ACARA IV
DENATURASI
PROTEIN
PENDAHULUAN
Latar
belakang
Protein merupakan
makromolekul yang paling melimpah di dalam sel dan menyusun lebih dari setengah
berat kering pada semua organisme. Sebagai makro molekul, protein merupakan
senyawa organik yang mempunyai berat molekul tinggi dan berkisar antara
beberapa ribu sampai jutaan dan tersusun dari C, H, O dan N serta unsur lainnya
seperti S yang membentuk asam-asam amino. Semua protein pada semua makhluk,
dibangun oleh oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 macam asam amino baku yang
molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologis sedang protein sebagai
enzim dan hormon mempunyai fungsi khusus. Disamping itu protein dapat berfungsi
sebagai pembangun struktur, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH dan
bahkan sebagai pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi (Patong, 2012).
Protein sangat berperan
penting dalam proses tubuh. Proses kimia tubuh dapat berlangsung dengan baik
karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Di
samping itu, hemoglobin dalam butir-butir darah merah (eritrosit) yang
berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh
adalah suatu jenis protein. Demikian juga zat-zat yang berperan untuk melawan
bakteri atau yang biasa disebut antigen juga suatu protein. Protein merupakan
jenis zat gizi yang diperlukan tubuh untuk menggantikan sel-sel yang rusak dan
juga untuk pertumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani,
sedangkan yang berasal dari tumbuhan disebut protein nabati. Beberapa makanan
sumber protein adalah daging, telur, susu, ikan, beras, kacang, kedelai,
gandum, jagung, dan buah-buahan.
Beberapa asam amino mempunyai reaksi
yang spesifik pada gugus R-nya, sehingga dari reaksi tersebut dapat diketahui
komponen asam amino suatu protein. Uji protein dengan metode identifikasi
protein secara kualitatif dapat menggunakan beberapa prinsip. Prinsip
tersebut diantaranya uji biuret,
pengendapan dengan logam, pengendapan dengan garam, pengendapan dengan alkohol,
uji koagulasi dan denaturasi protein. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum ini untuk mengetahui proses
terjadinya denaturasi protein.
Tujuan
Praktikum
Adapun
tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui proses denaturasi protein.
TINJAUAN
PUSTAKA
Protein adalah senyawa
organik yang mempunyai berat molekul besar antara ribuan hingga jutaan satuan(g/mol),
komponen protein terdiri atas atom karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen, dan
beberapa ada yang mengandung sulfur dan fosfor. Protein yang tersusun dari
hanya asam amino disebut protein sederhana. Protein disebut juga polypeptida
karena beberapa asam amino saling berikatan dalam ikatan peptida. Adapun
protein yang mengandung bahan selain asam amino, seperti turunan vitamin,
lemak, dan karbohidrat, disebut protein kompleks. Secara biokimiawi, 20% dari
susunan tubuh orang dewasa terdiri dari protein. Kualitas protein ditentukan
oleh jumlah den jenis asam aminonya (Devi, 2010).
Protein murni tidak
berwarna dan tidak berbau. Jika protein tersebut dipanaskan, warnanya berubah
menjadi coklat dan baunya seperti bau bulu atau bau rambut terbakar. Keratin misalnya,
yaitu protein yang monomernya banyak mengandung asam amino sistein. Jika
keratin dibakar, timbul bau yang tidak enak. Protein alam yang murni juga tidak
memiliki rasa, tetapi hasil hidrolisis protein, yaitu proteosa, pepton, dan
peptida, mempunyai rasa pahit. Pada umumnya, protein terdapat dalam bentuk
amorf dan hanya sedikit sekali yang terdapat dalam bentuk Kristal. Protein
nabati umumnya lebih mudah membentuk Kristal dibandingkan dengan protein
hewani. Protein hewani seperti hemoglobin mudah membentuk suatu Kristal,
sedangkan albumin sukar. Kandungan protein pada setiap bahan berbeda-beda.
Beberapa protein enzim, seperti tripsin, pepsin, urease, dan katalase juga
dapat membentuk Kristal (Sumardjo, 2008).
