3
EVALUASI NILAI GIZI PROTEIN
PRE-LAB 1. Jelaskan prinsip evaluasi daya cerna protein secara in vitro? Daya cerna protein pada sampel dilakukan secara in vitro dengan menggunakan campuran enzim (tripsin, kimotripsin, dan pankreatin) yang kemudian akan dibandingkan dengan daya cerna kasein, sehingga diketahui daya cerna protein relatif masing-masing sampel. Asam amino yang dihasilkan akibat reaksi enzimatis kemudian direaksikan dengan pereaksi Folin, sehingga intensitas warna yang dihasilkan diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 578nm (Candradewi, 2012). 2. Jelaskan apa saja yang mempengaruhi daya cerna protein? Daya cerna protein dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor eksogenus dan endogenus (Guo et al.2007). Faktor eksogenus misalnya interaksi protein dengan polifenol, fitat, karbohidrat, lemak, dan protease inhibitor (Duodu et al. 2005). Sedangkan faktor endogenus terkait dengan karakterisasi struktur protein seperti struktur tersier, kuartener, serta struktur yang dapat rusak oleh panas dan perlakuan reduksi (Deshpande dan Damodaran 2009). Fennema (2006) mengungkapkan bahwa daya cerna protein dipengaruhi oleh konformasi protein, ikatan antar
protein
dengan
metal,
lipid,
asam
nukleat,selulosa
atau
polisakarida lainnya, faktor anti nutrisi, ukuran dan luas permukaan partikel protein dan pengaruh proses panas atau perlakuan dengan alkali. 3. Sebutkan enzim-enzim protease yang terdapat pada pencernaan manusia! a. Tripsin enzim yang paling spesifik yang memutuskan ikatan peptida di tempat gugus karboksil (karbonl) berasal dari lisin atau arginin. b. Kimotripsin
enzim uang kurang spesifik, tetapi cenderung memutuskan residu yang mengandung asam amino yng mengandung asam amino hidrofobik atau asam. c. Elastase elastasr tidak saja memutuskan elastin tetapi juga protein lain di ikatan yang gugus karboksilnya dibentuk oleh asam amino dengan rantai sisi pendek (alanin, glisin, atau serin). (Marks, 2006). 4. Tuliskan komposisi asam amino protein daging! No
Jenis
Asam Kadar (%)
. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 No
Amino Isoleusin Leusin Lisin Metionin Sistin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin Arginin Jenis Asam
5,1 8,4 8,4 2,3 1,4 4,0 4,0 1,1 5,7 6,6 Kadar (%)
. 11 12 13 14 15 16 17 18 5.
Amino Histidin Alanin Asam Aspartat Asam Glutamat Glisin Prolin Serin Tirosin
2,9 6,4 8,8 14,4 7,1 5,4 3,8 3,2
6. (Lawrie, 2005). 7. 8. Tuliskan komposisi asam amino protein susu! 9. 10. 11. Jenis No
2
Amino
Asam 12. Kadar (mg/ml)
13. 14. Histidin
15. 4,934
1 16. 17. Arginin
18. 0,593
2 19. 20. Lisin
21. 1,273
3 22. 23. Tirosin
24. 2,226
4 25. 26. Triptofan
27. 1,973
5 28. 29. Sistin
30. 0,426
6 31. 32. Jenis No
Asam 33. Kadar
Amino
34. 35. Metionin
36. 1,037
7 37. 38. Sistin S.
39. 0,006
8 40. 41. Metionin S.
42. 0,223
9 43. (Beach et.al, 2005)
3
(mg/ml)
44. Mengapa komposisi asam amino mempengaruhi daya cerna protein? 45.
Nilai gizi protein ditentukan oleh kandungan dan daya cerna asam-asam
amino essensial. Daya cerna akan menentukan ketersediaan asam-asam amino tersebut secara biologis. Proses pengolahan selain dapat meningkatkan daya cerna suatu protein, dapat pula menurunkan nilai gizinya (Muchtadi et.al, 2009). Kebutuhan protein setiap manusia adalah 1 g/kg berat badan yang seperempat dari kebutuhan tersebut harus dipenuhi dari protein hewani, salah satunya adalah dari daging (Winarno, 2008). 46. 47. Bagaimana pengaruh reaksi Maillard terhadap daya cerna protein?
