KUG1215

UNIVERSITAS GADJAH MADA FAKULTAS KEDOKTERAN PROGRAM STUDI S1 GIZI KESEHATAN Jl. Farmako, Sekip Utara, Yogyakarta 55281, Telp./Fax.: 0274-547775

Modul Tutorial ANALISIS ZAT GIZI Semester 2/ 3 SKS /KUG1215

Oleh 1. Lily Arsanti Lestari, STP., MP. 2. Fatma Zuhrotun Nisa’, STP., MP. 3. Ir. Sudarmanto S., MS.

Didanai dengan dana BOPTN P3-UGM Tahun Anggaran 2012 Februari 2013

Deskripsi Singkat Analisis proksimat merupakan analisis kandungan zat gizi menyeluruh yang meliputi kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lipida, dan kadar karbohidrat. Pada analisis proksimat, karbohidrat biasanya dianalisis secara by difference. Analisis ini penting untuk mengetahui komposisi gizi suatu makanan yang nantinya dapat digunakan untuk menyusun nutrition fact yang dicantumkan dalam label kemasan makanan. Materi yang dibahas untuk karbohidrat adalah sifat-sifat karbohidrat secara umum dan teknik analisisnya secara kuantitatif dan kualitatif. Dalam pokok bahasan analisis protein ini akan dibahas beberapa metode analisis protein secara kuantitatif seperti metode Kjeldahl, Lowry Follin, dll dan juga analisis kualitas protein dilihat dari bioavailabilitasnya di dalam tubuh misalnya penentuan NPU, PER, dll. Dalam pokok bahasan analisis lipida ini akan dibahas beberapa metode analisis lipida secara kuantitatif misalnya Soxhlet, Mojonier, dll dan kualitas lipida seperti angka asam, angka peroksida, bilangan iod, dll. Manfaat Materi ini bermanfaat bagi mahasiswa untuk mengetahui teknik analisis zat gizi dalam suatu makanan secara menyeluruh atau komprehensif.

Relevansi Topik dan sub topik yang dibahas pada pertemuan ini sangat relevan untuk mendukung kompetensi yang akan dicapai.

Learning Outcome Menyebutkan dan menjelaskan analisis apa saja yang termasuk dalam analisis proksimat bahan makanan, analisis kuantitatif dan kualitatif karbohidrat, protein, dan lipida.

Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 1

ANALISIS PROKSIMAT Analisis proksimat bahan pangan dan hasil pertanian meliputi : a. Analisis kadar air b. Analisis kadar abu c. Analisis kadar lipida d. Analisis kadar protein e. Analisis kadar karbohidrat : gula, pati, serat kasar Analisis proksimat adalah analisis komponen mayor dalam bahan pangan dan hasil pertanian lainnya yang meliputi analisis kuantitatif kandungan zat-zat : air, abu, lipida, protein, dan karbohidrat. Hasil analisis biasa disajikan sebagai nilai kadar dalam satuan % (persen). Biasanya, analisis karbohidrat (KH) tidak dilakukan tetapi dihitung dengan rumus sebagai berikut : % KH (wb) = 100% - %wb(air+abu+lipida+protein) % KH (db) = 100% - %db(abu+lipida+protein) Kadar KH yangg dihitung seperti di atas (tidak dianalisis tersendiri) dinamakan ‘carbohydrate by difference’ . Tentu saja tingkat ketelitian datanya tidak setinggi bila dibanding dengan analisis lengkap semua komponen mayor. Namun untuk kasus tertentu data ‘carbohydrate by difference’ sudah cukup memadai dan dapat diterima Dengan analisis proksimat akan dapat diketahui kandungan zat gizi mayor suatu bahan. Selanjutnya dengan data tersebut kita dapat memanfaatkannya misal dalam menyusun formula/resep makanan bayi, makanan khusus penderita diabet, dst. Data kandungan karbohidrat, lipida, dan protein secara bersama-sama dapat untuk mengkalkulasi nilai kalori suatu bahan pangan. Data analisis proksimat juga bermanfaat dalam membandingkan kualitas komoditas sejenis; apakah potensial sebagai bahan makanan sumber kalori, sumber protein, sumber mineral, dan sebagainya. Data kadar air bahan bisa untuk pertimbangan apakah bahan harus segera diproses atau dapat disimpan lebih dahulu, bagaimana teknik penyimpanan yang sesuai, apakah perlu diturunkan/dikurangi kadar airnya lebih dahulu ? Untuk menentukan kadar air bahan makanan dapat digunakan beberapa metode sebagai berikut : 1. Metoda pengeringan (thermogravimetri) 2. Metoda destilasi (thermovolumetri) Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 2

3. Metoda kimiawi (Fischer method) 4. Metoda fisikawi Metoda Thermogravimetri Prinsip : Menguapkan air dari bahan dengan pemanasan sampai berat konstan, sampai semua air sudah menguap habis. Kelemahan : zat yang mudah menguap ikut menguap dan dihitung sebagai air. Perhitungan: %air(wb) = (bobot mula-mula - bobot konstan) x100% Bobot mula-mula %air(db)= (bobot mula-mula - bobot konstan) x100% bobot konstan = % air (wb) x 100% 100 - % air (wb) Analisis Abu dan Mineral Abu adalah zat anorganik sisa hasil pembakaran suatu bahan organik. Kandungan abu dan komposisinya tergantung pada macam bahan dan cara pengabuannya. Kadar abu ada hubungannya dengan mineral suatu bahan. Mineral yang terdapat dalam suatu bahan dapat merupakan dua macam garam yaitu garam organik dan garam anorganik. Yang termasuk dalam garam organik misalnya garamgaram asam mallat, oksalat, asetat, pektat. Sedangkan garam anorganik antara lain dalam bentuk garam fosfat, karbonat, klorida, sulfat, nitrat. Penentuan konstituen mineral dalam makanan dapat dibagi menjadi dua kelompok : - Analisis abu : total, soluble & insoluble - Analisis mineral individual Total abu secara luas diterima sebagai indeks makanan yang dimurnikan seperti tepung terigu dan gula. Tujuan pembuatan tepung adalah memisahkan endosperm berpati dari bekatul dan lembaga (bran and germ) diikuti menggiling endosperm menjadi tepung. Karena kadar abu bekatul + 20 kali kadar dalam endospermnya, maka uji kadar abu dapat menunjukkan kemurnian tepung atau keberhasilan pemisahan bekatul dan lembaga dari bagian biji lainnya. Level abu dan alkalinitas Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 3

abu berguna untuk parameter dalam membedakan antara ‘fruit vinegar’ dengan vinegar sintetik. Kadar abu total merupakan parameter nutrisi beberapa makanan dan pakan hewan. Abu tak larut asam yang tinggi mengindikasikan adanya kotoran atau pasir. Komponen mineral yang ada dalam sistem biologis dapat dibagi menjadi (a) yang tak tergantikan guna metabolisme normal dan biasanya merupakan unsur-unsur essensial makanan; dan (b) yang tak diketahui fungsinya atau bahkan kadang bersifat berbahaya. Jenis (b) tersebut dapat berasal dari tanah, residu penyemprotan tanaman, atau dari polusi industry. Disamping kepentingan nutrisi dari unsur mineral, perlu dipertimbangkan aspek fisiologis dan teknologis. Beberapa residu logam ( Pb , As, Hg ) bersifat racun; oksidasi asam askorbat dan stabilitas fruit juice dipengaruhi oleh Cu. Beberapa komponen mineral dapat memacu fermentasi dan beberapa mineral yang lain menghambatnya. Komponen mineral dapat mempengaruhi daya simpan buahan dan sayuran. Beberapa ‘trace minerals’ yang terikat ke sistem aktif biologis, diubah menjadi senyawa anorganik . Disamping penentuan total mineral/abu, ada metoda tak langsung penentuan kadar total elektrolit dalam bahan makanan. Metoda konduktometri merupakan cara sederhana, cepat dan teliti untuk menentukan kadar abu dalam gula. Gula biasanya rendah abu dan perlu sampel jumlah besar untuk analisisnya dan akan sangat berbuih waktu diabukan. Konduktometri didasarkan pada prinsip bahwa dalam larutan gula, mineral yang menjadi komponen abu akan terionisasi, sedangkan sukrosa tidak terion. Konduktansi larutan tsb merupakan index konsen-trasi ion yang ada (atau mineral atau kadar abu).

