laporan penelitian - core.ac.uk · dan glutenin dan struktur dam sifat fisik adonan. tepung terigu...
Post on 23-Mar-2019
243 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
LAPORAN PENELITIAN
Studi Interaksi antara Protein dan Betalain Bit Merah
pada Adonan Roti menggunakan
SDS-Page dan Bioinfomatika
Oleh :
Dr. Alberta Rika Pratiwi, M.Si (Ketua)
Dr. Kristina Ananingsih, M.Sc (Anggota)
Hendrikus Nendra Prasetya, STP, M.Si (Anggota)
PROGRAM MAGISTER TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATHOLIK SOEGIJAPRANATA , SEMARANG
SEMARANG
3
KATA PENGANTAR
Terimakasih disampaikan kepada Tuhan yang Maha Esa dan Kuasa atas segala Kasih
KaruniaNya, sehingga penelitian yang berjudul Studi Interaksi antara Protein dan Betalain
Bit Merah pada Adonan Roti menggunakan SDS-Page dan Bioinfomatika dapat terlaksana.
Penelitian ini merupakan penelitian awal untuk mempelajari interaksi protein gluten dan
antioksidan alami, yang didanai menggunakan dana penelitian rutin Program Magister
Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian tahun anggaran 2015/2016.
Pada kesempatan ini diucapkan terimakasih tak terhingga kepada :
1. Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegipranata
2. Ka Program Magister Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas
Katolik Soegipranata
3. Para Reviewer yang telah memberi masukan berarti
4. Para mahasiswa yang telah membantu dalam penelitian
5. Seluruh Laboran di Laboratorium di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Katolik Soegipranata
Kritik maupun saran sangat ditunggu untuk perbaikan hasil penelitian ini. Terimakasih
Semarang, Agustus 2016
Peneliti
4
RINGKASAN
Produk bakeri mengandung antioksidan merupakan produk yang dapat dimasukkan
sebagai produk fungsional. Telah diketahui bahwa senyawa antioksidan adalah salah satu
komponen yang penting karena fungsinya bagi kesehatan. Dalam formulasi suatu produk
bakeri, penambahan bahan yang mengandung antioksidan berpengaruh terhadap perubahan
karakteristiknya hingga menjadi produk yang siap dikonsumsi. Adonan yang mengandung
tepung terigu memiliki karakteristik mengandung fraksi protein gluten telah diketahui
mampu mengikat antioksidan pada gugus disulfida. Kemampuan tersebut berpengaruh pada
kemampuannya mempertahankan antioksidan pada adonan. Kualitas roti secara mendasar
ditentukan oleh keberhasilan adonan (dalam tahap profen) dalam mengembang. Sementara
antioksidan yang menjadi salah satu komponen dalam adonan roti yang mendandung gluten
dapat mempengaruhi kualitas adonan sebelum dipanggang dan setelah dipanggang.
Berdasarkan latarbelakangnya, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui jenis dan perubahan protein terutama fraksi gluten dalam adonan roti dengan
adanya penambahan betalain bit merah ditinjau dari ukuran berat molekul yang
teridentifikasi melalui SDS-PAGE dan Bionformatika.
Metode yang digunakan meliputi fraksinasi protein hingga diperoleh fraksi gluten
dari adonan tepung terigu yang ditambah serbuk pewarna bit merah. Tepung terigu yang
digunakan adalah tepung terigu yang mengandung protein rendah, sedang dan tinggi.
Selanjutnya dilakukan karakterisasi protein dengan SDS-PAGE dan diintifikasi melalui
sisitem bioinformatika. Hasil yang diperoleh adalah bahwa berat molekul Protein adonan
yang mengandung betalian mengalami perubahan berat molekul. Berdasarkan pencocokan
dengan data di PDB Uniprot, jenis subunit yang terekspresi dari fraksi subunit mengandung
subunit yang tergolong High Molecular Weight dan Low Molecular Weight.