berlangsung, terjadi pembentukan ikatan silang produk yang reaksi Maillard. Produk enzim pencernaan sehingga menurunkan ketersediaan (Valle-Riestra dan Barnes, 1970). amino Ketersediaan asam berpengaruh pada daya cerna asam amino esensial yang nilai dikandungnya. gizi protein Reaksi yang Maillard dapat (Muchtadi protein selama etmenghasilkan al., pengolahan 1993). 69.
Saat reaksi Maillard berlangsung, terjadi pembentukan ikatan silang
bermacam-macam asam amino yang menghasilkan produk reaksi Maillard. Produk ini tahan terhadap enzim pencernaan sehingga dapat menurunkan ketersediaan asam amino secara biologis (Valle-Riestra dan Barnes, 2007). Ketersediaan asam amino secara biologis akan berpengaruh pada daya cerna asam amino esensial yang akhirnya menentukan nilai gizi protein yang dikandungnya. Reaksi Maillard dapat menurunkan nilai gizi protein selama pengolahan (Muchtadi, 2009). 70. 71. Bagaimana pengaruh fermentasi terhadap daya cerna protein? 72.
Secara keseluruhan, tempe memiliki kadar dan daya cerna protein yang
lebih tinggi di antara produk- produk olahan kedelai lainnya (Sugiyono 2008). Adanya perlakuan selama pengolahan menyebabkan peningkatan nilai gizi protein dan ketersediaan zat-zat gizi yang terkandung di dalamnya (Palupi 2007). Hal tersebut disebabkan karena terlepasnya asam amino bebas, sehingga lebih mudah dicerna oleh tubuh (Astawan 2008). 73. 74.
Tangg al
75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. TINJAUAN PUSTAKA
Nilai
87. 88. METODE PENENTUAN DAYA CERNA PROTEIN. 1. Teoritis 89.
Nilai biologis suatu protein dibatasi oleh proporsi relative asam amino esensial
yang terkandung didalamnya (Andarwulan,2011). 90. •Skor Asam Amino membandingkan kandungan AA antara bahan uji dengan protein patokan (AA yg paling defisien) 91. •PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score ) Peringkat kualitas protein ditentukan dengan cara membandingkan profil asam amino protein dari makanan tertentu terhadap standar profil asamamino 92. •SkorAsamAmino = 93. mg AA per gram protein uji x 100 94. mg AA yang sama per gram protein patokan 95. •PDCAAS = SkorAAE terendahx DC protsejati 96. 97. Protein
98. PER
99. Digestibilit
100.AAS
102.Egg 107.Cow’s milk 112.Beef 117.Soy 122.Wheat
103.3.8 108.3.1 113.2.9 118.2.1 123.1.5
y 104.98 109.95 114.98 119.95 124.91
105.121 110.127 115.94 120.96 125.47
101.PDCAAS 106.118 111.121 116.92 121.91 126.42 127.(Andarwulan,2011). 128.
129.2. In Vitro 130.
Untuk menentukan kualitas protein dalam bahan makanan dapat dilakukan
secara in vitro, yaitu metode penentuan kulaitas protein secara khemis berdasarkan pada pemecahan protein oleh enzim proteolitik seperti pepsin, tripsin, khimotripsin, dan aminopeptidase. Analisis ini memberikan gambaran berlangsungnya proses pencernaan protein di lambung dan usus. Analisis protein secara in vitro terbagi atas dua metode. Metode pertama adalah pepsin digest residue index (PDR) menggunakan enzim pepsin sebagai penghidrolisis sampel protein. Sedangkan metode kedua adalah pepsin pancreatin digest index yang menggunakan dua macam enzim yaitu pepsin dan pancreatin. Pada kedua metode tersebut dibandingkan jumlah nitrogen pada sampel dan pada residu sampel setelah dilakukan hidrolisis oleh enzim.
Uji in vitro: murah, singkat
131.
