KIMIA BAHAN PANGANProtein

Disusun Oleh Ella Wahyuni (12030654039)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMPROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA20151. Jelaskan 3 sumber protein!Jawaban:Proteinadalahsenyawa organik molekul tinggi yang merupakanpolimerdarimonomer-monomerasam aminoyang dihubungkan satu sama lain denganikatan peptida. Ada 3 jenis asam amino, yaitua. Asam amino esensialAsam amino esensial adalah asam amino yang diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul yang penting. disebut esensial karena bagi suatu spesies organism tersebut memerlukannya tetapi sel-sel tubuh tidak dapat mensintesisnya. Untuk memenuhi kebutuhan ini, maka harus memasoknya dari luar tubuh berupa makanan. Contohnya adalah Isoleusin, Leusin, Lisin, Metionin, Fenilalanin, Treosin, Valin, dan Triptofan.Sumber makanan yang dapat memproduksi asam amino esensial ada yaitu Protein hewani, protein yang berasal dari hewan. Contohnya: red meat (daging sapi), white meat (daging ayam), telor, susu dan produk olahannya. Protein nabati, protein yang berasal dari tumbuhan. Contohnya:1) Kacang-kacanganKacang-kacangan sangat mudah di peroleh di pasar manapun. Selain harganya murah, kacang-kacangan fleksibel untuk diolah dan merupakan sumber protein nabati. Satu cangkir kacang kidney, kacang pinto, kacang merah, kacang putih, kacang hijau, kedelai, atau hitam, bisa memberikan 12-15 gram protein. Kacang juga merupakan makanan yang kaya serat dan mikronutrisi. 2) QuinoaQuinoa adalah tanaman yang banyak tumbuh di daerah Amerika. Quinoa ini mengandung protein yang lebih lengkap dari makanan sumber protein nabati lainnya, termasuk semua asam amino esensial yang dibutuhkan tubuh. Makanan ini dianggap sebagai makanan super yang paling bergizi didunia. Selain kaya akan asam amino yang lengkap, quinoa juga kaya akan vitamin E, omega 6, polifenol, fitosterol, flavonoid dan banyak mikro nutrisi lainnya.3) TahuTahu merupakan produk makanan yang sangat tinggi gizi, termasuk protein. Setengah potong besar tahu menyediakan sekitar 14 gram protein, sementara hanya sekitar 110 kalori. 4) Susu KedelaiSusu kedelai merupakan alternatif dari susu sapi yang paling populer, serta memiliki profil nutrisi yang paling mirip dengan susu sapi. Susu kedelai menyediakan 5-10 gram protein, sedangkan susu sapi sebanyak 8 gram. Banyak produk susu kedelai yang mengandung jumlah protein, kalsium, dan vitamin D seperti susu sapi. b. Asam amino non esensialAsam amino non-esensial adalah asam amino yang dapat diproduksi dalam tubuh kita. Meskipun kita dapat memperoleh asam amino ini melalui pola makan kita, tubuh manusia masih dapat mensintesis asam amino tertentu tersebut. Biasanya asam amino ini diperlukan oleh tubuh dalam jumlah yang sedikit. Asam amino non-esensial ini Alanine, Sistein, Sistin, glutamin, Glutathione, Glisin, Histidin, Serin, Taurin, Asparagin, Asam apartic, dan Prolin. Karena asam amino dapat disintesis oleh tubuh, maka sumbernya dari proses sintesa protein:Sintesis protein terdiri dari dua bagian utama yaitu transkripsi dan translasi.1) TranskripsiTranskripsi adalah proses pembentukan molekul RNA dari DNA. Proses transkripsi memerlukan kerja sekelompok enzim yang disebut dengan RNA polimerase. Untuk memulai proses ini, dibutuhkan adanya sinyal atau tanda yang berupa gen tertentu. Gen yang menjadi tanda itu adalah kodon AUG. Tempat mulainya transkripsi ini disebuthulu, atau dikodekan dengan bentuk 5`. Proses dimulainya transkripsi dikenal dengan istilahinisiasi. Pada pengakhiran proses transkripsi, ada daerah yang disebuthiliryang sering ditandai dengan bentuk 3`. Proses diakhirinya transkripsi dikenal dengan istilahterminasi. Proses transkripsi selalu berjalan dari hulu ke hilir, artinya selalu berjalan menurut arah 5` ke 3`. Proses antara inisiasi dan terminasi adalah proses pemanjangan atau dikenal dengan proses elongasi.Sudah kita ketahui bahwa DNA memiliki dua untai atau dua pita. Pada proses transkripsi, hanya satu untai saja yang berfungsi sebagai pencetak RNA. Pita DNA yang mencetak mRNA ini dikenal dengan istilah DNAsens. Pita DNA komplementer (pelengkap) lainnya yang tidak mencetak mRNA disebut DNAantisens. mRNA yang telah selesai dicetak (dalam arti telah selesai menerima informasi genetik dari DNA) akan meninggalkan DNA, keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti sel menuju sitoplasma untuk melanjutkan proses translasi.

