PENGUJIAN SIFAT FISIK KIMIA PROTEIN

Biokimia Perairan

Muhammad Kemal Pratama (230210140045)

Kelompok 2, Kelas Ilmu Kelautan

ABSTRAK

Protein merupakan salah satu makromolekul penting selain karbohidrat dan lemak yang

tentu saja sangat dibutuhkan bagi seluruh makhluk hidup dan sangat penting bagi tubuh karena

berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dan pengatur.

Protein juga merupakan makromolekul yang tersusun dari asam amino yang diikat dengan

ikatan peptida. Molekul protein mengandung unsur-unsur C, H, O, N, P, S, dan terkadang

mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga. Protein bersifat amfoter yaitu dapat

direaksikan dengan larutan basa dan asam. Larutan asam dan basa yang digunakan adalah NH3,

CH3COOOH, H2SO4, NaOH. Praktikum ini pada dasarnya bertujuan untuk mengamati dan

memahami perubahan-perubahan yang terjadi pada protein setelah adanya perlakuan dengan

penambahan asam, basa, dan pemanasan. Protein dapat mengalami denaturasi, denaturasi

adalah berubahanya struktur protein tanpa perubahan ikatan peptida. Denaturasi dapat terjadi

dikarenakan perubahan pH dan pemanasan. Setelah mengalami denaturasi, protein dapat

mengalami koagulasi yaitu rusaknya protein yang ditandai dengan adanya gumpalan.

Penambahan asam kuat dan basa kuat memberikan denaturasi yang lebih kuat dibanding

penambahan asam lemah dan basa lemah.

Kata kunci : Protein, denaturasi, koagulasi, ninhidrin.

PENDAHULUAN

Kehidupan manusia tidak pernah lepas dari energi. Manusia membutuhkan energi untuk

melakukan kegiatan dan aktivitas sehari-hari, energi tersebut dapat diperoleh dari berbagai

macam bahan makanan. Secara umum, bahan makanan tersebut mengandung karbohidrat,

protein, dan lemak. 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 memegang peranan yang penting dalam kehidupan manusia.

Protein merupakan polimer yang tersusun dari monomer-monomer asam amino. Suatu asam

amino terdiri dari gugus amina, gugus karboksil, atom H dan gugus R yang semuanya terikat

pada atom karbon. Strukturnya yang mengandung N, di samping C, H, O, S dan kadang kadang

P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein) (Winarno, 1992). Pada protein

terdapat empat struktur yaitu, struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur

kuartener. Pada protein, gugus karboksil α asam amino terikat pada gugus amino α asam amino

lain dengan ikatan peptide secra kovalen membentuk rantai polipeptida. Ikatan peptida sangat

stabil dan hidrolisis kimia memerlukan kondisi yang sangat ekstrim. Banyak asam amino

berikatan melalui ikatan peptida membentuk rantai polipeptida yang tidak bercabang

(Sudarmadji, 1996). Sifat fisika protein merupakan senyawa makromolekul dengan berat

molekul yang besar. Sedangkan sifat kimia protein yaitu sangat reaktif karena memiliki sifat

amfoter yakni dapat bersifat asam atau basa, atau dapat bereaksi dengan asam atau basa, atau

dapat member dan menerima proton secara bersamaan. Kemudian, protein memiliki kekuatan

mengikat on (binding of ion) dan kekuatan mengikat molekul air (hydration of protein)

(Lehninger, 1982).

Protein terdapat dalam sistem hidup semua organisme baik organisme tingkat rendah

maupun organisme tingkat tinggi. Protein berfungsi sebagai katalisator, sebagai pengangkut

dan penyimpan molekul seperti oksigen dan sebagai transmitor gerakan syaraf dan

mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan. Selain itu fungsi protein adalah sebagai

bahan bakar atau energi karena mengandung karbon, maka dapat digunakan oleh tubuh sebagai

bahan bakar. Protein akan dibakar manakala keperluan tubuh akan energi tidak diterpenuhi

oleh lemak dan karbohidrat; Sebagai zat pengatur yaitu mengatur berbagai proses tubuh baik

secara langsung maupun tidak langsung. Sebagai bahan pembentuk zat-zat yang mengatur

berbagai proses tubuh; dan sebagai zat pembangun yaitu untuk membantu membangun sel-sel

yang rusak maupun yang tidak rusak. Kebutuhan protein meningkat sesuai dengan

pertambahan umur.

Protein yang terdapat dalam bahan pangan mudah mengalami perubahan-perubahan, antara

lain:

a) Dapat terdenaturasi oleh perlakuan pemanasan.

b) Dapat terkoagulasi atau mengendap oleh perlakuan pengasaman.

c) Dapat mengalami dekomposisi atau pemecahan oleh enzim-enzim proteolitik.