•Penentuan aktivitas antitripsin dan antikimotripsin (Berdasarkan penurunan
aktivitas hidrolisis tripsin pada suatu substrat) 132.
•Penentuan aktivitas hemaglutinin (aktivitas hemaglutinin ekstrak kacang-
kacangan didasarkan pada kemampuannya untuk mengaglutinasi sel darah merah) 133.
•Penentuan daya cerna protein (pepsin-tripsin, pepsin-pankreatin dan teknik
multienzim: tripsin, kimotripsin dan peptidase) (Winarno,2007). 134. 135.3. In Vivo 136.
In vivo berasal dari bahasa latin yang berarti “dalam kehidupan” dan mengacu
pada studi tentang sifat biologis yang dilakukan untuk mengamati efek keseluruhan percobaan dalam organisme yang hidup. Studi in vivo memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati pertanyaan-pertanyaan ilmiah dan medis dalam konteks organisme hidup, adapun metode Uji invivo: hewan coba& manusia (biologis) antara lain: 137.•Protein EfficiencyRation (PER) 138.•Net Protein Ratio (NPR) 139.•Biological Value (BV) 140.•Net Protein Utilization (NPU) 141.•Daya Cerna Sejati(DC Sejati) / True digestibility (Winarno,2007). 142. 143.4. PER 144.•Metodeini dikembangkan oleh Osborne, Mendel dan Ferry tahun 1919, merupakan evaluasi nilai gizi protein yang banyak digunakan. 145.•Telah ditetapkan sebagai metode resmi FDA untuk penetapan mutuprotein dalam nutrition labelling. 146.•PER dilakukan selama28 hari pada hewan coba tikus, menggunakan jenis pakan standart (AIN/ANRC).
147. 148.PER
149.•PER sampel= perub BB / jumlah protein konsumsi 150.•PER kasein terkoreksi = 2.5 / PER kasein teranalisis 151.•PER terkoreksi = PER sampel / PER kasein terkoreksi 152. 153.5. NPR 154.•NPR dikembangkan untuk memecahkan masalah teoritis pada PER, dimana dalam penetapan PER semua protein yang dikonsumsi diasumsikan digunakan semua untuk pertumbuhan, tidak mengantisipasi fungsi protein pemeliharaan. 155.•Pelaksanaan NPR sama dengan PER, hanya terdapat grup tikus yang diberi ransum non protein dan lama waktu NPR hanya 10 hari.
156. 157. 158.6.BV, DC, DT, NPU, dan DA 159.•Metode ini dikembangkan untuk mengevaluasi protein secara biologis dengan menggunakan subjek manusia, namun pada perkembangan selanjutnya metode BV ini diadopsi untuk dilakukan pada hewan coba tikus
160. 161.
NPU perbandingan antara jumlah nitrogen yang diretensi dalam tubuh dengan jumlah nitrogen yang dikonsumsi.
162.NPU = N konsumsi–(N feses-N metabolik)-(N urine –N endogen) x 100N yang dikonsumsi 163.
True Digestibility (Dt) 164.
Merupakan perhitungan terhadap kemampuan protein untuk dicerna dengan
mempertimbangkan nitrogen yang hilang melalui feses dari tikus yang diberi diet non protein (sebagai koreksi). 165. 166.
167.
Rumus yang digunakan : 168.Dt =
N konsumsi− ( N feses protein−N feses non protein ) N konsumsi
169.
Apparent Digestibility (Da) 170.
Merupakan perhitungan terhadap kemampuan protein untuk dicerna tanpa
mempertimbangkan nitrogen yang hilang melalui feses dari tikus yang diberi dier non protein. Biasanya nilai Da lebih kecil daripada nilai Dt. Rumus yang digunakan : 171.Da =
N konsumsi−N feses N konsumsi
172.(Andrew, 2006). 173. 174.FUNGSI REAGEN BUFFER PHOSPATE 175.Dalam evaluasi kadar protein, buffer fosfat berfungsi untuk mempertahankan pH optimum dan menstabilkan pH agar enzim protease dapat berkerja secara optimum dalam menghidrolisis protein menjadi senyawa yang lebih sedehana (Febriana, dkk., 2014). DIETIL ETER 176.Untuk melarutkan lemak pada sampel sehingga lemak tidak mengganggu dalam pengukuran kadar protein. Selain itu penambahan dietil eter juga digunakan untuk pelarut yang melarutkan TCA kembali sehingga dapat diperoleh endapan protein yang murni juga berfungsi untuk menghilangkan residu asam trikarboksilat (Andrew, 2006). BIURET 177.
