MAKALAH KIMIA ORGANIK

KARBOHIDRAT DAN PROTEIN

Disusun Oleh:

Kelompok 1 (Satu)

1. Cahyo Setiawan NIM 1114014

2. Feri Firdiansyah NIM 1114033

3. Imaniar Safitri NIM 1114038

4. Kurnuan Teguh NIM 1114036

5. Heriani NIM 1114040

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan

karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini dibuat

dengan tujuan pemenuhan tugas Kimia Organik dengan judul “Poliuretan”.

Kami sadar bahwa makalah ini lepas dari sisi kesempurnaan. Kesempurnaan

hanya milik Tuhan Yang Maha Esa. Dengan demikian, kami memerlukan kritik

dan saran agar kami dapat memperbaiki dalam penulisan makalah selanjutnya.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami pribadi dan terutama bagi

pembaca.

Penulis,

BAB I

PENDAHULUAN

Karbohidrat sangat akrab dengan kehidupan manusia. Karena ia adalah

sumber energi utama manusia. Contoh makanan sehari-hari yang mengandung

karbohidrat adalah pada tepung, gandum, jagung, beras, kentang, sayur-sayuran

dan lain sebagainya.

Karbohidrat adalah polihidroksildehida dan keton polihidroksil atau

turunannya. selian itu, ia juga disusn oleh dua sampai delapan monosakarida yang

dirujuk sebagai oligosakarida. Karbohidrat mempunyai rumus umum Cn(H2O)n.

Rumus itu membuat para ahli kimia zaman dahulu menganggap karbohidrat

adalah hidrat dari karbon.

Penting bagi kita untuk lebih banyak mengetahui tentang karbohidrat

beserta reaksi-reaksinya, karena ia sangat penting bagi kehidupan manusia dan

mahluk hidup lainnya.

Oleh karena itu, tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui cara

identifikasi karbohidrat secara kualitatif, membuktikan adanya poliusakarida

dalam suatu bahan, membuktikan adanya gula pereduksi atau gula inversi,

membedakan antara monosakaridan dan poliskarida, membuktikan adanya

pentosa, membuktikan adanya gula ketosa (fruktosa), membedakan karbohidrat

berdasarkan bentuk kristalnya, mengidetifikasi hasil hirolisis pati atau amilum,

dan mengidentifikasi hasil hidrolisis sukrosa.

Protein merupakan biopolimer yang terdiri atas banyak asam amino yang

berhubungan satu dengan lainnya lewat ikatan amida (peptida). Protein berasal

dari bahasa Yunani, proteus yang artinya protein karena protein merupakan

senyawa yang sangat penting di dalam organisme. Protein merupakan suatu

koloid elektrolit yang bersifat amfoter. Dengan sifat ini protein dapat bersifat

asam atau basa.

Protein merupakan komponen utama semua sel hidup. Protein merupakan

suatu senyawa polimer dari asam-asam amino dengan BM 104 sampai dengan 10

6.

Struktur protein tersusun oleh gabungan asam amino pada gugus karbonil dan

asam amino dengan ikatan peptida.

Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan

melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,

dan N, serta kadang-kadang P dan S. Asam amino yang diperoleh dari hidrolisis

protein ialah asam amino α atau disebut juga asam α-aminokarboksilat. Asam

amino yang terjadi secara alami sebagai penyusun protein mempunyai gugus

amino (NH2) dan gugus karboksilat (COOH) yang terikat pada atom yang sama

yaitu pada atom karbon alfa.

Rumus umum untuk asam amino : Rumus ion dipolar asam amino :

C

H

COOHH2N

R

C

H

COO-H3+N

R Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang

sama, gugus karboksil dan amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-

masing berbeda satu dengan yang lain pada gugus R-nya, yang bervariasi dalam

struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Beberapa asam amino

mempunyai reaksi yang spesifik yang melibatkan gugus R-nya.

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.

Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut

organik non polar seperti eter, aseton dan kloroform. Asam amino mempunyai

titik lebur yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan asam karboksilat atau

amina. Kedua sifat fisika ini menunjukkan bahwa asam amino cenderung

mempunyai struktur yang bermuatan dan mempunyai polaritas tinggi dan bukan

sekedar senyawa yang mempunyai gugus –COOH dan gugus –NH2. Hal ini

tampak pula pada sifat asam amino sebagai elektrolit.

Asam amino mengandung suatu gugus amino yang bersifat basa dan

gugus karboksil yang bersifat asam dalam molekul yang sama. Asam amino

mengalami reaksi asam-basa internal yang menghasilkan suatu ion dipolar, yang

juga disebut zwitterion atau ion amfoter. Berikut rumus strukturnya.

Sumber protein dapat diperoleh dari bahan hewani maupun nabati,

seperti: telur, daging, susu, pati dan kacang-kacangan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah sumber energy utama untuk manusia. Kebanyakan

karbohidrat yang kita makan makan ialah tepung/amilum/pati, yang ada dalam

gandum, jagung, beras, kentang dan padi-padian lainnya, buah-buahan, dan

sayuran.

Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang

mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur

hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh

karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol

lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan

yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari

tumbuh-tumbuhan.

Pembentukan karbohidrat di alam terjadi dalam tumbuh-tumbuhan dalam

proses yang disebut fotosintesis. Tumbuh-tumbuhan mengandung klorofil yang

merupakan katalisator untuk perubahan CO2 + H2O menjadi glukosa dengan

adanya sinar matahari.

6CO2 + 6H2O C6H12O)6 + 6O2

(karbon dioksida) (air) (glukosa) (oksigen)

Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap

dan menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan

utama CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Enersi kimia yang

terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.

Karbohidrat mempunyai rumus umum (CH2O)n. Secara biokimia,

karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa

yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat

mengandung gugus fungsi aldehid disebut aldosa sedangkan karbohidrat yang

mengandung gugus fungsi keton disebut ketosa.

Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai

molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang

mempunyai berat molekul 90 hingga senyawa yang mempunyai berat molekul

500000 bahkan lebih. Berbagai senyawa itu dibagi dalam tiga golongan, yaitu

golongan monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida.

1. Monosakarida

Monosakarida ialah karbohidrat sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri

atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara

hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang

paling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton.

CHO

C OHH

CH2OH

D-gliseraldehida

CH2OH

C

CH2OH

O

Dihidroksiaseton

Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan

mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton dinamakan ketotriosa karena

terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.

CHO

CH OH

C OHH

CH2OH

D-eritrosa

CH2OH

C

CH OH

CH2OH

O

D-eritrulosa

Monosakarida yang terdiri atas empat atom karbon disebut tertosa dengan

rumus C4H8O4. Eritrosa adalah contoh aldotetrosa dan eritrulosa adalah suatu

ketotetrosa.

Pentosa ialah monosakarida yang mempunyai lima atomkarbon. Contoh

pentose adalah ribose dan ribulosa.

CHO

CH OH

C OHH

C

CH2OH

H OH

D-ribosa

CH2OH

C

CH OH

C

O

CH2OH

H OH

D-ribolosa

a. Glukosa

Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena

mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah kanan.

CHO

CH OH

C OHH

C

C

H OH

CH2OH

H OH

D-glukosa

O

CH2OH

H

OH

H

H

OH

H

OH

H

OH

α-D-glukosa

O

CH2OH

H

OH

H

H

OH

OH

H

H

OH

β-D-glukosa

Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbon dioksida dan air

dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut

fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan

amilum atau selulosa.

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6CO2

Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-

molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan

melepaskan molekul air.

nC6H12O6 (C6H10O5)n+nH2O

glukosa amilum

b. Fruktosa

Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya

terpolarisasi kekiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya

monosakaridadan disakarida mempunyai rasa manis.

Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga lebih manis

daripada gula tebu atau sukrosa.