5
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ......…………………………………………………. 2
KATA PENGANTAR …………………………………………………………... 3
RINGKASAN …………………………………………………………………... 4
DAFTAR ISI .………………………………………………………………….... 5
DAFRAR GAMBAR ………………………………………………………….... 6
DAFTAR TABEL ………………………………………………………………. 6
BAB 1. PENDAHULUAN …………………………………………………. 7
1.1 Latar Belakang …………………………………………………. 7
1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………... 8
1.3 Tujuan Penelitian ………………………………………………. 8
1.4 Manfaat Penelitian …………………………………………….. 8
BAB II TINJUAN PUSTAKA ……………………………………………... 9
2.1 Karakteristik Gluten …………………………………………..... 9
2.2 Interaksi Antioksidan dan Gluten …………………………….... 10
BAB III METODE PENELITIAN ………………………………………….. 11
3.1 Pembuatan Adonan …………………………………………….. 12
3.2 Fraksinasi Protein ……………………………………………… 13
3.3 Penentuan Berat Molekul (SDS-Page) ………………………… 13
3.4 Identifikasi Protein (Bioinformatika) …………………………... 14
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ……………………. 15
BAB V KESIMPULAN …………………………………………………….. 21
BAB VI SENARAI PUSTAKA ……………………………………………... 22
6
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Desain Penelitian 11
Ganbar 2. Profil berat molekul (kDa) glutenin dari adonan protein
rendah, sedang dan tinggi serta dengan penambahan
konsentrasi bit merah 0%, 5%, dan 10%. ………………….
15
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Formulasi adonan roti yang digunakan (gram) 12
Tabel 2. Kandungan Gtutenin (mg/ml) dalam adonan dengan
konsentrasi protein berbeda pada berbagai prosentase
batalian
16
Tabel 3. Berat Molekul (kDa) Subunit Fraksi Glutenin dalam Adonan
yang Mengandung Tepung Terigu dengan Konsentrasi
Protein Berbeda dan Berbagai Konsentrasi Antioksidan
Betalain
17
Tabel 4. Subunit protein yang teridentifikasi dalam fraksi Gluten
berdasarkan penelusuran metode bioinformatik
18
7
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Produk bakeri mengandung antioksidan merupakan produk yang dapat dimasukkan
sebagai produk fungsional. Telah diketahui bahwa senyawa antioksidan merupkan salah
satu komponen yang penting karena fungsinya bagi kesehatan. Antioksidan merupakan
substansi yang diperlukan tubuh dalam mengatasi radikal bebas, mencegah kerusakan
akibat yang ditimbulkan oleh radikal bebas dengan melengkapi kekurangan elektronnya
Dalam formulasi suatu produk bakeri, penambahan bahan yang mengandung
antioksidan berpengaruh terhadap atribut sensorinya. Adonan roti berbahan tepung terigu
memiliki karakteristik adanya fraksi protein gluten mengikat antioksidan pada gugus
disulfidanya. Adanya ikatan tersebut berpengaruh pada kemampuannya mempertahankan
antioksidan pada adonan, namun juga mempengaruhi kualitas produk roti. Penelitian yang
dilakukan Sari (2014) yang menggunakan antioksidan dari tepung jahe terbukti dapat
meningkatkan hardness dan kecerahan roti. Penambahan antioksidan juga menyebabkan
perubahan berat molekul fraksi protein gluten pada adonan tepung terigu yang mengandung
jahe dan meningkatnya aktivitas antioksidan produk roti. Menurut Wei Dong & Hoseney
(1995), berat molekul protein gluten dipengaruhi karena adanya ikatan kuat antara ikatan
disulfida (SS) dengan gugus sulfhidril (SH) yang selanjutnya dapat mempengaruhi
karakteristik adonan yang ditunjukkan dengan perubahan berat molekul gluten.
