PRAKTIKUM BIOMOLEKUL

ANALISIS PROTEIN

Disusun Oleh :

Kelompok 5 :

Ferlia Suci Ramadhani NIM 121810301007

Agus Wedi Pratama NIM 121810301016

Lailatul Badriyah NIM 121810301036

Dewi Adriana Putri NIM 121810301053

LABORATORIUM BIOKIMIA

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Protein merupakan salah satu unsur terpenting penyusun makhluk hidup.

Seperti halnya unsur lainnya seperti karbohidrat, protein juga memiliki sifat dan

fungsi. Sifat-sifat dan fungsi protein ditentukan oleh jenis dan urutan asam amino.

Beberapa fungsi utama protein dalam organisme kehidupan antara lain; sebagai

bahan penyusun selaput sel dan dinding sel, jaringan pengikat, pembentuk

membran sel, mengangkut molekul-molekul lain (hemoglobin) dan sebagai zat

antibodi. Pada kehidupan, protein memegang peranan yang penting pula. Proses

kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu

protein yang berfungsi sebagai biokatalisator.

Protein merupakan persenyawaan kompleks yang dihasilkan dari polimerisasi

asam asam amino yang terikat satu sama lain melalui ikatan peptide(-CO-NH-).

Protein merupakan senyawa yang sangat penting dalam sistem kehidupan karena

protein memainkan peran yang sangat vital dalam semua aktivitas sel-sel tubuh

makhluk hidup. Protein digunakan untuk dukungan struktural, penyimpanan,

transport substansi lain, pergerakan dan pertahanan melawan substansi asing.

Sebagai contoh, fibrosa mempunyai peran yang sangat penting dalam menyangga

atau melindungi tubuh, sedangkan protein globuler seperti albumain memiliki

peranan dalam aliran darah untuk penahan tekanan osmosis.

Semua protein terdiri dari rantai polipeptida yang memiliki struktur tertentu

dalam tiga dimensi. Struktur protein terdiri dari 3 macam yaitu sekunder, tersier,

dan kuartener. Pada struktur tersier, terdapat ikatan hidrogen, ikatan disulfida atau

ikata ionik. Struktur pada protein menentukan sifat-sifat protein baik daya

larutnya maupun peranannya sebagai enzim suatu reaksi. Jika dari ketiga ikatan

itu pecah maka rantai polipeptida akan diubah bentuknya yang mempunyai sifat

berbeda. Proses yang terjadi ini disebut dengan dinaturasi dan disebabkan oleh

pemanasan, larutan asam atau basa atau dengan molekul polar. Kebenaran teori

tersebut dapat untuk membuktikan kebenarannya maka dilakukanlah percobaan

uji protein dengan metode identifikasi secara kualitatif dengan menggunakan

beberapa prinsip.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari percobaan analisis protein yaitu :

- Bagaimana cara menentukan jumlah atau kandungan protein dalam bahan

pangan?

- Bagaimana cara menentukan tingkat kualitas protein dari sudut gizi?

- Mengapa suatu protein dikatakan sebagai suatu bahan kimia, misalnya secara

biokimia, fisiologis,reotologis, dll?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan analisis protein yaitu :

- Menentukan jumlah atau kandungan protein dalam bahan pangan?

- Menentukan tingkat kualitas protein dari sudut gizi?

- Menelaah protein dikatakan sebagai suatu bahan kimia, misalnya secara

biokimia, fisiologis,reotologis, dll?

1.4 Manfaat

Adapun manfaat dari percobaan analisis protein yaitu :

1. Dapat mengetahui kandungan protein dalam bahan pangan

2. Dapat membedakana kualitas protein dan yang buruk

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Kata protein berasal dari kata protos atau proteos yang berarti pertama atau

utama. Protein merupakan komponen penting sel hewan atau manusia sehingga

fungsi utama protein yaitu sebagai zat pembentukan dan pertumbuhan tubuh.

Protein adalah komponen yang terdiri atas atom karbon, hidrogen, oksigen,

nitrogen, dan beberapa ada yang mengandung sulfur dan fosfor. Tersusun dari

serangkaian asam amino dengan berat molekul yang relatif sangat besar, yaitu

berkisar 8.000 sampai 10.000. Protein yang tersusun dari hanya asam amino

disebut protein sederhana. Protein yang mengandung bahan selain asam amino,

seperti turunan vitamin, lemak, dan karbohidrat, disebut protein kompleks secara

biokimiawi, 20% dari susunan tubuh orang dewasa terdiri dari protein. Kualitas

protein ditentukan oleh jumlah den jenis asam aminonya (Devi, 2010).

