Jurusan Teknologi PERTANIAN UNIVERSITAS DR SOETOMO PROTEIN SUTRISNO ADI PRAYITNO Jurusan Teknologi PERTANIAN UNIVERSITAS DR SOETOMO

Pengertian Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida yang mengandung unsur-unsur C, H, O, dan N. Proporsinya adalah sbb: 50–55% carbon, 6–7% hydrogen, 20–23% oxygen, 12–19% nitrogen, and 0.2–3.0% sulfur

Sumber-sumber protein

Fungsi Protein dalam tubuh enzim, merupakan katalis biokimia alat pengangkut (serum albumin, transferrin, hemoglobin ) hormon (insulin, growth hormone) pertahanan tubuh (immunoPag, globulins)

Di dalam tumbuhan, protein dapat disusun atau dibentuk dari unsur N yang berasal dari bahan anorganik misalnya nitrat, nitrit, amonia. Pada manusia dan hewan, protein tidak dapat langsung disusun dari unsur N yang berasal dari senyawa anorganik melainkan melalui senyawa yang disebut asam amino

Asam-asam amino penyusun protein Asam amino adalah senyawa organik yang mengandung gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (COOH)

Tiga tangan dari atom C selalu mengikat gugus yang sama yang selalu dipunyai oleh semua asam amino. Sedangkan tangan yg lain mengikat R Jenis R inilah yg membedakan senyawa asam amino yg satu dan yg lainnya.

Asam amino endogen : dibuat dan disusun oleh tubuh selama proses metabolisme berlangsung, yaitu sebagai hasil reaksi antara sisa dari senyawa karbohidrat dan gugus NH2 yg dikeluarkan oleh glutamin. Contoh asam amino endogen/ non esensial : arginine, Alanine, Asparagine, aspartic acid, Cysteine glutamine, glutamic acid, glycine, proline, serine, dan tyrosine

Asam amino Eksogen : golongan asam amino yang tidak dapat diproduksi oleh tubuh. Sehingga harus didapatkan dari asupan makanan sehari-hari, Contoh Asam amino eksogen/esensial : isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, dan valine.

JENIS ASAM AMINO Asam amino esensial (indispensable amino acid) Asam amino yang tidak dapat disintesis Oleh tubuh, harus diperoleh dari luar (makanan) 2. Asam amino non esensial (dispensable amino acid) Asam amino yang dapat disintesis di dalam tubuh, dari suplai nitrogen 3. Asam amino semi esensial (conditionally essensial) Asam amino yang pada kondisi tertentu tidak dapat dibentuk oleh tubuh

JENIS ASAM AMINO ESENSIAL NON ESENSIAL SEMI ESENSIAL Histidin Alanin Lisin Arginin Leusin Asparagin Isoleusin Asam aspartat Methionin Asam Glutamat Valin Glutamin Threonin Glisin Venilalanin Serin Triptofan Prolin Sistein Tyrosin

FUNGSI Sumber energi Membentuk struktur sel Membentuk sistem pertahanan tubuh Membentuk senyawa tubuh yang esensial Keseimbangan asam basa Keseimbangan cairan tubuh Transpor zat gizi

SUMBER ENERGI Protein digunakan sebagai sumber energi bila suplai karbohidrat dan lemak kurang Karbohidrat dan lemak adalah “protein-sparing” They spare amino acids from being burned for energy and allow them to be used for protein synthesis

2. MEMBENTUK STRUKTUR SEL Sel tersusun atas protein Fungsi pertumbuhan dan pemeliharaan Fungsi kolagen yaitu suatu protein fibrousa di dalam tubuh yang meerupakan komponen jaringan ikat (connective tissue)

STRUCTURAL PROTEIN PROTEIN PROVIDE STRUCTURE TO ALL CELLS INCLUDING HAIR, NAILS, SKIN, AND BONE MOTOR PROTEIN : PROTEIN THAT TURN ENERGY INTO MECHANICAL WORK. MOTOR PROTEIN ACTIVE IN PROCESSES SUCH AS DIVIDING CELLS, CONTRACTING MUSCLE, SWIMMING SPERM