Salah satu sumber antioksidan yang sekaligus memberikan warna merah adalah
umbi bit merah (Beta Vulgaris L). Penggunaan bit merah dalam produk bakeri telah lama
dilakukan di negara-negara yang memiliki kebiasaan mengkonsumsi produk bakeri seprti
roti dan cake. Hasil penelitian menunjukkan dengan penambahan batalain (pigmen bit
merah) dalam produk pangan dapat menyebabkan dikandungnya antioksidan dalam produk
tersebut. Betalain merupakan golongan antioksidan yang berasal dari umbi bit merah (Beta
Vulgaris L). Bit merah dapat digunakan sebagai pewarna merah pada produk roti.. Aplikasi
penambahan antioksidan misalnya betalain dapat dilakukan pada berbagai produk pangan,
salah satunya roti.
Untuk mengetahui seberapa perubahan protein yang terjadi dalam adonan roti yang
mengandung tepung terigu apabila ditambahkan antioksidan dari bit merah dalam bentuk
8
serbuk dilakukan pengukuran berat molekul dan identifikasi jenis protein atau fraksi protein
yang mungkin muncul.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana perubahan protein-protein tepung terigu dengan adanya penambahan
betalain bit merah ditinjau dari aspek karakteristik molekuler
2. Bagaimana kestabilan betalain, warna dan tekstur dari interaksi berbagai kadar
protein tepung mocaf dengan serbuk pewarna alami bit merah pada adonan roti.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui jenis dan perubahan protein-protein
tepung terigu dengan adanya penambahan betalain bit merah ditinjau dari ukuran berat
molekul yang teridentifikasi melalui SDS-PAGE dan Bionformastika
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan mempelajari pengaruh antiokasidan terhadap kualitas adonan roti dapat
digunakan sebagai dasar untuk menentukan formulasi yang tepat agar diperoleh produk
bakeri (roti) yang mengandung antioksidan dan memenuhi kualitas roti optimum.
9
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 KARAKTERISTIK GLUTEN DALAM ADONAN
Gluten inilah yang bertanggung jawab terhadap sifat pengembangan adonan tepung
terigu setelah ditambah air dan ditambah bahan pengembang atau difermentasi
menggunakan ragi. Gluten adalah fraksi protein yang bersifat elastis serta mengembang bila
dicampur air. Gluten menentukan hasil produk karena mempengaruhi baik tidaknya
kerangka atau jaringan sehingga mempengaruhi pula baik tidaknya produk (Subagjo, 2007).
Gluten sendiri terdiri dari 2 fraksi yakni gliadin dan glutenin. Keduanay mengandung asam
amino glutamin dan prolin. Gliadin merupakan protein monomerik dengan berat molekul
sekitra 28.000 hingga 55.000 kDa. Sementar glutenin dapat terbagi menjadi dua kelompok
yakni berat molekul tinggi (67.000-88.000 kDa) dan berat molekul rendah (32.000-35.000).
Setiap tipe proten gluten memiliki 2 atau 3 struktur domai yang berbeda. Salah satu domain
memiliki stuktur repetitive sifatnya dan kaya dengan glutamin dan prolin. Sementara
glutenin sebagai nativenya memiliki backbone dengan berat molekul yang besar dan
bercanag dnegan polimer berberat molekul kecil. Ikatan ionik, ikatan non-kovalen dan
ikatan hidrigem serta ikatan hidrofobik adalah hal yang terpenting dalam agregasi gliadin
dan glutenin dan struktur dam sifat fisik adonan.
Tepung Terigu mengandung protein gluten yang terdiri dari fraksi protein gliadin
dan glutenin. Fraksi protein glutenin tersusun atas rantai polipeptida yang diikat oleh ikatan
disulfida intermolekuler (Zilic et al., 2011).
Glutenin dapat dikelompokkan menjadi dua sub unit berdasarkan berat molekul, yakni sub
unit dengan berat molekul antara 100 kDa – 140 kDa (High Molecular Weight) dan sub unit
dengan berat molekul 30 kDa – 55 kDa (Low Molecular Weught) (Zilic et al., 2011).
Gluten merupakan faktor yang menentukan dalam proses pembuatan roti. Apabila
dalam adonan tidak terdapat gluten maka gas yang dihasilkan oleh yeast hilang dan tidak
terjadi aerasi. Semakin tinggi kandungan gluten di dalam tepung terigu maka tekstur,
struktur, dan volume pengembangan roti yang semakin bagus atau optimal (Lanconing,
1995).
