protein analysis - endrikawidyastuti · pdf fileprotein analysis formol titration prinsip:...

24
Endrika WIDYASTUTI Food Science and Technology Department 2012 PROTEIN ANALYSIS FOOD ANALYSIS AND BIOCHEMISTRY PRACTICE

Upload: vohanh

Post on 30-Jan-2018

235 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

Endrika WIDYASTUTI

Food Science and Technology Department

2012

PROTEIN ANALYSIS

FOOD ANALYSIS AND BIOCHEMISTRY PRACTICE

Page 2: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

INTRODUCTION OF PROTEIN

TYPES PROTEIN ANALYSIS

NINHIDRIN TEST

KJEDAHL METHOD

FORMOL TITRATION

THE OUTLINE

Page 3: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

3

Proteins are made up of amino acids

Food analysts are interested in knowing the total concentration, type, molecular structure and functional properties of proteins in foods

Amino acids are the building blocks of protein

PROTEIN

Total organic nitrogen = protein + non-protein nitrogen

Page 4: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

4

PROTEIN PROTEIN ANALYSIS IN FOODS HAS BEEN MOSTLY DONE

BY DETERMINING NITROGEN CONTENT

• Nitrogen is: largely unique to protein – only MAJOR constituent of foods containing N.

• Other nitrogenous compounds (NPN): Chlorophyll, nucleic acids, some vitamins, lecithins, urea, amino sugars, alkaloids, ammonium ions, etc.

• On the average, food proteins contain 16% nitrogen. 100% divided by 16% = 6.25. Therefore multiply N content by 6.25 to get protein content.

Page 5: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

5

PROTEIN Protein is analyzed for:

1. determination of biological activity 2. investigation of functional properties 3. nutritional labeling

Protein analysis is required for you to know: 1. total protein 2. amino acid composition 3. amount of a particular protein in a mixture 4. protein content during isolation and purification 5. Nonprotein nitrogen 6. Nutritional value of a protein

Page 6: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

6

TYPES OF PROTEIN

ANALYSIS

QUALITATIVE METHOD

QUANTITATIVE METHOD

• Kjeldahl – measures the amount of nitrogen in a sample

• Lowry- measures the tyrosine/tryptophan residues of proteins

• NINHIDRIN

• ELECTROFORESIS • CHROMATOGRAPHY

Page 7: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

7

PROTEIN ANALYSIS

NINHIDRIN TEST Primary amino groups on the end of proteins, peptides, and free amino acids will react with ninhydrin.

This reaction forms a strongly colored purple solution referred to as Ruheman's purple

Sample can be tested for the amount of primary amino acids currently present, or sample can be alkaline hydrolyzed to increase the amount of these amino acids.

Page 8: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

8

PROTEIN ANALYSIS

NINHIDRIN TEST Ninhidrin mengalami deaminasi oksidatif dan asam amino dekarboksilasi menjadi CO2, NH3 dan aldehid

Ninhidrin yang tereduksi akan bereaksi dengan amonia dan dengan molekul ninhidrin lain sehingga terbentuk senyawa kompleks berwarna ungu ( ungu Ruhemann)

Page 9: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

9

PROTEIN ANALYSIS

NINHIDRIN TEST ADVANTAGES Faster and more convenient that Kjeldahl

DISADVANTAGES • Large dilutions are necessary for spec. reading • Proteins differ in the dye binding capacity • Make standard curve based on predominant

primary amino acid present in the food • NPN, calcium, or phosphorous constituents will

bind to the dye or to protein, causing interference • Addition of a metal chelator (i.e.. oxalic acid)

may help reduce binding

Page 10: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

PROTEIN ANALYSIS

NINHIDRIN TEST

larutan susu skim (10%) gelatin (5%) putih telur enzim keju, pemanis sintetik diasweet MSG (5%) akuades sebagai (kontrol)