Denaturasi
protein adalah proses perubahan struktur lengkap dan karakteristik bentuk
protein akibat dari gangguan interaksi sekunder, tersier, dan kuaterner
struktural. Karena fungsi biokimia protein tergantung pada tiga dimensi
bentuknya atau susunan senyawa yang terdapat pada asam amino. Hasil denaturasi
adalah hilangnya aktivitas biokimia yang terjadi didalam senyawa protein itu
sendiri. Meskipun beberapa protein mengalami kemungkinan untuk kehilangan
kandungan senyawa mereka karakteristik struktural saat denaturasi. Namun,
kebanyakan protein tidak akan mengalami hal tersebut, hanya saja tidak menutup
kemungkinan juga protein akan berubah struktur kecil didalamnya saat proses
denaturasi terjadi secara umum, prosesnya sama dan tidak dapat diubah ( Stoker,
2010).
Melalui reaksi
hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino yang dibagi berdasarkan
gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut asam amino non-polar
dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin,
Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua yaitu asam amino
polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin, Serin, Treonin,
Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaitu asam amino yang
bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat yaitu asam amino yang
bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang ada, dijumpai
delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin, metionin,
Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial ini tidak bisa
disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari luar
seperti makanan dan zat nutrisi lainnya (Samadi, 2012).
Protein yang tercampur oleh senyawa logam berat akan terdenaturasi. Hal
ini terjadi pada albumin yang terkoagulasi setelah ditambahkan AgNO3
dan (CH3COO)2Pb. Senyawa-senyawa logam tersebut akan
memutuskan jembatan garam dan berikatan dengan protein membentuk endapan logam
proteinat. Protein juga mengendap bila terdapat garam-garam anorganik dengan
konsentrasi yang tinggi dalam larutan protein. Berbeda dengan logam berat,
garam-garam anorganik mengendapkan protein karena kemampuan ion garam
terhidrasi sehingga berkompetisi dengan protein untuk mengikat air. Pada
percobaan, endapan yang direaksikan dengan pereaksi millon memberikan warna
merah muda, dan filtrat yang direaksikan dengan biuret berwarna biru muda. Hal
ini berarti ada sebagian protein yang mengendap setelah ditambahkan garam (Sri,
2012)
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada hari
Kamis, 26 Mei 2016 di Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan
Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.
Alat
dan Bahan Praktikum
a. Alat-alat
praktikum
Adapun alat-alat
yang digunakan dalam praktikum ini adalah alat-alat seperti tabung reaksi,
pipet tetes, gelas kimia, gelas ukur, termometer, botol kaca, statif, rak
tabung reaksi, dan hot plate
b. Bahan-bahan
praktikum
Adapun
bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah telur ayam ras, telur
ayam kampung, telur bebek.
Prosedur
Kerja
Sampel Telur |
HASIL PENGAMATAN
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Denaturasi Protein Pada
Putih Telur
|
Kelompok
|
Sampel
|
Waktu
|
Perubahan
|
|
|
Warna
|
Kekentalan
|
|||
|
19 dan 20
|
Telur ayam ras
|
5 menit
|
Putih kekuningan
|
Agak menggumpal
|
|
10 menit
|
Putih kekuningan
|
Menggumpal
|
||
|
15 menit
|
Putih kekuningan
|
Menggumpal
|
||
|
21 dan 22
|
Telur ayam kampung
|
5 menit
|
Putih kekuningan
|
Kental
|
|
10 menit
|
Putih kekuningan
|
Menggumpal
|
||
|
15 menit
|
Putih kekuningan
|
Lebih menggumpal
|
||
|
23 dan 24
|
Telur bebek
|
5 menit
|
Putih bening
|
Kental
|
|
10 menit
|
Putih
|
Padat
|
||
|
15 menit
|
Putih
|
Padat
|
||
PEMBAHASAN
Protein adalah komponen
yang terdiri atas atom karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen, dan beberapa ada
yang mengandung sulfur dan fosfor. Tersusun dari serangkaian asam amino dengan
berat molekul yang relatif sangat besar, yaitu berkisar 8.000 sampai 10.000.
