PERCOBAAN V PEMBUATAN KASEIN

PERCOBAAN V

Judul : Isolasi Protein (Pembuatan Kasein) Tujuan : Mengisolasi kasein dari susu sapi segar Hari/Tanggal : Rabu/13 April 2011

Tempat : Laboratorium FKIP Kimia Unlam Banjarmasin

I. DASAR TEORI

Susu terdiri dari tiga komponen utama: air, lemak, dan protein. Protein yang terdapat dalam susu terdiri dari dua jenis, yakni kasein dan whey. Seperti kita pelajari di SMA dulu, ciri dari protein adalah terdapatnya unsur N pada rantainya, tidak seperti lemak dan karbohidrat yang hanya terdiri dari unsur C, H, dan O.Protein merupakan senyawa yang sangat kompleks,terdiri dari 80% kasein dan 20% whey.Kasein termasuk jenus phospoprotein,terdiri dari beberapa unit asam amino yang terikat dengan ikatan peptida. .

Protein berasal dari kata pionios yang artinya penting/utama. Protein merupakan faktor utama dalam sel yaitu 30 % dari berat kering sel. Secara umum protein dalam susu mencapai 3,25%. Struktur primer protein terdiri atas rantai polipeptida dari asam-asam amino yang disatukan ikatan-ikatan peptida Jenis utama protein dan fungsinya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Fungsi Jenis Contoh

Molekul protein mempunyai tingkat keragaman yang sangat tinggi, untuk ini protein dapat digolongkan berdasarkan sifat-sifatnya, salah satu diantaranya berdasarkan fungsi biologinya, antara lain:

1. Enzim

Enzim merupakan jenis protein yang mempunyai sifat sangat beragam dan spesifik. Enzim mempunyai fungsi sebagai katalis untuk reaksi-reaksi biokimia. Hampir seluruh reaksi-reaksi kimia dari senyawa-senyawa biomolekul dalam sel dikatalsis oleh enzim.

2. Protein transpor

Protein transpor dalam plasma darah mengikat dan membawa molekul-molekul spesifik atau ion dari satu organ ke organ lain. Hemoglobin dari sel darah merah mengikat oksigen pada saat darah melalui paru-paru dan membawanya ke jaringan periferal, di mana dilepaskan untuk proses oksidasi bahan makanan.

3. Protein bahan makanan

Sebagian protein dalam sel tersimpan dalam bahan makanan, seperti yang ada pada biji-bijian yang digunakan untuk pertumbuhan embrio tanaman. Kasein merupakan protein yang terbanyak dalam air susu dan protein ini merupakan protein bahan makanan.

4. Protein kontraktil

Beberapa protein dalam sel dan organisme mempunyai fungsi untuk kontraksi dengan mengubah bentuk atau bergerak.

5. Protein struktur

Beberapa protein berfungsi sebagai serabut, kabel, atau pelindung untuk memberikan kekuatan dan proteksi dari struktur biologi (sel).

6. Protein pertahanan

7. Protein regulator

Beberapa protein berfungsi untuk mengatur metabolisme sel atau aktivitas fisiologi. Di anataranya adalah hormon, seperti hormon insulin, yang mengatur metabolisme glukosa.

Protein merupakan bahan makanan yang sangat penting dalam menyusun komponen-komponen sel, terutama dalam proses pertumbuhan dan perkembangan mahluk hidup. Kadar protein yang terdapat dalam susu berkisar antara 2,8 persen sampai 4,0 persen.

Selanjutnya Lehninger (1982) menjelaskan, bahwa dengan teknik fraksinasi secara klasik dari protein susu yang dijalankan dengan proses sedimentasi, maka macam protein susu yang dihasilkan terdiri dari kasein, laktoglobulin, dan laktalbumin. Namun setelah ditemukan teknik yang baru, ternyata masing-masing komponen tersebut masih terdiri dari fraksi-fraksi yang lain.Menurut Adnan (1984), kasein di dalam susu merupakan partikel yang besar. Di dalamnya tidak hanya terdiri dari zat-zat organik, melainkan mengandung juga zat-zat anorganik seperti kalsium, phosphor, dan magnesium.

Kasein yang merupakan partikel yang besar dan senyawa yang kompleks tersebut dinamakan juga kasein misel (casein micell). Kasein misel tersebut besarnya tidak seragam, berkisar antara 30 – 300 mµ. Kasein juga mengandung sulfur (S) yang terdapat pada metionin (0,69%) dan sistin (0,09%). Kasein adalah protein yang khusus terdapat dalam susu. Oleh karena itu kasein dalam susu dapat dikoagulasikan atau digumpalkan oleh asam yang terbentuk di dalam susu sebagai aktivitas dari mikrobia.

