BUKU PANDUAN PRAKTIKUM BIOKIMIA
LABORATORIUM DASAR PROSES KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah Swt, karena dengan rahmat dan
hidayahNya kami dapat menyelesaikan penyusunan buku petunjuk praktikum Biokimia ini.
Praktikum Biokimia merupakan salah satu mata kuliah dasar yang diberikan
departemen Teknik KimiaFTUI pada semester genap. Buku petunjuk praktikum Biokimia ini
dibuat dengan maksud membantu mahasiswa agar lebih mudah mendalami materipraktikum
yang akan dilaksanakan.
Kemudian pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar - besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan buku ini.
Kami menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami dengan
senang hati menerima kritik dan saran yang membangun.
Akhimya kami mengharapkan semoga buku ini dapat memberikan manfaat bagi para
pembacanya.
Depok, 31 Januari 2013
Editor,
Desy Qoiriyani
Muhammad Firdaus S
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................................................................... 1
DAFTAR ISI ............................................................................................................................................... 2
TATA TERTIB PRAKTIKUM ....................................................................................................................... 3
ASPEK KESELAMATAN ............................................................................................................................. 4
SUSUNAN PENULISAN LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA ...................................................................... 7
MODUL 1 REAKSI-REAKSI PADA HIDROKARBON .................................................................................... 9
MODUL 2ANALISIS POLISAKARIDA ALAMI ............................................................................................ 19
MODUL 3EKSTRAKSI MINYAK DAN IDENTIFIKASI LIPID DAN ASAM LEMAK ......................................... 25
MODUL 4EKSTRAKSI DNA DARI KACANG HIJAU ................................................................................... 31
MODUL 5EKSTRAKSI DAN KUANTIFIKASI PROTEIN DARI SUMBER MAKANAN .................................... 37
MODUL 6PERHITUNGAN MIKROSKOPIS ............................................................................................... 48
MODUL 7KLOROFIL DAN KAROTENOID ................................................................................................ 52
MODUL 8TEKNIK ASEPTIK DAN PEMBUATAN BIAKAN MURNI............................................................. 57
3
TATA TERTIB PRAKTIKUM
1. Semua praktikan wajib mengenakan jas lab yang berwarna putih selama melaksanakan praktikum.
2. Semua praktikan wajib hadir 10 menit sebelum tes awal dimulai, dan menandatanganidaftar hadir.
3. Semua praktikan wajib menyerahkan berkas Laporan Pendahuluan dan Jurnal Praktikumkepada asisten sebelum praktikum dimulai. Berkas tersebut dapat diminta
lagi kepadaasisten setelah mengikuti tes awal.
4. Semua praktikan wajib mengikuti tes awal sebelum percobaan dilakukan sampai asistenyang bertanggungjawab menilai bahwa yang bersangkutan pantas dan
mampumelaksanakan modul percobaan yang telah ditentukan. Apabila praktikan
tidak mengikutites awal, percobaan dinyatakan GUGUR. Tes awal berlangsung 10-20
menit.
5. Semua praktikan wajib mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukandi dalam Jurnal Praktikum. Pada akhir percobaan semua hasil pengamatan
harusdiketahui dan ditandatangani oleh asisten.
6. Laporan Praktikum harus diserahkan kepada asisten satu minggu setelah praktikum.Keterlambatan penyerahan akan dikenai sanksi yaitu tidak boleh mengikuti
praktikumpada hari penyerahan Laporan Praktikum.
7. Laporan praktikum yang belum memenuhi persyaratan harus diperbaiki, dan diserahkankepada asisten yang bersangkutan paling lambat satu minggu setelah
dinyatakan perluperbaikan.
8. Peminjaman alat-alat praktikum harus seijin petugas laboratorium dan dikembalikankepada petugas dalam keadaan yang sama.
9. Sebelum meninggalkan laboratorium, praktikan harus membersihkan meja kerja dan alat-alatpraktikum serta mengatur kembali letak bahan dan alat praktikum.
10. Penggunaan alat-alat dan pemakaian bahan kimia harus hati-hati, tidak boleh sampai adabahan kimia yang tercecer atau tumpah.
11. Kerusakan alat atau bahan yang terbuang yang terjadi karena kesalaha kerja dan ataukelalaian praktikan, wajib diganti oleh praktikan dengan alat/bahan yang sama.
12. Bersikap sopan pada petugas laboratorium dan asisten. 13. Ketidakhadiran praktikan pada waktu yang telah dijadwalkan mendapatkan
sanksidinyatakan GUGUR, kecuali ada alasan kuat seperti musibah/kemalangan yang
tidakterhindarkan.
14. Ketidakhadiran karena sakit, percobaannya dapat dilakukan di luar jadwal praktikumdengan persetujuan asisten, setelah mendapat ijin dari Dosen Kordinator
Praktikum.Dispensasi penjadwalan ulang karena sakit hanya diperbolehkan satu kali
selama periodepraktikum.
15. Ketentuan lulus praktikum: Telah mengikuti tes awal dan menyerahkan Laporan Pendahuluan dan
Jurnalsebelum praktikum dimulai.
Telah melaksanakan semua percobaan pada semester yang sama dan dinyatakan lulus oleh asisten.
Menyerahkan laporan praktikum untuk semua percobaan yang telah dilaksanakan dan dinilai oleh asisten.
Lulus ujian akhir praktikum.
4
ASPEK KESELAMATAN
Untuk memperoleh hasil percobaan yang benar maka haruslah diketahui lebih dulu
cara-cara pokok dalam penggunaan alat-alat laboratorium.
I. Pemanasan
Kebanyakan dari proses pemanasan dalam laboratorium dilakukan dengan
menggunakan alat pembakar gas, meski demikian untuk beberapa hal dipakai peralatan oven.
Pembakaran atau bunsen seperti tergambar di bawah ini pada umumnya memiliki sebuah
katup pengatur gas dan pengatur udara.
Untuk menyalakan bunsen, dilakukan tahap sebagai berikut :
- Katup udara dalam keadaan tertutup dan katup gas terbuka. - Nyalakan dengan korek api, pada tahap ini akan dihasilkan nyala berwarna merah
yang tak terlalu panas.
- Untuk mendapatkan nyala yang baik dan temperatur pembakaran yang lebih tinggi,
katup udara dibuka perlahan-lahan hingga didapat nyala biru.
- Setelah selesai digunakan, matikan bunsen dengan cara menutup katup aliran gas. - Jika bunsen digunakan untuk memanaskan zat dalam tabung reaksi/beaker gelas, tata
caranya dapat dilihat dalam gambar di bawah ini :
5
Perhatikan mulut tabung jangan mengarah ke wajah atau kearah orang lain !
II. Penyaringan
Penyaringan bertujuan untuk memisahkan suatu cairan dari bahan padat dengan cara
melewatkan cairan pada bahan penyaring, misalnya kertas saring. Tata cara penyaringan
adalah sebagai berikut :
- Lipat kertas saring seperti gambar di bawah ini :
(a) (b) (c) Cara melipat kertas saring
Penyaringan
(d)
- Pasanglah di atas corong, lalu basahi kertas saring tersebut dengan air suling dan hindari adanya rongga udara dibalik kertas saring.
- Perhatikan posisi tepi kertas saring harus 1/2 sampai 1 sentimeter dari tepi atas corong dan jumlah endapan 2/3 dari ketinggian kertas saring (maksimum).
- Pasang corong pada penyangga dan taruhlah wadah penampung di bawahnya.
Pemanasan dan pendidihan larutan
dalam sebuah tabung reaksi
Pemanasan gelas beker pada standar
dengan bunsen pembakar.
6
- Tuanglah cairan melalui batang pengaduk dengan hati-hati. - Bilaslah beberapa kali dengan air suling hingga benar-benar bersih.
III. Pembacaan skala
Pada alat-alat pengukur volume cairan tertera tanda garis-garis melingkar yang
menunjukkan batas tinggi cairan pada volume tertentu. Sebagai batas pembacaan adalah
bagian permukaan lengkung cairan, kecuali untuk cairan yang berwarna pekat/gelap, dibaca
pada bagian atas permukaan lengkung cairan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar
di bawah ini:
IV. Pencucian alat
Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium kimia harus dalam keadaan bersih. Alat
yang bersih dapat diketahui bila permukaannya dibasahi maka akan terdapat suatu lapisan
cairan yang merata. Adanya lemak atau debu akan menyebabkan lapisan tersebut tidak
merata.
Pencucian/pembersihan alat dilakukan dengan cara pencucinya dengan ditergen dan bila
perlu digosok dengan sikat dan akhimya dibilas dengan air suling. Untuk mencuci alat-alat
yang sangat kotor digunakan larutan Kalium dikromat dalam asam sulfat. Cara membuat
larutan tersebut dapat ditanyakan pada asisten.
7
SUSUNAN PENULISAN LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA
1. PENULISAN LAPORAN PENDAHULUAN DAN JURNAL
1. PENULISAN LAPORAN PRAKTIKUM
A. KULIT LUAR
8
B. ISI
9
MODUL 1
REAKSI-REAKSI PADA HIDROKARBON
I. Tujuan Percobaan
- Menguji kelarutan dan flammability hidrokarbon - Mengetahui sifat-sifat kimia dan reaksi-reaksi pada hidrokarbon
II. Teori
Banyaknya jenis senyawa organik tidak terlepas dari kemampuan atom karbon
untuk mengikat satu sama lain dan jumlah unsur-unsur yang mampu membentuk
ikatan dengan gugus karbon yang sudah ada. Untuk menyederhanakan masalah ini,
maka disepakati bahwa senyawa hidrokarbon adalah senyawa dengan ikatan hidrogen
dan karbon saja.
Hidrokarbon memiliki jumlah ikatan yang sangat banyak, tetapi dapat
dikelompokkan sesuai dengan ciri khas strukturnya. Dimana struktur-struktur ini juga
disesuaikan dengan kereaktifan kimia secara umum. Sehingga tiap kelompok dapat
dikelompokkan dari struktur maupun kereaktifannya. Pada percobaan ini, praktikan
akan mengujicobakan kereaktifan kimia dari hidrokarbon jenuh, tidak jenuh dan
aromatik.
Stuktur Hidrokarbon
Hidrokarbon dikatakan jenuh apabila jumlah hidrogen yang terikat pada
karbonnya sudah maksimal. Hal ini terjadi bila atom karbon terikat satu sama lain
dengan ikatan tunggal atau yang dikenal sebagai ikatan sigma (). Etana merupakan contoh hidrokarbon jenuh berdasarkan kriteria ini.
