KELARUTAN PROTEIN KELARUTAN PROTEIN
Oleh : Haiyul Fadhli Oleh : Haiyul Fadhli
Didalam molekul protein terdapat aam amino hidro!ilik dan aam amino hidro!o"ik# $etelah Didalam molekul protein terdapat aam amino hidro!ilik dan aam amino hidro!o"ik# $etelah protein "erikatan dalam larutan air% aam amino hidro!o"ik "iaanya mem"entuk
protein "erikatan dalam larutan air% aam amino hidro!o"ik "iaanya mem"entuk areaarea
perlindun&an hidro!o"ik karena i!atnya tidak dapat "erikatan den&an air ehin&&a air tidak dapat perlindun&an hidro!o"ik karena i!atnya tidak dapat "erikatan den&an air ehin&&a air tidak dapat mauk kedalam area yan& terdapat
mauk kedalam area yan& terdapat aam amino hidro!o"ik% ementara aam amino hidro!ilikaam amino hidro!o"ik% ementara aam amino hidro!ilik akan "erikatan den&an molekul ol'en (air) dan memun&kinkan protein untuk mem"entuk ikatan akan "erikatan den&an molekul ol'en (air) dan memun&kinkan protein untuk mem"entuk ikatan hidro&en den&an molekul air di ekitarnya# *ika pada permukaan protein terdapat aam amino hidro&en den&an molekul air di ekitarnya# *ika pada permukaan protein terdapat aam amino hidro!ilik yan& +ukup maka protein dap
hidro!ilik yan& +ukup maka protein dapat larut dalam air#at larut dalam air# ,# Pen&aruh pH
,# Pen&aruh pH
$eperti aam amino% protein yan& larut dalam air akan mem"entuk ion yan& mempunyai muatan $eperti aam amino% protein yan& larut dalam air akan mem"entuk ion yan& mempunyai muatan poiti! dan ne&ati!# Dalam uaana aam molekul protein akan mem"entuk ion poiti!%
poiti! dan ne&ati!# Dalam uaana aam molekul protein akan mem"entuk ion poiti!% edan&kan dalam uaana "aa akan mem"entuk ion ne&ati!# Pada titik iolitrik protein edan&kan dalam uaana "aa akan mem"entuk ion ne&ati!# Pada titik iolitrik protein mempunyai muatan poiti! dan ne&ati! yan& ama% ehin&&a tidak "er&erak ke arah elektroda mempunyai muatan poiti! dan ne&ati! yan& ama% ehin&&a tidak "er&erak ke arah elektroda poiti! maupun ne&ati! apa"ila ditempatkan di antara kedua elektroda tere"ut# Protein
poiti! maupun ne&ati! apa"ila ditempatkan di antara kedua elektroda tere"ut# Protein mempunyai titik iolitrik yan& "er"eda-"eda# Titik iolitrik protein mempunyai arti pentin& mempunyai titik iolitrik yan& "er"eda-"eda# Titik iolitrik protein mempunyai arti pentin&
karena pada umumnya i!at !iika dan kimia erat hu"un&annya den&an pH iolitrik ini# Pada pH karena pada umumnya i!at !iika dan kimia erat hu"un&annya den&an pH iolitrik ini# Pada pH di ata titik iolitrik protein "ermuatan ne&at
di ata titik iolitrik protein "ermuatan ne&ati!% edan&kan di "a.ah titik iolitrik% proteini!% edan&kan di "a.ah titik iolitrik% protein "ermuatan poiti!# Titik iolitrik pada al"umin adalah pada pH /%00-/%12
"ermuatan poiti!# Titik iolitrik pada al"umin adalah pada pH /%00-/%12
Adanya &u&u amino dan kar"okil "e"a pada u3un&-u3un& rantai molekul protein% Adanya &u&u amino dan kar"okil "e"a pada u3un&-u3un& rantai molekul protein%