10
2.2 INTERAKSI GLUTEN DAN ANTIOKSIDAN DALAM ADONAN
Pembuatan roti melibatkan proses pengadukan (mixing), hal ini dapat menyebabkan
terjadinya reaksi oksidasi yang mempengaruhi terjadinya pertukaran ikatan disulfida dan
gugus sulfidril (Wei Dong & Hoseney, 1995).
Penambahan senyawa antioksidan ke dalam adonan dapat mempengaruhi ikatan
disulfida dan gugus silfhidril di dalamnya. Jumlah ikatan disulfida akan mengalami
penurunan dan gugus sulfhidril mengalami peningkatan, sehingga melemahkan jaringan
gluten (Ananingsih & Zhou, 2011). Keadaan demikian dapat mempengaruhi kondisi adonan
dan pada akhirnya mempengaruhi adonan setelah di panggang. Asam amino sistein
merupakan residu gluten yang paling berpengaruh terhadap struktur dan fungsi gluten.
Sistein merupakan asam amino yang memiliki gugus sulfidril. Asam amino sistein dalam
gluten meskipun sangat kecil (0,5-3%) namun sangat mempengaruhi fungsi gluten (Malik
2011). Protein gluten terdiri dari sub unit glutenin. Menurut Weiser (2006) glutenin
mengandung peptida-petida (protein pendek) yang dapat digolongkan menjadi 2 yaitu
HMW-GS (High Molecular Weight Glutenin Subunit) yang memiliki berat molekul 80-130
kDa dan LMW-GS (Low Molecular Weight Glutenin Subunit ) yang memiliki berat molekul
di bawah 80 kDa.
Subunit glutenin juga dibagi menjadi empat sub kelompok (A, B, C dan D) atas
dasar pada mobilitas elektroforesis SDS-PAGE. Sub unit kelompok A merupakan HMW-
GS dengan berat molekul antara 80-130 kDa.
11
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Ilmu Pangan, laboratorium Analisis Molekular, dan
laboratorium Rekayasa Pangan. Semua laboratoroum berada di lingkungan Fakultas
Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata.
3.2 Desain Penelitian
Gambar 1. Desain Penelitian
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Seperangkat alat pembuatan ekstrak bit merah meliputi blender, pengaduk, tray pengering;
seperangkat pembuatan adonan roti adalah neraca, mixer, oven, sedangkan alat yang
digunakan untuk fraksinasi protein adalah tabung eppendorf, sentrifuge, vortex, dan
seperangkat Elektroforesis vertikal (SDS-Page) dan mikropipet, pipet volume, pompa
pilleus, bekker glass untuk mengukur berat molekul proein yang terekspresi, sedangkan
Proffing
Analisis Betalain
Bahan baku
Mixing
Adonan Roti
Pengukuran Berat Molekul
Protein yang terekspresi
(SDS Page)
Fraksinasi Protein
Identifikasi Protein
(Bioinformatika)
12
Spektrofotometer untuk menganalisis antioksidan. Alat yang digunakan untuk analisis
bioinformatika adalah komputer yang terhubung dengan jaringan internet.
Bahan
Pewarna sebuk bit merah, ragi instant, tiga jenis tepung terigu yakni yang mengandung
protein rendah (11%) , sedang (11-12.2%) dan tinggi (13%). Ketiga jenis tepung
menggunakan tepung terigu yang diproduksi oleh PT. Indofood Sukses Makmur, Tbk. ;
biji millet, metanol 99,98%, larutan DPPH, etanol 70%, aquabidestilata (ddH2O),
dithiothreitol (DTT), larutan 1-propanol, larutan 0,5 N NaCl, akrilamid, Tris-Cl, SDS
(Sodium Dodecylsuphate), APS (Ammonium Persulphate), TEMED, glycine, gliserol, asam
asestat glasial, Coomassive Blue R-250, Bromophenol Blue, dan Standar BSA Low
Molecular Weight yang terdiri dari 100 kDa, 75 kDa, 63 kDa, 48 kDa, 35 kDa, 28 kDa, 17
kDa, dan 10 kDa).