H C
H
C
H
H
H
H
Gambar 2.1 Struktur hidrokarbon, Etana
Hidrokarbon tak jenuh memiliki jumlah hidrogen yang terikat lebih sedikit
daripada jumlah maksimal yang mampu diikatnya. Senyawa jenis dipastikan memiliki
ikatan rangkap sehingga jumlah total ikatan kovalen pada tiap atom karbon sebanyak
empat. Contoh senyawa jenis ini adalah etilen dan asetilen
10
C C
H
H
H
H
Ethylene
C CH H
Acethylene
Gambar 2.2 Struktur Etilen dan Asetilen
Ikatan karbon rangkap pada etilen terdiri dari sebuah ikatan seperti yang
terdapat pada hidrokarbon jenuh dan sebuah ikatan jenis pi (). Keduanya bersama-sama membentuk ikatan rangkap. Sedangkan acetilen memiliki ikatan rangkap tiga
yang terdiri dari satu ikatan dan dua ikatan .
Hidrokarbon aromatik memiliki ikatan yang unik antara karbonnya yang susah
untuk dideskripsikan. Pada benzene, salah satu jenis hidrokarbon aromatik, semua
ikatan karbon-karbonnya (6 ikatan) identik. Dua contoh jenis ikatan benzene, a dan b,
memiliki ikatan tunggal dan double yang bervariasi.
(a) (b) (c)
Gambar 2.3 Struktur benzena
Akantetapi, keduanya mewakili jenis molekul yang berbeda. Strutur c, yang
menggunakan lingkaran dalam heksagon, dapat lebih diterima. Lingkaran ini
mewakili enam elektron yang terdistribusi secara merata pada ikatan aromatik di keenam atom karbonnya. Ikatan yang diwakili oleh sisi-sisi hexagonal adalah ikatan
. Struktur c dapat digunakan untuk mewakili semua jenis ikatan karbon-karbon dalam benzen secara benar.
Kereaktifan Hidrokarbon
Ikatan pada hidrokarbon jenuh (alkana) sangat stabil sehingga sangat tidak reaktif. Pada temperatur tinggi, hidrokarbon jenuh bereaksi dengan oksigen
(pembakaran). Pada reaksi tersebut, ikatan karbon-karbon diputus dan produknya
adalah karbondioksida dan air. Jika pembakarannya tidak efisien, maka yang
terbentuk adalah karbon monoksida atau bahkan karbon tunggal (soot). Tetapi secara
umum hidrokarbon jenuh terbakar dengan lebih efisien daripada jenis hidrokarbon
lainnya.
Ikatan karbon-hidrogen dari alkana dapat digantikan oleh halogen. Persamaan
reaksi yang umum dengan bromin adalah sebagai berikut :
11
R H + Br2 R Br + HBrheat
Perhatikan bahwa HBr adalah produk dari reaksi tersebut. Untuk bereaksi dengan
halogen diperlukan heat ataupun energi yang ringan.
Ikatan pada hidrokarbon tak jenuh (alkena dan alkuna) bersifat reaktif dan mempermudah terjadinya reaksi tambahan. Pada reaksi ini, sebuah molekul seperti
bromin membentuk dua ikatan tunggal karbon-bromin yang setara dengan energi
ikatan . Etilen bereaksi dengan bromin membentuk 1,2-dibromoetana.
C C
H
H
H
H
C C
H
Br
H
Br
H
H
Br2
(colorless) (red-brown) (colorless)
+
Reaksi tersebut dapat terjadi pada suhu ruang. Sebagai hasilnya, karakteristik
warna merah kecoklatan pada bromin menghilang. Perlu diperhatikan juga bahwa
tidak terbentuk HBr seperti pada reaksi substitusi hidrokarbon jenuh pada reaksi ini.
Acetilen yang memiliki dua ikatan juga mengalami reaksi lanjutan :
C CH HBr C
H
C
Br
H
Br
Br
+ 2Br
(colorless) (red-brown)(colorless)
Ikatan juga merupakan pusat serangan oleh oxidizing agents. Sebagai contoh, larutan potasium permanganat yang netral bereaksi dengan alkena dan akuna sehingga
menghasilkan dialkohol. Secara visual, reaksi ini diikuti dengan hilangnya warna
ungu dari potasium permanganat dan terbentuknya warna coklat sebagai wujud dari
manganese dioxide. Percobaan untuk menguji reaksi tak jenuh disebut test Baeyer.
HC CHR R C
OH
C
H
OH
R
H
+ 2 KMnO4 + 4 H2O + 2MnO2 (s) + 2 KOH3 R 3
(purple) (brown)
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
12
Jaringan dari senyawa aromatik dipertahankan selama reaksi. Bahkan grup yang sudah jenuh yang terikat pada cincin benzene bisa diserang oleh axidizing agents
dengan energy yang sangat besar. Produk yang selalu dihasilkan ketika alkyl group
tunggal terikat pada cincin benzene adalah asam benzoid.
CH2CH2CH3 CO2H
+ 2 CO2 + 3 H2O
Benzoic Acid
oxidazing
agent
Atom hidrogen dari benzene bisa disubstitusikan oleh bromin. Akantetapi,
diperlukan katalis Fe. Perhatikan bahwa reaksi berikut ini adalah reaksi substitusi dan
HBr terbentuk.
Br
+ Br2+ HBr
Fe
III. Prosedur
III.1 Alat
Tabung reaksi 10x 75 mm
Tabung reaksi 16 x 150 mm
Acetylene generator
Pipet tetes
Kaca arloji
Rak tabung reaksi
III.2 Bahan
Heptana
1-oktana
toluene
xylena
1-butanol
karbon tetraklorida
1% bromin dalam karbon tetraklorida
paku payung
1% larutan potasium permanganat
sample hidrokarbon yang tidak diketahui
kalsium karbida
kertas lakmus biru
(2.5)
(2.6)
13
III.3 Prosedur Percobaan
Perhatikan bahwa limbah organik harus dibuang ke tempat yang tersedia.
Catatan :
1. Lakukan semua percobaan di bawah ini. 2. Percobaan A sampai D menggunakan tiga hidrokarbon yakni, heptana,
1-oktana dan toluena. Gunakan tabung reaksi yang bersih dan kering
untuk semua reaksi. Struktur ketiga hidrokarbon tersebut adalah :
CH3(CH2)5CH3 CH2=CH(CH2)5CH3Heptane 1-Octane
Toluene
CH3
Gambar 4.1 Struktur hidrokarbon dalam percobaan
3. Kebanyakan alkana mengandung pengotor alkena. Untuk membersihkannya, alkana dicampur dengan H2SO4 dengan
perbandingan alkana : H2SO4 = 3:1. Terbentuk lapisan, dimana lapisan
bawah yang lebih gelap (H2SO4) dipisahkan. Lapisan alkana yang
tersisa diperlakukan ulang dengan H2SO4 hingga tidak terbentuk lagi
lapisan yang lebih gelap. Setelah itu, alkana dicuci dengan air. (Hati-
hati dengan larutan H2SO4, dikerjakan hanya oleh orang yang sudah
berpengalaman)
A. Kelarutan Hidrokarbon. 1. Kocoklah secara perlahan 0.5 ml heptana dengan 5ml pelarut air dalam
tabung reaksi 16x150 mm untuk menguji kelarutannya. Catatlah hasil
pengamatan Anda.
2. Ulangi langkah 1dengan sampel 1-Oktana dan toluena, masing-masing dengan takaran yang sama.
3. Ganti pelarut dengan 1-butanol dan ligroin (campuran alkana), ulangi langkah 1 dan 2 di atas dengan takaran yang sama.
B. Flammability Hidrokarbon Hati-hati : hidrokarbon sangat mudah terbakar, dan uapnya sangat ekplosif
di udara. Berhati-hatilah dengan apinya. Jangan menambah kuantitas dari
hidrokarbon selain daripada yang sudah ditentukan.
1. Teteskan 3 tetes dari salah satu jenis sampel hidrokarbon pada kaca gelas, dengan menggunakan korek, nyalakanlah hidrokarbon tersebut.
2. Amati type dan warna nyalanya, karbon yang terdapat dalam nyala tersebut dan jumlah residu yang tertinggal.
3. Ulangi langkah di atas untuk kedua sampel hidrokarbon lainnya. 4. Catat hasil pengamatan Anda.
14
C. Perilaku Bromin dalam Karbon Tetraklorida. 1. Masukkan 1ml bromin dalam karbon tetraklorida dalam tabung reaksi
kecil.
2. Tambahkan 10-20 tetes dari sampel hidrokarbon, perhatikan perubahan warnanya.
3. Bila tidak terjadi perubahan warna setelah tetes ke-20, tambahkan iron tack, dan biarkan selama 5 menit.
4. Bila masih tidak terdapat perubahan warna, panaskan larutan tersebut dalam water bath panas selama 15-20 menit.
5. Untuk mengetes terdapatnya kandungan hidrogen bromid, letakkan kertas lakmus biru lembab di mulut tabung reaksi.
6. Ulangi percobaan dengan kedua sampel hidrokarbon lainnya. 7. Catatlah hasil pengamatan Anda.
D. Reaksi dengan Potassium Permanganat 1. Tempatkan 1ml sampel hidrokarbon dalam tabung reaksi kecil. 2. Tambahkan 3 tetes dari larutan 1% potasium permanganat. 3. Kocok tabung reaksi tersebut, perhatikan semua perubahan yang
terjadi. Berapa waktu yang dibutuhkan sebelum perubahan terjadi?
4. Ulangi dengan sampel hidrokarbon lainnya. 5. Catat hasil pengamatan Anda.
E. Pengelompokkan Zat 1. Dapatkan sampel hidrokarbon yang tidak diketahui dari asisten
praktikum Anda.
2. Lakukan tes untuk menggelompokkann sampel-sampel tersebut menjadi hidrokarbon saturated, unsaturated dan aromatik.
F. Preparasi dan Sifat-Sifat Kimia dari Acetylene. 1. Perhatikan alat percobaan acetylene yang terdiri dari sebuah botol
kering 250 ml dengan dua buah karet stopper, sebuah saluran dropping,
tubing kaca dan karet yang sesuai. (Lihat Gambar).
2. Beberapa potongan kalsium karbid (CaC2) dimasukkan dalam botol kering tersebut.
3. Penambahan air yang berhati-hati dan sedikit demi sedikit akan menghasilkan gas acetylene.
4. Untuk mengeringkan tabung reaksi 16x150mm yang mengandung 10 tetes dari larutan 1% bromin dalam karbon tetraklorida, tambahkan
sekitas 3ml karbon tetraklorida. Alirkan acetylene ke larutan tersebut.
Perhatikan perubahan yang terjadi.
5. Untuk tabung reaksi 16x150 mm yang mengandung 3 tetes dari larutan 1% potasium permanganat, tambahkan sekitar 3ml air. Alirkan
acetylene ke larutan tersebut hingga warna permanganatnya
menghilang. Jika reaksinya lamban, kocok dan teruskan dengan aliran
acetylene. Ulangi hingga terjadi penghilangan warna. Perhatikan
Perubahan yang terjadi.