Pada beberapa bahan makanan metoda ini dilakukan

dengan pengasaman guna mengganti ion asam lemah dalam garam. Kadar elektrolit produk gula dapat juga ditentukan dengan metoda pertukaran ion (ion-exchange). Prinsipnya bila suatu larutan yang mengandung beberapa garam dilewatkan suatu kolom penukar kation (dalam bentuk hidrogen), outputnya akan mengandung sejumlah asam yang ekivalen dengan kadar garam mula-mula. Dengan menitrasi asam, total kadar elektrolit dapat dihitung. Abu yang larut air kadangkala digunakan sebagai index kandungan buah dalam jelly atau awetan buah lain. Abu yang tak larut berguna sebagai index pengotoran debu pada rempah-rempah, talk pada kembang gula, adanya pasir pada gula, bijian, Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 4

dsbnya. Abu tidak larut ditentukan dengan mendidihkan abu bahan dalam HCl 10%. Abu dari buahan bersifat alkalis (konversi garam – asam organik menjadi garamkarbonat). Bahan makanan yang tinggi kadar asam buahan atau garamnya, alkalinitas abu merupakan index porsi buah dalam bahan tersebut. Tujuan pengabuan Penentuan abu total dapat digunakan untuk berbagai tujuan yaitu antara lain : 1. untuk menentukan baik tidaknya suatu proses pengolahan Misalnya pada proses penggilingan gandum diharapkan dapat dipisahkan antara bagian endosperm dengan kulit/katul dan lembaganya. Apabila masih banyak katul atau lembaga terikut dalam endosperm maka tepung gandum yang dihasilkan akan mempunyai kadar abu yang relatif tinggi. Hal ini karena pada bagian katul kandungan mineralnya dapat mencapai 20 kali lebih banyak daripada dalam endosperm. 2. untuk mengetahui jenis bahan yang digunakan Penentuan kadar abu dapat digunakan untuk memperkirakan kandungan buah yang digunakan untuk membuat jelly atau marmelade. Kandungan abu juga dapat dipakai untuk menentukan atau membedakan fruit vinegar (asli) atau sintetis. 3. Penentuan abu total sangat berguna sebagai parameter nilai gizi bahan makanan. Adanya kandungan abu yang tidak larut dalam asam yang cukup tinggi menunjukkan adanya pasir atau kotoran yang lain. Penentuan abu total dapat dikerjakan dengan pengabuan secara kering atau cara langsung dan dapat pula secara basah atau cara tidak langsung. Perhitungan kadar abu secara kering Kadar abu (wb) = [(bobot abu):(bobot sampel)]x100% Kadar abu (db) =

bobot abu

x 100%

bobot sampel bebas air = kadar abu (wb) x [100 / (100-%air)]

ANALISIS PROTEIN – Metoda makro Kjeldahl Dalam metoda Kjeldahl untuk analisis protein, yang ditera adalah total kadar unsur N dalam sampel, dengan asumsi adanya senyawa bernitrogen selain protein dapat diabaikan. Prinsip : bila sampel didigesti dengan cara pendidihan dalam asam Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 5

sulfat pekat, unsur C dan H akan habis menjadi CO2 dan H2O sedangkan unsur N akan tereduksi menjadi garam (NH4) 2SO4 dalam larutan asam sulfat. Bila cairan hasil destruksi dialkaliskan dengan NaOH, ammonium sulfat akan melepaskan gas ammonia (NH4OH) yang kemudian dapat didestilasi dan ditangkap dengan larutan HCl standar (atau H2SO4) berlebihan. Kelebihan asam ditera dengan titrasi larutan NaOH standar dengan indikator phenolphthalein (pp). Destruksi : Senyawa N + H2SO4

 (NH4)2SO4

Destilasi : (NH4)2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 NH4OH HCl + NH4OH  NH4Cl + H2O Titrasi balik : HCl + NaOHstandar  NaCl + H2O Larutan stock NaOH perlu distandardisasi setiap hari kalau mau dipakai karena tak stabil terhadap CO2. Untuk mempercepat digesti dapat ditambah K2SO4 atau N2SO4 untuk menaikkan titik didih asam sulfat, namun jangan terlalu berlebihan, dapat juga ditambah katalis Hg, Cu, atau Se. Untuk 1 gram sampel diperlukan + 25 ml H2SO4 pekat yang nantinya memerlukan > 72 ml larutan NaOH 50% untuk mengalkaliskan agar siap didestilasi.

Analisis Kjeldahl Mikro Untuk menghemat pemakaian reagensia, dikembangkan alat destilasi mikro secara khusus. Dengan metoda ini diperlukan sampel 0,1 – 0,2 gr, asam sulfat pekat kira –kira 3 mL, larutan NaOH 40% sekitar 15 ml. Distilat yang diperlukan sekitar 15-20 mL. Metoda Kjeldahl Mikro menggunakan larutan asam borat 4% sebagai penampung distilat dan larutan HCl 0,05 N untuk men-titarnya, dengan indikator campuran metil-oranye-metil red atau metil merah-brom (cresol green) . Reaksi distilasi : HBO3 + NH4OH

NH4BO3 + H2O

Titrasi balik :

HBO3 + NH4Cl

HCl + NH4BO3

Distilasi diakhiri bila semua NH4OH atau NH3 telah terdistilasi atau tetesan distilat tidak bersifat basis lagi. Distilat dititrasi dengan larutan standar HCl 0,05 N.

ANALISIS LIPIDA Trigliserida dan wax disebut lipida netral yg bersifat sangat tidak polar sehingga sangat sulit larut dalam air namun sebaliknya sangat mudah larut dalam Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 6

solven tidak polar/pelarut organik (benzen, petroleum-ether, dietil-ether, hexan, khloroform, dsb.). Karenanya untuk penentuan kadar lemak & minyak bahan pangan dapat dilakukan dengan cara extraksi sample bahan kering menggunakan solven non polar, menguapkan solven dari extrak dan dilanjutkan penimbangan residunya. Alat extraksi untuk penentuan lipida yang terkenal adalah alat extraksi Soxhlet, alat extraksi Goldfish, dan hasil pengembangannya seperti Soxhlet mikro serta Soxtec.

Prosedur Kerja : Extraksi Soxhlet Mikro 1. Timbang 1-2 g bahan yg sudah kering dan sudah dite-pung (lolos 40 mesh), masukkan dalam tabung extraksi Soxhlet 2. Pasang tabung extraksi tsb pada alat distilasi Soxhlet mikro dng solven petroleum-ether secukupnya (+ 10 ml), selama 4 jam distilasi 3. Petroleum-ether yg telah mengandung lemak/minyak dipindahkan ke dalam botol timbang bersih yg telah diketahui bobotnya; kemudian solven diuapkan diatas water-bath; dan selanjutnya dikeringkan dalam oven 100 oC sampai bobot konstan 4. Bobot residu dalam botol timbang dinyatakan sebagai bobot lemak / minyak.

Test Formatif untuk Tutorial Analisis Proksimat : 1. Apa yang dimaksud dengan analisis proksimat ? 2. Sebutkan dan jelaskan prinsip-prinsip analisis proksimat ! 3. Jelaskan kegunaan analisis proksimat dalam ilmu gizi ! 4. Apa yang dimaksud dengan larutan dan apa satuan konsentrasi larutan ! 5. Apa satuan kadar zat / komponen yang biasa digunakan dalam penyajian data hasil analisis bahan pangan, baik komponen mayor maupun minor? 6. Apa yang dimaksud dengan satuan %- dry basis dan %-wet basis serta jelaskan perbedaan keduanya ? 7. Soal perhitungan : Analisis terhadap sampel @ 2 g tepung beras diperoleh data masing-masing air 0,1943 g; abu 0,1145 g; minyak 0,0734 g; dan analisis pada 0,245 g tepung diperoleh data protein 0,0192 g. Hitunglah kadar masing-masing komponen tersebut dan sajikan dalam satuan %-wet basis maupun %-dry basis! Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 7

KARBOHIDRAT Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk dunia, khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Dalam tubuh manusia, glukosa dapat disintesa dari gliserol dan asetil-Koa hasil oksidasi lemak. Sebagian besar karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati. Dalam bahan nabati, karbohidrat berupa gula sederhana: heksosa dan pentosa, disakarida sukrosa, serta berupa polisakarida (BM tinggi): pati, selulosa, hemiselulosa, lignin, dan pectin. Selulosa, hemiselulosa merupakan penyusun dinding sel, pectin sebagai perekat antar sel, dan lignin (=zat kayu) bersama selulosa sebagai jaringan penguat tanaman. Pada buah-buahan masak biasa terdapat gula glukosa, fruktosa, dan sukrosa. Sukrosa juga secara khusus merupakan gula dalam cairan jaringan tanaman palma (aren, kelapa, siwalan, nipah, rotan) dan batang tanaman rumput-rumput berbatang pejal (tidak berlubang): batang jagung, sorghum, rumput gajah. Di dalam air susu mamalia terdapat disakarida laktosa. Beberapa oligosakarida terdapat dalam makanan terfermentasi seperti tempe, tape, bahan berpati, dan umbi-umbian seperti singkong dan olahannya (gaplek, growol, dll), produk sirup gula singkong, gula jagung, dan produk dekstrin. Kalau pati merupakan karbohidrat simpanan/cadangan makanan bagi tanaman, maka selulosa, hemiselulosa, pectin, dan lignin merupakan karbohidrat bahan struktur sel dan jaringan tanaman. Kelompok karbohidrat bahan struktur sel inilah yang mendominasi pada kerajaan tanaman (plant kingdom) di daratan. Berdasarkan sifat-sifat karbohidrat dan reaksi-reaksi kimia yang spesifik, karbohidrat dapat dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif. -

