LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA
PERCOBAAN KE IV
PENENTUAN KADAR PROTEIN TOTAL (METODE KJELDAHL)
Disusun Oleh:
Nama dan NPM
:
Ambar Puspita Madyaningratri
10060313055
:
Irma Astri Pebriliani
10060313056
:
Tri Marleni
10060313057
:
Ramli Maulana Latief
10060313058
Shift
:
C
Kelompok
:
1
Nama Asisten
:
Lisnawati, S.Farm.
Tgl. Praktikum
:
Selasa, 03 Maret 2015
Tgl. pengumpulan Laporan
:
Selasa, 10 Maret 2015
LABORATORIUM FARMASI TERPADU UNIT B
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
2015
Tujuan
Tujuan dilakukannya praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat mengetahui dan memahami metode Kjeldahl untuk penentuan kadar protein total.
Teori Dasar
Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh karena zat ini berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah polimer dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung unsur-unsur C, H, O, N, P, S, dan terkadang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga (Winarno, 1984).Struktur asam amino digambarkan sebagai berikut:
H
H2N C COOH
R
(Lehninger, 1982).
Pada umumnya kadar protein di dalam bahan pangan menentukan mutu bahan pangan itu sendiri (S.A. & Suwedo H., 1987). Nilai gizi dari suatu bahan pangan ditentukan bukan saja oleh kadar nutrien yang dikandungnya, tetapi juga oleh dapat tidaknya nutrien tersebut digunakan oleh tubuh (Muchtadi, 1989). Salah satu parameter nilai gizi protein adalah daya cernanya yang didefinisikan sebagai efektivitas absorbsi protein oleh tubuh (Del Valle, 1981). Berdasarkan kandungan asam-asam amino esensialnya, bahan pangan dapat dinilai apakah bergizi tinggi atau tidak. Bahan pangan bernilai gizi tinggi apabila mengandung asam amino esensial yang lengkap serta susunannya sesuai dengan kebutuhan tubuh.
Protein yang terdapat dalam bahan pangan mudah mengalami perubahan-perubahan, antara lain:
Dapat terdenaturasi oleh perlakuan pemanasan.
Dapat terkoagulasi atau mengendap oleh perlakuan pengasaman.
Dapat mengalami dekomposisi atau pemecahan oleh enzim-enzim proteolitik.
Dapat bereaksi dengan gula reduksi, sehingga menyebabkan terjadinya warna coklat.
Banyak agensia yang menyebabkan perubahan sifat alamiah dari protein seperti panas, asam, basa, pelarut organik, garam, logam berat, radiasi sinar radioaktif (Sudarmadji, 1996)
Metode Kjeldahl
Metode Kjeldahl merupakan metode yang sederhana untuk penetapan nitrogen total pada asam amino, protein dan senyawa yang mengandung nitrogen. Sampel didestruksi dengan asam sulfat dan dikatalisis dengan katalisator yang sesuai sehingga akan menghasilkan amonium sulfat. Setelah pembebasan dengan alkali kuat, amonia yang terbentuk disuling uap secara kuantitatif ke dalam larutan penyerap dan ditetapkan secara titrasi. Metode ini telah banyak mengalami modifikasi. Metode ini cocok digunakan secara semimikro, sebab hanya memerlukan jumlah sampel dan pereaksi yang sedikit dan waktu analisa yang pendek. Metode ini kurang akurat bila diperlukan pada senyawa yang mengandung atom nitrogen yang terikat secara langsung ke oksigen atau nitrogen. Tetapi untuk zat-zat seperti amina,protein,dan lain – lain hasilnya lumayan. (Addinul Ihsan, 2011)
Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar protein kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah kadar nitrogennya. Dengan mengalikan hasil analisis tersebut dengan angka konversi 6,25, diperoleh nilai protein dalam bahan makanan itu. Untuk beras, kedelai, dan gandum angka konversi berturut-turut sebagai berikut: 5,95, 5,71, dan 5,83. Angka 6,25 berasal dari angka konversi serum albumin yang biasanya mengandung 16% nitrogen. (Addinul Ihsan, 2011)
Prinsip cara analisis Kjeldahl adalah sebagai berikut: mula-mula bahan didestruksi dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran Zn. Amonia yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator. Cara Kjeldahl pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimakro.