15
6. Catatlah hasil pengamatan Anda.
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Tabung Reaksi Pecah/meledak
2 Acetylene Generator Bocor/meledak
3 Pipet Tetes Pecah
4 Kaca Arloji Pecah/meledak
5 Rak Tabung Reaksi Patah
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Heptana Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
2 1-oktana Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Mudah terbakar jika terkena panas atau api.
3 Toluena Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
4 Xylena Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
5 1-butanol Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
6 Karbon Tetraklorida Iritasi bila terkena mata dan kulit
Bahaya bila tertelan dan terhirup
7 Bromin Oksidator yang kuat.
Mudah terbakar.
Korosif.
16
Dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.
Dapat menyebabkan iritasi sistem pencernaan bila
tertelan.
Dapat menyebabkan iritasi sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan gangguan saraf, jantung, hati, dan
ginjal.
8 Paku payung Tertusuk.
9 Potasium permanganat Oksidator yang kuat.
Mudah terbakar.
Korosif.
Dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.
Dapat menyebabkan iritasi sistem pencernaan bila
tertelan.
Dapat menyebabkan iritasi sistem pernapasan bila
terhirup.
11 Kalsium Karbida Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Dapat menyebabkan kebakaran jika terpapar oksigen
atau panas.
V. Pertanyaan Berikan produk hasil dari reaksi berikut ini :
a . CH3CH2CH3 + O2heat
b.
CH3
CH3
heat
KMnO4
c.
CH2CH3
heat
KMnO4
d.
C C
H3C
H3C
CH3
CH3
Br2
CCl4
e.
CH3C CCH2CH3Br2
CCl4
17
f.
CH3CH2CH2CH=CH2KMnO4
g.
CH3
CH3
Br2
Fe
h.
CaC2 + H2O
VI. Format Laporan dan Pengumpulan A. Kelarutan Hidrokarbon No. Data yang diambil Hasil Pengamatan
1 0,5 ml heptana + 5 ml air
2 0,5 ml 1-oktana + 5 ml air
3 0,5 ml toluena + 5 ml air
4 0,5 ml heptana + 5 ml ligroin
5 0,5 ml 1-oktana + 5 ml ligroin
6 0,5 ml toluena + 5 ml ligroin
7 0,5 ml heptana + 5 ml 1-butanol
8 0,5 ml 1-oktana + 5 ml 1-butanol
9 0,5 ml toluena + 5 ml 1-butanol
B. Flammability Hidrokarbon No. Data yang diambil Hasil Pengamatan
1 3 tetes heptana + api
2 3 tetes 1-oktana + api
3 3 tetes toluena + api
C. Perilaku Bromin dalam Karbon Tetraklorida
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
1 1 ml 1% bromin dalam karbon tetraklorida + 10-20
tetes heptana
2 1 ml 1% bromin dalam karbon tetraklorida + 10-20
tetes 1-oktana
3 1 ml 1% bromin dalam karbon tetraklorida + 10-20
tetes toluena
D. Reaksi dengan Potassium Permanganat
18
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
Waktu
Reaksi
1 1 ml heptana + 3 tetes larutan 1% potassium
permanganat
2 1 ml 1-oktana+ 3 tetes larutan 1% potassium
permanganat
3 1 ml toluena + 3 tetes larutan 1% potassium
permanganat
E. Pengelompokkan Zat
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
Waktu
Reaksi
1 3 tetes hidrokarbon + api -
2 0,5 ml hidrokarbon + 5 ml 1-butanol -
3 1 ml 1% bromin dalam karbon tetraklorida +
10-20 tetes hidrokarbon -
4 1 ml hidrokarbon + 3 tetes larutan 1%
potassium permanganat
F. Preparasi dan Sifat-sifat Kimia dari Acetylene.
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
1 (10 tetes larutan 1% bromin dalam tetraklorida + 3 ml
karbon tetraklorida) + gas acetylene
2 (3 tetes larutan 1% potassium permanganat + 3 ml air)
+ gas acetylene
VII. Daftar Pustaka Tim Penyusun, 2006. Buku Panduan Praktikum Kimia Organik. Departemen
Teknik Gas dan Petrokimia Universitas Indonesia. Depok.
Fessenden, Ralph J., and Fassenden, Joans S., 1982, Organic Chemistry, 2nd
ed.,
Williard Grant Press/PWS Publisher, Masachusetts, USA.
19
MODUL 2
ANALISIS POLISAKARIDA ALAMI
I. Tujuan Percobaan
- Mengkarakterisasi gula: monosakarida dan polisakarida - Menganalisis polisakarida alami
II. Teori
Monosakarida
Secara umum, ciri-ciri dari monosakarida adalah sebagai berikut:
- Sebuah molekul yang terdiri dari C, H, dan O dengan rasio 1:2:1 [CH2O)n]. - Sebagian besar monosakarida pada protoplasma adalah berupa 3-karbon gula
(triosa), 5-karbon gula (pentosa), atau 6-karbon gula (heksosa)
- Gula yang merupakan monosakarida juga dikarakterisasi oleh apapun yang mengandung aldehid (aldosa) atau grup keton (ketosa)
Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-
rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai
atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis
heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosid, fruktosa, dan galaktosa.
Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama,
yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya
terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-
atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan
dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut.
Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer
dekstro (D). Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin.
Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa.
Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa
dan arabinosa.
Polisakarida
Secara umum, ciri-ciri dari polisakarida adalah sebagai berikut:
- Banyak jenis berbeda dari polisakarida yang diketahui. Dan pati, glikogen, serta selulosa adalah jenis polisakarida yang penting dalam sistem kehidupan.
- Ketiga jenis polisakarida tersebut terbuat dari subunit glukosa yang tergabung akibat adanya perpindahan air (kondensasi) untuk membentuk ikatan
glikosida.
- Ketiga jenis polisakarida tersebut berbedadalam hal struktur dan juga sifat-sifat kimianya.
- Adapun sifat-sifat dari ketiga jenis polisakarida yang penting dalam sistem
kehidupan tersebut, dilampirkan pada Tabel 2.1, sebagai berikut:
20
Tabel 2.1 Perbedaan jenis polisakarida
Jenis Glikogen Pati Selulosa
Dihasilkan oleh Sel hewan Sel tumbuhan Sel tumbuhan
Fungsi Polisakarida penyimpan yang mungkin
terdeposit pada granula yang cukup
besar di dalam sel.
Polisakarida
struktural yang
meliputi sel
dinding tumbuhan
Jenis ikatan
glikosida
Ikatan alpha-glikosida (glikogen lebih
bercabang dibandingkan dengan pati)
Ikatan beta-
glikosida (tidak
mudah terpecah di
alam, selulosa
bersifat sangat
kuat dan
merupakan zat
yang tahan lama.
Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang berupa
rantai lurus dan bercabang. Polisakarida dapat dihidrolisis oleh enzim-enzim
tertentu dan diantaranya dihasilkan oligosakarida. Pada bahan makanan ada dua
macam polisakarida yaitu polisakarida yang berfungsi sebagai penguat tekstur
(struktural) seperti selulosa, hemiselulosa, pektin dan lignin atau yang disebut
serat, dan polisakarida sumber energi seperti pati, dekstrin, glikogen dan fruktan
(Winarno, 1997).
Hidrolisis
Pemecahan ikatan glikosida melibatkan penambahan air dinamakan proses
hidrolisis. Peristiwa ini dapat dilakukan dengan memanaskan polisakarida dalam
air dan/atau asam kuat. Enzim mengkatalisis reaksi hidrolitik yang sama dalam
larutan normal tanpa kondisi ekstrim.
Kontrol dalam Percobaan
Sebuah kontrol positif atau negatif dalam prosedur percobaan dibuat dalam
rangka untuk memastikan bahwa hasil percobaan diperoleh bukan karena:
- Kesalahan sistematik - Kesalahan eksperimental
Dalam kontrol positif, sebuah efektor positif meliputi variasi uji, termasuk di
dalamnya. Sedangkan pada kontrol negatif, variasi uji tidak termasuk didalamnya
dan diharapkan hasil bersifat negatif.
III. Prosedur III.1 Alat
Tabung reaksi
Rak Tabung Reaksi
Tusukan gigi (1 pack)
Pipet pasteur
Boiling water bath
21
III.2 Bahan
Saliva
1M glukosa
0,5% pati
Larutan Benedict
6M HCl
5M NaOH
Na2CO3
III.3 Prosedur Percobaan
Bagian I
1. Ambil saliva pada beaker yang telah disediakan. 2. Tandai 4 (empat) tabung reaksi, dengan label A, B, C, dan D, 3. Isi keempat tabung reaksi tersebut dengan komposisi masing-masing tabung
adalah sebagai berikut:
- Tabung A: 15 ml H2O + 30 tetes saliva - Tabung B: 30 tetes saliva + 15 ml pati - Tabung C: 15 ml H2O + 30 tetes pati - Tabung D: 15 ml pati + amilase
4. Inkubasi keempat tabung tersebut pada suhu 37oC dalam jangka waktu 1 jam. 5. Tambahkan 20 tetes larutan Benedict (setelah 1 jam). 6. Panaskan selama 5 menit pada boiling water bath. 7. Observasi dan catat perubahan warna yang terjadi.
Bagian II
1. Tandai 4(empat) tabung reaksi, dengan label E, F, G, dan H. 2. Isi keempat tabung dengan komposisi masing-masing tabung adalah sebagai
berikut:
- Tabung E: 15 ml H2O - Tabung F: 15 ml larutan pati - Tabung G: 1 tusukan gigi yang telah dipecah menjadi bagian-bagian yang
cukup kecil + 15 ml H2O
- Tabung H: 15 ml larutan glukosa 3. Panaskan keempat tabung tersebut dalam boiling water bath selama 15 menit
dan kemudian biarkan dingin
4. Tambahkan 20 tetes larutan Benedict pada semua tabung 5. Catat warnanya 6. Panaskan dalam boiling water bath selama 5 menit 7. Catat warnanya
Bagian III
1. Tandai 4 (empat) tabung reaksi, dengan label I, J, K, dan L. 2. Isi keempat tabung reaksi dengan komposisi sebagai berikut:
- Tabung I: 15 ml H2O + 10 ml 5N HCl - Tabung J: 15 ml larutan pati + 10 ml 5N HCl(*) - Tabung K: 1 tusukan gigi yang telah dipecah menjadi bagian-bagian kecil +
10 ml 5N HCl
- Tabung L: 15 ml larutan glukosa + 10 ml 5N HCl 3. Panaskan dalam boiling water bath selama 15 menit dan kemudian dinginkan
22
4. Tambahkan Na2CO3 secara bertahap, sampai pembentukan gelembung berhenti
5. Tambahkan 20 tetes larutan Benedict 6. Panaskan dalam boiling water bath selama 5 menit 7. Catat warnanya
(* ) PERHATIAN! Praktikan seharusnya selalu menambahkan asam ke
dalam air, bukan air ke dalam asam.