3.4 Metode
3.4.1 Pembuatan Adonan Roti
Adonan roti yang digunakan adalah berbasis tepung terigu. Tepung terigu
Tabel 1. Formulasi adonan roti yang digunakan (gram)
Adonan dibuat dengan mencampurkan ketiga bahan tersebut hingga membentuk suatu
adonan yang kalis lalu masuk dalam tahap profing selama 30 menit dengan kondisi suhu
35˚C, kelembaban 80%. Setelah tahap profing, kemudian adonan dipanggang dalam
temperatur 180oC selama 20 menit. .
Bahan serbuk pewarna (%)
0 5 10
Tepung terigu untuk semua
jenis yang mengandung:
- Protein tinggi
- Prtein sedang
- Protein rendah
100
100
100
Air 58.8 59.6 64.4
13
3.4.2. Fraksinani Protein - metode Osborn (Lookhart & Bean 1995)
Fraksinasi protein sebagai upaya untuk memperoleh fraksi gluten dari adonan. Adonan yang
digunakan adalah adonan roti tidak dipanggang. Fraksinasi dilakukan berdasarkan sifat
kelarutan fraksi. Untuk memperoleh ekstraksi fraksi glutenin menggunakan pelarut 50% 1-
propanol dan 1% dithiothreitol (DTT).
3.3.3. Elektroforesis Protein (SDS-Page) (Bollag, 1991)
Tahap pertama yang dlakukan adalah menyiapkan seperangkat alat elektroforesis
dan semua laritan yang digunakan. Selanjutnya menyiapkan semua larutan yang meliputi :
a. Separating Gel
b. Stacking Gel
Setelah gel membeku, isi sumur dengan sampel sebanyak 20 µl. Sebelumnya sampel
gluten yang telah siap di campur dengan 2x Sample Buffer dengan perbandingan 1:1 dan
dipanaskan dalam pada suhu 90oC di waterbath selama 5 menit, kemudian larutan pewarna
sebanyak 1 µl larutan pewarna. Buffer terbuat dari 0,055 M Tris-HCl, pH 6,8, 2% sodium
dodecyl sulfate (SDS), 20% gliserol, 4,3% β-mercaptoethangangan, dan 0,0025%
bromophenol biru. Pasang gel yang telah terisi sampel pada alat elektroforesis SDS-Page
yang telah terisi Buffer hingga batas maksimal. Gel dijalankan pada tegangan 150 volt
dengan current 50A selama 90 menit.
3.3.4. Pewarnaan Gel
Gel diwarnai menggunakan larutan Coomassive Gel Stain dan Coomassie Gel Destain.
Coomassie Gel Stain yang mengandung coomassie blue R-250, metanol, dan asam asetat
glasial dalam ddH2O.
3.3.5. Cara Menentukan Berat Molekul
Cara pembacaan hasil SDS-PAGE, menurut Rantam (2003) berat molekul dapat dicari
dengan menghitung nilai Rf (Retardation Factor) dari masing-masing pita dengan rumus:
𝑅𝑓 =𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑖𝑡𝑎 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙
𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑤𝑎𝑟𝑛𝑎 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑎𝑡 𝑎𝑤𝑎𝑙
14
Kemudian Rf dimasukkan ke dalam persamaaan regresi linier dengan rumus sebagai
berikut: y = a + bx
keterangan : y = log BM, x = Rf, BM = anti log y
3.4. Identifikasi Protein (Penelusuran menggunakan Bioinformatika)
Penelusuran fraksi gluten melalui Protein Data bank, Uniprot alamat www.uniprot.org
15
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil Intrepretasi berat meolekul dan subunit yang teridentifikasi dari analisis SDS-
PAGE.
