Penentuan Kasein [PDF]

Citation preview

PERCOBAAN IV PENENTUAN KASEIN



I.



Tujuan Percobaan Adapun tujuan percobaan ini adalah untuk mengisolasi kasein pada susu menentukan kadarnya.



II.



Landasan Teori 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 (Husni, et al., 2007). Susu terdiri dari tiga komponen utama yaitu air, lemak dan protein. Disamping itu susu adalah bahan makanan yang sempurna karena mengandung protein, lemak, karbohidrat (laktosa), vitamin, dan garam anorganik. Dalam susu terdapat fosfat baik sebagai protein maupun sebagai ion posfat anoorganik. Kesegaran susu dapat ditandai dengan masih aktifnya enzim-enzim yang terdapat didalamnya,



diantaranya



amylase,



lipase,



peroksidase,



katalase,



dan



sebagainya (Susanti, E., 2003). Susu adalah cairan yang berwarna putih yang berasal dari sekresi kelenjar sussu dari makhluk hidup. Susu memiliki komposisis yang berbeda antara makhluk hidup yang satu dengan yang lain. Komposisi air susu sapi adaalh 87 % air, 4,9 % laktosa, 3,9 % lemak, 3,5 % protein, 0,7 5 abu/mineral. Lemak dalam susu (3,9%) disusun oleh trogliserida (98-99%), fosfolipid (0,2-1%) dan golongan sterol (0,25-0,4%). Kadar protein (3,5%) disusun oleh 76 % kasein, 18,5% laktobumin dan 5,4 % laktoglobulin. Susu segar memiliki kandungan lemak yang tidak kurang dari 3,25 %. Sedangkan kandungan bahan bukan lemak tidak kurang dari 8,25 %. Susu sapi ini diperoleh dari hasil perahan sapi perah sehat. Untuk memperoleh sussu segar siap minum, cairan susu dipasteurisasi



terlebih dahulu.Tujuannya unutk membunuh bakteri patogen yang tidak berspora dan tahan panas (termofil) tidak akan mati. Pasteurisasi susu bisa dilakukan dalam dua cara yaitu yang pertama, Pasteurisai dengan suhu tinggi dan waktu singkat, pemanasan dilakukan sampai suhu 710C selama 15 sampai 30 detik. Yang kedua adalah dengan pasteurisasi pada suhu rendah yaitu 62 0C dan waktu lama sampai 30 menit (Suhardi, 1991). 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 ) (Retno, et al., 2005). Kasein berasal dari bahasa latin yaitu Caseine yang berasal dari kata Caesus yaitu keju. Kasein adalah zat yang digunakan sebagai stabilisator emulsi air susu. Kasein merupakan proteida fosfor yang dijumpai dalam endapan koloida air susu. Kasein merupakan hasil pengolahan susu yang larut dalam larutan alkali dan asam pekat, mengendap dalam asam lemak serta tidak larut dalam air (Silalahi, Jansen, 2006) Kasein merupakan komponen protein terbesar dalam susu dan sisanya berupa whey protein. Kadar protein pada protein susu mencapai 80%. Kasein ini terdiri dari beberapa fraksi seperti alpha-casein, betha caseindan kappa-casein. Kasein merupakan salah satu komponen organic yang berlimpah dalam susu bersama lemak dan laktosa (Shiddieqy, 2004). Menurut Soeharsono (1989), protein yang menggumpal atau mengendap merupakan salah satu ciri fisik dari terdenaturasinya suatu protein. Terjadinya denaturasi pada protein ini dapat disebabkan oleh faktor – faktor di bawah ini :



1. Pengaruh pemanasan Pemberian panas pada pengolahan protein harus memperhatikan pemanasan yang menyebabkan protein terdenaturasi. Protein yang dipanaskan di atas 800C umumnya akan mengalami denaturasi. 2. Pengaruh asam Adanya ion H+ menyebabkan sebagian jembatan atau ikatan peptida putus. Ion H+ akan bereaksi dengan gugus COO– membentuk COOH sedangkan sisanya (asam) akan berikatan dengan gugus amino membentuk ikatan, sehingga apabila larutan peptida dalam keadaan isoelektris diberi asam akan menyebabkan bertambahnya gugus bermuatan yang membentuk afinitas terhadap air dan kelarutan air meningkat meskipun meskipun tidak selamanya begitu. 3. Pengaruh basa Penambahan basa misalnya KOH atau NaOH dapat menyebabkan denaturasi. Hal ini karena terjadi pemecahan ikatan peptida baik sebagian atau keseluruhan. Ion OH akan bereaksi dengan gugus amino. 4. Pengaruh garam Kation dan anion akan memecah ikatan peptida. Pemberian NaCl dalam jumlah kecil akan meningkatkan kelarutan protein dan sebaliknya akan mengendapkan protein jika penambahan berlebihan. 5. Pengaruh pengadukan Pada pengadukan yang keras akan menyebabkan denaturasi dan terbentuknya buih Dari sifat-sifat protein tersebut diatas maka dapat dilakukan uji untuk mengetahui keberadaan atau kadar protein dalam suatu bahan.