Protein yang tersusun dari hanya asam amino disebut protein sederhana. Adapun
protein yang mengandung bahan selain asam amino, seperti turunan vitamin,
lemak, dan karbohidrat, disebut protein kompleks. Pengujian kelarutan protein
terhadap pemanasan dilakukan dengan menggunakan putih telur ayam, susu sapi dan
susu kedelai sebagai materi uji. Jika protein tersebut dipanaskan, warnanya
berubah menjadi coklat dan baunya seperti bau rambut terbakar. Protein alam
yang murni juga tidak memiliki rasa, tetapi hasil hidrolisis protein, yaitu
proteosa, pepton, dan peptida. Viskositas larutan protein dipengaruhi oleh
jenis dan konsentrasi protein. (Sumardjo, 2008).
Denaturasi protein
merupakan proses terjadinya perubahan atau modifikasi terhadap konformasi
protein yang terjadi pada struktur tersier maupun kuartener dari protein. Jika
protein dalam sel hidup didenaturasi, ini menyebabkan gangguan terhadap
aktivitas sel dan kemungkinan kematian sel. Adapun beberapa hal yang menjadi faktor pemicu terjadinya
denaturasi protein antara lain faktor kimia, yakni perubahan protein yang
disebabkan oleh bahan-bahan kimia. Bahan-bahan tersebut seperti basa, asam,
garam organik, anion kompleks, logam berat, dehydrating agent, alkohol, garam
netral namun konsentratnya tinggi, pelarut organik, uream guanidine dan
lain-lain. Sedangkan, faktor fisika, yakni denaturasi protein yang terjadi
akibat pemanasan atau pendinginan, sinar ultraviolet, tekanan tinggi,
pengocokan secara intensif, pH ekstrim, tekanan yang cukup tinggi dan
lain-lain.
Berdasarkan hasil pengamatan, pada
sampel telur ayam ras ketika dipanaskan dan diamati pada 5 menit pertama
mengalami perubahan warna putih kekuningan dan agak menggumpal. Sedangkan, pada
5 menit kedua dan ketiga mengalami perubahan warna putih kekuningan dan menggumpal.
Selanjutnya pada sampel telur ayam kampung yaitu ketika diamati 5 menit pertama
mengalami perubahan warna menjadi putih kekuningan dan kental. Kemudian pada 5
menit kedua warnanya tetap putih kekuningan dan menggumpal hingga pada 5 menit
ketiga warnanya tetap putih kekuningan hanya saja menjadi lebih menggumpal. Dan
pada sampel terakhir yaitu sampel telur bebek ketika diamati 5 menit pertama
mengalami perubahan warna menjadi putih bening dan kental. Kemudian pada 5 menit
kedua hingga 5 menit ketiga menjadi putih dan padat.
Berdasarkan hasil pengamatan
tersebut, terdapat kesesuaian dengan literatur Poedjiadi (1994) yang menyatakan
bahwa protein telur mengalami denaturasi dan terkoagulasi selama pemasakan.
Beberapa makanan dimasak untuk mendenaturasikan protein yang dikandung supaya
memudahkan enzim pencernaan dalam mencerna protein tersebut. Pemanasan akan
membuat protein bahan terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat airnya menurun.
Hal ini terjadi karena energi panas akan mengakibatkan terputusnya interaksi
non kovalen yang ada pada struktur alami protein tetapi tidak memutus ikatan
kovalenya yang berupa ikatan peptida. Proses ini biasanya pada kisaran suhu
yang sempit (Poedjiadi, 1994).
Mekanisme denaturasi terjadi berdasarkan beberapa hal,
diantaranya yaitu denaturasi karena logam berat. Garam logam
berat mendenaturasi protein sama dengan halnya asam dan basa. Garam logam berat umumnya
mengandung Hg+2, Pb+2, Ag+1, Tl+1,
Cd+2 dan logam lainnya dengan berat atom yang besar. Reaksi yang
terjadi antara garam logam berat akan mengakibatkan terbentuknya garam protein-logam
yang tidak larut.
Protein akan mengalami presipitasi bila bereaksi dengan ion logam. Pengendapan
oleh ion positif (logam) diperlukan pH larutan diatas pi, karena protein
bermuatan negatif, pengendapan oleh ion negatif diperlukan pH larutan dibawah
pi karena protein bermuatan positif.
Denaturasi karena panas yaitu panas dapat
digunakan untuk mengacaukan ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik non polar.
