Karakterisasi Sifat Molekuler dan Fungsional Protein Kacang hijau (Phaseolus Aureus)
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN FUNGSIONAL
PROTEIN KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN
pada Jurusan Teknologi Pang an dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2000
LOLITA MARIA. F02496092. Karakterisasi Sifat Molekuler dan Fungsional Protein
Kacang Hijau (Pllu.leo/us aurells). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dahrul Syah.
RINGKASAN
Konsentrat protein termasuk bahan yang dibutuhkan oleh Industri pangan di
Indonesia. Sementara itu, kacang hijau sebagai salah satu sumber protein telah banyak
dibudidayakan di negara ini. Kedua hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian
mengenai sifat protein kacang hijau yang dapat dimanfatkan dalam pembuatan produk
pangan.
Karakterisasi protein kacang hijau dilakukan dalam beberapa tahap. Pada awalnya
biji kacang hijau ditepungkan dengan Willey mill lalu dihilangkan lemaknya. Tepung
bebas lemak diisolasi proteinnya dengan pengendapan basa dan asam. Kadar protein
tepung bebas lemak dan konsentrat diukur dengan metode Kjeldahl yang hasilnya
berturut - turut adalah 24,29% dan 76,83%.
Tepung bebas lemak dan konsentrat protein kacang hijau dianalisa komposisi as am
aminonya dengan HPLC menggunakan pereaksi OP A. Asam amino yang mendominasi
adalah asam glutamat, asam aspartat, dan leusin, baik untuk tepung bebas lemak maupun
konsentrat protein.
Berat molekul protein ditentukan dari metode SDS PAGE. Hasil yang terbaik
didapat dari gel dengan konsentrasi akrilamida 10%. Berat molekul protein dominan
dihitung berdasarkan kurva standar dan dihasilkan nilai 51. 72 7 Da.
Karena
elektroforesis dilakukan dengan gel homogen, perlu dibuat plot Ferguson untuk
memverifikasi linearitasnya.
Sifat molekuler lainnya adalah pI. Titik isoelektrik ditentukan dengan meta de iEF.
Gel akrilamida dibuat bergradien pH, menggunakan larutan ampholyte pH 3,5-10.
Sebagian gel dipotong dengan skala tertentu dan dilarutkan dalam KCI untuk mengukur
pHnya. Kurva standar dibuat dengan menghubungkan jarak dan pH. Dari kurva ini
dihitung titik isoelektrik pita protein, yaitu 6,64.
Identifikasi protein dilakukan melalui website Expasy. Pita protein dominan hasil
SDS PAGE dianalisa komposisi asam aminonya. Komposisi tersebut, bersama dengan
nama, selang pI, selang berat molekul, dan jumlah protein yang ingin ditampilkan,
dimasukkan ke dalam AACompldent tool. Cara ini belum sesuai untuk identifikasi
protein kacang hijau, karena menutamakan komposisi asam amino, sehingga protein protein dengan berat molekul dan pI yang jauh dari milik sampel dapat tampil pada
rangking-rangking awal. Selain itu, konstelasi protein sampel belum diketahui.
Sifat fungsional yang diuji pada penelitian ini adalah daya busa, daya emulsi, daya
gel, dan daya serap air. Daya busa protein kacang hijau cukup besar yaitu 67,33% dan
stabilitas busanya 59,31%. Daya emulsinya sebesar 9,54%. Sampel baru membentuk
gel pada konsentrasi 12,5%. Sedangkan, daya serap airnya cukup baik, yaitu 245,76%.
Bila dibandingkan dengan konsentrat kedelai, daya busa dan daya serap air konsentrat
kacang hijau lebih besar nilainya, namun daya emulsi dan daya gelnya lebih rendah.
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULAR DAN FUNGSIONAL PROTEIN
KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
LOLITA MARIA
F02496092
Dilahirkan di Jakarta, pad a tanggal 15 September 1977
Tanggallulus: 13 September 2000
•
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmatNya, schingga penulis
dapat l11enyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyal11paikan penghargaan dan ucapan
teril11a kasih kepada:
1. Orangtua dan saudara-saudariku tercinta.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu,
mengarahkan, dan mendidik saya.
3. Program QUE beserta seluruh staff dan karyawannya.
4. Dr. Ir. Slamet Budijanto MAgr dan Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi MSc, sebagai
dosen penguji yang telah meluangkan waktunya.
5. Dr. Ir. Anton Apriyantono, dan dosen - dosen TPG yang sering membantu dan
mendidik saya.
6. Vicky, Edna, Irene, Ryta, Ratna, Windy, Arini, Arie, Budi, Seno, Tony, dB.
..
7. Bapak Sobirin, Pak Gatot, Ibu Rubiah, Mbak Ida, Pak Dunung, !vfbak Nafi, Pak
,
Rojak, Pak Mulyono, Ibu Ika, dan seluruh karyawan di FATETA.
S. Pritha, AIda, Tiodor, Lila, Liana, Ocit, dan Sefitri atas waktu dan dukungannya
selama ini.
9. Teman-teman di kost Pagaju dan Serena.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kekurangan, maka masukan
yang diberikan akan sangat berarti bagi saya. Semoga skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi kita semua.
Bogor, September 2000
Penulis.
IV
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................ ' ... ... ... ... ... ... ... ... ......
iii
DAFTAR lSI.. ................................................................. " .....
iv
DAFTARGAMBAR................................................................
vi
DAFTAR TABEL. .......... , ................................................. " ....
vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................ , ....
viii
I.
PENDAHULUAN
II.
TINJAUAN PUSTAKA
III.
1
A. Kacang hijau .................. ... ... ... ...... ... ...... ...... ............
3
B. Isolat protein ... ......... ...... ... ... ... ......... ... ... ...... ............
5
C. Sifat Molekuler.................................................... ,. ... .
6
D. Sifat Fungsional ... ............ ............... ... ............... ........
8
1. Kelarutan protein .................... ' ...... ........................
8
2. Daya ikat air. ......................... , ...... ...... ...... ............
8
3. Daya emulsi.. .................................................. " ....
9
4. Pembusaan .................................................... ,. ....
12
5. Gelasi.. ........ ,. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
14
E. Teknik analisa ., ........................ , ... ... ...... ... ... ... ... ... ...
15
1. Preparasi............................................................
15
2. Elektroforesis......................................................
17
3. Kromatografi. ................................................ ,. .....
20
4. Isoeleclric Focusing... ... .................. ......... ... ...........
23
BAHAN DAN METODE
A. Pembuatan Isolat Protein......... ............ ............ ...... .....
25
B. Pengukuran Konsentrasi. ............. , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
1. Bahan dan ala!... .................... ' ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2. Metode... ... ... ... ... ... ... ............ ......... ............... .......