BM (kDa) Marker
Keterangan:
1: adonan tepung protein rendah dengan penambahan bit merah 0%
2: adonan tepung protein sedang dengan penambahan bit merah 0%
3: adonan tepung protein tinggi dengan penambahan bit merah 0%
4: adonan tepung protein rendah dengan penambahan bit merah 5%
5: adonan tepung protein sedang dengan penambahan bit merah 5%
6: adonan tepung protein tinggi dengan penambahan bit merah 5%
7: adonan tepung protein rendah dengan penambahan bit merah 10%
8: adonan tepung protein sedang dengan penambahan bit merah 10%
9: adonan tepung protein tinggi dengan penambahan bit merah 10%
Ganbar 2. Profil berat molekul (kDa) glutenin dari adonan protein rendah, sedang dan
tinggi serta dengan penambahan konsentrasi bit merah 0%, 5%, dan 10%.
Berdasarkan hasil SDS Page, dihasilkan subunit-subunit fraksi glutenin dari semua tipe
adonan sebagai berikut (Tabel 2).
Secara keseluruhan Profil subunit-subunit dari gluteni yang terbentuk di adonan proten
rendah, sedang dan tinggi tanpa betalain nampak tidak ada perbedaan. Perbedaan hanya
100
75
63
28
35
17
10
1 2 4
\ 3 5 6 7 8 9
16
pada penebalan pita protein yang menunjukkan konsentrasinya. Pita yang semakin tebal
menunjukkan konsentrasi per pita yang semakin besar pula.
Tabel 2. Kandungan Gtutenin (mg/ml) dalam Adonan dengan Konsentrasi Protein
Berbeda pada Berbagai Prosentase Betalian
Konsentrasi
Protein adonan
Prosentase Batalain (%)
tanpa betalain 5 10
Rendah 0.740 0.660 0.632
Sedang 0.820 0.751 0.755
Tinggi 0.897 0.888 0.835
Pada Tebel 2 terlihat bahwa kandungan protein berbeda akan menghasilkan konsentrasi
glutenin yang berbeda, termasuk jika ditambahkan bertalain. Penambahan betalain juga
akan berpengaruh pada konsentrasi glutenin, hal ini akan terlihat sangat jelas pada
konsentrasi protein yang sama. Dengan demikian betalain berpengaruh pada glutenin.
Dalam hal ini semakin tinggi konsentarsi betalain, konsentrasi glutenin semakin turun.
Jika dilihat dari konsentrasi glutenin maka jelas adonan dengan glutenin yang rendah oleh
karena kehadiran betalain aakan berpengaruh pada karakteristik adonan, terutaman untuk
pengembangan adonan. Kehadiran betalain sebagai antioksidan akan mengikat pada gugus
sulfida yang dimiliki glutenin. Glutenin memiliki 0.5-1.5 mol % pada polimer subunit
glutenin kelompok HMW dan pada kelompok LMW sebesar 2-3 mol % (D'Ovidio & Masci
(2004) cit Malik (2009). Seperti yang disampaikan oleh Ananingsih & Zhou (2011) bahwa
penambahan antioksidan ke dalam adonan dapat mempengaruhi ikatan disulfida dan gugus
silfhidril di dalamnya. Jumlah ikatan disulfida akan mengalami penurunan dan gugus
sulfhidril mengalami peningkatan, sehingga melemahkan jaringan gluten. Oleh karena itu
jika dilihat dari konsentrasi gluten akan mengalami perubahan jika ada interaksi dengan
antioksidan yang dalam hal ini adalah betalain dalam bit merah.
17
Tabel 3. Berat Molekul (kDa) Subunit Fraksi Glutenin dalam Adonan yang Mengandung
Tepung Terigu dengan Konsentrasi Protein Berbeda dan Berbagai Konsentrasi Antioksidan
Betalain.