Kasein merupakan protein yang stabil terhadap pemanasan dan tidak mengalami denaturasi bila air susu dipanaskan. Kasein di dalam air merupakan molekul besar yang terdiri dari zat-zat anorganik seperti kalsium, fosfor dan sedikit magnesium serta sitrat. Kasein merupakan suatu misel yang mengandung kalsium dan fosfat yang membentuk kalsium kaseinat phosphatase kompleks. Titik isoelektris kasein pH 4,6 – 5,0 dan pada titik ini kasein mudah sekali mengendap. Kasein dapat pula mengendap dengan naiknya keasaman, perubahan Ca dan P yang larut menjadi menjadi tidak larut dan terjadinya interaksi antara protein yang ada.

Kasein tersuspensi dalam susu dalam kompleks yang disebut misel. Kandungan fosfat yang tinggi pada kasein terkait dengan garam kalsium fosfat sehingga susu menjadi sumber kalsium dalam diet. Kappa kasein terdapat pada bagian luar misel.

Kasein mengandung S yang terdapat dalam methionin dan cystein. Kasein merupakan campuran tiga jenis protein yaitu : -kasien, (75 %), -kasein (3 %)

dan  -kasein (22%). Kasein dalam susu merupakan partikel kompleks atau berupa misel yang terdiri atas Ca, P anorganik, Mg, dan sutrat selain protein kasein. Senyawa kompleks ini sering disebut “Kalsium Caseinat Phosphat kompleks”.

bahan makanan penting, karena mengandung kasein yang merupakan protein berkualitas juga mudah dicerna (digestible) saluran pencernaan.

Kasein asam (acid casein) sangat ideal digunakan untuk kepentingan medis, nutrisi, dan produk-produk farmasi. Selain sebagai makanan, acid casein digunakan pula dalam industri pelapisan kertas (paper coating), cat, pabrik tekstil, perekat, dan kosmetik. Pemanasan, pemberian enzim proteolitik (rennin), dan pengasaman dapat memisahkan kasein dengan whey protein. Selain itu, sentrifugasi pada susu dapat pula digunakan untuk memisahkan kasein.

Protein dalam kasein terususun oleh rantai-rantai peptide jika mengalami hidrolisis akan menjadi disakarida seperti berikut:

Dalam isolasi, kasein larut dalam air, alkohol dan eter namun tidak larut dalam etanol, senyawa alkali dan beberapa larutan asam.

Setelah kasein dikeluarkan, maka protein lain yang tersisa dalam susu disebut whey protein. Protein serum terdiri dari b-laktoglobulin 50%, a-laktalbumin 20%, albumin, immunoglobulin, laktoferin, trasferin dan sebagian kecil protein dan enzim. Whey tidak mengandung fosfor tapi mengandung asam amino sulfur yang membentuk ikatan disulfide. Jika ikatan rusak maka protein mengalami denaturasi.

Whey protein merupakan protein butiran (globular). Betha-lactoglobulin, alpha-lactalbumin, Immunoglobulin (Ig), dan Bovine Serum Albumin (BSA) adalah contoh dari whey protein. Alpha-lactalbumin merupakan protein penting dalam sintesis laktosa dan keberadaannya juga merupakan pokok dalam sintesis susu.

menstimulasi reaksi kekebalan sistemik. Peristiwa ini dikenal dengan alergi protein susu (milk protein allergy).

II. ALAT DAN BAHAN II.1Alat yang digunakan

1. Gelas kimia 2 buah

2. Hot plate 1 buah

3. Batang pengaduk 1 buah

4. Termometer 1 buah

5. Gelas ukur 50 mL 1 buah 6. Gelas ukur 10 mL 1 buah

7. Kain jarang 1 buah

8. Corong buchner 1 buah

9. Erlenmeyer 1 buah

10. Penangas air 1 buah 11. Kaca arloji 1 buah

12. Spatula 1 buah

13. Pipet tetes 2 buah

II.2Bahan yang diperlukan 1. Susu sapi segar 2. Asam asetat glasial 3. Etanol 90%

4. Campuran etanol : eter (1:1) 5. Eter

6. Aquadest 7. Kertas saring

III. PROSEDUR KERJA

2. Menambahkan setetes demi setetes asam asetat glasial sambil mengaduknya sehingga semua kasein mengendap.

3. Menyaringnya dengan kain jarang, memerasnya. 4. Mensuspensi endapan dengan 50 ml etanol 0-%. 5. Mendekantasi larutan.

6. Mensuspensi kembali dengan campuran etanol dan eter dengan perbandingan 1:1 (25 mL etanol dan 25 mL eter).

7. Memindahkan kasein ke dalam corong buchner dan mencuci endapan dengan eter.

8. Mengeringkan endapan.

9. Menimbang endapan kasein yang terbentuk. 10. Menghitung persentase hasil kasein.

IV. HASIL PENGAMATAN

7.

