ANALISIS N-TOTAL DENGAN CARA DESTILASI KJELDAHL
(Laporan Praktikum Dasar-Dasar Pemisahan Analitik)
Oleh
DESTA SAPUTRI1113023007
PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2013
Judul: Analisi n-total dengan cara destilasi kjeldahl
Nama: Desta Saputri
NPM: 1113023007
Fakultas: Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Jurusan: Pendidikan MIPA
Program Studi: Pendidikan Kimia
Kelompok: 4 (empat)
Bandar Lampung, 5 Desember 2013
Mengetahui
Asisten
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam menjalankan aktivitas sehari-hari, kita membutuhkan asupan
makanan untuk dapat menghasilkan energi agar dapat beraktivitas.
Protein merupakan salah satu yang dibutuhkan oleh tubuh. Protein
merupakan salah satu unsure makro yang terdapat pada bahan pangan
selain lemak dan karbohidrat. Fungsi utama protein dalam tubuh
adalah sebagai zat pembentuk jaringan baru dan mempertahankan
jaringan yang sudah ada agar tidak mudah rusak. Protein dapat juga
digunakan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak
dapat terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Protein juga berperan
dalam pengaturan proses dalam tubuh ( secara langsung maupun tidak
langsung ). Dengan cara mengatur zat-zat pengatur proses
dalam tubuh, protein dapat mengatur keseimbangan cairan dalam
jarngan dan pembuluh darah, yaitu dengan cara menimbulkan tekanan
osmotik koloid. Tekanan osmotic tersebut dapat menarik cairan
jaringan kedalam pembuluh darah. Selain itu, sifat amfoter protein
yang dapat bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur
keseimbangan asam basa dalam tubuh. Protein dapat ditemukan dapam
susu. Susu merupakan bahan makanan bernilai tinggi, kandungan
gizinya lengkap dengan serat gizi yang mudah dicerna dan diserap
oleh tubuh. Komponen-komponen penting dalam air susu adalah
protein, lemak, vitamin, mineral, laktosa serta enzim dan bebearpa
mikroba. Umumnya susu mengandung air 87,1%, emak 3,9%, protein
3,4%, laktosa 4,8%, abu 0,72%, dan beberapa vitamin larut dalam
lemak susu yaitu vitamin A, D, E, dan vitamin K.
Susu harus memenuhi syarat-syarat kesehatan dengan niali gizi
yang tingi. Kandungan protein merupakan parameter kualitas susu.
Jika protein dihidrolisis secara sempurna maka akan terbentuk
asam-asam amina sebagai hasilnya. Protein tersusun atas kira-kira
20 macam asam amino yang berikatan satu sama lain dengan ikatan
peptida yang dibentuk antara gugus karboksil asam amino dengan
gugus amino dari asam amino berikutnya. Untuk lebih memahami jumlah
protein yang terkandung dalam susu maka dilakukanlah percobaan
ini.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan
kandungan protein dalam susu dengan cara metode kjeldahl
II. TINJAUAN PUSTAKA
Protein merupakan salah satu unsure makro yang terdapat pada
bahan pangan selain lemak dan karbohidrat. Protein merupakan sumber
asam amino yang mengandung unsure- unsure C, H, O dan N dalam
ikatan kimianya. Molekul protein juga mengandung fosfor, belerang
dan ada beberapa jenis protein yang mengandung tembaga. Protein
sangat mudah mengalami perubahan fisis maupun aktivitas biologis
yang disebabkan oleh kandungan protein berupa polipeptida dengan BM
( berat molekul ) yang beragam.
Fungsi utama protein dalam tubuh adalah sebagai zat pembentuk
jaringan baru dan mempertahankan jaringan yang sudah ada agar tidak
mudah rusak. Protein dapat juga digunakan sebagai bahan bakar
apabila keperluan energi tubuh tidak dapat terpenuhi oleh
karbohidrat dan lemak. Protein juga berperan dalam pengaturan
proses dalam tubuh ( secara langsung maupun tidak langsung ).