Analisis kualitatif Analisis kualitatif pada karbohidrat dapat dilakukan dengan zat tertentu akan menghasilkan warna tertentu. Bila karbohidrat direaksikan dengan larutan naftol dalam alkohol, kemudian ditambahkan H2SO4 pekat secara hati-hati, pada batas cairan akan berbentuk furfural yang berwarna ungu. Reaksi ini disebut reaksi molisch dan merupakan reaksi umum karbohidrat. Uji kualitatif dapat dilakukan dengan banyak cara antara lain : 1) Uji Antrone


Halaman 8

Karbohidrat oleh asam sulfat akan dihidrolisa menjadi monosakarida dan selanjutnya monosakarida akan mengalami dehidratasi oleh asam sulfat menjadi furfural dan hidroksi metil furfural. Selanjutnya senyawa furfural dengan antrone membentuk persenyawaan kompleks yang berwarna biru kehijauan. 2) Uji Benedict Gula reduksi dengan reagen benedict akan terjadi reaksi oksidasi-reduksi: kupri sulfat dalam larutan alkalis akan tereduksi menjadi kupro-oksida (Cu2O) warna merah yang tidak larut dan mengendap. 3) Uji Iodin Karbohidrat golongan polisakarida akan memberikan reaksi dengan larutan iodin akan memberikan warna spesifik bergantung pada jenis karbohidratnya. Amilosa dan iodin akan berwarna biru, amilopektin dengan iodin akan berwarna merah violet, glikogen maupun dekstrin dengan iodin akan berwarna merah coklat. 4) Uji Molisch Karbohidrat oleh asam sulfat pekat akan dihidrolisa menjadi monosakarida dan selanjutnya monosakarida akan mengalami dehidratasi oleh asam sulfat menjadi furfural dan hidroksi metil furfural. Hidroksi metil furfural dengan alfa-naftol akan berkondensasi membentuk senyawa kompleks yang berwarna ungu. Apabila pemberian asam sulfat pada larutan karbohidrat yang telah diberi alfa-naftol melalui dinding gelas dan secara hati-hati maka warna ungu yang terbentuk berupa cincin pada batas antara larutan karbohidrat dengan asam sulfat. Dehidrasi pentosa oleh asam akan dihasilkan furfural, dehidrasi heksosa menghasilkan hidroksi metil furfural dan dehidrasi ramnosa dihasilkan metil furfural. 5) Uji Seliwanoft Pereaksi dibuat segera sebelum uji dimulai. Pereaksi ini dibuat dengan mencampurkan 3,5 ml resorsinol 0,5% dengan 12 ml HCl pekat, kemudian diencerkan menjadi 35 ml dengan air suling. Uji dilakukan dengan menambahkan 1 ml larutan contoh ke dalam 5 ml pereaksi, kemudian ditampakkan dalam air mendidih selama 10 menit. Warna merah cherry menunjukkan adanya fruktosa dalam contoh. 6) Uji Tauber Sebanyak dua tetes larutan contoh ditambah 1 ml larutan benzidina dididihkan Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 9

dan didinginkan cepat-cepat. Timbulnya warna ungu menunjukkan adanya pentosa dalam contoh.

-

Analisis kuantitatif Analisis kuantitatif oligo dan polisakarida memerlukan reaksi hidrolisis menjadi monosakarida (=gula reduksi) dan kemudian ditentukan dengan reagen kuprisulfat (CuSO4) alkalis dengan metode : 1. Metode gravimetri Kupri sulfat alkalis bila direduksi oleh gula reduksi akan menjadi endapan kupro-oksida (Cu2O), endapan kemudian disaring, dicuci, dikeringkan, dan ditimbang sampai bobot konstan. Bobot Cu2O ini ekivalen dengan jumlah gula reduksi. 2. Metode iodometri Metode ini diterapkan pada metode Luff-Schrool dimana gula reduksi ditambah reagen kupri-sulfat alkalis berlebihan akan terjadi reaksi reduksi sebagian kupri, sedangkan sisa kupri akan direaksikan dengan K-iodida (KI) akan menghasilkan Iodium (I2) yang dapat ditentukan dengan titrasi dengan larutan K-thiosulfat standar (= B ml). Dilakukan juga titrasi blanko yaitu reagen kupri-sulfat yang sama jumlahnya langsung direaksikan dengan KI dan kemudian dititrasi dengan K-thiosulfat (=A ml), maka (A-B) ml dikalikan dengan Normalitas K-thiosulfat = miligrek gula reduksi. 3. Metode spektrofotometri Metode ini diterapkan pada metode Nelson-Somogyi di mana reagen kupri-sulfat kadar rendah (Nelson A) akan direduksi oleh gula reduksi menghasilkan kupro-oksida yang selanjutnya direaksikan dengan reagen arseno-molibdat (Nelson B) membentuk senyawa kompleks warna ungu yang dapat diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Semakin tinggi kandungan gula reduksi larutan yang dianalisis, maka semakin kuat warna ungu yang terbentuk  semakin besar nilai absorbansinya. 4. Metode Khromatografi


Halaman 10

Analisis gula dengan metode Kromatografi kolom yang efektif adalah dengan HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Fase gerak pada HPLC berupa cairan bukan gas. Metode gas khromatografi sulit dilakukan terhadap gula. 5. Metode optis (cara fisis) Penentuan indeks bias (Index Refraksi) suatu larutan kemudian dikaitkan dengan Bobot Spesifik larutan tersebut pada suatu suhu tertentu. Nilai Bobot Spesifik larutan zat tertentu akan terkait dengan kadar zat terlarut yang dipergunakan untuk menghitung jumlah zat tersebut.

TEST FORMATIF UNTUK TUTORIAL 1. Sebutkan dan jelaskan metode analisis karbohidrat secara kuantitatif beserta prinsipnya ! 2. Sebutkan dan jelaskan metode analisis karbohidrat secara kualitatif beserta prinsipnya ! 3. Bagaimana teknik pengenceran sampel untuk analisis karbohidrat ? 4. Akan dianalisis kadar gula madu yang diduga berkadar air 27% dan berkadar gula 67%. Cara analisis yang dilakukan adalah sbb : Ditimbang + 1 gr madu dan diencerkan dengan akuades 25 mL, kemudian dipipet 1 mL larutan tersebut dan diencerkan 25 mL, kemudian dipipet 1 mL larutan ke-2 dan diencerkan menjadi 25 mL (larutan ke-3). Hitunglah berapa kira-kira kadar gula di larutan terakhir (dalam satuan mg / 100 mL)! 5. Setiap analisis spesifik untuk bahan-bahan tertentu. Berdasarkan metode analisis karbohidrat yang telah anda sebutkan, coba jelaskan untuk bahan-bahan apa saja metode tersebut?


Halaman 11

ANALISIS PROTEIN Protein merupakan komponen utama dalam sel. Hampir semua protein penting untuk fungsi biologis dan struktur sel. Protein makanan sangat komplek, beberapa telah dipurifikasi dan diketahui sifatnya. Berat molekul protein sangat bervariasi berkisar antara 5000 sampai jutaan dalton. Protein terdiri atas beberapa unsur yaitu hidrogen, karbon, nitrogen, oksigen, dan sulfur. Protein terbentuk dari asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Asam amino penyusun protein terdapat 20 asam amino yaitu glisin, alanin, valin, isoleusin, leusin, serin, treonin, asam aspartat, asam glutamate, asparagin, glutamin, lisin, arginin, histidin, sistein, metionin, prolin, fenilalanin, tirosin, triptofan. Protein diklasifikasikan berdasarkan komposisi, struktur, fungsi biologi dan sifat kelarutan. Klasifikasi protein didasarkan komposisinya a. Protein sederhana : protein yang hanya mengandung asam amino. b. Protein konyugasi : protein yang juga mengandung komponen non asam amino. Contoh : nukleoprotein, glikoprotein, fosfoprotein, lipoporotein, kromoprotein. Klasifikasi protein didasarkan strukturnya a. Protein globular adalah protein berbentuk bola. Protein ini larut dalam larutan garam dan asam encer. Protein ini lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa dibandingkan dengan protein fibriler. Molekul air mudah menerobos dlm ruang-ruang kosong dalam protein ini. Protein ini mudah terdenaturasi yaitu susunan molekulnya berubah yang diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologiknya seperti yang dialami enzim. Contoh: insulin, albumin, globulin plasma, kasein dan ensim. b. Protein Fibrosa (serat) adalah protein berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut encer baik larutan garam, asam, basa atau alkohol. Dalam protein fibrosa ini biasanya terdapat susunan yg teratur dan molekul-molekulnya tersusun rapat. Pada molekul ini terdapat ikatan silang antar rantai asam amino yg berdekatan sehingga molekul air sukar menerobos molekul ini. Protein ini biasanya tidak larut dalam air. Contoh keratin, miosin, kolagen, gluten, elastin. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 12