menye"a"kan protein mempunyai "anyak muatan (polielektrolit) dan "eri!at am!oter (dapat menye"a"kan protein mempunyai "anyak muatan (polielektrolit) dan "eri!at am!oter (dapat "ereaki den&an aam maupun "aa)# Daya reaki "er"a&ai 3eni protein terhadap aam dan "ereaki den&an aam maupun "aa)# Daya reaki "er"a&ai 3eni protein terhadap aam dan "aa tidak ama% ter&antun& dari 3umlah dan letak &u&u amino dan kar"okil dalam molekul# "aa tidak ama% ter&antun& dari 3umlah dan letak &u&u amino dan kar"okil dalam molekul# Dalam larutan aam (pH rendah)% &u&u amino "ereaki den&an H4% ehin&&a protein
Dalam larutan aam (pH rendah)% &u&u amino "ereaki den&an H4% ehin&&a protein
"ermuatan poiti!# $e"aliknya% dalam larutan "aa (pH tin&&i) molekul protein akan "ereaki "ermuatan poiti!# $e"aliknya% dalam larutan "aa (pH tin&&i) molekul protein akan "ereaki e"a&ai aam atau "ermuatan ne&ati!# Pada pH iolitrik muatan &u&u amino dan kar"okil e"a&ai aam atau "ermuatan ne&ati!# Pada pH iolitrik muatan &u&u amino dan kar"okil "e"a akan alin& menetralkan ehin&&a molekul "ermuatan nol (5inarno% 6226)#
"e"a akan alin& menetralkan ehin&&a molekul "ermuatan nol (5inarno% 6226)#
KELARUTAN PROTEIN KELARUTAN PROTEIN Dyah Setyawati, A1M012026 Dyah Setyawati, A1M012026
ABSTRAK ABSTRAK
Kelarutan protein di dalam suatu cairan, sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor Kelarutan protein di dalam suatu cairan, sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor ant
antara ara lainlain, , pH, pH, suhsuhu, u, kekkekuatuatan an ionionik ik dan dan konkonstanstanta ta diedieleklektrik trik pelpelaruarutnytnya a PraPraktiktikum kum iniini bertujuan
bertujuan untuk untuk mengetahui mengetahui pengaruh pengaruh pemanasan, pemanasan, penambahan penambahan garam garam netral netral dandan penambahan
penambahan pelarut pelarut organik organik terhadap kelarutan terhadap kelarutan protein yang protein yang ditandai ditandai dengandengan perubahanviskositas,
perubahanviskositas, timbulnya timbulnya endapan endapan dan dan kerjernihan kerjernihan protein. protein. Pada Pada praktikum praktikum iniini menggunakan putih telur sebagai sumber protein, etanol 95-9! sebagai pelarut organik dan menggunakan putih telur sebagai sumber protein, etanol 95-9! sebagai pelarut organik dan "a"l
"a"l##sebsebagagai ai gagararam m nenetratral.l.PePercrcobobaaaan n $ $ % % pepengngararuh uh pepemamananasasan n & & didilalakukukakan n dedengnganan memanaskan putih telur dengan berbagai suhu yang berbeda yaitu '(
memanaskan putih telur dengan berbagai suhu yang berbeda yaitu '(((", )(", )(((", dan 9(", dan 9(((" serta" serta putih telur tanpa
putih telur tanpa dipanaskan sebagai kontrol. dipanaskan sebagai kontrol. Percobaan # %pengaruh Percobaan # %pengaruh garam netral& garam netral& dilakukandilakukan den
konsentrasi rendah %5!& ke dalam putih telur. Percobaan + %pengaruh pelarut organik& dilakukan dengan menambahkan etanol 95-9! berbeda volume yaitu (,5 ml dan $ ml ke dalam putih telur.
