MAKALAH KIMIA ORGANIK
KARBOHIDRAT DAN PROTEIN
Disusun Oleh:
Kelompok 1 (Satu)
1. Cahyo Setiawan NIM 1114014
2. Feri Firdiansyah NIM 1114033
3. Imaniar Safitri NIM 1114038
4. Kurnuan Teguh NIM 1114036
5. Heriani NIM 1114040
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan
karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini dibuat
dengan tujuan pemenuhan tugas Kimia Organik dengan judul “Poliuretan”.
Kami sadar bahwa makalah ini lepas dari sisi kesempurnaan. Kesempurnaan
hanya milik Tuhan Yang Maha Esa. Dengan demikian, kami memerlukan kritik
dan saran agar kami dapat memperbaiki dalam penulisan makalah selanjutnya.
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami pribadi dan terutama bagi
pembaca.
Penulis,
BAB I
PENDAHULUAN
Karbohidrat sangat akrab dengan kehidupan manusia. Karena ia adalah
sumber energi utama manusia. Contoh makanan sehari-hari yang mengandung
karbohidrat adalah pada tepung, gandum, jagung, beras, kentang, sayur-sayuran
dan lain sebagainya.
Karbohidrat adalah polihidroksildehida dan keton polihidroksil atau
turunannya. selian itu, ia juga disusn oleh dua sampai delapan monosakarida yang
dirujuk sebagai oligosakarida. Karbohidrat mempunyai rumus umum Cn(H2O)n.
Rumus itu membuat para ahli kimia zaman dahulu menganggap karbohidrat
adalah hidrat dari karbon.
Penting bagi kita untuk lebih banyak mengetahui tentang karbohidrat
beserta reaksi-reaksinya, karena ia sangat penting bagi kehidupan manusia dan
mahluk hidup lainnya.
Oleh karena itu, tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui cara
identifikasi karbohidrat secara kualitatif, membuktikan adanya poliusakarida
dalam suatu bahan, membuktikan adanya gula pereduksi atau gula inversi,
membedakan antara monosakaridan dan poliskarida, membuktikan adanya
pentosa, membuktikan adanya gula ketosa (fruktosa), membedakan karbohidrat
berdasarkan bentuk kristalnya, mengidetifikasi hasil hirolisis pati atau amilum,
dan mengidentifikasi hasil hidrolisis sukrosa.
Protein merupakan biopolimer yang terdiri atas banyak asam amino yang
berhubungan satu dengan lainnya lewat ikatan amida (peptida). Protein berasal
dari bahasa Yunani, proteus yang artinya protein karena protein merupakan
senyawa yang sangat penting di dalam organisme. Protein merupakan suatu
koloid elektrolit yang bersifat amfoter. Dengan sifat ini protein dapat bersifat
asam atau basa.
Protein merupakan komponen utama semua sel hidup. Protein merupakan
suatu senyawa polimer dari asam-asam amino dengan BM 104 sampai dengan 10
6.
Struktur protein tersusun oleh gabungan asam amino pada gugus karbonil dan
asam amino dengan ikatan peptida.
Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan
melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,
dan N, serta kadang-kadang P dan S. Asam amino yang diperoleh dari hidrolisis
protein ialah asam amino α atau disebut juga asam α-aminokarboksilat. Asam
amino yang terjadi secara alami sebagai penyusun protein mempunyai gugus
amino (NH2) dan gugus karboksilat (COOH) yang terikat pada atom yang sama
yaitu pada atom karbon alfa.
Rumus umum untuk asam amino : Rumus ion dipolar asam amino :
C
H
COOHH2N
R
C
H
COO-H3+N
R Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang
sama, gugus karboksil dan amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-
masing berbeda satu dengan yang lain pada gugus R-nya, yang bervariasi dalam
struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Beberapa asam amino
mempunyai reaksi yang spesifik yang melibatkan gugus R-nya.
Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino
yang dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut :
asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin,
Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua
yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin,
Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaitu
asam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat yaitu
asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang
ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin,
metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial ini
tidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari
luar seperti makanan dan zat nutrisi lainnya.
Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut
organik non polar seperti eter, aseton dan kloroform. Asam amino mempunyai
titik lebur yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan asam karboksilat atau
amina. Kedua sifat fisika ini menunjukkan bahwa asam amino cenderung
mempunyai struktur yang bermuatan dan mempunyai polaritas tinggi dan bukan
sekedar senyawa yang mempunyai gugus –COOH dan gugus –NH2. Hal ini
tampak pula pada sifat asam amino sebagai elektrolit.
Asam amino mengandung suatu gugus amino yang bersifat basa dan
gugus karboksil yang bersifat asam dalam molekul yang sama. Asam amino
mengalami reaksi asam-basa internal yang menghasilkan suatu ion dipolar, yang
juga disebut zwitterion atau ion amfoter. Berikut rumus strukturnya.
Sumber protein dapat diperoleh dari bahan hewani maupun nabati,
seperti: telur, daging, susu, pati dan kacang-kacangan.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Karbohidrat
Karbohidrat adalah sumber energy utama untuk manusia. Kebanyakan
karbohidrat yang kita makan makan ialah tepung/amilum/pati, yang ada dalam
gandum, jagung, beras, kentang dan padi-padian lainnya, buah-buahan, dan
sayuran.
Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang
mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur
hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh
karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol
lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan
yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari
tumbuh-tumbuhan.
Pembentukan karbohidrat di alam terjadi dalam tumbuh-tumbuhan dalam
proses yang disebut fotosintesis. Tumbuh-tumbuhan mengandung klorofil yang
merupakan katalisator untuk perubahan CO2 + H2O menjadi glukosa dengan
adanya sinar matahari.
6CO2 + 6H2O C6H12O)6 + 6O2
(karbon dioksida) (air) (glukosa) (oksigen)
Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap
dan menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan
utama CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Enersi kimia yang
terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.
Karbohidrat mempunyai rumus umum (CH2O)n. Secara biokimia,
karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa
yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat
mengandung gugus fungsi aldehid disebut aldosa sedangkan karbohidrat yang
mengandung gugus fungsi keton disebut ketosa.
Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai
molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang
mempunyai berat molekul 90 hingga senyawa yang mempunyai berat molekul
500000 bahkan lebih. Berbagai senyawa itu dibagi dalam tiga golongan, yaitu
golongan monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida.
1. Monosakarida
Monosakarida ialah karbohidrat sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri
atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara
hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang
paling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton.
CHO
C OHH
CH2OH
D-gliseraldehida
CH2OH
C
CH2OH
O
Dihidroksiaseton
Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan
mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton dinamakan ketotriosa karena
terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.
CHO
CH OH
C OHH
CH2OH
D-eritrosa
CH2OH
C
CH OH
CH2OH
O
D-eritrulosa
Monosakarida yang terdiri atas empat atom karbon disebut tertosa dengan
rumus C4H8O4. Eritrosa adalah contoh aldotetrosa dan eritrulosa adalah suatu
ketotetrosa.
Pentosa ialah monosakarida yang mempunyai lima atomkarbon. Contoh
pentose adalah ribose dan ribulosa.
CHO
CH OH
C OHH
C
CH2OH
H OH
D-ribosa
CH2OH
C
CH OH
C
O
CH2OH
H OH
D-ribolosa
a. Glukosa
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena
mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah kanan.
CHO
CH OH
C OHH
C
C
H OH
CH2OH
H OH
D-glukosa
O
CH2OH
H
OH
H
H
OH
H
OH
H
OH
α-D-glukosa
O
CH2OH
H
OH
H
H
OH
OH
H
H
OH
β-D-glukosa
Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbon dioksida dan air
dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut
fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan
amilum atau selulosa.
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6CO2
Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-
molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan
melepaskan molekul air.
nC6H12O6 (C6H10O5)n+nH2O
glukosa amilum
b. Fruktosa
Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya
terpolarisasi kekiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya
monosakaridadan disakarida mempunyai rasa manis.
Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga lebih manis
daripada gula tebu atau sukrosa.
Sinar matahari
klorofil
CH2OH
C
CH OH
C
O
C
H OH
CH2OH
H OH
D-fruktosa
OCH2OH
H
CH2OH
OHH
OH
OH
H
α-D-fruktosa
α-D-fruktofuranosa
OCH2OH
H
OH
CH2OHH
OH
OH
H
β-D-fruktosa
β-D-fruktofuranosa
c. Galaktosa
Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam. Umumnya berikatan
dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.
Galaktosa mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang larut
dalam air. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi
ke kanan.
CHO
CH OH
C OHH
C
C
H OH
CH2OH
H OH
D-galaktosa
O
CH2OH
H
OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
α-D-galaktosa
α-D-galaktopiranosa
O
CH2OH
H
OH
H
H
OH
OH
H
OH
H
β-D- galaktosa
β-D-galaktopiranosa
COOH
CH OH
C HHO
C
C
H OH
COOH
H OH
asam sakarat
COOH
CH OH
C HHO
C
C
HO H
CH2OH
H OH
asam musat
d. Pentosa
Beberapa pentose yang penting di antaranya ialah arabinosa, xilosa, ribose
dan 2-deoksiribosa. Keempat pentosa ini ialah aldopentosa dan tidak
terdapat dalam keadaan bebas di alam.
CHO
C HHO
C
C
H OH
CH2OH
H OH
Arabinosa
CHO
C HH
C
C
H OH
CH2OH
H OH
2-deoksiribosa
CHO
C OHH
C
C
H OH
CH2OH
H OH
Ribosa
CHO
C OHH
C
C
HO H
CH2OH
H OH
xilosa
2. Oligosakarida
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas
beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu
dengan yang lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain
adalah trisakarida, yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan
tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Oligosakarida yang
paling banyak terdapat di alam ialah disakarida.
a. Sukrosa
Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun
dari bit. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan
fruktosa.
b. Laktosa
Dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa, karena
itu laktosa adalah suatu disakarida.
O
CH2OH
HOH
HOH
H
H
OH
H
O
O
CH2OH
H
OH
H
H
H
OHH
OH
c. Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa.Maltosa
merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun
dengan enzim. Telah diketahui bahwa amilum akan memberikan hasil akhir
glukosa.
O
CH2OH
HOH
HOH
H
H
OH
O
O
CH2OH
H
OH
H
OH
HH
OH
d. Rafinosa
Rafinosa adalah suatu trisakarida yang penting, terdiri atas tiga molekul
monosakarida yang berkaitan, yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa.
e. Stakiosa
Stakiosa adalah suatu tetrasakarida.
3. Polisakarida
Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul yang besar dan lebih kompleks
daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul
monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut
homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut
heteropolisakarida. Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak
berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat
mereduksi. Berat molekul polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari
satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid.
Beberapa polisakarida yang penting antara lain amilum, glikogen, dekstrin, dan
selulosa.
a. Amilum
Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan.
Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun,
batang, dan biji-bijian.
b. Glikogen
Seperti amilum, glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis.
c. Dekstrin
Pada reaksi hidrolisis parsial, amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang
lebih kecil yang dikenal dengan nama dekstrin. Jadi dekstrin adalah hasil antara
proses hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltose.
d. Selulosa
Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel.
e. Mukopolisakarida
Mukopolisakarida adalah suatu heteropolisakarida, yaitu polisakarida yang terdiri
atas dua jenis derivat monosakarida yang membentuk mukopolisakarida tersebut
ialah gula amino dan asam uronat.
Uji-uji Kualitatif Karbohidrat:
1. Uji Molisch
Uji Molisch dilakukan dengan menambahkan reagen (pereaksi) Molisch ke dalam
larutan sampel yang akan diuji kemudian ditambahkan larutan asam sulfat pekat.