Klasifikasi protein didasarkan atas fungsi biologinya. a. Enzim Merupakan golongan protein yang terbesar dan paling penting. Kira-kira seribu macam enzim telah diketahui, yang masing-masing berfungsi sebagai katalisator reaksi kimia dalam jasad hidup. pada jasad hidup yang berbeda terdapat macam jenis enzim yang berbeda pula. Molekul enzim biasanya berbentuk bulat (globular), sebagian terdiri atas satu rantai polipeptida dan sebagian lain terdiri lebih dari satu polipeptida. Contoh enzim: ribonuklease, suatu enzim yang mengkatalisa hidrolisa RNA (asam poliribonukleat); sitokrom, berperan dalam proses pemindahan electron; tripsin; katalisator pemutus ikatan peptida tertentu dalam polipeptida. b. Protein Pembangun Protein pembangun berfungsi sebagai unsur pembentuk struktur. Beberapa contoh misalnya: protein pembukus virus, merupakan selubung pada kromosom; glikoprotein, merupakan penunjang struktur dinding sel; struktur membrane, merupakan protein komponen membrane sel; α-Keratin, terdapat dalam kulit, bulu ayam, dan kuku; sklerotin, terdapat dalam rangka luar insekta; fibroin, terdapat dalam kokon ulat sutra; kolagen, merupakan serabut dalam jaringan penyambung; elastin, terdapat pada jaringan penyambung yang elastis (ikat sendi); mukroprotein, terdapat dalam sekresi mukosa (lendir). c. Protein Kontraktil Protein kontraktil merupakan golongan protein yang berperan dalam proses gerak. Sebagai contoh misalnya; miosin, merupakan unsure filamen tak bergerak dalam myofibril; dinei, terdapat dalam rambut getar dan flagel (bulu cambuk). d. Protein Pengangkut Protein pengangkut mempunyai kemampuan mengikat molekul tertentu dan melakukan pengangkutan berbagai macam zat melalui aliran darah. Sebagai contoh misalnya: hemoglobin, terdiri atas gugus senyawa heme yang mengandung besi terikat pada protein globin, berfungsi sebagai alat pengangkut oksigen dalam darah vertebrata; hemosianin, befungsi sebagai alat pengangkut oksigen dalam darah beberapa macam invertebrate; mioglobin, sebagai alat pengangkut oksigen dalam jaringan otot; serum albumin, sebagai alat pengangkut asam lemak dalam darah; βModul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 13

lipoprotein, sebagai alat pengangkut lipid dalam darah; seruloplasmin, sebagai alat pengangkut ion tembaga dalam darah. e. Protein Hormon Seperti enzim, hormone juga termasuk protein yang aktif. Sebagai contoh misalnya:

insulin,

berfungsi

mengatur

metabolisme

glukosa,

hormone

adrenokortikotrop, berperan pengatur sintesis kortikosteroid; hormone pertumbuhan, berperan menstimulasi pertumbuhan tulang. f. Protein Bersifat Racun Beberapa protein yang bersifat racun terhadap hewan kelas tinggi yaitu misalnya: racun dari Clostridium botulimum, menyebabkan keracunan bahan makanan; racun ular, suatu protein enzim yang dapat menyebabkan terhidrolisisnya fosfogliserida yang terdapat dalam membrane sel; risin, protein racun dari beras. g. Protein Pelindung Golongan protein pelindung umumnya terdapat dalam darah vertebrata. Sebagai contoh misalnya: antibody merupakan protein yang hanya dibentuk jika ada antigen dan dengan antigen yang merupakan protein asing, dapat membentuk senyawa kompleks; fibrinogen, merupakan sumber pembentuk fibrin dalam proses pembekuan darah; trombin, merupakan komponen dalam mekanisme pembekuan darah. h. Protein Cadangan Protein cadangan disimpan untuk berbagai proses metabolisme dalam tubuh. Sebagai contoh, misalnya: ovalbumin, merupakan protein yangterdapat dalam putih telur; kasein, merupakan protein dalam biji jagung.

Klasifikasi protein didasarkan kelarutan a. Albumin : larut dalam air dan larutan garam dan tidak mempunyai asam amino khusus b. Globulin : sedikit larut dalam air tetapi larut dalam larutan garam. Tidak mempunyai asam amino khusus c. Glutelin : tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam/basa encer. d. Prolamin atau Gliadin : larut dalam alkohol 70-80% dan tidak larut dalam air maupun alkohol absolut. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 14

e. Histon : larut dalam air dan tidak larut dalam amonia encer. f. Protamin : larut dalam 70 – 80 % etanol tetapi tidak larut dlm air dan etanol absolut. Kaya akan arginin Protein mempunyai bentuk unik yang dapat didenaturasi oleh denaturan seperti panas, asam, alkali, 8 M urea, 6 M guanidin-HCl, pelarut organik dan detergen. Kelarutan protein dan sifat fungsional protein juga dapat dirubah dengan denaturan tersebut. Analisis protein pada bahan makanan sangat rumit yang disebabkan karena beberapa komponen makanan mempunyai sifat fisikokimia yang hampir sama. Misalnya nitrogen non-protein dapat terbentuk dari asam amino bebas, peptida pendek, asam nukelat, fosfolipida, gula amino, forfirin,

dan beberapa vitamin,

alkaloid, asam urat, urea, dan ion ammonium. Oleh karena itu, total nitrogen organik dalam makanan terwakili dari protein dan sedikit dari semua nitrogen organik senyawa non protein. Komponen utama bahan makanan seperti lipid dan karbohidrat dapat mengganggu analisis protein secara fisik. Beberapa metode telah dikembangkan untuk mengukur kadar protein. Prinsip dasar dari metode ini termasuk metode penentuan nitrogen, ikatan peptida, asam amino aromatik, kapasitas mengikat warna, penyerapan UV oleh protein, dan sifat sebaran cahaya. Beberapa faktor seperti sensitifitas, akurasi, presisi, kecepatan, biaya analisis dan tujuan analisis harus diperhatikan dalam pemilihan metode analisis yang sesuai untuk digunakan.

Kegunaan Analisis Protein 1. untuk label zat gizi 2. untuk mengetahui sifat fungsional protein kaitannya dengan pengolahan makanan 3. untuk menentukan aktivitas biologis protein beberapa protein termasuk enzim atau penghambat enzim terkait dengan ilmu pangan dan gizi misalnya enzim proteolitik digunakan untuk mengempukkan daging, enzim pektinase digunakan untuk mematangkan buah, penghambat enzim tripsin dalam biji kedelai adalah protein. Tujuan dalam analisis protein antara lain untuk mengetahui : Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 15

a. Kandungan protein total b. Kandungan protein dalam campuran c. Kandungan protein setelah isolasi dan purifikasi d. Nitrogen non protein e. Komposisi asam amino f. Nilai Gizi (kualitas) protein

ANALISIS PROTEIN Analisis protein dalam makanan berdasarkan metode yang digunakan dibedakan menjadi dua yaitu : 1. Analisis empiris (tidak langsung) : melalui penentuan N dalam bahan 2. Analisis absolut (langsung) : pemisahan, pemurnian, penimbangan protein analisis absolut lebih tepat namun lebih sulit, lama, mahal, dan memerlukan skill tinggi. Biasanya digunakan untuk penelitian mendasar seperti nilai gizi protein, susunan asam amino, aktivitas enzimatis.

Analisis protein dalam makanan berdasarkan tujuan analisis dibedakan menjadi dua yaitu : a. analisis kuantitatif, digunakan untuk mengetahui kadar protein dalam bahan makanan. Metode yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif yaitu Kjeldahl, Dumas, Lowry, Bradford Dye-Binding, Bicinchoninic Acid, Ultraviolet (UV) 280 nm Absorption b. analisis kualitatif, digunakan untuk mengetahui sifat protein dan kualitas protein makanan bagi tubuh. Metode yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif adalah solubilitas, Emulsifikasi, Penyabunan, analisis asam amino, PDCAAS (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score), Protein Efficiency Ratio, EAAI (Essential Amino Acid Index).