Pereaksi biuret berfungsi sebagai indikator ada atau tidaknya ikatan peptida
dalam sampel. Dalam uji biuret ini terdapat 2 reagen, yakni CuSO4 dan NaOH. Reagen-reagen ini dapat berbahaya jika tertelan, dapat menyebabkan gangguan pencernaan dan iritasi saluran pernafasan dengan luka bakar, menyebabkan iritasi mata dan kulit dan luka bakar, higroskopis, mutagen dan kemungkinan sensitizer (Andrew, 2006). BSA 178.Dalam evaluasi kadar protein yang terkandung di dalam sampel digunakan larutan BSA (Bovine Serum Albumine) dimana larutan BSA merupakan larutan yang mengandung protein yang berfungsi dalam pembuatan kurva standar pada evaluasi kadar protein
(Noviani, 2014). TCA 20% 179.Fungsi TCA adalah untuk menghentikan jalannya reaksi hidrolisis dengan cara mendenaturasi enzim karena sifat TCA adalah asam. Reagen ini menghentikan reaksi enzimatis karena sifatnya yang asam sehingga enzim menjadi inaktif dan kehilanagan fungsi katalitiknya (Noviani, 2014). ENZIM PANKREATIN 180.Enzim pankreatin merupakan kombinasi enzim pankreas (amilase, tripsin dan lipase) yang digunakan untuk meningkatkan proses pencernaan makanan yang berlemak. Dalam evaluasi kadar protein, enzim pankreatin berfungsi untuk memaksimalkan hidrolisis struktur protein yang terkandung di dalam sampel menjadi bentuk yang lebih sederhana (Noviani., 2014). 181. 182.
PNENTUAN DAYA CERNA PROTEIN SAMPEL
o Kedelai mentah 183. Kedelai merupakan sumber pangan yang bernilai gizi tinggi. Kedelai terutama mengandung karbohidrat, protein, dan lemak.(Karmas, 2005). Kadar protein
pada
kedelai mentah sebesar 40,4% per 100gram. Sedangkan daya cerna proteinnya sebesar 56,79% (Karmas, 2005). o Kedelai rendam 184. Kedelai rendam memiliki daya cerna yang lebih tinggi dibandingkan kedelai mentah. Sedangkan daya cerna protein kedelai yang dikecambahkan akan semakin meningkat. Kandungan zat gizi pada biji sebelum dikecarnbahkan berada dalam bentuk tidak aktif (terikat) dan setelah perkecambahan, bentuk tersebut diaktifkan, sehingga meningkatkan daya cerna yaitu sebesar 49,32% (Karmas, 2005). o Kedelai rebus 185. Protein yang terkandung pada kedelai rebus sebesar 20,2% per 100gram dengan daya cerna sebesar 32,9% (Karmas, 2005). o Kedelai sangrai 186. Protein yang terkandung pada kedelai sangrai sebesar 42,95% per 100gram dengan daya cerna proteinnya sebesar 41,09% (Winarno, 2008). o Kecambah kedelai
187. Protein yang terkandung pada kedelai rebus sebesar 40,49gram per 100gram (Budiyanto, 2007). Sedangkan daya cerna protein kedelai yang dikecambahkan akan semakin meningkat. Kandungan zat gizi pada biji sebelum dikecarnbahkan berada dalam bentuk tidak aktif (terikat) dan setelah perkecambahan, bentuk tersebut diaktifkan, sehingga meningkatkan daya cerna. o Tempe kedelai 188.
