ACARA IIIPROTEIN

A. Tujuan

Tujuan dari praktikum acara III protein adalah untuk mengetahui kadar protein total dari sampel kacang hijau, kacang tanah, kacang kedelai hitam dan kacang kedelai putih dengan menggunakan metode Kjeldahl.

B. Tinjauan Pustaka

1. Tinjauan BahanAsam amino utama yang terkandung pada kacang hijau adalah metionin dan sistein, dan masing-masing mempunyai titik isoelektrik 5,7 dan 4,3. Kedua asam amino tersebut termasuk ke dalam asam amino polar. yang memiliki sifat sebagai berikut, memiliki gugus R yang tidak bermuatan, dan bersifat hidrofilik, serta cenderung terdapat di bagian luar molekul protein. Sifat protein yang hidrofilik atau mampu menyerap air disebabkan oleh adanya rantai yang mempunyai gugus-gugus polar, seperti karbonil, hidroksil, amino, karboksil, dan sulfhidril, sehingga dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Dengan jumlah dan tipe gugus-gugus polar yang berbeda maka kemampuan protein dalam menyerap air pun berbeda (Triyono, 2010).

Kacang hijau memiliki kandungan serat makanan 4,3 gram dalam 100 gram. Kacang hijau juga merupakan sumber zat gizi tinggi, terutama protein nabati (Kusharto, 2006). Kandungan protein pada kacang hijau sebesar 22%, kandungan protein (asam amino) biji kacang hijau ini cukup lengkap terdiri atas asam amino esensial yakni Isoleusin 6,95%; Leucin 12,90%; Lysin 7,94%; Methionin 0,84%; Phenylalanin 7,07%; Theonin 4,50%; Valin 6,23% dan juga asam amino nonesensial yakni Alanin 4,15%; Arginin 4,44%; Asam Aspartat 12,10%; Asam Glutamat 17,00%; Glycin 4,03%; Tryptophan 1,35%; dan Tyrosin 3,86% (Nawangsari, 2012).Asam klorida (HCl) yang bersifat asam kuat mengakibatkan terdapat ion H+ yang berlebih, yang menunjukkan adanya kekeruhan dan adanya endapan lebih banyak pada proses pemanasan. Keelektronegatifan asam kuat lebih besar sehingga menarik ikatan elektron lebih kuat daripada atom hidrogen, dan lebih mudah dalam pembentukan ion H+. Kekuatan asam meningkat dengan naiknya keelektronegatifan atom X pada ikatan HX (Triyono, 2010).

2. Tinjauan Teori

Protein adalah zat yang mengandung nitrogen yang dibentuk oleh asam amino. Protein berfungsi sebagai utama komponen struktural dari otot dan jaringan lain dalam tubuh. Selain itu, protein digunakan untuk memproduksi hormon, enzim dan hemoglobin. Protein dapat juga dapat digunakan sebagai energi, namun bukan menjadi pilihan utama. Apabila protein akan digunakan oleh tubuh, protein perlu dimetabolisme ke dalam bentuk yang paling sederhana, yaitu asam amino. Ada 20 asam amino yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan metabolisme manusia. Dua belas asam amino ini (sebelas pada anak-anak) dapat disintesis oleh tubuh kita dan tidak perlu dikonsumsi dalam bentuk makanan (Hoffman, 2004).Protein memiliki efek mengenyangkan lebih kuat dibandingkan dengan karbohidrat dan lemak,dan diet protein tinggi mengakibatkan pengeluaran energi meningkat setelah konsumsi daripada diet protein rendah. Oleh karena itu makanan yang tinggi kandungan proteinnya dapat digunakan untuk pengendalian berat badan dan pengobatan obesitas. Selain itu, protein juga penting dalam diet orang tua dan mengonsumsi makanan dengan asupan protein yang lebih besar dari kebutuhan protein sehari-hari dalam tubuh dapat membantu mencegah kehilangan massa otot pada lansia, dan penyakit-penuaan yang terkait (Saglam, 2013).Bahan makanan dikatakan mempunyai kualitas protein yang baik apabila bahan makanan tersebut dapat menyediakan seluruh asam-asam amino esensial dalam perbandingan hampir mendekati sama dengan yang ada pada protein yang akan dibentuk, ditambah sumber N yang lain untuk membentuk asam amino yang tidak esensial. Sedang yang dikatakan asam amino esensial yaitu asam-asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh hewan dalam kecepatan yang diperlukan untuk pertumbuhan yang normal (Suroyo, 2011).

