Istilah
protein berasal dari kata yunani proteos, yang berarti yang utama atau yang
didahulukan. Kata ini dikenalkan oleh seorang ahli kimia belanda, Garargus Mulder
(1802-1880), karena ia berpendapat bahwa
protein adalah zat yang paling terpenting dalam setiap sistem organisme. Molekul
protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan kadang kala sulfur
serta fosfor (Almatsier 2009).
Protein yang
berasal dari hewan disebut protein hewani, sedangkan yang berasal dari tumbuhan
disebut protein nabati. Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O
dan senyawa nitrogen. Protein digunakan sebagai sumber pembentukan sel-sel
tubuh dan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat dan
lemak. (Poedjiadi 1994).
Separuh plasma protein
dari total protein dalam tubuh merupakan Albumin. Karena menjadi plasma Protein, peranan
Albumin yang mengandung asam amino sangat vital mulai dari penyusun struktur sel,
antibody, enzim hingga hormon. Albumin merupakan jenis protein
terbanyak di dalam plasma yang mencapai kadar 60%. Protein yang larut dalam air
dan mengendap pada pemanasan itu merupakan salah satu konstituen utama tubuh.
Albumin adalah protein yang tertinggi konsentrasi dalam plasma. Fungsi Albumin sangat banyak bagi
tubuh, diantaranya untuk merangsang hormon tiroid, merangsang asam lemak, dan
Albumin juga merangsang bilirubin.
Albumin pada umumnya
dibentuk di hati. Hati menghasilkan sekitar 12 gram albumin per hari yang
merupakan sekitar 25% dari total sintesis protein hepatic dan separuh dari
seluruh protein yang diekskresikan organ tersebut. Albumin pada mulanya
disintesis sebagai preprotein. Peptida sinyalnya dilepaskan ketika preprotein
melintas kedalam sinterna reticulum endoplasma kasar, dan heksa peptide pada
ujung terminal-amino yang dihasilkan itu kemudian dipecah lebih lanjut
disepanjang lintasan skreotik. Albumin dapat ditemukan dalam putih telur dan
darah manusia. Golongan protein ini paling banyak dijumpai pada telur (albumin
telur), darah (albumin serum), dalam susu (laktalbumin).
Praktikum
kali ini bertujuan agar mahasiswa akan dapat menunjukan sifat dan struktur asam
amino dan protein melalui uji – uji kualitatif dan mempelajari beberapa reaksi
uji terhadap asam amino dan protein.
METODE PRAKTIKUM
Waktu
dan Tempat Praktikum
Praktikum ini dilakukan
di laboratorium GG LAB 04. Waktu praktikum yaitu hari jumat tanggal 07 Maret
2014 pukul 07.00 – 11.00 WIB.
Alat dan Bahan
Alat-alat
yang digunakan pada praktikum kali ini adalah tabung reaksi, pipet tetes, gelas
piala 100 ml dan 250 ml, botol semprot, kasa, waterbath (pemanas), pipet mohr 10 ml, bulk karet,
thermometer, ruang
asam, dan kayu penjepit. Bahan
– bahan yang digunakan pada peraktikum ini antara lain HgCl2 2%, larutan
Pb-Asetat 5%, larutan AgNO3 5%, larutan amino Sulfat, Aquades,
pereaksi Millon, pereaksi Biuret, larutan asam asetat, larutan Albumin 1M, HCL
0.1 M, NaOH 0.1 M, buffer asetat pH 4.7, dan Etanol 95%.
Prosedur Percobaan
Pengendapan oleh Logam. Di dalam tabung reaksi berisi 3 ml albumin
ditambahkan 5
tetes larutan HgCl2 2%, percobaan diulangi dengan menggunakan
larutan Pb-asetat 5% dan AgNO3 5%.
Pengendapan oleh Garam. Larutan
Protein 5 ml dijenuhkan dengan asam sulfat dan ditambahkan sedikit demi sedikit
garam, lalu diaduk hingga mencapai titik jenuh, kemudian disaring. Setelah itu
kelarutan di uji dengan air dan endapan di uji dengan pereaksi Millon dan
pereaksi Biuret.
Uji Koagulasi. Larutan
Protein sebanyak 2,5 ditambahkan 2 tetes asam asetat, kemudian tabung diletakan
didalam air mendidih selama 5 menit, lalu endapan di ambil dengan batang pengaduk,
setelah itu kelarutan di uji dalam air
dan endapan di uji dengan pereaksi Millon.