Prinsip dari reaksi tersebut adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat
pekat. Uji positif akan terjadi jika timbul cincin berwarna ungu pada larutan. Uji ini
dapat dilakukan untuk semua jenis karbohidrat (monosakarida, disakarida, dan
polisakarida). Pereaksi Molisch merupakan larutan dari 5% α-naphtol dalam 95%
alcohol atau kloroform. Cara kerja uji Molish adalah dengan menambahkan 2 tetes
pereaksi Molish ke dalam 5 mL sampel yang akan diuji, kemudian diaduk hingga
rata dan ditambahkan 3 mL asam sulfat pekat secara perlahan-lahan ke melalui
dinding tabung. Jika menunjukkan cincin berwarna ungu berarti hasilnya positif,
sedangkan jika timbul warna hijau berarti hasilnya negatif.
Gambar 7.1.1. Uji Molisch: kiri (negatif), kanan (positif)
2. Uji Benedict
Uji Benedict merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid
atau keton bebas, seperti yang terdapat pada laktosa dan maltosa. Karbohidrat yang
mengandung gugus aldehida atau keton bebas akan mereduksi ion Cu2+
dalam
suasana alkalis, menjadi Cu+, yang mengendap sebagai Cu2O (kupro oksida)
berwarna merah bata. Uji positif ditandai dengan terbentuknya larutan hijau, merah,
orange atau merah bata serta adanya endapan.
Pereaksi Benedict adalah larutan berwarna biru yang mengandung natrium karbonat
(Na2CO3), tembaga sulfat (CuSO4), dan asam sitrat. Uji karbohidrat dilakukan
dengan cara memasukkan 5 ml pereaksi tersebut ke dalam tabung reaksi dan
ditambahkan 8 tetes larutan yang akan diuji kemudian diaduk dengan rata.
Selanjutnya, campuran dididihkan selama d 5 menit dan dibiarkan sampai dingin
kemudian diamati perubahan warnanya, jika terbentuk warna hijau, merah, orange
atau endapan merah bata berarti positif.
Gambar 7.2.2. mendidihkan campuran sampel dan pereaksi benedict pada uji benedict
Gambar 7.2.3. Uji Benedict: Glukosa (tengah) Menunjukkan Hasil Positif, Sedangkan
Air (kiri) dan Sukrosa (kanan) Menunjukkan Hasil Negatif.
Gambar 7.2.4. Uji Benedict Terhadap Beberapa Bahan Makanan (dari kiri ke kanan: air,
glukosa, bawang merah, kentang, dan tepung)
3. Uji Seliwanoff
Uji Seliwanoff digunakan untuk mengeahui adanya ketosa atau karbohidrat yang
mengandung gugus keton. Pada pereaksi Seliwanoff, terjadi perubahan oleh HCl
panas menjadi asam levulinat dan hidroksilmetil furfural. Jika dipanaskan
karbohidrat yang mengandung gugus keton akan menghasikan warna merah pada
larutannya.Cara melakukan uji ini adalah dengan mencampurkan 5 mL peraksi dan
beberapa tetes larutan sampel ke dalam sebuah tabung reaksi, kemudian dididihkan
selama 30 detik. Jika larutan yang dididihkan berwana merah maka hasilnya positif.
Gambar 7.2.5. Uji Seliwanoff: Kanan Positif dan Kiri Negatif
4. Uji Lugol/Iodin
Uji lugol digunakan untuk menunjukkan kandungan amilum pada suatu sampel.
Pereaksi yang digunakan pada uji ini adalah larutan iodin (I2) dalam air. Pereaksi
tersebut jika diteteskan dalam amilum akan menghasilkan warna biru. Selain
digunakan untuk menguji amilum, uji ini juga dapat digunakan untuk menunjukkan
kandungan glikogen. Glikogen dengan iodin akan membentuk warna merah. Cara
melakukan uji ini cukup dengan meneteskan pereaksi lugol ke dalam sampel yang
diuji.