Daya cerna protein pada tempe kedelai mempunyai presentase sebesar
83,03% (Winarno, 2006). o Susu cair 189. Susu sapi cair mengandung kadar protein sebesar 3,2 gram per 100 gram. Sedangkan daya cerna proteinnya sebesar 97,02% (Noviana, 2014). o Yougurt 190. Setiap 100gram yoghurt mengandung 3,3 gram protein dengan daya cerna proteinnya sebesar 79,89% (Noviana, 2014). o Daging sapi rebus 191. Pemanasan pada daging sapi menyebabkan penurunan daya cerna proteinnya yaitu dari 87,42% menjadi 79,83% (Noviana, 2014). o Daging sapi mentah 192. Komponen bahan kering yang terbesar dari daging adalah protein sehingga nilai nutrisi dagingnya pun tinggi. Kadar protein pada daging sapi mentah sebesar 18,8%, sedangkan daya cerna proteinnya sebesar 15,02% (b/b) (Noviana, 2014). o Abon sapi 193. Abon didefinisikan sebagai suatu jenis makanan kering berbentuk khas, dibuat dari daging yang direbus, disayat-sayat, dibumbui, digoreng dan dipres. Daya cerna abon dari protein kasar sebanyak 38,98% memiliki kadar daya cerna protein sebesar 22,95% (b/b) (Noviana, 2014). 194. 195. 196. 197.
198. 199. 200. 201. 202. 203. 204.DIAGRAM ALIR 1. Persiapan Sampel a. Kedelai Mentah 205. Kedelai 206. 207. 208.Ditimbang sebanyak 10 gram 209. 210. Dihaluskan 211. 212. 213. b. Kedelai Rendam 214.
Kedelai Mentah Kedelai 215.
216. 217.Ditimbang sebanyak 10 gram 218. 219. Direndam selama 12 jam
100 ml air 220.
221. Ditiriskan
Air rendaman
222. 223. Dihaluskan 224. 225. c. Kedelai Rebus 227.
230. 231.
Kedelai Rendam 226. Kedelai
228.Ditimbang sebanyak 10 gram 229. Dimasukkan kedalam rebusan air mendidih 100 ml selama 20 menit 232.Ditiriskan 233. 234. Dihaluskan
235. Kedelai Rebus
Air rebusan
236. d. Kedelai Sangrai 237. Kedelai
238.
239. Ditimbang sebanyak 10 gram 240. 241.Wajan dipanaskan suhu 100oC selama 5 menit 242. 243.Kedelai di sangrai 244. 245. Dihaluskan 246. 247. e. Kecambah Kedelai 248.
Kedelai Sangrai Kedelai 249.
250. 50ml air
251. Ditimbang sebanyak 10 gram 252. 253.Direndam selama 12 jam Air rendaman
254.
255.Ditiriskan dan diletakkan di atas kapas basah / kertas merang 256. 257.Dibiarkan berkecambah selama 2 hari 258. 259. Dihaluskan 260. 261. 262. f. Tempe Kedelai
Kecambah Kedelai
263. Tempe264. Kedelai 265. 266.Ditimbang sebanyak 10 gram 267. 268. Dihaluskan 269. 270.
Tempe Kedelai 2. Penentuan Daya Cerna Protein 271. 272. 273.
Sampel
274.Ditimbang sebanyak 20mg 275. 276.
9 ml buffer phospat 277.Di larutkan 278. 279.Di inkubasi selama 1 jam (shaker waterbath) 280. 281. 282.Disentrifugasi pada 3000 rpm selama 20 menit
2 ml enzim pankreatin
283. 284.Diambil supernatant 5 ml 285. 5 ml TCA konsentrasi 20% 286. 287.Diinkubasi pada suhu kamar 15 menit 288. 289. 290.Disentrifugasi pada 3000 rpm selama 20 menit 291. 292.Analisa metode Bradford 293. 294. Hasil 295. 296. 3. Penentuan kadar pati metode Btadford 297. 298. 299.