Pengendapan oleh Alkohol. Untuk
uji pengendapan oleh alkohol disiapkan 4 tabung reaksi. Tabung reaksi pertama
dimasukan 2,5 ml larutan Albumin, lalu ditambahkan HCL 0,1 sebanyak 0,5 dan
Etahol 95% sebanyak 3 ml, tabung reaksi ke dua dimasukan 2,5 ml larutan
Albumin, lalu NaOH 0,1M sebanyak 0,5 ml dan larutan Etanol 95% sebanyak 3 ml, tabung
reaksi ke tiga dimasukan 2,5 larutan Albumin, lalu ditambahkan Bafer Asetat
pH4,7 sebanyak 0,5 ml dan Etanol 95% sebanyak 3 ml, tabung reaksi keempat
sebagai pengkontrol dimasukan 2,5 ml larutan Albumin dan Etanol 95% sebanyak
3,5 ml. kemudian dari setiap tabung diamati mana yang menunjukan protein tidak
larut dan dilihat perbedaan pada proses pengendapan protein oleh Logam, protein
oleh Garam, dan protein oleh Alkohol.
Denaturasi Protein. Untuk
uji Denaturasi rotein disiapakan 4 tabung reaksi. Tabung reaksi pertama
dimasukan larutan Albumin sebanyak 4,5 ml dan HCL 0,1M sebanyak 0,5 ml, tabung
reaksi ke dua dimasukan larutan Albumin sebanyak 4,5 ml dan NaOH 0,1M sebanyak
0,5 ml, tabung reaksi ke tiga dimasukan larutan albumin sebanyak 4,5 ml dan
larutan Bufer Asetat pH 4,7 sebanyak 0,5 ml, tabung reaksi ke empat sebagai
pengkontrol dimasukan larutan Albumin sebanyak 4,5 ml. kemudian ke empat tabung
diletakan di air mendidih selama 15 menit dan di dinginkan pada temperature
kamar. Perubahan yang terjadi diamati dan untuk tabung pertama dan ke dua
ditambahkan 5 ml Bufer Asetat pH 4.7.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Protein terdapat dalam sistem hidup
semua organisme baik yang berada pada tingkat rendah maupun organisme
tertinggi. Untuk mengidentifikasi jenis protein yang terkandung, dapat
dilakukan melalui percobaan pengendapan oleh Logam, pengendapan oleh Garam, uji
Koagulasi, pengendapan oleh Alkohol, dan Denaturasi protein.
Tabel 1. Hasil perngamatan pengendapan
Albumin oleh Logam.
Logam
|
Hasil
|
Ag
|
++
|
Pb
|
+
|
Hg
|
+++
|
Keterangan : ( +++ ) Sangat Banyak
Endapan ( ++ ) Banyak Endapan ( + )
Sedikit Endapan
Prinsip
uji pengandapan oleh Logam, garam logam berat seperti Ag, Pb, dan Hg akan
membentuk endapan logam Proteinat. Ikatan yang terbentuk amat kuat dan akan
memutuskan jembatan garam, sehingga protein mengalami Denaturasi. Jadi garam
logam berat sangat berbahaya bila sampai
termakan karena garam logam tersebut akn mendenaturasi sekaligus mengendapkan
protein sel – sel tubuh.
Hasil
pengamatan pengendapan albumin oleh logam, logam Ag menghasilkan (++) banyak
endapan, pada logam Pb menghasilkan (+) sedikit endapan, dan pada logam Hg menghasilkan (+++) sangat banyak endapan.
Hasil dari literatur yang didapat
seharusnya larutan pada AgNO3
5% lebih banyak endapan dibandingkan larutan HgCl 2%, kontaminasi sampel mungkin terjadi. Hal itu menunjukan bahwa logam Ag,
Pb, dan Hg sangat reaktif sesuai dengan posisi unsur tersebut di table SPU,
diantara ketiga larutan tersebut larutan
AgNO3 yang paling reaktif karena logam Ag mempunyai elektron valensi
yang lebih.