Denaturasi protein adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh terkacaunya ikatan

hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang memutuskan molekul protein. Akibat dari suatu

denaturasi adalah hilangnya banyak sifat-sifat biologis suatu protein. Salah satu penyebab

denaturasi protein adalah perubahan temperatur perubahan pH, penambahan asam/basa.

Denaturasi dapat bersifat reversibel, jika suatu protein hanya dikenai kondisi denaturasi yang

lembut seperti perubahan pH. Jika protein dikembangkan kelingkungan alamnya, hal ini untuk

memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut

denaturasi. Denaturasi umumnya sangat lambat atau tidak terjadi sama sekali. Denaturasi dapat

terjadi karena beberapa hal yaitu karena pengaruh pH, panas, pelarut, logam berat, garam,

kekuatan ion, terlarut, dan radiasi.

Praktikum bertujuan untuk mengetahui dan memahami perubahan sifat-sifat protein karena

berbagai perlakuan dengan penambahan asam, basa dan pemanasan. Selain itu juga agar

memahami ikatan peptida pada protein, sifat koagulan protein baik yang amfoter maupun

reversible. Hal ini harus dipahami karena dalam kelautan yang tentunya mempelajari mengenai

biota laut. Biota laut banyak mengandung protein, sehingga praktikum ini dapat menjelaskan

bagaimana ciri-ciri protein yang mengalami denaturasi dan apa saja yang menyebabkannya.

METODOLOGI

Praktikum Biokimia mengenai “Pengujian Sifat Fisik Kimia Protein” berlangsung pada hari

Selasa, 3 November 2015 bertempat di Laboratorium Aquakultur, Gedung Dekanat Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Padjajaran.

Dalam pelaksanaan praktikum ini digunakan alat-alat dan bahan yaitu cawan petri, cawan

petri ini digunakan sebagai tempat perlakuan objek praktikum atau tempat terjadinya reaksi.

Alat kedua adalah beaker glass, digunakan sebagai wadah untuk menyimpan larutan serta

bahan praktikum lain. Alat ketiga adalah pH meter yang digunakan sebagau alat pengukur asam

dan basa serta menampilkan nilai pHnya. Alat keempat adalah tabung reaksi sebagai tempat

mereaksikan objek praktikum. Alat kelima adalah waterbath sebagai pemanas dengan media

air. Terakhir, alat keenam adalah mortar sebagai penumbuk atau peremuk sampel praktikum.

Selanjutnya bahan yang digunakan adalah NH3, NaOH, H2SO4, CH3COOH, telur ayam

mentah, ikan (bagian daging, tulang dan kulit) serta pereaksi ninhidrin. Prosedur dari praktikum

kali ini akan dijelaskan dalam bentuk diagram alir berikut ini.

Disiapkan 5 ml atau 5 g sampel di dalam tabung reaksi

Diukur pH sampel

Ditambahkan 1, 3, 5 ml asam atau basa (sesuai perlakuan) pada sampel

Dipanaskan sampel diatas water bath

Diukur pH sampel setelah perlakuan

Ditambahkan pereaksi ninhidrin

Amati perubahan-perubahan yang tampak

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan kali ini menggunakan prinsip denaturasi protein dengan perlakuan penambahan

asam, basa, dan pemanasan. Setelah melakukan percobaan didapat hasil yaitu berupa tabel

dibawah ini.

Tabel 1. Hasil praktikum Pengujian Sifat Fisik Kimia Protein laboratorium Aquakultur

(sumber : data pribadi)

Protein adalah senyawa yang bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam maupun

basa. Protein mengandung gugusan amina dan karboksil bebas pada ujung-ujung rantainya

sehingga bila ditambahkan asam atau basa akan mengalami denaturasi. Protein akan

mengalami kekeruhan terbesar pada saat mencapai pH isoelektris yaitu pH dimana protein

memiliki muatan positif dan negatif yang sama, pada saat inilah protein mengalami denaturasi

(Poedjiadi, 1994).

Kelompok saya (Kelompok 2) menggunakan daging ikan sebagai sampelnya. Kondisi

daging saat itu adalah berbau amis, warna coklat pucat, dan kenyal. Hasil kami menunjukkan

jika pada sampel daging setelah penambahan asam basa kuat sudah terlihat mengalami

denaturasi dengan ditandai terjadinya perubahan warna karena rusaknya struktur dan tekstur

daging yang mengakibatkan penggumpalan dengan pH akhir sampel penambahan asam kuat

adalah 1 dan pH akhir sampel penambahan basa kuat adalah 14. Sedangkan pada penambahan

asam basa lemah belum terlihat perubahan apapun hanya perubahan pH dengan pH akhir

sampel penambahan asam lemah adalah 2 dan pH akhir sampel penambahan basa lemah adalah

11. Untuk melihat denaturasi yang lebih kuat, dilakukan pemanasan. Pada penambahan basa

kuat setelah pemanasan warna sampel menjadi kecoklatan namun masih terlihat gumpalan,

baunya pun menjadi sangat menyengat. Lalu pada yang ditambahkan basa lemah, warnanya

menggelap, tekstur terlihat tetap tidak ada perubahan dan bau sangat menyengat. Pada yang

ditambahkan asam kuat, setelah pemanasan larutan sampel menjadi keruh, dan tidak berbau.