2) TranslasiTranslasi meliputi tiga tahapan, yaituinisiasi,elongasi, danterminasi.a) Prosespertamatranslasi disebut denganinisiasiatau permulaan.mRNA yang telah keluar dari inti sel(nukleus) dan sudah berada di sitoplasma akan bersatu dengan subunit kecil ribosom. Ribosom akan menempel padamRNA yang memiliki kodon AUG.Kodon ini merupakan kodon penanda yang menandai akan dimulainya sintesis protein. Kodon AUG adalah kode kodon untuk asam amino metionin. Kodon AUG biasanya ada di ujung 5`. Setelah ditemukan kodon ini, maka akan dilanjutkan dengan tahapan translasi selanjutnya, yaitu tahap elongasi atau perpanjangan.b) Tahapkeduayaitu tahapelongasi.Setelah kodon AUG ditemukan,tRNA akan membawa asam amino dari sitoplasma yang memiliki kode UAS sebagaiterjemahan dari metionin. Setelah metionin diterjemahkan, subunit besar ribosom akan bersatu dengan subunit kecil yang membentuk ribosom yang sempurna. Setelah menerjemahkan metionin, kodon-kodon selanjutnya akan terbaca dan akan diterjemahkan dengan cara yang sama.c) Tahapketigayaitu tahapterminasiatau penghentian sintesis protein. Tahap ini terjadi karena terdapat kode-kode yang menandaimRNA untuk menghentikan proses pengangkutan asam amino. Kode-kode itu berbentuk kodon UAA, UAG, atau UGA. Jika salah satu kodon itu ditemukan olehtRNA, maka secara langsung proses sintesis protein akan terhenti karenatRNA tidak mengikat asam amino kembali.

c. Asam amino semi esensial Asam amino semi esensial adalah asam amino yang dapat menghemat pemakaian beberapa asam amino essensial. Definisi semi esensial juga dapat diartikan sebagai asam amino yang dapat mencukupi untuk proses pertumbuhan orang dewasa tetapi tidak mencukupi untuk proses pertumbuahan anak-anak. Contohnya Arginin, Histidin, Sistin, Glisin, Serin, dan Triosin