Catatan: massa kertas saring: 0,6 gram : massa kaca arloji: 45, 5595 g V. ANALISIS DATA

Pembuatan kasein yang dilakukan dalam percobaan ini dengan menggunakan susu sapi murni.

Perlakuan pertama pembuatan kasein dilakukan dengan memanaskan susu sapi murni dalam air panas sampai 40o_{C. Pemanasan ini bertujuan untuk} menurunkan kelarutan protein sehingga dapat mengendapkan protein susu pada kondisi yang sesuai atau pemanasan ini dapat menyebabkan denaturasi rusaknya struktur protein sehingga mempercepat pengendapan protein. Tapi pemanasan

Penambahan asam cuka (asam asetat glasial) pada susu yang telah dipanaskan berarti menambahkan konsentrasi dari ion H+ _{yang kemudian akan} mengadakan reaksi dengan muatan negatif protein yang berasal dari gugus hiroksil bebasnya. Semakin banyak konsentrasi H+ _{yang ditambahkan maka} semakin banyak pula penurunan pH dari susu sehingga titik isoelektriknya semakin dekat. Apabila pH isoelektrik sudah tercapai maka muatan yang saling berlawanan akan saling menetralkan sehingga akan terbentuk gumpalan. Titik isoelektris kasein pH 4,6 – 5,0 dan pada titik ini kasein mudah sekali mengendap. Dalam kondisi asam atau pH yang rendah, kasein akan mengendap karena memiliki kelarutan yang rendah pada kondisi asam.

Penambahan asam dapat menghilangkan muatan listrik dari partikel kasein karena asam akan mengikat kalsium dan kalsium kaseinat, sehingga kasein menjadi terlepas dan terbentuk endapan.

Adapun reaksi pengendapan dengan cara pengasaman sebagai berikut : H2NR-COO- + H+→ +H3NR-COO (R, kasein protein)

Kasein misel Kasein asam

(pH = 6,6) (pH = 4,6)

Koloid dispersi Partikel tidak larut

Larutan dan endapan yang terbentuk ini disaring dengan menggunakan kain jarang dan memerasnya untuk memisahkan endapannya. Didapatkan endapan kasein yang berwarna putih. Semua cairan juga perlu diperas agar diperoleh kasein yang optimal, hal ini dimungkinkan masih terdapatnya kasein pada cairan tersebut meskipun sangat sedikit.

Selanjutnya mendekantasi larutan, hal ini bertujuan untuk memisahkan endapan dengan larutannya.

Endapan yang diperoleh disuspensi kembali dengan campuran etanol dan eter dengan perbandingan 1:1. Hal ini bertujuan untuk memisahkan lemak dari endapan kasein di mana lemak akan ikut melarut bersama dengan eter, hal ini karena eter dan lemak memiliki sifat kepolaran yang tidak berbeda jauh. Sedangkan etanol akan melarutkan protein atau senyawa lain selain kasein sedangkan kasein masih berada dalam bentuk endapannya karena kasein tidak larut dalam etanol sehingga akan diperoleh kasein yang lebih murni.

Kemudian memindahkannya ke dalam corong buchner untuk menghisap cairan yang masih ada dalam endapan. Selanjutnya mencuci endapan dengan eter dimaksudkan agar memurnikan endapan kasein yang diperoleh.

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh kadar kasein dalam sampel susu

sapi murni yang digunakan sebesar

2

,

65 %

Kasein yang diperoleh dari dalam susu sapi berwarna putih. Hal ini hampir sesuai dengan literatur. Berdasarkan literatur, protein dalam susu mencapai 3,25% dan dalam susu sapi 82% protein susu adalah kasein sehingga kadar kasein dalam susu sapi sebesar 2,665%.

VI. KESIMPULAN

1. Percobaan isolasi kasein ini menggunakan pengasaman oleh asam asetat glasial untuk mengendapkan kasein. Semakin banyak konsentrasi H+ yang ditambahkan maka semakin banyak pula penurunan pH dari susu sehingga titik isoelektriknya semakin dekat. Titik isoelektris kasein pH 4,6 – 5,0 dan pada titik ini kasein mudah sekali mengendap.