3. SISTEM PERTAHANAN TUBUH Protein membentuk antibody yang bertanggung jawab untuk melawan infeksi dan benda asing yang masuk dalam tubuh Antibody : protein yang dihasilkan oleh b limfosit sebagai respon adanya antigen (protein pada virus atau bakteri)

4. KESEIMBANGAN CAIRAN TUBUH Protein darah dapat menghasilkan tekanan onkotik, yaitu tekanan untuk mempertahankan agar cairan tubuh tetap berada pada kompartemennya Cairan : - intrasel : di dalam sel - EKSTRASEL : a. Interseluler b. Intravaskular Defisiensi protein di dalam darah akan menyebabkan odema karena tekanan onkotik yang dihasilkan oleh protein tidak mampu mempertahankan cairan untuk tetap berada di dalam kompartemen, sehingga cairan akan keluar----odema

5. MENGATUR ASAM BASA Protein darah dapat berperan sebagai bufer Ph darah ditentukan oleh konsentrasi ion hidrogen Semakin tinggi konsentrasi ion H semakin rendah ph (semakin asam) Asam : pH < 7

6. MEMBENTUK SENYAWA TUBUH ESENSIAL Hormon Suatu senyawa yang dihasilkan oleh tubuh tersusun atas protein untuk fungsi regulator Enzim Adalah protein yang mengkatalis reaksi kimia di dalam tubuh Hemoglobin komponen darah yang tersusun atas protein dan zat besi

7. TRANSPOR ZAT GIZI Protein di dalam darah dapat berperan pengangkut zat gizi lainnya Contoh : - retinol binding- protein (rbp) - Transferin - Lipoprotein

Ikatan Peptida Ikatan peptida dibentuk melalui reaksi antara gugus amine dan gugus karboksil Melalui gugus amino dan karboksil maka terbentuklah ikatan-ikatan peptida sehingga menjadi di, tri, polipeptida yang disebut Protein

Struktur protein dapat dibagi menjadi empat bentuk; primer, sekunder, tersier dan kuartener. Susunan linier asam amino dalam protein merupakan struktur primer. Susunan tersebut akan menentukan sifat dasar protein dan bentuk struktur sekunder serta tersier.

Bila protein mengandung banyak asam amino dengan gugus hidrofobik, daya kelarutannya kurang dalam air dibandingkan dengan protein yang banyak mengandung asam amino dengan gugus hidrofil

PERUBAHAN SELAMA PENGOLAHAN A.Denaturasi adalah perubahan struktur protein yang kompleks menjadi struktur yang lebih sederhana yang diakibatkan oleh faktor-faktor fisik maupun kimia. Denaturasi dapat pula didefinisikan sebagai perubahan yang besar dalam struktur alami yang tidak melibatkan perubahan dalam urutan asam-amino Denaturation is a process that changes the molecular structure without breaking any of the peptide bonds of a protein.

Denaturasi biasanya dapat menimbulkan perubahan beberapa sifat fisik dan fungsional misalnya kelarutan . Protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Lapisan molekul bagian dalam yang bersifat hidrofobik akan keluar sedangkan bagian hidrofilik akan terlipat ke dalam.

Viskositas akan bertambah karena molekul mengembang menjadi asimetrik. Protein pada putih telur mengalami denaturasi oleh panas dan akibat gaya mekanis ketika dibuat menjadi busa/foam Protein daging mengalami denaturasi pada suhu 57 to 75 0C, yang berdampak pada teksture, water holding capacity, dan kekenyalan

Denaturasi karena Panas Panas dapat digunakan untuk mengacaukan ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik non polar. Hal ini terjadi karena suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat sehingga mengacaukan ikatan molekul tersebut. Beberapa makanan dimasak untuk mendenaturasi protein yang dikandung

Denaturasi karena Asam dan basa Protein akan mengalami kekeruhan terbesar pada saat mencapai pH isoelektris yaitu pH dimana protein memiliki muatan positif dan negatif yang sama, pada saat inilah protein mengalami denaturasi yang ditandai kekeruhan meningkat dan timbulnya gumpalan.