III. Alat dan Bahan 3.1 Alat 1. Gelas kimia 50 mL 2. Penangas air 3. Pipet tetes 4. Kertas indicator universal 5. Batang pengaduk 6. Corong kaca 7. Erlenmeyer 100 mL 8. Buret 50 mL 9. Klem dan statif 10. Thermometer 11. Gelas ukur 25 mL 12. Stopwatch 13. Botol semprot 14. Kertas saring 3.2 Bahan 1. Asam asetat 1 N dan 0,25 N



2. NaOH 0,1 N 3. Formaldehide 40% 4. Fenolftalein 5. Aquades



IV.



Prosedur Kerja 1.



Memasukkan 20 mL sampel dalam beker gelas, memanaskan di penangas air pada suhu 40oC.



2.



Menambahkan 1,5 mL asam asetat 1 N, mengaduk homogen dan mendiamkan selama 20 menit. Menambahkan lagi 4,5 mL asam asetat 0,25 N (untuk mencapai pH isoelektrik dari kasein) mengaduk dan mendiamkan selama 1 jam.



3.



Dekanter ke dalam corong dengan kertas saring. Mencuci endapan dengan aquades sampai air cucian bersifat netral.



4.



Kemudian memasukkan kertas saring dan endapan ke dalam beker gelas semula dan menambahkan aquades sampai volume + 20 mL.



5.



Menambahkan 4 mL larutan NaOH 0,1 M, memanaskan di atas penangas air sampai larut seperti susu dan mendinginkan sampai suhu 21-24 oC, meneteskan 3 tetes fenolftalein.



6.



Menambahkan 4 mL formaldehyde 40% (warna rose hilang), menitrasi dengan NaOH 0,1 N sampai terbentuk warna rose kembali.



V.



Hasil dan Pembahasan 5.1 Hasil Pengamatan No.



Sampel



Volume NaOH 0,1 N



1.



Kasein



14,3 mL



5.2 Analisa Data Kadar Kasein = Volume NaOH 0,1 N x 0,9% = 14,3 x 0,9%



= 4,29% 5.3 Pembahasan Komponen-komponen penting dalam susu adalah protein, lemak, vitamin, mneral, laktosa serta enzim dan beberapa mikroba. Protein adalah senyawa organik kompleks yang mempunyai bobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatam peptida. Peptida dan protein merupakan polimer kondensasi asam amino dengan penghilangan unsur air dari gugus amino dan gugus karboksil. Jika bobot molekul senyawa lebih kecil dari 6.000, biasanya digolongkan sebagai polipeptida. Polipeptida mempunyai perbedaan dengan protein. Polipeptida mempunyai residu asam amino ≤ 100 dan bobot molekul ≤ 6.000. sedangkan, pada protein residu asam aminonya ≥ 100 dan bobot molekulnya ≥ 6.000. protein dalam susu secara umum terdiri atas protein kasein dan protein whey. Namun pada percobaan ini hanya dilakukan isolasi terhadap kasein susu dan menentukan kadarnya. Kasein merupakan protein jenis phospoprotein yakni terdiri dari beberapa unit asam amino yang terikat dengan ikatan peptida. Di dalamnya tidak hanya terdiri dari zat-zat organik, melainkan mengandung juga zat-zat anorganik seperti kalsium, phosphor, dan magnesium. Susu merupakan system koloid yang system terdispersi dan pendispersinya adalah zat cair (emulsi). Sistem ini tidak terlalu stabil tetapi pada susu, system koloid ini distabilkan dengan adanya kasein sebagai emulgator. Pada percobaan ini 20 mL sampel susu dipanaskan dipenangas air pada suhu 40oC. Suhu 40oC ini digunakan karena suhu ini merupakan suhu optimum protein bekerja. Menurut Tranggono & Setiadji (1989) suhu optimal protein antara 35°C dan 40°C, yaitu suhu tubuh. Pada suhu ini aktivitas protein meningkat. Pada suhu di atas dan di bawah optimalnya, aktivitas protein berkurang. Di atas suhu 50°C protein secara bertahap menjadi inaktif karena protein terdenaturasi. Pemanasan ini bertujuan untuk



