eunikemelody

Blog mahasiswa Universitas Brawijaya

Denaturasi, Koagulasi, dan Browning non Enzymatic

DENATURASI

Protein dapat mempertahankan kesesuaian bentuknya asalkan lingkungan fisik dan kimianya dipertahankan. Jika lingkungan berubah, maka protein dapat terurai atau mengalami perubahan sifat (denaturasi), yaitu mereka dapat kehilangan struktur sekunder, tersier, dan kuarternya sehingga aktivitas biologisnya juga hilang. Salah satu sifat yang penting dari protein ialah dapat mengalami proses denaturasi yaitu protein mengalami perubahan dalam sifat fisika dan sifat kimianya yang diakibatkan oleh suatu sebab, pada denaturasi terjadi perubahan dalam struktur protein karena ada ikatan-ikatan yang pecah. Akibat dari suatu denaturasi adalah hilangnya banyak sifat-sifat biologis suatu protein.

 

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya denaturasi protein yaitu suhu tinggi, perubahan pH yang ekstrim, pelarut organik, zat kimia tertentu (urea dan detergen), atau pengaruh mekanik (guncangan).Denaturasi dapat bersifat reversibel, jika suatu protein hanya dikenai kondisi denaturasi yang lembut seperti perubahan pH. Jika protein dikembangkan kelingkungan alamnya, hal ini untuk memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut denaturasi. Denaturasi umumnya sangat lambat atau tidak terjadi sama sekali.

 

Mekanisme Denaturasi :

  • Karena Panas

Pemanasan mampu memecah ikatan intramolekuler protein seperti ikatan disulfida pada metionin, sistein, sistin. Padahal ikatan disulfida ini cukup berpengaruh dalam pembentukan struktur tiga matra. Pemanasan dapat menyebabkan protein terkoagulasi, contohnya pada telur rebus maupun goreng. Ketika makanan dimasak, beberapa protein akan ter denaturasi. Inilah sebabnya mengapa telur rebus menjadi keras dan daging dimasak menjadi lebih padat.
Sebuah contoh klasik, denaturasi protein putih telur. Saat baru dari telur, putih telur berwujud transparan dan cair. Memasak putih telur membuatnya menjadi buram, membentuk sebuah massa padat yang saling berhubungan. Transformasi yang sama dapat dilakukan dengan suatu bahan kimia yang bersifat men-denaturasi. Menuangkan putih telur ke dalam gelas kimia aseton juga akan mengubah putih telur buram dan padat. Kulit, yang terbentuk pada susu beku adalah contoh lain protein didenaturasi umum.

 

  • Karena Perubahan pH

Terjadinya penggumpalan kasein

 

  • Plarut Organik (Misalnya Alkohol)

Alkohol dapat merusak ikatan hidrogen dalam protein. Ikatan hidrogen terjadi antara gugus amida dalam struktur sekunder protein. Ikatan hidrogen antar rantai samping terjadi dalam struktur tersier protein dengan kombinasi berbagai asam amino penyusunnya.

  • Karena Garam Logam Berat

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

Protein akan mengalami presipitasi bila bereaksi dengan ion logam. Pengendapan oleh ion positif (logam) diperlukan ph larutan diatas pi karena protein bermuatan negatif, pengendapan oleh ion negatif diperlukan ph larutan dibawah pi karena protein bermuatan positif. Ion-ion positif yang dapat mengendapkan protein adalah; Ag+, Ca++, Zn++, Hg++, Fe++, Cu++ dan Pb++, sedangkan ion-ion negatif yang dapat mengendapkan protein adalah; ion salisilat, triklorasetat, piktrat, tanat dan sulfosalisilat . 

 

Protein yang telah mengalami denaturasi akan memberikan beberapa perubahan dalam beberapa hal seperti :

1.) Viskositas naik ( karena mol menjadi asimetris dan lipatan hilang )

2.) Rotasi optis larutan protein meningkat.

Contoh: koagulasi putih telur, pada protein telur mudah terdenaturasi oleh adanya panas dan tegangan muka bila putih telur tersebut diaduk sampai menjadi buih.

 

 

 

KOAGULASI

Denaturasi diawali dengan terjadinya koagulasi atau yang sering disebut dengan penggumpalan. Koagulasi adalah peristiwa pembentukan atau penggumpulan partikel-partikel kecil menggunakan zat koagulan. Koagulasi pada protein dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain suhu tinggi, pH, enzim-enzim, perlakuan mekanis, penambahan garam dan bahan-bahan kimia.

