Laporan Percobaan 2: Analisa Protein (Asam Amino)
ABSTRAK
Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari reaksi kimia spesifik pada protein (asam amino) serta memanfaatkan sifat kimia untuk indentifikasi protein pada sampel. Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam-asam amino melalui ikatan peptida. Asam amino mempunyai gugus karboksil (-COOH) dan gugus amino (-NH2).
Sampel yang digunakan dalam percobaan ini adalah susu dan putih telur uji analisa ini dapat dilakukan melalui Reaksi Pengendapan, Reaksi Biuret, Reaksi Xanthoprotein, dan uji Millon-Nasse. Alat-alat yang digunakan adalah tabung reaksi, penjepit, pipet tetes, gelas beker 250 dan 500 mL, gelas ukur dan pembakar Bunsen. Sedangkan bahan yang digunakan adalah akuades, susu, HCl 1N, HNO3 pekat, asam asetan encer, H2SO4 10%, CuSO4 5%, HgSO4 1%, amonia pekat, NaNO3 1%, putih telur serta NaOH 1 N.
Salah satu sifat fisik yang tampak pada reaksi pengendapan adalah terbentuknya endapan akibat dari denaturasi. Pada reaksi biuret, menunujukan hasil positif karena susu dan putih telur mempunyai ikatan peptida lebih dari satu. Pada reaksi xanthoprotein diketahui bahwa susu dan putih telur memiliki nitrasi inti benzen. Pada reaksi uji Millon-Nasse, diketahui bahwa putih telur dan susu mempunyai gugus fenol.
Kata Kunci : biuret, xanthoprotein, millon-nasse
PERCOBAAN 2
ANALISA PROTEIN (ASAM AMINO)
2.1. PENDAHULUAN
2.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini adalah:
1. Mempelajari reaksi kimia spesifik pada protein (asam amino).
2. Memamfaatkan sifat kimia untuk identifikasi protein pada sampel.
2.1.2 Latar Belakang
Asam amino merupakan hasil hidrolisis dari protein. Sedangkan asam amino itu sendiri terdiri atas berbagai jenis. Sehingga diperlukan pengetahuan untuk mengenal jenis asam-asam amino tersebut yaitu dengan analisa protein. Sehingga dengan melakukan suatu reaksi kita dapat mengetahui jenis dari asam amino tersebut.
Protein adalah senyawa anorganik kompleks berbobot molekul tinggi. Protein merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan ikatan peptida. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Asam amino adalah unsur yang membentuk protein. Asam amino merupakan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (-NH2). Asam amino dalam bentuk ion tersebut dinamakan zwitter ion yang bersifat amfoter (bisa bersifat asam maupun basa). Semua asam amino kecuali glisin, memiliki atom C asimetris atau atom C kiral, yaitu atom C yang mengikat empat gugus yang berbeda (gugus -H, -COOH, -NH2, dan -R). Oleh karena itu, semua asam amino (kecuali glisin) bersifat optis aktif. Artinya, senyawa tersebut dapat memutar bidang polarisasi cahaya.
