2. uji kelarutan dan pengendapan protein

LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA

Disusun oleh:

Nama                           : Haggai Nainggolan

NPM                           : E1G016052

Prodi                           : Teknologi Industri Pertanian

Kelompok                   : Empat (4)

Hari/tanggal                : Senin/ 16 Oktober 2017

Co-Ass                        : Elfredi Syahputra Sembiring

                                      Hayuning Pratiwi

Dosen                          : Drs. Syafnil., M.Si

                                      Dra. Devi Silsia., M.Si

Objek Praktikum         : UJI KELARUTAN DAN PENGENDAPAN PROTEIN

LABORATORIUM TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2017

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Protein merupakan polipeptida alami yang memiliki kira-kira 100 sampai 1800 atau lebih residu asam amino. Protein alamiah memiliki 20 jenis asam amino. Berat molekul-molekul pada protein sangat besar, ribuan sampai jutaan, sehingga merupakan suatu makromolekul. Seperti senyawa polimer lain, protein dapat dihidrolisisoleh asam, basa atau enzim dan menghasilkan asam-asam amino.

Berdasarkan struktur molekulnya, protein dapat dibagi menjadi dua golongan utama, yaitu:

1.      Protein globular; yaitu protein yang berbentuk bulat atau elips dengan rantai polipeptida yang berlipat. Umumnya protein globular larut dalam air, asam, basa, atau etanol. Contoh: albumin, globulin, protoamin, semua enzim dan antibody.

2.      Protein fiber; yaitu ptrotein yang berbentuk serat atau serabut dengan rantai polipeptida yang memanjang pada satu sumbu. Hamper semua sumbu protein fiber memberikan peran struktural ataua pelindung. Protein fiber tidak larut dalam air, asam, basa, maupun etanol. Contoh keratin rambut, kolagen pada tulang rawan, dan fibroin pada sutera.

Sifat fisiko kimia protein berbeda satu sama lain, tergantung padda komposisi dan jenis asam amino penyusunnya. Sebagian besar protein bila dilarutkan dalam air akam membentuk disperse koloidal dan tidak dapat berdifusi bila dilewatkann melalui membrane semipermiabel. Protein bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan larutan asam maupun basa. Sebagian ada yang mudah larut dan ada yang sukar larut. Namun, semua protein tidak dapat larut dalam pelarut organic seperti, eter, kloroform, atau benzene. Apabila protein dipanaskan atau ditambah etanol absolu, maka protein akan menggumpal (terakogulasi). Hsl ini disebabkan etanol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein.

Pada umumnya protein sangat peka terhadap pengaruh-pengaruh fisik dan kimia. Sehingga mudah mengalami perubahan bentuk. Perubahan atau modifikasi pada struktur protein tersebur disebut denturasi. Hal-hal yang menyebabkan terjadinya denaturasi adalah panas, pH, tekanan, aliran listrik dan adanya bahan kimia seperti urea, alkohol atau sabun. Proses denaturasi berlangsung secara reversible dan juga ireversibel tergantung pada penyebabnya.

Sebagian besar prtein dapat diendapkan dengan penambahan asam-asam organic seperti asam pikrat, assam triklorosetat dan asam sulfosalisilat. Penambahan asam-asam menyebabkan terbentuknya garam proteinat yang tidak larut. Protein dapat pula mengalami denaturasi irreversible dengan adanya logam-logam berat seperti Cu⁺², Hg⁺², atau Pb⁺², sehingga mudah mengendap.

1.2  Tujuan praktikum

1.      Mengetahui daya larut protein terhadap pelarut tertentu.

2.      Mengetahui pengaruh larutan garam konsentrasi tinggi terhadap sifat kelarutan protein.

3.      Mengetahui pengaruh logam berat dan asam organik terhadap sifat kelarutan protein.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah di dalam sel dan menyusun lebih dari setengah berat kering pada semua organisme. Sebagai makro molekul, protein merupakan senyawa organik yang mempunyai berat molekul tinggi dan berkisar antara beberapa ribu sampai jutaan dan tersusun dari C, H, O dan N serta unsur lainnya seperti S yang membentuk asam-asam amino. Semua protein pada semua makhluk, dibangun oleh oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 macam asam amino baku yang molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologis sedang protein sebagai enzim dan hormon mempunyai fungsi khusus. Disamping itu protein dapat berfungsi sebagai pembangun struktur, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH dan bahkan sebagai pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi (Patong, dkk., 2012).

       Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein berfungsi sebagai biokatalis. Di samping itu, hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh, adalah salah satu jenis protein. Demikian pula zat-zat yang berperan untuk melawan bakteri penyakit atau yang disebut antigen, juga suatu protein (Kuchel dan Ralston 2006).

Protein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai berat molekul besar antara ribuan hingga jutaan satuan(g/mol). Protein tersusun dari atom-atom C,H,O dan N ditambah beberapa unsur lainnya seperti P dan S. Atom-atom itu membentuk unit-unit asam amino. Urutan asam amino dalam protein maupun hubungan antara asam amino satu dengan yang lain, menentukan sifat biologis suatu protein. (Sabiston, 1987). Protein merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks. Pada sel hidup, protein mempunyai dua peran utama, yaitu peran katalitik dan mekanik. Peran katalitik ditunjukkan oleh enzim, sedangkan peran mekanik ditunjukkan oleh protein otot (Pratiwi, 2007).

Sifat-sifat protein berbeda-beda saat berhidrolisis dengan air, beberapa reagen dengan pemanasan serta beberapa perlakuan lainya. Kelarutan protein akan berkurang bila kedalaman larutan protein ditambahkan garam-garam anorganik. Pengendapan terus terjadi karena kemampuan ion garam untuk menghidrasi, sehingga terjadi kompetisi antara garam anorganik dengan molekul protein untuk menngikat air. Garam anorganik lebih menarik air maka jumlah air yang tersedia untuk molekul protein akan berkurang (Hamdan. 2007).

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 (Poedjiadi, 2009).

Pada umumnya, protein sangat peka terhadap pengaruh-pengaruh fisik dan zat kimia, sehingga mudah mengalami perubahan bentuk. Perubahan atau modifikasi pada struktur molekul protein disebut denaturasi. Hal-hal yang dapat menyebabkan terjadinya denaturasi adalah panas, pH, tekanan, aliran listrik dan adanya bahan kimia seperti urea, alkohol, atau sabun. Proses denaturasi kadang berlangsung secara reversible, tetapi ada pula yang irreversible, tergantung penyebabnya. Protein yang mengalami denaturasi akan menurunkan aktifitas biologis dan berkurangnya kelarutannya, sehingga mudah mengendap (Sirajuddin, 2009).

Viskositas adalah tahanan yang timbil oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di dalam zat cair yang mengalir. Suatu larutan protein dalam air mempunyai viskositas atau kekentalan yang relatif besar daripada air sebagai pelarut. Pada umumnya viskositas suatu larutan tidak ditentukan atau diukur secara absolut, tetapi ditentukan viskositas relatif, yaitu dibandingkan terhadap viskositas zat cair tertentu. Viskositas larutan protein tergantung pada jenis protein, bentuk molekul,   konsentrasi serta suhu larutan.  Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi dan berbanding terbalik dengan suhu (Poedjiadi, 2009).

Protein dapat diendapkan dengan pennambahan alkohol. Pelarut organik akan mengubah (mengurangi) konstanta dielektrika dari air, sehingga kelarutan protein berkurang, dan juga karena alkohol akan berkompetisi dengan protein terhadap air (Effendi 2003).

BAB III

METODOLOGI

1.1  Alat dan bahan

Alat:

v  Tabung reaksi

v  Rak tabung reaksi

v  Pipet ukur

v  Pipet tetes

Bahan:

v  Larutan NaOH 40 %

v  Larutan HCl 10 %

v  Larutan MgSO₄ 5%

v  Aquades

v  Larutan ( NH₄)₂SO₄ jenuh

v  Larutan HgCl₂ 5 %

v  Larutan CuSO₄ 5 %

v  Larutan CaCl 5 %

v  Larutan Pb-asetat 5 %

v  Larutan NaCl 5 %

v  Larutan BaCl₂ 5 %

v  Albumin telur

1.2  . Cara kerja

A.    Uji Kelarutan Protein

1.      Menyediakan 5 tabung reaksi, masing-masing di isi dengan: aquades, HCl 10%, NaOH 40% dan alkohol 96% sebanyak 1ml.

2.      Menambahkan 2 ml larutan albumin telur pada setiap tabung reaksi.

3.      Mengkocok dengan kuat, kemudian mengamati sifat kelarutannya.

B.     Uji Pengendapan Protein Dengan Garam

1.      Menyediakan 5 buah tabung reaksi, masing-masing di isi dengan 2 ml albumin telur.

2.      Pada tabung 1,2,3,4, dan 5 berturut-turut menambahkan larutan NaCl 5% dan BaCl₂ 5%, CaCl₂ 5% dan (NH₄)₂SO₄ jenuh setetes demi setetes sampai timbul endapan.

3.      Selanjutnya menambahkan kembali larutan-larutan garam secara berlebihan.

4.      Mengocok tabung reaksi tersebut, kemudian Mengamati perubahan yang terjadi.

C.     Uji Endapan Protein Dengan Logam Dan Asam Organik

1.      Menyediakan 5 buah tabung reaksi, masing-masing di isi dengan 2 ml albumin telur.

2.      Pada tabung 1,2,3,4, dan 5 berturut-turut menambahkan 10 tetes larutan CuSO₄ 5%, HgCl₂ 5% dan Pb-Asetat 5%

3.      Mengocok setiap tabung dan mengamati perubahan yang terjadi.

D.    Denaturasi

1.      Menuangkan 3 ml albumin telur ke dalam tabung reaksi.

2.      Memanaskan sampai mendidih selama beberapa menit dengan api kecil

3.      Mengamati apa yang terjadi

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

A. Uji Kelarutan Protein

Bahan	Tabung 1	Tabung 2	Tabung 3	Tabung 4	Tabung 5
Albumin telur	2 ml	2ml	2ml	2ml	2ml
Aquades	1 ml
HCl 10%		1ml
NaOH 40%			1ml
Alkohol 96%				1ml
Kloroform					1ml
Kocok tabung reaksi dengan kuat
Hasil:Larut/tidak larut	Larut	Larut	Larut	Larut	-

B. Uji Pengendapan Protein dengan Garam

Bahan	Tabung 1		Tabung 2		Tabung 3		Tabung 4		Tabung 5
Albumin telur	2 ml		2 ml		2ml		2ml
NaCl 5%	Berlebih
BaCl2 5%			Berlebih
CaCl2 5%MgSO4 5%					Berlebih
MgSO4 5%							Berlebih
(NH4)2SO4 jenuh									Berlebih
Kocok tabung reaksi dengan kuat
Hasil: endapan banyak/sedikit		Ada endapan sedikit		Ada endapan sedikit		Tidak ada endapan		Ada endapan banyak		-

C. Uji Pengendapan Protein Dengan Logam Dan Asam Organik

Bahan	Tabung 1	Tabung 2		Tabung 3
Albumin telur	2ml	2ml	2ml
TCA 10%	10 tetes
As.Sulfosalisilat		10 tetes
CuSO4 5% HgCl2 5%			10 tetes
MgSO4 5%					10 tetes
(NH4)2SO4 jenuh						10 tetes
Kocok tabung reaksi dengan kuat
Hasil: endapan banyak/sedikit		Ada endapan	Tidak ada endapan		Tidak ada endapan	Ada endapan

D. Denaturasi Protein

Bahan Uji dan Perlakuan	Pengamatan
Albumin Telur dipanaskan	Terdapat gumpalan berwarna putih

BAB V

PEMBAHASAN

Pada percobaan pertama yaitu uji kelarutan protein dengan menyediakan 5 tabung reaksi dimana masing-masing diisi dengan aquades, HCl 10 %, NaOH 40 %, alkohol 96 % dan kloroform sebanyak 1 ml. Setelah dilakukan pemasukan bahan pada setiap tabung reaksi, kami menambahkan 2 ml larutan albumin  telur pada setiap reaksi kemudian kami mengkocok dengan kuat supaya dapat mengamati sifat kelarutannya. Hasil yang kami dapatkan yaitu sifat kelarutan pada bahan aquades adalah larut, sifat kelarutan pada NaOH 40 % adalah larut, sifat kelarutan pada alkohol 96 % adalah larut dengan sedikit endapan, dan sifat kelarutan pada kloroform adalah larut. Berdasarkan hasil percobaan yang kami dapatkan, ini sesuai dengan literatur, dan protein ini termasuk golongan protein globular.