100ml Standar BSA konsentrasi 0-50ug/ml
Aquades 100 ul
Sampel 100 ul
300. 301. 302. 0,5 ml Follin Denis 0,5 ml Follin Denis 303. 304.Dimasukan ke dalam tabung reaksi 305. 306. 307.Di vortex hingga homogen 308. 309. 310.Diinkubasi semala 5 menit 311. 312.Dihitung adsorbansinya panjang gelombang 595 nm 313. 314. Hasil 315. 316.Daftar Pustaka 317. 318.Andarwulan, N. 2011. Analisa Pangan. Jakarta: Dian Rakyat 319.Astawan M. 2008. Sehat dengan Tempe, Panduan Lengkap Menjaga Kesehatan dengan Tempe. Jakarta : PT Dian Rakyat.
320.Beach, Eliot F, Samuel S. Bernstein, Olive D, Hoffman, D. Maxwell Teague, and Icie G. Macy. 2005. Distribution of Nitrogen and Protein Amino Acids in Human and in Cow Milk. Research Laboratory of the Children’s Fund of Michigan, Detroit. 321.Budiyanto, M. A. K. 2007. Dasar-Dasar Ilmu Gizi. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang Press. 322.Candradewi, Nurul. 2012. Evaluasi Nilai Biologis Protein In Vitro: Pengukuran Daya Cerna Protein. Bogor: IPB. 323.Deshpande SS, Damodaran S. 2009. Heat induced conformational changes in phaseolin and its relation to proteolysis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Protein Structure and Molecular Enzymology 998: 179–188. 324.Duodu KG, Taylor JRN, Belton PS, Hamaker BR. 2005. Factors affecting sorghum protein digestibility. J of Cereal Sci 38: 117–131. 325.Febriana, dkk. 2014. Evaluasi Kualitas Nilai Gizi, Sifat Fungsional dan Sifat Sensoris Sala 326.
Lauak dengan Variasi Tepung Beras sebagai Alternatif Makanan Sehat. Jurnal
327.
Teknosains Vol. 3 No. 2. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
328.Fennema ON. 2006. Food Chemistry Third Edition.Marcel Dekker Inc, New York. 329.Guo X, Huiyuan Y, Zhengxing C. 2007. Effect of heat, rutin and disulfide bond reduction on in vitro pepsin digestibility of Chinese tartary buck wheat protein fractions. J of Food Chem 102:118–122. 330.Hart, H., Cravel E. 2005. Kimia Organik edisi XI. Jakarta: Erlangga 331.Karmas, E. dan R. Harris. 2005. Evaluasi Gizi pada Pengolahan Bahan Pangan. Terjemahan: Achmadi, S. Bandung: Institut Teknologi Bandung Press Lawrie, R.A. 2005. Meat Science 4th Edition. Pergamon Press. New York 332.Legowo, A. M. 2007. Buku Ajar Analisis Pangan. Semarang: UNDIP 333.Marks, Dawn. 2006. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Jakarta: EGC.
334. Muchtadi, D. 1993. Teknik Protein. Evaluasi Program Nilai Gizi Pascasarjana Bogor, Bogor.
336.Muchtadi, D. 2009. Teknik Evaluasi Nilai Gizi Protein. Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bogor.
337.Muchtadi, D., Astawan, M. dan N. S Palupi. 2009. Metabolisme Zat Gizi Sumber, Fungsi dan Kebutuhan bagi Kebutuhan Manusia. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta. 338.Noviana, Sulsilawati. 2014. evaluasi nilai gizi dan karakteristik protein daging sapi dan hasil olahannya. Sumbawa: Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas Mataram.
339.Palupi, Ns, FZ Zakaria, E Prangdimurti. 2007. Pengaruh Pengolahan terhadap NilaiGizi Pangan.Module-Learning ENBP, Bogor : Departemen Ilmu danTeknologi Pangan IPB. 340.Santosa. 2009. Inovasi Pangan. Pengembangan Inovasi Pertanian: 199-211. 341.Sugiyono. 2008. Kandungan Gizi Kedelai (terhubung berkala).http://id.shvoong.com. online. 7 Desember2015. 342.Valle-Riestra, J dan R.H. Barnes. 2007. Digestion of head-damaged egg albumen by the rat. J. Nutr. 100:873. 343.Winarno , F. G. 2008. Pengantar Teknologi Pangan. Gramedia Pustaka, Jakarta. 344. 345. 346. 347. 348.
