PENGUJIAN SIFAT FISIK KIMIAWI PROTEINSuci Febnikayani, 230110130045

ABSTRAK

Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Denaturasi protein adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh terkacaunya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang memutuskan molekul protein. Praktikum Sifat Fisik Kimiawi Protein ini bertujuan untuk memahami perubahan sifat-sifat protein karena berbagai perlakuan dengan penambahan asam, basa, dan pemanasan. Selain itu agar memahami ikatan peptida pada protein, sifat koagulan protein baik amfoter maupun reversible. Adapun cara pengerjaannya meliputi proses menyiapkan 2mL sampel di tabung reaksi, yang kemudian ditambahkan 1mL asam atau basa pada sampel. Sampel yang telah diberi asam atau basa kemudian dipanaskan, setelah itu diukur pHnya. Kemudian diberi ninhidrin, dan dipanaskan kembali. Hasil pengamatan yang diperoleh adalah terjadinya denaturasi dan koagulasi (gumpalan) yang bersifat amfoter. Berdasarkan hasil pengamatan tersebut, dapat disimpulkan bahwa protein dapat terputus ikatan peptidanya karena penambahan asam dan basa, dan dapat terjadi denaturasi dan koagulasi karena suhu pemanasan yang tinggi.

Kata kunci: protein, koagulasi, denaturasi, perubahan pH.

PENDAHULUAN

Protein sangat penting bagi tubuh. Ia mengandung unsur semacam C, O, H dan N yang

tidak dipunyai oleh karbohidrat juga lemak. Protein merupakan salah satu dari biomolekul

raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama

makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti

dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jons Jakob Berzelius pada tahun 1838. Secara kimia

dapat dibedakan antara protein sederhana yang terdiri dari polipeptida dan protein kompleks

yang mengandung zat-zat makanan tambahan seperti hern, karbohidrat, lipid atau asam

nukleat. Untuk protein kompleks, bagian polipeptida dinamakan aproprotein dan

keseluruhannya dinamakan haloprotein. Secara fungsional protein juga menunjukkan banyak

perbedaan. Dalam sel mereka berfungsi sebagai enzim, bahan bangunan, pelumas dan

molekul pengemban. Tapi sebenarnya protein merupakan polimer alam yang tersusun dari

berbagai asam amino melalui ikatan peptida (Hart, 1987). Sifat-sifat protein beraneka ragam,

dituangkan dalam berbagai sifatnya saat bereaksi dengan air, beberapa reagen dengan

pemanasan serta beberapa perlakuan lainnya. Semua molekul dengan jenis protein tertentu

mempunyai komposisi dan deret asam amino dan panjang rantai polipeptida yang sama.

Protein memiliki fungsi sebagai berikut (Lehninger, 1996): Enzim, merupakan katalis

biokimia; Pengukur pergerakan; Alat pengangkut dan penyimpan; Penunjang mekanisme

tubuh; Pertahanan tubuh (imune atau anti-bodi); Media perambatan impuls saraf; dan

Pengendali pertumbuhan.

Denaturasi protein dapat diartikan suatu perubahan atau modifikasi terhadap struktur

sekunder, tertier dan kuartener molekul protein tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan

kovalen. Karena itu, denaturasi dapat diartikan suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen,

interaksi hidrofobik, ikatan garam dan terbukanya lipatan molekul protein. Denaturasi protein

meliputi gangguan dan kerusakan yang mungkin terjadi pada struktur sekunder dan tersier

protein. Sejak diketahui reaksi denaturasi tidak cukup kuat untuk memutuskan ikatan peptida,

dimana struktur primer protein tetap sama setelah proses denaturasi. Denaturasi terjadi karena

adanya gangguan pada struktur sekunder dan tersier protein. Pada struktur protein tersier

terdapat empat jenis interaksi yang membentuk ikatan pada rantai samping seperti; ikatan

hidrogen, jembatan garam, ikatan disulfida dan interaksi hidrofobik non polar, yang

kemungkinan mengalami gangguan. Denaturasi yang umum ditemui adalah proses presipitasi

dan koagulasi protein.

Denaturasi, koagulasi dan redenaturasi dapat dibedakan sebagai berikut. Denaturasi

protein adalah suatu keadaan telah terjadinya perubahan struktur protein yang mencakup

perubahan bentuk dan lipatan molekul, tanpa menyebabkan pemutusan atau kerusakan lipatan

antar asam amino dan struktur primer protein. Koagulasi adalah denaturasi protein akibat

panas dan alkohol. Redenaturasi adalah denaturasi protein yang berlangsung secara

reveresibel. Panas dapat digunakan untuk mengacaukan ikatan hidrogen dan interaksi

hidrofobik non polar. Hal ini terjadi karena suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan

menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat sehingga

mengacaukan ikatan molekul tersebut. Protein telur mengalami denaturasi dan terkoagulasi

selama pemasakan. Beberapa makanan dimasak untuk mendenaturasi protein yang dikandung

supaya memudahkan enzim pencernaan dalam mencerna protein tersebut.