Pada percobaan kedua yaitu uji pengendapan protein dengan garam kami terlebih dahulu menyediakan 5 tabung reaksi dimana masing-masing diisi dengan 2 ml albumin telur. Pada setiap tabung secara berturut-turut, kami menambahkan setetes demi setetes pada larutan sampai timbul endapan pada larutan NaCl 5 %, BaCl₂ 5 %, CaCl₂ 5 %, MgSO₄ 5 % dan (NH₄)₂SO₄ jenuh. Kemudian pada semua tabung reaksi ditambahkan larutan-larutan garam secara berlebihan serta dilakukan pengocokan pada ke-empat tabung rekasi supaya dapat mengamati perubahan yang  terjadi. Pada larutan NaCl 5 % ada sedikit endapan, pada larutan BaCl₂ 5 % ada endapan sedikit, pada CaCl 5 % ada sedikit endapan, , pada MgSO₄ 5 % ada endapan banyak dan (NH₄)₂SO₄ jenuh didapat ada endapan walaupun dengan jumlah yang sedikit.

Pada percobaan ketiga yaitu uji pengendapan protein dengan logam dan asam organik dengan mengediakan 5 tabung reaksi dimana pada masing-masing tabung reaksi diisi dengan 2 ml albumin telur. Pada setiap tabung secara berturut-turut, praktikan menambahkan 10 tetes larutan asam trikloroasetat 10 %, asam sulfosalisilat 5 %, HgCl₂ 5 % dan Pb-asetat 5 % tetapi pada bahan asam trikloroasetat 10 % (TCA 10 %) dan asam sulfosalisilat 5 % tidak ada/tersedia sehingga praktikan hanya melakukan pengujian pada 3 bahan pada 3 tabung reaksi. Pada sulfosilat terdapat endapan,  pada CuSO₄ 5% tidak terdapat endapan, pada HgCl_2­ 5% tidak ada endapan dan pada Pb-asetat 5% terdapat endapan.

Pada percobaan yang terakhir yaitu denaturasi protein dengan menuangkan 3 ml albumin telur ke dalam tabung reaksi dan praktikan memanaskan dengan api kecil  larutan yang terdapat pada tabung reaksi tersebut sehingga albumin telur menggumpal atau yang biasa disebut denaturasi protein. 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. Endapan putih yang terbentuk mengindikasikan terjadinya denaturasi protein. Sehingga denaturasi ini dapat merusak keseimbangan switer ion kekondisi asam di bawah titik isoelektrik. Perubahan struktur yang diakibatkan proses denaturasi adalah perubahan konfigurasi protein α-heliks menjadi memanjang. Hal ini disebabkan karena rusaknya ikatan hydrogen dan ikatan nonpolar yang terjadi pada struktur berlipat dari protein.

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

1. Protein albumin dapat larut dalam pelarut seperti aquades, HC 10%, NaOh 40%, dan Alkohol 90%.

2. Pengaruh larutan garam konsentrasi tinggi terhadap sifat kelarutan protein menimbulkan adanya endapan dalam larutan.

3. Pengaruh logam berat dan asam organic terhadap sifat kelarutan protein menimbulkan adanya endapan dalam larutan Asam sulfosalisilat dan pb-asetat 5% sedangkan pada CusSO₄ 5% dan HgCl₂ 5% tidak terdapat endapan.

6.2 Saran

Ketika melakukan pengamatan hendaknya setiap kelompok melakukan percobaan masing-masing supaya praktikan lebih memahami pengamatan tersebut.

JAWABAN PERTANYAAN

1.      Jelaskan mengapa dengan penanmbahan garam berkonsentrasi tinggi kelarutan protein menjadi berkurang , sehingga dapat mengendap !

Jawab : Bila garam netral yang ditambahkan garam berkonsentrasi tinggi, maka protein akan mengendap. Pengendapan ini 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 .

2.      Pada percobaan manakah garamnya lebih efektif untuk mengendap protein ? mengapa ?

Jawab : Larutan yang paling banyak atau lebih efektif adalah pada tabung 5 dengan menggunkan (NH₄)₂SO₄ . 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 yang banyak ) .

3.      Jelaskan mengapa susu atau putih telur dapat digunakan sebagai antidotun pada keracunan logam-logam berat ?

Jawab : Garam logam berat dapat mendenaturasi protein sama seperti asam atau basa . karena garam itu ionik , maka dapat merusak jembatan garam pada protein . reaksi antara logam berat dan protein biasanya menghasilkan garam dari protein dan logam berat tersebut yaitu yang tidak larut.

        Reaksi yang sama digunakan sebagi prinsip antidotun dari kasus keracunan mungkin telah menelan logam berat denganjumlah cukup banyak. sebagai antidotun dapat digunakan protein sebagai susu ataupun putih telur sehingga terjadi pengendapan garam yang beracun . lalu diberikan emetik untuk menginduksi muntah agar endapan logam protein tersebut dapat dikeluarkan dari tubuh.

DAFTAR PUSTAKA