26
a. Kjeldahl......................................................... ... ...
26
b. Bradford... ......... ... ... ... .................. ... ... ... ...... ........
27
C. Komposisi asam amino ... ......... ........................ ..........
28
v
1. Bahan dan alat ... ...... ...... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...... ...
28
2. Metode ............................................................ .
28
O. Berat Molekul dengan SOS-PAGE
IV.
V.
29
1. Bahan dan alat ................................. ,.. ... ... ... ......
29
2. Metode... ..................... ...... ...... ... ... ... ... ... ... ........
30
E. Isoelectric Focusing .................... ' ...... ... ... ... ... ... .........
32
1. Bahan dan alat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
32
2. Metode...... ...... ... ... ............... ............ ... ... ... ........
32
F. Identifikasi Protein
33
G. Pengujian sifat fungsional ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
33
1. Bahan dan alat .................... , ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ...
33
a. Oaya serap air. .......................................... " ... .
33
b. Oaya emulsi... ... ... ......... ... ..................... ...... .....
34
c. Pembentukan busa... ...... ......... ............ ... ...... .....
34
d. Pembentukan geL.. ......... ...... ......... ...... ... ... .......
35
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Isolasi Protein ...... ... ... ...... ......... ...... ............ ... ..........
36
B. Penentuan Komposisi Asam Amino.................. ... ... .......
38
C. Elektroforesis SDS - PAGE ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
40
D. Penentuan titik isoelektrik ..................................... " ... .
46
E. Identifikasi protein ...................... " ......... ...... ... ... ........
47
F. Pengujian Sifat fungsional ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
49
1. Daya busa... ...... ...... ............ ...... .................. .........
49
2. Daya emulsi... ... ... ...... .................. ............... ... .......
50
3. Daya geL .............................. ,........................ ' ... ...
51
4. Daya serap air... ...... ... ............... ... ......... ......... ... ....
52
KESIMPULAN DAN SARAN
53
A. Kesimpulan .... " ... ... ... ...... ......... ...... ........................
53
B. Saran......................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
VI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Ferguson plot dengan empat macam tipe
20
Gambar2.
Bagan umum met ode karakteristik sifat struktural
24
dan fungsional
Gambar 3.
Proses pembuatan isolat protein
25
Gambar4.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Gambar 5.
Elektroforegram protein kacang hijau pada berbagai
42
konsentrasi akrilamida
Gambar 6.
Ferguson plot untuk 6 jenis standar
45
Gambar7.
Ferguson plot untuk 6 protein kacang hijau
45
VB
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Daftar industri pangan yang memakai konsentrat
1
protein
Tabel 2.
Komposisi zat gizi kacang hijau mentah dan rebus
3
per 100 g bahan
Tabel 3.
Rata - rata hidrofobisitas dan polaritas dari beberapa
7
protein makanan.
Tabel 4.
Kadar protein beberapa sampel kacang hijau
Tabel5.
Kadar
protein konsentrat kacang hijau dengan
37
37
metode Bradford
Tabel 6.
Neraca hasil isolasi protein kacang hijau
37
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Tabel 8.
Berat molekul sampel dalam berbagai konsentrasi gel
44
Tabel9.
Komposisi asam amino pita protein dominan kacang
47
hijau
Tabel 10. Daya dan stabilitas busa konsentrat protein kacang
49
hijau
Tabel 11. Daya emulsi konsentrat protein kacang hijau
50
Tabel 12. Daya gel konsentrat protein kacang hijau
51
Tabel 13. Hubungan antara persentase asam amino hidrofobik
51
dan daya gel
Tabel 14. Daya serap air konsentrat protein kacang hijau
52
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Cara pembuatan larutan stok dan kerja untuk elektroforesis
2.
Absorbansi standar dari metode Bradford
3.
Komposisi asam amino kacang hijau
4.
Data migrasi protein standar
5.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak
6.
Kromatogram asam amino konsentrat protein kacang hijau
7.
Kromatogram potongan gel protein dominan kacang hijau
8.
Isoelectric Focusing
9.
Kurva standar IEF
10
Tampilan dari website Expasy
1
PENDAHULUAN
Setiap manUSla membutuhkan protein, baik sebagai enZlm, antibodi, kolagen,
maupun protein otot. Selain berfungsi biologis, protein dapat berperan dalam pengolahan
makanan, berkaitan dengan sifat fungsional yang dimilikinya. Sifat fungsional yang sudah
banyak dikenal diantaranya daya gel, daya emulsi, daya busa, daya serap air atau minyak,
dan viskositas.
Perlakuan mekanis seperti homogenisasi, pemanasan, dan pengeringan
dapat menurunkan atau meningkatkan peran protein yang diaplikasikan.
Aplikasi protein pada pengolahan pangan semakin berkembang, baik dari segl
kualitas maupun ragamnya.
Sayangnya, masih banyak produsen, khususnya industri
pangan, yang mengimport bahan baku atau bahan penunjangnya, berupa sumber dan
turunan protein.
Hal tersebut membawa pengaruh negatif seperti terhambatnya
pengembangan bahan alami Indonesia, ketergantungan pada produk bangsa lain, dan
pemborosan biaya produksi, walaupun sebenamya, kekayaan alam Indonesia sangat
potensial untuk dikembangkan.
Tbll
Dft
a ar ·d
m ustn pangan yang merna ar onsentrat protem.
a e
Jenis protein
Industri pemakai
JumIah (ton)
9"
Isolat kedelai
Pengolahan dan pengawetan daging
Gelatin
CokIat, kembang gula
38,553"
747"
Wheat gluten Bihun, makaroni, mie, soun, spaghetti.
Whey powder Roti, kue kering, dan sejenisnya
2,607"
" Sumber: BPS 1995.
b Sumber : BPS 1997.
Salah satu sumber protein yang potensial berasal dari tanaman kacang hijau. Kacang
hijau merupakan tanaman pangan yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia. Sejak
dulu, masyarakat dapat membelinya di pasar tradisional maupun swalayan dengan harga
terjangkau. Sampai saat ini pemanfaatarmya cukup beragam, antara lain untuk bubur, kuekue, rati, minuman, dan makanan bayi.
Kandungan proteinnya cukup besar untuk
kelompok kacang - kacangan dan terdiri dari berbagai asam amino penyusun, sehingga
sangat menarik untuk diteliti sifat - sifatnya.
