KIMIA BAHAN PANGANProtein

Disusun Oleh Dian Kurvayanti Innatesari (12030654018)Pendidikan IPA 2012 A

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMPROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA2015Soal 1. Jelaskan 3 sumber protein !2. Perubahan secara fisik dan kimia dari protein atau reaksi-reaksi yang terjadi 3. Pengaruh proses pengolahan, penyajian, dan penyimpanan terhadap protein dan juga cara mengurangi efeknya terhadap panganJawaban 1. Sumber protein meliputi :a. Asam amino esensial Asam amino ini tidak dapat dibentuk oleh tubuh sendiri. Asam amino ini sangat diperlukan oleh tubuh dan harus disuplai dalam bentuk jadi dan diperoleh diperoleh hanya dari makanan sehari- hari karena tidak dapat disintesis di dalam tubuh. Ada 8 macam asam amino untuk orang dewasa, dimana tubuh tidak dapat membentuk sendiri, pada anak-anak ada 10 macam asam amino esensialAsam amino esensial dapat diperoleh dari protein nabati dan hewani. Protein hewani merupakan asupan nutrisi protein yang berasal dari konsumsi hewan atau produk olahannya. Contoh protein hewani antara lain ikan, unggas, daging serta produk olahannya yang berupa keju, telur dan susu. Protein hewani merupakan protein lengkap, yaitu protein yang mengandung semua jenis asam amino esensial yang berjumlah sembilan buah. Protein nabati merupakan asupan nutrisi protein yang berasal dari konsumsi tanaman atau berbagai jenis olahannya. Contoh protein nabati antara lain sayuran, padi-padian dan polong-polongan serta produk olahannya seperti tahu, tempe ataupun susu kedelai. Protein nabati merupakan protein yang tidak lengkap, yaitu protein yang hanya mengandung beberapa asam amino esensial, sehingga untuk melengkapi kandungan asam amino esensial dilakukan dengan cara konsumsi beberapa jenis sumber makanan nabati secara bersamaan.b. Asam amino semi esensialBeberapa macam asam amino dapat menghemat pemakaian beberapa macam asam amino esensial akan tetapi tidak sempurna menggantikannya. Asam amino yang tergolong semi esensial meliputi histidin, titrosin, sistin, glisin, serin, dan niasin.m sistin dapat menghemat pemakaian metionin. Definisi semi esensial dapat pula diartikan asam amino ini dapat menjamin proses kehidupan orang dewasa, tetapi tidak cukup untuk pertumbuhan anak-anak.c. Asam amino non esensialAsam amino ini dapat disintesis tubuh sepanjang bahan dasarnya memenuhi pertumbuhannya. Jenis-jenis asam amino esensial adalah: arginina, histidina, isoleusina, luesin, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, valin. Dalam sistem pencernaan, protein akan diuraikan menjadi peptid. Peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensial, sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensial oleh tubuh. Sehingga sumber proteinnya adalah hasil dari sintesa protein. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian mRNA hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.

Gambar 1. Sintesa protein2. Perubahan fisik dan kimia protein Kelarutan dalam airDidalam molekul protein terdapat asam amino hidrofilik dan asam amino hidrofobik. Setelah protein berikatan dalam larutan air, asam amino hidrofobik biasanya membentuk area perlindungan hidrofobik karena sifatnya tidak dapat berikatan dengan air sehingga air tidak dapat masuk kedalam area yang terdapat asam amino hidrofobik, sementara asam amino hidrofilik akan berikatan dengan molekul solven (air) dan memungkinkan protein untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air di sekitarnya. Jika pada permukaan protein terdapat asam amino hidrofilik yang cukup maka protein dapat larut dalam air.