Pemanasan akan membuat protein bahan terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat

airnya menurun. Hal ini terjadi karena energi panas akan mengakibatkan terputusnya interaksi

non-kovalen yang ada pada struktur alami protein tapi tidak memutuskan ikatan kovalennya

yang berupa ikatan peptida. Proses ini biasanya berlangsung pada kisaran suhu yang sempit.

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 maupun negatif apabila ditempatkan di antara kedua

elektroda tersebut. Protein mempunyai titik isolistrik yang berbeda-beda. Titik isolistrik

protein mempunyai arti penting karena pada umumnya sifat fisika dan kimia erat

hubungannya dengan pH isolistrik ini. Pada pH di atas titik isolistrik protein bermuatan

negatif, sedangkan di bawah titik isolistrik, protein bermuatan positif. Titik isolistrik pada

albumin adalah pada pH 4,55-4,90.

Ketika konsentrasi garam meningkat, sebagian dari molekul-molekul air akan tertarik

oleh ion garam, yang kemudian akan mengurangi jumlah molekul air yang dapat berinteraksi

dengan bagian hidrofobik protein. Sebagai akibat dari meningkatnya permintaan molekul

solven , interaksi antar protein menjadi lebih kuat daripada interaksi antara pelarut dan zat

terlarut, Hal ini akan menyebabkan molekul-molekul protein mengental dengan membentuk

interaksi hidrofobik dengan satu sama lain. Proses ini dikenal sebagai salting-out.

Dalam pembahasan lain disebutkan bahwa salting out terjadi ketika pada konsentrasi

garam yang tinggi, garam akan lebih cenderung mengikat air dan menyebabkan agregasi.

Sehingga molekul protein mengalami presipitasi.

Biasanya dalam air murni, protein sukar larut. Dengan adanya penambahan garam,

kelarutan protein akan meningkat. Hal ini disebabkan oleh ion anorganik yang terhidrasi

sempurna akan mengikat permukaan protein dan mencegah penggabungan (agregasi) molekul

protein. Hal ini disebut salting in.

Kelarutan protein akan berkurang bila ke dalam larutan protein ditambahkan garam-

garam anorganik, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Peristiwa pemisahan

protein ini disebut salting out. Bila garam netral yang ditambahkan berkonsentrasi tinggi,

maka protein akan mengendap. Pengendapan terus terjadi karena kemampuan ion garam

untuk menghidrasi, sehingga terjadi kompetisi antara garam anorganik dengan molekul

protein untuk mengikat air. Karena garam anorganik lebih menarik air maka jumlah air yang

tersedia untuk molekul protein akan berkurang. Larutan albumin dalam air dapat diendapkan

dengan penambahan amoniumsulfat ((NH4)2SO4) hingga jenuh. Setelah larutan albumin

dijenuhkan dengan (NH4)2SO4, uji kelarutan endapan yang terjadi dengan air menunjukkan

hasil positif (endapan larut membentuk butiran). Kemudian butiran direaksikan dengan

pereaksi milon, dan bereaksi positif dengan ditandai endapan berwarna kemerahan. Uji filtrat

dengan pereaksi biuret juga menunjukkan hasil poisitif yang ditandai larutan berwarna ungu

violet. Pengujian endapan yang dihasilkan dengan pereaksi milon bertujuan untuk mengetahui

ada tidaknya kandungan tirosin, sedangkan pengujian filtrat dengan pereaksi biuret bertujuan

untuk mengetahui ada tidaknya gugus amida pada filtrat yang dihasilkan.

METODELOGI

Praktikum dilaksanakan pada hari Kamis, 30 Oktober 2014 pukul 10.15 WIB – selesai

bertempat di Laboratorium Bioteknologi, Gedung 4 Fakultas Pertanian dan Perikanan,

Universitas Padjadjaran.

Alat-alat yang digunakan antara lain: beaker glass digunakan untuk wadah atau tempat

sampel; hot plate digunakan untuk menghomogenkan sampel; pH meter digunakan untuk

mengukur pH awal maupun pH akhir setelah perlakuan; mortar digunakan untuk

menghaluskan atau menumbuk sampel hingga halus dan hancur; cawan petri digunakan untuk

wadah sampel; tabung reaksi digunakan untuk tempat mereaksikan sampel dengan larutan

lain.