2.2 DASAR TEORI
Asam amino merupakan unit dasar struktur protein. Suatu asam amino α terdiri dari gugus amino, gugus karboksil, atom H dan gugus R tertentu yang semuanya terikat pada atom karbon α karena bersebelahan dengan gugus karbonil (asam). Gugus R menyatakan rantai samping (Sari, 2007)
Asam amino merupakan biomolekul kecil (berat molekul rata-rata sekitar 135). Semua asam amino -α merupakan asam organik (α-COOH) mengandung suatu gugusan amino (NH2) dan atom hidrogen yang berikatan dengan α-karbon. Mereka berbeda satu sama lainnya melalui komposisi kimiawi dari gugusan R (rantai samping). Gugusan α-COOH dan α-NH2 terionisasi dalam larutan pada Ph Fisiologi, dengan gugusan karbonil terdeprotonasi yang bersangkut paut dengan suatu muatan negatif, resonansi terstabilisasi dan suatu muatan positif gugusan amino berprotonasi. Suatu asam amino dalam keadaan dipolar disebut zwitterion. Gugusan α-COOH dan α-NH3+ yang terdisosiasi merupakan penyebab dari dun nilai pKa karakteristik dari asam amino –α. Pada nilai pH rendah, molekul alanin bermuatan netto +1 karena kedua gugusan fungsional terprotonasi. Dengan ditingkatkannya pH ([H+] diturunkan), terjadi ionisasi dari gugusan karboksil (pKa1= 2,35 ) menciptakan muatan molekul netto sebesar nol. Pada nilai pH alkali, gugusan NH3+ mendonasikan protonnya (pKa2= 9,69) dan muatan netto menjadi -1. Pada Ph 11,6999% dari molekul alanin bermuatan negatif. pH dimana muatan netto rata-rata adalah nol (disebut titik isoionik atau pi) adalah 6,02 yang terletak diantara dua nilai pKa ([2,35+9,69].12). Suatu kurva titrasi yang mencerminkan disosiasi nilai pKa yang serupa diamati untuk gugusan α-COOH dan α-NH3 dan sebagian besar asam amino. Kecenderungan ionisasi dari masing-masing asam amino memberikan sifat biologis penting pada biomolekul itu, dan juga memberikan sifat kimiawi yang berguna dalam riset biokimiawi. Contohnya pemisahan protein asam amino dan penggunaan asam amino dalam sistem dupar (Amstrong, 1995).
Asam amino yang terbentuk sebagai hasil hidrolisis protein ialah asam α-amino. Pada asam amino, gugus amino terikat pada atom karbon yang bersebelahan dengan gugus karboksil, atau terletak pada posisi α. Karbon α pada asam amino merupakan pusat kiral, kecuali pada glisin yang gugus R-nya adalah atom H. Dengan demikian seluruh asam amino yang diturunkan dari protein (kecuali glisin) bersifat optik aktif. Perlu diperhatikan bahwa konversi Fischer yang biasa digunakan pada karbohidrat dapat pula diterapkan pada asam amino (Hart, 1990).
Penggolongan Asam amino didasari pada sifat dan struktur gugus sisa (R), seperti gugus R yang bersifat asam, basa, gugus R yang mengandung belerang atau hidroksil, R sebagai senyawa aromatik, alifatik dan yang siklik. Namun penggolongan yang umum dipergunakan adalah sifat polaritas dari gugus R.
1. Asam amino dengan R yang bersifat non polar. Gugus R dalam golongan asam amino merupakan senyawa hidrokarbon, dengan karakteristik hidrofobik. Golongan ini terdiri dari lima senyawa asam amino yang memilliki gugus R alifatik yaitu alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin, sedangkan gugus R yang mempunyai struktur aromatik meliputi fenil alanin dan triptopan, serta satu molekul yang mengandung belerang yaitu methionin.
2. Asam amino dengan R polar tapi tidak bermuatan, asam amino ini bersifat polar, dan hidrofilik atau lebih mudah larut dalam air dibandingkan dengan asam amino jenis pertama. Golongan ini memiliki gugus fungsional yang membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Beberapa asam amino yang masuk dalam golongan ini adalah; glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin dan glutamin.
3. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan negatif, kelompok ini hanya terdiri dari dua asam amino yang memiliki gugus bermuatan total negatif, yaitu asam aspartat dan asam glutamat. Kedua molekul ini memiliki gugus tambahan yang bermuatan negatif yaitu gugus karboksilat.
4. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif. Lisin merupakan asam amino yang masuk dalam golongan ini, akan memiliki muatan total positif pada pH 14. Sedangkan arginin mengandung gugus guanidine yang bermuatan positif dan histidin mengandung gugus imidazol yang sedikit mengion.
(Zulfikar, 2010).
Asam amino netral, termasuk golongan ini adalah asam-asam yang tidak mempunyai gugus karboksil maupun gugus fungsional basa dalam rantai sampingnya. Lima belas dari dua puluh asam amino termasuk golongan ini. Asam amino netral ini dibagi dalam asam amino polar dan non polar.
