Pengujian Sifat Fisik Kimiawi Protein

Virida Martogi Hasiholan, 230110140029,

Perikanan A, Kelompok 11

ABSTRAK

Protein adalah makromolekul yang tersusun dari bahan dasar asam amino yang dihubungkan

dengan ikatan peptida. Banyak agensia yang menyebabkan perubahan sifat alamiah dari

protein seperti panas, asam, basa, garam, solven organik, logam berat dan radiasi sinar

radioaktif. Denaturasi protein adalah berubahnya susunan ruang atau lantai polipeptida suatu

molekul protein. Ada dua jenis denaturasi protein. Koagulasi yaitu pengembangan rantai

polipeptida yang akan membuka gugus reaktif pada rantai polipeptida dan pengikatan

kembali pada gugus reaktif yang sama atau berdekatan. Pembentukan ikatan yang cukup

banyak dapat menyebabkan protein tidak lagi terdispersi sebagai koloid. Protein yang

terdenaturasi akan mengalami penurunan kelarutan. Pengembangan struktur molekul protein

dapat terjadi di sekitar titik isoelektris. Kolagen merupakan salah satu contoh protein

struktural dalam bahan pangan yang sangat menentukan sifat fisik kimia bahan tersebut

seperti kekerasan. Aplikasi pemanfaatan protein diantaranya digunakan sebagai pengental,

emulsifier, gelling agent dan foaming agent. Tujuan dari praktikum kali ini adalah mahasiswa

mampu memahami perubahan sifat-sifat protein karena berbagai perlakuan dengan

penambahan asam, basa dan pemanasan. Selain itu, supaya mahasiswa mampu memahami

ikatan peptida pada protein, sifat koagulan protein baik yang amfoter maupun reversible.

Kata kunci: Protein, Denaturasi Protein, Koagulasi, Kolagen

PENDAHULUAN

Protein adalah makromolekul yang tersusun dari bahan dasar asam amino yang

dihubungkan dengan ikatan peptida. Protein tersusun dari 20 macam asam amino. Protein

berfungsi sebagai katalisator, pengangkut dan penyimpan molekul lain seperti oksigen,

mendukung secara mekanis sistem kekebalan (imunitas) tubuh, sebagai transmitor gerakan

syaraf dan mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan. Analisa elementer protein

menghasilkan unsur-unsur C, H, N, O dan sering juga S. Disamping itu beberapa protein juga

mengandung unsur-unsur lain, terutama P, Fe, Zi dan Cu (Soerodikoesoemo & Hari 1989).

Banyak agensia yang menyebabkan perubahan sifat alamiah dari protein seperti panas, asam,

basa, garam, solven organik, logam berat dan radiasi sinar radioaktif (Sudarmadji 1996).

Protein memiliki keunikan sifat, struktur dan fungsi yang dipengaruhi oleh jumlah, jenis dan

urutan asam amino penyusunnya. Keunikan tersebut diantaranya: mempengaruhi rasa dan

tekstur bahan yang mengandung protein, konfigurasi protein dapat diubah dengan perlakuan

fisik maupun kimia dan protein dapat mengalami degradasi yang menghasilkan molekul yang

lebih sederhana dan hasil sampingan. Sifat protein yaitu: berat molekul, protein sebagai

amfoter, sifat ionik protein, hidrasi protein, koagulasi protein, denaturasi protein dan

presipitasi atau pengendapan protein.

Protein memiliki berat molekul yang bervariasi dari 5000 sampai beberapa juta dan

sifat-sifat protein sebagai amfoter ditentukan oleh gugus-gugusnya yang dapat mengion.