Sinar matahari

klorofil

CH2OH

C

CH OH

C

O

C

H OH

CH2OH

H OH

D-fruktosa

OCH2OH

H

CH2OH

OHH

OH

OH

H

α-D-fruktosa

α-D-fruktofuranosa

OCH2OH

H

OH

CH2OHH

OH

OH

H

β-D-fruktosa

β-D-fruktofuranosa

c. Galaktosa

Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam. Umumnya berikatan

dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.

Galaktosa mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang larut

dalam air. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi

ke kanan.

CHO

CH OH

C OHH

C

C

H OH

CH2OH

H OH

D-galaktosa

O

CH2OH

H

OH

H

H

OH

H

OH

OH

H

α-D-galaktosa

α-D-galaktopiranosa

O

CH2OH

H

OH

H

H

OH

OH

H

OH

H

β-D- galaktosa

β-D-galaktopiranosa

COOH

CH OH

C HHO

C

C

H OH

COOH

H OH

asam sakarat

COOH

CH OH

C HHO

C

C

HO H

CH2OH

H OH

asam musat

d. Pentosa

Beberapa pentose yang penting di antaranya ialah arabinosa, xilosa, ribose

dan 2-deoksiribosa. Keempat pentosa ini ialah aldopentosa dan tidak

terdapat dalam keadaan bebas di alam.

CHO

C HHO

C

C

H OH

CH2OH

H OH

Arabinosa

CHO

C HH

C

C

H OH

CH2OH

H OH

2-deoksiribosa

CHO

C OHH

C

C

H OH

CH2OH

H OH

Ribosa

CHO

C OHH

C

C

HO H

CH2OH

H OH

xilosa

2. Oligosakarida

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas

beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu

dengan yang lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain

adalah trisakarida, yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan

tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Oligosakarida yang

paling banyak terdapat di alam ialah disakarida.

a. Sukrosa

Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun

dari bit. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan

fruktosa.

b. Laktosa

Dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa, karena

itu laktosa adalah suatu disakarida.

O

CH2OH

HOH

HOH

H

H

OH

H

O

O

CH2OH

H

OH

H

H

H

OHH

OH

c. Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa.Maltosa

merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun

dengan enzim. Telah diketahui bahwa amilum akan memberikan hasil akhir

glukosa.

O

CH2OH

HOH

HOH

H

H

OH

O

O

CH2OH

H

OH

H

OH

HH

OH

d. Rafinosa

Rafinosa adalah suatu trisakarida yang penting, terdiri atas tiga molekul

monosakarida yang berkaitan, yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa.

e. Stakiosa

Stakiosa adalah suatu tetrasakarida.

3. Polisakarida

Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul yang besar dan lebih kompleks

daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul

monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut

homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut

heteropolisakarida. Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak

berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat

mereduksi. Berat molekul polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari

satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid.

Beberapa polisakarida yang penting antara lain amilum, glikogen, dekstrin, dan

selulosa.

a. Amilum

Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan.

Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun,

batang, dan biji-bijian.

b. Glikogen

Seperti amilum, glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis.

c. Dekstrin

Pada reaksi hidrolisis parsial, amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang

lebih kecil yang dikenal dengan nama dekstrin. Jadi dekstrin adalah hasil antara

proses hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltose.

d. Selulosa

Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel.

e. Mukopolisakarida

Mukopolisakarida adalah suatu heteropolisakarida, yaitu polisakarida yang terdiri

atas dua jenis derivat monosakarida yang membentuk mukopolisakarida tersebut

ialah gula amino dan asam uronat.

Uji-uji Kualitatif Karbohidrat:

1. Uji Molisch

Uji Molisch dilakukan dengan menambahkan reagen (pereaksi) Molisch ke dalam

larutan sampel yang akan diuji kemudian ditambahkan larutan asam sulfat pekat.