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN FUNGSIONAL
PROTEIN KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN
pada Jurusan Teknologi Pang an dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2000
LOLITA MARIA. F02496092. Karakterisasi Sifat Molekuler dan Fungsional Protein
Kacang Hijau (Pllu.leo/us aurells). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dahrul Syah.
RINGKASAN
Konsentrat protein termasuk bahan yang dibutuhkan oleh Industri pangan di
Indonesia. Sementara itu, kacang hijau sebagai salah satu sumber protein telah banyak
dibudidayakan di negara ini. Kedua hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian
mengenai sifat protein kacang hijau yang dapat dimanfatkan dalam pembuatan produk
pangan.
Karakterisasi protein kacang hijau dilakukan dalam beberapa tahap. Pada awalnya
biji kacang hijau ditepungkan dengan Willey mill lalu dihilangkan lemaknya. Tepung
bebas lemak diisolasi proteinnya dengan pengendapan basa dan asam. Kadar protein
tepung bebas lemak dan konsentrat diukur dengan metode Kjeldahl yang hasilnya
berturut - turut adalah 24,29% dan 76,83%.
Tepung bebas lemak dan konsentrat protein kacang hijau dianalisa komposisi as am
aminonya dengan HPLC menggunakan pereaksi OP A. Asam amino yang mendominasi
adalah asam glutamat, asam aspartat, dan leusin, baik untuk tepung bebas lemak maupun
konsentrat protein.
Berat molekul protein ditentukan dari metode SDS PAGE. Hasil yang terbaik
didapat dari gel dengan konsentrasi akrilamida 10%. Berat molekul protein dominan
dihitung berdasarkan kurva standar dan dihasilkan nilai 51. 72 7 Da.
Karena
elektroforesis dilakukan dengan gel homogen, perlu dibuat plot Ferguson untuk
memverifikasi linearitasnya.
Sifat molekuler lainnya adalah pI. Titik isoelektrik ditentukan dengan meta de iEF.
Gel akrilamida dibuat bergradien pH, menggunakan larutan ampholyte pH 3,5-10.
Sebagian gel dipotong dengan skala tertentu dan dilarutkan dalam KCI untuk mengukur
pHnya. Kurva standar dibuat dengan menghubungkan jarak dan pH. Dari kurva ini
dihitung titik isoelektrik pita protein, yaitu 6,64.
Identifikasi protein dilakukan melalui website Expasy. Pita protein dominan hasil
SDS PAGE dianalisa komposisi asam aminonya. Komposisi tersebut, bersama dengan
nama, selang pI, selang berat molekul, dan jumlah protein yang ingin ditampilkan,
dimasukkan ke dalam AACompldent tool. Cara ini belum sesuai untuk identifikasi
protein kacang hijau, karena menutamakan komposisi asam amino, sehingga protein protein dengan berat molekul dan pI yang jauh dari milik sampel dapat tampil pada
rangking-rangking awal. Selain itu, konstelasi protein sampel belum diketahui.
Sifat fungsional yang diuji pada penelitian ini adalah daya busa, daya emulsi, daya
gel, dan daya serap air. Daya busa protein kacang hijau cukup besar yaitu 67,33% dan
stabilitas busanya 59,31%. Daya emulsinya sebesar 9,54%. Sampel baru membentuk
gel pada konsentrasi 12,5%. Sedangkan, daya serap airnya cukup baik, yaitu 245,76%.
Bila dibandingkan dengan konsentrat kedelai, daya busa dan daya serap air konsentrat
kacang hijau lebih besar nilainya, namun daya emulsi dan daya gelnya lebih rendah.
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULAR DAN FUNGSIONAL PROTEIN
KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
LOLITA MARIA
F02496092
Dilahirkan di Jakarta, pad a tanggal 15 September 1977
Tanggallulus: 13 September 2000
•
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmatNya, schingga penulis
dapat l11enyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyal11paikan penghargaan dan ucapan
teril11a kasih kepada:
1. Orangtua dan saudara-saudariku tercinta.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu,
mengarahkan, dan mendidik saya.
3. Program QUE beserta seluruh staff dan karyawannya.
4. Dr. Ir. Slamet Budijanto MAgr dan Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi MSc, sebagai
dosen penguji yang telah meluangkan waktunya.
5. Dr. Ir. Anton Apriyantono, dan dosen - dosen TPG yang sering membantu dan
mendidik saya.
6. Vicky, Edna, Irene, Ryta, Ratna, Windy, Arini, Arie, Budi, Seno, Tony, dB.
..
7. Bapak Sobirin, Pak Gatot, Ibu Rubiah, Mbak Ida, Pak Dunung, !vfbak Nafi, Pak
,
Rojak, Pak Mulyono, Ibu Ika, dan seluruh karyawan di FATETA.
S. Pritha, AIda, Tiodor, Lila, Liana, Ocit, dan Sefitri atas waktu dan dukungannya
selama ini.
9. Teman-teman di kost Pagaju dan Serena.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kekurangan, maka masukan
yang diberikan akan sangat berarti bagi saya. Semoga skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi kita semua.
Bogor, September 2000
Penulis.
IV
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................ ' ... ... ... ... ... ... ... ... ......
iii
DAFTAR lSI.. ................................................................. " .....
iv
DAFTARGAMBAR................................................................
vi
DAFTAR TABEL. .......... , ................................................. " ....
vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................ , ....
viii
I.
PENDAHULUAN
II.
TINJAUAN PUSTAKA
III.
1
A. Kacang hijau .................. ... ... ... ...... ... ...... ...... ............
3
B. Isolat protein ... ......... ...... ... ... ... ......... ... ... ...... ............
5
C. Sifat Molekuler.................................................... ,. ... .
6
D. Sifat Fungsional ... ............ ............... ... ............... ........
8
1. Kelarutan protein .................... ' ...... ........................
8
2. Daya ikat air. ......................... , ...... ...... ...... ............
8
3. Daya emulsi.. .................................................. " ....
9
4. Pembusaan .................................................... ,. ....
12
5. Gelasi.. ........ ,. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
14
E. Teknik analisa ., ........................ , ... ... ...... ... ... ... ... ... ...
15
1. Preparasi............................................................
15
2. Elektroforesis......................................................
17
3. Kromatografi. ................................................ ,. .....
20
4. Isoeleclric Focusing... ... .................. ......... ... ...........
23
BAHAN DAN METODE
A. Pembuatan Isolat Protein......... ............ ............ ...... .....
25
B. Pengukuran Konsentrasi. ............. , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
1. Bahan dan ala!... .................... ' ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2. Metode... ... ... ... ... ... ... ............ ......... ............... .......
