PROTEIN. Biuret) Kelompok 4 G Departemen Biokimia

Transkripsi

1 Laporan Praktikum Hari/Tanggal : Jumat, 3 Oktober 2014 Struktur dan Fungsi Biomolekul PJP : Inda Setyawati, S.TP, M. Si Asisten : Hijriana Fikrika Arisya Febrianti Ema Lindawati Gia P. PROTEIN (Uji Millon, Hopkins-Cole, Ninhidrin, Belerang, Xantoproteat dan Biuret) Kelompok 4 Listia Vidyawati M. M. G Caecilia Jessica U. G Efdian Dwi I. G Rizky Nurhayati G Departemen Biokimia Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor 2014

2

3 1 PENDAHULUAN Menurut Watson (2002), protein adalah zat makanan yag paling kompleks. Protein terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan sulfur, dan biasanya fosfor. Protein sering disebut sebagai zat makanan bernitrogen karena protein merupakan satu-satunya zat dalam makanan yang mengandung nitrogen. Menurut Sumardjo (2006), protein merupakan makrobiomolekul asam-asam alfa amino dengan susunan yang kompleks dan bobot molekulnya sekitar 5000 sampai jutaan. Rantai peptida merupakan tulang punggung struktur protein, sedangkan ikatan peptida merupakan faktor utama didalam menentukan konfigurasi rantai tersebut. Protein dapat mengandung satu atau lebih rantai polipeptida. Semua protein disusun oleh substansi sederhana asam amino, terdapat 20 macam asam amino penyusun protein. Tapi satu jenis protein hanya disusun oleh beberapa asam amino. Berikut ini struktur 20 asam amino: Gambar 1 Struktur 20 asam amino (Yuwono T 2010)

4 2 Berdasarkan sumbernya protein terbagi atas dua macam yaitu protein nabati yang berasal dari tumbuhan dan protein hewani dari hewan. Fungsi protein bermacam-macam. Asam amino penyusun protein dapat digunakan sebagai sumber utama bahan bakar metabolisme dan prekursor untuk sintesis protein dalam tubuh. Protein berfungsi memindahkan berbagai senyawa melalui aliran darah dan melintasi membran. Protein juga merupakan komponen yang memungkinkan terjadinya kontraksi otot, membentuk sistem antibodi, dan menjadi faktor pembekuan darah. Fungsi penting protein yang lain adalah sebagai katalisator dalam bentuk enzim yang meningkatkan kecepatan reaksi biokimia (Marks et al 2000). Albumin merupakan protein yang dapat larut air serta dapat terkoagulasi oleh panas dimana terdapat dalam serum darah dan bagian putih telur. Dalam plasma manusia, albumin merupakan protein terbanyak (4,5 g/dl) yaitu sekitar 60% dari total plasma. Albumin sangat diperlukan tubuh manusia setiap hari, terutama dalam proses penyembuhan luka (Yuniarti DW et al. 2013). Pepton merupakan hidrolisat protein yang diperoleh dengan cara penghancuran bahan berpotensi tinggi melalui reaksi hidrolisis asam atau enzimatis. Reaksi hidrolisis tersebut dengan cara pemutusan ikatan peptida pada asam amino serin, sulfidril, dan asam amino yang asam (Rahman et al. 2013). Kasein merupakan protein utama pada susu selain whey. Pada susu sapi 80% protein yang terkandung di dalamnya adalah kasein. Kasein merupakan protein yang dapat membentuk misel akibat adanya perubahan ph, konsentrasi kalsium dan suhu (Manab A 2008). Gelatin merupakan protein hasil hidrolisis parsial kolagen. Gelatin adalah suatu polipeptida larut dan konstituen utama dari kulit, tulang, dan jaringan ikat binatang. Dalam industri pangan, menurut Poppe dalam Huda et al. (2013), gelatin digunakan sebagai pembentuk busa, pengikat, penstabil, pembentuk gel, perekat, peningkat viskositas, pengemulsi, finning agent, crystal modifier, dan pengental. Fenol merupakan senyawa organik yang terdiri dari rantai dasar benzene aromatik dengan satu gugus hidroksil. Fenol dapat menimbulkan bau tidak sedap, bersifat racun dan korosif terhadap kulit (iritasi), menyebabkan gangguan kesehatan manusia dan kematian pada organisme yang terdapat pada air dengan nilai konsentrasi tertentu (Dewilda Y et al. 2012). Tujuan praktikum ini adalah mahasiswa dapat menunjukkan sifat dan struktur asam amino dan protein melalui uji-uji kualitatif. Selain itu mahasiswa dapat mempelajari beberapa reaksi uji terhadap asam amino dan protein. Tujuan berikutnya yaitu mengidentifikasi protein dengan berbagai uji. METODE Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum ini dilakukan di laboratorium pendidikan 2 Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Waktu praktikum yaitu hari Jumat, tanggal 3 Oktober 2014, pukul WIB.