Denaturasi karena Garam logam berat Garam logam berat mendenaturasi protein sama dengan halnya asam dan basa. Garam logam berat umumnya mengandung Hg+2, Pb+2, Ag+1 Tl+1, Cd+2 dan logam lainnya dengan berat atom yang besar. Reaksi yang terjadi antara garam logam berat akan mengakibatkan terbentuknya garam protein-logam yang tidak larut

Denaturasi yang diawali dengan proses koagulasi Denaturasi yang diawali dengan proses koagulasi. Faktor penyebab koagulasi di antaranya : (1) pemanasan, (2) asam, (3) enzim-enzim, (4) perlakuan mekanis dan (5) penambahan garam.

B. Koagulasi 1. Koagulasi dengan pemanasan Koagulasi dengan pemanasan terjadi karena struktur protein berubah karena pengaruh temperatur yang tinggi sehingga terjadi perubahan struktur dari protein.

Sifat protein yang dapat terkoagulasi pada suhu yang tinggi tersebut dimanfaatkan dalam: Pembuatan puding telur Pembuatan cake sepon

2. Koagulasi dengan asam Proses koagulasi protein dapat pula terjadi dengan ditambahkannya asam pada bahan yang sebagian besar komposisinya didominasi oleh protein, misalnya susu. Pada proses pembuatan yogurt, susu yang di dalamnya terkandung bahan protein dalam bentuk laktosa dan kasein difermentasi dengan penambahan bakteri dari spesies lactobacillus.

Dalam proses fermentasi tersebut, susu kemudian mengalami koagulasi karena berubahnya sifat susu menjadi asam yang disebabkan oleh dihasilkannya asam laktat oleh bakteri yang ditambahkan. Perubahan tersebut mengakibatkan susu terkoagulasi yang membuat teksturnya menjadi kental sehingga terbentuk curd atau yougurt.

3. Koagulasi dengan enzim-enzim Koagulasi dapat juga terjadi karena kerja enzim. Proses ini misalnya terjadi pada proses pembuatan keju dengan menggunakan enzim rennet. Enzim rennet merupakan nama komersil dari enzim renin. Enzim rennet membuat susu menjadi bertekstur kental dan berasa asam (junket). Pada akhir proses tersebut, susu sebagai bahan baku akan berubah menjasi curd/dadih yang akan diolah lebih lanjut menjadi keju.

4. Koagulasi dengan perlakuan mekanis Salah satu cara yang digunakan dalam perlakuan mekanis ini adalah pengocokan. Misalnya adalah proses pengocokan yang dikenakan pada telur akan menyebabkan telur mengalami koagulasi parsial.

5. Koagulasi dengan penambahan garam Proses penambahan garam ditunjukkan pada proses koagulasi putih telur dengan menggunakan garam. Selain itu digunakan pula garam untuk mengeraskan curd menjadi keju. Selain untuk mengeraskan keju, penambahan garam diharapkan pula untuk dapat menekan pertumbuhan mikroorganisme.

APLIKASI DALAM INDUSTRI 1. Sebagai pengikat air Sifat protein ini digunakan dalam proses pembuatan gelatin dan susu bubuk tanpa lemak. 2. Pembantu proses pencoklatan (browning) Sifat protein diharapkan dapat membantu proses browning secara non enzimatis yang melibatkan reaksi Maillard.

3. Sebagai agen perbaikan struktur Sifat protein sebagai agen perbaikan struktur diterapkan pada penambahan gluten pada roti dan penggunaan putih telur untuk membuat meringue. Protein gliadi dan glutenin dalam tepung gandum membentuk gluten, yaitu sebuah agen pembentuk struktur elastis dan kohesif pada adonan. Pada pembuatan meringue, dilakukan pengocokan pada putih telur sehingga protein pada putih telur membentuk buih.

4. Pemanis Protein yang dapat berperan sebagai pemanis adalah Aspartame. 5. Pengganti lemak Pengganti lemak dari protein berupa protein telur berukuran mikro (micro sized egg protein)