Dengan cara mengatur zat-zat pengatur proses dalam tubuh, protein
dapat mengatur keseimbangan cairan dalam jarngan dan pembuluh
darah, yaitu dengan cara menimbulkan tekanan osmotik koloid.
Tekanan osmotic tersebut dapat menarik cairan jaringan kedalam
pembuluh darah. Selain itu, sifat amfoter protein yang dapat
bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur keseimbangan asam
basa dalam tubuh.
Protein dapat mengalami perubahan- perubahan yang disebabkan
oleh beberapa hal sebagai berikut:
1. Dapat terdenaturasi yang
disebabkan oleh perlakuan pemanasan. Pada umumnya protein akan
terdenaturasi karena adanya kondisi ekstrim.
2. Dapat terkoagulasi atau
membentuk endapan yang disebabkan oleh adanya perlakuan
pengasaman.
3. Dapat mengalami
dekomposisi atau pemecahan oleh enzim- enzim proteolitik.
4. Dapat bereaksi dengan gula
reduksi. Reaksi tersebut akan menimbulkan terbentuknya warna
cokelat.
Analisis protein dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan dua
metode yaitu metode kuantitatif dan kualitatif. Analisis protein
secara kualitatif adalah analisis yang bertujuan untuk mengetahui
ada atau tidaknya protein dalam suatu bahan pangan. Analisis
kualitatif dapat dilakukan dengan reaksi Xantoprotein, reaksi
Hopkins-Cole, reaksi Millon, reaksi Nitroprusida dan reaksi
Sakaguchi. Sedangkan analisis protein secara kuantitatif adalah
analisis yang bertujuan untuk mengetahui kadar protein dalam suatu
bahan pangan. Analisi kuantitatif protein dapat dilakukan dengan
metode Kjeldahl, metode titrasi formol, metode Lowry, metode
spektrofotometri visible (Biuret) dan metode spektrofotometri
UV.
Analisis protein ini dapat menentukan tingkat kualitas protein
apabila dipandang dari sudut gizi serta menelaah protein yang
merupakan salah satu bahan kimia secara biokimia, fisiologis,
reologis dan enzimatis.
Prinsip kerja dari metode Kjeldahl adalah protein dan komponen
organic dalam sampel didestruksi dengan menggunakan asam sulfat dan
katalis. Hasil destruksi dinetralkan dengan menggunakan larutan
alkali dan melalui destilasi. Destilat ditampung dalam larutan asam
borat. Selanjutnya ion- ion borat yang terbentuk dititrasi dengan
menggunakan larutan HCl (Sudarmadji, 1996).
Susu sapi merupakan bahan pangan sehat karena kandungan
nutrisinya yang hampir lengkap: air, lemak, protein, karbohidrat,
asam amino, mineral dan vitamin. Ukuran kualitas susu secara
kimiawi dapat ditunjukkan oleh komposisi yang dikandung didalamnya,
yaitu protein, lemak, dan laktosa. Pengujian kualitas susu pada
hasil dari peternak sapi sebelum dilakukan pengolahan lebih lanjut
pada pabrik susu perlu dilakukan. Oleh karena itu dibutuhkan
teknologi untuk pengujian tersebut. Sementara ini untuk menentukan
kandungan-kandungan susu tersebut pada kebanyakan koperasi susu di
seluruh Indonesia masih dilakukan dengan cara konvensional,
contohnya seperti metode Kjeldahl untuk pengujian kadar protein
susu secara kimiawi, yaitu dengan 4 tahap perlakuan yaitu tahap
destruksi, destilasi, titrasi, serta konversi. Hal ini akan
membutuhkan banyak waktu, biaya dan energi yang tidak sedikit.