5 3 Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah tabung reaksi, pipet Mohr, pipet volumetric, pipet tetes, gelas piala, penangas air, gegep, batang pengaduk, dan stopwatch. Bahan-bahan yang digunakan adalah pereaksi Millon, pereaksi Hopkins-Cole, larutan ninhidrin 0.1%, albumin 2%, gelatin 2%, kasein 2%, pepton 2%, fenol 2%, larutan asam pekat, NaOH 10%, Pb-Asetat 5%, HNO3 pekat, NaOH pekat, CuSO4 0.1%. Prosedur Uji Millon Sebanyak 3 ml larutan albumin 2% dimasukkan ke dalam tabung reaksi bersih dan ditambahkan dengan 5 tetes pereaksi Millon. Setelah itu, campuran tersebut dipanaskan selama 5 menit dan perubahan warna yang terbentuk diamati. Percobaan tersebut diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, pepton 2%, dan fenol 2%. Uji Hopkins-Cole Sebanyak 2 ml latutan albumin 2% ditambahkan dengan 2 ml pereaksi Hopkins-Cole di dalam tabung reaksi. Setelah itu, dengan hati-hati sebanyak 3 ml asam pekat dimasukkan ke dalam tabung melalui dinding tabung yang dimiringkan. Campuran tersebut didiamkan dan lapisan cincin tang terbentuk diamati. Percobaan tersebut diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, dan pepton 2%. Uji ninhidrin Sebanyak 0.5 ml ninhidrin 0.1% dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan 3 ml larutan albumin 2%. Campuran tersebut dipanaskan pada suhu 100 C selama 10 menit lalu perubahan warna yang terjadi diamati. Percobaan tersebut diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, dan pepton 2%. Uji belerang Sebanyak 1 ml larutan albumin 2% dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan 2.5 ml NaOH 10% lalu didihkan. Setelah itu, campuran tersebut ditambahkan dengan 1 tetes Pb-Asetat 5% dan dipanaskan kembali. Perubahan warna yang terjadi diamati. Percobaan tersebut diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, dan pepton 2%. Uji xantoproteat Sebanyak 1 ml larutan albumin 2% dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan dengan hati-hati ditambahkan 2 ml HNO3 pekat. Setelah itu, campuran tersebut dipanaskan lalu didinginkan. Sebanyak 10 tetes larutan NaOH pekat ditambahkan lalu perubahan warna yang terjadi diamati. Percobaan tersebut

6 4 diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, pepton 2%, dan fenol 2%. Uji Biuret Sebanyak 3 ml larutan albumin 2% dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan 1 ml NaOH 10% lalu campuran tersebut dikocok. Setelah itu, sebanyak 1 tetes larutan CuSO4 0.1% ditambahkan dan dikocok kembali. Apabila tidak timbul warna, ditambahkan kembali dengan 1 atau 2 tetes CuSO4. Pembentukan warna yang terjadi diamati. Perubahan warna yang terjadi diamati. Percobaan tersebut diulangi lagi dengan prosedur yang sama namun larutan albumin 2% diganti dengan larutan gelatin 2%, kasein 2%, dan pepton 2%. HASIL DAN PEMBAHASAN Pereaksi Millon mengandung merkuri dan ion merkuro dalam asam nitrat dan asam nitrit, ion tersebut akan membentuk garam merkuri dengan residu asam amino tirosin yaitu gugus fenolnya yang ternitrasi oleh pereaksi. Garam yang dihasilkan akan menghasilkan warna merah pada larutan. Tabel 1 Hasil uji Millon Albumin + Larutan berwarna warna merah Gelatin + Larutan berwarna warna merah Kasein - Larutan berwarna hijau kuning Pepton + Larutan berwarna warna merah Fenol + Larutan berwarna warna merah Keterangan : (+) : Mengandung tirosin (-) : Tidak mengandung tirosin Merujuk pada tabel 1 albumin, gelatin, pepton, dan fenol menunjukkan hasil positif yaitu perubahan warna larutan menjadi merah ataupun kemerahan.

7 5 Sedangkan kasein menunjukkan hasil uji yang negatif, dengan perubahan warna larutan hijau dengan endapan kuning. Fenol merupakan benzenol, pada saat penambahan pereaksi, fenol akan ternitrifikasi. Fenol yang ternitrifikasi bereaksi dengan Hg akan membentuk kompleks berwarna merah. Residu tirosin memiliki gugus fenol, sehingga protein dengan asam amino tirosin akan menunjukkan hasil uji yang positif. Menurut literatur gelatin dan albumin mengandung asam amino tirosin, terbukti menunjukkan hasil positif pada uji Millon. Kasein juga mengandung asam amino tirosin, namun hasil uji menunjukkan hasil yang negatif. Mungkin karena gugus fenol dari asam amino tirosin tidak ternitrifikasi, atau karena larutan yang terbentuk berwarna hijau pekat sehingga warna kompleks tidak terlihat. Uji Hopkins-Cole menggunakan pereaksi yang mengandung asam glioksilat. Gugus indol pada asam amino triptofan mudah melakukan kondensasi dengan aldehid jika ada penambahan asam kuat. Hasil kondensasi ini membentuk furfural yang ditunjukkan terbentuknya cincin ungu pada larutan. Tabel 2 Hasil uji Hopkins-Cole Albumin + Terbentuk cincin ungu Gelatin + Terbentuk cincin ungu Kasein + Terbentuk cincin ungu Pepton + Terbentuk cincin ungu Keterangan : (+) : Mengandung residu asam amino triptofan (-) : Tidak mengandung residu asam amino triptofan Merujuk pada tabel 2 protein albumin, gelatin, kasein, dan pepton, menunjukkan hasil positif pada uji Hopkins-Cole. Artinya pada protein tersebut terkandung asam amino triptofan. Berdasarkan literatur yang ada albumin, gelatin, dan kasein mengandung asam amino triptofan. Uji ninhidrin merupakan uji umum untuk identifikasi seluruh asam amino, karena larutan ninhidrin bereaksi dengan gugus utama asam amino. Senyawa ninhidrin akan bereaksi dengan gugus karboksil dan gugus amino bebas menghasilkan CO2, NH3, dan aldehida dengan jumlah atom C kurang satu dari jumlah semula. Reaksinya adalah sebagai berikut: R.CH(NH2)COOH R.CHO + NH3 + CO2

8 6 Tabel 3 Hasil uji Ninhidrin Gelatin + Larutan berwarna kuning Kasein + Larutan berwarna kuning Pepton + Larutan berwarna biru ungu Albumin + Larutan berwarna ungu seulas Keterangan : (+) : Mengandung gugus amina bebas (-) : Tidak mengandung gugus amina bebas Merujuk pada tabel 3, uji Ninhidrin menunjukkan hasil positif pada larutan protein gelatin, kasein, pepton, dan albumin. Uji Ninhidrin menunjukkan hasil positif pada semua protein. Hasil positif ditunjukkan timbulnya perubahan warna larutan menjadi kuning atau ungu. Oleh karena itu terbukti larutan uji tersebut merupakan larutan yang berisi senyawa protein. Uji belerang merupakan uji kualitatif pada asam amino dan menunjukkan hasil positif pada asam amino yang memiliki unsur sulfur. Asam amino tersebut adalah asam amino metionin dan sistein. Dalam suasana basa larutan Pb-asetat 5% akan bereaksi dengan asam amino sistein atau metionin membentuk garam PbS yang berwarna hitam. Tabel 4 Hasil uji Belerang Gelatin - Larutan tidak berwarna Kasein - Larutan tidak berwarna Pepton - Larutan tidak berwarna Albumin + Larutan berwarna hitam Keterangan : (+) : Mengandung residu asam amino sistein (-) : Tidak mengandung residu asam amino sistein

9 7 Merujuk pada tabel 4, uji belerang menunjukkan hasil positif pada albumin, sedangkan pada larutan protein gelatin, kasein, dan pepton memberikan hasil yang negatif. Berdasarkan literatur yang ada protein gelatin, kasein, dan pepton mengandung asam amino sistein dan metionin. Hasil uji negatif dapat disebakan suasana larutan yang kurang basa sehingga Pb-asetat tidak dapat bereaksi dengan unsur sulfur pada residu asam amino sistein dan metionin. Uji kualitatif xantoproteat menunjukkan hasil positif pada asam amino aromatik yaitu asam amino tirosin, fenilalanin, dan triptofan. Larutan HNO3 pekat akan menyebabkan terjadinya nitrasi inti benzena. Hasil nitrasi tersebut menghasilkan turunan nitro benzena yang berwarna kuning tua, dalam suasana basa akan berubah warna menjadi orange. Tabel 5 Hasil uji Xantoproteat Gelatin + Larutan berwarma tidak berwarna pada lapisan atas dan kuning bagian bawah Kasein + Larutan berwarma kuning jingga, terbentuk endapan kuning Pepton + Larutan berwarma tidak berwarna pada lapisan atas dan kuning bagian bawah Albumin + Larutan berwarna coklat pada lapisan atas dan merah darah bagian bawah Fenol + Larutan berwarna coklat pada lapisan atas dan merah darah bagian bawah Keterangan : (+) : Mengandung residu asam amino aromatik (-) : Tidak mengandung residu asam amino aromatik Merujuk pada tabel 5 protein albumin, gelatin, kasein, dan pepton, serta larutan fenol menunjukkan hasil positif pada uji xantoproteat. Fenol merupakan senyawa aromatik sehingga menjadi kontrol positif pada uji xantoproteat. Berdasarkan literatur yang ada protein albumin, gelatin, dan kasein mengandung protein yang memiliki gugus aromatik yaitu asam amino tirosin, fenilalanin, dan triptofan. Sehingga terbukti dari hasil uji xantoproteat keempat larutan tersebut menunjukkan hasil yang positif. Uji Biuret merupakan uji kualitatif pada protein yang memiliki gugus peptida. Reaksi positif pada uji ini merupakan pembentukan senyawa kompleks