Derajat ionisasi dari asam amino sangat dipengaruhi oleh pH (Girindra, Aisjah 1990). Jika

protein banyak mengandung asam amino (yang bersifat basa) glutamate dan aspartat, protein

mempunyai titik isoelektrik yang rendah. Beberapa protein dapat membentuk gel, protein

yang cepat membentuk gel mempunyai struktur tiga dimensi yang bergandengan dengan

ikatan hidrogen. Presipitasi atau pengendapan protein adalah bila kedalam zat pelarut

ditambah sedikit garam, kelarutan protein meningkat karena daya elektrostatis antara molekul

disekelilingnya turun, peristiwa ini disebut dengan salting-in. Tapi bila konsentrasi garam

tinggi, kelarutan protein turun, peristiwa ini disebut dengan salting-out. Protein dapat

mengendap dalam garam berkonsentrasi tinggi, logam-logam berat dan alkohol (Girindra,

Aisjah 1990).

Denaturasi protein adalah berubahnya susunan ruang atau lantai polipeptida suatu

molekul protein. Terjadinya denaturasi protein tahap awal pada saat protein dikenai suhu

pemanasan sekitar 50 °C, protein tersebut belum bisa dikatakan rusak, hanya mengalami

perubahan struktur sekunder, tersier dan kuartener. Ada dua jenis denaturasi protein. Pertama

adalah koagulasi yaitu pengembangan rantai polipeptida yang akan membuka gugus reaktif

pada rantai polipeptida dan pengikatan kembali pada gugus reaktif yang sama atau

berdekatan. Pembentukan ikatan yang cukup banyak dapat menyebabkan protein tidak lagi

terdispersi sebagai koloid. Protein yang terdenaturasi akan mengalami penurunan kelarutan.

Pengembangan struktur molekul protein dapat terjadi di sekitar titik isoelektris. Panas dapat

menyebabkan koagulasi protein dengan suhu efektif berkisar antara 38-75 °C. Misalnya pada

putih telur yang mula-mula bening, tidak berwarna, bila dipanaskan berubah menjadi padatan

berwarna putih (Girindra, Aisjah 1990). Penyebab dari denaturasi protein antara lain panas,

alkohol, asam-basa maupun logam berat.

Kolagen merupakan salah satu contoh protein struktural dalam bahan pangan yang

sangat menentukan sifat fisik kimia bahan tersebut seperti kekerasan. Aplikasi pemanfaatan

protein diantaranya digunakan sebagai pengental, emulsifier, gelling agent dan foaming

agent.

Tujuan dari praktikum kali ini adalah mahasiswa mampu memahami perubahan sifat-

sifat protein karena berbagai perlakuan dengan penambahan asam, basa dan pemanasan.

Selain itu, supaya mahasiswa mampu memahami ikatan peptida pada protein, sifat koagulan

protein baik yang amfoter maupun reversible.

METODOLOGI

Praktikum pengujian sifat fisik kimiawi protein dilaksanakan pada hari Selasa, 03

November 2015, pukul 12.30 – 14.10 WIB di Laboratorium FHA, Gedung Dekanat Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran.

Peralatan yang digunakan dalam praktikum pengujian sifat fisik kimiawi protein

meliputi beaker glass untuk tempat pemanas air atau tempat penyimpan sampel, hot plate

sebagai alat pemanas, pH meter untuk mengukur pH sampel, mortar untuk menghaluskan

sampel yang berbentuk padatan, cawan petri untuk menyimpan sampel yang akan diamati

dan tabung reaksi untuk tempat mereaksikan sampel.

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum pengujian sifat fisik kimiawi protein

meliputi NH3 sebagai larutan basa lemah, NaOH sebagai larutan basa kuat, H2SO4 sebagai

larutan asam kuat, CH3COOH sebagai larutan asam lemah, telur ayam mentah dan ikan

(daging, tulang dan kulit) sebagai sampel yang akan diuji, sementara pereaksi ninhidrin

sebagai pereaksi.

PROSEDUR PERCOBAAN

Diamati perubahan-perubahan yang tampak.

Ditambahkan pereaksi.

Diukur pH sampel setelah perlakuan.

Dipanaskan sampel diatas hot plate.

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

Diukur pH sampel.