26
a. Kjeldahl......................................................... ... ...
26
b. Bradford... ......... ... ... ... .................. ... ... ... ...... ........
27
C. Komposisi asam amino ... ......... ........................ ..........
28
v
1. Bahan dan alat ... ...... ...... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...... ...
28
2. Metode ............................................................ .
28
O. Berat Molekul dengan SOS-PAGE
IV.
V.
29
1. Bahan dan alat ................................. ,.. ... ... ... ......
29
2. Metode... ..................... ...... ...... ... ... ... ... ... ... ........
30
E. Isoelectric Focusing .................... ' ...... ... ... ... ... ... .........
32
1. Bahan dan alat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
32
2. Metode...... ...... ... ... ............... ............ ... ... ... ........
32
F. Identifikasi Protein
33
G. Pengujian sifat fungsional ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
33
1. Bahan dan alat .................... , ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ...
33
a. Oaya serap air. .......................................... " ... .
33
b. Oaya emulsi... ... ... ......... ... ..................... ...... .....
34
c. Pembentukan busa... ...... ......... ............ ... ...... .....
34
d. Pembentukan geL.. ......... ...... ......... ...... ... ... .......
35
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Isolasi Protein ...... ... ... ...... ......... ...... ............ ... ..........
36
B. Penentuan Komposisi Asam Amino.................. ... ... .......
38
C. Elektroforesis SDS - PAGE ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
40
D. Penentuan titik isoelektrik ..................................... " ... .
46
E. Identifikasi protein ...................... " ......... ...... ... ... ........
47
F. Pengujian Sifat fungsional ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
49
1. Daya busa... ...... ...... ............ ...... .................. .........
49
2. Daya emulsi... ... ... ...... .................. ............... ... .......
50
3. Daya geL .............................. ,........................ ' ... ...
51
4. Daya serap air... ...... ... ............... ... ......... ......... ... ....
52
KESIMPULAN DAN SARAN
53
A. Kesimpulan .... " ... ... ... ...... ......... ...... ........................
53
B. Saran......................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
VI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Ferguson plot dengan empat macam tipe
20
Gambar2.
Bagan umum met ode karakteristik sifat struktural
24
dan fungsional
Gambar 3.
Proses pembuatan isolat protein
25
Gambar4.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Gambar 5.
Elektroforegram protein kacang hijau pada berbagai
42
konsentrasi akrilamida
Gambar 6.
Ferguson plot untuk 6 jenis standar
45
Gambar7.
Ferguson plot untuk 6 protein kacang hijau
45
VB
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Daftar industri pangan yang memakai konsentrat
1
protein
Tabel 2.
Komposisi zat gizi kacang hijau mentah dan rebus
3
per 100 g bahan
Tabel 3.
Rata - rata hidrofobisitas dan polaritas dari beberapa
7
protein makanan.
Tabel 4.
Kadar protein beberapa sampel kacang hijau
Tabel5.
Kadar
protein konsentrat kacang hijau dengan
37
37
metode Bradford
Tabel 6.
Neraca hasil isolasi protein kacang hijau
37
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Tabel 8.
Berat molekul sampel dalam berbagai konsentrasi gel
44
Tabel9.
Komposisi asam amino pita protein dominan kacang
47
hijau
Tabel 10. Daya dan stabilitas busa konsentrat protein kacang
49
hijau
Tabel 11. Daya emulsi konsentrat protein kacang hijau
50
Tabel 12. Daya gel konsentrat protein kacang hijau
51
Tabel 13. Hubungan antara persentase asam amino hidrofobik
51
dan daya gel
Tabel 14. Daya serap air konsentrat protein kacang hijau
52
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Cara pembuatan larutan stok dan kerja untuk elektroforesis
2.
Absorbansi standar dari metode Bradford
3.
Komposisi asam amino kacang hijau
4.
Data migrasi protein standar
5.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak
6.
Kromatogram asam amino konsentrat protein kacang hijau
7.
Kromatogram potongan gel protein dominan kacang hijau
8.
Isoelectric Focusing
9.
Kurva standar IEF
10
Tampilan dari website Expasy
1
PENDAHULUAN
Setiap manUSla membutuhkan protein, baik sebagai enZlm, antibodi, kolagen,
maupun protein otot. Selain berfungsi biologis, protein dapat berperan dalam pengolahan
makanan, berkaitan dengan sifat fungsional yang dimilikinya. Sifat fungsional yang sudah
banyak dikenal diantaranya daya gel, daya emulsi, daya busa, daya serap air atau minyak,
dan viskositas.
Perlakuan mekanis seperti homogenisasi, pemanasan, dan pengeringan
dapat menurunkan atau meningkatkan peran protein yang diaplikasikan.
Aplikasi protein pada pengolahan pangan semakin berkembang, baik dari segl
kualitas maupun ragamnya.
Sayangnya, masih banyak produsen, khususnya industri
pangan, yang mengimport bahan baku atau bahan penunjangnya, berupa sumber dan
turunan protein.
Hal tersebut membawa pengaruh negatif seperti terhambatnya
pengembangan bahan alami Indonesia, ketergantungan pada produk bangsa lain, dan
pemborosan biaya produksi, walaupun sebenamya, kekayaan alam Indonesia sangat
potensial untuk dikembangkan.
Tbll
Dft
a ar ·d
m ustn pangan yang merna ar onsentrat protem.
a e
Jenis protein
Industri pemakai
JumIah (ton)
9"
Isolat kedelai
Pengolahan dan pengawetan daging
Gelatin
CokIat, kembang gula
38,553"
747"
Wheat gluten Bihun, makaroni, mie, soun, spaghetti.
Whey powder Roti, kue kering, dan sejenisnya
2,607"
" Sumber: BPS 1995.
b Sumber : BPS 1997.
Salah satu sumber protein yang potensial berasal dari tanaman kacang hijau. Kacang
hijau merupakan tanaman pangan yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia. Sejak
dulu, masyarakat dapat membelinya di pasar tradisional maupun swalayan dengan harga
terjangkau. Sampai saat ini pemanfaatarmya cukup beragam, antara lain untuk bubur, kuekue, rati, minuman, dan makanan bayi.
Kandungan proteinnya cukup besar untuk
kelompok kacang - kacangan dan terdiri dari berbagai asam amino penyusun, sehingga
sangat menarik untuk diteliti sifat - sifatnya.