BAHAN - Pelabelan tabung reaksi - Pengambilan sampel 2 ml + 2 ml larutan ninhidrin - Pemasukan tabung reaksi pada air mendidih (15- 20 detik) Pengamatan warna larutan : (+ ) jika hasil test positif (berwarna ungu, berarti sampel mengandung gugus amina bebas) (– ) jika hasil test negatif. Jika terbentuk warna lain seperti (kuning, orange dan merah) maka uji negatif

prolin, hydroxyproline, dan 2-, 3-, and 4-asam aminobenzoat

Page 11: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

11

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

• Crude protein content • Johan Kjeldahl (1883)

developed the basic process • PRINCIPLE: total organic N

released from sample and absorbed by acid – Digestion: sulfuric acid +

catalyst – Neutralization and

distillation; Sodium hydroxide

– Titration; Hydrochloric acid

Page 12: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

(NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O

NH3 + H3BO3 NH4+ : H2BO3

- + H3BO3

(boric acid) (ammonium-borate complex) excess

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

Protein (NH4)2SO4 (ammonium sulfate)

Protein N NH4

+ + H2SO4 (NH4)2SO4

NEUTRALIZATION AND DISTILLATION

DIGESTION

SULFURIC ACID

HEAT, CATALYST

Color change

melepaskan unsur N dari protein yang diubah menjadi amonium sulfat

amonium sulfat diubah menjadi amoniak yang ditangkap oleh larutan asam standar berlebih

Page 13: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

Titration (direct titration)

H2BO3- + H+ H3BO3

– Calculation

moles HCl = moles NH3 = moles N in the sample

(HCl)

TITRATION

Sisa asam yang tidak bereaksi dengan amoniak dititrasi, sehingga dapat diketahui jumlah amoniak dari N protein sampel

%N = (ml NaOH blanko – ml NaOH contoh) x N HCl x 100 x 14.008

g sampel x 1000

% protein = %N x faktor konversi (tergantung jenis sampel)

Page 14: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

14

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

• Calculation %Protein = %N conversion factor Conversion factor: generally 6.25

– most protein: 16% N Conversion factor egg or meat 6.25 milk 6.38 wheat 5.33 soybean 5.52 rice 5.17

Page 15: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

15

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

• ADVANTAGES 1. applicable to most food samples 2. simple 3. inexpensive 4. accepted as Official method 5. can measure mg levels of proteins

• DISADVANTAGES 1. Measures total N not protein 2. Time consuming – at least 2 hrs 3. Poor precision when compared to other methods 4. Corrosive (dangerous) method

Page 16: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

16

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL

Asam sulfat pekat, berat jenis 1.84 Air raksa oksida Kalium sulfat Larutan natrium hidroksida-natrium tiosulfat Larutan asam borat jenuh Larutan asam klorida 0.02 N

NO KELAS A KELAS D KELAS E

1 Susu cair segar Kedelai mentah Ikan

2 Susu bubuk Tempe kedelai Kecap ikan

3 Yoghurt Kecap Bakso ikan

4 Keju Keripik tempe Kacang tanah mentah

5 Yakult Tahu Tempe kacang

Page 17: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

17

PROTEIN ANALYSIS

CRUDE PROTEIN-KJEDAHL Pemasukan bahan kedalam labu kjeldahl. Penambahan 7.5 g K2S2O4 dan 0.35 g HgO (Awas: zat ini beracun) ,tambahkan 15 ml H2SO4 pekat. Pemanasan semua bahan dalam labu kjeldahl dalam almari asam sampai berhenti berasap dan cairan menjadi jernih. Penambahan aquades dalam labu kjeldahl yang didinginkan dalam air es dan beberapa lempeng Zn, juga tambahkan 15 ml larutan K2SO4% (dalam air) dan akhirnya tambahkan perlahan-lahan larutan NaOH 50% sebanyak 50 ml yang sudah didinginkan dalam lemari es. Pasanglah labu kjeldahl dengan segera pada alat distilasi. Panaskan labu kjeldahl perlahan-lahan sampai dua lapisan cairan tercampur kemudian panaskan dengan cepat sampai mendidih. Distilat ini ditampung dalam erlenmeyer yang telah diisi dengan 50 ml larutan standar HCl (0.1 N) dan 5 tetes indikator metil merah. Lakukan distilasi sampai distilat yang tertampung sebanyak 75 ml. Titrasilah distilat yang diperoleh dengan standar NaOH (0.1 N) (lampiran) sampai warna kuning.