Fungsi protein adalah: a) sebagai bahan bakar atau energi karena mengandung karbon, maka dapat digunakan oleh tubuh sebagai bahan bakar. Protein akan dibakar manakala keperluan tubuh akan energi tidak diterpenuhi oleh lemak dan karbohidrat; b) Sebagai zat pengatur yaitu mengatur berbagai proses tubuh baik secara langsung maupun tidak langsung. Sebagai bahan pembentuk zat-zat yang mengatur berbagai proses tubuh; dan c) Sebagai zat pembangun yaitu untuk membantu membangun sel-sel yang rusak maupun yang tidak rusak. Kebutuhan protein meningkat sesuai dengan pertambahan umur (Maharani, 2010).

Peneraan jumlah protein secara empiris yang umum dilakukan adalah dengan menentukan jumlah nitrogen (N) yang dikandung suatu bahan. Cara penentuan ini dikembangkan oleh Kjeldahl, seorang ahli ilmu kimia Denmark pada tahun 1883. Kadar protein yang ditentukan berdasarkan cara Kjeldahl ini sering disebut sebagai kadar protein kasar (crude protein). Dasar perhitungan penentuan kadar protein menurut Kjeldahl ini adalah hasil penelitian dan pengamatan yang menyatakan bahwa umumnya protein alamiah mengandung unsur N rata-rata 16% (dalam protein murni). Untuk senyawa-senyawa protein tertentu yang telah diketahu unsur N-nya, maka angka yang lebih tepat dapat dipakai. Apabila jumlah unsur N dalam bahan telah diketahui (dengan berbagai cara) maka jumlah protein dapat diperhitungan dengan jumlah N x 6,25. Untuk campuran senyawa-senyawa protein atau yang belom diketahui komposisi unsur-unsur penyusunnya secara pasti, maka faktor perkalian 6,25 inilah yang dipakai. Sedangkan untuk protein-protein tertentu yang faktor perkalian yang lebih tepatlah yang dipakai (Sudarmadji, 2010).Analisa protein dilakukan dengan beberapa cara yaitu: 1) Analisa kualitatif: Test Biuret, Test Molish, Test Xanthoprotein, Test Millon, Test Ninhidrin; dan 2) Analisa kuantitatif: Metode Dumas, Spektrofotometri UV, Titrasi formol, Turbidimetri atau kekeruhan, Metode Kjeldahl yang terbagi menjadi 3 tahap: a) Destruksi: Sampel dimasukkan dalam labu kjeldahl dengan bantuan corong kecil ditambah campuran selenium, 25ml H2SO4 pekat kemudian dipanaskan dengan api kecil dulu sampai gas SO2 yang berwarna putih hilang dengan posisi labu kjeldhal miring 45. Pemanasan dilanjutkan sampai terjadi larutan yang jernih (Maharani, 2010).

Pengertian protein kasar adalah semua zat yang mengandung nitrogen. Diketahui bahwa dalam protein rata-rata mengandung nitrogen 10% (kisaran 13-19%). Metode yang sering digunakan dalam analisa protein adalah metode Kjeldhal yang melalui proses destruksi, destialsi, titrasi dan perhitungan. Dalam analisis ini yang dianalisis adalah unsur nitrogen bahan, sehingga hasilnya harus dikalikan dengan faktor protein untuk memperoleh nilai protein kasarnya (Suroyo, 2011).

Penggumpalan protein dan endapan yang terbentuk dapat disebabkan oleh terjadinya koagulasi dan denaturasi protein. Denaturasi dapat mengubah sifat protein menjadi sukar larut dalam air. Penggumpalan ini dapat disebabkan oleh pemanasan, penambahan asam, penambahan enzim, dan adanya logam berat. Pemanasan lebih lanjut dan penambahan asam ini akan menyebabkan denaturasi rusaknya struktur protein sehingga protein akan mengendap. Denaturasi dapat diartikan sebagai perubahan atau modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier dan kuartener molekul protein, tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Karena itu denaturasi dapat pula dikatakan sebagai suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen interaksi hidrofobik, ikatan garam, dan terbentuknya lipatan atau wiru molekul (Triyono, 2010).C. Metodologi