PROTEIN KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN
pada Jurusan Teknologi Pang an dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2000
LOLITA MARIA. F02496092. Karakterisasi Sifat Molekuler dan Fungsional Protein
Kacang Hijau (Pllu.leo/us aurells). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dahrul Syah.
RINGKASAN
Konsentrat protein termasuk bahan yang dibutuhkan oleh Industri pangan di
Indonesia. Sementara itu, kacang hijau sebagai salah satu sumber protein telah banyak
dibudidayakan di negara ini. Kedua hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian
mengenai sifat protein kacang hijau yang dapat dimanfatkan dalam pembuatan produk
pangan.
Karakterisasi protein kacang hijau dilakukan dalam beberapa tahap. Pada awalnya
biji kacang hijau ditepungkan dengan Willey mill lalu dihilangkan lemaknya. Tepung
bebas lemak diisolasi proteinnya dengan pengendapan basa dan asam. Kadar protein
tepung bebas lemak dan konsentrat diukur dengan metode Kjeldahl yang hasilnya
berturut - turut adalah 24,29% dan 76,83%.
Tepung bebas lemak dan konsentrat protein kacang hijau dianalisa komposisi as am
aminonya dengan HPLC menggunakan pereaksi OP A. Asam amino yang mendominasi
adalah asam glutamat, asam aspartat, dan leusin, baik untuk tepung bebas lemak maupun
konsentrat protein.
Berat molekul protein ditentukan dari metode SDS PAGE. Hasil yang terbaik
didapat dari gel dengan konsentrasi akrilamida 10%. Berat molekul protein dominan
dihitung berdasarkan kurva standar dan dihasilkan nilai 51. 72 7 Da.
Karena
elektroforesis dilakukan dengan gel homogen, perlu dibuat plot Ferguson untuk
memverifikasi linearitasnya.
Sifat molekuler lainnya adalah pI. Titik isoelektrik ditentukan dengan meta de iEF.
Gel akrilamida dibuat bergradien pH, menggunakan larutan ampholyte pH 3,5-10.
Sebagian gel dipotong dengan skala tertentu dan dilarutkan dalam KCI untuk mengukur
pHnya. Kurva standar dibuat dengan menghubungkan jarak dan pH. Dari kurva ini
dihitung titik isoelektrik pita protein, yaitu 6,64.
Identifikasi protein dilakukan melalui website Expasy. Pita protein dominan hasil
SDS PAGE dianalisa komposisi asam aminonya. Komposisi tersebut, bersama dengan
nama, selang pI, selang berat molekul, dan jumlah protein yang ingin ditampilkan,
dimasukkan ke dalam AACompldent tool. Cara ini belum sesuai untuk identifikasi
protein kacang hijau, karena menutamakan komposisi asam amino, sehingga protein protein dengan berat molekul dan pI yang jauh dari milik sampel dapat tampil pada
rangking-rangking awal. Selain itu, konstelasi protein sampel belum diketahui.
Sifat fungsional yang diuji pada penelitian ini adalah daya busa, daya emulsi, daya
gel, dan daya serap air. Daya busa protein kacang hijau cukup besar yaitu 67,33% dan
stabilitas busanya 59,31%. Daya emulsinya sebesar 9,54%. Sampel baru membentuk
gel pada konsentrasi 12,5%. Sedangkan, daya serap airnya cukup baik, yaitu 245,76%.
Bila dibandingkan dengan konsentrat kedelai, daya busa dan daya serap air konsentrat
kacang hijau lebih besar nilainya, namun daya emulsi dan daya gelnya lebih rendah.
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULAR DAN FUNGSIONAL PROTEIN
KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
LOLITA MARIA
F02496092
Dilahirkan di Jakarta, pad a tanggal 15 September 1977
Tanggallulus: 13 September 2000
•
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmatNya, schingga penulis
dapat l11enyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyal11paikan penghargaan dan ucapan
teril11a kasih kepada:
1. Orangtua dan saudara-saudariku tercinta.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu,
mengarahkan, dan mendidik saya.
3. Program QUE beserta seluruh staff dan karyawannya.
4. Dr. Ir. Slamet Budijanto MAgr dan Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi MSc, sebagai
dosen penguji yang telah meluangkan waktunya.
5. Dr. Ir. Anton Apriyantono, dan dosen - dosen TPG yang sering membantu dan
mendidik saya.
6. Vicky, Edna, Irene, Ryta, Ratna, Windy, Arini, Arie, Budi, Seno, Tony, dB.
..
7. Bapak Sobirin, Pak Gatot, Ibu Rubiah, Mbak Ida, Pak Dunung, !vfbak Nafi, Pak
,
Rojak, Pak Mulyono, Ibu Ika, dan seluruh karyawan di FATETA.
S. Pritha, AIda, Tiodor, Lila, Liana, Ocit, dan Sefitri atas waktu dan dukungannya
selama ini.
9. Teman-teman di kost Pagaju dan Serena.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kekurangan, maka masukan
yang diberikan akan sangat berarti bagi saya. Semoga skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi kita semua.
Bogor, September 2000
Penulis.
IV
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................ ' ... ... ... ... ... ... ... ... ......
iii
DAFTAR lSI.. ................................................................. " .....
iv
DAFTARGAMBAR................................................................
vi
DAFTAR TABEL. .......... , ................................................. " ....
vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................ , ....
viii
I.
PENDAHULUAN
II.
TINJAUAN PUSTAKA
III.
1
A. Kacang hijau .................. ... ... ... ...... ... ...... ...... ............
3
B. Isolat protein ... ......... ...... ... ... ... ......... ... ... ...... ............
5
C. Sifat Molekuler.................................................... ,. ... .
6
D. Sifat Fungsional ... ............ ............... ... ............... ........
8
1. Kelarutan protein .................... ' ...... ........................
8
2. Daya ikat air. ......................... , ...... ...... ...... ............
8
3. Daya emulsi.. .................................................. " ....
9
4. Pembusaan .................................................... ,. ....
12
5. Gelasi.. ........ ,. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
14
E. Teknik analisa ., ........................ , ... ... ...... ... ... ... ... ... ...
15
1. Preparasi............................................................
15
2. Elektroforesis......................................................
17
3. Kromatografi. ................................................ ,. .....
20
4. Isoeleclric Focusing... ... .................. ......... ... ...........
23
BAHAN DAN METODE
A. Pembuatan Isolat Protein......... ............ ............ ...... .....
25
B. Pengukuran Konsentrasi. ............. , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
1. Bahan dan ala!... .................... ' ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2. Metode... ... ... ... ... ... ... ............ ......... ............... .......
26
a. Kjeldahl......................................................... ... ...