Disiapkan 3 ml atau 3 gram sampel di dalam wadah cawan petri atau beaker glass atau tabung reaksi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

TABEL HASIL

Tabel 1. Hasil Pengamatan Laboratorium FHA

Kelompok Sampel

pH

Pengamatan

Awal

Pengamatan

Awal Akhir

+

Basa lemah,

basa kuat,

asam kuat,

asam lemah,

aquades

Pemanasan +

Ninhidrin

9 Daging

Ikan (3 gr) 6

H2SO4: 1

Tekstur

daging lunak

dan warna

daging

cokelat

kemerah-

merahan

Berwarna

putih,

bertekstur

lunak, berbau

asam dan amis

Berwarna

cokelat,

endapan

mengamban

g dan

mengumpal

Tidak ada

perubahan CH3COOH: 2

Berwarna

putih,

bertekstur

lunak dan

berbau cuka

Berwarna

tetap dan

struktur

menggumpa

l

Aquades: 6

Berwarna

putih,

bertekstur

lunak dan

berbau amis

Berwarna

tetap dan

struktur

menggumpa

l

10 Daging

Ikan (3 gr) 6 NaOH: 14

Tekstur

daging

lembut dan

warna daging

cokelat

kemerah-

Berwarna

kecokelatan

Berwarna

cokelat,

tekstur

larut,

barbau

tengik

Tidak ada

perubahan

NH3: 11

merahan

Berwarna

putih agak

krem

Berwarna

kuning

keruh,

tekstur

menggumpa

l dan berbau

menyengat

Aquades: 7 Berwarna

putih

Makin

berwarna

putih,

berbau

amis,

tekstur larut

dan rusak

11 Tulang

Ikan (3 gr) 7

H2SO4: 1 Tekstur

tulang lunak

mengeras dan

berwarna

putih, saat

ditumbuk

keluar sari

Berwarna

keruh lebih

cepat

Ada lemak

terpisah

Tidak ada

perubahan CH3COOH: 3 Berwarna

keruh

Banyak

lemak yang

terpisah

Aquades: 7 Berwarna

bening

Tidak

berlemak

12 Tulang

Ikan (3 gr) 7

NaOH: 13 Tekstur

tulang lunak

mengeras dan

berwarna

putih

kekuningan

dan keluar

sari

Berwarna

keruh dan

berbau amis

Berbau

pesing dan

keruh

Tidak ada

perubahan NH3: 9

Berwarna

keruh dan

berbau amis

Berbau

pesing dan

keruh

Aquades: 7

Berwarna

bening dan

berbau amis

Berbau

amis dan

bening

13 Kulit Ikan

(3 gr) 7 H2SO4: 1

Tekstur kulit

lunak,

Berwarna

cokelat pekat,

Berwarna

sama dan

Tidak ada

perubahan

berwarna

abu-abu

pucat, berbau

amis dan ada

sedikit

lapisan

daging

tekstur hancur

dan bau

amisnya hilang

tekstur

hancur

CH3COOH: 3

Berwarna

keunguan,

tekstur

menebal,

berbau amis

dan ada aroma

cuka

Tekstur

hancur dan

berwarna

jadi keruh

Aquades: 7

Berwarna

bening,

bertekstur

lunak dan

sedikit berbau

amis

Berwarna

jadi keruh

dan tekstur

agak rusak

14 Kulit Ikan

(3 gr) 7

NaOH: 14

Berwarna

abu-abu,

bertekstur

kenyal, ada

lapisan

daging dan

berbau amis

Berwarna

cokelat

Berbau

pesing,

berwarna

hijau dan

tekstur kulit

menggumpa

l

Berwarna

hijau,

tekstur

kulit

menggum

pal dan

berbau

pesing

NH3: 10 Berwarna

keruh

Berbau

amis

menyengat,

berwarna

orange dan

tekstur kulit

hancur

Berwarna

cokelat

pekat,

tekstur

kulit

hancur dan

berbau

amis

Aquades: 7 Berwarna Berbau kulit Berwarna

bening matang,

tekstur kulit

menggumpa

l dan cairan

bening

putih

keruh,

tekstur

kulit

menggum

pal,

berbau dan

kulit

matang

15 Telur (3

ml) 9

H2SO4: 0

Berwarna

putih kental,

terdapat

koagulasi dan

berbau amis

Terdapat

struktur pada

cairan lapisan

atas cair,

tengah

bercampur;