Page 18: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

18

PROTEIN ANALYSIS

BIURET

• Cupric ions react with peptide bonds under alkaline conditions

• (copper sulfate + K-Na-tartrate + alkali) • Measure color in SPEC at 520 nm

N

N

O

H

RH

OH

C u2 +

O H-

O

N

N

H

H

H

R

O

N

N

O

H

RH

OH

C u2+

P u rp le b iu re t co m p le x

Page 19: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

19

PROTEIN ANALYSIS

• ADVANTAGES – most sensitive (20-200g)

- Cheaper and faster than Kjeldahl - Less problem with color deviations - Few substances interfere - Does not measure non protein nitrogen (NPN)

• DISADVANTAGES – color development not proportional to protein

concentration – color varying with different proteins – interference (sugars, lipids, phosphate buffers, etc)

BIURET

Page 20: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

20

PROTEIN ANALYSIS

BIURET

Pereaksi biuret Larutkan 3 gram CuCO4.5H2O dan 9 gram Na-K-Tartrat dalam 500 ml NaOH 0.2 N. Tambahkan 5 gram KI kemudian encerkan sampai 1000 ml dengan menggunakan NaOH 0.2 N. Larutan protein standar Larutan bovine serum albumin atau kasein 5 mg/ml

PEMBUATAN KURVA STANDAR PERSIAPAN SAMPEL Penimbangan Sampel Penghancuran Sampel Penyaringan dan Pensentrifuga asian Supernatan didekantasi Jika supernatan keruh (atau bahan mengganggu), ada perlakuan tambahan

BAHAN

Page 21: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

21

PROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION

(N-AMINO) Prinsip: larutan protein dinetralkan dengan basa (NaOH), kemudian penambahan formalin akan membentuk dimethilol

Pembentukan dimethilol ini menunjukkan gugus amino sudah terikat dan tidak akan mempengaruhi reaksi antara asam (gugus karboksil asam amino) dengan basa NaOH

perubahan warna menjadi merah muda yang tidak hilang selama 30 detik.

Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses hidrolisis protein dan kurang tepat untuk menentukan kadar protein

Page 22: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

22

PROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION

(N-AMINO)

K-oksalat Fenolftalein 1% NaOH Rosanilin klorida Formaldehid 40 % Akuades Sampel seperti analisis protein metode Kjeldahl

BAHAN

titrasi formol % N = ____________ x N NaOH x 14.008 g bahan x 10

Page 23: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

23

PROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION

(N-AMINO) Pindahkan larutan protein ke dalam erlenmeyer 125 ml dan tambahkan 20 ml aquades dan 0.4 ml larutan Kalium oksalat jenuh (kalium oksalat : air = 1:3) dan 1 ml phenolphtalein 1%. Diamkan selama 2 menit. Titrasilah larutan contoh dengan 0.1 N NaOH sampai mencapai warna seperti warna standar di bawah ini atau sampai warna merah jambu. Warna standar : 10 ml susu + 10 ml aquades + 0.4 ml K-oksalat jenuh + 1 tetes 0.01% indikator rosanilin-chlorida. Setelah warna tercapai, tambahkan 2 ml larutan formaldehid 40% dan titrasilah kembali dengan larutan NaOH sampai warna seperti warna standar tercapai lagi.

Page 24: PROTEIN ANALYSIS - endrikawidyastuti · PDF filePROTEIN ANALYSIS FORMOL TITRATION Prinsip: larutan protein dinetralkan (N-AMINO) ... Titrasi formol hanya tepat untuk menunjukkan proses

[email protected]

24

Download materi di: