Laporan Kimia Pangan

Pengukuran Kadar Protein “Metode Kjedahl”

Nama Kelompok :

Irma Ayuningtyas (652012013)

Yosia Adi Susetyo (652012019)

Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana

2015

Pengukuran Kadar Protein

“Metode Kjedahl”

Nama : Irma Ayuningtyas / 652012013

: Yosia Adi Susetyo / 652012019

Tujuan :

1. Menentukan kandungan protein dalam sempel kedelai lokal mengunakan metode kjedahl.

Pendahuluan :

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”) adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838 (Anonim1, 2014).

Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh karena zat ini berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dn pengatur. Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung unsur-umsur C, H, O, N, P, S, dan terkadang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga Winarno (1992 dalam (Anonim1, 2014).Protein merupakan salah satu unsur makro yang terdapat pada bahan pangan selain lemak dan karbohidrat. Fungsi utama protein dalam tubuh adalah sebagai zat pembentuk jaringan baru dan mempertahankan jaringan yang sudah ada agar tidak mudah rusak.Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh.

Fungsi Protein

Protein selain berfungsi sebagai zat pembangun dalam tubuh, protein juga berfungsi sebagai penyokong berbagai aktifitas organ tubuh dan metabolisme. Fungsi protein bagi tubuh banyak sekali, berikut adalah beberapa fungsi protein :

1. Setiap gram dalam protein dapat menghasilkan 4,1 kalori, yang cocok sebagai sumber energi.

2. Mengatur metabolisme tubuh.3. Protein dapat sebagai asupan energi utama untuk yang sedang diet rendah gula.4. Menjaga keseimbangan antara asam basa dan keseimbangan cairan dalam tubuh.

Protein berperan penting dalam menjaga stabilitas pH cairan tubuh.5. Protein merupakan bahan dalam sintesis substansi seperti halnya hormon, zat

antibodi,dan organel sel lainnya6. Protein membantu proses pertumbuhan pada anak-anak dan remaja karena sel-sel

tubuh mendapat cukup asupan zat pembangun.7. Membantu kerja tubuh dalam menetralkan atau menghancurkan zat-zat asing yang

masuk ke dalam tubuh. (Widjarnako, 2014)

Kedelai

Kedelai merupakan salah satu sumber protein nabati Menurut penelitian, protein di dalam kedelai adalah yang terbaik di antara jenis kacang-kacangan lainnya. Persentase jumlahnya juga tinggi, di dalam sebutir kedelai, kita bisa menemukan kandungan protein sebanyak 30– 45%. Protein di dalam kedelai juga tergolong jenis protein yang mudah dicerna dan memiliki nilai Protein Efisiensi Rasio (PER) tinggi, sehingga dapat disejajarkan dengan protein hewani. (Anonim2, 2013)

Kedelai merupakan sumber protein ideal bagi para penganut pola makan vegetarian yang tidak mendapatkan asupan protein hewani. Mengandung kaya akan protein, konsumsi kedelai amat bermanfaat untuk pertumbuhan sel-sel tubuh serta memperbaiki sel-sel tubuh yang rusak. Sebagai pengganti sumber protein hewani, protein di dalam kedelai dapat dikonsumsi dalam berbagai cara. Selain disantap dalam bentuk aslinya, kedelai juga biasa dinikmati dalam berbagai jenis produk olahannya, seperti tahu, tempe, kembang tahu, kecap, dan sebagainya. Produk susu dari kedelai juga tak asing lagi ditemukan di pasar swalayan maupun industri-industri rumahan. Kedelai juga dijadikan bahan baku pembuatan daging nabati serta bahan tambahan pada beraneka produk dari daging seperti sosis, kornet, nugget, dan sebagainya. (Anonim2, 2013)

Alat, Bahan dan Metode

Alat :

- Mortar

- Alu

- Parut

- Labu Kjeldahl

- Bunsen

- Lemari asam

Bahan :

- HCl

- H2SO4

- Na2SO4

- Alkohol 95 %

- Akuades

- Metal merah

- Metal biru

Metode :

Destruksi

~ Kedelai lokal kadar protein dihaluskan dengan digrinder

~ Bahan yang sudah halus ditimbang kedalam labu Kjeldahl sebanyak 2-5 gram 10 ml

H2SO4 pekat ( 93-98%) dan 5g Na2SO4 untuk katalisator. Kemudian ditambahkan

batu didih.

~ Labu Kjeldahl ditaruh diatas pemanas Kjeldahl dalam lemari asam sampah jernih ( 1-

3 jam). Proses destruksi selesai ketika larutan sempel berubah warna yaitu hitam

menjadi putih kemudian ditunggu hinga dingin.

Destilasi :

~ 25 ml asam borat diberi beberapa tetes campuran indikator metil merah : metil biru

pada penampung destilat alat destilasi.

~ Bahan yang sudah di destruksi dimasukan pada tempat destilasi kemudian ditambah

35 ml larutan NaOH-Na2S2O3.