menurunkan kelarutan protein sehingga dapat mengendapkan protein susu pada kondisi yang sesuai atau pemanasan ini dapat menyebabkan denaturasi rusaknya struktur protein sehingga mempercepat pengendapan protein. Tapi pemanasan pada suhu ini, kasein tidak mengalami pengendapan. Soeharsono (1989), pada dasarnya kasein merupakan protein yang stabil terhadap pemanasan dan tidak mengalami denaturasi apabila air susu dipanaskan. Tapi pemanasan ini akan mengubah stabilitas kasein dan menyebabkan kasein nantinya mudah dilakukan pengendapan. Kemudian dilakukan penambahan asam asetat 1 N, lalu diaduk homogen dan didiamkan selama 20 menit. Pengadukan ini bertujuan agar asam asetat dapat terdistribusi secara merata dalam sampel, dan pendiaman bertujuan agar pengedapan dapat berlangsung secara maksimal. Penambahan asam asetat 1 N berfungsi untuk menyendapkan protein kasein. Protein bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan larutan asam dan basa. Daya larut protein berbeda di dalam air, asam, dan basa; ada yang mudah larut dan ada yang sukar larut. Kasein merupakan jenis protein yang tidak mudah larut dalam asam sehingga pada saat susu direaksikan dengan asam asetat kasein akan mengendap dan tidak akan larut. Hal ini disebabkan karena asam asetat hanya dapat mengikat molekul-molekul air yang melingkupi protein tanpa dapat mengikat asam-asam amino penyusun proteinnya. Lalu dilanjutkan dengan penambahan asam asetat 0,25 N, diaduk dan didiamkan selama 1 jam. Penambahan asam asetat 0,25 N ini bertujuan untuk



mencapai



pH



isoelektrik



dari



kasein.



Penambahan



asam



mengakibatkan penambahan ion H+ yang kemudian akan mengadakan reaksi dengan muatan negatif protein yang berasal dari gugus hiroksil bebasnya, Semakin banyak konsentrasi H+ yang ditambahkan maka semakin banyak pula penurunan pH dari susu sehingga titik isoelektriknya semakin dekat, sehingga akan menetralkan protein dan menuju tercapainya pH isoelektrik. Titik isoelektris adalah saat dimana pada pH tersebut asam amino berada



pada bentuk zwitter ion dan pada saat titik isoelektris ini kelarutan protein menurun dan mencapai angka terendah dan akan menyebabkan protein mengendap dan menggumpal. Pada saat titik isoelektris ini jumlah kation dan anion yang terbentuk sama banyaknya. Pada titik isoelektris ini kasein bersifat hidrofobik, kasein akan berikatan antar muatannya sendiri membentuk lipatan ke dalam sehingga terjadi pengendapan yang relatif cepat. Titik isoelektris kasein pH 4,6 – 5,0 dan pada titik ini kasein mudah sekali mengendap. Dalam kondisi asam atau pH yang rendah, kasein akan mengendap karena memiliki kelarutan yang rendah pada kondisi asam. Penambahan asam dapat menghilangkan muatan listrik dari partikel kasein karena asam akan mengikat kalsium dan kalsium kaseinat, sehingga kasein menjadi terlepas dan terbentuk endapan. Adapun reaksi pengendapan dengan cara pengasaman sebagai berikut : H2NR-COO- + H+ → Kasein misel (pH = 6,6) Koloid dispersi



+



H3NR-COO



(R, kasein protein)



Kasein asam (pH = 4,6) Partikel tidak larut



Kemudian sampel didekanter ke dalam corong dengan kertas saring. hal ini bertujuan untuk memisahkan endapan dengan larutannya.Lalu mencuci endapan dengan aquades sampai air cucian bersifat netral. Hal ini dimaksudkan agar memurnikan endapan kasein yang diperoleh. Endapan kasein yang dipeloleh yaitu berwarna putih. Lalu endapan bersama kertas saring dimasukkan kembali ke dalam beker gelas dan ditambahkan aquades sampai volume + 20 mL. Kasein tidak larut dalam air dingin, namun kasein akan terdispersi dalam air panas, basa, dan garam basa. Setelah itu larutanm ditambahkan larutan NaOH 0,1 M, lalu dipanaskan di atas penangas air sampai larut seperti susu dan didinginkan pada suhu 21-21oC, lalu diteteskan 3 tetes fenolftalein. Menurut Sudarmadji



