Penetapan Kadar Protein
-
Upload
egaksilvia -
Category
Documents
-
view
67 -
download
0
description
Transcript of Penetapan Kadar Protein
PENETAPAN KADAR PROTEIN DENGAN METODE KJELDAHL
1. Tujuan Percobaan
- Mahasiswa dapat melakukan analisis kadar protein dalam suatu bahan pangan
- Mahasiswa dapat mengetahui kadar protein dalam bahan
2. Peralatan dan Bahan
- Pemanas Kjeldahl lengkap yang dihubungkan dengan pengisap uap aspirator
- Labu Kjeldahl berukuran 30 ml / 50 ml
- Alat destilasi lengkap dengan erlenmeyer berpenampung berukuran 125 ml
- Buret 25 ml/50ml
- Neraca analitik dengan ketelitian ± 0,1
- Tepung terigu cakra
3. Dasar Teori
Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh karena zat ini
disampng berfungsi sebagai bahan bakar dalam tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun
dan pengatur.
Protein adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C,H,O dan
N. Senyawa ini digunakan terutama untuk pembentukan dan regenerasi daripada jaringan-
jaringan yang rusak, dapat berfungsi sebagai enzim, antibodi dan merupakan bagian dari
cairan tubuh seperti darah, susu dan lain-lain.
Protein memiliki beberapa sifat yang besar sekali pengaruhnya terhadap bahan
makanan seperti:
- Perbedaan rasa dan tekstur dari berbagai jenis daging (ayam,sapi, kambing dan
sebagainya)
- Konfigurasi protein dapat diubah dengan perlakuan fisik maupun kimia, misalnya
putih telur yang terdenaturasi oleh pemanasan air susu akan menghasilkan crude
dengan penambahan asam
- Protein dapat mengalamai degradasi yaitu pemecahan molekul kompleks menjadi
molekul yang lebih sederhana. Hasil degradasi protein berbentuk sebagai berikut:
protease-pepton-polipeptida-peptida-asam amino-amoniak-unsur N
Kadar protein dalam penetapan ini didefinisikan sebagai senyawa nitrogen yang
terdapat dalam contoh diubah menjadi ammonium sulfat, ammonia yang dihasilkan dari
penambahan natrium hidroksida ( NaOH) yang didestilasi diikat suatu asam, kemudian kadar
nitrogen yang diperoleh dikalikan suatu angka faktor.
Penetapan protein berdasarkan oksidasi bahan-bahan berkarbon dan konversi nitrogen
menjadi ammonia. Selanjutnya amonia bereaksi menjadi basa dan amonium sulfat. Larutan
dibuat menjadi basa dan amonia diuapkan untuk kemudian diserap dalam larutan asam borat.
Nitrogen yang terkandung dalam larutan dapat ditentukan jumlahnya dengan titrasi
menggunakan HCL 0,02 N. Kemudian kadar nitrogen yang diperoleh dikalikan suatu angka
faktor.
Pereaksi
1. Asam sulfat pekat, berat jenis 1,84
2. Air raksa oksida
3. Kalium sulfat
4. Larutan natrium hidroksida-natrium tiosulfat ( Larutkan 60 gr NaOH dan 5 gr
Na2S2O3. 5 H2O dalam 1 liter)
5. Larutan asam borat jenuh
6. Larutan asam klorida 0,02 N
7. Larutan indikator ( campuran 2 bagian metil red 0,2 % dalam alkohol dan 1
bagian metilen blue 0,2 % dalam alkohol)
Dasar Teori Tambahan
Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi
tubuh., karena zat ini di samping berfungsi sebagai bahan baker dalam
tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein
adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C,H,O
dan N yang tidak di miliki oelh lemak dan karbohidrat. Molekul protein
mengandung pula fosfor, belerang, dan ada jenis protein yang
mengandung unsure logam seperti besi dan tembaga.
Sebagai zat pembangun protein merupakan bahan pembentuk
jaringan-jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh. Pada masa
pertumbuhan proses pembentukan jaringan terjadi secara besar-besaran,
pada masa kehamilan droteinlah yang membenuk jaringan janin dan
pertumbuhan embrio. Protein juga mengganti jaringan tubuh yang rusak
dan yang di rombak. Fungsi utama protein bagi tubuh ialah untuk
membentuk jaringan baru dan mempertahankan jaringan yang telah ada.
Protein dapat juga di gunakan untuk bahan baker apabila keperluan
energi tunbuh tidak terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Protein ikut
pula mengatur berbagai proses tubuh baik langsung maupun tidak
langsung dengan membentuk zat-zat pengatur proses dalam tubuh.
Protein mengatur keseimbangan cairan dalam jaringan dan pembuluh
darah, yaitu dengan menimbulkan tekanan osmotic koloid yang dapat
menarik cairan dari jaringan ke dalam pembuluh darah. Sifat atmosfer
protein yang yapat bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur
keseimbangan asam-basa dalam tubuh.
Protein dalam tubuh manusia, terutama dalam sel jaringan,
bertindak sebagai bahan membrane sel, dapat membentuk jaringan
pengikat misalnya kolagen dan elastin, serta membentuk protwin yang
inert seperti rambut dan kuku. Di samping itu protein yang bekerja
sebagai enzim, bertindak sebagai plasma (albumin), membentuk
antibody, membentuk komplek dengan molekul lain, serta dapat
bertindak sebagai bagian sel yang bergerak. Kekurangan protein dalam
waktu lama dapat menggaggu berbagai proses dalam tubuh dan
menurunnkan daya tahan tubuh terhadap penyakit.
Metode Kjeldahl merupakan metode yang sederhana untuk penetapan nitrogen total
pada asam amino, protein dan senyawa yang mengandung nitrogen. Sampel didestruksi
dengan asam sulfat dan dikatalisis dengan katalisator yang sesuai sehingga akan
menghasilkan amonium sulfat. Setelah pembebasan dengan alkali kuat, amonia yang
terbentuk disuling uap secara kuantitatif ke dalam larutan penyerap dan ditetapkan secara
titrasi. Metode ini telah banyak mengalami modifikasi. Metode ini cocok digunakan secara
semimikro, sebab hanya memerlukan jumlah sampel dan pereaksi yang sedikit dan waktu
analisa yang pendek. Metode ini kurang akurat bila diperlukan pada senyawa yang
mengandung atom nitrogen yang terikat secara langsung ke oksigen atau nitrogen. Tetapi
untuk zat-zat seperti amina, protein,dan lain – lain hasilnya lumayan.
Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar protein kasar dalam bahan
makanan secara tidak langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah kadar
nitrogennya. Dengan mengalikan hasil analisis tersebut dengan angka konversi 6,25,
diperoleh nilai protein dalam bahan makanan itu. Untuk beras, kedelai, dan gandum angka
konversi berturut-turut sebagai berikut: 5,95, 5,71, dan 5,83. Angka 6,25 berasal dari angka
konversi serum albumin yang biasanya mengandung 16% nitrogen.
Prinsip cara analisis Kjeldahl adalah sebagai berikut: mula-mula bahan didestruksi
dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran Zn. Amonia
yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator. Cara Kjeldahl pada umumnya
dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimakro.
1. Cara makro Kjeldahl digunakan untuk contoh yang sukar dihomogenisasi dan besar contoh
1-3 g.
2. Cara semimikro Kjeldahl dirancang untuk contoh ukuran kecil yaitu kurang dari 300 mg dari
bahan yang homogen.
Cara analisis tersebut akan berhasil baik dengan asumsi nitrogen dalam bentuk ikatan
N-N dan N-O dalam sampel tidak terdapat dalam jumlah yang besar. Kekurangan cara
analisis ini ialah bahwa purina, pirimidina, vitamin-vitamin, asam amino besar, kreatina, dan
kreatinina ikut teranalisis dan terukur sebagai nitrogen protein. Walaupun demikian, cara ini
kini masih digunakan dan dianggap cukup teliti untuk pengukuran kadar protein dalam bahan
makanan.
Analisa protein cara Kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan yaitu
proses destruksi, proses destilasi dan tahap titrasi :
1. Tahap destruksi
2. Tahap destilasi
3. Tahap titrasi
Kandungan nitrogen kemudian dapat dihitung sebagai berikut:
%N = ml NaOH blanko – ml NaOH sampel × N. HCl × 14,008 × 100%
Gram bahan x 1000
Setelah diperoleh %N, selanjutnya dihitung kadar proteinnya dengan mengalikan
suatu faktor. Besarnya faktor perkalian N menjadi protein ini tergantung pada persentase N
yang menyusun protein dalam suatu bahan.
Kadar protein (%) = % N x faktor konversi.
Tabel Nilai F aktor K o rek si S ampel Pada Bahan Pangan :
No Bahan Pangan Faktor Koreksi
1 Sereal 5,7
2 Roti 5,7
3 Sirup 6,25
4 Biji-bijian 6,25
5 Buah 6,25
6 Beras 5,95
7 Susu 6,38
8 Kelapa 5,20
9 Kacang Tanah 5,46
Tiga Tahapan dalam analisa protein dengan metode Kjeldahl:
a. Proses destruksi (Oksidasi)
Tahapan pertama penentuan kadar protein ini yaitu destruksi, destruksi protein
meliputi gangguan dan kerusakan yang mungkin terjadi pada struktur sekunder dan tersier
protein. Sampel g ditimbang, kemudian ditambahkan HgO dan K2SO4 sebagai katalis.
Destruksi merupakan proses pengubahan N protein menjadi ammonium sulfat. Proses ini
berlangsung selama sampel yang ditambah dengan katalisator direaksikan dengan H2SO4
pekat dan dididihkan di atas pemanas labu Kjeldahl. Penambahan asam sulfat dilakukan
dalam ruang asam untuk menghindari S yang berada di dalam protein terurai menjadi SO2
yang sangat berbahaya. Setelah penambahan asam sulfat larutan menjadi keruh. Asam sulfat
pekat berfungsi untuk mendestruksi protein menjadi unsur-unsurnya, sedangkan katalisator
berfungsi untuk mempercepat proses destruksi dan menaikkan titik didih asam sulfat. Tiap 1
gram K2SO4 menaikkan titik didih 30C.
Dari proses ini semua ikatan N dalam bahan pangan akan menjadi ammonium sulfat
(NH4SO4) kecuali ikatan N=N; NO; dan NO2. Ammoniak dalam asam sulfat terdapat dalam
bentuk ammonium sulfat. Pada tahap ini juga menghasilkan CO2, H2O, dan SO2 yang
terbentuk adalah hasil reduksi dari sebagian asam sulfat dan menguap. Reaksi yang terjadi
selama destruksi:
HgO + H2SO4 → HgSO4 + H2O
2HgSO4 → Hg2SO4 + SO2 +2On
Hg2SO4 + 2H2SO4 → 2HgSO4 + 2H2O + SO2
(CHON) + On + H2SO4 CO2 + H2O + (NH4)2SO4 + SO2
Katalisator (Sudarmadji, 1996)
Proses pemanasan dilakukan ± 2 jam sampai larutan jernih.Larutan yang jernih
menunjukkan bahwa semua partikel padat bahan telah terdestruksi menjadi bentuk partikel
yang larut tanpa ada partikel padat yang tersisa. Larutan jernih yang telah mengandung
senyawa (NH4)2SO4 ini kemudian didinginkan supaya suhu sampel sama dengan suhu luar
sehingga penambahan perlakuan lain pada proses berikutnya dapat memperoleh hasil yang
diinginkan.
b. Proses Destilasi
Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3). Prinsip
destilasi adalah memisahkan cairan atau larutan berdasarkan perbedaan titik didih. Dari hasil
destruksi protein, labu destruksi didinginkan kemudian dilakukan pengenceran dengan
penambahan aquades. Pengenceran dilakukan untuk mengurangi kehebatan reaksi bila
ditambah larutan alkali. Larutan dijadikan basa dengan menambahkan NaOH 60%, lalu
corong ditutup dan ditambahkan aquades ± setengah bagian. Sampel harus dimasukkan
terlebih dahulu kedalam alat destilasi sebelum NaOH, karena untuk menghindari terjadinya
superheating. Fungsi penambahan NaOH adalah untuk memberikan suasana basa karena
reaksi tidak dapat berlangsung dalam keadaan asam
Ammonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan asam standar.
Untuk menampung NH3 yang keluar, digunakan asam borat dalam erlenmeyer dan telah
ditambahkan indikator Toshiro (Metil Merah + Metil Biru), menghasilkan larutan berwarna
biru tua. Indikator ini digunakan untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebih. Hasil
destilasi (uap NH3 dan air) ditangkap oleh larutan H3BO3 yang terdapat dalam labu
erlenmeyer dan membentuk senyawa (NH4)3BO3. Senyawa ini dalam suasana basa akan
melepaskan NH3. Agar kontak antara asam dan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung
tabung destilasi tercelup sedalam mungkin dalam asam borat. Penyulingan dihentikan jika
semua N sudah tertangkap oleh asam borat dalam labu erlenmeyer atau hasil destilasi tidak
merubah kertas lakmus merah serta menghasilkan larutan berwarna hijau jernih. Ujung selang
dibilas dengan aquades, agar tidak ada ammonia yang tertinggal di selang.
Reaksi yang terjadi:
(NH4)SO4 + NaOH Na2SO4 + 2 NH4OH 2NH4OH 2NH3 + 2H2O 4NH3 + 2H3BO3 2(NH4)2BO3 +H2
c. Proses Titrasi
Titrasi merupakan tahap akhir pada penentuan kadar protein dalam bahan pangan ini.
Banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia (N) dapat diketahui dengan volume
HCl yang dibutuhkan destilat. Titik akhir titrasi dihentikan sampai larutan berubah dari hijau
ke biru (kembali ke warna awal). Selisih jumlah titrasi blanko dan sampel merupakan jumlah
ekuivalen nitrogen.
4. Prosedur Percobaan
- Menimbang sejumlah sampel 1 gr, memindahkan ke dalam labu Kjeldahl.
- Menambahkan 1,9 ± 0,1 gr K2SO4, 40 ± 10 mg HgO dan 12,0± 0,1ml H2SO4.
- Menambahkan beberapa butir batu didih. Memanaskan sampai mendidih dan
larutan menjadi jernih kehijau-hijauan. Melakukan dalam lemari asam
menggunakan alat dekstruksi dengan unit pengisapan asap
- Mendinginkan, menambahkan sejumlah air kira-kira 30-50 ml secara perlahan-
lahan ( Hati-hati tabung menjadi panas kemudian didinginkan)
- Memindahkan isi labu ke dalam alat destilasi. Mencuci dan membilas labu 5-6
kali dengan 1-2 ml air, memindahkan air cucian ini ke dalam alat destilasi
- Meletakkan erlenmeyer 125 ml yang berisi 5 ml larutan H3BO3 dan 2 tetes
indikator dibawah kondensor. Ujung tabung kondensor harus terendam di dalam
larutan H3BO3
- Menambahkan 8-10 ml larutan NaOH- Na2S2O3, kemudian melakukan destilasi
sampai tertampung destilat ke dalam erlenmeyer
- Membilas tabung kondenser dengan air dan tampung bilasannya dalam
erlenmeyer yang sama
- Mengencerkan isi erlenmeyer sampai kira-kira 50 ml kemudian menitrasi dengan
HCL 0,02 N sampai terjadi perubahan warna menjadi abu-abu. Melakukan juga
penetapan blanko