(**) PERHATIAN! Letakkan mulut tabung cukup jauh dari praktikan
(***) PERHATIAN! Jangan tambahkan NaOH terlalu banyak, karena reaksi
terjadi sangat cepat.
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Tabung Reaksi Pecah/meledak
2 Rak Tabung Reaksi Patah
3 Tusukan Gigi Tertusuk
4 Pipet Pasteur Pecah
5 Boiling Water Bath Meledak/Terpapar tubuh
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Saliva Dapat menularkan penyakit.
2 Larutan benedict Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
3 Asam Klorida (HCl) Sangat korosif dan toksik.
Dapat menyebabkan iritasi bila terkontak dengan mata
atau terhirup.
4 Natrium Hidroksida
(NaOH)
Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
5 Natrium Karbonat
(Na2CO3)
Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
V. Pertanyaan
1. Untuk masing-masing bagian dalam percobaan, tentukan dan terangkan, manakah yang merupakan tabung kontrol negatif, tabung kontrol positif, dan
tabung uji!
2. Apakah kandungan dari larutan Benedict? Reaksi apakah yang terjadi di dalamnya?
23
3. Mengapa tabung reaksi perlu untuk dipanaskan setelah penambahan larutan Benedict? Jelaskan!
4. Mengapa glukosa disebut juga reducing sugar/ gula pengurang? 5. Untuk bagian I, apa yang dapat anda simpulkan terkait saliva? Apa yang anda
harapkan untuk menjadi hasil, jika anda menggunakan tusukan gigi dan juga
larutan pati dalam percobaan?
6. Tuliskan reaksi yang merupakan hasil dari pembentukan gelembung ketika Na2CO3 ditambahkan dalam percobaan. Mengapa reaksi ini dibutuhkan?
Jelaskan!
7. Gambarkan struktur dari: a. Glukosa b. Ikatan glikosida pada pati dan Selulosa c. Reaksi hidrolisis
VI. Format Laporan dan Pengumpulan Bagian I
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
Perubahan
Warna
1 Tabung A: 15 ml H2O + 30 tetes saliva
2 Tabung B: 30 tetes saliva + 15 ml pati
3 Tabung C: 15 ml H2O + 30 tetes pati
4 Tabung D: 15 ml pati + amilase
Bagian II
No. Data yang diambil
Perubahan
warna
setelah
ditambahkan
larutan
benedict
Perubahan
warna
setelah
dipanaskan
1 Tabung E: 15 ml H2O
2 Tabung F: 15 ml larutan pati
3
Tabung G: 1 tusukan gigi yang telah
dipecah menjadi bagian-bagian yang
cukup kecil + 15 ml H2O
4 Tabung H: 15 ml larutan glukosa
Bagian III
No. Data yang diambil
Perubahan
Warna
1 Tabung I: 15 ml H2O + 10 ml 5N HCl
2 Tabung J: 15 ml larutan pati + 10 ml 5N HCl
3 Tabung K: 1 tusukan gigi yang telah dipecah menjadi
bagian-bagian kecil + 10 ml 5N HCl
4 Tabung L: 15 ml larutan glukosa + 10 ml 5N HCl
VII. Daftar Pustaka
24
Ozoren, Nesrin. Ugur, Sibel. Aslan, Tolga. Seker, Tungcay. Atay, Cigdem.,2008.Cell Biology
Lab Manual. Departement of Molecular Biology and Genetics: Bogazici University,
Istanbul.
Winarno, F.G., 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Cet. ke-8. P. T. Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta.
25
MODUL 3
EKSTRAKSI MINYAK DAN IDENTIFIKASI LIPID DAN ASAM LEMAK
I. Tujuan Percobaan
- Melakukan ekstraksi lipid dan melakukan analisa kelarutan dan kejenuhan lemak - Menentukan jumlah asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak goreng
II. Pendahuluan Trigliserida, salah satu jenis lipida, adalah ester dari gliserol alkohol dan asam
karboksilat rantai panjang.
H2C O C R
O
HC O C
O
R'
H2C O C
O
R''
Trigliserida mengandung asam dengan 8 sampai 12 karbon atom dan terdiri
dari campuran beberapa jenis asam yang berbeda. Jika sebagian besar asam tersebut
tidak jenuh, maka gliserida tersebut berupa cairan dan diklasifikasikan sebagai
minyak. Gliserida yang mengandung asam jenuh yang lebih banyak memiliki titik
leleh yang lebih tinggi dan diklasifikasikan sebagai lemak.
Hidrolisis lemak atau minyak dengan basa untuk menghasilkan gliserol dan
garam dari asamnya dikenal sebagai proses saponifikasi. Sabun adalah garam-garam
dari asam karboksilat berantai panjang. Garam sodium dan potasium larut dalam air,
sedangkan garam dari magnesium, kalsium, dan besi tidak terlarut dalam air.
H2C O C R
O
HC O C
O
R'
H2C O C
O
R''
+ 3 NaOH
CH2OH
CHOH
CH2OH
+
RCO2Na
R'CO2Na
R''CO2Na
Deterjen adalah garam dari aryl sulfonates atau alkyl sulfates.
26
Ar SO3-Na
+
Sodium aryl sulfonate
R OSO3-Na
+
Sodium alkyl sulfate
Karena garam kalsium dari aryl sulfonate dan alyl sulfate terlarut dalam air,
deterjen bisa digunakan dalam air keras, sedangkan sabun akan membentuk
presipitant tidak terlarut.
Setiap tahunnya, orang Amerika menggunakan jutaan kilogram deterjen untuk
mencuci pakaian dan perlatan lainnya. Hampir setiap gram dari deterjen tersebut
mengalir ke danau maupun sungai. Kebanyakan produk laundry mengandung
phospate yang apabila sudah berada dalam perairan, akan menyuburkan pertumbuhan
algae. Phosphate bertindak sebagai pupuk bagi alga dalam bentuk seperti ketika
phosphate menyuburkan tanaman atau rumput di kebun. Alga mengonsumsi oksigen
yang terlarut dalam air dalam jumlah banyak. Konsentrasi dari oksigen terlarut yang
berkurang menyulitkan ikan-ikan atau hewan air lain, sehingga menganggu
keseimbangan ekosistem.
Pada percobaan ini, deterjen komersial diujicobakan untuk mengetahui
keberadaan kandungan phosphate di dalamnya. Dasar dari percobaan ini adalah reaksi
kimia antara anion phosphate anion molybdate dalam larutan asam.
12Mo7O246-
+ 7 PO43-
+ 72 H+ 7 PMo12O40
3- + 36 H2O (3.1)
Larutan ammonium molybdate, (NH4)6Mo7O24, ditambahkan pada sampel
terdahulu yang bersifat asam. Jika sampel tersebut mengandung anion phospate,
presipitat ammonium phosphomolybdate (NH4)3PMo12O40 yang terpisah dengan baik
dan berwarna kuning terang akan terbentuk.
Pada percobaan ini, praktikan diminta untuk membawa sendiri sedikit sampel
dari deterjen cair ataupun bubuk. Pastikan sudah mengecek labelnya untuk
menentukan bahwa apakah produk tersebut mengandung phospate. Ujicoba dilakukan
tukaran dengan praktikan yang lain untuk mengetahui kandungan phospate.
III. Prosedur
III.1 Alat
Tabung reaksi 16x150 mm
Tabung reaksi 10x75 mm
Peraltan refluks
Pipet tetes
Glass stirring rod
Gelas Beaker
III.2 Bahan
Minyak biji kapas
Heksana
Karbon tetraklorida
Larutan 5% bromin dalam karbon tetraklorida
27
etanol 95%
Larutan NaOH
Larutan HCl konsentrasi tinggi
Kalsium klorida 0.1M
Magnesium klorida 0.1M
Besi (III) klorida 0.1M
Larutan ammonium molybdate 0.2 M
Asam nitrat 6M
Kertas lakmus atau kertas penguji pH
Minyak mineral.
III.3 Prosedur Percobaan
Ekstraksi Minyak
Menentukan Kelarutan Minyak
1. Masukkan masing-masing 0.5ml (sekitar 10 tetes) minyak biji kapas ke empat buah tabung reaksi 16x150 mm.
2. Tambahkan 1ml air ke tabung pertama, 1ml etanol ke tabung kedua, 1ml heksana ke tabung ketiga dan 1ml karbon tetraklorida ke tabung keempat.
3. Kocoklah tabung-tabung reaksi tersebut, catatlah kelarutan dari masing-masing larutan dalam tabung reaksi.
4. Tambahkan maing-masing 5 ml pelarut tambahan 5. Kocoklah dengan kencang masing-masing tabung, amatilah apakah
minyaknya terlarut sekarang.
6. Catatlah hasil pengamatan Anda.
Identifikasi Lipid
Menentukan Ketakjenuhan Trigliserida
1. Gunakanlah 2ml dari larutan antara karbon tetraklorida dan minyak biji kapas yang dipraktekkan dalam percobaan A untuk percobaan ini.
2. Tambahkan tetes demi tetes larutan bromin 5% dalam karbon tetraklorida. 3. Hitunglah jumlah tetesan yang diperlukan untuk menghasilkan efek warna
bromin terhadap larutan tersebut.
4. Larutkan 0.1 g crisco ke dalam 1ml karbon tetraklorida. 5. Ulangi langkah 2 dan 3. 6. Catatlah hasil pengamatan Anda.
Identifikasi Asam Lemak
Menentukan Jumlah Asam Lemak
1. Buat larutan KOH dalam etanol 0.1 N dalam labu 100 mL. Titrasi dengan larutan HCl 0,1 N.
2. Buat campuran benzena dan etanol dengan perbandingan 1:1 dalam erlenmeyer, kemudian masukan erlenmeyer ini ke dalam air panas sambil
digoyang-goyang, sampai campuran menjadi homogen.
3. Titrasi larutan (benzena + etanol) dengan KOH 0,1 N hingga larutan berubah warna dari bening jadi ungu.
4. Sementara itu, timbanglah 1 g minyak goreng dalam erlenmeyer. 5. Campurkan larutan hasil titrasi dengan minyak goreng, kemudian teruskan
titrasi sampai terbentuk warna merah.
28
6. Catat volume titran yang ditambahkan.
Maka dapat dihitung nilai asam (acid value) dari minyak goreng dengan:
W
N * T * (56.11) KOH BMASAM NILAI (3.2)
dengan:
T = volume titran KOH yang ditambahkan pada titrasi CPO N = normalitas KOH W = berat sampel CPO yang dititrasi
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Tabung Reaksi Pecah/meledak
2 Peralatan refluks Pecah/meledak
3 Pipet Tetes Pecah
4 Glass stirring rod Pecah
5 Gelas Beaker Pecah
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Minyak biji kapas Dapat tertelan.