 

Mekanisme terjadinya Koagulasi :

  • Koagulasi dengan pemanasan

Suhu tinggi dapat merubah struktur protein.

  • Koagulasi dengan asam

Koagulasi terjadi dengan ditambahkannya asam pada bahan yang sebagian besar komposisinya adalah protein.

  • Koagulasi dengan enzim-enzim

Proses ini terjadi pada pembuatan keju

  • Koagulasi dengan perlakuan mekanis

Salah satu cara dengan pengocokkan.

  • Koagulasi dengan penambahan garam

Proses penambahan garam menyebabkan bahan menjadi keras.

BROWNING / PENCOKLATAN NON ENZIMATIS (Reaksi Maillard)

Reaksi Maillard (ditemukan oleh pakar biokimia Perancis Louiss Camille Maillard) adalah suatu reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dan gula tereduksi, biasanya pada suhu yang tinggi. Seperti layaknya proses karamelisasi (tetapi karamelisasi berbeda dengan Maillard) reaksi non enzimatik ini menghasilkan pewarnaan coklat (browning).  Pada reaksi Maillard gugus karbonil dari glukosa bereaksi dengan gugus nukleofilik grup amino dari protein yang menghasilkan warna dan aroma yang khas; proses ini berlangsung dalam suasana basa.

 

Proses yang terjadi pada reaksi Maillard adalah:

  • Gugus karbonil dari gula bereaksi dengan gugus amino menghasilkan N-glikosamin dan air.
  • Gugus glikosamin yang tidak stabil mengalami pengaturan kembali membentuk ketosamin
  • Selanjutnya ketosamin dapat mengalami proses lebih lanjut:
  • Memproduksi air dan redukton
  • Membentuk diasetil, aspirin, pyruvaldehyde dan bentuk  ikatan hidrolitik rantai pendek lainnya.
  • Membentuk polimer nitrogen berwarna coklat  (melanoidism).

 

Faktor yang merangsang terjadinya reaksi Maillard: Pemanasan, kelembaban yang tinggi dan suasanan basa. Reaksi Maillard berperan dalam memberikan aroma dan warna dalam berbagai jenis makanan seperti:

  • roti panggang
  • daging panggang
  • kopi

 

Walaupun memberikan keuntungan dalam memberi warna dan aroma, reaksi Maillard juga menjadi efek yang tidak diinginkan pada beberapa proses biologis dan makanan. Interaksi antara gugus karbonil dan amino dapat merusak kualitas nutrisi protein dengan cara mengurangi jumlah lysine dan beberapa jenis asam amino lain dan membentuk zat yang menghambat atau bersifat antinutrisi. Reaksi ini juga berhubungan dengan aroma dan pewarnaan yang tidak diinginkan pada beberapa makanan seperti makanan kering.

 

Pada produk nutirsi parenteral saat ini baik yang bersifat 2 in 1 atupun 3 in 1 yang menggabungkan glukosa , protein dan lipid dalam satu kemasan (contohnya Clinimix dari Kalbe Farma yang mengandung sekaligus Glukosa dan Asam amino) salah satu tujuan dari pemisahan dari asam amino dan glukosa pada chamber yang berbeda adalah untuk menghindari reaksi Maillard ini, karena pada saat proses sterilisasi yang menggunakan tekhnik pemanasan maka warna produk dapat berubah menjadi coklat dan kualitas proteinnya dapat rusak. Jadi pada saat hendak diberikan ke pasien baru sekatnya dibuka sehingga asam amino dan glukosa bercampur.

DAFTAR PUSTAKA

Djarir, Makfoeld. 2006. Kamus Istilah Pangan Dan Nutrisi. Kanisius : Yogyakarta

Hadyana, A. Dan Pudjaatmaka. 2005. Kamus Kimia. Balai Pustaka : Jakarta

Petrucci, R. 2006. Kimia Dasar 2. Jakarta: Erlangga.

Reithel, F.J. 1967. Concepts in Biochemistry. McGraw-Hill Inc., USA

Sasika, Sinta. 2010. Kamus Biologi SMA. Agromesdia Pustaka : Jakarta

Sloane, Ethel. 2004. Analogi dan Fisiologi untuk Pemula. Penerbit Buku Kedokteran EGC : Jakarta

 

You can leave a response, or trackback from your own site.

Leave a Reply

CAPTCHA Image
*