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 ialah polimer alami yang terdiri atas sejumlah

unit asam amino yang berikatan satu dengan lainnya melalui ikatan amida atau

peptida. Protein juga dapat diartikan sebagai senyawa organik kompleks dengan

bobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam

amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Protein dapat

digolongkan berdasarkan bentuk dan sifat-sifat fisik tertentu, yaitu protein

globular dan protein serat. Protein serat merupakan material struktural hewan dan

bersifat tidak larut air. Protein globular cenderung larut air dan bentuknya hampir

bulat. Protein globular memainkan peranan penting dalam aktivitas biologis.

Protein globular lebih kompleks dan reaktif seperti hemoglobin, mioglobin, atau

sitokrom sedangkan protein serat digunakan untuk pertahanan luar seperti keratin,

kolagen, miosin, dan aktin (Hart 2003).

Keistimewaan dari protein ini ialah bahwa strukturnya yang mengandung

N disamping C, H, O ( seperti juga karbohidrat dan lemak ), S edan kadang-

kadang P, Fe,dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein). Protein dalam

bahan makanan tertentu sangat penting dalam proses kehidupan organisme yang

heterotrof seperti hewan dan manusia. Protein alamiah mula-mula dibentuk dari

asam-asam amino yang dirakit sama sekali baru oleh organisme autrotofdari

unsure-unsur anorganik C, H, O, N, dan S yang ada dalam tanah atau udara.

Molekul protein yang besar menyebabkan protein mudah sekali mengalami

perubahan bentuk fisik ataupun aktivitas biologisnya. Banyak agensia yang yang

dapa menyebabakan perubahan sifat alamiah protein misalnya panas, asam, basa,

solven organic,garam, logam berat, radiasi sinar radioaktiv.Perubahan sifat fisik

yang mudah diamati, adalah terjadinya penjedalan . dalam bahan makanan

tertentu bahan yang digunakan untuk menguji kandungan protein meliputi putih

telur, larutan KOH dan larutan CuSO4. (Slamet Sudarmaji, 1996).

Protein murni tidak berwarna dan tidak berbau. Jika protein tersebut

dipanaskan, warnanya berubah menjadi coklat dan baunya seperti bau bulu atau

bau rambut terbakar. Keratin misalnya, yaitu protein yang monomernya banyak

mengandung asam amino sistein. Jika keratin dibakar, timbul bau yang tidak enak.

Protein alam yang murni juga tidak memiliki rasa, tetapi hasil hidrolisis protein,

yaitu proteosa, pepton, dan peptida, mempunyai rasa pahit. Pada umumnya,

protein terdapat dalam bentuk amorf dan hanya sedikit sekali yang terdapat dalam

bentuk Kristal. Protein nabati umumnya lebih mudah membentuk Kristal

dibandingkan dengan protein hewani. Protein hewani seperti hemoglobin mudah

membentuk suatu Kristal, sedangkan albumin sukar. Kandungan protein pada

setiap bahan berbeda-beda. Beberapa protein enzim, seperti tripsin, pepsin, urease,

dan katalase juga dapat membentuk Kristal (Sumardjo, 2008).

Viskositas larutan protein dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi protein.

Pada konsentrasi yang sama, larutan protein fibrosa mempunyai viskositas yang

lebih tinggi dibandingkan dengan protein globular. Jadi, pada konsentrasi yang

sama, larutan protein bermolekul besar mempunyai viskositas yang lebih tinggi

dibandingkan dengan larutan protein bermolekul kecil. Viskositas protein paling

rendah yaitu pada titik isoelektriknya. Kelarutan protein dalam berbagai pelarut

(air, alcohol, dan garam encer) berlainan. Protein yang kaya akan radikal-radikal

nonpolar bebas lebih mudah larut dalam campuran alcohol-air dari pada dalam air.

Protein yang miskin akan radikal-radikal polar bebas cenderung untuk mengendap

dengan penambahan sedikit alcohol atau aseton. Protein tidak larut dalam air,

tetapi kaya akan radikal-radikal yang bermuatan, dan mudah larut dalam garam-

garam netral. Tinggi rendahnya suhu dapat memengaruhi kelarutan protein dalam

larutan garam. Larutan garam fosfat misalnya karboksi hemoglobin kuda pada

suhu 0oC mempunyai kelarutan sepuluh kali lebih besar dari pada suhu 25oC.