2. Jelaskan perubahan protein baik secara fisik dan kimia! Dan bagaimana reaksi yang terjadi?Jawaban:Perubahan secara fisik pada protein ada 3 yaitu:a. DenaturasiDenaturasi adalah perubahan struktur protein dimana pada keadaan terdenaturasi penuh, hanya struktur primer protein saja yang tersisa, protein tidak lagi memiliki struktur sekunder, tersier dan quarterner. Akan tetapi, belum terjadi pemutusan ikatan peptida pada kondisi terdenaturasi penuh ini. Denaturasi protein yang berlebihan dapat menyebabkan insolubilisasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat fungsional protein yang tergantung pada kelarutannya. Ciri-ciri suatu protein yang mengalami denaturasi bisa dilihat dari berbagai hal. Salah satunya adalah dari perubahan fisiknya. Protein tersebut yang dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu yang panas dan dingin, sinar ultraviolet, gelombang ultrasonik, pengocokan yang kuat, suasana asam dan basa yang ekstrim, kation logam berat, penambahan garam jenuh, serta bahan kimia seperti aseton, alkohol, dan sebagainya dapat mengalami proses denaturasi.Terdapat 3 mekanisme denaturasi, yaitu 1) denaturasi protein akibat panas, kondisi panas dapat memutuskan ikatan hydrogen dan interaksi hidrofobik non polar yang menopang struktur sekunder dan tersier molekul protein. Hal ini di karenakan suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat sehingga menyebabkan sisi hidrofobik dari gugus samping molekul polipeptida akan terbuka. Proses denaturasi tersebut menurunkan kelarutan protein sehingga akan terjadi koagulasi. 2) Denaturasi protein akibat asam basa, adanya asam dan basa dapat memutuskan jembatan garam pada struktur tersier protein. Hal ini di karenakan asam dan basa akan terdisosiasi menjadi produk bermuatan ionik. Mekanisme denaturasi berlangsung ketika terjadi reaksi subsititusi antara ion positif dan negatif di dalam garam dengan ion positif dan negatif yang berasal dari asam atau basa yang ditambahkan. 3) Denaturasi protein akibat logam berat, reaksi yang terjadi antara logam berat dengan protein akan mengakibatkan terbentuknya protein-logam yang tidak larut. Protein akan mengalami presipitasi bila bereaksi dengan ion logam. Pengendapan oleh ion positif (logam berat) diperlukan pH larutan diatas pI karena protein bermuatan negatif sedangkan pengendapan oleh ion negatif diperlukan pH larutan dibawah pI karena protein bermuatan positif. Ion-ion positifyang dapat mengendapkan protein adalah; Ag+, Ca2+, Zn2+, Hg2+, Fe2+, Cu2+ dan Pb2+, sedangkan ion-ion negatif yang dapat mengendapkan protein adalah; ion salisilat, triklorasetat, piktrat, tanat dan sulfo salisilat. Logam berat juga merusak ikatan disulfide karena afinitasnya yang tinggi dan kemampuannya untuk menarik sulfur sehingga mengakibatkan denaturasi protein. b. KoagulasiKoagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid karena penambahan bahan kimia sehingga partikel-partikel tersebut bersifat netral dan membentuk endapan karena adanya gaya grafitasi.Mekanisme koagulasi terbagi menjadi 2, yaitu secara fisik dan secara kimia. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti : 1) Pemanasan, kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan tumbukan antar partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan. contoh: darah 2) Pengadukan, contoh: tepung kanji 3) Pendinginan, contoh: agar-agar. Sedangkan secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan dan penambahan zat kimia koagulan.c. BrowningReaksi browning terdiri dari reaksi pencoklatan enzimatis dan non-enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis biasa terjadi pada buah-buahan dan sayur-sayuran yang memiliki senyawa fenolik. Sedangkan reaksi pencoklatan non-enzimatis yaitu karamelisasi dan reaksi Maillard. Reaksi Maillard terjadi antara gugus amin (asam amino) dan gula pereduksi (gugus keton atau aldehidnya). Pada akhir reaksi terbentuk pigmen coklat melanoidin yang memiliki bobot molekul besar. Reaksi yang diawali dengan reaksi antara gugus aldehid atau keton pada gula dengan asam amino pada protein ini membentuk glukosilamin. Selain gugus aldehid/keton dan gugus amino.Faktor yang memengaruhi reaksi Maillard, adalah suhu, konsentrasi gula, konsentrasi amino, pH, dan tipe gula.Berkaitan dengan suhu, reaksi ini berlangsung cepat pada suhu 100oC namun tidak terjadi pada suhu 150oC. Kadar air 10-15% adalah kadar air terbaik untuk reaksi Maillard, sedangkan reaksi lambat pada kadar air yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Pada pH rendah, gugus amino yang terprotonasi lebih banyak sehingga tidak tersedia untuk berlangsungnya reaksi ini. Umumnya molekul gula yang lebih kecil bereaksi lebih cepat dibanding molekul gula yang lebih besar. Dalam hal ini, konfigurasi stereokimia juga memengaruh, misalnya pada sesama molekul heksosa, galaktosa lebih reaktif dibanding yang lain.

Perubahan kimia dan reaksi kimia yang terjadi pada protein yang mengalami denaturasia. Denaturasi protein akibat logam beratDenaturasi protein dapat terjadi karena adanya pengaruh dari logam-logam berat. Jika terjadi denaturasi protein, akan terjadi pula penurunan kelarutan protein dalam air, sehingga terbentuklah gumpalan-gumpalan putih. Gumpalan-gumpalan putih ini merupakan endapan yang berasal dari protein. Endapan ini terjadi karena adanya reaksi logam dengan protein. Penambahan logam berat seperti AgNO3, Pb-asetat, dan HgCl akan membentuk endapan logam proteinat. Ikatan yang terbentuk amat kuat dan akan memutuskan jembatan garam, sehingga protein mengalami denaturasi. Secara bersamaan gugus COOH dan gugus NH2 yang terdapat dalam protein dapat bereaksi dengan ion logam berat dan membentuk senyawa kelat. Jumlah endapan yang dihasilkan dipengaruhi oleh kereaktifan logam berat yang ditambahkan. Logam Ag dan Hg lebih reaktif daripada Pb karena kedua logam tersebut merupakan logam transisi pada system periodic unsur.Persamaan reaksi :