Metode Analisis Protein Kuantitatif 1. Metode Kjeldahl Kjeldal ditemukan oleh Johan kjeldahl asal Denmark tahun 1883. Metode Kjeldahl merupakan metode peneraan empiris yaitu menghitung jumlah protein kasar (crude Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 16

protein). Berdasarkan jumlah sampel Metode Kjeldal dibedakan menjadi dua yaitu : a. Makro, berat sampel 1-3 g b. Mikro, sampel lebih kecil (kurang dari 300 mg)

Prinsip Metode Kjeldal Protein dan komponen organik makanan dalam sampel didigesti dengan asam sulfurit sebagai katalisator. Nitrogen organik total dikonversi menjadi ammonium sulfat. Hasil digesti dinetralkan dengan alkali dan didestilasi ke dalam larutan asam borat. Anion borat yang terbentuk dititrasi dengan asam tersantandar yang kemudian terkonversi menjadi nitrogen dalam sampel. Hasil analisis menunjukkan kandungan protein kasar dari makanan karena nitrogen juga dapat berasal dari komponen nonprotein. Dengan mengalikan hasil analisis dengan angka konversi 6,25 diperoleh nilai protein dalam bahan makanan yang dianalisis. 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.

Tabel Faktor yang digunakan untuk konversi nitrogen menjadi protein Komoditi

Beras (semua jenis) Gandum biji Tepung gandum Produk tp gandum Kacang tanah Kacang kedelai Kelapa Susu/keju Makanan lain (umum)

Faktor konversi untuk protein dalam tabel komposisi bahan 5,95 5,83 5,70 5,70 5,46 5,71 5,30 6,38 6,25

Faktor koreksi dari harga protein menjadi protein kasar 1,05 1,07 1,10 1,10 1,19 1,09 1,18 0,98 1,00

Tahap-tahap analisis dalam metode kjeldahl yaitu 1. Digestion Digestion dengan asam sulfat dengan penambahan pottasium permanganat Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 17

untuk oksidasi komplit dan konversi dari N menjadi ammonium sulfat. 2. Neutralization Netralisasi hasil digesti dengan larutan alkali yang mengandung sodium thiosulfat, yang dilanjutkan dengan destilasi, hasil destilasi di tampung ke dalam asam terstandar yang mengandung potasium iodid dan iodat 3. Titration Titrasi iodine bebas dengan sodium tiosulfat terstandar Prosedur 1. Preparasi sampel Sampel padat dihaluskan sampai mencapai 20 mesh kemudian dihomogenasi 2. Digestion sampel diletakkan dalam labu kjeldahl kemudian ditambahkan asam dan katalisator, dicerna sampai bersih untuk menghasilkan penghancuran komponen organik secara sempurna. Non folatil amonium sulfat terbentuk dari reaksi antara nitrogen dan asam sulfurit. Selama digesti nitrogen protein dibebaskan membentuk ion ammonium, asam sulfurit mengoksidasi komponen organik dan menggabungkan dengan ammonium yang terbentuk, unsur karbon dan hidrogen dikonversi menjadi karbondioksida dan air. asam sulfat

Protein

(NH4)2SO2

3. Netralisasi dan Destilasi Hasil digesti ditambah larutan alkali pekat (50%) yang mengandung sodium tiosulfat untuk menetralkan asam sulfat dan kemudian membuat larutannya alkalis. Ammonia akan terbentuk dan kemudian didestilasi dengan pengaliran uap air panas selanjutnya diembunkan dan ditampung dengan labu yang berisi larutan asam. 4. Titrasi Anion borat hasil dari destilasi dititrasi dengan HCl terstandar. 5. Perhitungan %N = N HCl (Vol. Sampel – Vol.blanko) x 14g N x 100 Berat sampel(g)

mol

Keterangan : N HCl = normalitas HCl dalam mole/1000 ml Sebuah faktor koreksi digunakan untuk mengkonversi %N menjadi % protein kasar


Halaman 18

Perbedaan metode Kjeldahl Makro dan Kjeldahl Mikro Pada Kjeldahl Makro, penampungnya adalah 50 ml larutan HCl atau H2SO4 standar berlebih yang diberi indicator fenol-fthalin. Sedangkan pada metode Kjeldahl Mikro, penampungnya adalah larutan asam borat 2% yang diberi indicator BCG + MR. Perhitungan Kjeldahl Makro menggunakan rumus titrasi balik : 

Pada distilasi : (NH4)2SO4 + 2 H2O  Na2SO4 + 2 NH4OH NH4OH + HCl (standar, berlebihan)  NH4Cl + H2O Titrasi balik : kelebihan HCl + NaOH (standar)  NaCl + H2O

Perhitungan :

mgrek NH4OH = mgrek (HCl – NaOH) Miligram N = mgrek NH4OH x BA Nitrogen (BA N=14)

Sedangkan analisis Kjeldahl mikro, perhitungannya menggunakan rumus titrasi langsung meskipun reaksinya 2 tingkat dengan melibatkan reagen ke-3 (asam borat) : 

Pada distilasi : NH4OH+HBO3 (tdk standar, berlebihan)  komplek NH4borat+ H2O Titrasinya

Perhitungan :

: komplek NH4borat + HCl (standar)  HBO3 + HCl mgrek NH4OH = mgrek komplek NH4borat = mgrek HCl Miligram N = mgrek NH4OH x BA Nitrogen (BA N=14)

Analisis Kualitatif 1. Cara biologis Cara biologis dilakukan dengan melibatkan penggunaan binatang percobaan (tikus) dan kadang-kadang menggunakan manusia. Cara terakhir ini penting artinya bila kita ingin mengetahui lebih dalam mengenai gizi pada manusia. Cara penggunaan manusia untuk percobaan jarang dilakukan karena faktor biaya yang mahal dan sulitnya mendapat orang yang secara sukarela bersedia makan tidak secara normal, dengan jenis makanan yang tidak menarik, baik rupa maupun rasanya pada jangka waktu yang cukup lama. 2. Protein Efficiency Ratio (PER) Cara ini masanya melibatkan penggunaan anak tikus jantan yang sudah tidak menyusu lagi (umur 20-23 hari). Kecepatan pertumbuhan tikus-tikus tersebut dipakai sebagai ukuran pengujian mutu protein yang dikonsumsi. Tikus percobaan ini diberi ransum yang mengandung 10% protein dengan masa percobaan selama 28 hari atau 4 minggu. Setiap minggu dievaluasi jumlah tambahan berat dan makanan yang Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 19

dikonsumsi. Nilai PER tersebut sangat dipengaruhi oleh kadar protein dalam diet dan komponen lain dalam bahan makanan misalnya vitamin. 3. Net Protein Utilization (NPU) Cara ini melibatkan penggunaan hewan percobaan tikus, umur 23 hari, yang dibagi menjadi 2 kelompok. Kelompok pertama diberi ransum yang mengandung protein yang akan diuji mutunya. Sedangkan kelompok kedua merupakan kelompok kontrol (pembanding) yang diberi ransum tanpa protein. Masa percobaan berlangsung selama 16 hari. Setelah selesai tikus-tikus percobaan dibunuh dengan menggunakan kloroform, tubuhnya dibuka, kemudian dikeringkan pada suhu 105 oC selama 48 jam, dan ditentukan berat keringnya, setelah digiling lalu dianalisis dan diukur kadar nitrogennya. NPU dinyatakan dalam satuan persen nitrogen yang dikonsumsi oleh tikus-tikus percobaan. Kadang-kadang penentuan NPU dilakukan pada ransum dengan kandungan protein tertentu yaitu 10%. 4. Net Dietary Protein Calories (NDOCal) NDPCal yaitu suatu evaluasi protein yang konsumsi kalorinya ikut diperhitungkan. Konsumsi kalori yang rendah akan menurunkan retensi nitrogen dan akibatnya juga menurunkan NPU dan nilai biologis. 5. Nilai Biologis Nilai biologis merupakan harga atau jumlah fraksi nitrogen yang masuk ke dalam tubuh yang kemudian dapat ditahan oleh tubuh dan dimanfaatkan dalam proses pertumbuhan. 6. Daya Cerna Daya cerna adalah fraksi nitrogen dari bahan makanan yang dapat diserap oleh tubuh. 7. Keseimbangan Nitrogen Keseimbangan nitrogen merupakan percobaan atau analisis untuk menentukan mutu protein secara tidak langsung. Keseimbangan nitrogen sebenarnya keseimbangan antara nitrogen yang masuk ke dalam badan dan nitrogen yang keluar dari tubuh. Dengan demikian diketahui apakah keseimbangan positif atau negatif. Nitrogen hilang atau keluar melalui feses, urin, kulit yang terkelupas, pertumbuhan rambut dan keringat. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 20

8. Skor Asam Amino Mutu protein dapat diukur dengan menentukan jumlah asam amino pembatas dan membandingkan dengan asam amino sejenis dalam campuran asam-asam amino dan protein pembanding.