Asam amino basa, tiga asam amino yang basa adalah arginin, histidin, dan lisin. Masing-masing dari asam amino ini mempunyai gugus fungsional yang dapat bereaksi dengan proton pada pH 6-7 dan membentuk senyawa ion yang bermuatan positif. Sehingga pada pH 6-7 suatu asam amino basa mempunyai dua muatan positif dan satu muatan negatif atau akhirnya sebuah muatan positif.
Asam amino asam, dua dari 20 asam amino digolongkan sebagai asam karena mempunyai gugusan karboksil pada rantai cabangnya. Pada pH 6-7, rantai cabang karboksil ini akan melepaskan protonnya ke air untuk membentuk suatu bentuk dengan dua muatan negatif dan sebuah muatan positif sehingga pada pH 6-7 asam amino asam mempunyai muatan negatif (Fessenden, 1997).
Asam alfa-amino memiliki rumus H2NCHRCOOH generik, dimana R adalah substituen organik; gugus amino terikat pada atom karbon berbatasan langsung dengan kelompok karboksilat (yang α-karbon). Jenis lain dari asam amino yang ada ketika kelompok amino terikat pada atom karbon yang berbeda, misalnya, dalam gamma-asam amino (seperti gamma-amino-butirat asam) atom karbon yang menempel gugus amino dipisahkan dari karboksilatkelompok dengan dua atom karbon lain. Alfa-amino asam berbeda dalam berbagai sisi mana-rantai (R-kelompok) adalah terikat pada atom karbon alpha mereka, dan dapat bervariasi dalam ukuran dari hanya satu atom hidrogen dalam glisin untuk kelompok heterosiklik besar di triptofan. Asam amino yang penting untuk kehidupan, dan memiliki banyak fungsi dalam metabolisme. Salah satu fungsi penting adalah untuk melayani sebagai blok bangunan protein, yang merupakan rantai linear asam amino. Asam amino dapat dihubungkan bersama-sama dalam berbagai urutan untuk membentuk berbagai besar protein . Dua puluh dua asam amino secara alami dimasukkan ke dalam polipeptida dan disebut asam amino proteinogenic atau standar. Dari jumlah tersebut, 20 dikodekan oleh kode genetik universal. Delapan asam amino standar yang disebut “penting” bagi manusia karena mereka tidak dapat dibuat dari senyawa lain dengan tubuh manusia, sehingga harus diambil sebagai makanan (Setiawan, 2011).
Manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Protein sangat mempengaruhi proses pertumbuhan tubuh kita. Diantara manfaat protein tersebut adalah sebagai berikut:
Sebagai enzim. Protein memiliki peranan yang besar untuk mempercepat reaksi biologis.
Sebagai alat pengangkut dan penyimpan. Protein yang terkandung dalam hemoglobin dapat mengangkut oksigen dalam eritrosit. Protein yang terkandung dalam mioglobin dapat mengangkut oksigen dalam otot.
Untuk Penunjang mekanis. Salah satu protein berbentuk serabut yang disebut kolagen memiliki fungsi untuk menjaga kekuatan dan daya tahan tulang dan kulit.
Sebagau Pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh. Protein ini biasa digunakan dalam bentuk antibodi.
Sebagai Media perambatan impuls syaraf.
Sebagai Pengendalian pertumbuhan
(Rozi, 2011).
Elemen penyusun sederhana bila dihidrolisis, menghasilkan asam amino saja. Beberapa reaksi yang bisa terjadi.
1. Pengendapan albumin dan globulin
Dasar reaksi : denaturasi protein adalah rusaknya sifat fisik dan fisiologik protein. Dapat disebabkan karena pemanasan dan penambahan asam kuat. Denaturasi hanya merusak ikatan sekunder, tertier, dan kuartener.
2. Biuret
Tujuan : mengetahui adanya ikatan peptide
3. Millon Nase
Tujuan : mengetahui adanya gugus hidroksifenil ( tyrosin)
4. Xanthoprotein
Tujuan : menunjukkan adanya inti benzene (cincin fenil). Untuk identifikasi tyrosin,trptophan, fenilalanin
(anonim1, 2008).
3.3 METODOLOGI
3.3.1 Alat dan Bahan
3.3.1.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah
tabung reaksi
rak tabung reaksi
pipet tetes
Pembakar Bunsen
Gegep
Gelas beker 250 ml dan 50 ml
Pengaduk Gelas
Gelas Ukur 10 ml
3.3.1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah
Akuades
putih telur (albumin)
Susu
Asam asetat encer
NaOH 1 N
HNO3 pekat
Amonia Pekat
H2SO4 1%
HCl 1 N
HgSO4 1%
CuSO4 5%
NaNO3 1%
3.3.2 Prosedur Kerja
1.3.2.1 Reaksi Pengendapan
1. Memasukkan sampel (susu dan putih telur) sebanyak 1 mL ke dalam tabung reaksi 1, menambah 2 ml aquadest, mengocok serta , menambahkan HCl setetes demi setetes sampai terbentuk gumpalan. Menambahkan NaOH sebanyak HCl, mengocok dan mengamati.
2. Memasukkan 1 mL sampel ke dalam tabung reaksi 2, menambah 1 mL HNO3 pekat, mengocok dan mengamati.
3. Memasukkan 1 mL sampel ke dalam tabung reaksi 3 dan menambah 2 mL aquades, memanaskan hingga mendidih, mengamati, mendinginkan dan mengamati lagi.
4. Memasukkan 1 mL sampel ke dalam tabung reaksi 5, menambah setetes demi setetes larutan asam asetat encer hingga terbentuk endapan, menambahkan aquadest dan mengamati.
3.3.2.2 Reaksi Biuret
1. Memasukkan 1 mL sampel ke dalam tabung reaksi dan menambahkan 2 mL aquadest
2. Menambahkan NaOH pekat sebanyak 3 tetes
3. Menambahkan CuSO4 5% sebanyak 2 tetes
4. Mengocok dan mengamati
3.3.2.3 Reaksi Xanthoprotein
1. Memasukkan sampel sebanyak 1 mL ke dalam tabung reaksi
2. Menambahkan 1 mL HNO3 pekat
3. Memanaskan hingga terbentuk endapan
4. Mendinginkan dan membagi menjadi 2 bagian
5. Menambah masing-masing bagian dengan amonia.
3.3.2.4 Reaksi Millon Nasse
1. Memasukkan 2 mL sampel ke dalam tabung reaksi
2. Menambahkan 1 mL reagen merkuri sulfat (HgSO4 1% dan H2SO4 1%)
3. Memanaskan dan mengamati perubahan
4. Mendinginkan di bawah aliran air lalu menambah NaNO3 1%, memanaskan lagi dan mengamati.
2.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
2.4.1
Hasil Pengamatan
Tabel
2.3 Hasil Pengamatan Reaksi Pengendapan
|
NO
|
HASIL PENGAMATAN
|
|
|
SUSU
|
PUTIH TELUR
|
|
|
1
|
·
30 tetes
HCl 1N
·
ada gumpalan
·
30
tetes NaOH 1N
·
ada endapan putih
|
·
30
tetes HCl 1N
·
ada gumpalan
·
30
tetes NaOH 1N
·
ada endapan putih
|
|
2
|
Terasa hangat, ada endapan
|
Terasa hangat, ada endapan
|
|
3
|
Saat dipanaskan terbentuk endapan
|
Saat dipanaskan terbentuk endapan
|
|
4
|
ada endapan putih di dasar tabung reaksi
|
ada endapan putih di tengah tabung reaksi
|
Tabel
2.4 Hasil Pengamatan Reaksi Biuret
|
NO
|
HASIL PENGAMATAN
|
|
|
SUSU
|
PUTIH TELUR
|
|
|
1
|
Ada endapan biru dan larutan berwarna ungu
|
Ada endapan biru dan larutan berwarna ungu
|
Tabel 2.5 Hasil
Pengamatan Reaksi Xanthoprotein
|
NO
|
HASIL PENGAMATAN
|
|
|
SUSU
|
PUTIH TELUR
|
|
|
1
|
Endapan putih, larutan berwarna kuning muda yang semi
larut
|
Endapan putih di atas permukaan larutan, larutan kuning
madu, dan terpisah endapan kuning tua
|
|
2
|
Endapan menjadi berwarna kuning tua
|
Endapan menjadi berwarna kuning tua
|
Tabel
2.6 Hasil Pengamatan Reaksi Millon – Nasse
|
NO
|
HASIL PENGAMATAN
|
|
|
SUSU
|
PUTIH TELUR
|
|
|
1
|
Ada endapan putih dan lebih cair
|
Ada endapan putih dan lebih kental
|
|
2
|
Ada endapan, lebih kental
|
Ada endapan putih dan kental
|
|
3
|
Ada endapan dan larut
|
Ada endapan dan tidak larut
|
2.4.2 Pembahasan
2.4.2.1 Reaksi Pengendapan
Pada percobaan reaksi pengendapan, digunakan
dua perbandingan yaitu putih
telur ayam kampung dan susu merk Indomilk.