(1989), penambahan NaOH bertujuan untuk membentuk kaseinat alkali, karena dalam suasana alkali kasein dapat terlarut dalam pH netral. Pada umumnya jika protein ditambah NaOH akan mengalami denaturasi karena terikatnya ion Na+ pada gugus karboksil asam amino. Namun pada kasein justru sebaliknya karena keberadaan protein kasein dalam susu membentuk suatu ikatan kompleks antara garam Ca kaseinat dengan Ca fosfat (Webb dan Johnson,1985 ). Penambahan fenolftalein berfungsi untuk menguji apakah sampel tersebut sudah dalam suasana basa atau belum. Penambahan ini dilakukan pada suhu 21-21oC karena pada suhu ini merupakan suhu optimum dari protein bekerja. Menurut Tranggono & Setiadji (1989) protein memiliki suhu optimum yaitu sekitar 180-230C karena pada suhu ini enzim bekerja secara baik. Dari hasil pengamatan sampel yang ditambahkan fenolftalein berubah menjadi warna rose sehingga sampel sudah dalam keadaan basa. Kemudian sampel ditambahkan formaldehide 40%, penambahan formaldehide ini bertujuan untuk membentuk larutan buffer (penyangga) yang dapat mempertahankan pH suatu larutan. Dari penambahan ini warna rose yang ada pada larutan menghilang, lalu dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N sampai terbentuk warna rose kembali untuk menentukan kadar kasein pada larutan tersebut. Dari hasil titrasi diperoleh volume NaOH 0,1 N yang digunakan adalah sebanyak 14,3 mL. Sehingga dapat ditentukan kadarnya dengan menggunakan persamaan kadar kasein = volume NaOH 0,1 N x 0,9% dan didapatkan kadar kasein yaitu sebesar 4,29%. Menurut Suhardi, (1991) susu sapi mempunyai kadar protein (3,5%) disusun oleh 76 % kasein, 18,5% laktobumin dan 5,4 % laktoglobulin. Atau dengan kata lain kadar kasein dalam susu sapi sebesar 2,66%. Jadi hasil percobaan tidak sesuai dengan literatur yang ada, hal ini dikarenakan kasein yang dititrasi belum murni atau masih bercampur dengan protein susu yang lain.



VI.



Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1.



Kasein dapat diisolasi pada titik isoelektriknya yaitu pada pH 4,6 – 5,0 dengan penambahan asam asetat sehingga protein akan menggumpal dan mengendap.



2. 3.



Kadar protein yang diperoleh adalah 4,29%. Cara menentukan kadar protein yaitu dengan menggunakan persamaan kadar kasein = volume NaOH 0,1 N x 0,9%.



DAFTAR PUSTAKA



Husni, E., Asmaedy, S., dan R. Ariati. 2007. Analisa Zat Pengawet dan Protein dalam Makanan Siap Saji Sosis. Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi. Vol. 12, No.2. Retno, E., U. Yuanti dan Ning S.D. 2005. Pembuatan Keju Dari Susu Kacang Hijau Dengan Bakteri Lactobacillus Bulgaricus. E K U I L I B R I U M. Vol. 4. No. 2. Shiddieqy, 2004. Gizi Masyarakat dan Kualitas Manusia Indonesia. Http:// www. Pikiran-rakyat.com. Diakses pada tanggal 22 Oktober 2013. Silalahi, Jansen, 2006. Makanan Fungsional. Kanisius. Jogyakarta. Soeharsono,dkk.,1984. Biokimia I. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Suhardi, 1991. Kimia dan Teknologi Protein. PAU Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta. Susanti, E. 2003. Isolasi Dan Karakterisasi Protease Dari Bacillus Subtilis. 1012M15. B I O D I V E R S I T A S. Volume 4. Nomor 1.



Laporan Praktikum Biokimia Umum



PERCOBAAN IV PENENTUAN KASEIN



Disusun Oleh : Nama



: Faradisa Anindita



Stambuk



: G 301 11 020



Kelompok



: IV



Asisten



: Rian S. Rauf



LABORATORIUM KIMIA ORGANIK DAN BIOKIMIA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TADULAKO PALU, 2013



LEMBAR ASISTENSI



Nama



: Faradisa Anindita



Stambuk



: G 301 11 020



Kelompok : IV Asisten No.



: Rian. S. Rauf Hari/Tanggal



Perbaikan



Paraf