Gambar 7.2.6. Uji Lugol: Air (kiri) Menunjukkan Hasil Negatif, Tepung (tengah) dan Roti (kiri)
Menunjukkan Hasil Positif
5. Uji Barfoed
Pereaksi yang digunakan adalah larutan tembaga asetat dan asam asetat dalam air
dan digunakan untuk membedakan monosakarida dengan disakarida. Uji ini
didasarkan pada mereduksi dari karbohidrat, dimana monosakarida akan merduksi
ion Cu2+
menjadi Cu+ lebih cepat dibandingkan dengan disakarida. Uji ini berbeda
dengan uji Benedict karena dilakukan pada suasana asam. Jika sampel mengandung
monosakarida atau disakarida akan menunjukkan endapan berwarna merah bata.
Gambar 7.2.7. Uji Barfoed: Kanan Positif dan Kiri Negatif
6. Uji Bial
Monosakarida umumnya stabil dalam larutan encer walaupun dipanaskan. Namun,
apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida akan menghasilkan
senyawa furfural atau senyawa turunannya. Reaksi pembentukan furfural adalah
reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa. Karena furfural akan
menghasilkan warna bila direaksikan dengan α-naftol atau timol, maka reaksi ini
dapat digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat.
Gambar 7.2.8. Uji Bial: Kiri dan Tengah Negatif Sedangkan Kanan Positif
2.2. Protein
Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai
monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptida, yang
mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di
sebelahnya, dan merupakan sebagian besar dari tubuh manusia dan hewan yang
bertingkat tinggi. Sebagian protein merupakan penyusun tubuh (daging, kulit, rambut,
dan lain-lain), sebagian mempunyai fungsi katalisator (enzima), yang menyebabkan
reaksi-reaksi tertentu dapat berlangsung dengan baik pada kondisi tubuh. Protein yang
lain juga berfungsi sebagai pengatur (hormon) dan immunologi (pertahanan tubuh).
Protein mempunyai struktur yang unik (khas) dan berat molekul yang spesifik.
Meskipun demikian, protein sangat sukar dimurnikan karena protein terdapat dalam
bentuk kompleks bersama lipida dan karbohidrat, juga sebagai campuran dengan protein
lainnya dan bentuknya yang mudah sekali rusak oleh panas, asam, basa dan pelarut
organik[1]
.
Molekul protein tersusun dari satuan-satuan dasar kimia yaitu asam amino.
Dalam molekul protein, asam-asam amino ini saling berhubung-hubungan dengan suatu
ikatan yang disebut ikatan peptide (-CONH-). Satu molekul protein dapat terdiri dari 12
sampai 18 macam asam amino dan dapat mencapai jumlah ratusan asam amino. Karena
jumlahnya sangat banyak protein dapat digolong-golongkan dengan berbagai cara,
diantaranya yang sering dipakai sebagai klasifikasi protein adalah dengan melihat asam
amino pembentuknya, bentuk fisiknya atau dilihat dari nilai gizinya.
Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya yaitu protein hewani dan
protein nabati. Bahan makanan yang berasal dari hewan (protein hewani) merupakan
sumber protein yang baik minyalnya daging, susu, ikan, telur, usus halus, usus besar
yang merupakan bahan makanan yang kaya protein. Ada juga sumber protein dari
tumbuh-tumbuhan (protein nabati) yang berkualitas baik misalnya kacang-kacangan
yang mempunyai kadar protein nabati yang tinggi. Akan tetapi umumnya protein
kacang-kacangan kurang mengandung salah satu asam aminoessensial yaitu metionin.
Sayuran dan buah-buanhan hanya mengandung sedikit protein.
Asam amino adalah senyawa organic yang mempunyai paling sedikit satu
gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus (-NH2). Gugus karboksil menentukan sifat
asam, sedangkan gugus amino menentuakn sifat basa maka asam amino sifatnya
amfoter. Beberapa ciri-ciri molekul protein adalah:
1. Berat molekulnya besar, hingga mencapai ribuan bahkan jutaan sehingga merupakan
suatu makromolekul.
2. Umumnya terdiri dari 20 macam asam amino, asam amino berkaitan secara kovalen
satu dengan yang lainnya dalam variasi urutan yang bermacam-macam membentuk
suatu rantai polipeptida.
3. Ada ikatan kimia lainnya
4. Ikatan kimia lain yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai
polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein, contohnya ikatan hydrogen dan
ikatan ion.
5. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor. Antara lain: pH, radiasi,
temperatur, medium pelarut organik.
Sifat-sifat protein diantaranya adalah:
1. Ionisasi
Seperti asam amino, protein yang larut dalam air akan membentuk ion yang
mempunyai muatan positif dan negatif. Dalam suasana asam molekul protein akan
membentuk ion positif, sedangkan dalam suasana basa akan membentuk ion negatif.
Pada titik isolistrik protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama,
sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif dan negative apabila ditempatkan
diantara kedua elektroda tersebut.
2. Denaturasi
Bebrapa jenis protein sangat peka terhadap perubahan lingkungannya. Suatu protein
mempunyai arti bagi tubuh apabila protein tersebut di dalam tubuh dapat melakukan
aktivitas biokimiawi yang menunjang kebutuhan tubuh.
3. Viskositas
Merupakan tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di
dalam zat cair yang mengalir. Suatu larutan dalam air mempunyai viskositas atau
kekentalan yang relatif lebih besar dari pada viskositas air sebagai pelarutnya.
Viskositas larutan protein tergantung pada jenis protein, bentuk molekul, konsentrasi
serta suhu larutan.
4. Kristalisasi
Banyak protein yang telah dapat diperoleh dalam bentuk kristal. Meskipun demikian
proses kristalisasi untuk berbagai jenis protein tidak selalu sama. Proses kristalisasi
protein sering dilakukan dengan jalan penambahan garam amonium sulfat atau NaCl
pada larutan dengan pengaturan pH pada titik isolistriknya.
5. System koloid
Protein mempunyai molekul besar dan karenanya larutan protein bersifat koloid.
System koloid adalah system yang heterogen, terdiri atas dua fasa, yaitu partikel
kecil yang terdispersi dan medium atau pelarutnya[3]
.
Ada beberapa dasar yang digunakan dalam klasifikasi protein, antara lain:
1. Berdasarkan fungsi biologisnya
a. Protein enzim
Golongan protein ini berperan pada biokatalisator dan pada umumnya mempunyai
bentuk globular. Protein enzim ini mempunyai sifat yang khas karena hanya
nekerja pada substrat tertentu. Yang termasuk golongan ini antara lain:
- Peroksidase yang mengkatalase peruraian hydrogen peroksida
- Pepsin yang mengkatalisa pemutusan ikatan peptide
- Polinukleotidase yang mengkatalisa hidrolisa polinukleotida
b. Protein pengangkut
Mempunyai kemampuan membawa ion atau molekul tertentu dari dari suatu
organ lain melalui aliran darah. Yang termasuk golongan ini antara lain:
- Hemoglobin pengangkut oksigen
- Lipo protein pengangkut lipid
c. Protein hormone
Hormone yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin membantu mengatur aktivitas
metabolisme di dalam tubuh.
d. Protein pelindung
Protein ini pada umumnya terdapat dalam darah, melindungi organisme dengan
cara melawan serangan zat asing yang masuk dalam tubuh.
e. Protein kontraktil
Golongan ini berperan dalam proses gerak, member kemampuan pada sel untuk
berkontraksi atau mengubah bentuk. Yang termasuk golongan ini antara lain
miosis dan aktin.
f. Protein cadangan
Protein cadangan atau protein simpanan adalah protein yang disimpan dan
dicadangkan untuk beberapa proses metabolisme.
2. Berdasarkan bentuk molekulnya
a. Protein globuler
Protein ini bentuknya bulat, karena rantai polipeptida melingkar. Protein golongan
ini mudah larut dalam garam, asam, basa, dan alcohol. Yang termasuk dalam
golongan ini antara lain albumin, globulin dan beberapa protein yang
menunjukkan aktifitas fisiologisnya yang spesifik seperti proteohormon dan
proteoenzim.
b. Protein fibrosa
Protein golongan ini bentuknya memanjang karena rantai polipeptidanya
memanjang. Pada umumnya protein golongan ini larut dalam pelarut yang umum.