Protein yang terdapat pada biji-biji tanaman lebih mudah larut dalam larutan

garam pada suhu tinggi dibandingkan dengan suhu rendah namun, kenaikan suhu

tidak banyak memengaruhi kelarutan albumin telur dalam larutan garam

(Sumardjo, 2008).

Adanya gugus amino dan karboksil bebas pada ujung-ujung rantai molekul

protein, menyebabkan protein mempunyai banyak muatan (polielektrolit) dan

bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun dengan basa). Dalam kimia,

amfoter merujuk pada zat yang dapat bereaksi sebagai asam atau basa. Perilaku ini

dapat terjadi karena memiliki dua gugus asam dan basa sekaligus atau karena

zatnya sendiri mempunyai kemampuan seperti itu. Zat amfoter yang klasik adalah

asam amino, protein, dan air. Beberapa logam, seperti seng, timah, aluminium,

dan berilium, dapat membentuk oksida amfoterik. Gejala ini dapat dimanfaatkan

untuk memisahkan kation dalam larutan, misalnya seng dari mangan (Linggih,

2004).

Berdasarkan bentuk molekulnya protein dibagi menjadi dua, yaitu protein

fibrosa, adalah protein yang bentuknya memanjang, misalnya kolagen fibrin,

miyosin dan keratin; dan protein globuler, yaitu protein yang rantai

polipeptidanya melinhkar sehingga membentuk molekul membulat, misalnya

albumin, globulin, protein, enzim dan protein hormon. Berdasarkan elemen

penyusunnya, terbagi menjadi dua yaitu protein sederhana adalah protein yang

apabila terhidrolisis sempurna menghasilkan alfa asam amino saja; dan protein

majemuk adalah protein ynang mengandung gugus non protein atau prostetik di

dalamnya.Uji kualitatif protein dapat dilakukan berdasarkan uji warna atau

melalui ujiendapan. Uji warna meliputi Ninhidrin, Biuret, Reduksi Sulfur,

Xantroprotein, dan Millon Nasse. Sedangkan untuk uji pengendapan biasanya

menggunakan garam logam (Elizabeth, 2010),

Beberapa jenis protein sangat peka terhadap perubahan lingkungannya.

Suatu protein memiliki arti bagi tubuh jika melakukan aktivitas biokimiawi yang

menunjang bagi kebutuhan tubuh. Aktifitas ini mengandung struktur dan

konformasi protein yang tepat apabila konformasi protein berubah. Misalnya

karena perubahan suhu, pHatau karena reaksi dengan senyawa lain, ion-ion

logammaka aktifitas biokimianya akan berkurang. Enzim merupakan salah satu

contoh protein yang memiliki aktivitas katalis reaksi didalam tubuh. Ion logam

berat yang masuk ke dalam tubuh akan bereasi dengan sebagian enzim ditubuh

sehingga menyebabkan koagulasi atau penggumpalan(Poedjiadi, 1994)

Peptide sederhana mengandung dua, tiga, empat, atau lebih residu asam

amino, masing-masing disebut dipeptida, tripeptida, tetrapeptida, dan seterusnya.

Peptide didapatkan dari hidrolisis rantai panjang suatu polipeptida (protein).

Sebagaimana asam amino, peptide memiliki pH isolistrik (pHI). Reaksi kimia

peptide disebabkan karena adanya gugus junh –NH2, R, dan –COOH. Seperti

pada asam amino, gugus -NH2 pada peptide dapat direaksikan dengan 2,4

dinitrofenil florobenzene fenilisotianat dan gugus –COOH. Dapat diesterfikasi

dengan dan direduksi. Cara reaksi berwarna yang lain untuk pepetida dan protein

tetapi tidak untuk asam amino bebas, adalah reaksi biuret. Reaksi ini terjadi antara

pepetida atau protein dengan CuSO4 dan alkali, yang menghasilkan senyaw

kompleks berwarna ungu (Wirahardikusumah, 2008).