Dengan suatu peralatan spektroskopi inframerah kesulitan-kesulitan
tersebut dapat ditanggulangi. Hanya dengan menyediakan sedikit
sampel susu (sekitar 5 cc) yang diletakkan pada tempat kaca,
kemudian ditunggu proses beberapa saat (sekitar 2 menit) pada
peralatan spektroskopi tersebut maka besarnya komposisi susu
tersebut dapat diketahui. Keunggulan peralatan yang akan peneliti
rencanakan tersebut, yaitu dapat dipergunakan dengan sangat
praktis, akurat, cepat, dan murah (Winarno, 1992).
Kandungan protein ditentukan dengan menggunakan metoda Kjeldahl
dan kandungan lemak ditentukan dengan menggunakan metode ekstraksi.
Penilaian organoleptik (warna, aroma, rasa, dan tingkat kesukaan)
dari soygurt dilakukan oleh 15 orang panelis yang tidak terlatih.
Sampel diletakkan dalam wadah bersih dan diberi tanda huruf sesuai
dengan banyaknya perlakuan. Protein susu terbagi menjadi dua, yaitu
Casein yang dapat diendapkan oleh asam dan Rennin, serta protein
whey yang dapat mengalami denaturasi oleh panas pada suhu 65oC.
Casein dalam susu mencapai 80 % dari total protein. Pengasaman susu
oleh aktivitas bakteri menyebabkan mengendapnya casein. Whey adalah
cairan susu tanpa lemak dan casein. Pasteurisasi susu dilakukan
untuk mencegah kerusakan karena mikroorganisme dan enzim. Ada 2
macam metode pasteurisasi susu yaitu Holding methode dan HTST (High
Temperature Short Time ). Protein merupakan salah satu zat makanan
yang penting bagi tubuh, mempunyai fungsi sebagai pertumbuhan sel,
pengganti sel yang rusak dan sebagai bahan bakar dalam tubuh
manusia. Oleh sebab itu kekurangan protein dapat menyebabkan
gangguan pada manusia (Hadiwiyoto, 1994).
Banyak anak autis memiliki ketidakmampuan dalam mencerna gluten
atau casein. Gluten adalah campuran protein yang terkandung dalam
gandum dan produknya. Casein adalah protein susu.'Hal ini terjadi
karena enzim utama (DPP-1V) untuk mencerna subtansi tersebut tidak
ada (karena genetik) atau tidak aktif (mekanisme autoimun) yang
menyebabkan terjadinya akumulasi opioid. Penumpukan dan akumulasi
dari substansi-substansi ini menyebabkan anak seperti tidak sadar
(spaced out) atau kecendemngan tidak peduli dengan orang lain dan
kelihatan seperti hidup di dunianya sendiri. Kebanyakan dari anak
autis sering memiliki sistem saluran cema yang meradang dan
memiliki sensitivitas terhadap makanan tertentu seperti gluten dan
casein.
Gluten mengandung glutamin dan asparagin lebm dari 35 % dati
komposisi asam aminonya. Dalam keadaan tidak terdenaturasi
gugus-gugus amida pada rantai sampingnya membentuk ikatan bidrogen
dengan gugus bidroksil serin dan tbreonin. Kelarutan gluten yang
tinggi diduga sebagai akibat telah terjadinya denaturasi pada
gluten sehingga ikatan bidrogen rusak. Sedangkan kasein (acid
casein) yang kelarutannya sangat rendah diperoleb dati pengendapan
protein susu bebas lemak pada kisaran pH 4.5 sampai 5.0. Protein
ini mengandung ikatan bidrofobik antar molekul dalam jumlah besar.
Susu skim mengandung kasein yang disertakan ke dalam medium
pertumbuhan bakteri berfungsi sebagai substrat enzim. Hidrolisis
kasein digunakan untuk memperlihatkan aktivitas hidrolitik
protease. Protease mengkatalisis degradasi kasein yaitu dengan
memutuskan ikatan peptida CO-NH dengan masuknya air ke dalam
molekul. Reaksi tersebut melepaskan asam amino (Anna, 1994).
III. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini adalah pemanas
Kjeldahl yang dihubungkan dengan pengisap uap aspirator, labu
Kjeldahl, alat distilasi, Erlenmeyer, buret 50ml, neraca analitik,
kertas timbang, gelas kimia, dan labu ukur. Sedangkan bahan yang
diperlukan untuk percobaan ini adalah sampel yang berupa susu
bubuk, Kalium Sulfat (K2SO4), Raksa Oksida (HgO), NaOH 60 %, asam
borat, kertas lakmus, larutan HCl 0,1N, HCl 0,2N dan indikator
metil blue.
3.2 Prosedur
Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada percobaan ini adalah
sebagai berikut :
0. Menimbang sample sebanyak 0,05 gram lalu memindahkannya
kedalam labu kjeldahl.
0. Menambahkan 0,04 gram HgO dan 0,9 gram K2SO4
0. Menambahkan 4ml H2SO4
0. Menambahkan beberapa butir batu didih, lalu memanaskannya
sampai mendidih selama 15 menit dan larutan menjadi jernih
kehijau-hijauan.
Melakukan percobaan dilemari asam menggunakan alat destruksi
dengan unit penghisapan uap.
0. Mendinginkan campuran, lalu menambahkan 10 ml NaOH 60%
0. Memindahkan isi tabung kedalam alat distilasi. Mencuci dan
membilas labu 5-6 kali dengan 1-2ml air lalu dipindahkan dalam labu
distilasi
0. Menambahkan 15 ml asam borat kemudian menambahkan 2 tetes
indikator metal merah biru
0. Meguji sampel dengan lakmus
0. Menitrasi sampel dengan larutan HCl 0,1 N dan ),2 N
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Adapun hasil pengamatan yang diperoleh yaitu sebagai
berikut:
Sampel
Wsampel
Konsentrasi HCl
Volume HCl
Volume blanko
Kadar N (%)
Kadar Protein (%)
Susu Bubuk
50,2 mg
0,1 N
4,5 ml
0,2
11,99
76,54
52,4 mg
0,2 N
6,8 ml
0,1
3,582
22,85
4.2 Perhitungan
a. HCl 0,1N
Volume titran pada sample= 4,5 ml
Volume titran pada blanko= 0,2 ml
Berat sample= 50,2 mg
% N
= 11,99 %
% protein = % N x factor konversi
= 11,99 % x 6,38
= 76,54%
b. HCl 0,2N
Volume titran pada sample= 6,8 ml
Volume titran pada blanko= 0,1 ml
Berat sample= 52,4 mg
% N
= 3,582 %
% protein = % N x factor konversi
= 3,582 % x 6,38
= 22,85%
4.3 Pembahasan
Pada praktikum ini, sampel yang digunakan yaitu susu bubuk.
Langkah pertama yang harus dilakukan oleh praktikan adalah
memasukkan sampel sebanyak 50,2 mg kedalam labu kjeldahl. Kemudian
kedalam labu, ditambahkan 0,04 gram HgO, 0,9 gram K2SO4. Setelah
itu, ditambahkan lagi H2SO4 sebanyak 4 ml dalam ruang asam
yang kemudian dilanjutkan dengan mendestruksi sampel hingga
warnanya berubah menjadi hijau bening. Sampel yang sudah
didestruksi, akan didinginkan yang kemudian akan dilanjutkan dengan
proses destilasi. Sebelumnya, sampel ditambahkan dengan akuades
agar endapan dapat larut. Kemudian ditambahkan asam borat kedalam
destilat sebanyak 15 ml yang dilanjutkan dengan penambahan 2 tetes
indicator metal merah biru. Setelah penambahan indicator, dilakukan
uji lakmus terhadap sampel yang kemudian dilajutkan dengan titrasi
HCl hingga warnanya berubah menjadi biru. praktikum kali ini,
normalitas HCl yang digunakan adalah 0,1 N dan 0,2 N.