2 Heksana Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
3 Karbon tertraklorida Iritasi bila terkena mata dan kulit
Bahaya bila tertelan dan terhirup
4 NaOH Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
5 HCl Sangat korosif dan toksik.
Dapat menyebabkan iritasi bila terkontak dengan mata
atau terhirup.
6 Kalsium klorida Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
29
Dapat menyebabkan iritasi kulit ringan.
Dapat menyebabkan abrasi mekanis atau luka bakar pada
mata dari panas iritasi hidrolisis dan klorida.
7 Magnesium klorida Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
Dapat menyebabkan iritasi kulit ringan.
Dapat menyebabkan iritasi pada mata.
8 Besi (III) klorida Dapat menimbulkan kebakaran jika terkena bahan-bahan
yang mudah terbakar.
Dapat mengakibatkan luka bakar.
Dapat menyebabkan efek merugikan jangka panjang
dalam lingkungan air.
Sangat beracun untuk organisme air.
9 Larutan amonium
molybdate
Oksidator kuat.
Dapat menyebabkan mata dan kulit terbakar.
Dapat menimbulkan kebakaran jika terkena bahan-bahan
yang mudah terbakar.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
10 Asam nitrat Bersifat korosif.
Dapat menyebabkan mata dan kulit terbakar.
Dapat menimbulkan kebakaran jika terkena bahan-bahan
yang mudah terbakar.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
11 Minyak mineral Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
V. Pertanyaan 1. Dari semua pelarut yang dicobakan, manakah pelarut paling bagus untuk
menghilangkan noda minyak atau lemak dari pakaian ?
2. Berapa gramkah bromin yang diperlukan untuk bereaksi secara sempurna dengan 1mol trigliserida yang mengandung hanya asam oleic?
VI. Format Laporan dan Pengumpulan
Ekstraksi Minyak
No. Data yang diambil Kelarutan
1 0,5 ml minyak biji kapas + air
2 0,5 ml minyak biji kapas + etanol
3 0,5 ml minyak biji kapas + heksana
30
4 0,5 ml minyak biji kapas + karbon tetraklorida
Identifikasi Lipid
No. Data yang diambil Hasil
Pengamatan
Jumlah
Tetesan
5% bromin
dalam
karbon
tetraklorida
1
2 ml larutan karbon tetraklorida + karbon
tetraklorida (hasil dari percobaan A) + 5%
bromin dalam karbon tetraklorida
2
0,1 g crisco dalam 1 ml karbon
tetraklorida + 5% bromin dalam karbon
tetraklorida
Identifikasi Asam Lemak
No. Data yang diambil Volume
titran
1 Larutan KOH dalam etanol 0,1 N
2 Campuran benzena dan etanol
3 Campuran larutan 1 dan 2 + 1 g minyak goreng
VII. Daftar Pustaka Modul Praktikum Kimia Organik Departemen Gas dan Petrokimia Universitas Indonesia
2006.
Fessenden, Ralph J., and Fassenden, Joans S., 1982, Organic Chemistry, 2nd
ed., Williard
Grant Press/PWS Publisher, Masachusetts, USA.
31
MODUL 4
EKSTRAKSI DNA DARI KACANG HIJAU
I. Tujuan Percobaan
- Mengisolasi DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) dari kacang hijau (bovine spleen)
II. Teori
DNA (Deoxyribo Nuceic Acid)
DNA adalah akronim dari Deoxyribo Nucleic Acid yang bila diterjemahkan
kedalam bahasa Indonesia berarti Asam Deoksiribo Nukleat. DNA merupakan
senyawa kimia yang terdapat di dalam inti sel yang sangat berperan pada proses
sintesis protein untuk pembentukan enzim, dan protein lain.
Pada tahun 1953, Francis H.C Crick dan James D. Watson, berdasarkan analisis
foto difraksi sinar X, menggambarkan struktur DNA sebagai tangga tali terpilin dan
disebut Double Helix (heliks ganda). Ibu tangganya terdiri atas rentetan rantai gugus gula deoksiribosa dan gugus fosfat, sedangkan anak tangganya terdiri atas basa
nitrogen, yaitu Purin terdiri atas Adenin(A) dan Guanin (G); serta Pirimidin terdiri
atas Sitosin (S) dan Timin (T).
Basa-basa nitrogen yang menyusun anak tangga tersebut dihubungkan oleh ikatan
hidrogen yang sifat ikatannya lemah. Setiap anak tangga terdiri atas pasangan basa
nitrogen yang khas, yaitu Adenin (A) dengan Timin (T), Sitosin (S) dengan Guanin
(G). Atas penemuan mereka mengenai struktur model DNA tersebut, pada 1962,
Crick dan Watson menerima hadiah Nobel. Crick dan Watson menyimpulkan bahwa
tatanan nukleotida merupakan perangkat kode instruksi pembangunan seluruh
organisme.
Fungsi DNA
DNA berfungsi menyampaikan informasi genetika dari induk ke generasi
berikutnya dan mengatur perkembangan metabolisme tubuh. Dengan demikian, dapat
dikatakan bahwa DNA adalah gen itu sendiri. DNA dapat juga mengawasi aktivitas-
aktivitas sel dengan memerintahkan pembentukan semua macam protein (enzim) di
dalam sel. DNA berada di dalam inti sel dan pada umumnya pembentukan protein
terjadi pada ribosom, yaitu pada sitoplasma. Sehingga, informasi yang ada pada DNA
harus diterjemahkan dahulu oleh suatu senyawa tertentu dan dibawa oleh senyawa
tersebut dariinti ke sitoplasma. DNA akan membentuk senyawa lain dalam
menyampaikan informasi genetik yang akan memerintahkan sintesis protein.
Senyawasenyawa yang dibentuk oleh DNA, yaitu RNA duta, RNA transfer, dan RNA
ribosom.
Ektraksi DNA
Ekstraksi DNA adalah sebuah prosedur rutin yang dilakukan untuk mendapatkan dan
mengumpulkan DNA untuk molekuler subsekuen atau analisis forensik.
32
DNA diekstraksi dari sel-sel yang ada pada manusia untuk berbagai alasan. Dengan
sampel murni berupa DNA, anda dapa menguji bayi yang baru lahir untuk penyakit
genetik, menganalisis pembuktian forensik, atau mempelajari gen yang terlibat dala
kanker.Secara garis besar, tahapan untuk ekstraksi DNA adalah sebagai berikut:
1. Buka sel dengan cara dipecah/ cacah untuk menampakkan DNA 2. Hilangkan lemak membran dengan penambahan deterjen 3. Presipitasi DNA dengan alkohol. Adapun jenis alkohol yang digunakan adalah
etanol atau isopropanol (70-95%). Karena DNA tidak terlarut pada alkohol jenis
tersebut, DNA akan teragregasi secara bersama-sama, denga pemberian pellet saat
proses sentrifugasi. Tahapan ini juga berguna untuk menghilangkan garam yang
larut dalam alkohol (alcohol-soluble salt).
III. Prosedur
III.1 Alat
Blender
Saringan
Tabung reaksi
Rak tabung reaksi
Batang lidi/ kayu
Gelas beaker
Wadah
UV Spektroskopi
III.2 Bahan
Kacang hijau
Garam/ NaCl
Air dingin
Deterjen cair
Enzim (Dapat berupa pelunak daging (meat tenderizer), jus nanas, atau larutan pembersih lensa kontak)
Alkohol 70-95% (Etanol atau Isopropanol)
DNA Standar
III.3 Prosedur Percobaan
Secara garis besar, tahapan untuk ekstraksi DNA adalah sebagai berikut:
1. Buka sel dengan cara dipecah/ cacah untuk menampakkan DNA 2. Hilangkan lemak membran dengan penambahan deterjen 3. Presipitasi DNA dengan alkohol. Adapun jenis alkohol yang digunakan adalah
etanol atau isopropanol (70-95%). Karena DNA tidak terlarut pada alkohol
jenis tersebut, DNA akan teragregasi secara bersama-sama, denga pemberian
pellet saat proses sentrifugasi. Tahapan ini juga berguna untuk menghilangkan
garam yang larut dalam alkohol (alcohol-soluble salt).
Adapun proses detail untuk percoban ini adalah sebagai berikut:
1. Siapkan alat dan bahan yang telah ditentukan sebelumnya 2. Masukkan cup kacang hijau (100 ml) dalam blender
33
3. Masukkan sejumput garam (kurang dari 1/8 sendok teh, kurang dari 1 ml) dalam blender
4. Masukkan air dingin sebanyak 2 (dua) kali lebih banyak dari jumlah kacang hijau yang sebelumnya sudah dimasukkan dalam blender (kira-kira 1 cup, 200
ml)
5. Blender kesemuanya dengan kecepatan tinggi selama 15 detik
Gambar 4.1 Ilustrasi proses blending
(Sumber:http://learn.genetics.utah.edu, 2008)
6. Blender memisahkan sel dari kacang hijau dari beberapa komponen di dalamnya, sehingga setelah selesai di-blender, praktikan akan mendapatkan
sel kacang hijau dalam bentuk menyerupai soup.
7. Tuangkan soup sel kacang hijau hasil blender tersebut melalui saringan ke dalam wadah yang lain, seperti gambar berikut ini.
Gambar 4.2Ilustrasi proses penyaringan
(Sumber:http://learn.genetics.utah.edu, 2008)
8. Tambahkan sekitar 2 (dua) sendok makan deterjen cair (kira-kira) 30 ml ke dalam soup sel kacang hijau hasil saringan.
9. Aduk sehingga membentuk sebuah campuran 10. Biarkan campuran tersebut selama 5-10 menit 11. Tuang campuran ke dalam tabung reaksi, masing-masing sekitar 1/3 volume
maksimal tabung reaksi
12. Tambahkan sedikit enzim (enzim yang digunakan dapat berasal dari pelunak daging (meat tenderizer), jus nanas, atau larutan pembersih lensa kontak)
pada masing-masing tabung reaksi
13. Aduk perlahan (Hati-hati! Jika anda mengaduk terlalu kencang/ keras, secara otomatis anda akan merusak DNA dalam campuran tersebut)
14. Miringkan tabung reaksi tersebut dan secara perlahan-lahan tuangkan alkohol ke dalam tabung reaksi, seperti gambar berikut ini.
