. Sedangkan pada telur, perubahan warna terjadi karena
terbentuk lapisan berwarna bening, putih dan kuning. Tekstur telur
yang mulanya kental berubah menjadi sedikit lebih kaku. Ketika
dilakukan pengujian ninhidrin, terdapat warna ungu pada larutan,
yang menandakan bahwa protein masih terkandung dalam sampel telur
tersebut. Protein masih tahan terhdap pemanasan sehingga tidak
terjadi denaturasi protein.Sebenarnya panas dapat menyebabkan
protein terdenaturasi, namun karena suhu tidak terlalu panas, maka
proses denaturasi tidak terjadi. Umumnya protein mengalami
denaturasi dan koagulasi pada rentang suhu sekitar 55-75 C.
Denaturasi terjadi karena suhu tinggi dapat meningkatkan energi
kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau
bergetar sangat cepat sehingga mengacaukan ikatan ikatan hidrogen
dan interaksi hidrofobik non polar. Pemanasan akan membuat protein
bahan terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat airnya menurun. Hal
ini terjadi karena energi panas akan mengakibatkan terputusnya
interaksi non-kovalen yang ada pada struktur alami protein tapi
tidak memutuskan ikatan kovalennya yang berupa ikatan peptida.
KESIMPULANSampel berupa putih telur,dan ikan (daging, tulang,
kulit) akan mengalami denaturasi protein yang disebabkan oleh
pemanasan dan penambahan asam/basa. Pada pemanasan, denaturasi akan
terjadi pada suhu 55-75oC. sedangkan pada penambahan asam/basa
denaturasi dapat terjadi pada kondisi sangat asam atau sangat
basa.Penambahan asam kuat membuat sampel mengalami penurunan pH
yang lebih besar daripada penambahan asam lemah. Penambahan basa
kuat membuat sampel mengalami kenaikan pH lebih besar daripada
penambahan basa lemah.Untuk mengetahui kandungan protein pada
sampel, dapat dilakukan dengan pengujian ninihidrin, yang jika
positif akan menimbulkan warna ungu jika negatif tidak akan
menunjukan perubahan
DAFTAR PUSTAKAPoedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia.
Penerbit UI-Press:Jakarta.Winarno, F. G. 1992. Kimia Pangan dan
Gizi. Penerbit Gramedia: Jakarta.Wirastuti,dkk. 2006. Laporan
Praktikum Pengaruh Pengolahan Terhadap Kecernaan atau
Digestibilitas Protein. UGM. Yogyakarta.Yuwono, dkk. Karakterisasi
Fisik, Kimia dan Fraksi Protein 7s dan 11s Sepuluh Varietas Kedelai
Produksi Indonesia. Jurnal Tek. Pert. Vol 4(1): 84 90.
LAMPIRAN Gambar 1. Hasil Perlakuan dan Alat Bahan