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Alat-alat yang digunakan meliputi :

1. Beaker glass

2. Penangas

3. Pipet tetes

4. Botol semprot

5. Labu ukur

6. Buret

7. Erlenmeyer

8. Statif

9. Corong

10. Termometer

11. Spektrofotometer

12. Labu Kjeldahl

13. Karet penghisap

14. Set alat Kjeldahl

3.1.2 Bahan

Bahan/ reagen yang digunakan meliputi :

1. Sampel

2. Asam sulfat pekat

3. Campuran Na2SO4 dan HgO (20:1)

4. K2SO4

5. CuSO4

6. NaOH

7. HCl

8. Asam borat 40%

9. Protein

10. Reagen Biuret

11. Protein serum albumin (BSA, bovine serum albumin)

12. Campuran CuSO4 : Na2SO4 (1:8)

13. Aquades

14. Indikator campuran merah metil dan metil biru

3.2 Prosedur Kerja

3.2.1 Metode kjeldahl

1. Tahap Destruksi

2. Tahap Destilasi

Sampel

- dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga bahan terdestruksi

menjadi unsur-unsurnya dan terbentuk amonium sulfat

- ditambahkan katalisator (Campuran Na2SO4 dan HgO (20:1),

K2SO4, CuSO4) untuk mempercepat destruksi

Hasil

Amonium Sulfat

- dipecah menjadi amonia (NH3) dengan menambahkan NaOH

- dipanaskan

- ditangkap dengan larutan asam standar (HCl, atau asam borat

4%) sampai destilat tidak bereaksi basis

Hasil

3. Tahap Titrasi

HCL (Sebagai penampung destilat)

Asam Borat (Sebagai penampung destilat)

3.2.2 Matode Biuret

- ditambahkan 6 mL pereaksi (reagen Biuret).

- didiamkan selama 10 menit pada suhu 37ºC atau 30 menit pada

suhu kamar (30ºC).

- diukur absorbansi dari intensitas warna ungu larutan dengan

Spektofotometer pada panjang gelombang 540 nm.

- dibuat kurva standar menggunakan larutan protein serum

albumin (BSA, bovine serum albumin) secara seri.

- dihitung kadar protain berdasarkan rumus yang ada pada buku

petunjuk.

-

HCl yang tidak bereaksi dengan NH3

- dititrasi dengan NaOH (0,1 N)

Hasil

Asam Borat yang bereaksi dengan NH3

- dititrasi dengan HCl (0,02-0,1 N)

Hasil

4 mL Protein

Hasil

3.2.3 Metode Lowry

- dimasukkan labu kjeldahl.

- ditambahkan 5 mL asam pekat menggunakan pipet yang

dilengkapi karet penghisap.

- ditambahkan juga 10 g campuran CuSO4: Na2SO4 (1:8).

- dilakukan destruksi sampai larutan berwarna biru datu hijau

jernih.

- didinginkan labu kjeldahl pada suhu kamar.

- diencerkan larutan yang didapat dengan sedikit air.

- ditambahkan NaOh 40% sampai terbentuk larutan coklat.

- didestilasi dengan rangkaian alat destilasi kjeldahl.

- ditangkap destilat dengan asam borat yang telah ditetesi

indikator campuran metil merah dan metil biru.

- dihentikan destilasi setelah destilat berubah warna.

- dititrasi destilat yang diperoleh dengan HCl 0,1 N yang

telah distandarisasi.

- dibuat blanko dengan cara yang sama tanpa menggunakan

sampel.

0,3 g sampel kering

Hasil

3.2.4 Kadar Nitrogen (Metode Kjeldahl)

− 0,3 gram sampel kering dimasukkan dalam labu Kjeldahl.

− Ditambahkan secara hati-hati 5 mL asam sulfat pekat (H2SO4)

menggunakan pipet yang dilengkapi karet penghisap.

− Ditambahkan 10 gram campuran CuSO4: Na2SO4 (1:8).

− Dilakukan destruksi dalam lemari asam hingga cairan berwarna

biru atau hijau jernih.

− Dinginkan labu kjeldahl dengan air (suhu <250C).

− Larutan yang telah jernih diencerkan dengan sedikit aquades.

− Ditambahkan NaOH 40% sampai terbentuk larutan coklat.

− Sampel didestilasi dengan rangkaian alat ke destilasi kjeldahl.

− Destilat ditangkap dengan asam borat yang telah ditambahkan 2

tetes indikator campuran metil merah dan metil biru.

− Destilasi dihentikan hingga destilat berubah warna.

− Distilat yang diperoleh dititrasi dengan HCl 0,1 N yang telah

distandarisasi.

− Dibuat blangko dengan cara yang sama tanpa menggunakan

sampel.

Sampel kering

Hasil