34
Gambar 4.3Ilustrasi proses penambahan alkohol
(Sumber:http://learn.genetics.utah.edu, 2008)
15. Tuangkan alkohol (70-95%) kesamping, sehingga membentuk lapisan di atas campuran kacang hijau
16. Tuang hingga didapati jumlah lapisan alkohol yang sama dalam tabung dengan campuran kacang hijau
17. Kemudian amati bahwa DNA akan naik ke lapisan alkohol dari lapisan campuran kacang hijau
18. Gunakan lidi/ batang kayu tipis untuk mendapatkan DNA yang naik ke lapisan alkohol, seperti gambar di bawah ini
Gambar 4.4 Ilustrasi proses pengambilan ekstrak DNA
(Sumber:http://learn.genetics.utah.edu, 2008)
19. Jika anda ingin menyimpan dan meneliti DNA tersebut, anda dapat memindahkannya ke dalam wadah berukuran kecil yang berisi alkohol.
20. Analisis DNA menggunakan kurva standar dari DNA standar.
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Blender Meledak/terbakar
2 Tabung reaksi Meledak/pecah
3 Rak tabung reaksi Patah
4 Batang lidi/kayu Tertusuk
35
5 Gelas Beaker Pecah
6 UV Spektroskopi Meledak/terbakar
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Kacang hijau Dapat tertelan/tersedak.
2 Garam/NaCl Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pernapasan bila
terhirup.
Dapat menyebabkan iritasi pada sistem pencernaan
ringan bila tertelan.
Dapat menyebabkan iritasi kulit ringan.
Dapat menyebabkan iritasi bila terkena mata.
3 Deterjen cair Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
4 Alkohol Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
V. Pertanyaan 1. Mengapa kacang hijau digunakan dalam percobaan ini? Apakah kacang hijau
merupakan sumber DNA terbaik? Jelaskan alasan anda!
2. Apakah fungsi dan tujuan penambahan garam dan deterjen pada percobaan ini?
3. Mengapa air dingin lebih baik dibandingkan dengan air hangat dalam mengekstraksi DNA? Jelaskan!
4. Bagaimanakah sel dinding dari sel tumbuhan dapat dicacah/ pecah? 5. Jenis enzim apakah yang ditemukan di dalam pelunak daging/ jus nanas/
larutan pembersih lensa kontak?
6. Apakah yang dapat anda lakukan untuk meningkatkan hasil DNA dalam percobaan ini?
7. Mengapa DNA menggumpal secara bersama-sama? Jelaskan! 8. Bagaimana anda dapat mengkonfirmasi bahwa gumpalan putih berserabut
yang menempel pada lidi/ batang kayu tersebut adalah DNA?
9. Apakah mungkin bahwa gumpalan putih berserabut tersebut adalah campuran DNA dan RNA?
10. Berapa lama daya tahan DNA? Akankah kuantitas DNA menurun dan menghilang? Jelaskan!
11. Dapatkah anda mengekstrak DNA manusia menggunakan prosedur percobaan ini?
12. Dapatkah anda menggunakan mikroskop untuk melihat DNA yang anda ekstrak dalam percobaan ini?
VI. Format Laporan dan Pengumpulan
36
No. Data yang diambil Absorbansi
1 DNA Standar
2 DNA kacang hijau
VII. Daftar Pustaka
Genetic Science Learning Center Team, 2008. How to Extract DNA from Anything
Living
(http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/extraction/howto/DNA_Extraction.pdf).
Genetic Science Learning Center, Utah.
K. Murray, Robert, dkk. 2003. Biokimia Harper. Penerbit Buku Kedokteran EGC,
Jakarta.
Ozoren, Nesrin. Ugur, Sibel. Aslan, Tolga. Seker, Tungcay. Atay, Cigdem.,2008.Cell
Biology Lab Manual. Departement of Molecular Biology and Genetics: Bogazici
University, Istanbul.
37
MODUL 5
EKSTRAKSI DAN KUANTIFIKASI PROTEIN DARI SUMBER MAKANAN
I. Tujuan: Menentukan konsentrasi protein dari suatu sample yang tidak diketahui
II. Teori Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama
lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen,
nitrogen dan kadang sulfur serta fosfor. Protein merupakan salah satu bio-makromolekul
yang penting perananya dalam makhluk hidup. Setiap sel dalam tubuh kita mengandung
protein, termasuk kulit, tulang, otot, kuku, rambut, air liur, darah, hormon, dan enzim.
Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua kelompok
besar, yaitu sebagai bahan struktural dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat
molekular. Beberapa protein struktural, fibrous protein, berfungsi sebagai pelindung,
sebagai contoh a dan b-keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan
protein struktural lain ada juga yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen. Protein
dapat memerankan fungsi sebagai bahan struktural karena seperti halnya polimer lain,
protein memiliki rantai yang panjang dan juga dapat mengalami cross-linking dan lain-
lain. Selain itu protein juga dapat berperan sebagai biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia
dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu
metabolisme yang kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma. Suatu
sistem metabolisme akan terganggu apabila biokatalis yang berperan di dalamnya
mengalami kerusakan.
1. Tahap utama sintesis protein
Tahap 1 : Aktivasi asam amino
Tahap ini terjadi di sitosol, bukan pada ribosom. Masing- masing dari 20 asam
amino diikat secara kovalen dengan suatu RNA pemindah spesifik dengan
memanfaatkan energi ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim pengaktif yang
memerlukan Mg2+
sebagai kofaktor yang masing- masing spesifik bagi satu asam
amino dan bagi tRNA-nya.
38
Tahap 2 : Inisiasi Rantai Polipeptida
RNA pembawa pesan yang membawa sandi bagi polipeptida yang akan
dibentuk diikat oleh subunit ribosom yang berukuran lebih kecil, diikuti oleh inisiasi
asam amino yang diikat oleh tRNA-nya membentuk suatu kompleks inisiasi. tRNA
asam amino penginisiasi ini berpasangan dengan triplet nukleutida spesfik atau kodon
pada mRNA yang menyandi permulaan rantai polipeptida. Dalam proses ini
memerlukan guanosin trifosfat (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein sitosol spesifik
yang dinamakan faktor inisiasi.
Tahap 3 : Pemanjangan
Rantai polipeptida diperpanjang oleh pengikatan kovalen unit asam amino
berturut-turut, masing-masing diangkut menuju ribosom dan diletakkan ke tempatnya
secara benar oleh tRNA masing-masing, yang berpasangan dengan kodonnya pada
molekul RNA pembawa pesan. Pemanjangan digiatkan oleh protein sitosol yang
dinamakan faktor pemanjangan. Energi yang diperlukan untuk mengikat setiap
aminoasil t-RNA yang datang dan untuk pergerakan ribosom disepanjang RNA
pembawa pesan satu kodon diperoleh dari hidrolisis dua molekul GTP bagi setiap
residu yang ditambahkan ke polipeptida yang sedang tumbuh. Terdapat 3 faktor
penunjang yaitu Tu, Ts, dan G.
Tahap 4 : Terminasi dan pembebasan
Terminasi polipeptida didisyaratkan oleh satu diantara tiga triplet terminasi
(UAA, UAG, dan UGA) dimana triplet tersebut tidak menyandi asam amino
manapun. Sekali ribosom mencapai kodon terminasi, ada tiga faktor pengakhir
(terminasi) atau faktor pembebas, yaitu protein R1, R2, dan S, yang kemudian turut
menyebabkan (1) penguraian hidrolitik polipeptida dari ujung tRNA terakhir dan
melepaskannya dalam bebtuk bebas, (2) pelepasan tRNA terakhir yang sekarang
kosong dari tempat P, dan (3) dissosiasi ribosom 70S menjadi subunit 30S dan 50S
nya siap untuk memulai rantai polipeptida yang baru.
Tahap 5 : pelipatan dan pengolahan
Untuk memperoleh bentuk aktifnya secara biologis, polipeptida harus
mengalami pelipatan menjadi konfirmasi tiga dimensi yang benar. Sebelum dan
sesudah pelipatan, polipeptida baru dapat mengalami pengolahan oleh kerja enzimatik
untuk melepaskan asam amino penginisiasi, dan mengikat gugus fosfat, metil,
karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk mengikat gugus
39
oligosakarida atau gugus prostetik. Perubahan yang terjadi tersebut dinamakan
modifikasi pasca translasi, dimana pengolahannya bergantung pada proteinnya.
2. Struktur protein
Suatu asam amino- terdiri atas:
1. Atom C . Disebut karena bersebelahan
dengan gugus karboksil (asam).
2. Atom H yang terikat pada atom C .
3. Gugus karboksil yang terikat pada atom C .
4. Gugus amino yang terikat pada atom C .
5. Gugus R yang juga terikat pada atom C .
Ada 4 tingkat struktur protein yaitu struktur primer, struktur sekunder, struktur
tersier dan struktur kuartener.
a. Struktur primer
Struktur primer adalah urutan asam-asam
amino yang membentuk rantai polipeptida.
Struktur primer protein bisa ditentukan dengan
beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan
asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian
komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2)
analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3)
kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan
massa molekular dengan spektrometri massa.
b. Struktur sekunder
Struktur sekunder protein bersifat reguler, pola lipatan berulang dari rangka
protein. Pada struktur sekunder, protein sudah mengalami interaksi intermolekul,
melalui rantai samping asam amino. Analisa defraksi sinar-X merupakan cara
yang baik untuk mempelajari struktur sekunder protein serabut.
Kekuatan yang menstabilkan struktur protein
Beberapa interaksi nonkovalen yang
secara individual lemah, namun secara numerik cukup kuat menstabilkan
40
konformasi protein. Kekuatan ini mencakup iktan hidrogen, interaksi hidrofobik,
interaksi elektrostatik dan kekuatan van der Walls.
1. Ikatan hidrogen
Residu dengan gugus polar R umumnya terdapat pada permukaan protein
globuler, dimana residu tersebut membentuk ikatan hidrogen terutama dengan
molekul air. Di bagian lain, residu aminoasil pada tulang punggung membentuk
ikatan hidrogen antara satu dgn yang lain.
2. Interaksi hidrofobik
Interaksi ini meliputi gugus nonpolar R pada residu aminoasil yang dalam
protein globular thipikal berada dalam bagian interior protein. Pembentukan
interaksi ini digerakkan secara entropis. Keseluruhan bentuk yang sferis kasar
mengurangi daerah permukaan. Konsentrasi residu nonpolar dalam bagian interor
protein menirinkan jumlah residu permukaan dan memaksimalkan peluang bagi
lapisan tipis molekul air permukaaan untuk membentuk ikatan hidrogen antara
satu dengan yang lainnya yaitu suatu proses yang berkaitan dengan peningkatan
entropi. Berkebalikan, lingkungan nonpolar membran biologik lebih memberikan
peluang bagi residu permukaaan yang hidrofobik yang gugus nonpolar R nya
berpartisipasi dalam interaksi hidrofobik dengan rantai samping akil ester asil
lemak pada lapisan ganda membran.