Yang termasuk golongan antara lain kalogen, miosin, karotin dan fibrin[5]
.
3. Berdasarkan komponen penyusunnya
a. Protein sederhana
Yang tersusun oleh asam amino saja oleh karena itu pada hidrolisisnya hanya
diperoleh asam-asam amino penyusun saja. Yang termasuk golongan ini adalah:
- Protamin
Protamin ini bersifat alkalis dan tidak mengalami koagulasi pada pemanasan.
Apabila ditambah asam mineral kuat akan menghasilkan garam yang stabil,
yang bersifat larut dalam air.
- Albumin
Protein ini larut dalam air dan larut dalam garam encer, berat molekulnya
relatif rendah. Albumin ini terdapat dalam putih telur (albumin telur),
susu(laktalbumin), darah (albumin darah) dan sayur-sayuran.
- Globulin
Larut dalam garam netral, tetapi tidak larut dalam air. Terkoagulasi oleh panas
dan dan akan mengendap pada larutan garam konsentrasi tinggi (salting out)
dalam tubuh banyak terdapat sebagai zat anti bodi dan fibrinogen.
- Glutelin
Larut dalam asam dan basa encer, tetapi tidak larut dalam pelarut netral,
misalnya adalagluten pada gandum dan oryzeninpada beras.
- Prolanin
Larut dalam etanol 50-90% dan tidak larut dalam air. Protein ini banyak
mengandung prolin dan asam glutamate serta banyak terdapat di dalam
serealia. Contohnya: zein pada jagung, gliadin pada gandum dan kordein pada
barley.
- Skleroprotein
Tidak larut dalam air dan solvent netral dan tahan terhadap hidrolisis enzimatis.
Protein ini berfungsi sebagai struktur kerangka pelindung pada manusia dan
hewan[4]
.
b. Protein majemuk
Protein majemuk terdiri atas bagian asam amino yang berikatan dengan bahan non
protein misalnya: lipid, asam nukleat, karbohidrat dan lain-lain.
- Posfeprotein: mengandung gugus fosfor yang terikat pada gugus hidroksil dari
serin dan threonin. Banyak terdapat pada susu dan kuning telur.
- Lipoprotein: mengandung lipid asam lemak, listin, sehinggamempunyai
kapitalis sebagai zat pengemulsi yang baik, terdapat dalam telur, susu dan
darah.
- Nukleoprotein: kompinasi antara asam nukleat dan protein. Banyak terdapat
dalam inti sel.
- Glikoprotein: kombinasi antara karbohidrat dan protein. Misalnya: musin pada
air liur, ovomusium pada telur, nuloid pada serum.
- Kromoprotein: kombinasi antara protein dengan gugus berfigmen yang
biasanya mengandung unsure logam. Contoh: hemoglobulin, myglobulin,
chlorofil dan flavoprotein.
- Metalprotein: merupakan komplek antara protein dan logam seperti halnya
kromatorprotein. Contoh: feritrin (mengandung Fe) coalbumin (mengandung
CO dan Zn).
4. Berdasarkan struktur molekulnya
a. Struktur primer (struktur utama)
Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara
kovalen melalui ikatan peptida.
b. Struktur sekunder
Protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam
amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen
antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi
ikatan hidrogennya. Ada dua jenis struktur sekunder, yaitu: α-heliks dan β-sheet.
c. Struktur Tersier
Terbentuk karena adanya pelipatan membentuk struktur yang kompleks. Pelipatan
distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan disulfide, interaksi ionik ikatan
hidrofobik, ikatan hidrofilik.
Polypeptida strand
Amino acid monomer Peptide linkage
α-heliks β-sheet
d. Struktur Kuartener
Terbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit. Interaksi
intermolekul antar sub unit protein ini membentuk struktur keempat/kuartener.
Reaksi warna protein antara lain:
1. Uji Biuret
Digunakan untuk mengetahui adanya ikatan peptida pada suatu bahan. Terbentuknya
warna ungu pada larutan sampel karena terbentuk senyawa kompleks antara Cu2+
dan
N dari molekul ikatan peptida yaitu gugus peptida ( -CO-NH-). Makin banyak atau
makin panjang ikatan peptida dalam protein maka warna ungu akan makin kuat
intensitasnya
.