Analisis asam amino dalam pangan Untuk mendapatkan hasil yang lebih tepat telah disarankan analisis komposisi asam amino dengan cara lima tahap hidrolisis yang terpisah. Tiga diantaranya merupakan hidrolisis dengan asam pada waktu yang berbeda yaitu 24, 48, dan 72 jam. Yang keempat hidrolisis secara khusus setelah oksidasi yaitu untuk analisis sistein dan metionin serta yang kelima hidrolisis alkali untuk penentuan triptofan. 1. Cara Kromatografi Kolom Kromatografi kertas dengan teknik salah satu dan dua dimensi hanya dapat memberikan hasil yang semi kuantitatif, tetapi dapat memberikan informasi banyak mengenai komposisi asam amino. Cara-cara tersebut kini hampir semuanya telah diganti dengan teknik kolom, sedang penggunaan TLC (Thin Layer Chromatography) digunakan juga secara terbatas. Prinsip-prinsip teknik kromatografi kolom adalah sebagai berikut : mula-mula sampel dihidrolisis dengan asam HCl 6 N, dengan katalis SnCl2 selama beberapa jam dan kelebihan HCl dibuang dengan cara titrasi. Hidrolisis yang didapat mengandung asam-asam amino. Dengan teknik kromatografi tersebut asam amino D dan L tidak dapat dibedakan. Beberapa asam amino mengalami kerusakan oleh hidrolisis yang lama karena itu untuk triptopan misalnya perlu diadakan perlakuan khusus yaitu hidrolisis dengan papain dan kadarnya ditetapkan secara kolorimetri menurut splas dan chamber.

2. Cara HPLC (High Performance Liquid Chromatography) Teknik HPLC memiliki beberapa keuntungan yaitu dapat membedakan asam amino D dan L dapat bekerja lebih cepat dan pemisahan 24 asam amino dalam cairan fisiologik dapat diselesaikan dengan waktu 40 menit. Bahan yang digunakan dalam kolom ialah gel silika yang mengandung gugus fungsional non polar hidrokarbon sebagai fase stasioner. Sebagai cairan elusi Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 21

digunakan campuran asetonitril dan air. Cara fluoresense mampu mendeteksi sampai kisaran pikogram. 3. Cara Mikrobiologis Cara mikrobiologis dapat digunakan bila peralatan tersebut di atas tidak tersedia. Di samping itu cara ini dapat dilakukan untuk mendukung dan membantu caracara analisis kimia. Prinsip cara ini adalah memanfaatkan sifat beberapa mikrobia yang pertumbuhannya sangat sensitif terhadap penambahan asam-asam amino tertentu, sehingga dapat digunakan sebagai ukuran analisis asam-asam amino tertentu dan dapat digunakan sebagai ukuran analisis asam-asam amino secara kuantitatif. Sebagai contoh Lactobacillus plantarum (ATCC 8014) dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengukur adanya triptopan, leusin, isoleusin, dan valin. Leuconostoc mesenteroides (ATCC 8042) untuk penentuan arginin, metionin, lisin, sistein, histidin, phenilalanin, leusin, dan isoleusin. Untuk analisis treonin dapat digunakan Streptococcus faecalis (ATCC 9790). Adanya kemungkinan mutasi bakteri-bakteri tersebut akan dapat menyebabkan perubahan-perubahan sifat yang dimiliki oleh bakteri itu, termasuk sifat sensitifnya terhadap asam amino.

4. Cara Spektrofotometrik Kelemahan cara ini adalah di samping tirosin, asam nukleat juga mempunyai absorpsi yang kuat pada panjang gelombang 280 nm, meskipun asam nukleat mengabsorbsi lebih kuat pada  = 260 nm, bila kandungan asam nukleat dalam contoh nyata besarnya, maka perlu digunakan rumus baru : Cp = 1.55 E 280 – 0,76 E 260 Keterangan : Cp

= Konsentrasi dari protein dalam mg setiap ml

E 280

= Ekstingsi larutan pada  = 280 nm

E 260

= Ekstingsi larutan pada  = 260 nm


Halaman 22

TEST FORMATIF UNTUK TUTORIAL

1. Sebutkan beberapa jenis analisis kualitatif dan kuantitatif protein? 2. Jelaskan mengenai perbedaan prinsip analisis protein dengan menggunakan metode Makro dan Mikro-Kjeldahl ? 3. Jelaskan mengenai prinsip penentuan kadar protein dengan menggunakan metode Lowry? 4. Apabila 0.2 g biskuit disiapkan untuk ditentukan kadar proteinnya dengan menggunakan metode mikro-kjeldahl, sedangkan volume HCl 0.02 N yang dibutuhkan untuk mentitrasi sampel tsb adalah 5 ml, sedangkan volume HCl 0.02 N yang dibutuhkan untuk mentitrasi sampel tsb adalah 1.2 ml. Maka tentukan kadar protein pada biskuit tersebut (Faktor Konversi utk produk biskuit adalah 5.7). 5. Standar serum bovin albumin dng konsentrasi 0 ; 0,06 ; 0,12 ; 0,18 ; 0,24 dan 0,30 mg/ml sehingga diperoleh garis regresi linier hubungan antara konsentrasi dengan absorbansinya digambarkan pada Tabel 1. Apabila 1 mL larutan enzim papain dilarutkan ke dalam 50 mL akuades (Larutan 1). Kemudian 2 mL larutan 1 dilarutkan kembali ke dalam 10 mL akuades (Larutan 2). Kemudian larutan 2 disiapkan untuk dianalisis dengan metode Lowry dan absorbansinya menunjukan nilai 0.5. Maka tentukan konsentrasi protein pada larutan enzim protein tersebut. Tabel 1. Absorbansi BSA pada Berbagai Konsentrasi Konsentrasi BSA (mg/mL) 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.3

Absorbansi 0 0.125 0.244 0.365 0.45 0.575

6. Setiap analisis spesifik untuk bahan-bahan tertentu. Berdasarkan metode analisis protein telah anda sebutkan, coba jelaskan untuk bahan-bahan apa saja metode tersebut ?


Halaman 23

ANALISIS LIPIDA Lipida adalah senyawa organik berminyak atau berlemak yang tidak larut dalam air, dapat diekstrak dari sel dan jaringan oleh pelarut nonpolar, seperti kloroform dan eter. Asam lemak adalah komponenunit pembangun pada hampir semua lipida. Asam lemak adalah asam organik berantai panjang yang mempunyai atom karbon dari 4 sampai 24. Asam lemak memiliki gugus karboksil tunggal dan ekor hidrokarbon

nonpolar

yang

panjang.

Hal

ini

membuat

kebanyakan

lipida bersifat tidak larut dalam air dan tampak berminyak atau berlemak (Lehninger 1982). Lipida

merupakan

gabungan

semua

senyawaan

organik

(komponen

sel/jaringan/tubuh jasad hidup) yang bersifat tidak larut di dalam air, larut dalam pelarut non-polar, sehingga dapat diekstrak dari sel / jaringan dengan pelarut nonpolar semisal heksan, diethyl ether, petroleum ether, bensin, kerosene (minyak tanah), dll. Asam lemak merupakan senyawa hidrokarbon alifatik mono-karbosilat (asam organik/asam karbosilat) berantai karbon panjang, dengan rumus empiris

CH3-

(CH2)N-COOH. Asam lemak bebas bersifat sedikit polar sehingga dapat larut dalam alcohol yang juga sedikit polar. Lipida dapat digolongkan sbb: 1. Lipida netral/sederhana (mengandung komponen asam lemak) 

Trigliserida: yang paling sering disebut sebagai lemak dan minyak seharihari, disebut juga tri-asil-gliserol. Trigliserida merupakan senyawa ester (= ikatan asam-alkohol) antara 3 senyawa asam lemak dengan 1 senyawa gliserol (alkohol 3 C, 3-OH); contohnya minyak kelapa, minyak sawit, minyak jagung, minyak kacang, minyak kedelai, lemak ayam, babi, sapi, kambing, dsb. Lebih dari 90% lipida alami merupakan senyawa trigliserida ini.



Wax / lilin tumbuhan dan hewan : merupakan ester 1 asam lemak dengan 1 senyawa alkohol rantai panjang 1-OH; contohnya : lilin lebah (beeswax), lilin kamauba, spermaceti, lilin pada batang tebu, lilin pada daun keladi dan daun pisang, lilin pada kulit buah apel, kulit buah papaya, kulit buah pisang, dll.