Prinsip dari reaksi tersebut adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat

pekat. Uji positif akan terjadi jika timbul cincin berwarna ungu pada larutan. Uji ini

dapat dilakukan untuk semua jenis karbohidrat (monosakarida, disakarida, dan

polisakarida). Pereaksi Molisch merupakan larutan dari 5% α-naphtol dalam 95%

alcohol atau kloroform. Cara kerja uji Molish adalah dengan menambahkan 2 tetes

pereaksi Molish ke dalam 5 mL sampel yang akan diuji, kemudian diaduk hingga

rata dan ditambahkan 3 mL asam sulfat pekat secara perlahan-lahan ke melalui

dinding tabung. Jika menunjukkan cincin berwarna ungu berarti hasilnya positif,

sedangkan jika timbul warna hijau berarti hasilnya negatif.

Gambar 7.1.1. Uji Molisch: kiri (negatif), kanan (positif)

2. Uji Benedict

Uji Benedict merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid

atau keton bebas, seperti yang terdapat pada laktosa dan maltosa. Karbohidrat yang

mengandung gugus aldehida atau keton bebas akan mereduksi ion Cu2+

dalam

suasana alkalis, menjadi Cu+, yang mengendap sebagai Cu2O (kupro oksida)

berwarna merah bata. Uji positif ditandai dengan terbentuknya larutan hijau, merah,

orange atau merah bata serta adanya endapan.

Pereaksi Benedict adalah larutan berwarna biru yang mengandung natrium karbonat

(Na2CO3), tembaga sulfat (CuSO4), dan asam sitrat. Uji karbohidrat dilakukan

dengan cara memasukkan 5 ml pereaksi tersebut ke dalam tabung reaksi dan

ditambahkan 8 tetes larutan yang akan diuji kemudian diaduk dengan rata.

Selanjutnya, campuran dididihkan selama d 5 menit dan dibiarkan sampai dingin

kemudian diamati perubahan warnanya, jika terbentuk warna hijau, merah, orange

atau endapan merah bata berarti positif.

Gambar 7.2.2. mendidihkan campuran sampel dan pereaksi benedict pada uji benedict

Gambar 7.2.3. Uji Benedict: Glukosa (tengah) Menunjukkan Hasil Positif, Sedangkan

Air (kiri) dan Sukrosa (kanan) Menunjukkan Hasil Negatif.

Gambar 7.2.4. Uji Benedict Terhadap Beberapa Bahan Makanan (dari kiri ke kanan: air,

glukosa, bawang merah, kentang, dan tepung)

3. Uji Seliwanoff

Uji Seliwanoff digunakan untuk mengeahui adanya ketosa atau karbohidrat yang

mengandung gugus keton. Pada pereaksi Seliwanoff, terjadi perubahan oleh HCl

panas menjadi asam levulinat dan hidroksilmetil furfural. Jika dipanaskan

karbohidrat yang mengandung gugus keton akan menghasikan warna merah pada

larutannya.Cara melakukan uji ini adalah dengan mencampurkan 5 mL peraksi dan

beberapa tetes larutan sampel ke dalam sebuah tabung reaksi, kemudian dididihkan

selama 30 detik. Jika larutan yang dididihkan berwana merah maka hasilnya positif.

Gambar 7.2.5. Uji Seliwanoff: Kanan Positif dan Kiri Negatif

4. Uji Lugol/Iodin

Uji lugol digunakan untuk menunjukkan kandungan amilum pada suatu sampel.

Pereaksi yang digunakan pada uji ini adalah larutan iodin (I2) dalam air. Pereaksi

tersebut jika diteteskan dalam amilum akan menghasilkan warna biru. Selain

digunakan untuk menguji amilum, uji ini juga dapat digunakan untuk menunjukkan

kandungan glikogen. Glikogen dengan iodin akan membentuk warna merah. Cara

melakukan uji ini cukup dengan meneteskan pereaksi lugol ke dalam sampel yang

diuji.