Hal ini terjadi karena suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan
menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat
sehingga mengacaukan ikatan molekul tersebut. Protein telur mengalami
denaturasi dan terkoagulasi selama pemasakan. Beberapa makanan dimasak untuk
mendenaturasi protein yang dikandung supaya memudahkan enzim pencernaan dalam
mencerna protein tersebut.
Pemanasan akan membuat protein bahan terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat
airnya menurun. Hal ini terjadi karena energi panas akan mengakibatkan
terputusnya interaksi non-kovalen yang ada pada struktur alami protein tapi
tidak memutuskan ikatan kovalennya yang berupa ikatan peptida. Proses ini
biasanya berlangsung pada kisaran suhu yang sempit.
Denaturasi karena asam dan basa,
yaitu 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 yang ditandai kekeruhan meningkat dan timbulnya gumpalan. Asam dan basa dapat mengacaukan jembatan garam dengan adanya
muatan ionik. Sebuah tipe reaksi penggantian dobel terjadi sewaktu ion positif
dan negatif di dalam garam berganti pasangan dengan ion positif dan negatif
yang berasal dari asam atau basa yang ditambahkan. Reaksi ini terjadi di dalam
sistem pencernaan, saat asam lambung mengkoagulasi susu yang dikonsumsi.
Dampak yang ditimbulkan karena
proses denaturasi adalah misalnya pada produk daging, Perubahan pH
menyebabkan sebagian protein terdenaturasi dan perubahan muatan protein.
Perubahan muatan protein akan mengubah jarak antar serat-serat daging sehingga
mempengaruhi kemampuannya dalam menyerap dan memantulkan cahaya yang akan
mempengaruhi penampakan (warna) daging secara visual. Ketika makanan dimasak,
beberapa protein akan terdenaturasi, contohnya denaturasi protein putih telur.
Saat baru dari telur, putih telur berwujud transparan dan cair. Memasak putih
telur membuatnya menjadi buram, membentuk sebuah massa padat yang saling berhubungan,
inilah sebabnya mengapa telur rebus menjadi keras dan daging dimasak menjadi
lebih padat. Transformasi yang sama dapat dilakukan dengan suatu bahan kimia
yang bersifat mendenaturasi. Menuangkan putih telur ke dalam gelas kimia aseton
juga akan mengubah putih telur buram dan padat.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan maka dapat
ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Protein
adalah komponen yang terdiri atas atom karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen, dan
beberapa ada yang mengandung sulfur dan fosfor.
2. Denaturasi
protein merupakan proses terjadinya perubahan atau modifikasi terhadap
konformasi protein yang terjadi pada struktur tersier maupun kuartener dari
protein
3. Berdasarkan hasil pengamatan
tersebut, terdapat kesesuaian dengan literatur poedjiadi (1994) yang menyatakan
bahwa protein telur mengalami denaturasi dan terkoagulasi selama pemasakan.
4. Faktor-faktor yang menyebabkan
terjadinya denaturasi protein yaitu factor kimia seperti basa, asam, garam
organik. Sedangkan, faktor fisika yakni sinar ultraviolet, tekanan tinggi,
pengocokan secara intensif, pH ekstrim.
5. Dampak akibat denaturasi protein
pada putih telur yaitu membuatnya menjadi buram, membentuk sebuah massa padat
yang mengakibatkan telur rebus menjadi keras.
DAFTAR PUSTAKA
Poedjiadi,
A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta:
UI Press
Devi,
N. 2010. Nutrition and Food Gizi untuk Keluarga. Jakarta: PT Kompas
Media
Nusantara.
Stoker, H. 2010. General, Organic, And Biological
Chemistry Fifth
Edition. Belmont, CA USA : Cengage
Learning
Patong,
A.R., dkk., 2012, Biokimia Dasar, Lembah Harapan Press, Makassar.
Sumardjo, D. 2008. Pengantar Kimia:
Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran
dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta. Jakarta:
Penerbit Buku
Kedokteran
EGC.
Samadi.
2012, Konsep Ideal Protein (Asam Amino) Fokus pada Ternak Ayam
Penelitian, Vol: 12 (2), Hal : 42-48, Universitas
Syiah Kuala, Banda Aceh.
blogspot.com (diakses pada tanggal 28 Mei 2016)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar