Protein adalah senyawa organik yang bermolekul tinggi berkisar antara beberapa ribu sampai jutaan. Protein ini tersusun dari atom C, H, O dan N serta unsur lainnya seperti P dan S yang membentuk unit-unit asam amino. Urutan susunan asam amino yang satu dengan asam amino yang lainnya, menentukan sifat biologis suatu protein. Di alam ditemukan 20-21 macam asam amino yang membangun protein (Girindra, 1990). Bagaimana Penetapan Protein Pada Makanan?
Protein merupakan kelompok nutrisi yang sangat penting. Senyawa ini didapatkan dalam sitoplasma pada protein sel hidup, baik tanaman dan binatang. Pada protein secara kimia adalah heteropolimer dari asam-asam amino yang terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Protein apapun dan berasal dari makhluk hidup apapun juga ternyata hanya tersusun dari 20 macam asam amino. Perbedaan protein yang satu dengan yang lain disebabkan oleh jumlah dan kedudukan asam amino itu mempunyai ciri umum sebagai konfigurasi 1 yaitu sama-sama mempunyai 1 gugus COOH dan 1 gugus CH2 yang terikat pada atom Ca (Soewoto, 2001).
Fungsi protein dalam tubuh
Pertumbuhan dan pemeliharaan
Protein merupakan penyusun utama sel-sel tubuh. Membran sekeliling sel terbuat dari protein, protein juga didapatkan di dalam sel. Jumlah sel dalam tubuh meningkat selama periode anak-anak dan remaja kebutuhan proteinnya sangat tinggi. Protein dalam jaringan selalu mengalami perombakan, oleh karena itu diganti oleh asam amino yang disediakan dalam susunan makanan. Protein penting untuk pembentukkan enzim, antibiotik, dan beberapa hormon.
Energi
Jumlah protein yang siap untuk keperluan kita tergantung pada nilai biologik yaitu dari berbagai macam protein dalam susunan makanan. Selain itu susunan makanan juga dapat pula menyediakan protein melebihi kebutuhan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan. Kelebihan protein inilah yang tidak diperlukan untuk sintesis protein yang akan mengalami deaminasi didalam hati, yaitu bagian dari asam amino yang mengandung nitrogen dipisahkan untuk membentuk urea.
Sumber protein dalam susunan makanan
Protein dapat diperoleh baik dari sumber hewani ataupun nabati. Pada umumnya makanan, asal hewani mengandung lebih banyak protein dibandingkan dengan makanan yang berasal dari nabati walaupun beberapa sayuran seperti kedelai maupun yang mempunyai kandungan protein yang tinggi.Makanan juga mengandung protein tetapi tidak sebanyak yang terdapat di dalam sayuran. Protein sayuran umumnya mengandung BV lebih rendah dibandingkan dengan protein yang terdapat pada hewani.
Penentuan Kadar Protein Total Prinsip Umum :
Sampel dengan massa tertentu dipanaskan dalam tangas pada suhu tinggi (sekitar 900oC) dengan adanya oksigen. Cara ini akan melepaskan CO2, H2O dan N2. Gas CO2 dan H2O dipisahkan dengan melewatkan gas pada kolom khusus untuk menyerapnya. Kandungan nitrogen kemudian dihitung dengan melewatkan sisa gas melalui kolom dengan detector konduktivitas termal pada ujungnya. Kolom ini akan membantu memisahkan nitrogen dari sisa CO2 dan H2O. Alat dikalibrasi dengan senyawa analis yang murni dan telah diketahui jumlah nitrogennya, seperti EDTA (= 9,59 %N). Dengan demikian sinyal dari detektor dapat dikonversi menjadi kadar nitrogen. Dengan metode Kjeldahl diperlukan konversi nitrogen dalam sampel menjadi kadar protein, tergantung susunan asam amino protein.