Kata kunci : putih telur, kelarutan protein, pemanasan protein, penambahan garam netral dan pelarut organik
PENDAHULUAN
Protein adalah komponen dasar dan utama makanan yang diperlukan oleh semua makhluk hidup sebagai bagian dari daging, jaringan kulit, otot, otak, sel darah merah, rambut, dan organ tubuh lainnya yang dibangun dari protein . Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. erdapat dua puluh macam asam amino yang dibagi berdasarkan gugus -nya,yaitu asam amino non-polar dengan gugus yang hidrofobik, antara lain lanin, /eusin, 0enilalanin, riptofan dan 1etionin. 2olongan kedua yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus yang beranggotakan /isin, 3erin, reonin, 3istein, 2lutamin. 2olongan ketiga yaitu asam amino yang bermuatan positif pada gugus dan golongan keempat yaitu asam amino yang bermuatan negatif pada gugus % 4irahadikusumah #((*&.
3ifat kimia protein merupakan suatu senyaa organik yang mempunyai berat molekul besar antara ribuan hingga jutaan satuan%g6mol&. Protein tersusun dari atom-atom ",H,7 dan 8 ditambah beberapa unsur lainnya seperti P dan 3. tom-atom itu membentuk unit-unit asam amino. rutan asam amino dalam protein maupun hubungan antara asam amino satu dengan yang lain, menentukan sifat kimia suatu protein %2irinda, $99(&.
Klasifikasi protein didasarkan pada beberapa sifat yang menonjol dari protein seperti kelarutan, bentuk, fungsi, sifat-sifat fisik, dan struktur + dimensi. Protein berdasarkan kelarutannya dikembangkan tahun $9() : $9(* dan tetap digunakan hingga saat ini. 8amun garis tegas antar satu dengan lain tidak tegas misalnyaperbedaan yg nyata antara lbumin dan 2lobulin tidak bisa dibuat berdasarkan kelarutan mereka dalam air atau larutan garam.
3ifat-sifat fungsional protein sering ditentukan oleh kelarutannya. Kelarutan protein berpengaruh terhadap viskositas atau kekentalan %thickening&, sifat berbuih %foaming&, sifat emulsi %emulsifying&, dan pembentukan gel %gelling&. Protein-protein tidak larut sangat terbatas kegunaannya dibidang pangan. 3ifat fungsional protein didefinisikan sebagai sifat-sifat fisik dan kimia yang berpengaruh terhadap ;perilaku; protein didalam sistem pangan selama prosesing, penyimpanan, penyiapan dan konsumsi.
Kelarutan protein adalah menifestasi thermodinamik dari keseimbangan antara interaksi protein-protein dan interaksi protein-solvent. <idalam molekul protein terdapat asam amino hidrofilik dan asam amino hidrofobik. 3etelah protein berikatan dalam larutan air, asam amino hidrofobik biasanya membentuk area perlindungan hidrofobik karena sifatnya tidak dapat berikatan dengan air sehingga air tidak dapat masuk kedalam area yang terdapat asam amino hidrofobik, sementara asam amino hidrofilik akan berikatan dengan molekul solven %air& dan memungkinkan protein untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air di sekitarnya. =ika pada permukaan protein terdapat asam amino hidrofilik yang cukup maka protein dapat larut dalam air.
Kelarutan protein dapat diukur dari kadar protein terlarutnya. 3emakin banyak protein yang larut di bagian supernatan, maka menunjukkan peningkatan kelarutan protein. Protein yang terlarut dapat diukur dengan metode penetapan protein, seperti metode /ory. 1etode /ory adalah salah satu metode untuk mengukur kadar protein contoh berdasarkan pada prinsip-nya reaksi antara ion "u#> dengan ikatan peptida dan reduksi asam fosfomolibdat dan asam fosfotungstat oleh tirosin dan triptofan %merupakan residu protein& yang akan menghasilkan arna biru.0aktor-faktor yang mempengaruhi sifat kelarutan protein menurut 4olf%$99& antara lain ion, pH, suhu, ukuran partikel dan proses produksi.Kelarutan juga dipengaruhi oleh sumber protein dan komposisi pelarut %Kinsella, $9)9&.