1. Alat a. Labu dekstruksi (labu kjeldahl)

b. Desikator

c. Gelas ukur

d. Pemanas listrik

e. Buret

f. Erlenmeyer

2. Bahan

a. Kacang hijau

b. Kacang tanahc. Kacang kedelai putih

d. Kacang kedelai hitame. Katalis campuranf. Tablet kjeldahlg. H2SO4h. Larutan asam borat 4%

i. Na tiosulfat

j. Larutan HCl 0,02N3. Cara Kerja

D. Hasil dan PembahasanPada praktikum ini bertujuan untuk menentukan kadar protein pada bahan pangan kacang hijau, kacang tanah, kacang kedelai putih dan kacang kedelai hitam dengan metode Kjeldahl. Sampel yang digunakan ada kacang hijau dan kacang tanah. Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh karena zat ini berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung unsur-unsur C, H, O, N, P, S, dan terkadang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga (Winarno, 1992).Prinsip dasar penentuan kadar protein dengan metode Kjeldahl adalah penentuan jumlah Nitrogen (N) yang dikandung oleh suatu bahan dengan cara mendegradasi protein bahan organik dengan menggunakan asam sulfat pekat untuk menghasilkan nitrogen sebagai amonia, kemudian menghitung jumlah nitrogen yang terlepas sebagai amonia lalu mengkonversikan ke dalam kadar protein dengan mengalikannya dengan konstanta tertentu. Menurut Sudarmadji (2010) umumnya protein alamiah mengandung unsur N rata-rata 16% (dalam protein murni). Untuk senyawa-senyawa protein tertentu yang telah diketahu unsur N-nya, maka angka yang lebih tepat dapat dipakai. Apabila jumlah unsur N dalam bahan telah diketahui (dengan berbagai cara) maka jumlah protein dapat diperhitungan dengan jumlah N x 6,25. Untuk campuran senyawa-senyawa protein atau yang belom diketahui komposisi unsur-unsur penyusunnya secara pasti, maka faktor perkalian 6,25 inilah yang dipakai. Sedangkan untuk protein-protein tertentu yang faktor perkalian yang lebih tepatlah yang dipakai (Sudarmadji, 2010). Metode Kjeldahl ini memiliki beberapa kelebihan, antara lain: penentuan kadar protein dengan metode Kjeldahl telah digunakan secara luas di seluruh dunia dan masih merupakan metode standar dibanding metode lain, karena metode Kjeldahl tidak menghitung kadar protein secara langsung, diperlukan faktor konversi (F) untuk menghitung kadar protein total dan kadar nitrogen. Sifatnya yang universal, presisi tinggi dan reprodusibilitas baik membuat metode ini banyak digunakan untuk penetapan kadar protein. Namun metode ini juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu metode ini tidak memberikan pengukuran protein sesungguhnya, karena tidak semua nitrogen dalam makanan bersumber dari protein. Protein yang berbeda memerlukan faktor koreksi yangberbeda karena susunan residu asam amino yang berbeda. Penggunaan asam sulfat pada suhu tinggi berbahaya, demikian juga beberapa katalis. Selain itu, teknik yang digunakan pada metode kjeldahl membutuhkan waktu yang cukup lama.

Analisa protein dengan metode kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu proses destruksi, proses destilasi, dan tahap titrasi. Pada tahap destruksi, sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi penguraian sampel menjadi unsur-unsurnya yaitu unsur-unsur C, H, O, N, S, dan P. Unsur N dalam protein ini dipakai untuk menentukan kandungan protein dalam suatu bahan. Untuk mempercepat proses destruksi ini, ditambahkan katalisator. Penggunaan katalisator yang berupa tablet kjeldahl ini berfungsi untuk mempercepat proses destruksi dengan menaikkan titik didih asam sulfat saat dilakukan penambahan H2SO4 pekat serta mempercepat kenaikan suhu asam sulfat, sehingga destruksi berjalan lebih cepat. Karena titik didih tinggi maka asam sulfat akan membutuhkan waktu yang lama untuk menguap. Dengan demikian, kontak asam sulfat dengan sampel akan lebih lama sehingga proses destruksi akan berjalan lebih efektif.Pada tahap destilasi, prinsipnya adalah memisahkan cairan atau larutan berdasarkan perbedaan titik didih. Mula-mula larutan sampel hasil destruksi yang telah dingin ditambah dengan aquadest. Tujuannya untuk melarutkan sampel hasil destruksi dan blankonya agar hasil destruksi dapat didestilasi dengan sempurna serta untuk lebih memudahkan proses analisa karena hasil destruksi melekat pada labu kjeldahl. Menurut Triyono (2010) pengunaan aquadest sebagai pelarut didasarkan pada adanya sifat hidrofilik dari protein. Sifat ini timbul oleh adanya rantai sisi polar di sepanjang rantai peptida, yaitu gugus karboksil dan amino. Molekul protein mempunyai beberapa gugus yang mengandung atom N atau O yang tidak berpasangan. Atom N pada rantai peptida bermuatan negatif sehingga mampu menarik atom H dari air yang bermuatan positif. Molekul air yang telah terikat tersebut dapat berikatan dengan molekul air yang lain, karena memiliki sebuah atom O dengan elektron yang tidak berpasangan.