Penambahan K2SO4 berfungsi sebagai katalisator yang dapat
meningkatkan titik didih. 1 gram K2SO4 dapat meningkatkan
titik didih hingga 30 C. Peningkatan titik didih akan
mengefektifkan reaksi antara asam sulfat dengan sampel ( destruksi
berjalan efektif ). Hal tersebut disebabkan oleh lamanya waktu yang
dibutuhkan oleh asam sulfat untuk menguap ( semakin tinggi titik
didih, maka waktu yang dibutuhkan asam sulfat untuk menguap akan
semakin lama ). Destruksi sampel bertujuan untuk mempercepat reaksi
dan hidrolisis protein menjadi unsur C, H, O, N, S dan P. Proses
destruksi akan menghasilkan karbondioksida ( CO2 ), air ( H2O
) dan ammonium sulfat (( NH4)2SO4).
Destilasi merupakan suatu proses memisahkan cairan maupun
larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didih. Tujuan dari
proses destilasi adalah memisahkan zat yang akan dianalisa dengan
cara memecah ammonium sulfat menjadi ammonia ( NH3 ).
Pemecahan tersebut melibatkan peran NaOH 60% yang ditambahkan
kedalam sampel sebanyak 10 ml. Penambahan NaOH bertujuan untuk
mempercepat pelepasan ammonia dengan cara menciptakan suasana basa
( reaksi tidak dapat berlangsung dalam kondisi asam ).
NH3 dihasilkan dalam destilat berupa gas. Gas
NH3 tersebut ditangkap oleh asam borat.
Penggunaan normalitas asam klorida yang berbeda bertujuan untuk
membandingkan normalitas mana yang menghasilkan kadar protein yang
sesuai dengan literature. Apabila membandingkan antara kedua kadar
protein tersebut, didapatkan hasil yang rentang perbedaannya sangat
jauh. Menurut literature, kadar protein dalam susu bubuk adalah
25,9 % sedangkan menurut hasil praktikum adalah 76,54 % dan 22,85
%. Hasil analisa kadar protein menggunakan asam klorida 0,2 N
memberikan hasil yang sedikit mendekati kadar literature. Besarnya
kadar protein pada susu bubuk ( HCl 0,1 N ) kemungkinan disebabkan
oleh ikut teranalisisnya komponen- komponen lain seperti purina,
pirimidina, asam amino besar, kreatina dan vitamin- vitamin sebagai
nitrogen protein.
Adapun reaksi yang terjadi pada percobaan ini yaitu:
4NH3 +
2H3BO3 2(NH4)2BO3 +H2
HgO +
H2SO4
HgSO4 + H2
Hg2SO4 + 2
H2SO4
2 HgSO4 + 2 H2O + SO2
( NH4)2SO4 +
2NaOH
2NH3 + Na2SO4 + 2H2O
(CHON) + On +
H2SO4
CO2 + H2O + (NH4)2SO4
Protein merupakan salah satu unsure makro yang terdapat pada
bahan pangan selain lemak dan karbohidrat. Protein merupakan sumber
asam amino yang mengandung unsure- unsure C, H, O dan N dalam
ikatan kimianya. Molekul protein juga mengandung fosfor, belerang
dan ada beberapa jenis protein yang mengandung tembaga. Protein
sangat mudah mengalami perubahan fisis maupun aktivitas biologis
yang disebabkan oleh kandungan protein berupa polipeptida dengan BM
( berat molekul ) yang beragam. Fungsi utama protein dalam tubuh
adalah sebagai zat pembentuk jaringan baru dan mempertahankan
jaringan yang sudah ada agar tidak mudah rusak. Protein dapat juga
digunakan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak
dapat terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Protein juga berperan
dalam pengaturan proses dalam tubuh ( secara langsung maupun tidak
langsung ). Dengan cara mengatur zat-zat pengatur proses
dalam tubuh, protein dapat mengatur keseimbangan cairan dalam
jarngan dan pembuluh darah, yaitu dengan cara menimbulkan tekanan
osmotik koloid. Tekanan osmotic tersebut dapat menarik cairan
jaringan kedalam pembuluh darah. Selain itu, sifat amfoter protein
yang dapat bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur
keseimbangan asam basa dalam tubuh.