OH
C O
CHR
NH
C O
CHR
NH2
OH
C O
CHR
NH
HC O
HC NH
R
CuO
NH
CH
CH
R
NH
HC R
C
OH
O
Cu2+
(rantai peptida) (senyawa kompleks tembaga)
2. Uji xanthoprotein
Uji xanthoprotein diperlukan dalam identifikasi asam amino dan protein. Uji ini
dapat mengetahui ada tidaknya cincin benzen (triosin, triptofan, dan fenilalanin)
ditambahkan asam nitrat pekat, maka akan terbentuk endapan putih yang dapat
berubah menjadi kuning sewaktu dipanaskan. Senyawa nitro yang terbentuk dalam
suasana basa akan terionisasi dan warnanya menjadi jingga.
HOH2C CH
NH
+ HNO3 HOH2C CH
NH
O2N
NH NH
+ H2O
(tirosin dalam protein) (asam nitrat) (orto-nitrotirosin) (air)
3. Uji Millon.
Pereaksi Millon melibatkan penambahan senyawa Hg ke dalam protein sehingga
pada penambahan logam ini akan menghasilkan endapan putih dari senyawa merkuri.
Untuk protein yang mengandung tirosin atau triptofan penambahan pereaksi Millon
memberikan warna merah.
HOH2C
HC
NH2
CO2H + HgNO3 O2NH2C
HC
NH2
C
O-Hg+
O
(tirosin dalam protein) (merkuri nitrat) (endapan merah bata)
4. Uji Ninhidrin
Larutan yang mengandung asam amino akan menunjukkan uji positif terhadap
larutan ninhidrin. Reaksi warna protein dengan ninhidrin menunjukkan positif bila
memberikan warna biru atau ungu. Reaksi ini terjadi pada gugus amino bebas dari
asam amino dengan ninhidrin. Melalui uji ninhidrin, asam amino yang mampu
dioksidasi akan teroksidasi secara kualitatif sehingga akan dikeluarkan gas CO2.
C
C
C
O
O
OH
OH
+ H3N+HC
R
COO-
O
O
N
O
-O
(ninhidrin) (asam amino) (anion ungu)
5. Denaturasi Protein
Denaturasi adalah rusaknya sifat fisik dan fisiologik protein, dapat disebabkan karena
pemanasan dan penambahan asam kuat. Pada proses denaturasi, protein mengalami
perubahan sifat fisik dan keelektifan biologisnya yang disebabkan oleh pemanasan,
penyinaran. Denaturasi akan merusak ikatan sekunder, ikatan tersier, dan ikatan
kuarterner. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan protein yang
terkandung didalam albumin telur. Albumin telur dimasukkan ke dalam tabung
reaksi setelah dipanaskan pada suhu tinggi. Pada saat dipanaskan, terjadi
penggumpalan pada albumin telur, hal ini disebabkan karena adanya denaturasi
protein. Uji positif diberikan pada percobaan ini ditandai dengan adanya gumpalan
dari protein yang terdenaturasi.
+ RCHO + CO2 + 3H2O + H+
Denaturasi protein dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap struktur
sekunder, tertier dan kuartener molekul protein tanpa terjadinya pemecahan ikatan-
ikatan kovelen.
Protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Lapisan molekul bagian
dalam yang ersifat hidrofobik akan keluar sedangkan bagian hidrofilik akan terlipat
ke dalam. Pelipatan atau pembakikkan akan terjadi bila protein mendekati pH
isoelektris lalu protein akan menggumpal dan mengendap.
6. Pengendapan oleh alkohol
Larutan protein yang ditambah dengan alkohol 96% akan menimbulkan endapan
putih. Hal ini dikarenakan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul
protein. Uji positif diberikan pada percobaan ini dengan adanya endapan.
Penambahan Alkohol Akan Merusak Ikatan Hidrogen
HC C
O
H
O
CH2
Top Related