2. Pemisahan kasein dengan protein lain dapat menggunakan etanol, di mana kasein tidak larut dalam etanol sehingga tetap berada sebagai endapan sedangkan protein lain akan melarut.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Anwar, Chairil, 1994. Pengantar Praktikum Kimia Organik. Jakarta: Depdikbud.

Ahyari, Jimmy. 2010. Isolasi Kasein (online). http://blogkita.info/isolasi-kasein/. Diakses pada tanggal 15 April 2011.

Andaiyani. 2011. Pengertian kasein (online). http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2119918-pengertian-kasein/. Diakses pada tanggal 15 April 2011.

Belqis, Ratu. 2008. Kasei npada susu (online).

http://queenofsheeba.wordpress.com/2008/10/15/kasein-pada-susu/. Diakses pasa tanggal 16 April 2011.

Lehninger.1992. Dasar-dasar Biokimia. Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Martoharsono, Soeharsono. 1975. Biokimia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta :UI-Press.

Syahmani dan Sudarsih. 2011. Petunjuk Praktikum Biokimia. Banjarmasin: FKIP UNLAM. (Tidak dipublikasikan).

A. PERHITUNGAN

Kadar kasein dalam sampel susu sapi murni yang digunakan adalah:

%

Hasil

=

Berat kasein

_{Berat susu sapi segar x}

100%

=

₁₀₀

2

,

6494

_g

g

x

100%

=

2

,

65 %

B. PERTANYAAN DAN JAWABAN PERTANYAAN

1. Bagaimana Anda memisahkan lemak dari protein dalam presipitat kasein? Untuk memisahkan lemak dari protein dalam presipitat kasein dapat dengan mensuspensi endapan kasein dengan etanol dan eter. di mana lemak akan ikut (melarut) bersama dengan eter, hal ini karena eter dan lemak memiliki sifat kepolaran yang tidak berbeda jauh. Sedangkan etanol akan melarutkan protein atau senyawa lain selain kasein sedangkan kasein masih berada dalam bentuk endapannya karena kasein tidak larut dalam etanol sehingga akan diperoleh kasein yang lebih murni.

2. Jelaskan mengapa presipitat kasein mengendap saat ditambahkan asam asetat?

Secara kimia, pengendapan terjadi bila tercapai titik isoelektrik pada protein, dimana muatan pada permukaan protein sama dengan nol. Protein pada susu mengandung muatan negatif sehingga dalam larutan protein tersebut akan terbentuk suspensi. Molekul dari asam laktat yang terbentuk selama fermentasi bermuatan positif sehingga apabila terjadi persinggungan antara kedua bahan tersebut maka akan terjadi proses netralisasi sehingga menyebabkan protein mengendap.

3. Dalam isolasi kasein diikuti oleh pengasaman, Anda menghilangkan presipitat melalui penyaringan dengan kain dan memerasnya. Jika Anda tidak memeras semua cairan, akankah hasil kasein menjadi berbeda?

Hasil kasein menjadi berbeda, kemungkinan hasil kasein akan lebih sedikit. Hal ini karena pada cairan masih terdapat kasein meskipun sedikit sehingga perlu untuk memeras semua cairan karena akan mempengaruhi hasil kasein yang diperoleh.

4. Mengapa susu atau telur mentah digunakan sebagai penawar racun karena keracunan ion logam berat?

Ion-ion positif yang dapat mengendapkan protein antara lain ialah Ag+_{, Ca}2+_{, Zn}2+_{, Hg}2+_{, Fe}2+_{, Cu}2+ _{dan Pb}2+ _{sedangkan ion-ion negatif yang} dapat mengendapkan protein ialah ion salisilat, triklorasetat, pikrat, tanat dan sulfosalisilat. Berdasarkan sifat tersebut putih telur atau susu dapat digunakan sebagai antidotum atau penawar racun apabila orang keracunan logam berat.

Adanya ion logam berat menyebabkan denaturasi/penggumpalan protein. Pemekaran atau pengembangan molekul protein yang terdenaturasi akan membuka gugus reaktif yang ada pada rantai polipeptida. Sehingga ion logam berat yang masuk dalam tubuh akan bereaksi dengan protein yang terdapat dalam susu atau telur mentah dan dapat dikeluarkan bersama dengan protein yang terdenaturasi/menggumpal.

Gambar 1 : pemanasan susu sapi

Gambar 2. Penambahan asam

asetat glasial

Gambar 3 : Penyaringan endapan

Gambar 4 :

Gambar 7 : Gambar 8 : Endapan kasein yang

diperoleh Pemindahan kasein ke dalam corong buchner

Gambar 5 : Mendekantasi larutan

Gambar 6 :