3eperti yang dijelaskan diatas ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi sifat kelarutan protein. <alam kegiatan praktikum dilakukan untuk mengetahui beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan protein yaitu pemanasan, penambahan garam netral dan penambahan pelarut organik terhadap kelarutan protein yang ditandai dengan perubahanviskositas, timbulnya endapan dan kerjernihan protein
METODE PRAKTIKUM
Praktikum ini dilaksanakan di /aboratorium eknologi Hasil Pertanian niversitas =endral 3oedirman Purokerto dengan alat dan bahan serta prosedur sebagai berikut ?
Alat da Baha
lat yang digunakan dalam praktikum adalah tabung reaksi, aterbath, pipet ukur dan thermometer. 3edangkan bahan yang digunakan dalam praktikum adalah putih telur, etanol 95-9 !, serta larutan "a"l#konsentrasi *( ! dan 5!
P!"#ed$!
Percobaan $, pengaruh pemanasan terhadap kelarutan protein dilakukan dengan penyiapan ' tabung reaksi yang masing-masing tabung diisi + ml putih telur, tabung pertama dijadikan control yaitu putih telur didalam tabung tidak dipanaskan, sedangkan ketiga tabung lainnya dipanaskan dengan suhu yang berbeda-beda, untuk tabung kedua dipanaskan sampai suhu '((", tabung ketiga dipanaskan sampai suhu )((" dan tabung keempat dipanaskan sampai suhu 9((". 3etelah dipanaskan semua tabung dibiarkan sampai suhu ruang, selanjutnya diamati perbedaan viskositas, timbulnya endapan dan kejernihan putih telur dalam masing-masing tabung.
Percobaan #, pengaruh garam netral terhadap kelarutan protein dilakukan dengan penyiapan # tabung reaksi yang masing-masing diisi + ml putih telur, tabung pertama ditambah larutan "a"l#konsentrasi *(! dengan volume $ml sedangkan tabung kedua ditambah larutan "a"l#konsentrasi 5! dengan volume $ ml. Kemudian masing-masing tabung dikocok pelan dan didiamkan, selanjutnya diamati perbedaan viskositas, timbulnya endapan dan kejernihan putih telur dalam masing-masing tabung
Percobaan +, pengaruh pelarut organic terhadap kelarutan protein dilakukan dengan penyiapan # tabung reaksi yang masig-masing diisi + ml putih telur, tabung pertama ditambahkan etanol 95 ! sebanyak (,5 ml sedangkan tabung kedua ditambah etanol 95! sebanyak $ ml. Kemudian diamati perbedaan viskositas, timbulnya endapan dan kejernihan putih telur dalam masing-masing tabung.
HASIL DAN PEMBAHASAN Ha#il %e&a'ata
<ari kegiatan praktikum yang telah dilaksanakan yaitu mengenai pengaruh pemanasan, penambahan garam netral dan pelarut organic terhadap kelarutan protein yang dilihat dari sifat kualitatifnya yaitu viskositas, timbulnya endapan, dan kejernihan hasilnya dapat dilihat pada table berikut.
able hasil pengamatan perbedaan viskositas, timbulnya endapan dan kejernihan dari putih telur setelah perlakuan berbagai pengujian
@iskositas imbulnya endapan Kejernihan . Percobaan$ %pengaruh panas& anpa pemanasan '((" )((" 9((" -> >>> >>>> %memadat& ->> >>>> >>>>> >>>>> > -A. Percobaan # %pengaruh garam netral& "a"l#*(! "a"l#5! ->> > >> >>> ". Percobaan + %pengaruh pelarut organic& Btanol 95 ! C (,5 ml Btanol 95! C $ ml > >> >> >>> >>>>> >>>>> Keterangan ?