1. Cara makro Kjeldahl digunakan untuk contoh yang sukar dihomogenisasi dan besar contoh 1-3 g
2. Cara semimikro Kjeldahl dirancang untuk contoh ukuran kecil yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen.
Cara analisis tersebut akan berhasil baik dengan asumsi nitrogen dalam bentuk ikatan N-N dan N-O dalam sampel tidak terdapat dalam jumlah yang besar. Kekurangan cara analisis ini ialah bahwa purina, pirimidina, vitamin-vitamin, asam amino besar, kreatina, dan kreatinina ikut teranalisis dan terukur sebagai nitrogen protein. Walaupun demikian, cara ini kini masih digunakan dan dianggap cukup teliti untuk pengukuran kadar protein dalam bahan makanan. (Addinul Ihsan, 2011)
Analisa protein cara Kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan yaitu proses destruksi, proses destilasi dan tahap titrasi. (Addinul Ihsan, 2011)
1. Tahap destruksi
Pada tahapan ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2 dan H2O. Sedangkan nitrogennya (N) akan berubah menjadi (NH4)2SO4. Untuk mempercepat proses destruksi sering ditambahkan katalisator berupa campuran Na2SO4 dan HgO (20:1). Gunning menganjurkan menggunakan K2SO4 atau CuSO4. Dengan penambahan katalisator tersebut titk didih asam sulfat akan dipertinggi sehingga destruksi berjalan lebih cepat. Selain katalisator yang telah disebutkan tadi, kadang-kadang juga diberikan Selenium. Selenium dapat mempercepat proses oksidasi karena zat tersebut selain menaikkan titik didih juga mudah mengadakan perubahan dari valensi tinggi ke valensi rendah atau sebaliknya. (Addinul Ihsan, 2011)
Reaksi yang terjadi selama destruksi:
HgO + H2SO4 HgSO4 + H2O
2HgSO4 Hg2SO4 + SO2 +2On
Hg2SO4 + 2H2SO4 2HgSO4 + 2H2O + SO2
(CHON) + On + H2SO4 CO2 + H2O + (NH4)2SO4 + SO2 Katalisator (Sudarmadji, 1996)
2. Tahap destilasi
Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Agar supaya selama destilasi tidak terjadi superheating ataupun pemercikan cairan atau timbulnya gelembung gas yang besar maka dapat ditambahkan logam zink (Zn). Ammonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh asam khlorida atau asam borat 4 % dalam jumlah yang berlebihan. Agar supaya kontak antara asam dan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung destilasi tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator misalnya BCG + MR atau PP.
Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah:
(NH4)2SO4 + NaOH NH3 + H2O + Na2SO4
NH3 + HCl 0,1 N NH4Cl
Berlebih
(Addinul Ihsan, 2011)
3. Tahap titrasi
Apabila penampung destilat digunakan asam khlorida maka sisa asam khorida yang bereaksi dengan ammonia dititrasi dengan NaOH standar (0,1 N). Akhir titrasi ditandai dengan tepat perubahan warna larutan menjadi merah muda dan tidak hilang selama 30 detik bila menggunakan indikator PP.
Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah:
HCl 0,1 N + NaOH 0,1 N NaCl + H2O
Kelebihan
Kandungan nitrogen kemudian dapat dihitung sebagai berikut:
%N = ml NaOH blanko – ml NaOH sampel × N. NaOH × 14,008 × 100%
Gram bahan x 1000
Apabila penampung destilasi digunakan asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam khlorida 0,1 N dengan indikator (BCG + MR). Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda.
Kandungan nitrogen kemudian dapat dihitung sebagai berikut:
%N = ml NaOH blanko – ml NaOH sampel × N. HCl × 14,008 × 100%
Gram bahan x 1000
Setelah diperoleh %N, selanjutnya dihitung kadar proteinnya dengan mengalikan suatu faktor. Besarnya faktor perkalian N menjadi protein ini tergantung pada persentase N yang menyusun protein dalam suatu bahan.