Protein dapat mengalami perubahan- perubahan yang disebabkan
oleh beberapa hal sebagai berikut:
1. Dapat terdenaturasi yang
disebabkan oleh perlakuan pemanasan. Pada umumnya protein akan
terdenaturasi karena adanya kondisi ekstrim.
2. Dapat terkoagulasi atau
membentuk endapan yang disebabkan oleh adanya perlakuan
pengasaman.
3. Dapat mengalami
dekomposisi atau pemecahan oleh enzim- enzim proteolitik.
4. Dapat bereaksi dengan gula
reduksi. Reaksi tersebut akan menimbulkan terbentuknya warna
cokelat.
Analisis protein dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan dua
metode yaitu metode kuantitatif dan kualitatif. Analisis protein
secara kualitatif adalah analisis yang bertujuan untuk mengetahui
ada atau tidaknya protein dalam suatu bahan pangan. Analisis
kualitatif dapat dilakukan dengan reaksi Xantoprotein, reaksi
Hopkins-Cole, reaksi Millon, reaksi Nitroprusida dan reaksi
Sakaguchi. Sedangkan analisis protein secara kuantitatif adalah
analisis yang bertujuan untuk mengetahui kadar protein dalam suatu
bahan pangan. Analisi kuantitatif protein dapat dilakukan dengan
metode Kjeldahl, metode titrasi formol, metode Lowry, metode
spektrofotometri visible (Biuret) dan metode spektrofotometri
UV.
Pada praktikum kali ini akan dilakukan penentuan kadar protein
dalam susu dengan menggunakan metode Kjeldahl. Analisis protein ini
dapat menentukan tingkat kualitas protein apabila dipandang dari
sudut gizi serta menelaah protein yang merupakan salah satu bahan
kimia secara biokimia, fisiologis, reologis dan enzimatis. Prinsip
kerja dari metode Kjeldahl adalah protein dan komponen organic
dalam sampel didestruksi dengan menggunakan asam sulfat dan
katalis. Hasil destruksi dinetralkan dengan menggunakan larutan
alkali dan melalui destilasi. Destilat ditampung dalam larutan asam
borat. Selanjutnya ion- ion borat yang terbentuk dititrasi dengan
menggunakan larutan HCl.
V. KESIMPULAN
Adapun beberapa kesimpulan yang dapat diperoleh yaitu sebagai
berikut:
8. Kadar protein pada susu bubuk yang dititrasi menggunakan HCl
0,1N yaitu sebesar 76,54%
8. Kadar protein pada susu bubuk yang dititrasi menggunakan HCl
0,1N yaitu sebesar 22,85 %
8. Penggunaan normalitas asam klorida yang berbeda bertujuan
untuk membandingkan normalitas mana yang menghasilkan kadar protein
yang sesuai dengan literature
8. Hasil analisa kadar protein menggunakan asam klorida 0,2 N
memberikan hasil yang sedikit mendekati kadar literature yaitu
25,9%
8. Besarnya kadar protein pada susu bubuk ( HCl 0,1 N )
kemungkinan disebabkan oleh ikut teranalisisnya komponen- komponen
lain seperti purina, pirimidina, asam amino besar, kreatina dan
vitamin- vitamin sebagai nitrogen protein
DAFTAR PUSTAKA
Anna,Poedjiadi.1994. Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta:
UI-Press
Hadiwiyoto,S.1994.Teori dan Prosedur Pengujian Mutu Susu dan
Hasil Olahannya.Yogyakarta: Liberty
Sudarmadji,dkk.1984.Analisa Bahan Makanan dan Hasil
Pertanian.Yogyakarta: Liberty
Winarno, FG.1992. Kimia Pangan dan Gizi.Jakarta:
Gramedia