26
b. Bradford... ......... ... ... ... .................. ... ... ... ...... ........
27
C. Komposisi asam amino ... ......... ........................ ..........
28
v
1. Bahan dan alat ... ...... ...... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...... ...
28
2. Metode ............................................................ .
28
O. Berat Molekul dengan SOS-PAGE
IV.
V.
29
1. Bahan dan alat ................................. ,.. ... ... ... ......
29
2. Metode... ..................... ...... ...... ... ... ... ... ... ... ........
30
E. Isoelectric Focusing .................... ' ...... ... ... ... ... ... .........
32
1. Bahan dan alat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
32
2. Metode...... ...... ... ... ............... ............ ... ... ... ........
32
F. Identifikasi Protein
33
G. Pengujian sifat fungsional ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
33
1. Bahan dan alat .................... , ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ...
33
a. Oaya serap air. .......................................... " ... .
33
b. Oaya emulsi... ... ... ......... ... ..................... ...... .....
34
c. Pembentukan busa... ...... ......... ............ ... ...... .....
34
d. Pembentukan geL.. ......... ...... ......... ...... ... ... .......
35
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Isolasi Protein ...... ... ... ...... ......... ...... ............ ... ..........
36
B. Penentuan Komposisi Asam Amino.................. ... ... .......
38
C. Elektroforesis SDS - PAGE ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
40
D. Penentuan titik isoelektrik ..................................... " ... .
46
E. Identifikasi protein ...................... " ......... ...... ... ... ........
47
F. Pengujian Sifat fungsional ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
49
1. Daya busa... ...... ...... ............ ...... .................. .........
49
2. Daya emulsi... ... ... ...... .................. ............... ... .......
50
3. Daya geL .............................. ,........................ ' ... ...
51
4. Daya serap air... ...... ... ............... ... ......... ......... ... ....
52
KESIMPULAN DAN SARAN
53
A. Kesimpulan .... " ... ... ... ...... ......... ...... ........................
53
B. Saran......................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
VI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Ferguson plot dengan empat macam tipe
20
Gambar2.
Bagan umum met ode karakteristik sifat struktural
24
dan fungsional
Gambar 3.
Proses pembuatan isolat protein
25
Gambar4.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Gambar 5.
Elektroforegram protein kacang hijau pada berbagai
42
konsentrasi akrilamida
Gambar 6.
Ferguson plot untuk 6 jenis standar
45
Gambar7.
Ferguson plot untuk 6 protein kacang hijau
45
VB
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Daftar industri pangan yang memakai konsentrat
1
protein
Tabel 2.
Komposisi zat gizi kacang hijau mentah dan rebus
3
per 100 g bahan
Tabel 3.
Rata - rata hidrofobisitas dan polaritas dari beberapa
7
protein makanan.
Tabel 4.
Kadar protein beberapa sampel kacang hijau
Tabel5.
Kadar
protein konsentrat kacang hijau dengan
37
37
metode Bradford
Tabel 6.
Neraca hasil isolasi protein kacang hijau
37
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Tabel 8.
Berat molekul sampel dalam berbagai konsentrasi gel
44
Tabel9.
Komposisi asam amino pita protein dominan kacang
47
hijau
Tabel 10. Daya dan stabilitas busa konsentrat protein kacang
49
hijau
Tabel 11. Daya emulsi konsentrat protein kacang hijau
50
Tabel 12. Daya gel konsentrat protein kacang hijau
51
Tabel 13. Hubungan antara persentase asam amino hidrofobik
51
dan daya gel
Tabel 14. Daya serap air konsentrat protein kacang hijau
52
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Cara pembuatan larutan stok dan kerja untuk elektroforesis
2.
Absorbansi standar dari metode Bradford
3.
Komposisi asam amino kacang hijau
4.
Data migrasi protein standar
5.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak
6.
Kromatogram asam amino konsentrat protein kacang hijau
7.
Kromatogram potongan gel protein dominan kacang hijau
8.
Isoelectric Focusing
9.
Kurva standar IEF
10
Tampilan dari website Expasy
1
PENDAHULUAN
Setiap manUSla membutuhkan protein, baik sebagai enZlm, antibodi, kolagen,
maupun protein otot. Selain berfungsi biologis, protein dapat berperan dalam pengolahan
makanan, berkaitan dengan sifat fungsional yang dimilikinya. Sifat fungsional yang sudah
banyak dikenal diantaranya daya gel, daya emulsi, daya busa, daya serap air atau minyak,
dan viskositas.
Perlakuan mekanis seperti homogenisasi, pemanasan, dan pengeringan
dapat menurunkan atau meningkatkan peran protein yang diaplikasikan.
Aplikasi protein pada pengolahan pangan semakin berkembang, baik dari segl
kualitas maupun ragamnya.
Sayangnya, masih banyak produsen, khususnya industri
pangan, yang mengimport bahan baku atau bahan penunjangnya, berupa sumber dan
turunan protein.
Hal tersebut membawa pengaruh negatif seperti terhambatnya
pengembangan bahan alami Indonesia, ketergantungan pada produk bangsa lain, dan
pemborosan biaya produksi, walaupun sebenamya, kekayaan alam Indonesia sangat
potensial untuk dikembangkan.
Tbll
Dft
a ar ·d
m ustn pangan yang merna ar onsentrat protem.
a e
Jenis protein
Industri pemakai
JumIah (ton)
9"
Isolat kedelai
Pengolahan dan pengawetan daging
Gelatin
CokIat, kembang gula
38,553"
747"
Wheat gluten Bihun, makaroni, mie, soun, spaghetti.
Whey powder Roti, kue kering, dan sejenisnya
2,607"
" Sumber: BPS 1995.
b Sumber : BPS 1997.
Salah satu sumber protein yang potensial berasal dari tanaman kacang hijau. Kacang
hijau merupakan tanaman pangan yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia. Sejak
dulu, masyarakat dapat membelinya di pasar tradisional maupun swalayan dengan harga
terjangkau. Sampai saat ini pemanfaatarmya cukup beragam, antara lain untuk bubur, kuekue, rati, minuman, dan makanan bayi.
Kandungan proteinnya cukup besar untuk
kelompok kacang - kacangan dan terdiri dari berbagai asam amino penyusun, sehingga
sangat menarik untuk diteliti sifat - sifatnya.
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULER DAN FUNGSIONAL
PROTEIN KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN
pada Jurusan Teknologi Pang an dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2000
LOLITA MARIA. F02496092. Karakterisasi Sifat Molekuler dan Fungsional Protein
Kacang Hijau (Pllu.leo/us aurells). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dahrul Syah.