Kadar protein (%) = % N x faktor konversi
Nilai faktor konversi berbeda tergantung sampel:
1. Sereal 5,7
2. Roti 5,7
3. Sirup 6,25
4. Biji-bijian 6,25
5. Buah 6,25
6. Beras 5,95
7. Susu 6,38
8. Kelapa 5,20
9. Kacang Tanah 5,46
Apabila faktor konversi tidak diketahui, faktor 6,25 dapat digunakan . Faktor ini diperoleh dari fakta rata-rata nitrogen dalam protein adalah 16 %.
Kadar Protein (%) = N x 100/16
= N x 6,25
(Addinul Ihsan, 2011)
Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan Metode Kjeldahl
Kentungan menggunakan Metode Kjeldahl,diantaranya :
Secara internasional dan masih merupakan metode standar untuk perbandingan terhadap semua metode lainnya.
Presisi tinggi dan baik reproduktifitas telah membuat metode utama untuk estimasi protein dalam makanan.
Kerugian menggunakan Metode Kjeldahl,diantaranya :
Memberikan ukuran protein yang benar, karena semua nitrogen dalam makanan tidak dalam bentuk protein.
Protein yang berbeda memerlukan faktor koreksi yang berbeda karena mereka memiliki urutan asam amino yang berbeda.
Penggunaan asam sulfat pekat pada suhu tinggi menimbulkan bahaya yang cukup besar, seperti halnya penggunaan beberapa kemungkinan katalis teknik ini memakan waktu untuk membawa keluar.
(Addinul Ihsan, 2011)
Alat Dan Bahan
Alat
Bahan
Labu Kjeldahl
Destilator
Lemari Asam
Erlen meyer
Tabung reaksi
Gelas ukur
Gelas kimia
Lemari es
Buret
Kalium sulfat
Raksa (II) Oksida
Asam sulfat pekat
lempeng Zn
larutan Natrium Hidrokarbon
larutan baku Asam klorida 0,1 N
indikator Phenoptalein 0,1 % b/v (dalam etanol 95%)
larutan baku Natrium hidroksida 0,1 N
Prosedur Kerja
Ditimbang 1 g sampel yang telah dihaluskan,dimasukan kedalam labu kjeldahl
Ditimbang 7,5 g Kalium sulfat dan 0,35 g Raksa (II) Oksida dan 15 ml Asam sulfat pekat
Dipanaska semua bahan dalam labu kjeldahl dalam lemari asam sampai berhenti berasap dan diteruskan pemanasan sampai mendidih dan cairan sudah menjadi jernih. Ditambahkan pemanasan kurang dari 30 menit , dimatikan pemanasan dan dibiarkan sampai dingin.
Ditambahkan 100 ml Aquadest dalam labu kjeldahl yang didinginkan dalam air es dan beberapa lempeng Zn , ditambahkan 15 ml larutan kalium sulfat 4% (dalam air) dan akhirnya ditambahkan perlahan – lahan larutan Natrium Hidrokarbon 50% sebanyak 50 ml yang telah diinginkan dalam lemari es.
Dipasang labu kjeldahl dengan segera pada alat destilasi . Dipanaskan labu kjeldahl perlahan-lahan sampai dua lapis tercampur ,kemudian dipanaskan dengan cepat sampai mendidih .
