Laboratorium Biokimia PanganProtein II (Denaturasi Protein)

I PENDAHULUAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Latar Belakang Percobaan, (2) Tujuan Percobaan, (3) Prinsip Percobaan, dan (4) Reaksi Percobaan.

1.1 Latar Belakang Percobaan

Bila susunan ruang atau rantai polipeptida suatu molekul protein berubah, maka dikatakan protein ini terdenaturasi. Denaturasi dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier dan kuartener terhadap molekul protein, tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Karena itu denaturasi dapat pula diartikan suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik, ikatan garam, dan terbukanya lipatan atau wiru molekul (Winarno, 2004).

Ada dua macam denaturasi, yaitu pengembangan rantai peptida dan pemecahan protein menjadi unit yang lebih kecil tanpa disertai pengembangan molekul. Terjadinya kedua jenis denaturasi ini tergantung pada keadaan molekul. Yang pertama terjadi pada rantai polipeptida, sedangkan yang kedua terjadi pada bagian-bagian molekul yang tergabung dalam ikatan sekunder (Winarno, 2004).

Disamping oleh pH, suhu tinggi dan ion logam berat, denaturasi dapat pula terjadi oleh adanya gerakan mekanik, alkohol, aseton, eter dan detergen (Poedjiadi, 2005).

Adapun faktor-faktor penyebab terjadinya denaturasi pada protein antara lain suhu pada lingkungan, pH, tekanan, aliran listrik, adanya campuran bahan kimia, alkohol dan agen pereduksi (Prasetyaningrum, 2013).1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari denaturasi protein adalah untuk mengendapkan protein dengan pemanasan dan penambahan asam atau basa.1.3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari denaturasi protein yaitu berdasarkan pada perubahan pH dari protein sehingga menjadi tidak stabil dan mudah diendapkan oleh pemanasan. Hasil endapan ini bersifat irreversible.

1.4 Reaksi Percobaan

Gambar 1. Reaksi Percobaan Denaturasi ProteinII METODE PERCOBAAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Bahan yang Digunakan, (2) Pereaksi yang Digunakan, (3) Alat yang Digunakan, dan (4) Metode Percobaan.

2.1 Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam Denaturasi Protein adalah selai kacang morita, kaldu bubuk, sirup marjan, biskuit oats dan kornet daging sapi.2.2 Pereaksi yang Digunakan

Pereaksi yang digunakan dalam Denaturasi Protein yaitu CH3COOH (1:1) dan NaOH 50%.2.3 Alat yang Digunakan

Alat yang digunakan dalam Denaturasi Protein adalah tabung reaksi, rak tabung reaksi, penangas air dan pipet tetes.

2.4 Metode Percobaan

2 mL sampel

Ukur pH awal

10 tetes

10 tetes

CH3COOH

NaOH 50%

Ukur pH dan amati

perubahannya

Panaskan selama 15 menit

amati pHnyaGambar 2. Metode Percobaan Denaturasi ProteinIII HASIL PENGAMATAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Hasil Pengamatan, dan (2) Pembahasan.

3.1 Hasil PengamatanTabel 1. Hasil Pengamatan Denaturasi ProteinSampelpH awalpH setelah dipanaskanpH setelah ditmbah-kan asampH setelah ditmbah-kan basaHasil 1Hasil 2

AsamBasa

Selai kacang morita5312214++

Kaldu bubuk6314314-+

Sirup marjan3112214+-

Biskuit oats6214214-+

Kornet daging sapi6314314-+

Sumber : Hasil I : Putri dan Yolanda, Kelompok F, Meja 11, 2014.

Hasil II : Laboratorium Biokimia Pangan, 2014.

Keterangan : (+) Terjadi denaturasi

() Tidak terjadi denaturasi Gambar 3. Hasil Pengamatan Denaturasi Protein3.2 Pembahasan

Bila susunan ruang atau rantai polipeptida suatu molekul protein berubah, maka dikatakan protein ini terdenaturasi. Denaturasi dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier dan kuartener terhadap molekul protein, tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Karena itu denaturasi dapat pula diartikan suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik, ikatan garam, dan terbukanya lipatan atau wiru molekul (Winarno, 2004).

Ada dua macam denaturasi, yaitu pengembangan rantai peptida dan pemecahan protein menjadi unit yang lebih kecil tanpa disertai pengembangan molekul. Terjadinya kedua jenis denaturasi ini tergantung pada keadaan molekul. Yang pertama terjadi pada rantai polipeptida, sedangkan yang kedua terjadi pada bagian-bagian molekul yang tergabung dalam ikatan sekunder (Winarno, 2004).