Halaman 24

2. Lipida gabungan 

Fosfolipida : merupakan ester 2 asam lemak + 1 gliserol + 1 asam fosfat + 1 senyawa

alkohol-amina

(contohnya

fosfatidil-kolin,

fosfatidil-serin,

fosfatidil-etanolamin, fosfatidil-inositol). Senyawa ini satu sisi (pada 2 asam lemak) bersifat non polar, sementara sisi lainnya (asam fosfat + alkoholamina) bersifat polar. Fosfolipida ini sering dimanfaatkan untuk bahan pengemulsi dan penstabil emulsi dalam adonan / olahan makanan, contoh yang popular adalah lesitin dari kuning telur dan dari biji kedelai. 

Cerebrosida : merupakan gabungan dari asam lemak, gula, dan senyawa yang mengandung Nitrogen, contoh : galakto-serebrosida, gluko-serebrosida.



Spingolipida : merupakan gabungan asam lemak, senyawa yang mengandung N dan gugus fosfat (contoh spingo-myelin).

3. Lipida Turunan Lipida turunan merupakan hasil turunan dari lipida netral atau lipida gabungan. Lipida ini memiliki sifat lipida secara umum, namun kadang memiliki gugus bermuatan sehingga ada yang agak polar. Contohnya : asam lemak bebas, alkohol rantai panjang, vitamin yang larut lipida, mono-gliserida dan di-gliserida (sering dimanfaatkan sebagai creamer pengganti air susu untuk dicampur pada minuman kopi dan teh).

Sifat fisik lipida a.

Kadang-kadang ada lipida yang berbau amis. Bau amis (fish flavor) yang disebabkan oleh terbentuknya trimetil-amin dari lecitin

b.

Bobot jenis lipida < 1,0 dan biasanya ditentukan pada temperatur kamar

c.

Indeks bias dari lipida dipakai pada pengenalan unsur kimia dan untuk pengujian kemurnian minyak.

d.

Kalarutan Lipida : lipida tidak larut dalam air kecuali minyak jarak (coastor oil), sedikit larut dalam alkohol dan larut sempurna dalam dietil eter,karbon disulfida dan pelarut halogen. Contoh lain yang larut dalam air adalah fosfolipida, monogliserida, digliserida, dan sabun (Na atau K dengan asam lemak).


Halaman 25

e.

Titik lebur asam lemak : meningkat dengan semakin panjangnya rantai karbon (=semakin tinggi BM-nya); menurun dengan adanya dan semakin banyaknya ikatan rangkap pada rantai C (tidak jenuh). Lemak padat bersifat keras atau lunak, tinggi rendahnya titik / suhu mencairnya juga dipengaruhi oleh sifat asam lemak penyusunnya.

f.

Rasa lipida : lemak dan minyak memberikan rasa ”gurih” pada olahan makanan, tetapi adanya asam lemak bebas dan adanya hasil oksidasi akan menimbulkan rasa dan aroma kurang enak (disebut ”off-flavor”).

g.

Titik kekeruhan ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran lipida dengan pelarut lemak.

h.

Titik lunak dari lipida ditetapkan untuk mengidentifikasikan lipida

i.

Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari lipida

j.

Slipping point digunakan untuk pengenalan lipida alam serta pengaruh kehadiran komponen-komponennya

Sifat-sifat kimia Lipida a. Esterifikasi Proses esterifikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida, menjadi bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi atau penukaran ester yang didasarkan pada prinsip trans esterifikasi Fiedel-Craft. b. Hidrolisa Dalam reaksi hidrolisis, lemak dan minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisi mengakibatkan kerusakan lemak dan minyak. Ini terjadi karena terdapat sejumlah air dalam lemak dan minyak tersebut. c. Penyabunan Reaksi ini dilakukan dengan penambahan sejumlah larutan basa kepada trigliserida. Bila penyabunan telah lengkap,lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan dan gliserol dipulihkan dengan penyulingan. d. Hidrogenasi Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 26

Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjernihkan ikatan dari rantai karbon asam lemak pada lemak atau minyak . setelah proses hidrogenasi selesai , minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disaring . Hasilnya adalah minyak yang bersifat plastis atau keras , tergantung pada derajat kejenuhan. e. Pembentukan keton Keton dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa esterr. f. Oksidasi Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan lemak atau minyak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada lemak atau minyak.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam analisis lipida 1. Preparasi Sampel Validitas analisis lemak makanan tergantung pada preparasi sampel sebelum analisis. Sampel yang ideal harus sedekat mungkin dengan sifat intrinsik bahan yang diuji. Namun sampel yang baik jika sifat yang diuji sesuai dengan bahan. Preparasi sampel untuk analisis lipid tergantung pada jenis makanan dan lipid alami dalam makanan. Metode ekstraksi lipid pada sampel cair secara umum berbeda dengan metode pada sampel padat. Untuk menganalisis lipid dalam makanan secara efektif, perlu mengetahui struktur, sifat kimia serta terbentuknya lipid dan turunannya. Tidak ada metode tunggal terstandar untuk ekstraksi semua jenis lipid pada makanan yang berbeda. 2. Pengeringan sampel a. Lipid tidak dapat diekstrak secara efektif dengan EE pada makanan yang lembab  pelarut tidak dapat menembus jaringan makanan dengan mudah b. Eter yang bersifat higroskopis menjadi jenuh dengan air dan tidak efisien dalam ekstraksi c. Pengeringan pada suhu tinggi tidak direkomendasikan, karena akan terbentuk ikatan antara lipida dan protein atau lipid dan karbohidrat. Jika demikian  ektraksi dengan pelarut akan lebih sulit d. Pengeringan dengan oven vakum pada suhu rendah atau liopilisasi dapat memperluas permukaan sampel  bagus untuk ekstraksi Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 27

e. Pengeringan penghancuran sampel lebih mudah dan membuat lemak mudah larut  membantu membebaskan lemak dari jaringan makanan 3. Pengecilan ukuran sampel a. Ektraksi pada sampel kering tergantung pada ukuran partikel  ketepatan penghalusan sangat penting b. Sampel dan pelarut dicampur kemudian diblender dengan kecepatan tinggi  ektraksi lebih bagus 4. Hidrolisis asam c. Lipid dalam beberapa produk seperti susu, roti, tepung, produk hewani mengikat karbohidrat dan protein. Ekstraksi langsung dengan pelarut non polar  tidak efisien d. Sehingga perlu dipreparasi dengan hidrolisis asam e. Hidrolisis Asam dapat memecah ikatan kovalen dan ikatan ionik yang mengikat lipid dengan mudah. 5. Pemilihan Pelarut Penggunaan satu pelarut untuk semua lipid adalah tidak mungkin. Akurasi dari metode ekstraksi tergantung pada kelarutan lipida dalam pelarut yang digunakan. a. Selektif  mempunyai kemampuan melarutkan lemak lebih tinggi dibanding senyawa lain b. Mudah menguap dan tidak meninggalkan residu c. Mempunyai titik didih rendah  shg tidak mudah terbakar d. Tidak toksik baik dalam bentuk cair maupun uap e. Mampu menembus partikel sampel supaya tidak terjadi fraksinasi f. Tidak membentuk peroksida g. Tidak higroskopis

Metode Pengujian Lipida Terdapat berbagai macam uji yang berkaitan dengan lipida yang meliputi analisis kualitatif maupun kuantitatif.

Uji Kuantitatif Firestone dalam Schmidl dan Labuza (2000) dalam Fachri (2008) menyebutkan Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 28

bahwa untuk menganalisis kandungan lemak dalam makanan dapat dilakukan dengan cara volumetris, gravimetris, dan kromatografi. Kromatografi yang dapat dipakai seperti kromatografi gas (CG), kromatografi lapisan tipis (TLC), kromatografi ekslusi(SEC), kromatografi cairan (LC) dan kromatografi yang memiliki unjuk kerja baik seperti HP-SEC dan HPLC. Kromatografi gas digunakan untuk melarutkan dan menghitung lipida seperti triasilgliserol dan turunan-turunan FAME. TLC sangat sesuai untuk memisahkan ester kolestrol, mono, di, triacylglycerols, asam lemak bebas, kolestrol, dan fospolipid. SEC dan HP-SEC digunakan untuk memisahkan produk hidrolitik, oksidasi dan pemanasan lemak. Sedangkan HPLC digunakan untuk memisahkan lipida non-volatil yang memiliki berat molekul tinggi.Untuk menentukan kadar lemak total dalam makanan, the Nutrition and Labeling Education membutuhkan tahapan sebagai berikut, yaitu (1)hidrolisis dengan asam atau basa; (2) ekstraksi dengan eter ; dan (3) konversi asam lemak ke metil ester asam lemak (FAME) kemudianmenghitung kadar FAME dengan kromatografi gas. Artiss dkk (1988) menentukan kandungan lipida dengan menggunakan TLC dan metodeenzimatis. Enzim yang digunakan adalah enzim hidrolase, oxidase dan peroxidase dalam precursor chromogen. Metode ini sesuai untuk menentukan fospolipida hewan, jaringan tissue manusia dan fluida (Fachri 2008) Metode analisis lipida secara gravimetri yang sering dilakukan adalah metode Soxlet dan Goldfish. Metode ini digunakan untuk mengekstrak lipida dengan menggunakan pelarut non-polar. Penggunaan metode ini akan optimal jika sampelnya berupa bahan kering. Sedangkan jika sampel berupa bahan cair misalnya air susu, maka akan lebih tepat menggunakan metode Mojonier. Metode Goldfish Prinsip 1. pelarut dari botol yang dipanaskan secara kontinyu dialirkan pada sampel yang terdapat pada keramik timbel. 2. Kandungan lemak dihitung dari berat sampel yang hilang atau dari berat lemak yang disingkirkan. 3. Metode ini lebih cepat, dan ekstraksinya lebih efisien daripada metode semicontinous, namun hasil ekstraksi kurang sempurna. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 29