bawah

endapan hitam

pada proses

mengeluarkan

panas

Berbau

amis dan

masih

terdapat

endapan

Tidak ada

perubahan

CH3COOH: 3

Cairan lebih

kental dan

berwarna putih

Bau cuka

Aquades: 10

Cairan lebih

cair dari

sebelumnya,

berwarna

bening

Bau netral

16 Telur (3

ml) 9 NaOH: 13

Berbau amis,

berwarna

kuning

bening dan

kental

Bening,

terdapat

gumpalan,

kental dan

tidak berbau

Cairan

berwarna

kuning,

terdapat

endapan

Tidak ada

perubahan

putih di

tengah dan

berbau

NH3: 12

Bening, sedikit

gumpalan,

menyengat dan

cair

Cairan

bening,

endapan

putih,

berbau

menyengat

Aquades: 10

Bening, cair,

sedikit

gumpalan dan

berbau

menyengat

Cairan

berwarna

putih,

terdapat

endapan

putih dan

tidak berbau

PEMBAHASAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan mengenai pengujian sifat fisik

kimiawi protein, pada sampel ikan (tulang, daging dan kulit) apabila terjadi perubahan warna

menjadi warna ungu menandakan bahwa adanya indikasi terkandungnya asam amino bebas

dan protein pada sampel tersebut akibat dari pemberian pereaksi ninhidrin. Senyawa ini

merupakan hidrat dari triketon siklik, dan bila bereaksi dengan asam amino menghasilkan zat

berwarna ungu (Hart 2003). Prinsip yang digunakan dalam praktikum ini yaitu denaturasi

protein. Denaturasi protein adalah berubahnya susunan ruang atau lantai polipeptida suatu

molekul protein.

Hasil pengujian dan pengamatan yang dilakukan oleh kelompok 11 pada tulang ikan,

diperoleh pH awal sebesar 7. Kemudian tulang ikan yang sudah hancur dimasukkan kedalam

3 tabung reaksi. Tabung pertama diberi perlakuan penambahan larutan asam kuat H2SO4

sebanyak 2 ml dan ditambahkan lagi aquades sebanyak 1 ml, sedangkan tabung reaksi kedua

diberikan perlakuan berupa penambahan larutan asam lemah CH3COOH sebanyak 2 ml dan

ditambahkan lagi aquades sebanyak 1 ml dan pada tabung yang ketiga hanya diberikan

aquades sebesar 3 ml. Pada pengamatan awal, didapatkan tekstur tulang ikan yang lunak

mengeras, berwarna putih dan saat tulang ditumbuk keluar sari-sarinya.

Uji sifat protein pada tulang ikan dengan perlakuan pemberian asam kuat (H2SO4)

didapatkan pH menjadi 1 disertai perubahan warna yang lebih cepat, sebelumnya berwarna

putih menjadi warna yang keruh. Lalu setelah dipanaskan terdapat lemak, setelah itu ditetesi

pereaksi ninhidrin pada saat ditetesi ninhidrin tidak ada perubahan yang terjadi.

Uji sifat protein pada tulang ikan dengan perlakuan pemberian asam lemah

(CH3COOH) didapatkan pH menjadi 3 disertai dengan perubahan warna menjadi keruh yang

semulanya tulang ikan berwarna putih. Lalu setelah dipanaskan terdapat lemak, setelah itu

ditetesi pereaksi ninhidrin pada saat ditetesi ninhidrin tidak ada perubahan yang terjadi.