3. Interaksi elektrostatik
Interaksi elektrostatik atau ikatan garam dibentuk antar gugus yang muatannya
berlawanan seperti gugus terminal amino dan karboksil pada peptida dan gugus R
bermuatan pada residu polar aminoasil. Gugus polar spesifik yang melakukan
fungsi biologis yang esensial dapat terletak dalam celah yang menembus bagian
interior protein. Karena residu polar dapat pula berpartisipasi dalam interaksi
ionik, maka keberadaan garam seperti KCL dapat menurunkan secara bermakna
interaksi ionik antar residu permukaan.
4. Interaksi van der Walls
Kekuatan van der Wall bersifat sangat lemah serta bekerja hanya pada jarak
yang amat pendek mencakup komponen yang menarik dan yang menolak.
Kekuatan yang menarik (attractive force) meliputi interaksi antar sifat bipoler
yang terbentuk oleh fluktuasi monomer distribusi elektron pada atom didekatnya.
Kekuatan yang menolak (repulsive pulse) turut berperan ketika dua buah atom
datang begitu dekat sehingga orbit elektronnya saling tumpang tindih. Jarak
41
dimana kekuatan yang menarik bekerja maksimal dan kekuatan yang menolak
minimal disebut jarak kontak van der Walls.
Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen antar
rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan
hidrogennya. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet . b-sheet itu
sendiri ada yang paralel dan juga ada yang anti-paralel, bergantung pada orientasi
kedua rantai polipeptida yang membentuk struktur sekunder tersebut. Struktur
sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism
(CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa
menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta
menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi
struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum
FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I
dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa
diestimasi dari spektrum inframerah.
c. Struktur tersier
Struktur tersier terbentuk karena terjadinya perlipatan (folding) rantai -helix,
konformasi , maupun gulungan rambang suatu polipeptida, membentuk globular,
yang struktur tiga dimensiny lebih rumit daripada protein tersebut. Interaksi intra
molekuler seperti ikatan hidrogen, ikatan ion, van der Waals, hidropobik turut
menentukan orientasi struktur 3 dimensi dari protein. Beberapa protein telah dapat
ditentukan struktur tersiernya, misalnya hemoglobin, mioglobin, lisozim,
ribonulease dan kimo tripsinogen. Sebagai contoh, struktur tersier enzim sering
padat, berbentuk globuler.
42
Struktur tersier dari protein enzim triosa fosfat isomerase (TPI)
d. Struktur kuartener
Beberapa protein tersusun atas lebih dari satu rantai polipeptida. Struktur
kuartener menggambarkan subunit-subunit yang berbeda dipak bersama-sama
membentuk struktur protein. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara
fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer,
trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Kemantapan struktur
kuartener suatu protein oligomer disebabkan oleh interaksi dan ikatan non-
kovalen yang lemah antara masing-masing sub bagiannya. Kemampuan untuk
berhimpun diri daripada beberapa sub bagian ini merupakan ciri struktur
kuartener suatu protein oligomer. Sebagian besar protein oligomer mengalami
disidiasi pada pH tinggi atau rendah, juga bila ditempatkan dalam larutan urea
atau garam berkonsentrasi tinggi. Dalam proses denaturasi ini, protein oligomer
mengalami dua proses bertingkat, yaitu :
1. Disosiasirantai polipeptida yang satu dengan yang lainnya
2. Merenggangnya satuan rantai polipeptida
Struktur kuartener yang terkenal adalah enzimRubisco dan insulin. Sebagai
contoh adalah molekul hemoglobin manusia yang tersusun atas 4 subunit, yang
akan berdisosiasi pada proses pengenceran. Masing-masing sub bagian terdiri atas
dua rantai polipeptida, dan .
43
Struktur hemoglobin yang merupakan struktur kuartener protein
3. Percobaan berdasarkan reaksi warna:
a. Percobaan kadar-N
Kapur natron, yaitu campuran NaOH dan Ca(OH)2 dalam tabung reaksi dengan
larutan protein dipanaskan. Keluarlah Amoniak dan Amina.Lakmus merah yang
dibasahi menjadi biru.
b. Reaksi Xantoprotein
Larutan asam nitrat pekat ditambahkan dengan hati-hati ke dalam larutan protein.
Setelah dicampur terjadi pengendapan putih yang dapat berubah menjadikuning
apabila dipanaskan.. reaksi yang terjadi ialah nitrasi pada inti Benzen yang terdapata
pada molekul protein. Jadi, reaksi ini positif untuk protein, fenilalanin dan triptofan.
Kulit kita bila kena asam nitrat berwarna kuning, itu juga karena terjadi reaksi
xantoprotein ini.
c. Reaksi Millon
Pereaksi Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat,
apabila pereaksi ini ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan
putih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini
positif untuk fenol-fenol, karena terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus
hidroksifenil yang berwarna. Protein yang mengandung tirosin akan memberikan
reaksi positif.
44
d. Reaksi Biuret
Beberapa reaksi uji terhadap protein, tes biuret merupakan salah satu cara untuk
mengidentifikasi adanya protein, dalam larutan basa biuret memberikan warna violet
dengan CuSO4 karena akan terbentuk kompleks Cu2+
dengan gugus CO dan gugus
NH dari rantai peptida dalam suasana basa. Pengendapan dengan logam diketahui
bahwa protein mempunyai daya untuk menawarkan racun. Salting out, apabila
terdapat garam-garam anorganik alam presentase tinggi dalam larutan protein, maka
kelarutan protein akan berkurang, sehingga mengakibatkan pengendapan.
Pengendapan dengan alkohol, penambahan pelarut organik seperti aseton atau alkohol
akan menurunkan kelarutan protein pada kedudukan dan distribusi dari gugus hidrofil
polar dan hidrofob polar di dalam molekul hingga menghasilkan protein yang dipol
(Tim Dosen Kimia, 2011).
Pengembangan dari metode biuret adalah metode lowry. Metode lowry
merupakan teknik uji biokimia untuk mengetahui kadar total protein di dalam suatu
larutan. Total konsentrasi protein diperlihatkan melalui proporsi perubahan warna
larutan sampel dibandingkan dengan konsentrasi protein, yang dapat dihitung dengan
menggunakan teknik colorimetric. Nama Lowry sendiri diambil dari nama
seorangbiochemist bernama Oliver H. Lowry yang mengembangkan reagen pada
tahun 1940.
Dalam metode ini terlibat 2 reaksi. Awalnya, kompleks Cu(II)-protein akan
terbentuk sebagaimana metode biuret, yang dalam suasana alkalis Cu(II) akan
tereduksi menjadi Cu(I). Ion Cu+ kemudian akan mereduksi reagen Folin-Ciocalteu,
kompleks phosphomolibdat-phosphotungstat (phosphomolybdotungstate),
menghasilkan heteropolymolybdenum blue akibat reaksi oksidasi gugus aromatik
(rantai samping asam amino) terkatalis Cu, yang memberikan warna biru intensif
yang dapat dideteksi secara kolorimetri. Kekuatan warna biru terutama bergantung
pada kandungan residu tryptophan dan tyrosine-nya. Keuntungan metode Lowry
adalah lebih sensitif (100 kali) daripada metode Biuret sehingga memerlukan sampel
protein yang lebih sedikit. Batas deteksinya berkisar pada konsentrasi 0.01 mg/mL.
Namun metode Lowry lebih banyak interferensinya akibat kesensitifannya.
Beberapa zat yang bisa mengganggu penetapan kadar protein dengan metode
Lowry ini, diantaranya buffer, asam nuklet, gula atau karbohidrat, deterjen, gliserol,
Tricine, EDTA, Tris, senyawa-senyawa kalium, sulfhidril, disulfida, fenolat, asam
urat, guanin, xanthine, magnesium, dan kalsium. Interferensi agen-agen ini dapat
45
diminimalkan dengan menghilangkan interferens tersebut. Sangat dianjurkan untuk
menggunakan blanko untuk mengkoreksi absorbansi. Interferensi yang disebabkan
oleh deterjen, sukrosa dan EDTA dapat dieliminasi dengan penambahan SDS atau
melakukan preparasi sampel dengan pengendapan protein (Lowry et al., 1951).
Metode Lowry-Folin hanya dapat mengukur molekul peptida pendek dan tidak
dapat mengukur molekul peptida panjang (Alexander dan Griffiths, 1992). Prinsip
kerja metode Lowry adalah reduksi Cu2+ (reagen Lowry B) menjadi Cu+ oleh tirosin,
triptofan, dan sistein yang terdapat dalam protein. Ion Cu+ bersama dengan
fosfotungstat dan fosfomolibdat (reagen Lowry E) membentuk warna biru, sehingga
dapat menyerap cahaya (Lowry et al., 1951).
III. Prosedur
III.1 Alat
Spektrofotometer
Gelas beaker
Tabung reaksi
Pipet
Mikropipet
III.2 Bahan
Tahu
Tempe
Susu
Na2CO3
N NaOH
NaK Tartrate
H2O
CuSO4.5 H2O
Folin-Phenol 2 N
III.3 Prosedur Percobaan
1. Siapkan bahan-bahan berikut: A. 2% Na2CO3 dalam 0.1 N NaOH B. 1% NaK Tartrate dalam H2O C. 0.5% CuSO4.5 H2O dalam H2O D. 48 mL of A, 1 mL of B, 1 mL C E. Phenol Reagent : 1 bagian Folin-Phenol [2 N] : 1 bagian air BSA
Standard - 1 mg/ mL
2. Siapkan sampel (tempe, tahu, susu) dengan 4 konsentrasi berbeda 3. Tambahkan 2 mL larutan D pada setiap tabung 4. Inkubasikan selama 10 menit pada suhu ruang. 5. Tambahkan 0.2 mL larutan phenol reagent pada setiap tabung.
46
6. Vortex (melakukan pencampuran dengan bantuan vibrator) segera setiap tabung tersebut dengan segera.
7. Inkubasikan selama 30 menit pada suhu ruang. 8. Tentukan absorbansi setiap sample menggunakan spektrofotometer pada
panjang gelombang 600 nm.
9. Plot absorbansi vs mg protein sampel untuk mendapatkan kurva kalibrasi standar.
10. Ambil sample dengan konsentrasi yang yang tidak diketahui dari asisten praktikum.
11. Ukur absorbansi sampel tersebut. 12. Tentukan konsentrasinya
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Spektrofotometer Meledak/terbakar
2 Gelas Beaker Pecah
3 Tabung reaksi Meledak/pecah
4 Pipet dan mikropipet Meledak/pecah
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Natrium karbonat
(Na2CO3)
Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
2 Natrium Hidroksida
(NaOH)
Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
3 NaK Tartrate Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.
5 CuSO4.5 H2O Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.
6 Folin-Phenol Dapat menyebabkan gangguan fatal pada kulit jika
terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Dapat menyebabkan iritasi fatal pada mata dan kulit.