Asam borat (H3BO3) berfungsi sebagai penangkap NH3 sebagai destilat berupa gas yang bersifat basa. Kemudian dititrasi dengan HCl 0,02N, sehingga banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui. Berdasarkan penelitian dari Triyono (2010) penambahan asam klorida (HCl) yang bersifat asam kuat mengakibatkan terdapat ion H+ yang berlebih, yang menunjukkan adanya kekeruhan dan adanya endapan lebih banyak pada proses pemanasan. Keelektronegatifan asam kuat lebih besar sehingga menarik ikatan elektron lebih kuat daripada atom hidrogen, dan lebih mudah dalam pembentukan ion H+. Kekuatan asam meningkat dengan naiknya keelektronegatifan atom X pada ikatan H--X. Jenis asam amino yang lebih banyak terkandung dalam kacang hijau adalah asam amino cistin dan metionin, sehingga penambahan asam kuat ini tidak memberikan hasil kadar protein isolat kacang hijau yang optimum, karena penggunaan asam kuat seperti HCl akan berpengaruh terhadap beberapa asam amino sehingga mengakibatkan kerusakan seperti pada cistin, triptofan, serina dan treonin.DAFTAR PUSTAKA

Nawangsari., A.M Legowo. dan Sri Mulyani. 2012. Kadar Laktosa, Keasaman dan Total Bahan Padat Whey Fermentasi dengan Penambahan Jus Kacang Hijau. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan, Vol.1 (1): 12-17.

Triyono, Agus. 2010. Mempelajari Pengaruh Penambahan Beberapa Asam pada Proses Isolasi Protein Isolat Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.). Seminar Rekayasa Kimia dan Proses ISSN: 411-4216.

Maharani, Endang Triwahyuni., Yusrin. 2010. Kadar Protein Kista Artemia Curah yang dijual Petambak Kota Rembang dengan Variasi Suhu Penyimpanan. Prosiding Seminar Nasional UNIMUS.

Suroyo, Bambang. 2011. Pengetahuan Bahan Makanan Ternak. CV Nutri Sejahtera: Bogor.Sudarmadji, Slamet., Bambang Haryono. dan Suhardi. 2010. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty: Yogyakarta.Salam, Dilek. et al. 2013. Preparation of Protein Particles for High Protein Foods Using Two-Step Emulsification. Laboratory of Physical Chemistry and Colloid Science.Hoffman, Jay R. and Michael J. Falvo. 2004. Protein-Which is Best?. Journal of Sports Science and Medicine, Vol.3 (1): 118-130.kacang hijau, kacang hitam, kedelai putih, dan kedelai hitam

ditumbuk halus dan ditimbang 0,3 gram

dimasukkan ke dalam labu kjeldahl

0,7 gram katalis campuran

dilakukan dekstruksi dalam almari asam, mula-mula dengan api kecil dan setelah asap hilang, api dibesarkan, pemanasan diakhiri setelah cairan menjadi jernih tak berwarna sampai jernih

dibuat perlakuan blanko yaitu seperti perlakuan diatas tanpa contoh

larutan dipindahkan ke dalam labu destilasi

20-60 ml aquadest dan tablet kjeldahl

ditambahkan pelan-pelan melalui dinding tabung, dan dilakukan destilasi

15 ml larutan NaOH-Na tiosulfat

hasil destilasi ditampung dengan erlenmeyer yang berisi asam borat

labu erlenmeyer berisi destilat diambil dan dititrasi dengan HCl 0,02N hingga terjadi perubahan warna. Dibandingkan dengan titrasi blanko