Bahan-bahan yang digunakan antara lain: NH3, NaOH, H2SO4, CH3COOH yang

digunakan untuk ditambahkan dengan sampel sesuai perlakuan; telur ayam mentah, ikan

(daging, tulang dan kulit) digunakan sebagai sampel yang akan diuji; pereaksi ninhidrin

digunakan sebagai pereaksi pada sampel sesuai perlakuan.

Prosedur kerja yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut :

Menyiapkan 2ml atau 2 gr sampel didalam tabung reaksi. Ukur pH sampel.

Menambahkan pereaksi ninhidrin sebanyak 2 tetes.

Menambahkan 1 ml asam atau basa pada sampel.

Mengukur pH sampel setelah perlakuan.

Memanaskan sampel diatas hot plate.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel 1. Hasil Pengamatan Data Kelompok 15.

Sampel PerlakuanpH

AwalpH

AkhirPengamatan Perubahan

Telur

Diberi Basa Kuat

9 13

Setelah ditetesi Bs. Kuat: berwana putih keruh/kecoklatan muda dan bentuknya agak lebih cair.

Setelah dipanaskan: teksturnya lebih mengeras dan terdapat endapan.

Setelah ditetesi ninhidrin: warna menjadi kekuningan dan cair tetapi terdapat endapan ditengah.

Diberi As. Kuat

9 0

Setelah ditetesi As. Kuat: berwarna putih pekat dan ditengahnya berwarna kekuningan sampai keatas terdapat gumpalan.

Setelah dipanaskan: menjadi agak padat dan bau lebih menyengat dan agak amis.

Setelah diberi ninhidrin: menjadi berwarna putih dan terdapat endapan dibawah.

Tanpa Perlakuan

9 6

Tidak ditetesi apapun: tidak berubah. Setelah dipanaskan: menjadi mengeras (telur

matang) dan tidak menggumpal serta bau amis. Setelah ditetesi ninhidrin: menjadi kental dan

tidak menggumpal.

Tabel 2. Hasil Data Pengamatan Lab. Biotek

Kel.

Sampel pH Awal

As. Kuat As. Lemah Bs. Kuat Bs. Lemah Pemanasan

9 Daging 7

Berwarna

menjadi lebih

putih & lunak. pH: 13

Warna menjadi kecoklat

an & mengeras. pH: 1

As. Kuat: lebih lunak.Bs. Kuat: kental & ada endapan.

10 Daging 7 Warna cream, ada

Warna pekat &

As. Lemah: ada gelembung

Memanaskan kembali sampel.

Mengamati perubahan - perubahan yang tampak.

gelembung. pH: 1

amis menyengat

. pH: 13

Bs. Lemah: Menggumpal & ada gelembung

11 Tulang 7

Warna lebih

putih & bau

amis. pH: 3

Lunak & hancur. pH: 14

As. Kuat: putih pekat, endapan.Bs. Kuat: tulang hancur.

12 Tulang 7

Warna pucat &

bau menyengat

. pH: 2

Warna pucat & bau tdk

menyengat. pH: 8

Warna tetap pucat, keras, & tdk menyengat

13Kulit Ikan

7

Kulit pecah,

ada endapan.

pH: 3

Ada minyak. pH: 0

As. Kuat: kulit hancur.Bs. Kuat: kulit pecah, cairan warna merah.

14Kulit Ikan

7

Warna merah

kekuningan, keruh, bau amis.

pH: 2

Warna bening &

keruh. pH: 6

As. Lemah: kuning & tdk lunak.Bs. Lemah: tdk lunak, keruh.

15 Telur 7

Putih pekat

kekuningan. pH: 0

Putih kecoklatan. pH:

13

As. Kuat: padat & bau menyengatBs. Kuat: Mengeras & ada endapan.

16 Telur 9

Putih kekuninga

n ada endapan.

pH: 3

Putih kekuninga

n agak cair. pH:

11

Menggumpal dan berwarna putih pekat.

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, sampel yang digunakan untuk

diuji adalah daging, tulang, kulit, dan telur. Setiap kelompok ganjil menguji sampel dengan

menambahkan asam kuat dan basa kuat, sedangkan kelompok genap menguji sampel dengan

menambahkan asam lemah dan asam lemah. Asam kuat yang digunakan adalah H2SO4, asam

lemah yang digunakan adalah CH3COOH, basa kuat yang digunakan adalah NaOH,

sedangkan basa lemah yang digunakan adalah NH3.