protein perak nitrat perak proteinat

Logam Pb ini merupakan logam yang mengandung ion positif. Dimana salah satu sifat dari logam yang mengandung ion positif dapan menghasilkan endapan jika direaksikan dengan protein. Sama halnya dengan Hg yang juga merupakan logam yang mengandung ion positif yang juga dapat menghasilkan endapan jika direaksikan dengan protein dasar reaksi pengendapan oleh logam berat adalah penetralan muatan. Dimana pengendapan akan terjadi bila protein berada dalam bentuk isoelektrik yang bermuatan negatif, dengan adanya muatan positif dari logam berat akan terjadi reaksi netralisasi dari protein dan dihasilkan garam protein yang mengendap.b. Denaturasi protein akibat asam basa.Diuji cobakan larutan protein dengan NaOH dan CuSO4.Dilakukan penambahan NaOH, dimana penambahan larutan NaOH pada larutan protein tersebut yaitu sebagai katalis yang berfungsi untuk menghancurkan atau memecahkan protein. Kemudian pada larutan protein albumin ditambahkan dua tetes larutan CuSO4 sampai timbul warna pada larutan protein albumin. Setelah ditambahkan larutan CuSO4 pada larutan protein albumin, terjadi perubahan warna pada larutan albumin yaitu warna larutan menjadi berwarna ungu dan warna ungu tetap tidak hilang walaupun di kocok, serta masih terdapat endapan putih. Larutan CuSO4 yang bersifat basa bereaksi dengan polipeptida, sedangkan polipeptida merupakan penyusun protein. Yang menandakan adanya protein yaitu terdapat ikatan peptida yang lebih banyak, hal itu terbukti saat penambahan larutan CuSO4 dan dikocok larutan tetap berwarna ungu yang menandakan bahwa ikatan peptidanya kuat, karena apabila ikatan peptidanya lemah saat larutan protein ditambahkan larutan CuSO4, warna ungunya akan memudar saat dikocok. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

3. Bagaimana pengaruh pengolahan, penyajian, dan penyimpanan terhadap protein? Bagaimana cara mengurangi efeknya?Jawaban:Proses yang penting dalam pengolahan bahan pangan adalah pemanasan. Kebanyakan protein pangan terdenaturasi jika dipanaskan pada suhu 60-90oC selama satu jam atau kurang. Denaturasi adalah perubahan struktur protein dimana pada keadaan terdenaturasi penuh, hanya struktur primer protein saja yang tersisa, protein tidak lagi memiliki struktur sekunder, tersier dan quarterner. Akan tetapi, belum terjadi pemutusan ikatan peptida pada kondisi terdenaturasi penuh ini. Denaturasi protein yang berlebihan dapat menyebabkan insolubilisasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat fungsional protein yang tergantung pada kelarutannya. Penyajian bahan pangan pada kondisi yang terlalu matang, menyebabkan kualitas nilai gizi terutama pada protein menjadi berkurang atau bahkan tidak ada (penurunan kualitas makanan) yang akan mengakibatkan kebutuhan akan protein dari asupan makanan pun tidak ada.Penyimpanan protein bergantung kepada suhu dan lama penyimpanan. Misalkan pada protein susu menurut Buckle (1978) jika disimpan pada suhu sekitar 60C maka protein susu akan mengalami penurunan kualitas atau denaturasi, sedangkan pada suhu rendah kualitas susu masih baik. Tetapi protein memiliki daya tahan terhadap lama penyimpanan. Menurut Schroeder (2012) yang menyatakan bahwa presentase protein susu umumnya turun 0,02 untuk setiap 1 presen protein kasar dalam ransum 17-9 persen.Cara mengurangi efeknya:Dari segi gizi, denaturasi parsial protein sering meningkatkan daya cerna dan ketersediaan biologisnya. Pemanasan pada denaturasi parsial dapat meningkatkan daya cerna protein tanpa menghasilkan senyawa toksik.Pemanasan ini dapat menginaktivasi beberapa enzim seperti protease, lipase, lipoksigenase, amilase, polifenoloksidase dan enzim oksidatif dan hidrolotik lainnya. Jika gagal menginaktivasi enzim-enzim ini maka akan mengakibatkan off-flavour, ketengikan, perubahan tekstur, dan perubahan warna bahan pangan selama penyimpanan.

DAFTAR PUSTAKA

Elrod, Susan L dan William D. Stansfield. 2007.Schaums Outlines Teori dan Soal-soal Genetika, Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.

Campbell, Neil A. 2002.Biologi Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Khopkhar,S.M. 2003.Dasar-Dasar Kimia Analitik.Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.

Muchtadi, D., Nurheni Sri Palupi, dan Made Astawan.1992. Metode Kimia Biokimia dan Biologi dalam Evaluasi Nilai Gizi Pangan Olahan.Hal.: 5-28, 82-92, dan 119-121.

Suryo. 2008.Genetika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.