Destilat ditampung dalam erlenmeyer yang telah diisi dengan larutan baku Asam klorida 0,1 N sebanyak 50 ml dan indikator Phenoptalein 0,1 % b/v (dalam etanol 95%) sebanyak 5 tetes , ujung pipa destilator dipastikan masuk kedalam larutan Asam klorida 0,1 N
Proses destilasi telah selesai jika destilat yang ditambahkan lebih kurang 75 ml. sisa larutan asam klorida 0,1 N yang tidak bereaksi dengan destilat dititrasi dengan larutan baku Natrium hidroksida 0,1 N . titik akhir titrasi tercapai jika terjadi perubahan warna larutan dari merah jadi kuning
Dilakukan titrasi Blanko
Data Pengamatan dan Perhitungan
Pembakuan NaOH dengan Asam Oksalat:
0,1 N = gr12x126,07 x 1000100
Gram Asam Oksalat = 63,035 x 0.110
Gram Asam Oklatat = 0,63035/100 mL
Hasil penimbangan = 0,6216
Proses Titrasi
V (Asam Oksalat) x N (Asam Oksalat) = V (NaOH) x N (NaOH)
10 x 0,1 = 10,5 x N (NaOH)
N (NaOH) = 10 x 0,110,5
N (NaOH) = 0,09524 N
V (NaOH) x N (NaOH) = V (HCl) x N (HCl)
52 x 0,09524 = 50 x N (HCl)
N (HCl) = 52 x 0,0952450
N (HCl) = 0.0990 N
% N = 14 x mL NaOH blanko - mL NaOH titran x (N titran)berat sampel g x 1000 x 100%
% N = 14 x 52-29,2 x (0,09524)1 gr x 1000 x 100%
% N = 3,04%
% Protein = 10016 x %N = 6,25 x %N
% Protein = 6,25 x 3,04%
% Protein = 19%
Hasil Titrasi Naoh dengan HCL
Hasil Titrasi NaOH dengan Asam Oksalat
Pembahasan
Tahap Dekstruksi
Pada tahap ini dilakukan oksidasi sampel, yaitu sampel kacang hijau yang sebelumnya telah dihaluskan dan ditimbang sebanyak 1 gram. Sampel tersebut dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl dan ditambahkan K2SO4 sebanyak 7,5 gram. Di sini Kalium Sulfat berperan sebagai penyerap air. Setelah itu, ke dalam labu dimasukkan HgO sebanyak 0.35 gram, zat ini berguna sebagai katalisator. Kemudian dimasukkan 15 mL H2SO4 ke dalam labu tersebu, H2SO4 berperan sebagai oksidator. Hasil dari sestruksi ini adalah (NH4)2SO4, CO2 dan H2O.
Tahap Destilasi
Tahap ini adalah tahap lanjutan dari tahap dekstruksi. Setelah didekstruksi, sampel di destilasi yang sebelumnya telah ditambahkan aquades sebanyak 100 mL, Kalium Sulfat 4% dan NaOH 50% sebanyak 50% yang telah didinginkan did lm lemari es. Di sini NaOH berperan sebagai alkalis kuat yang akan membebaskan amoniak dari ammonium sulfat. Hasil dari destilasi ini didapatkan destilat sebanyak 29,2 mL.
Tahap Titrasi
Pada tahap titrasi, yang dilakukan adalah pembakuan NaOH oleh asam oksalat, kemudian didapat N NaOH untuk kemudian dicari mL NaOH blanko (HCl). Setelah itu, data dari hasil tahap titrasi ini di masukkan ke persamaan:
% N = 14 x mL NaOH blanko - mL NaOH titran x (N titran)berat sampel g x 1000 x 100%
Kemudian dimasukkan ke persamaan: % Protein = 6,25 x % N
Dan kadar Protein total yang didapat adalah 19% karena didapatkan %N = 3,04 %
Kesimpulan
Kadar N total dari sampel yang berupa kavcang hijau yang telah dihaluskan adalah 3,04 %
Kadar protein dari sampel kacang hijau halus adalah senilai 19%
DAFTAR PUSTAKA
Del Valle, F.R..1981.Nutritional Qualities of Soya Protein as Affected by Processing.JAOCS.58 : 519
Lehninger, Albert L..1982.Dasar-dasar Biokimia Jilid 1.Penerjemah: Maggy Thenawijaya.Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Principles of Biochemistry
Muchtadi.1989.Evaluasi Nilai Gizi Pangan.Bogor: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Jenderal Pendidikan Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB
Sudarmadji, S., Haryono, B., Suhardi, 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian.Yogyakarta: Penerbit Liberty
Winarno, F. G..1984. Kimia Pangan dan Gizi.Jakarta: Gramedia Pustaka Utama
Addinul Ihsan.2011.http://chemistryismyworld.blogspot.com/2011/03/makalah-analisa-protein-metode-kjeldahl.html
Diakses pada 6 Maret 2015
Pukul 18:34