Putih telur atau albumin merupakan cairan yang tidak berwarna, mengandung kurang

lebih 78% air. Beberapa karakteristik protein putih telur mentah antara lain bersifat racun baik

untuk hewan maupun manusia seperti avidin, flavoprotein dan sebagainya. Oleh karena itu

sebaiknya dilakukan pemanasan supaya daya racunnya sirna (S. Emma, 2005).

Berdasarkan hasil yang diperoleh, telah diketahui mengenai sifat-sifat protein setelah

diberikan beberapa perlakuan. Perlakuan tersebut diantaranya adalah ditambahkan asam kuat,

ditambahkan basa kuat, dan dipanaskan.

Pada tabel, menunjukkan hasil tentang sifat amfoter pada protein yang ada pada putih

telur. Putih telur mempunyai pH awal 9 dengan tekstur kental dan bening. Pemberian 1 ml

H2SO4 mengakibatkan pH putih telur menurun, gumpalannya bertambah dan warnanya

semakin putih pekat. Setelah diberi perlakuan pemanasan, sifat telur tersebut berubah menjadi

warna putih dan padat serta baunya lebih menyengat. Ini mengakibatkan terjadinya denaturasi

protein yang menyebabkan protein mengalami sifat koagulasi (menggumpal).

Sedangkan pemberian 1 ml NaOH mengakibatkan pH putih telur meningkat, NaOH

yang bersifat basa dilakukan mengakibatkan terbuktikannya adanya ikatan peptida pada

protein karena larutan tersebut akan bereaksi dengan polipeptida. Selain itu larutan NaOH

mengakibatkan terjadinya koagulasi dan larut, ini terjadi karena NaOH memiliki sifat panas

dan merupakan zat kimia yang memiliki konstanta di elektrolit yang tinggi yang

mengakibatkan kerusakan pada protein putih telur. Kelarutan protein akan berkurang bila ke

dalam larutan protein ditambahkan garam-garam anorganik seperti oksida, sulfat, karbonat,

dan para halida, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Peristiwa pemisahan protein

ini disebut salting out. Setelah dipanaskan sampel terjadi denaturasi yang mengakibatkan

ikatan peptida rusak yang ditandai dengan adanya endapan menjadi koagulasi (menggumpal)

dan bau lebih menyengat.

Setelah dipanaskan sampel kemudian diberi ninhidrin. Reagen ninhidrin berguna

untuk mendeteksi asam amino dan menetapkan konsentrasinya dalam larutan. Sampel yang

ditambahkan ninhidrin membentuk senyawa aldehid yang disertai pembebasan CO2 dan

NH3. Dalam perlakuan akan terlihat adanya perubahan saat ditambahkan larutan asam, basa,

ataupun ninhidrin akan terjadinya sifat denaturasi dan koagulasi.

Berdasarkan data kelompok yang lainnya dengan sampel yang sama. Perlakuan

praktikum tersebut adalah ditambahkan asam lemah, ditambahkan basa lemah, dan

dipanaskan. Pada penambahan asam lemah mengakibatkan pH putih telur menurun,

bergumpal dan terdapat endapan. asam yang sedikit Karena asam lemah menghasilkan ion

yang ada dalam larutannya (hanya terionisasi sebagian), karena sampel masih ada sedikit

cairan didalamnya. Hal ini terjadi karena sifat protein yang koagulan amfoter. Setelah

dipanaskan warna menjadi putih pekat dan menggumpal, ini akan merusak struktur primer

protein karena terdenaturasi. Sedangkan, pada penambahan basa lemah. pH putih telur

menjadi meningkat, berwarna putih kekuningan dan agak encer. Ini dikarenakan karena basa

menghasilkan ion OH. Setelah dipanaskan sampel terjadi koagulasi dan bau menyengat.

Kelompok 9 dan kelompok 10 menggunakan sampel daging. Sampel daging yang

ditambahkan asam lemah, asam kuat dan basa lemah, basa kuat akan mengalami perubahan

menjadi lunak dan putih memucat. Setelah dipanaskan akan ada gumpalan. Hal ini

menandakan bahwa daging yang dipanaskan mengalami koagulasi dan denaturasi dimana

daging menjadi yang lunak dan ada gumpalan. Koagulasi timbul karena adanya penarikan

mantel air dari molekul-molekul protein, dan dapat terjadi karena enzim yang dapat

menghidrolisis protein tersebut. Denaturasi ini ditandai dengan adanya perubahan tekstur

daging yang sebelumnya keras menjadi lunak dan pH berubah. Saat ditambahkan dengan

ninhidrin, daging mengalami penggumpalan (koagulasi).