Yang ditambahkan asam lemah warnanya juga menjadi keruh dan berbau cuka. Selanjutnya,

penambahan ninhidrin setelah pemanasan tidak ada perubahan yang berarti. Dibuktikan jika

penambahan asam basa kuat memberikan denaturasi lebih kuat.

Selanjutnya sampel tulang dengan kondisi awalnya adalah berwarna putih, berbau amis, dan

tekstur keras, tulang dengan penambahan asam lemah, menunjukkan tak ada perubahan warna,

terjadi sedikit reaksi pembentukan gelembung dan berbau cuka dengan pH akhir sampel

penambahan asam lemah adalah 3. Pada penambahan basa lemah hanya terlihat perubahan bau

menjadi sedikit amis dengan pH akhir sampel penambahan basa lemah adalah 9. Dengan

penambahan asam kuat tak mengalami perubahan warna namun terjadi reaksi pembentukan

gelembung dan tidak berbau dengan pH akhir sampel penambahan asam kuat adalah 1.

Selanjutnya adalah pemanasan, pada yang ditambahkan asam lemah, gelembung hilang dan

warnanya menjadi putih keruh menunjukkan terjadinya perubahan lalu pada yang ditambahkan

basa lemah, setelah pemanasan warnanya menjadi keruh dan terdapat endapan dan juga baunya

hilang. Dan untuk yang ditambahkan basa kuat, setelah pemanasan warnanya menjadi

kecoklatan dan terbentuk endapan dan juga baunya hilang dengan pH akhir sampel

penambahan basa kuat adalah 13. Selanjutnya, penambahan ninhidrin seperti pada sebelumnya

jika setelah pemanasan tidak ada perubahan yang berarti. Disimpulkan penambahan asam dan

basa kuat memberikan denaturasi yang kuat namun pemanasan memberikan denaturasi yang

lebih kuat.

Pada sampel kulit dengan kondisi awalnya yaitu berbau amis, bertekstur kenyal, dan

berwarna putih keabuan, setelah penambahan asam kuat menunjukkan perubahan yaitu

terbentuk cairan ungu transparan, kulit menjadi berwarna abu namun, baunya tetap amis

dengan pH akhir sampel penambahan asam kuat adalah 1. Pada penambahan asam lemah,

terlihat kulitnya menjadi lebih pucat dan terbentuk cairan keruh yang menggumpal dengan pH

akhir sampel penambahan asam lemah adalah 3. Pada penambahan basa kuat dan basa lemah,

perubahan yang terjadi tidak menonjol hanya baunya yang menjadi lebih menyengat dan

warnanya menjadi putih pucat dengan pH akhir sampel penambahan basa kuat adalah 14 dan

pH akhir sampel penambahan basa lemah adalah 10. Setelah pemanasan ada perubahan pada

sampel penambahan asam kuat yang warnanya menjadi ungu tua, pada sampel penambahan

basa kuat warnanya menjadi kemerahan dan baunya tidak menyengat, dan pada sampel

penambahan basa lemah warnanya menjadi keruh dan terbentuk 2 lapisan cairan. Secara

keseluruhan pada bagian pemanasan terjadi perubahan yang menunjukkan tanda dari

denaturasi protein. Pada saat uji ninhidrin sampel penambahan asam kuat, asam lemah, basa

lemah tidak menunjukkan perubahan. Namun pada sampel penambahan basa kuat setelah uji

ninhidrin terjadi perubahan yaitu cairannya menjadi homogen dan berwarna putih kekuningan.

Hal tersebut mungkin terjadi karena basa kuat yang dimasukkan tidak sesuai kadarnya. Dapat

dipastikan bahwa sampel-sampel sudah terputus ikatan peptidanya karena setelah di uji

ninhidrin tidak ada yang mengalami perubahan.