Ikatan-ikatan yang dipengaruhi oleh proses denaturasi ini adalah ikatan hidrogen, ikatan hidrofobik misalnya pada leusin, valin, fenilalanin, triptofan yang saling berlekatan membentuk suatu micelle dan tidak larut dalam air, ikatan ionik antara gugus bermuatan positif dan negatif, serta ikatan intramolekuler seperti yang terdapat pada gugus disulfida dalam sistin (Winarno, 2004).

Terdapat 3 mekanisme denaturasi, yaitu yang pertama denaturasi protein akibat panas, kondisi panas dapat memutuskan ikatan hydrogen dan interaksi hidrofobik non polar yang menopang struktur sekunder dan tersier molekul protein. Hal ini di karenakan suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat sehingga menyebabkan sisi hidrofobik dari gugus samping molekul polipeptida akan terbuka. Proses denaturasi tersebut menurunkan kelarutan protein sehingga akan terjadi koagulasi (Azrini, 2012)

Kemudian mekanisme yang kedua adalah denaturasi protein akibat asam basa, adanya asam dan basa dapat memutuskan jembatan garam pada struktur tersier protein. Hal ini di karenakan asam dan basa akan terdisosiasi menjadi produk bermuatan ionik. Mekanisme denaturasi berlangsung ketika terjadi reaksi subsititusi antara ion positif dan negatif di dalam garam dengan ion positif dan negatif yang berasal dari asam atau basa yang ditambahkan (Azrini, 2012).

Mekanisme yang ketiga yaitu denaturasi protein akibat logam berat, reaksi yang terjadi antara logam berat dengan protein akan mengakibatkan terbentuknya protein-logam yang tidak larut. Protein akan mengalami presipitasi bila bereaksi dengan ion logam. Pengendapan oleh ion positif (logam berat) diperlukan pH larutan diatas pI karena protein bermuatan negative sedangkan pengendapan oleh ion negative diperlukan pH larutan dibawah pI karena protein bermuatan positif. Ion-ion positifyang dapat mengendapkan protein adalah; Ag+, Ca2+, Zn2+, Hg2+, Fe2+,Cu2+ dan Pb2+, sedangkan ion-ion negatif yang dapat mengendapkan protein adalah; ion salisilat, triklorasetat, piktrat, tanat dan sulfo salisilat. Logam berat juga merusak ikatan disulfide karena afinitasnya yang tinggi dan kemampuannya untuk menarik sulfur sehingga mengakibatkan denaturasi protein (Azrini, 2012).Denaturasi protein dapat terjadi dengan berbagai macam perlakuan, antara lain dengan perlakuan panas, pH, garam dan tegangan permukaan. Suhu mulai terjadinya denaturasi sebagan besar protein terjadi berkisar antara 70-75C. Setelah mengalami denaturasi, protein akan mengendap, karena gugus-gugus yang bermuatan positif dan negatif dalam jumlah yang sama atau netral atau dalam keadaan titik isoelektrik. Oleh karena itu, kita bisa mengamati adanya presipitasi atau koagulasi protein. Terjadi pemutusan ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik dan ikatan garam sehingga molekul protein tidak memiliki lipatan lagi. Protein yang mengalami denaturasi juga akan mengalami perubahan seperti naiknya viskositas (karena mol menjadi asimetris dan hilangnya lipatan) dan meningkatnya rotasi optis larutan protein (Sukkal, 2012).Disamping oleh pH, suhu tinggi dan ion logam berat, denaturasi dapat pula terjadi oleh adanya gerakan mekanik, alkohol, aseton, eter dan detergen (Poedjiadi, 2005).Adapun faktor-faktor penyebab terjadinya denaturasi pada protein antara lain suhu pada lingkungan, pH, tekanan, aliran listrik, adanya campuran bahan kimia, alkohol dan agen pereduksi (Prasetyaningrum, 2013).Pada protein suhu sangat dijaga, hal ini di kerenakan kenaikan suhu menyebabkan terjadinya proses denaturasi. Pada umumnya struktur ion protein tergantung pada pH lingkungannya. Struktur protein terdiri dari beberapa asam amino, dimana asam amino ini dapat bertindak sebagai ion positif, ion negatif atau berdwikutub (zwitterion). Bentuk ion dwikutub bentuk tak berdisosiasi Disamping itu, pH yang rendah dan tinggi dapat menyebabkan terjadinya denaturasi dan merubah strukktur dari protein (Sukkal, 2012).Sifat-sifat protein yaitu ionisasi. Seperti asam amino, protein larut dalam air akan membentuk ion yang mempunyai muatan positif dan negatif. Dalam suasana asam molekul protein akan membentuk ion positif, sedangkan dalam suasana basa akan membentuk ion negatif. Pada titik isoelektrik protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama, sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif maupun negatif apabila ditempatkan di antara kedua elektroda tersebut (Poedjiadi, 2005).