1. Metode Kjeldahl
Metode Kjeldahl dikembangkan pada taun 1883 oleh pembuat bir bernama Johann Kjeldahl. Makanan didigesti dengan asam kuat sehingga melepaskan nitrogen yang dapat ditentukan kadarnya dengan teknik titrasi yang sesuai. Jumlah protein yang ada kemudian dihitung dari kadar nitrogen dalam sampel.
Prinsip dasar yang sama masih digunakan hingga sekarang, walaupun dengan modifikasi untuk mempercepat proses dan mencapai pengukuran yang lebih akurat. Metode ini masih merupakan metode standart untuk penentuan kadar protein. Karena metode Kjeldahl tidak menghitung kadar protein secara langsung, diperlukan faktor konversi (F) untuk menghitung kadar protein total dan kadar nitrogen.
Faktor konversi 6,25 (setara dengan 0,16 g nitrogen per gram protein) digunakan untuk banyak jenis makanan, namun angka ini hanya nilai rata-rata, tiap protein mempunyai faktor konversi yang berbeda tergantung komposisi asam aminonya.
Metode Kjeldahl terdiri dari tiga langkah : digesti, netralisasi dan titrasi.
2. Prinsip
Digestion
Sampel makanan yang akan dianalisis ditimbang dalam labu digesti dan didigesti dengan pemanasan dengan penambahan asam sulfat (sebagai oksidator yang dapat mendigesti makanan), natrium sulfat anhidrat (untuk mempercepat tercapainya titik didih) dan katalis sepert tembaga (Cu), selenium, titanium, atau merkurium (untuk mempercepat reaksi). Digesti mengubah nitrogen dalam makanan (selain yang dalam bentuk nitrat atau nitrit) menjadi amonia, sedangkan unsur oganik lain menjadi CO2 dan H2O. Gas amonia tidak dilepaskan ke dalam larutan asam karena berada dalam bentuk ion amonium (NH4+) yang terikat dengan ion sulfat (SO42-) sehingga yang berada dalam larutan adalah : N(makanan) € (NH4)2.SO4
Netralisasi
Setelah proses digesti sempurna, labu digesti dihubungkan dengan labu penerima (recieving flask) melalui sebuah tabung. Larutan dalam labu digesti dibasakan dengan penambahan NaOH, yang mengubah amonium sulfat menjadi gas amonia :
(NH4)2.SO4 + 2 NaOH <====> 2 NH3 + 2 H2O + Na2SO4 (2)
Gas amonia yang terbentuk dilepaskan dari larutan dan berpindah keluar dari labu digesti masuk ke labu penerima, yang berisi asam borat berlebih. Rendahnya pH larutan di labu penerima mengubah gas amonia menjadi ion amonium serta mengubah asam borat menjadi ion borat:
| NH | +H BO | ======> NH | ++H BO | - | (3) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 3 3 < | 4 | 2 | 3 |
Titrasi
Kandungan nitrogen diestimasi dengan titrasi ion amonium borat yang terbentuk dengan asam sulfat atau asam hidroklorida standar, menggunakan indikator
yang sesuai untuk menentukan titik akhir titrasi.
HBO-+H+ <====> H BO 3 (4)
2 3 3
Kadar ion hidrogen (dalam mol) yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir titrasi setara dengan kadar nitrogen dalam sampel makanan (persamaan 3).
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menentukan kadar nitrogen dalam mg sampel menggunakan larutan HCl xM untuk titrasi.
Dimana vs dan vb adalah volume titrasi sampel dan blanko, 14 g adalah berat molekul untuk nitrogen N. Penetapan blanko biasanya dilakukan pada saat yang sama dengan sampel untuk memperhitungkan nitrogen residual yang dapat mempengaruhi hasil analisis. Setelah kadar nitrogen ditentukan, dikonversi menjadi kadar protein dengan faktor konversi yang sesuai :
Winarno FG, 1997, Kimia Pangan dan Gizi, Jakarta, Penerbit Gramedia
R.A, Day, Jr. / A.L. Underwood., Analisa Kimia Kuantitatif, ed. Keenam, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2002