Adonan
Protein Rendah
Adonan Protein
Sedang
Adonan Protein
Tinggi
Betalain Betalain Betalain
0 % 5% 10% 0 % 5% 10% 0 % 5% 10%
76,47 79,33 79,91 78,17 77,03 70,01 77,03 78,75 79,91
71,57 74,80 72,63 75,91 75,35 57,42 74,25 74,80 75,35
68,99 67,49 69,50 71,57 67,99 47,78 69,50 69,50 68,99
50,67 56,58 56,99 58,27 56,17 38,05 55,35 59,13 57,84
42,79 47,43 49,21 47,78 46,39 27,14 48,49 47,78 48,85
37,22 46,39 40,06 38,89 37,49 17,46 32,85 39,47 37,22
33,34 39,47 32,61 33,09 26,55 34,33 26,16
25,03 26,94 26,74 27,14 16,59 27,74 19,07
20,38 19,07 17,08 19,49 19,21
Berdasarkan Tabel 3, terlihat bahwa adonan dengan konsentrasi protein berbeda dan
konsentrasi betalian berbeda jelas menunjukkan perubahan berat molekul subunit-subunit
dari fraksi gluteninnya.
Pada adonan tanpa betatalain tidak berubah, kalau pun nampak ada perubahan dapat
dipastikan karena konsentrasi protein yang terlalu kecil yang tidak terdeteksi oleh
pewarmaan Coomasie Blue.
Pada konsentrasi betalain yang semakin besar (pada adonan prptein rendah maupun sedang),
terlihat ada perubahan jumlah pita yang cukup signifikan, yakni ada 3 pita. Hal ini
dikarenakan adanya perubahan konsentrasi pita protein tersebut yang semakin kecil yang
disebabkan karena interaksi dengan betalian, yang menyebankan strukturnya melemah.
Struktur yang melemah akan berpengaruh pada besaran proteinnya menjadi lebih kecil.
Jika konsentrasi protein semalin kecil maka sangat besar kemungkinannya tidak terdeteksi
oleh perwarnaan Coomasie Blue. Menurut Bollag et al (1991) pewarnaan menggunakan
Coomasie Blue hanya akan mendeteksi pita protein dengan konsentrasi. minimal 10ng.
18
Untuk mengatasi hal tersebut, perlu digunakan pewarnaan lain dengan metode pewarnaan
Silver Staining.
Berdasarkan analisis Bioinformatika (dari protein data bank Uniprot dengan alamat situs :
www.uniprot.org) ditemukan bahwa fraksi glutenin memiliki 10 subunit protein sebagai
berikut (Tabel 4) :
Tabel 4. Subunit protein yang teridentifikasi dalam fraksi Gluten berdasarkan penelusuran
metode bioinformatik
no Nama subunit
protein
Berat Molekul
(Kka)
Juml.
Residu
Strukttur 2D
1 Glutenin, high
molecular
weight subunit
DX5
90,293 848
2 Glutenin, high
molecular weight subunit
DY10
69,629 648
3 Glutenin, high
molecular
weight subunit 12
70,867 660
4 Glutenin, high
molecular
weight subunit PW212
89,173 838
Lanjutan
19
5 Glutenin, low
molecular weight subunit 1D1
34,928 307
6 Glutenin, low
molecular weight subunit
41,020 356
7 Glutenin, low
molecular weight subunit PTDUCD1
33,379 295
8 Glutenin, high
molecular
weight subunit PC256
10,896 101
9 Glutenin, high molecular weight subunit
PC237
4,061
39
10 LMW-glutenin P3-6
33,850
298
Berdasarkan data yang ada di dalam PDB, glutenin terdiri dari 2 hal prinsip yakni subunit
yang tergolong HMW (High Molecular Weight) dan MLW (Low Molecular Weight). Hasil
penelitian yang diperoleh, fraksi protein glutenin setelah ditambah dengan antioksidan
20
memang nampak ada peruahan berat molekul, hal ini juga sesuai dengan penelitian Ribotta
et al (2005), namun ada kelemahan metode dalam metode yang digunakan. Kelemahannya
adalah tidak dapat diketahuinya pada pita yang mana (jenis subunit) yang berubah dari
sebelum ditambah antiosidan. Yang dimaksud adalah tidak dapat diketahui secara pasti pada
pita yang mengalami perubahan berat molekul oleh karena berubahnya struktur.
Hal ini dapat dipahami karena ternyata fraksi glutenin terdiri dari banyak subunit, yakni ada
10 subunit (Tabel 4) dengan berat jenis dan komposisi dan panjang asam amino yang
berbeda sehingga sangat sulit mendeteksi satu pita perubahannya.