Tabel
2. Hasil pengamatan pengendapan Albumin oleh Garam.
Uji
|
Hasil
|
Kelarutan
|
Larut
|
Millon
|
-
|
Biuret
|
-
|
Keterangan : ( + ) Ada Protein
( - ) Tidak
Ada Protein
Prinsip uji pengendapan
oleh garam, apabila terdapat garam – garam anorganik dengan presentasi tinggi
dalam larutan protein maka kelarutannya akan berkurang, sehingga mengakibatkan
pengendapan. Teori menyebutkan bahwa sifat itu terjadi karena kemampuan ion
garam untuk terhidrasi sehingga berkompetisi dengan molekul protein
untukmengikat air.
Hasil pengamatan
pengendapan Albumin oleh garam, uji Millon dan uji Biuret menghasilkan (-)
tidak ada protein. Hasil literatur seharusnya hasil yang didapat pada uji Biuret (+) mununjukan ada protein, kontaminasi sampel
mungkin terjadi.
Garam anorganik yang digunakan dalam percobaan ini adalah
ammonium sulfat, hal ini terjadi karena ammonium sulfat memiliki tingkat
kelarutan yang lebih tinggi dari pada protein. Sehingga pada saat penambahan
ammonium sufat akan melarut dalam air atau pelarutnya dan mendesak protein
keluar, kembali dalam bentuk sendirinya, sehingga terbentuklah protein yang
terendap.
Tabel 3. Hasil pengamatan uji Koagulasi
Albumin.
Uji
|
Hasil
|
Kelarutan
|
Larut
|
Millon
|
-
|
Keterangan : ( + ) Ada Protein
( - ) Tidak Ada Protein
Prinsip
Koagulasi, Denaturasi protein didefinisikan sebagai suatu keadaan telah
terjadinya perubahan struktur protein yang mencakup perubahan bentuk dan
lipatan molekul, tanpa menyebabkan pemutusan atau kerusakan ikatan antar asam
amino dalam struktur primer protein. Protein yang mengalami Denaturasi
kelarutannya berkurang. Karena itu ia akan mengendap pada titik isolistriknya.
Protein yang digunakan merupakan
albumin atau putih telur. Hasil
pengamatan uji Koagulasi Albumin, pada uji Millon hasil yang didapat (-) tidak
ada protein. Hasil dari literatur yang didapat seharusnya (+) adanya protein. Endapan albumin yang terjadi setelah
penambahan asam asetat, bila direaksikan dengan pereaksi millon memberikan
hasil positif. Hal ini menunjukkan bahwa endapan tersebut masih bersifat
sebagai protein. Koagulasi ini hanya terjadi bila larutan protein berada titik
isolistriknya (Poedjiadi 1994).
Tabel
4. Hasil pengamatan pengendapan Albumin oleh Alkohol.
Tabung
|
Hasil
|
1
(HCl)
|
++
|
2
(NaOH)
|
+
|
3
(Buffer)
|
+++
|
4
(Kontrol)
|
+
|
Keterangan : ( +++) Sangat Banyak
Endapan
( ++ ) Banyak Endapan
( + ) Sedikit Endapan
( - ) Tidak Ada Endapan
Prinsip
uji pengendapan oleh alkohol adalah pengendapan protein, protein dapat
diendapkan dengan penambahan alkohol. Pelarut organik akan mengurangi konstanta
dielektrika dari air, sehingga kelarutan protein berkurang, dan juga karena
alkohol akan berkompetisi dengan protein terhadap air .
Hasil
pengamatan yang didapat HCl menghasilkan (++) banyak endapan, NaOH dan
pengkontrol menghasilkan (-), dan Buffer asetat menghasilkan (+++). Sesuai
dengan literatur pada uji pengendapan protein oleh alkohol endapan yang paling
banyak dihasilkan oleh buffer asetat, buffer asetat menghasilkan endapan yang
paling banyak karena memiliki pH 4,7 pada titik isolistiknya, yang sama dengan
pH isolistrik albumin (4,55-4,90). Protein
akan terdenaturasi atau mengendap bila berada pada titik isolistriknya, yaitu
pH dimana jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatifnya. Dalam larutan asam (pH rendah),
gugus amino bereaksi dengan H+, sehingga protein bermuatan positif.
Sebaliknya, dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksi
sebagai asam atau bermuatan negatif. pH
isolistrik muatan gugus amino dan karboksil bebas akan saling menetralkan
sehingga molekul bermuatan nol (Winarno 2002).
Tabel 5. Hasil pengamatan uji Denaturasi
protein.