Kelompok 11 dan kelompok 12 menggunakan sampel tulang. Tulang yang sudah

ditumbuk ditambahkan asam dan basa kuat, serta asam dan basa lemah. Tulang menjadi pucat

dan bau amis. Hal ini mendakan terjadinya denaturasi protein. Setelah diberi ninhidrin, tulang

menjadi lunak. Itupun menandakan terjadinya denaturasi protein yang ditandai dengan

perubahan tekstur dan struktur tulang, tetapi tidak terjadi koagulasi. Pada perubahan pH, itu

sangat jelas terlihat yang sebelumnya pH netral sesudah perlakuan menjadi asam dan basa itu

menunjukkan denaturasi protein.

Kelompok 13 dan kelompok 14 menggunakan sampel kulit ikan. Kulit ikan

ditambahkan dengan asam dan basa kuat, serta asam dan basa lemah mengalami perubahan

menjadi warna kekuningan, hal ini karena pengaruh dari sifat asam dan basa terhadap kulit.

Setelah dipanaskan, kulit menjadi hancur karena terjadi proses denaturasi. Selain itu, tidak

terjadi koagulasi tetapi hanya saja ada pemisahan antara cairan dan sampel kulit ikan. Setelah

itu ditambahkan ninhidrin, kulit menjadi hancur dan cairan berubah warna menjadi agak

kemerahan.

Kelompok 15 dan kelompok 16 menggunakan sampel telur yang berupa putih telur.

Putih telur yang ditambahkan asam basa kuat dan asam basa lemah mengalami denaturasi dan

koagulasi dengan baik. Saat ditambahkan asam dan basa sampel mengalami perubahan warna

menjadi putih pucat dan terjadi endapan, setelah itu dipanaskan terjadi gumpalan. Proses

pemanasan menyebabkan putih telur menjadi terdenaturasi sehingga serabut ovomucin terurai

menjadi struktur yang lebih sederhana. Adanya pemanasan juga akan mengakibatkan

koagulasi protein, karena senyawa protein bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam

ataupun basa. Kemudian sampel ditambahkan ninhidrin, dalam perlakuan akan terlihat adanya

perubahan saat ditambahkan larutan asam, basa, ataupun ninhidrin akan terjadinya sifat

denaturasi dan koagulasi.

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa, protein

dapat terdenaturasi dan terkoagulasi karena penambahan asam dan basa ataupun karena

dipanaskan. Denaturasi terjadi akibat perubahan struktur protein yang menyebabkan

pemutusan lipatan antara asam amino dan struktur primer protein. Selain itu penambahan basa

pada protein membuktikan adanya ikatan peptida pada protein karena larutan tersebut akan

bereaksi dengan polipeptida. Koagulasi adalah perubahan struktur protein akibat adanya

pemanasan dengan suhu yang tinggi. Koagulasi ada yang bersifat amfoter dan reversible,

contohnya saja amfoter pada sampel putih telur. Konfigurasi protein dapat berubah dengan

mengalami degrasi dimana dapat menghasilkan molekul yang lebih sederhana dan hasil

sampingan. Pada semua sampel yang diuji protein mengalami denaturasi dan koagulasi,

namun pada prosesnya ada yang berlangsung secara cepat dan ada yang berlangsung secara

lambat.

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger (1996). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.

Hart, H (1987). Kimia Organik. alih bahasa: Sumanir Ahmadi, Erlangga, Jakarta.

S, Emma Wirakusumah (2005). Menikmati Telur Bergizi, Lezat, dan Ekonomis. Jakarta: PT

Gramedia Pustaka Utama.

Putra, Surya Dicky (2013). Sifat Fisik Kimiawi Protein. Dari:

https://www.academia.edu/6417381/perubahan_protein_secara_fisik_maupun_kimiaw

i (diakses pada tanggal 04 November 2014, pada pukul 21.00 WIB).

Fuad (2014). Sifat Protein. Dari: http://info.fuadshifu.com/laporan-sifat-sifat-protein/ (diakses

pada tanggal 04 November 2014, pada pukul 20.30 WIB).

Niam (2013). Sifat Kimia Protein. Dari: http://niamts.blogspot.com/2013/06/sifat-kimia-

protein-laporan-praktikum.html (diakses pada tanggal 05 November 2014, pada pukul

20.40 WIB).

Purba, Imfrantoni (2012). Protein dan Asam Amino. Dari: http://imfran-

imfranpurba.blogspot.com/2013/01/protein.html (diakses pada tanggal 05 November

2014, pada pukul 21.00 WIB).

LAMPIRAN

Sampel tanpa perlakuan

Sampel yang telah ditambahkan larutan

Sampel yang ditambahkan NaOH

Sampel yang dipanaskan pada hot plate