RINGKASAN
Konsentrat protein termasuk bahan yang dibutuhkan oleh Industri pangan di
Indonesia. Sementara itu, kacang hijau sebagai salah satu sumber protein telah banyak
dibudidayakan di negara ini. Kedua hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian
mengenai sifat protein kacang hijau yang dapat dimanfatkan dalam pembuatan produk
pangan.
Karakterisasi protein kacang hijau dilakukan dalam beberapa tahap. Pada awalnya
biji kacang hijau ditepungkan dengan Willey mill lalu dihilangkan lemaknya. Tepung
bebas lemak diisolasi proteinnya dengan pengendapan basa dan asam. Kadar protein
tepung bebas lemak dan konsentrat diukur dengan metode Kjeldahl yang hasilnya
berturut - turut adalah 24,29% dan 76,83%.
Tepung bebas lemak dan konsentrat protein kacang hijau dianalisa komposisi as am
aminonya dengan HPLC menggunakan pereaksi OP A. Asam amino yang mendominasi
adalah asam glutamat, asam aspartat, dan leusin, baik untuk tepung bebas lemak maupun
konsentrat protein.
Berat molekul protein ditentukan dari metode SDS PAGE. Hasil yang terbaik
didapat dari gel dengan konsentrasi akrilamida 10%. Berat molekul protein dominan
dihitung berdasarkan kurva standar dan dihasilkan nilai 51. 72 7 Da.
Karena
elektroforesis dilakukan dengan gel homogen, perlu dibuat plot Ferguson untuk
memverifikasi linearitasnya.
Sifat molekuler lainnya adalah pI. Titik isoelektrik ditentukan dengan meta de iEF.
Gel akrilamida dibuat bergradien pH, menggunakan larutan ampholyte pH 3,5-10.
Sebagian gel dipotong dengan skala tertentu dan dilarutkan dalam KCI untuk mengukur
pHnya. Kurva standar dibuat dengan menghubungkan jarak dan pH. Dari kurva ini
dihitung titik isoelektrik pita protein, yaitu 6,64.
Identifikasi protein dilakukan melalui website Expasy. Pita protein dominan hasil
SDS PAGE dianalisa komposisi asam aminonya. Komposisi tersebut, bersama dengan
nama, selang pI, selang berat molekul, dan jumlah protein yang ingin ditampilkan,
dimasukkan ke dalam AACompldent tool. Cara ini belum sesuai untuk identifikasi
protein kacang hijau, karena menutamakan komposisi asam amino, sehingga protein protein dengan berat molekul dan pI yang jauh dari milik sampel dapat tampil pada
rangking-rangking awal. Selain itu, konstelasi protein sampel belum diketahui.
Sifat fungsional yang diuji pada penelitian ini adalah daya busa, daya emulsi, daya
gel, dan daya serap air. Daya busa protein kacang hijau cukup besar yaitu 67,33% dan
stabilitas busanya 59,31%. Daya emulsinya sebesar 9,54%. Sampel baru membentuk
gel pada konsentrasi 12,5%. Sedangkan, daya serap airnya cukup baik, yaitu 245,76%.
Bila dibandingkan dengan konsentrat kedelai, daya busa dan daya serap air konsentrat
kacang hijau lebih besar nilainya, namun daya emulsi dan daya gelnya lebih rendah.
INSTITUT PERTANIAN BOG OR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KARAKTERISASI SIFAT MOLEKULAR DAN FUNGSIONAL PROTEIN
KACANG HIJAU (Phaseo/us aureus)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
LOLITA MARIA
F02496092
Dilahirkan di Jakarta, pad a tanggal 15 September 1977
Tanggallulus: 13 September 2000
•
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmatNya, schingga penulis
dapat l11enyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyal11paikan penghargaan dan ucapan
teril11a kasih kepada:
1. Orangtua dan saudara-saudariku tercinta.
2. Dr. Ir. Dahrul Syah, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu,
mengarahkan, dan mendidik saya.
3. Program QUE beserta seluruh staff dan karyawannya.
4. Dr. Ir. Slamet Budijanto MAgr dan Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi MSc, sebagai
dosen penguji yang telah meluangkan waktunya.
5. Dr. Ir. Anton Apriyantono, dan dosen - dosen TPG yang sering membantu dan
mendidik saya.
6. Vicky, Edna, Irene, Ryta, Ratna, Windy, Arini, Arie, Budi, Seno, Tony, dB.
..
7. Bapak Sobirin, Pak Gatot, Ibu Rubiah, Mbak Ida, Pak Dunung, !vfbak Nafi, Pak
,
Rojak, Pak Mulyono, Ibu Ika, dan seluruh karyawan di FATETA.
S. Pritha, AIda, Tiodor, Lila, Liana, Ocit, dan Sefitri atas waktu dan dukungannya
selama ini.
9. Teman-teman di kost Pagaju dan Serena.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kekurangan, maka masukan
yang diberikan akan sangat berarti bagi saya. Semoga skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi kita semua.
Bogor, September 2000
Penulis.
IV
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................ ' ... ... ... ... ... ... ... ... ......
iii
DAFTAR lSI.. ................................................................. " .....
iv
DAFTARGAMBAR................................................................
vi
DAFTAR TABEL. .......... , ................................................. " ....
vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................ , ....
viii
I.
PENDAHULUAN
II.
TINJAUAN PUSTAKA
III.
1
A. Kacang hijau .................. ... ... ... ...... ... ...... ...... ............
3
B. Isolat protein ... ......... ...... ... ... ... ......... ... ... ...... ............
5
C. Sifat Molekuler.................................................... ,. ... .
6
D. Sifat Fungsional ... ............ ............... ... ............... ........
8
1. Kelarutan protein .................... ' ...... ........................
8
2. Daya ikat air. ......................... , ...... ...... ...... ............
8
3. Daya emulsi.. .................................................. " ....
9
4. Pembusaan .................................................... ,. ....
12
5. Gelasi.. ........ ,. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
14
E. Teknik analisa ., ........................ , ... ... ...... ... ... ... ... ... ...
15
1. Preparasi............................................................
15
2. Elektroforesis......................................................
17
3. Kromatografi. ................................................ ,. .....
20
4. Isoeleclric Focusing... ... .................. ......... ... ...........
23
BAHAN DAN METODE
A. Pembuatan Isolat Protein......... ............ ............ ...... .....
25
B. Pengukuran Konsentrasi. ............. , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
1. Bahan dan ala!... .................... ' ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2. Metode... ... ... ... ... ... ... ............ ......... ............... .......