Kemudian sifat protein berikutnya yaitu denaturasi. Beberapa jenis protein sangat peka terhadap perubahan lingkungannya. Apabila konformasi molekul protein berubah, misalnya oleh perubahan suhu, pH atau karena terjadinya suatu reaksi dengan senyawa lain, ion-ion logam, maka aktivitas biokimiawinya akan berkurang. Perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu merupakan suatu proses yang disebut denaturasi. Kemudian protein akan mengalami koagulasi apabila dipanaskan pada suhu 50C atau lebih. Koagulasi ini hanya terjadi apabila larutan protein berada pada titik isoelektriknya (Poedjiadi, 2005).

Lalu sifat protein selanjutnya dalah viskositas. Viskositas adalah tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di dalam zat cair yang mengalir. Suatu larutan protein dalam air mempunyai viskositas atau kekentalan yang relatif lebih besar daripada viskositas air sebagai pelarutnya. Larutan suatu protein yang bentuk molekulnya panjang, mempunyai viskositas lebih besar daripada larutan suatu protein yang berbentuk bulat. Pada titik isoelektrik, viskositas larutan protein mempunyai harga terkecil (Poedjiadi, 2005).

Kemudian sifat protein yaitu kristalisasi. Proses kristalisasi untuk berbagai jenis protein tidak selalu sama, artinya ada yang dengan mudah dapat terkristalisasi, tetapi ada pula yang sukar. Pada titik isoelektrik kelarutan protein paling kecil, sehingga mudah dapat dikristalkan dengan baik (Poedjiadi, 2005).

Sifat protein yang terakhir yaitu sistem koloid. Sistem koloid adalah sistem yang heterogen, terdiri atas dua fase, yaitu partikel kecil yang terdispersi dan medium atau pelarutnya. Protein dalam larutan membentuk partikel-partikel kecil. Pada umumnya partikel koloid mempunyai ukuran antara 1 milimikron sampai 100 milimikron, namun batas ini tidak selalu tetap, mungkin lebih besar. Besar kecilnya partikel tergantung pada besarnya bobot molekul protein (Poedjiadi, 2005).

Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid karena penambahan bahan kimia sehingga partikel-partikel tersebut bersifat netral dan membentuk endapan karena adanya gaya grafitasi (Azrini, 2012).

Perbedaan denaturasi dan koagulasi yaitu, koagulasi terjadi setelah denaturasi. Proses denaturasi kadang-kadang dapat berlangsung secara reversibel, sedangkan koagulasi berlangsung secara irreversibel. Koagulasi ini hanya terjadi apabila larutan protein berada pada titik isolistriknya (Poedjiadi, 2005).Fungsi CH3COOH dan NaOH yaitu reagen agar protein terdenaturasi, serta agar sampel menuju titik isoelektriknya. CH3COOH untuk suasana asam dan NaOH untuk suasana basa, agar dapat diketahui protein terdenaturasi di asam atau di basa. Rata-rata titik isoelektrik protein adalah di asam.Berdasarkan percobaan denaturasi protein yang telah dilakukan didapatkan hasil bahwa pada sampel selai kacang morita dan sirup marjan positif mengalami denaturasi protein, karena terjadi perubahan pH. Namun hasil ini berbeda dengan asisten seharusnya sampel sirup marjan tidak mengalami denaturasi, dan sampel kaldu bubuk, biskuit oats dan kornet daging sapi mengalami denaturasi protein. Hal ini dapat disebabkan karena kurangnya penambahan asam atau basa dan kurangnya pemanasan.IV KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan menguraikan mengenai : (1) Kesimpulan dan (2) Saran.

1.1 KesimpulanBerdasarkan percobaan Denaturasi protein yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada sampel selai kacang morita dan sirup marjan positif mengalami denaturasi protein, karena terjadi perubahan pH. Namun hasil ini berbeda dengan asisten seharusnya sampel sirup marjan tidak mengalami denaturasi, dan sampel kaldu bubuk, biskuit oats dan kornet daging sapi mengalami denaturasi protein.4.2 SaranPraktikan harus berhati-hati dan teliti dalam melakukan percobaan dan mengikuti prosedur yang dianjurkan, agar tidak terjadi kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA

Azrini, Meli., 2012, Sifat-sifat Protein (Tugas Gizi I), meliazrini.blogspot.com/2012/10/sifat-sifat-protein-tugas-gizi-i.html. Diakses: 15 Mei 2014.Poedjiadi, Anna., 2005, Dasar-dasar Biokimia, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.Prasetyaningrum, Annas., 2013, Contoh Denaturasi Protein Dalam Kehidupan Sehari-hari, http://annasyalala.blogspot.com/2013/06/contoh-denaturasi-protein-dalam_3388.html. Diakses: 15 Mei 2014Sukkal, Fadzakkir., 2012, Denaturasi, http://blog.ub.ac.id/fadzakkir/2012/09/27/tugas-pbai/. Diakses: 15 Mei 2014.Winarno F.G., 2004, Kimia Pangan dan Gizi, Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.