Metode Soxhlet 1. Prinsip : Pelarut ditambahkan dalam tabung ekstraksi selama 5-10 menit sampai sampel terekstrak sempurna, kemudian dialirkan kembali ke dalam botol yang dipanaskan. 2. Kandungan lemak diukur berdasarkan penurunan berat sampel atau berat lemak yang hilang. a. Perhitungan b. % Lemak (db) = gram lemak dalam sampel/gram sampel kering x 100 % Metode Mojonnier 1. Prinsip : Lemak diekstraksi dengan campuran etil ether dan petroleum ether di dalam botol atau labu Mojonnier. Lemak terekstraksi dikeringkan hingga bobot konstan dan dianggap sebagai prosentase lemak (wb). 2. Tidak perlu pengeringan sampel 3. Dapat diaplikasikan pada sampel berbentuk larutan maupun padatan. 4. Sudah diaplikasikan pada dairy food (produk peternakan). Beberapa metode pengujian lipida yang lain : 1. MES dengan suhu atau tekanan tinggi 2. Metode Babcock untuk lemak susu 3. Metode Gerber untuk lemak susu 4. Metode Detergent 5. Metode Indek Refraksi untuk daging proses 6. Metode NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 7. Metode X-ray absorption 8. Metode Dielektrik 9. Metode Infrared 10. Metode ultrasonik 11. Metode kolorimetri 12. Metode Density measurement 13. Metode Foss-Let 14. Metode Milko-tester Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 30

Uji-uji kualitatif lipida diantaranya adalah sebagai berikut: Uji Kelarutan Lipida Uji ini terdiri atas analisis kelarutan lipida maupun derivat lipida terdahap berbagai macam pelarut. Dalam uji ini, kelarutan lipida ditentukan oleh sifat kepolaran pelarut. Apabila lipida dilarutkan ke dalam pelarut polar maka hasilnya lipida tersebut tidak akan larut. Hal tersebut dikarenakan lipida memiliki sifat nonpolar sehingga hanya akan larut pada pelarut yang sama-sama nonpolar.

Uji Akrolein Dalam uji ini terjadi dehidrasi gliserol dalam bentuk bebas atau dalam lemak/minyak menghasilkan aldehidakrilat atau akrolein. Menurut Scy Tech Encyclopedia (2008), uji akrolein digunakan untuk menguji keberadaan gliserin atau lemak. Ketika lemak dipanaskan setelah ditambahkan agen pendehidrasi (KHSO4) yang akan menarik air, maka bagian gliserol akan terdehidrasi ke dalam bentuk aldehid tidak jenuh atau dikenal sebagai akrolein (CH2=CHCHO) yang memiliki bau seperti lemak terbakar dan ditandai dengan asap putih. Berikut reaksi yang terjadi pada uji akrolein: Panas +KHSO4

 Trigliserida Akrolein

Uji Ketidakjenuhan Lipida Uji ketidakjenuhan digunakan untuk mengetahui asam lemak yang diuji apakah termasuk asam lemak jenuh atau tidak jenuh dengan menggunakan pereaksi Iod Hubl. Iod Hubl ini digunakan sebagai indikator perubahan. Asam lemak yang diuji ditambah kloroform sama banyaknya. Tabung dikocok sampai bahan larut. Setelah itu, tetes demi tetes pereaksi Iod Hubl dimasukkan ke dalam tabung sambil dikocok dan perubahan warna yang terjadi terhadap campuran diamati. Asam lemak jenuh dapat dibedakan dari asam lemak tidak jenuh dengan cara melihat strukturnya. Asam lemak tidak jenuh memiliki ikatan ganda pada gugus hidrokarbonnya. Reaksi positif ketidakjenuhan asam lemak ditandai dengan timbulnya warna merah ketika iod Hubl diteteskan ke asam lemak, lalu warna kembali lagi ke warna awal kuning bening.Warna merah yang kembali pudar menandakan bahwa terdapat banyak ikatan rangkap pada rantai hidrokarbon asam lemak. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 31

Uji Ketengikan Uji kualitatif lipida lainnya adalah uji ketengikan. Dalam uji ini diidentifikasi lipida mana yang sudah tengik dengan yang belum tengik yang disebabkan oleh oksidasi lipida. Minyak yang akan diuji dicampurkan dengan HCl. Selanjutnya, sebuah kertas saring dicelupkanke larutan floroglusinol. Floroglusinol ini berfungsi sebagai penampak bercak. Setelah itu, kertas digantungkan di dalam erlenmeyer yang berisi minyak yang diuji. Serbuk CaCO3 dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan segera ditutup. HCl yang ditambahkan akan menyumbangkan ion-ion hidrogennya yang dapat memecah unsur lemak sehingga terbentuk lemak radikal bebas dan hidrogen radikal bebas. Kedua bentuk radikal ini bersifat sangat reaktif dan pada tahap akhir oksidasi akan dihasilkan peroksida (Syamsu 2007). Uji Salkowski untuk kolesterol Uji Salkowski merupakan uji kualitatif yang dilakukan untuk mengidentifikasi keberadaan kolesterol. Kolesterol dilarutkan dengan kloroform anhidrat lalu dengan volume yang sama ditambahkan asam sulfat. Asam sulfat berfungsi sebagai pemutus ikatan ester lipida. Apabila dalam sampel tersebut terdapat kolesterol, maka lapisan kolesterol di bagian atas menjadi berwarna merah dan asam sulfat terlihat berubah menjadi kuning dengan warna fluoresens hijau (Pramarsh 2008). Metode Pengujian Kolesterol yang lain (Uji Lieberman Buchard) Uji Lieberman Buchard merupakan uji kuantitatif untuk kolesterol. Prinsip uji ini adalah mengidentifikasi adanya kolesterol dengan penambahan asam sulfat ke dalam campuran. Sebanyak 10 tetes asamasetat dilarutkan ke dalam larutan kolesterol dan kloroform

(dari percobaan

Salkowski).

Setelah

itu,

asam

sulfat

pekat

ditambahkan.Tabung dikocok perlahan dan dibiarkan beberapa menit. Mekanisme yang terjadi dalam uji ini adalah ketika asam sulfat ditambahkan ke dalam campuran yang berisi kolesterol, maka molekul air berpindah dari gugus C3 kolesterol, kolesterol kemudian teroksidasi membentuk 3,5-kolestadiena. Produk ini dikonversi menjadi polimer yangmengandung kromofor yang menghasilkan warna hijau. Warna hijau ini menandakan hasil yang positif. Reaksi positif uji ini ditandai dengan adanya perubahan warna dari terbentuknyawarna pink kemudian menjadi biru-ungu dan akhirnya menjadi hijau tua. Modul Tutorial Analisis Zat Gizi Semester Genap TA 2012/2013

Halaman 32

TEST FORMATIF UNTUK TUTORIAL

1. Apa yang dimaksud dengan lipida dan sebutkan klasifikasinya ! 2. Sebutkan sifat fisik dan kimia lipida ! 3. Sebutkan dan jelaskan hal-hal yang perlu diperhatikan dalam analisis lipida terkait dengan sifat fisik dan kimianya ! 4. Sebutkan dan jelaskan metode analisis lipida secara kuantitatif beserta prinsipnya ! 5. Sebutkan dan jelaskan analisis lipida secara kualitatif ! 6. Setiap analisis spesifik untuk bahan-bahan tertentu. Berdasarkan metode analisis lipida yang telah anda sebutkan, coba jelaskan untuk bahan-bahan apa saja metode tersebut ?


Halaman 33

KUG1215

Recommend Documents