Hasil penelitian untuk 3 jenis adonan dengan kosentrasi protein berbeda, menunjukkan
perubahan yang nampak signifikan yakni hilangnya 3 subunit yang tergolong LMW. Hal
tersebut diduga oleh karena tingginya konsentrasi betalian (10%) menyebabkan struktur
protein begitu lemah sehingga menjadi sangat kecil dan tidak dapat terekspresi dalam
pewarnaan coomasie blue.
Berdasarkan penelusuran menggunakan bioinfomatika pada PDB Uniprot, subunit Fraksi
protein memang mengandung asam amino sistein yang memiliki ikatan sulfida yang terikat
dengan antioksidan dan hal inilah yang menyebabkan perubahan berat molekul subunit
protein dalam fraksi glutenin adonan.
Pendekatan yang dapat diterapkan untuk melihat perubahan satu subunit suatu fraksi protein
apabila terinteraksi dengan antioksidan adalah dengan melarutkan antioksidan dalam
masung-masing subunit yang ditemukan pada adonan yang tidak berinteraksi dengan
antioksidan seperti betalain.
21
BAB V. KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian adalah
1. Protein adonan yang mengandung betalian mengalami perubahan berat molekul.
2. Berdasarkan pencocokan dengan data di PDB Uniprot, jenis subunit yang terekspresi
dari fraksi subunit mengandung subunit yang tergolong High Molecular Weight dan
Low Molecular Weight
22
SENARAI PUSTAKA
Ananingsih, V. K., and Zhou, W. (2011). Effect of Green Tea Extract on Large
Deformation Rheological Properties of Steamed Bread Dough and Some Quality Attributes
of Steamed Bread. In 11th International Congres on Engineering and Food, (pp. 647
– 648). Athens, Greece.
Bollag, M. Daniel., & Stuart J. Edelstein. 1991. Protein Methods. Departement Of
Biochemistry. University Of Geneva. Switzerland.
Lookhart, George., & Scott Bean. 1995. Separation And Characterization Of Wheat Protein
Fractionsby High-Performance Capillary Electrophoresis. Cereal Chem. 72(6):527-532.
Lanconing, D. V. (1995). Fundamental of Profesional Preparation. John Willey and
Sons
Inc. Canada Rantam F. A. 2003. Metode Immunology. Airlangga University Press.
Surabaya.
Malik, Ali Hafeez. (2009). Nutrient Uptake, Transport And Translocation In Cereals:
Influences Of Environment And Farming Conditions. Swedish University of Agricultural
Sciences.
Protein Data Bank Uniprot www.uniprot.org, 13 Agustus 2016
Ribotta, Pablo D.; Len, Alberto Edel.; Prez, Gabriela T. & Cristina, Mara. 2005.
Electrophoresis Studies for Determining Wheat Soy Protein Interactions In Dough And
Bread. Eur Food Res Technol 221:48–53.
Subagio, A.; W. S. Windrati.; & Y. Witono. (2003). Pengaruh Penambahan Isolat Protein
Koro Pedang (Canavalia Ensiformis L) Terhadap Karakteristik Cake. Jurnal Teknologi
Dan Industri Pangan Volume 14, No 2, pp 136-143.
Wieser, Herbert. (2003). The Use of Redox Agents. Di dalam S. P. Cauvain (ed).
Bread Making Improving Quality. Woodhead Publishing Limited. Cambridge, England.
Wei Dong., & R. C. Hoseney. 1995. Effects Of Certain Breadmaking Oxidants And
Reducing Agents On Dough Rheological Properties. American Association Of Cereal
Chemists, Inc. Cereal Chem. 72(L):58-64.
Zilic, S., Miroljub B., Mirjana P., Dejan D., and Dragana I. M. (2011). Characterization
of Proteins from Grain of Different Bread and Durum Wheat Genotypes. International
Journal of Molecular Sciences. Volume 12, pp 5878-5894.
top related