Uji sifat protein pada tulang ikan dengan perlakuan pemberian aquades didapatkan pH

yang sama dengan pH sebelumnya yaitu 7 disertai dengan warna bening dengan tekstur

tulang yang sudah keluar sari-sarinya. Lalu setelah dipanaskan tidak ada lemak sama sekali,

setelah itu ditetesi pereaksi ninhidrin pada saat ditetesi ninhidrin tidak ada perubahan yang

terjadi.

Pada beberapa sampel kelompok, ada beberapa sampel yang telah ditetesi oleh asam

ataupun basa mengalami kekeruhan pada saat mencapai pH isoelektris. pH isoelektris yaitu

pH dimana protein memiliki muatan positif dan negatif yang sama, pada saat inilah protein

mengalami denaturasi yang ditandai kekeruhan meningkat dan timbulnya gumpalan (Anna

1994). Sedangkan pada perlakuan pemanasan cairan berubah menjadi padatan dikarenakan

adanya proses koagulasi. Sedangkan pada saat ditetesi pereaksi ninhidrin, kebanyakan sampel

kelompok tidak ada perubahan, hal ini berarti protein tidak terdenaturasi atau struktur protein

telah rusak. Rusaknya protein bisa jadi karena pemanasan atau penumbukan.

KESIMPULAN

Denaturasi protein adalah berubahnya susunan ruang atau lantai polipeptida suatu

molekul protein. Denaturasi terjadi karena adanya gangguan pada struktur sekunder dan

tersier protein. Protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Lapisan molekul

bagian dalam yang bersifat hidrofobik akan keluar sedangkan bagian hidrofilik akan terlipat

ke dalam. Pelipatan akan terjadi bila protein mendekati pH isoelektris lalu protein akan

menggumpal dan mengendap. Viskositas akan bertambah karena molekul mengembang

menjadi asimetrik, sudut putaran optis larutan protein juga akan meningkat (Winarno 1992).

Indikasi terjadinya denaturasi protein dapat dilihat dari segi warna dan tekstur pada sampel.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan sifat protein dapat dipengaruhi oleh

panas, asam, basa, garam, solven organik, logam berat dan radiasi sinar radioaktif

(Sudarmadji 1996).

DAFTAR PUSTAKA

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

Girindra, Aisjah. 1990. Biokimia 1st. Jakarta: Gramedia.

Hart, H., Craine, L. E, Hart, D. J. 2003. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga.

Kurniati, Elly. 2009. Pembuatan Konsentrat Protein Dari Biji Kecipir Dengan Penambahan

HCl. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik Volume 9, Nomor 2.

Soerodikoesoemo, Wibisono. & Hari Hartiko. 1989. Biologi Molekuler. Proyek

Pengembangan Pusat Fasilitas Bersama Antar Universitas (Bank Dunia XVII)-PAU

Bioteknologi Universitas Gadjah Mada.

Sudarmadji, S. 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty.

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

LAMPIRAN

Lampiran 1. Alat yang digunakan praktikum

Gambar 1. Gelas ukur Gambar 2. Tabung reaksi

Gambar 3. Rak tabung Gambar 4. Beaker glass

Gambar 5. Penjepit Gambar 6. Mortar

Gambar 7. Hot plate Gambar 8. Label

Lampiran 2. Bahan yang digunakan praktikum

Gambar 9. Larutan CH3COOH Gambar 10. Larutan NH3

Gambar 11. Larutan NaOH Gambar 12. Larutan H2SO4

Gambar 13. Pereaksi ninhidrin Gambar 14. Tulang ikan

Lampiran 3. Kegiatan Praktikum

Gambar 15. Tulang ikan dimasukan ke dalam mortar Gambar 16. Tulang ikan dihancurkan

Gambar 17. Tulang dimasukan ke tabung reaksi Gambar 18. Dimasukan larutan

Gambar 19. Sampel dipanaskan diatas hot plate