V. Pertanyaan 1. Jelaskan Prinsip kerja dari metode Lowry dalam menentukan konsentrasi protein
47
2. Jelaskan mengenai keketerbatasan metode Lowry ini
VI. Format Laporan dan Pengumpulan No. Data yang diambil Absorbansi
1 Tempe
2 Tahu
3 Susu
4 Sampel dengan konsentrasi yang tidak
diketahui
VII. Daftar Pustaka Modul Praktikum Kimia Organik Departemen Gas dan Petrokimia Universitas Indonesia
2006.
Budi, Setya. 2008. Struktur dan Fungsi Protein. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sebelas Maret: Surakarta.
48
MODUL 6
PERHITUNGAN MIKROSKOPIS
I. Tujuan Percobaan Untuk menghitung spesimen dengan menggunakan mikroskop
II. Teori
Bagian-bagian dari mikroskop cahaya
Tipe Mikroskop Cahaya
Mikroskop cahaya menggunakan cahaya tampak untuk melihat spesimen. Cahaya
tersebut akan melewati dua lensa yang akan memperbesar gambar . Sementara itu,
lensa yang ketiga berada ditempat untuk melakukan pengamatan yang dekat
dengan mata pengamatan untuk mendapatkan gambar sesungguhnya. Batas dari
mikroskop ini berhubungan dengan resolusi, iluminasi, dan keterangan. Resolusi
dapat ditingkatkan menggunakan lensa imersi, pencahayaan dan keterangan dapat
ditingkatkan dengan memodifikasi area gelap, fase terang, dan interferensi terang.
Hal-hal yang mempengaruhi kualitas mikroskop adalah sebagai berikut
Perbesaran, derajat kebesaran dari gambar dibandingkan dengan ukuran aslinya. Perbesaran dilakukan oleh dua lensa yaitu lensa okular (8 atau 10x)
dan lensa objektif (4, 10, 100x). Total dari perbesaran adalah hasil perkalian
perbesaran kedua lensa.
Resolusi, adalah perhitungan untuk kejelasan gambar Kemampuan untuk lihat mendetail, gambar yang diberikan dari mikroskop
dapat melihat objek secara detail.
Keterangan, adalah kemampuan untuk melihat kedetailan dari spesimen terhadap latar belakang.
Perbesaran maksimum didapatkan dari mikroskop cahaya adalah sebesar 400 kali.
Dengan kata lain, ukuran yang dapat dilihat minimal adalah sebesar 0,2 m. Batas
ini adalah hasil dari difraksi oleh objek saat observasi yang disebabkan oleh
interferensi cahaya oleh gambar.
Perhitungan Mikroskopis
Ukuran linear dari spesimen yang diobservasi di mikroskop diekspresikan dalam
m bukan dari total perbesaran. Ukuran aktual dari objek yang dilihat dibawah
49
mikroskop dapat di estimasi berdasarkan fakta bahwa penglihatan mikroskop dan
kombinasi lensa memiliki diameter konstan. Alat untuk pengukurannya disebut
dengan hemocytometer seperti yang terdapat pada gambar dibawah ini,
Hemocytometer dibawah mikroskop cahaya
Alat ini digunakan untuk menghitung jumlah spesimen (sel/bakteri). Metode ini
banyak digunakan dalam suatu riset. Aplikasi hemocytometer biasa ditemukan
untuk menghitung jumlah sel darah. Dalam percoban akan dilakukan untuk
menghitung jumlah spesimen yang digunakan.
Contoh perhitungan,
Diameter yang digunakan pada x10 lensa objektif = 2 mm
Diameter dari media yang digunakan, x40 lensa objektif = 2x10/40 mm = 0,5 mm
III. Prosedur
III.1 Alat
Mikroskop cahaya
Hemocytometer
Slide mikroskop
Coverslip
Pipet
III.2 Bahan
Rambut
Dedaunan
Safranin stain
Methylene blue
Etanol
Isopropanol (to clean objective lenses)
III.3 Prosedur Percobaan
50
Perhitungan diameter rambut
1. Menghitung diamter media dengan hemocytometer. Gunakan lensa objektif perbesaran 10x dan 40x. Gunakan hemocytometer berdiameter 0,05 mm.
Bandingkan nilai yang didapatkan keduanya. Apakah ada perbedaan?
2. Bersihkan slide gelas kaca mikroskop dengan etanol 3. Ambil sehelai rambut (potong kecil) dan diletakkan pada slide) 4. Berikan air sehingga menutupi rambut 5. Observasi sampel dengan menggunakan lensa objektif 40x. Untuk
mengestimasi ketebalan dari sampel, luruskan rambut yang menjadi spesimen.
Hitung diameter dari rambut.
Observasi sel daun
Daun muda digunakan untuk mempelajari struktur sel karena sel ini hanya teridir
dari beberapa layer.
1. Ambil sedikit bagian dari daun muda, teteskan air hingga menutupi spesimen 2. Lakukan pengamatan dengan perbesaran 40x 3. Tambahan tetesan dari safranin stain untuk membuat dinding sel lebih terlihat.
Tambahkan stain (1 tetes) untuk menutupi jaringan dari sampel yang tertutupi
Observasi sel epitel
1. Gesekan pipi dengan menggukanan tusuk gigi 2. Teteskan methylene blue pada slide hingga menutupi sel epitel 3. Lakukan pengamatan dengan perbesaran 40x 4. Gambarkan tipe sel yang didapatkan
IV. Potensi Bahaya
No. Alat Potensi Bahaya
1 Mikroskop cahaya Meledak/terbakar
2 Hemocytometer Pecah/patah
3 Slide mikroskop Meledak/terbakar
4 Pipet Meledak/pecah
No. Bahan Potensi Bahaya
1 Safranin stain
Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Dapat menyebabkan iritasi pada mata, hati, dan ginjal.
Mudah terbakar dalam bentuk cair dan uap.
2 Methylene blue Dapat menyebabkan gangguan pada kulit dan mata jika
terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Mudah terbakar.
3 Etanol Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
51
5 Isopropanol Dapat menyebabkan gangguan pada kulit jika terpapar.
Dapat menyebabkan akibat yang fatal jika tertelan atau
memasuki saluran pernapasan.
Sangat beracun bagi mahluk dalam air dengan dampak
jangka panjang.
Dapat menyebabkan rasa mengantuk dan pusing.
Mudah terbakar.
V. Pertanyaan 1. Apa perbedaan dari mikroskop dengan area terang dan gelap? Apa tipe
mikroskop yang baik digunakan untuk melihat sampel?
2. Apa bagian sel yang dipengaruhi oleh safranin dan methylene blue? 3. Berapa diameter dari daun dan sel epitel?
VI. Format Laporan dan Pengumpulan Perhitungan Diameter Rambut
No. Data yang diambil Diameter
1 Rambut pada perbesaran lensa objektif 10 x
2 Rambut pada perbesaran lensa objektif 40 x
Observasi Sel Daun
Gambar atau hasil pengamatan
Observasi Sel Epitel
Gambar sel epitel yang didapatkan
VII. Daftar Pustaka Ozoren, Nesrin. Ugur, Sibel. Aslan, Tolga. Seker, Tungcay. Atay, Cigdem. Cell
Biology Lab Manual. 2008. Departement of Molecular Biology and Genetics:
Bogazici University.
52
MODUL 7
KLOROFIL DAN KAROTENOID
I. Tujuan Percobaan
- Mengekstraksi klorofil dan karotenoid dari dedaunan - Menentukan kandungan klorofil dan karotenoid
II. Teori
Sumber energi yang paling utama dari semua sumber kehidupan di alam ini
adalah matahari. Energi yang terdapat dalam sinar matahari yang memasuki biosfer
dimanfaatkan oleh sebuah proses yang dinamakan fotosintesis, yang biasanya terjadi
pada tumbuh-tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri. Fotosintesis dapat juga
dikatakan sebagai proses physico-chemical, dimana organisme yang melakukan
fotosintesis menggunakan energi cahaya untuk mensintesis senyawa-senyawa organik.
Proses fotosintesis tergantung pada sebuah set molekul protein kompleks yang berlokasi
di dalam dan sekitar sebuah membran yang sangat terorganisir. Melalui serangkaian
reaksi transfer energi, mesin fotosintetik tersebut mengubah energi cahaya menjadi
sebuah bentuk stabil yang dapat bertahan selama ratusan juta tahun.
Pada tumbuh-tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri, proses fotosintesis
menghasilkan suatu pelepasan oksigen molekular dan penghilangan karbon dioksida dari
atmosfer, yang akan digunakan untuk mensitesa karbohidrat (fotosintesis oksigenik).
Sedangkan ada beberapa jenis bakteri yang menggunakan energi cahaya untuk membuat
senyawa organik tetapi tidak menghasilkan oksigen (fotosintesis anoksigenik).
Fotosintesis menyediakan energi dan mengurangi karbondioksida yang diperlukan untuk
kelangsungan semua kehidupan di muka bumi ini, juga oksigen molekular yang sangat
diperlukan untuk kehidupan organisme yang mengkonsumsi oksigen, termasuk manusia.
Juga bahan-bahan bakar yang dibakar untuk menyediakan energi bagi aktivitas
kehidupan manusia dihasilkan oleh organisme-organisme fotosintetik pada zaman
dahulu. Meskipun fotosintesis terjadi di dalam sel atau organela yang sesungguhnya
hanya berukuran beberapa mikron, tetapi proses ini dapat berdampak pada lapisan
atmosfer bumi dan iklim.
Pada tumbuhan-tumbuhan proses fotosintesis terjadi didalam kloroplast, dimana
organela-organela ditemukan di dalam sel. Kloroplast menyediakan energi dan karbon
tereduksi yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan dan perkembangannya,
sementara itu tumbuhan menyediakan CO2, air, nitrogen, senyawa organik, dan mineral-
mineral yang penting yang diperlukan kloroplast untuk biogenesis. Kebanyakan
kloroplast berada dalam sel daun yang spesial, dimana biasanya mengandung 50 atau
lebih kloroplast tiap sel.
Fotosintesis digerakkan terutama oleh cahaya tampak (panjang gelombang dari
400 sampai 700 nm) yang terabsorb oleh molekul pigmen (terutama klorofil a dan b, dan
karotenoid).
53
Gambar 2.1 Struktur kimia Klorofil a
Struktur kimia dari molekul klorofil a dapat dilihat pada Gambar 4.1 Pada klorofil
b, CH3 pada cincin II digantikan oleh grup CHO. Tumbuhan akan kelihatan hijau
dikarenakan klorofil yang dimilikinya. Cahaya yang dikumpulkan oleh 200 300 molekul pigmen akan yang diikat oleh protein kompleks berada di dalam membran
fotosintetik.
Masing-masing klorofil ini memiliki kelebihan pada daya absorpsi terhadap
panjang gelombang tertentu seperti ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Gambar 2.2. Daya absorpsi klorofil a dan b ter