Pada telur dengan penambahan asam lemah, telur mengalami perubahan menjadi adanya

penggumpalan berwarna putih dengan pH akhir sampel penambahan asam lemah adalah 4 dan

penambahan asam kuat lemah terbentuk lapisan 3 fase berwarna putih, kuning, dan merah

maroon dengan pH akhir sampel penambahan asam kuat adalah 1. Warna ini didapatkan dari

larutan H2SO4, dan penambahan basa kuat terjadi penggumpalan berwarna putih dengan pH

akhir sampel penambahan basa kuat adalah 13. Pada penambahan basa lemah terjadi

pembentukan lapisan 3 fase berwarna kuning, putih, dan bening dengan pH akhir sampel

penambahan basa lemah adalah 12. Dari penambahan asam kuat dan lemah terjadi denaturasi

karena menunjukkan perubahan yang signifikan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

penambahan asam pada telur menyebabkan denaturasi. Lalu penambahan basa kuat dan basa

lemah juga menyebabkan denaturasi. Langkah selanjutnya adalah pemanasan, pada sampel

yang ditambahkan asam kuat setelah pemanasan adanya lapisan atas berubah warna menjadi

putih bertekstur padat dan lapisan bawah beubah warna menjadi ungu kehitaman. Pada yang

ditambahkan asam lemah, yang awalnya mengalami denaturasi, setelah pemanasan mengalami

denaturasi dengan ditandai perubahan tekstur menjadi mengeras dan ada gumpalan putih telur

di bagian atasnya. Pada yang ditambahkan basa kuat, setelah pemanasan larutan menjadi cair

dan berwarna kuning, pada sampel yang ditambahkan basa lemah terjadi perubahan dari

baunya yang menjadi menyengat, terbentuknya 2 lapisan endapan putih dan lapisan bening

diatasnya. Setelah melakukan penambahan asam basa lemah dan kuat pada telur dan

pemanasan, dipastikan telah mengalami denaturasi karena kesemuanya setelah dilakukan uji

ninhidrin menunjukkan tidak ada perubahan yang terjadi. Untuk telur, penambahan asam dan

basa kuat lebih membuat denaturasi yang kuat dan pemanasan semakin menunjukkan terjadi

denaturasi pada telur.

Pada sampel yang dipanaskan, sampel mengalami perubahan fisik. Pada suhu diatas 50oC

kelarutan akan berkurang (koagulasi) karena pada suhu yang tinggi energi kinetik protein

meningkat sehingga terjadi getaran yang cukup kuat untuk merusak ikatan. Keadaan dimana

protein menggumpal disebut koagulasi. Koagulasi ini hanya terjadi apabila protein berada pada

titik isolistriknya (Poedjiadi, 2005). Terjadinya penggumpalan dan pengerasan pada proses

koagulasi dikarenakan protein menyerap air pada proses tersebut.

Lalu untuk sampel dengan penambahan ninhidrin. Penambahan ninhidrin ini digunakan

untuk mengetahui adanya kandungan asam amino. Jika ninhidrin beraksi dengan asam α amino

pada pH 4-8 akan menghasilkan warna ungu. Dari semua sampel yang ditambahkan pereaksi

ninhidrin, tidak ada yang menunjukkan warna ungu, sehingga dapat disimpulkan didalam

sampel tersebut sudah tidak ada asam α amino. Tidak adanya asam amino ini dikarenakan

sebelumnya sudah melalui proses pemanasan dimana terjadi koagulasi protein yang

mengakibatkan tidak adanya asam α amino. pH juga menjadi faktor yang menyebabkan warna

ungu yang dihasilkan. Penambahan asam dan basa yang telah dilakukan sebelumnya, telah

membuat protein terdenaturasi. Kompleks berwarna ungu yang dihasilkan dari reaksi ninhidrin

dengan hasil reduksinya, yaitu hidridantin dan ammonia.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari pembahasan diatas adalah bahwa Sampel berupa putih telur, dan ikan

(daging,tulang,kulit) yang mengandung protein akan mengalami denaturasi protein serta

koagulasi yang disebabkan oleh pemanasan dan penambahan asam / basa. Koagulasi protein

menyebabkan tidak adanya asam α amino. Penambahan asam kuat dan basa kuat memberikan

denaturasi yang lebih kuat dibanding penambahan asam lemah dan basa lemah.

Penambahan asam kuat membuat sampel mengalami penurunan pH yang lebih besar

daripada penambahan asam lemah dan penambahan basa kuat membuat sampel mengalami

kenaikan pH lebih besar daripada penambahan basa lemah.

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, Albert L. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1. Erlangga : Jakarta

Poedjiadi,Anna, 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit UI-Press: Jakarta.

Winarno, F. G., 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Penerbit Gramedia: Jakarta.

LAMPIRAN

Gambar 1. Penumbukan sampel dengan

mortar

Gambar 2. Ketika sampel dimasukkan ke

water bath

Gambar 3. Hasil dari penambahan

asam/basa

Gambar 4. Hasil dari pemanasan sampel

Gambar 5. Hasil dari uji ninhidrin

Gambar 6. Pemanasan sampel di water

bath