~ Destilasi dilakukan sampai asam borat berubah warna menjadi hijau

Titrasi :

~ Asam borat yang sudah berubah warna ditirasi dengan HCL 0,02 N sampai berubah

lagi menjadi warna semula (merah)

Kadar protein total dihitung dengan rumus :

%N bahan = ml HCl x N HCl x 14,004 x100 %

Berat sempel (g)

Kadar protei bahan : % N bahan x faktor konversi

No Bahan Faktor Konversi

1 Sirup, bir, biji-bijian, ragi, makanan ternak, buah-

buahan, the malt, anggur

6,25

2 Beras 5,95

3 Roti, gandum, makaroni, bakmi 5,70

4 Kacang tanah 5,46

5 Kedelai 5,75

6 Kenari 5,18

7 Susu kental manis 6,38

Pembuatan Larutan:

Pembuatan campuran Indikator :

~ Metil merah ditimbang sebanyak 100 mg kemudian ditambah 30 mg metal biru

~ Kemudian dilarutkan dalam 60 ml alkohol 95% kemudian diencerkan menjadi 100

ml dengan akuades yang dididihkan.

Pembuatan NaOH - Na2S2O3 :

~ Ditimbang 100 g NaOH dan 25 g Na2S2O3.5H2O dilarutkan dalam 100 ml akuades

~ dikocok sampai semua larut.

Hasil :

Titrasi 1 Titrasi 2

Mula-mula 13 mL 17.2 mL 17,6 mL 22,9 mL 0 mL Total ditambahkan

96,5 mLTotal 15 mL 50,0 mL 50,0 mL 50 mL 4,2 mL

Ditambahkan 2 mL 32,8 mL 32,4 mL 27,1 mL 4,2 mL

Hasil perhitungan :

Kadar protein bahan = 96,5 mL x0,02 x14,004 x 100 %

1 gr x 5,75

= 155,40939 mg/1gr

= 0.1554 mg/1gr

= 15,54 gr/100gr

Pembahasan :

Untuk menentukan kandungan protein dalam kedelai dapat mengunakan berbagai macam metode salah satunyanya mengunakan metode kjedhal. Kadar protein yang ditentukan berdasarkan cara Kjeldahl  disebut sebagai kadar protein kasar (crude protein) karena terikut senyawaan N bukan protein. Prinsip dari penentuan kadar protein dengan metode kjedahl yaitu 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. Analisa protein dengan metode kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu proses destruksi, proses destilasi, dan tahap titrasi.

Pada percobaan yang dilakukan yaitu menganalisis kadar protein pada kacang kedelai lokal. Sampel terlebih dahulu di tumbuk atau di gerus untuk memperluas permukaan sehingga reaksi destruksi dapat berjalan maksimal.

Destruksi

Sampel di destruksi dengan memanaskan sampel 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. Hasil destruksi adalah ion NH4

+ yang menunjukkan keberadaan protein. Ion ammonium bereaksi dengan ion sufat dari asam sulfat membentuk ammonium sulfat. Reaksi di katalisis dengan adanya garam kjeldahl. Garam kjeldahl 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 dan lebih sempurna.

Garam kjeldahl tersebut terdiri dari campuran Na2SO4 anhidrad dan CuSO4. Ion logam Cu akan menaikkan titik didih H2SO4 sedangkan Na2SO4 anhidrad akan menarik air yang terdapat pada sampel. Karena titik didih menjadi lebih tinggi, maka asam sulfat akan membutuhkan waktu yang lama untuk menguap. Karena hal ini, kontak asam sulfat dengan sampel akan lebih lama sehingga proses destruksi akan berjalan lebih efektif. Asam sulfat yang bersifat oksidator kuat akan mendestruksi sampel menjadi unsur-unsurnya.Proses destruksi di tandai dengan perubahan warna larutan menjadi warna bening. Setelah itu larutan di dalam labu kjeldahl didinginkan terlebih dahulu dan kemudian diencerkan dengan penambahan aquades.

Reaksi yang terjadi ketika proses destruksi yaitu :Cu2SO4 +2H2SO4  2CuSO4 + 2 H2O + SO2

Protein / (CHON) + On + H2SO4  CO2 + H2O + (NH4)2SO4

Destilasi

Tujuan destilasi adalah memisahkan zat yang diinginkan, yaitu dengan memecah amonium sulfat menjadi amonia (NH3) dengan menambah beberapa mL NaOH hingga tepat basa, kemudian larutan sampel ini dipanaskan. Prinsip destilasi adalah memisahkan cairan atau larutan berdasarkan perbedaan titik didih. Fungsi penambahan NaOH adalah untuk memberikan suasana basa karena reaksi tidak dapat berlangsung dalam keadaan asam.

Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan oleh pemanas dalam alat destilasi melalui steam. Selain itu sifat NaOH yang apabila ditambah dengan aquadest menghasilkan panas, meski energinya tidak terlalu besar jika dibandingkan pemanasan dari alat destilasi, ikut memberikan masukan energi pada proses destilasi. Panas tinggi yang dihasilkan alat destilasi juga berasal dari reaksi antara NaOH dengan (NH 4)2SO4 yang merupakan reaksi yang sangat eksoterm sehingga energinya sangat tinggi. Ammonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang dipakai dalam percobaan adalah asam borat.

Asam borat (H3BO3) berfungsi sebagai penangkap NH3 sebagai destilat berupa gas yang bersifat basa. Supaya ammonia dapat ditangkap secara maksimal, maka sebaiknya ujung alat destilasi ini tercelup semua ke dalam larutan asam standar sehingga dapat ditentukan jumlah protein sesuai dengan kadar protein bahan. Reaksi destilasi akan berakhir bila terjadi perubahan warna larutan dalam erlenmeyer menjadi hijau muda akibat reaksi indicator pada suasana basa akibat menangkap ammonia. Ini menunjukkan larutan telah bersifat basa dan distilasi dihentikan. Selain perubahan visual yang terlihat, seharusnya dilakukan pengujian keberadaan ammonia di ujung pipa aliran distilat. Pengujian dilakukan dengan menempelkan lakmus merah ke ujung pipa, bila lakmus merah tidak berubah menjadi biru menunjukkan tidak ada lagi amoniak yang dihasilkan dari destilasi, dengan demikian, destilasi dihentikan.

Reaksi yang terjadi selama proses destilasi :

(NH4)2SO4 + NaOH Na2SO4 + 2 NH4OH2NH4OH 2NH3 + 2H2O4NH3 + 2H3BO3 2(NH4)2BO3 +H2

Titrasi

Titrasi asam-basa digunakan untuk menentukan kadar protein dalam sampel. Karena NH3 yang terbentuk adalah asam lemah, digunakan HCl baku 0,02 N untuk menitrasi asam borat yang sudah menangkap ammonia hasil destilasi, titik akhir di tandai dengan perubahan warna menjadi merah muda karena adanya indicator Phenolptalein.

Reaksi yang terjadi

4NH3 + 2H3BO3  2(NH4)2BO3 +H2        Reaksi 1(NH4)2BO3 + 2 HCl 2 NH4Cl + H2BO3 Reaksi 2

Pada reaksi yang pertama merupakan penangkapan ammonia distilat oleh asam borat, dan reaksi yang kedua adalah reaksi penetralan pada titrasi asam-basa. Dari reaksi kedua dapat dilihat bahwa 1 mol HCl akan menghasilkan 1 mol ammonia (dalam bentuk NH4Cl). Sehingga banyaknya protein dalam sampel dapat dihitung dari konversi HCl yang digunakan dikali dengan factor konversi nitrogen protein.

Berdasarkan hasil titrasi yang diperoleh dari percobaan yang dilakukan secara duplo didapatkan nilai yang berbeda. Titrasi pertama diperoleh penambahan HCl 0,02 N sebanyak 2ml sedangkan pada titrasi yang kedua diperoleh hasil titrasi sebanyak 96,5 mL. Adapun penyebab terjadinya ketidak sesuaian pada titrasi pertama karenaa lat destilasi yang digunakan sudah terhenti secara automatis padahal belum terjadi perubahan warna hijau sehingga ketika dilakukan tahap titrasi dengan penambahan HCl sedikit saja sudah terjadi perubahan warna.

Sehingga perhitungan pengukuran kadar protein pada kacang kedelai diperoleh dari hasil titrasi kedua. Dengan hasil sebagai berikut :

Kadar protein bahan = 96,5 mL x0,02 x14,004 x 100 %

1 gr x 5,75

= 155,40939 mg/1gr

= 0.1554 mg/1gr

= 15,54 gr/100gr

Berdasarkan perhitungan diperoleh dalam kacang kedelai mengandung protein sebesar 15,54 gram tiap 100 gram kedelai atau 15,54 %.

Kesimpulan

Kandungan protein dalam kacang kedelai lokal sebesar 15,54 % atau sebesar 15,54 gram tiap 100 gram kedelai.

Daftar Pustaka

Anonim1. (2014). Himpunan Mahasiswa Analisis Kimia. Dipetik 04 09, 2015, dari https://himka1polban.wordpress.com/laporan/kimia-pangan/penentuan-kadar-protein-metode-kjeldahl-dan-lowry/

Anonim2. (2013, 03 12). Dipetik 04 09, 2015, dari Soylution: http://www.soylution.co.id/soylution_center/soynesia/19/Kandungan_Protein_di_dalam_Kedelai

Widjarnako, E. Y. (2014, 07 05). Unair. Dipetik 08 2015, 2015, dari http://erwid-yeri-fpk11.web.unair.ac.id/artikel_detail-107895-Umum-Analisa%20Protein.html

Lampiran