26
a. Kjeldahl......................................................... ... ...
26
b. Bradford... ......... ... ... ... .................. ... ... ... ...... ........
27
C. Komposisi asam amino ... ......... ........................ ..........
28
v
1. Bahan dan alat ... ...... ...... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...... ...
28
2. Metode ............................................................ .
28
O. Berat Molekul dengan SOS-PAGE
IV.
V.
29
1. Bahan dan alat ................................. ,.. ... ... ... ......
29
2. Metode... ..................... ...... ...... ... ... ... ... ... ... ........
30
E. Isoelectric Focusing .................... ' ...... ... ... ... ... ... .........
32
1. Bahan dan alat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
32
2. Metode...... ...... ... ... ............... ............ ... ... ... ........
32
F. Identifikasi Protein
33
G. Pengujian sifat fungsional ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
33
1. Bahan dan alat .................... , ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ...
33
a. Oaya serap air. .......................................... " ... .
33
b. Oaya emulsi... ... ... ......... ... ..................... ...... .....
34
c. Pembentukan busa... ...... ......... ............ ... ...... .....
34
d. Pembentukan geL.. ......... ...... ......... ...... ... ... .......
35
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Isolasi Protein ...... ... ... ...... ......... ...... ............ ... ..........
36
B. Penentuan Komposisi Asam Amino.................. ... ... .......
38
C. Elektroforesis SDS - PAGE ........... , ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
40
D. Penentuan titik isoelektrik ..................................... " ... .
46
E. Identifikasi protein ...................... " ......... ...... ... ... ........
47
F. Pengujian Sifat fungsional ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
49
1. Daya busa... ...... ...... ............ ...... .................. .........
49
2. Daya emulsi... ... ... ...... .................. ............... ... .......
50
3. Daya geL .............................. ,........................ ' ... ...
51
4. Daya serap air... ...... ... ............... ... ......... ......... ... ....
52
KESIMPULAN DAN SARAN
53
A. Kesimpulan .... " ... ... ... ...... ......... ...... ........................
53
B. Saran......................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
VI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Ferguson plot dengan empat macam tipe
20
Gambar2.
Bagan umum met ode karakteristik sifat struktural
24
dan fungsional
Gambar 3.
Proses pembuatan isolat protein
25
Gambar4.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Gambar 5.
Elektroforegram protein kacang hijau pada berbagai
42
konsentrasi akrilamida
Gambar 6.
Ferguson plot untuk 6 jenis standar
45
Gambar7.
Ferguson plot untuk 6 protein kacang hijau
45
VB
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Daftar industri pangan yang memakai konsentrat
1
protein
Tabel 2.
Komposisi zat gizi kacang hijau mentah dan rebus
3
per 100 g bahan
Tabel 3.
Rata - rata hidrofobisitas dan polaritas dari beberapa
7
protein makanan.
Tabel 4.
Kadar protein beberapa sampel kacang hijau
Tabel5.
Kadar
protein konsentrat kacang hijau dengan
37
37
metode Bradford
Tabel 6.
Neraca hasil isolasi protein kacang hijau
37
Tabel 7.
Komposisi asam amino protein kacang hijau
39
Tabel 8.
Berat molekul sampel dalam berbagai konsentrasi gel
44
Tabel9.
Komposisi asam amino pita protein dominan kacang
47
hijau
Tabel 10. Daya dan stabilitas busa konsentrat protein kacang
49
hijau
Tabel 11. Daya emulsi konsentrat protein kacang hijau
50
Tabel 12. Daya gel konsentrat protein kacang hijau
51
Tabel 13. Hubungan antara persentase asam amino hidrofobik
51
dan daya gel
Tabel 14. Daya serap air konsentrat protein kacang hijau
52
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Cara pembuatan larutan stok dan kerja untuk elektroforesis
2.
Absorbansi standar dari metode Bradford
3.
Komposisi asam amino kacang hijau
4.
Data migrasi protein standar
5.
Kromatogram asam amino tepung bebas lemak
6.
Kromatogram asam amino konsentrat protein kacang hijau
7.
Kromatogram potongan gel protein dominan kacang hijau
8.
Isoelectric Focusing
9.
Kurva standar IEF
10
Tampilan dari website Expasy
1
PENDAHULUAN
Setiap manUSla membutuhkan protein, baik sebagai enZlm, antibodi, kolagen,
maupun protein otot. Selain berfungsi biologis, protein dapat berperan dalam pengolahan
makanan, berkaitan dengan sifat fungsional yang dimilikinya. Sifat fungsional yang sudah
banyak dikenal diantaranya daya gel, daya emulsi, daya busa, daya serap air atau minyak,
dan viskositas.
Perlakuan mekanis seperti homogenisasi, pemanasan, dan pengeringan
dapat menurunkan atau meningkatkan peran protein yang diaplikasikan.
Aplikasi protein pada pengolahan pangan semakin berkembang, baik dari segl
kualitas maupun ragamnya.
Sayangnya, masih banyak produsen, khususnya industri
pangan, yang mengimport bahan baku atau bahan penunjangnya, berupa sumber dan
turunan protein.
Hal tersebut membawa pengaruh negatif seperti terhambatnya
pengembangan bahan alami Indonesia, ketergantungan pada produk bangsa lain, dan
pemborosan biaya produksi, walaupun sebenamya, kekayaan alam Indonesia sangat
potensial untuk dikembangkan.
Tbll
Dft
a ar ·d
m ustn pangan yang merna ar onsentrat protem.
a e
Jenis protein
Industri pemakai
JumIah (ton)
9"
Isolat kedelai
Pengolahan dan pengawetan daging
Gelatin
CokIat, kembang gula
38,553"
747"
Wheat gluten Bihun, makaroni, mie, soun, spaghetti.
Whey powder Roti, kue kering, dan sejenisnya
2,607"
" Sumber: BPS 1995.
b Sumber : BPS 1997.
Salah satu sumber protein yang potensial berasal dari tanaman kacang hijau. Kacang
hijau merupakan tanaman pangan yang cukup banyak dibudidayakan di Indonesia. Sejak
dulu, masyarakat dapat membelinya di pasar tradisional maupun swalayan dengan harga
terjangkau. Sampai saat ini pemanfaatarmya cukup beragam, antara lain untuk bubur, kuekue, rati, minuman, dan makanan bayi.
Kandungan proteinnya cukup besar untuk
kelompok kacang - kacangan dan terdiri dari berbagai asam amino penyusun, sehingga
sangat menarik untuk diteliti sifat - sifatnya.