3emakin > menandakan semakin viskos
3emakin > menandakan semakin banyak endapan 3emakin > menandakan semakin jernih
Pe'(aha#a
Kelarutan protein adalah menifestasi thermodinamik dari keseimbangan antara interaksi protein-protein dan interaksi protein-solvent. Kelarutan protein di dalam suatu cairan, sesungguhnya sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain, pH, suhu, kekuatan ionik dan konstanta dielektrik pelarutnya %Poedjiadi $99'&.
Pada praktikum ini membahas mengenai pengaruh pemanasan, penambahan garam netral serta penambahan pelarut organic terhadap kelarutan protein diputih telur yang ditandai dengan perubahan viskositas, timbulnya endapan, dan perubahan tingkat kejernihan putih telur. elur merupakan salah satu produk unggas yang mengandung protein cukup tinggi sebesar $#!. elur terutama kaya akan asam amino esensial seperti lisin, triptofan, dan khususnya metionin yang merupakan asam-asam amino esensial terbatas. Putih telur %albumen& menjadi sumber protein pada telur %9,)!-$(,*!& %Duanta, #($(&
<ari data diatas terlihat baha semakin tinggi suhu pemanasan viskositas semakin tinggi. 3emakin viskosnya bahan ditandai dengan tanda > yang semakin banyak. <isuhu 9(("
mempunyai tingkat viskositas tertinggi dibanding dengan yang dipanaskan di suhu )( (" dan
'((". Hal ini menandakan suhu adalah salah satu factor yang mempengaruhi tinggi
rendahnya viskositas. 3uhu berpengaruh terhadap kekentalan dispersi protein, dimana dengan pemberian panas yang tidak berlebih dapat menyebabkan terbentuknya progel yang
kekentalannya menurun, tetapi akan meningkat setelah didinginkan %Kinsella,$9)9&
danya pengaruh pemanasan terhadap jumlah endapan putih telur juga membuat bertambahnya jumlah endapan yang terbentuk semakin tinggi suhu pemanasan, endapan yang terbentuk semakn banyak. etapi pemanasan membuat kejernihan berkurang. Hal ini dikarenakan ditempratur yang tinggi energy kinetic molekul protein meningkat sehingga terjadi getaran yang cukup kuat untuk merusak ikatan atau struktur sekunder , tersier dan kuartener yang menyebabkan terjadinya endapan dan membuat kejernihan putih telur berkurang.
3elain pemanasan, penambahan garam netral dan pelarut organic membuat timbulnya endapan diputih telur dan mempengaruhi tingkat kejernihan putih telur. 3emakin tinggi konsentrasi garam netral yang ditambahkan endapan yang terbentuk semakin banyak tetapi tingkat kejernihannya semakin menurun. Hal ini dikarenakan kelarutan protein akan berkurang bila kedalam larutan protein ditambah garam. Pengendapan putih telur terjadi karena pengendapan ion garam untuk menghidrasi, sehingga terjadi kompetisi antara garam dengan molekulprotein untuk mengikat air, keadaan ini juga membuat tingkat kejernihan putih telur menurun.
Pemberian garam menurut AelitE dan 2rosch %#((9& menimbulkan pengaruh pada kelarutan protein. Pemberian yang terlampau sedikit %konsentrasi rendah& akan meningkatkan kelarutan protein %efek salting in& dengan menekan interaksi proteinprotein elektrostatik, sedangkan pemberian garam yang terlampau banyak %konsentrasi tinggi& akan menurunkan kelarutan protein %efek salting out & sebagai hasil dari kecenderungan hidrasi ion garam.