Gambar 7.2.6. Uji Lugol: Air (kiri) Menunjukkan Hasil Negatif, Tepung (tengah) dan Roti (kiri)

Menunjukkan Hasil Positif

5. Uji Barfoed

Pereaksi yang digunakan adalah larutan tembaga asetat dan asam asetat dalam air

dan digunakan untuk membedakan monosakarida dengan disakarida. Uji ini

didasarkan pada mereduksi dari karbohidrat, dimana monosakarida akan merduksi

ion Cu2+

menjadi Cu+ lebih cepat dibandingkan dengan disakarida. Uji ini berbeda

dengan uji Benedict karena dilakukan pada suasana asam. Jika sampel mengandung

monosakarida atau disakarida akan menunjukkan endapan berwarna merah bata.

Gambar 7.2.7. Uji Barfoed: Kanan Positif dan Kiri Negatif

6. Uji Bial

Monosakarida umumnya stabil dalam larutan encer walaupun dipanaskan. Namun,

apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida akan menghasilkan

senyawa furfural atau senyawa turunannya. Reaksi pembentukan furfural adalah

reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa. Karena furfural akan

menghasilkan warna bila direaksikan dengan α-naftol atau timol, maka reaksi ini

dapat digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat.

Gambar 7.2.8. Uji Bial: Kiri dan Tengah Negatif Sedangkan Kanan Positif

2.2. Protein

Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai

monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptida, yang

mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di

sebelahnya, dan merupakan sebagian besar dari tubuh manusia dan hewan yang

bertingkat tinggi. Sebagian protein merupakan penyusun tubuh (daging, kulit, rambut,

dan lain-lain), sebagian mempunyai fungsi katalisator (enzima), yang menyebabkan

reaksi-reaksi tertentu dapat berlangsung dengan baik pada kondisi tubuh. Protein yang

lain juga berfungsi sebagai pengatur (hormon) dan immunologi (pertahanan tubuh).

Protein mempunyai struktur yang unik (khas) dan berat molekul yang spesifik.

Meskipun demikian, protein sangat sukar dimurnikan karena protein terdapat dalam

bentuk kompleks bersama lipida dan karbohidrat, juga sebagai campuran dengan protein

lainnya dan bentuknya yang mudah sekali rusak oleh panas, asam, basa dan pelarut

organik[1]

.

Molekul protein tersusun dari satuan-satuan dasar kimia yaitu asam amino.

Dalam molekul protein, asam-asam amino ini saling berhubung-hubungan dengan suatu

ikatan yang disebut ikatan peptide (-CONH-). Satu molekul protein dapat terdiri dari 12

sampai 18 macam asam amino dan dapat mencapai jumlah ratusan asam amino. Karena

jumlahnya sangat banyak protein dapat digolong-golongkan dengan berbagai cara,

diantaranya yang sering dipakai sebagai klasifikasi protein adalah dengan melihat asam

amino pembentuknya, bentuk fisiknya atau dilihat dari nilai gizinya.

Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya yaitu protein hewani dan

protein nabati. Bahan makanan yang berasal dari hewan (protein hewani) merupakan

sumber protein yang baik minyalnya daging, susu, ikan, telur, usus halus, usus besar

yang merupakan bahan makanan yang kaya protein. Ada juga sumber protein dari

tumbuh-tumbuhan (protein nabati) yang berkualitas baik misalnya kacang-kacangan

yang mempunyai kadar protein nabati yang tinggi. Akan tetapi umumnya protein

kacang-kacangan kurang mengandung salah satu asam aminoessensial yaitu metionin.

Sayuran dan buah-buanhan hanya mengandung sedikit protein.

Asam amino adalah senyawa organic yang mempunyai paling sedikit satu

gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus (-NH2). Gugus karboksil menentukan sifat

asam, sedangkan gugus amino menentuakn sifat basa maka asam amino sifatnya

amfoter. Beberapa ciri-ciri molekul protein adalah:

1. Berat molekulnya besar, hingga mencapai ribuan bahkan jutaan sehingga merupakan

suatu makromolekul.

2. Umumnya terdiri dari 20 macam asam amino, asam amino berkaitan secara kovalen

satu dengan yang lainnya dalam variasi urutan yang bermacam-macam membentuk

suatu rantai polipeptida.