Reaksi pengendapan ini akan membentuk gumpalan karena
adanya penurunan kelarutan. Adanya gumpalan menandakan adanya peristiwa
denaturasi atau rusaknya molekul protein karena pengaruh suhu, pH, dan zat-zat
pengganggu yang berakibat rusaknya hidrogen.
Salah
satu faktor yang menyebabkan denaturasi suatu protein adalah perubahan susu.
Pada putih telur yang merupakan cairan tak berwarna yang mengandung albumin
mengendap dan menghasilkan larutan yang mengendap berupa zat padat putih bila
dipanaskan. Selain itu, perubahan pH juga faktor penyebab denaturasi. Pada susu
yang diturunkan pH-nya menjadi asam akan membentuk asam laktat yang menggumpal
pada susu atau pengendapan protein yang semula larut.
Pada
tabung reaksi 1, penambahan HCl pada sampel menyebabkan terbentuk gumpalan
keruh. Penambahan aquadest pada asam
amino adalah untuk melarutkan asam amino yang bersifat polar. Penambahan HCl
sendiri bertujuanuntuk mendenaturasikan protein sehingga membentuk endapan.
Sedangkan penambahan NaOH bertujuan merenaturasi protein dan menetralkan
larutan. Renaturasi adalah penataan ulang molekul akibat dari perubahan pH.
Pada sampel tidak terjadi renaturasi, karena titik iso elektrik tidak tercapai
pada saat penambahan NaOH. Ditandai dengan terbentuknya endapan walaupun sudah
ditetesi NaOH.
Pada
tabung reaksi 2 , penambahan asam nitrat pekat
menghasilkan endapan kuning dan membuat panas sampel.
Terbentuk endapan karena terjadi denaturasi protein karena penambahan asam
nitrat yang merupakan asam kuat. Sampel terasa panas karena terjadi reaksi
eksoterm pada sampel yang bereaksi dengan asam nitrat. Eksoterm adalah peristiwa kalor dari sistem berpindah ke
lingkungan.
Pada
tabung reaksi 3, Endapan yang
terjadi akibat proses pemanasan menyebabkan proses danaturasi akibat pengaruh
suhu yang meningkat. Pada sampel susu lebih lama terjadi perubahan dibanding
telur yang cepat berubah pada saat dipanaskan karena susu dan aquadest yang dicampur merupakan larutan
encer. Sehingga memerlukan kalor tinggi untuk proses denaturasi.
Pada tabung reaksi 4, mencampurkan
sampel dengan asam asetat dan aquadest
menyebabkan reaksi yang menghasilkan endapan. Pengendapan disebakan ion dipolar
pada asam amino yang berlaku sebagai amfoter.
2.4.4.2 Uji Biuret
Percobaan
uji biuret
bertujuan untuk menunjukan asam amino yang memiliki ikatan peptida lebih dari
satu. Ikatan peptida adalah ikatan antara gugus karbonil asam amino dan
nitrogen dari rantai peptida. Uji ini psitif jika terjadi perubahan warna sampel menjadi ungu
atau keunguan. Penambahan NaOH pada sampel sebagai katalis untuk mempercepat
reaksi. Penambahan CuSO4 akan bereaksi dengan polipeptida atau
ikatan-ikatan peptida yang menyusun protein membentuk senyawa kompleks yang
berwarna ungu.
2.4.2.3 Reaksi Xanthoprotein
Reaksi
ini berdasarkan pada nitrasi inti benzena yang terdapat pada molekul protein.
Terbentuk endapan kuning setelah pemanasan menandakan terjadinya nitrasi inti
benzena dan terbentuk cincin benzena pada molekul protein. Penambahan amonia
menyebabkan larutan berwarna kuning terang karena fungsi amonia adalah untuk
memperjelas adanya ikatan benzena.
2.4.2.4 Reaksi
Millon – Nasse
Pada
uji ini, reaksi akan bernilai positif jika protein yang mengandung asam amino
mempunyai gugus fenol. Penambahan reagen merkuri sulfat berupa H2SO4
dan HgSO4 dalam sampel berfungsi sebagai penghidrolisa protein yang
mengandung tirosin hingga terbentuklah endapan putih pada sampel. Penambahan
NaNO3 untuk memisahkan antara endapan dengan larutan.
2.5 PENUTUP
2.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini adalah
1. Reaksi pengendapan disebabkan oleh beberapa faktor seperti denaturasi dari protein yang bersifat amfoter. Uji ini positif ditandai terbentuknya endapan pada sampel. Sedangkan reaksi Biuret bertujuan untuk mengetahui bahwa asam amino memiliki ikatan peptida lebih dari satu. Uji ini positif ditandai dengan perubahan warna ungu pada sampel. Dan reaksi Xanthoprotein berdasarkan pada nitrasi inti benzena yang terdapat pada molekul protein. Uji ini positif ditandai dengan endapan kuning pada sampel, serta reaksi Millon-Nasse bertujuan untuk menunjukan adanya asam amino pada protein yang mempunyai gugus fenol. Uji ini positif ditandai dengan adanya endapan putih pada sampel.
2. Protein memiliki beberapa sifat kimia yang bisa membantu dalam proses identifikasi senyawa protein yaitu protein bersifat amfoter yang artinya protein bisa bereaksi dengan asam maupun basa, memiliki gugus fenol, memiliki ikatan peptida lebih dari satu dan memiliki inti benzena.
2.5.2 Saran
Saran untuk percobaan ini adalah praktikan harus cermat dalam melihat pembentukan endapan pada sampel.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2008. Protein dan Asam Amino.
Amstrong, Frank B. 1995. Buku Ajar Biokimia. EGC, Jakarta. Hal : 48-50.
Fessenden, Ralf dan Jean Fessenden. 1997. Kimia Organik. Erlangga. Hal : 649; 650-651; 651.
Hart, Harold. 2003. Kimia Organik. Erlangga, Jakarta. Hal : 359.
Rozi. 2011. Protein.
Sari, Mutiara Indah. 2007. Struktur Protein. Fakultas Kedokteran USU, Medan. Hal : 1-2.
Setiawan. 2011. Definisi Asam Amino dan Pengetikan Asam Amino. Hal : 1-2.
Zulfikar. 2010. Protein.
NB: File diatas ada beberapa yang dihilangkan seperti gambar, karena tidak bisa copy paste langsung. Namun bagi kawan-kawan yang ingin mendownload filenya bisa mendownload file yang aslinya dengan gambar. Silakan download disini
Download di Laporan 2 Kimia Organik
0 komentar:
ANDA SUKA DENGAN ISI ARTIKEL BLOG SAYA?? JANGAN LUPA UNTUK DI KOMEN, LIKE DAN FOLLOW YA. DAN INGAT, HARUS SOPAN. . .
HARAP MENULIS NAMA BILA KOMEN, AGAR KITA LEBIH SALING MENGENAL. SALAM BLOGGING. . .