10 8 Cu 2+, gugus CO, dan NH yang berasal dari rantai peptida dalam suasana basa. Dalam suasana basa kompleks tersebut terbentuk menghasilkan warna ungu pada larutan. Tabel 6 Hasil uji Biuret Gelatin + Larutan berwarna ungu Kasein + Larutan berwarna ungu Pepton + Larutan berwarna ungu Albumin + Larutan berwarna ungu Fenol - Larutan berwarna biru muda Keterangan : (+) : Mengandung ikatan dipeptida atau lebih (-) : Tidak mengandung ikatan dipeptida atau lebih Merujuk pada tabel 6 larutan albumin, gelatin, kasein, dan pepton memberikan hasil positif pada uji biuret. Larutan fenol tidak memiliki ikatan peptida sehingga hasil uji adalah negatif. Larutan fenol setelah pengujian menunjukkan perubahan warna menjadi biru muda, sehingga hasil uji negatif. Semua protein yang digunakan pada uji terdiri dari ratusan asam amino sehingga akan menunjukkan hasil yang positif pada uji biuret karena ikatan peptidanya banyak. Asam amino adalah asam karboksilat penyusun komponen protein yang mempunyai gugus amina. Fungsi biologis dalam tubuh sebagai penyusun protein, termasuk enzim. Selain itu, asam amino menyusun kerangka dasar sejumlah senyawa penting dalam metabolisme (terutama vitamin, hormon, dan asam nukleat), serta sebagai pengikat ion logam penting yang diperlukan dalam reaksi enzimatik. Oleh karena itu dibutuhkan analisis terhadap kandungan asam amino suatu bahan, khususnya bahan pangan dalam rangka memenuhi kebutuhan asam amino makhluk hidup.

11 9 SIMPULAN Hasil uji yang diperoleh dari uji yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa protein albumin, gelatin, kasein, dan pepton, merupakan senyawa protein yang mengandung asam amino, terdiri dari dua atau lebih ikatan peptida, mengandung asam amino dengan gugus aromatik, mengandung gugus amina bebas, dan asam amino triptofan. Protein albumin, gelatin, dan pepton mengandung asam amino tirosin sedangkan protein kasein tidak. Protein gelatin, kasein, dan pepton tidak mengandung asam amino sistein, pada protein albumin terdapat asam amino sistein. Fenol akan memberikan hasil uji positif pada uji aromatik. DAFTAR PUSTAKA Chain A, solution structure of 6f11f22f2, A compact three-module fragment of the gelatin-binding domain of human fibronectin have been deposited in the NCBI accession number 1E88_A. Casein kinase I isoform gamma-3 [Bos taurus] have been deposited in the NCBI accession number NP_ Dewilda Y, Afrianita R, Iman FF Degradasi senyawa fenol oleh mikroorganisme laut. Jurnal Teknik Lingkungan UNAND. 9 (1) : Huda WN, Atmaka W, Nurhartadi E Kajian karakteristik fisik dan kimia gelatin ekstrak tulang kaki ayam (Gallus gallus bankiva) dengan variasi lama perendaman dan konsentrasi asam. Jurnal Teknosains Pangan. 2(3): Manab A Kajian sifat fisik yogurt selama penyimpanan pada suhu 4ºC. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Ternak. 3(1): Rahman, Fardiaz D, dan Idiyanti T Produksi pepton dari limbah industri bir dengan papain untuk medium pertumbuhan bakteri. Jurnal Teknol dan Industri Pangan. 15(2): Serum albumin preproprotein [Homo sapiens] have been deposited in the NCBI accession number NP_ Sumardjo D Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 Fakultas Bioeksata. Jakarta (ID) : EGC. Watson R Anatomi dan Fisiologi untuk Perawat. Syabariyah S, alih bahasa; Komalasari, editor. Jakarta (ID): EGC. Terjemahan dari: Anatomy and Physiology for Nurses. Yuniarti DW, Sulistiyati TD, dan Suprayitno E Pengaruh suhu pengeringan vakum terhadap kualitas serbuk albumin ikan gabus (Ophiocephalus striatus). THPi Student Journal. 1(1):1-9. Yuwono T Biologi Molekular. Jakarta (ID): Erlangga.