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

2

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.