Tabung
|
Hasil
|
1
(HCl)
|
++
|
2
(NaOH)
|
+++
|
3
(Buffer)
|
+
|
4
(Kontrol)
|
+
|
Keterangan : ( +++) Sangat Banyak
Endapan
( ++ ) Banyak
Endapan
( + ) Sedikit Endapan
(
- ) Tidak Ada Endapan
Prinsip
uji denaturasi merupakan reaksi denaturasi albumin tanpa penambahan alkohol,
ternyata endapan yang paling banyak dihasilkan oleh buffer asetat, diikuti oleh
HCl dan NaOH. Penambahan bufer asetat pada uji tersebut bertujuan agar pH
isolistrik tercapai, sehingga albumin dapat terdenaturasi.
Protein sering mengalami perubahan sifat setelah mengalami
perlakuan tertentu, meskipun sangat sedikit ataupun ringan dan belum
menyebabkan terjadinya pemecahan ikatan kovalen atau peptida, perubahan
inilah yang dinamakan dengan Denaturasi Protein. Hasil pengamatan dari uji Denaturasi
protein yang didapat, NCl menghasilkan (++) banyak endapan, NaOH menghasilkan
(+++) sangat banyak endapan, Buffer dan pengkontrol (+) sedikit endapan. Hasil
dari literatur yang didapat pada HCl dan NaOH seharusnya tidak ada endapan, dan
pada Buffer asetat ada endapan.
Denaturasi protein dapat terjadi
dengan berbagai macam perlakuan, antara lain dengan perlakuan panas, pH, garam,
dan tegangan permukaan. Laju denaturasi protein dapat mencapai 600 kali untuk
tiap kenaikan 100C. Suhu terjadinya denaturasi sebagian besar protein terjadi
berkisar antara 55-750C. Pada protein yang mengalami denaturasi, proteinnya
akan mengendap karena gugus-gugus bermuatan positif dan negatif dalam
jumlah yang sama atau netral atau dalam keadaan titik isoelektrik.
Proses denaturasi ini terjadi
pemtusan ikatan hydrogen, interaksi hidrofobik dan ikatangaram hingga molekul
protein tidak punya lipatan lagi.Garam-garam seperti misalnya natrium klorida
dalam konsentrasi tertentu dapat menyebabkan denaturasi atau koagulasi. Pada
protein telur mudah terdenaturasi oleh adanya panas dan tegangan maka bila
putih telur tersebut diaduk sampai menjadi buih. Protein yang telah mengalami
denaturasi akan memberikan beberapa hal seperti Viskositas naik ( karena mol
menjadi asimetris dan lipatan hilang) Rotasi optis larutan protein meningkat (Ophart 2003).
SIMPULAN
Protein yang tercampur oleh senyawa logam berat akan
terdenaturasi. Protein dapat
diendapkan dengan garam ammonium sulfat hingga jenuh. Kelarutan
protein akan berkurang bila dalam larutan protein ditambahkan garam-garam anorganik. Panas yang
pada uji
koagulasi mengacaukan ikatan Hidrogen dan interaksi hidrofobik non polar, sedangkan asam asetat membuat larutan albumin
mencapai pH isoelektriknya sehingga dapat terkoagulasi. Pada uji pengendapan protein oleh
alkohol endapan yang paling banyak dihasilkan oleh buffer asetat, diikuti oleh
NaOH dan HCl. Denaturasi protein merupakan gangguan dan kerusakan yang terjadi
pada struktur sekunder dan tersier protein disebabkan oleh perubahan kalor, perubahan pH
yang ekstrim.
DAFTAR
PUSTAKA
Almatsier,
Sunita. 2009. Prinsip dasar ilmu gizi. Jakarta
[ID]: Geramedia Pustaka Utama.
Fessenden,
F dan Fessenden. [1994]. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta [ID]: Erlangga.
Lehninger.A.L,
1995. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta [ID]: Erlangga.
Ophart, C.E., 2003. Virtual Chembook. Elmhurst
College.
Poedjiadi A, Supriyanti FT. 1994. Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta
[ID]: UI press.
Veerachari U. et al. 2011. Premilinary phyto-chemical
evaluation of the leaf extract
of five Cassia Species. Vol 574-583.
Winarno,
F.G., 2002. Kimia Pangan dan Gizi.
Jakarta [ID]: Gramedia Pustaka Utama.