Penambahan garam dapat meningkatkan kelarutan protein disebabkan garam melemahkan interaksi di antara gugus protein yang berbeda muatan %Honikel $9*9&. Fon klorida %"l-& garam akan berikatan dengan gugus positif protein menyebabkan muatan total protein menjadi negatif sehingga terjadi gaya tolakmenolak di antara gugus protein tersebut karena memiliki muatan yang sama. 2aya repulsif mengakibatkan ruang di antara protein yang berdekatan, seperti miofibril
3edangkan semakin banyak pelarut organic yang ditambahkan membuat endapan yang terbentuk semakin banyak tetapi putih telur tetap jernih. Hal ini terjadi karena saat penambahan pelarut organic dapat mengubah %mengurangi & konstanta dielektrikdari air
sehingga kelarutan berkurang karena interaksi antar molekul protein lebih disukai dibandingkan antara molekul protein dengan air. menyebabkan timbulnya endapan dan tetap terjaganya tingkat kejernihan putih telur.
1enurut 3umardjo %#((& kelarutan protein dalam pelbagai pelarut %air, alcohol, dan garam encer& berlainan. Protein yang kaya akan radikal-radikal nonpolar bebas lebih mudah larut dalam campuran alcohol-air daripada dalam air. Protein yang miskin akan radikal-radikal polar bebas cenderung untuk mengendap dengan penambahan sedikit alcohol. Protein tidak larut dalam air tetapi kaya akan radikal-radikal yang bermuatan dan mudah larut dalam garam-garam netral.
3eperti halnya pemanasan yang mempengaruhi viskositas putih telur, penambahan pelarut organic juga mempengaruhi viskositas putih telur. Hal ini terjadi karena pelarut organic dapat mendenaturasi protein di putih telur, protein yang terdenaturasiakan berkurang kelarutannya. /apisan hidrofobik protein di bagian dalam berbalik keluar, sedangkan bagian luar yang bersifat hidrofil terlipat kedalam sehingga viskositas akan bertambah karena molekul menjadi asimetrik dan mengembung. Pelipatan atau pembalikkan akan terjadi bila protein mendekati pH isoelektris lalu protein akan menggumpal dan mengendap. @iskositas akan bertambah karena molekul mengembang menjadi asimetrik, sudut putaran optis larutan protein juga akan meningkat %4inarno, $99#&3edangkan pada penambahan garam netral
tidak mempengaruhi viskosita putih telur karena muatannya netral. KESIMPULAN
<ari beberapa percobaan yang dilakukan diketahui baha pemanasan dan penambahan pelarut organik berpengaruh terhadap peningkatan viskositas putih telur
sedangkan penambahan garam netral tidak berpengaruh terhadap viskositas. 3edangkan timbulnya endapan dipengaruhi pemanasan, penambahan garam netral dan pelarut organik. ntuk kejernihannya pengaruh pemanasan sangat menurunkan kejernihan putih telur berbeda dengan penambahan garam netral dan pelarut organik yang tidak terlalu berpengaruh terhadap kejernihan putih telur.
DA)TAR PUSTAKA
AelitE, H.<. and 4. 2rosch. $999. Food Chemistry. 3econd Bdition. 3pringer @erlag Aerlin. 2irinda, .$99(. Biochemistry. Printia Hall, 8e Dork
Honikel, K.7. $9*9. he meat aspects of ater and food Guality. Fn ? Hardman, .1. %Bd&.Water and Food Quality. Blsevier pplied 3cience, /ondon.
Kinsella, =. B. $9)9. Functional Properties of Soybean Protein. =. mer. 7il."hem. 3oc. 5 ? #'#-#5).
Poejiadi, .$99'. Biokimia.F-Press, =akarta.
3umardjo, <., #((. Pengantar Kimia.Auku Kedokteran B2", =akarta. 4inarno, 0.2.$99#. Kimia Pangan dan i!i. 2ramedia Pustaka tama, =akarta.
4irahadikusumah, 1uhamad. #((*. Biokimia : Protein, en!yme, dan "sam #ukleat . FA,Aandung. 4olf, 4. =. and =.". "oan. $99. Soybean as a Food Source. "" Press, 7hio.