Gambar 1. Protein dan airProtein yang dilarutkan dalam air akan membentuk suatu dispersi koloidal. Hal ini disebabkan karena protein memiliki berat molekul yang sangat besar. Selain itu protein juga dapat larut dalam pelarut polar lain tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar seperti dietil eter atau benzena. Kelarutan dalam garamApabila suatu larutan protein dilarutkan dalam larutan garam, maka akan menghasilkan daya kelarutan yang berbeda. Pada larutan penambahan larutan garam berkonsentrasi tinggi, protein akan mengalami salting out. Salting out adalah suatu keadaan dimana viskositasnya tinggi, tetapi kelarutannya rendah. Ketika konsentrasi garam meningkat, sebagian dari molekul-molekul air akan tertarik oleh ion garam, yang kemudian akan mengurangi jumlah molekul air yang dapat berinteraksi dengan bagian hidrofobik protein. Sebagai akibat dari meningkatnya permintaan molekul solven , interaksi antar protein menjadi lebih kuat daripada interaksi antara pelarut dan zat terlarut, Hal ini akan menyebabkan molekul-molekul protein mengental dengan membentuk interaksi hidrofobik dengan satu sama lain. Protein yang mengalamai salting out akan sulit larut dalam air karena melewati titik jenuh sehingga terbentuk padatan atau endapan pada protein tersebut. Contohnya : kelarutan minyak atsiri dalamair akan turun bila kedalam air tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh. Sedangkan, apabila garam yang ditambahkan berkonsentrasi rendah, maka protein memiliki viskositas yang sedang dan kelarutannya tinggi. Dengan adanya penambahan garam, kelarutan protein akan meningkat. Hal ini disebabkan oleh ion anorganik yang terhidrasi sempurna akan mengikat permukaan protein dan mencegah penggabungan (agregasi) molekul protein. Peristiwa ini disebut dengan salting in. Contohnya : Riboflavin tidak larut dalam air tetapi larut dalam larutan yang mengandung Nicotinamida.

Dalam larutan asam dan basaPada ujung-ujung rantai protein terdapat gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (COOH) bebas. Hal ini menyebabkan protein dapat bersifat amfoter ( dapat bersifat asam dan basa ). Daya reaksi berbagai jenis protein terhadap asam dan basa tidak sama, tergantung dari jumlah dan letak gugus amino dan karboksil dalam molekul. Pada saat protein berada pada larutan dengan PH rendah (asam), gugus amino akan bereaksi dengan H+, sehingga protein bermuatan positif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, molekul protein akan bergerak ke arah katoda. Sebaliknya jika dalam larutan basa (pH tinggi), molekul protein akan bereaksi sebagai asam atau bermuatan negatif, sehingga molekul protein akan bergerak menuju anoda. Pada pH tertentu yang disebut dengan titik isolistrik (pI), muatan gugus amino dan karboksil bebas akan saling menetralkan. Artinya protein memiliki muatan positif yang sama dengan muatan negatifnya, sehingga elektroda tidak bergerak ke kanan ataupun kekiri bila dilakukan elektrolisis. Tiap jenis protein mempunyai titik isolistrik yang berlainan. Pengendapan paling cepat terjadi pada titik isolistrik ini dan prinsip ini digunakan dalam proses-proses pemisahan serta pemurnian protein.

Contohnya larutan protein yang ditambahkan dengan dengan NaOH dan CuSO4.Dilakukan penambahan NaOH, dimana penambahan larutan NaOH pada larutan protein tersebut yaitu sebagai katalis yang berfungsi untuk menghancurkan atau memecahkan protein. Kemudian pada larutan protein albumin ditambahkan dua tetes larutan CuSO4 sampai timbul warna pada larutan protein albumin. Setelah ditambahkan larutan CuSO4 pada larutan protein albumin, terjadi perubahan warna pada larutan albumin yaitu warna larutan menjadi berwarna ungu dan warna ungu tetap tidak hilang walaupun di kocok, serta masih terdapat endapan putih. Larutan CuSO4 yang bersifat basa bereaksi dengan polipeptida, sedangkan polipeptida merupakan penyusun protein. Yang menandakan adanya protein yaitu terdapat ikatan peptida yang lebih banyak, hal itu terbukti saat penambahan larutan CuSO4 dan dikocok larutan tetap berwarna ungu yang menandakan bahwa ikatan peptidanya kuat, karena apabila ikatan peptidanya lemah saat larutan protein ditambahkan larutan CuSO4, warna ungunya akan memudar saat dikocok. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Reaksi dengan garam logam beratGaram-garam logam berat dan asam-asam mineral kuat, baik digunakan untuk mengendapkan protein. Prinsip ini dipakai orang untuk mengobati keracunan logam berat. Garam logam berat umumnya mengandung Hg+2, Pb+2, Ag+1Tl+1, Cd+2dan logam lainnya dengan berat atom yang besar. Reaksi yang terjadi antara garam logam berat akan mengakibatkan terbentuknya garam protein-logam yang tidak larutProtein 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. Ion-ion positif yang dapat mengendapkan protein adalah; Ag+, Ca++, Zn++, Hg++, Fe++, Cu++dan Pb++, sedangkan ion-ion negatif yang dapat mengendapkan protein adalah; ion salisilat, triklorasetat, piktrat, tanat dan sulfosalisilat . Reaksi dengan alkoholApabila protein ditambahkan dengan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein, selain itu penggumpalan juga dapat terjadi karena aktivitas enzim-enzim proteolitik. Proses pemanasanProtein dapat mengalami kerusakan ( terdenaturasi ) oleh pemanasan. Pada denaturasi protein dapat mengalami kerusakan mulai dari kerusakan struktur primernya sampai pada kerusakan struktur tersiernya. 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. Selain itu energi panas akan mengakibatkan terputusnya interaksi non-kovalen yang ada pada struktur alami protein tapi tidak memutuskan ikatan kovalennya yang berupa ikatan peptida. Beberapa makanan dimasak untuk mendenaturasi protein yang dikandung supaya memudahkan enzim pencernaan dalam mencerna protein tersebut. 3. Proses yang penting dalam pengolahan bahan pangan adalah pemanasan. Kebanyakan protein pangan terdenaturasi jika dipanaskan pada suhu 60-90oC selama satu jam atau kurang. Denaturasi adalah perubahan struktur protein dimana pada keadaan terdenaturasi penuh, hanya struktur primer protein saja yang tersisa, protein tidak lagi memiliki struktur sekunder, tersier dan quarterner. Akan tetapi, belum terjadi pemutusan ikatan peptida pada kondisi terdenaturasi penuh ini. Denaturasi protein yang berlebihan dapat menyebabkan insolubilisasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat fungsional protein yang tergantung pada kelarutannya. Penyajian bahan pangan pada kondisi yang terlalu matang, menyebabkan kualitas nilai gizi terutama pada protein menjadi berkurang atau bahkan tidak ada (penurunan kualitas makanan) yang akan mengakibatkan kebutuhan akan protein dari asupan makanan pun tidak ada. Penyimpanan protein bergantung kepada suhu dan lama penyimpanan. Misalkan pada protein susu menurut Buckle (1978) jika disimpan pada suhu sekitar 60C maka protein susu akan mengalami penurunan kualitas atau denaturasi, sedangkan pada suhu rendah kualitas susu masih baik. Tetapi protein memiliki daya tahan terhadap lama penyimpanan. Menurut Schroeder (2012) yang menyatakan bahwa presentase protein susu umumnya turun 0,02 untuk setiap 1 presen protein kasar dalam ransum 17-9 persen.Cara mengurangi efeknya:Dari segi gizi, denaturasi parsial protein sering meningkatkan daya cerna dan ketersediaan biologisnya. Pemanasan pada denaturasi parsial dapat meningkatkan daya cerna protein tanpa menghasilkan senyawa toksik.Pemanasan ini dapat menginaktivasi beberapa enzim seperti protease, lipase, lipoksigenase, amilase, polifenoloksidase dan enzim oksidatif dan hidrolotik lainnya. Jika gagal menginaktivasi enzim-enzim ini maka akan mengakibatkan off-flavour, ketengikan, perubahan tekstur, dan perubahan warna bahan pangan selama penyimpanan. Selain itu penstabil seperti polifosfat dan sitrat akan mengikat Ca2+, dan ini akan meningkatkan stabilitas panas protein whey pada pH netral. Laktosa yang terdapat pada whey pada konsentrasi yang cukup dapat melindungi protein dari denaturasi selama pengeringan semprot (spray drying).