3. Ada ikatan kimia lainnya

4. Ikatan kimia lain yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai

polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein, contohnya ikatan hydrogen dan

ikatan ion.

5. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor. Antara lain: pH, radiasi,

temperatur, medium pelarut organik.

Sifat-sifat protein diantaranya adalah:

1. Ionisasi

Seperti asam amino, protein yang 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 isolistrik protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama,

sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif dan negative apabila ditempatkan

diantara kedua elektroda tersebut.

2. Denaturasi

Bebrapa jenis protein sangat peka terhadap perubahan lingkungannya. Suatu protein

mempunyai arti bagi tubuh apabila protein tersebut di dalam tubuh dapat melakukan

aktivitas biokimiawi yang menunjang kebutuhan tubuh.

3. Viskositas

Merupakan tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di

dalam zat cair yang mengalir. Suatu larutan dalam air mempunyai viskositas atau

kekentalan yang relatif lebih besar dari pada viskositas air sebagai pelarutnya.

Viskositas larutan protein tergantung pada jenis protein, bentuk molekul, konsentrasi

serta suhu larutan.

4. Kristalisasi

Banyak protein yang telah dapat diperoleh dalam bentuk kristal. Meskipun demikian

proses kristalisasi untuk berbagai jenis protein tidak selalu sama. Proses kristalisasi

protein sering dilakukan dengan jalan penambahan garam amonium sulfat atau NaCl

pada larutan dengan pengaturan pH pada titik isolistriknya.

5. System koloid

Protein mempunyai molekul besar dan karenanya larutan protein bersifat koloid.

System koloid adalah system yang heterogen, terdiri atas dua fasa, yaitu partikel

kecil yang terdispersi dan medium atau pelarutnya[3]

.

Ada beberapa dasar yang digunakan dalam klasifikasi protein, antara lain:

1. Berdasarkan fungsi biologisnya

a. Protein enzim

Golongan protein ini berperan pada biokatalisator dan pada umumnya mempunyai

bentuk globular. Protein enzim ini mempunyai sifat yang khas karena hanya

nekerja pada substrat tertentu. Yang termasuk golongan ini antara lain:

- Peroksidase yang mengkatalase peruraian hydrogen peroksida

- Pepsin yang mengkatalisa pemutusan ikatan peptide

- Polinukleotidase yang mengkatalisa hidrolisa polinukleotida

b. Protein pengangkut

Mempunyai kemampuan membawa ion atau molekul tertentu dari dari suatu

organ lain melalui aliran darah. Yang termasuk golongan ini antara lain:

- Hemoglobin pengangkut oksigen

- Lipo protein pengangkut lipid

c. Protein hormone

Hormone yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin membantu mengatur aktivitas

metabolisme di dalam tubuh.

d. Protein pelindung

Protein ini pada umumnya terdapat dalam darah, melindungi organisme dengan

cara melawan serangan zat asing yang masuk dalam tubuh.

e. Protein kontraktil

Golongan ini berperan dalam proses gerak, member kemampuan pada sel untuk

berkontraksi atau mengubah bentuk. Yang termasuk golongan ini antara lain

miosis dan aktin.

f. Protein cadangan

Protein cadangan atau protein simpanan adalah protein yang disimpan dan

dicadangkan untuk beberapa proses metabolisme.

2. Berdasarkan bentuk molekulnya

a. Protein globuler

Protein ini bentuknya bulat, karena rantai polipeptida melingkar. Protein golongan

ini mudah larut dalam garam, asam, basa, dan alcohol. Yang termasuk dalam

golongan ini antara lain albumin, globulin dan beberapa protein yang

menunjukkan aktifitas fisiologisnya yang spesifik seperti proteohormon dan

proteoenzim.

b. Protein fibrosa

Protein golongan ini bentuknya memanjang karena rantai polipeptidanya

memanjang. Pada umumnya protein golongan ini larut dalam pelarut yang umum.

Yang termasuk golongan antara lain kalogen, miosin, karotin dan fibrin[5]

.

3. Berdasarkan komponen penyusunnya

a. Protein sederhana

Yang tersusun oleh asam amino saja oleh karena itu pada hidrolisisnya hanya

diperoleh asam-asam amino penyusun saja. Yang termasuk golongan ini adalah:

- Protamin

Protamin ini bersifat alkalis dan tidak mengalami koagulasi pada pemanasan.

Apabila ditambah asam mineral kuat akan menghasilkan garam yang stabil,

yang bersifat larut dalam air.

- Albumin

Protein ini larut dalam air dan larut dalam garam encer, berat molekulnya

relatif rendah. Albumin ini terdapat dalam putih telur (albumin telur),

susu(laktalbumin), darah (albumin darah) dan sayur-sayuran.

- Globulin

Larut dalam garam netral, tetapi tidak larut dalam air. Terkoagulasi oleh panas

dan dan akan mengendap pada larutan garam konsentrasi tinggi (salting out)

dalam tubuh banyak terdapat sebagai zat anti bodi dan fibrinogen.

- Glutelin

Larut dalam asam dan basa encer, tetapi tidak larut dalam pelarut netral,

misalnya adalagluten pada gandum dan oryzeninpada beras.

- Prolanin

Larut dalam etanol 50-90% dan tidak larut dalam air. Protein ini banyak

mengandung prolin dan asam glutamate serta banyak terdapat di dalam

serealia. Contohnya: zein pada jagung, gliadin pada gandum dan kordein pada

barley.

- Skleroprotein

Tidak larut dalam air dan solvent netral dan tahan terhadap hidrolisis enzimatis.

Protein ini berfungsi sebagai struktur kerangka pelindung pada manusia dan

hewan[4]

.

b. Protein majemuk

Protein majemuk terdiri atas bagian asam amino yang berikatan dengan bahan non

protein misalnya: lipid, asam nukleat, karbohidrat dan lain-lain.

- Posfeprotein: mengandung gugus fosfor yang terikat pada gugus hidroksil dari

serin dan threonin. Banyak terdapat pada susu dan kuning telur.

- Lipoprotein: mengandung lipid asam lemak, listin, sehinggamempunyai

kapitalis sebagai zat pengemulsi yang baik, terdapat dalam telur, susu dan

darah.

- Nukleoprotein: kompinasi antara asam nukleat dan protein. Banyak terdapat

dalam inti sel.

- Glikoprotein: kombinasi antara karbohidrat dan protein. Misalnya: musin pada

air liur, ovomusium pada telur, nuloid pada serum.

- Kromoprotein: kombinasi antara protein dengan gugus berfigmen yang

biasanya mengandung unsure logam. Contoh: hemoglobulin, myglobulin,

chlorofil dan flavoprotein.

- Metalprotein: merupakan komplek antara protein dan logam seperti halnya

kromatorprotein. Contoh: feritrin (mengandung Fe) coalbumin (mengandung

CO dan Zn).

4. Berdasarkan struktur molekulnya

a. Struktur primer (struktur utama)

Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara

kovalen melalui ikatan peptida.

b. Struktur sekunder

Protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam

amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen

antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi

ikatan hidrogennya. Ada dua jenis struktur sekunder, yaitu: α-heliks dan β-sheet.

c. Struktur Tersier

Terbentuk karena adanya pelipatan membentuk struktur yang kompleks. Pelipatan

distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan disulfide, interaksi ionik ikatan

hidrofobik, ikatan hidrofilik.

Polypeptida strand

Amino acid monomer Peptide linkage

α-heliks β-sheet

d. Struktur Kuartener

Terbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit. Interaksi

intermolekul antar sub unit protein ini membentuk struktur keempat/kuartener.

Reaksi warna protein antara lain:

1. Uji Biuret

Digunakan untuk mengetahui adanya ikatan peptida pada suatu bahan. Terbentuknya

warna ungu pada larutan sampel karena terbentuk senyawa kompleks antara Cu2+

dan

N dari molekul ikatan peptida yaitu gugus peptida ( -CO-NH-). Makin banyak atau

makin panjang ikatan peptida dalam protein maka warna ungu akan makin kuat

intensitasnya

.

OH

C O

CHR

NH

C O

CHR

NH2

OH

C O

CHR

NH

HC O

HC NH

R

CuO

NH

CH

CH

R

NH

HC R

C

OH

O

Cu2+

(rantai peptida) (senyawa kompleks tembaga)

2. Uji xanthoprotein

Uji xanthoprotein diperlukan dalam identifikasi asam amino dan protein. Uji ini

dapat mengetahui ada tidaknya cincin benzen (triosin, triptofan, dan fenilalanin)

ditambahkan asam nitrat pekat, maka akan terbentuk endapan putih yang dapat

berubah menjadi kuning sewaktu dipanaskan. Senyawa nitro yang terbentuk dalam

suasana basa akan terionisasi dan warnanya menjadi jingga.

HOH2C CH

NH

+ HNO3 HOH2C CH

NH

O2N

NH NH

+ H2O

(tirosin dalam protein) (asam nitrat) (orto-nitrotirosin) (air)

3. Uji Millon.

Pereaksi Millon melibatkan penambahan senyawa Hg ke dalam protein sehingga

pada penambahan logam ini akan menghasilkan endapan putih dari senyawa merkuri.

Untuk protein yang mengandung tirosin atau triptofan penambahan pereaksi Millon

memberikan warna merah.

HOH2C

HC

NH2

CO2H + HgNO3 O2NH2C

HC

NH2

C

O-Hg+

O

(tirosin dalam protein) (merkuri nitrat) (endapan merah bata)

4. Uji Ninhidrin

Larutan yang mengandung asam amino akan menunjukkan uji positif terhadap

larutan ninhidrin. Reaksi warna protein dengan ninhidrin menunjukkan positif bila

memberikan warna biru atau ungu. Reaksi ini terjadi pada gugus amino bebas dari

asam amino dengan ninhidrin. Melalui uji ninhidrin, asam amino yang mampu

dioksidasi akan teroksidasi secara kualitatif sehingga akan dikeluarkan gas CO2.

C

C

C

O

O

OH

OH

+ H3N+HC

R

COO-

O

O

N

O

-O

(ninhidrin) (asam amino) (anion ungu)

5. Denaturasi Protein

Denaturasi adalah rusaknya sifat fisik dan fisiologik protein, dapat disebabkan karena

pemanasan dan penambahan asam kuat. Pada proses denaturasi, protein mengalami

perubahan sifat fisik dan keelektifan biologisnya yang disebabkan oleh pemanasan,

penyinaran. Denaturasi akan merusak ikatan sekunder, ikatan tersier, dan ikatan

kuarterner. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan protein yang

terkandung didalam albumin telur. Albumin telur dimasukkan ke dalam tabung

reaksi setelah dipanaskan pada suhu tinggi. Pada saat dipanaskan, terjadi

penggumpalan pada albumin telur, hal ini disebabkan karena adanya denaturasi

protein. Uji positif diberikan pada percobaan ini ditandai dengan adanya gumpalan

dari protein yang terdenaturasi.

+ RCHO + CO2 + 3H2O + H+

Denaturasi protein dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap struktur

sekunder, tertier dan kuartener molekul protein tanpa terjadinya pemecahan ikatan-

ikatan kovelen.

Protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Lapisan molekul bagian

dalam yang ersifat hidrofobik akan keluar sedangkan bagian hidrofilik akan terlipat

ke dalam. Pelipatan atau pembakikkan akan terjadi bila protein mendekati pH

isoelektris lalu protein akan menggumpal dan mengendap.

6. Pengendapan oleh alkohol

Larutan protein yang ditambah dengan alkohol 96% akan menimbulkan endapan

putih. Hal ini dikarenakan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul

protein. Uji positif diberikan pada percobaan ini dengan adanya endapan.

Penambahan Alkohol Akan Merusak Ikatan Hidrogen

HC C

O

H

O

CH2