Konsep Dasar Protein

        A.    Definisi

Protein merupakan senyawa polimer organik yang berasal dari monomer asam amino yang mempunyai ikatan peptida. Istilah protein berasal dari bahasa Yunani “protos” yang memiliki arti “yang paling utama”.

Protein memiliki peran yang sangat penting pada fungsi dan struktur seluruh sel makhluk hidup. Hal ini dikarenakan molekul protein memiliki kandungan oksigen, karbon, nitrogen, hydrogen, dan sulfur. Sebagian protein juga menagndung fosfor.

Protein
pertama kali ditemukan pada tahun 1838 oleh Jöns Jakob Berzelius. Protein adalah salah satu biomolekul raksasa yang berperan sebagai komponen utama penyusun makhluk hidup. Protein membawa kode-kode genetik berupa DNA dan RNA.

Beberapa makanan yang dapat menjadi sumber protein adalah: daging, telur, ikan, susu, biji-bijian, kentang, kacang, dan polong-polongan.

Seorang Biokimiawan USA dan juga Profesor untuk biokimia di Yale bernama Thomas Osborne Lafayete Mendel pernah melakukan percobaan protein kepada kelinci pada tahun 1914. Sekelompok kelinci diberi makanan protein hewani. Kelompok lain diberi makanan protein nabati. Hasil dari eksperimen ini adalah kelinci yang diberi protein hewani beratnya bertambah lebih cepat daripada kelinci yang diberi makanan berprotein nabati.

Studi yang lain dilakukan oleh seorang peneliti bernama McCay dari Universitas Berkeley. Percobaan yang dilakukannya menunjukan bahwa kelinci yang diberi makanan protein nabati dapat hidup lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama dari yang lain.

B.     Gambaran Umum Protein

Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut zat-zat gizi dan darah, matriks intraseluler dan sebagainya adalah protein. Protein mempunyai fungsi khas yang tidak dapat tergantikan oleh zat gizi lain, yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh. Protein dalam bahan makanan yang dikonsumsi manusia akan diserap oleh usus dalam bentuk asam amino (Sunita Almatsier, 2002).

F. G. Winarno (2002) menjelaskan bahwa protein dalam tubuh manusia, terutama dalam sel jaringan, bertindak sebagai bahan membran sel, dapat membentuk jaringan pengikat misalnya kolagen dan elastin yang merupakan bahan untuk menutup atau menyembuhkan luka, serta membentuk rambut dan kuku. Disamping itu, protein dapat bekerja sebagai enzim, bertindak sebagai plasma (albumin), membentuk antibodi, membentuk kompleks dengan molekul lain, serta dapat bertindak sebagai bagian sel yang bergerak (protein otot).

Protein berperan sebagai zat pengatur proses metabolisme tubuh dengan cara mengatur keseimbangan cairan dalam jaringan dan pembuluh darah, yang berperan paling banyak dalam proses tersebut adalah protein plasma yaitu albumin. Albumin mampu mengangkut molekul-molekul kecil melewati plasma dan cairan ekstra sel, serta memberikan tekanan osmotik di dalam kapiler (Montgomery, 1993). Selain itu, albumin dan protein serum lain berperan dalam membawa bahan kimiawi tertentu, termasuk obat-obatan, dan berbagai materi yang tidak larut dalam air seperti bilirubin, asam lemak, barbiturate, dan beberapa macam hormon di dalam sistem sirkulasi (Iwan S. Handoko, 2005).

Secara umum protein plasma dibedakan kedalam tiga golongan utama, yaitu fibrinogen, albumin, dan globulin. Masing-masing protein plasma tersebut mempunyai konsentrasi massa dan berat molekul berbeda-beda (Tabel 1).

Tabel 1. Protein-protein yang Terdapat dalam Plasma Darah Manusia

Jenis Protein	Persen dalam Plasma	Berat Molekul	M (NaCl) untuk Penggum-palan	Titik Isoelektris (pH)
Fibrinogen	0,4-0,5	400.000	1,50	-
α-Globulin β- Globulin γ- Globulin	0,7-0,8 1,35 1,0	156.000-308.000 90.000-1.300.000 200.000-300.000	1,34 1,64 2,05	6,85-7,30 5,12 5,06
Albumin	3,2	68.000	2,57	4,64

Sumber : Slamet Sudarmadji, 2003

C.    Klasifikasi Protein

Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino, yang terkait satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino terdiri atas unsur karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan kobalt (Sunita Almatsier, 2002). Protein dapat digolongkan menurut struktur susunan molekulnya, kelarutannya, adanya senyawa lain dalam molekul, tingkat degradasi, dan fungsinya (F. G. Winarno, 2002).

1.      Struktur Susunan Molekul

o   Protein fibriler/skleroprotein adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik larutan garam, asam, basa, ataupun alkohol. Berat molekulnya yang besar belum dapat ditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan. Susunan molekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjang sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila rantai ditarik memanjang, dapat kembali pada keadaan semula.

o   Protein globuler/sferoprotein yaitu protein yang berbentuk bola. Protein ini larut dalam larutan garam dan asam encer, juga lebih mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu susunan molekulnya berubah yang diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologiknya.

2.      Kelarutan

o   Albumin; larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas.

o   Globulin; tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam encer, dan mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi (salting out).

o   Glutelin; tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam atau basa encer.

o   Prolamin atau gliadin; larut dalam alkohol 70-80% dan tak larut dalam air maupun alkohol absolut.

o   Histon; larut dalam air dan tidak larut dalam amino encer. Histon dapat mngendap dalam pelarut protein lainnya. Histon yang terkoagulasi karena pemanasan dapat larut lagi dalam larutan asam encer.

o   Protamin; merupakan protein paling sederhana dibandingkan protein-protein lain, tetapi lebih kompleks daripada pepton dan peptida. Protein ini larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Larutan protamin encer dapat mengendapkan protein lain, bersifat basa kuat, dan dengan asam kuat membentuk garam kuat.

3.      Protein Konjugasi

Protein yang mengandung senyawa lain yang non-protein disebut protein konjugasi, sedangkan protein yang tidak mengandung senyawa non-protein disebut protein sederhana. Ada bermacam-macam  protein konjugasi, yang perbedaannya terletak pada senyawa non-protein yang bergabung dengan molekul proteinnya.

4.      Tingkat Degradasi

o   Protein alami adalah protein dalam keadaan seperti protein dalam sel.

o   Turunan protein, yang merupakan hasil degradasi protein pada tingkat permulaan denaturasi. Dapat dibedakan sebagai; protein turunan primer (protean, metaprotein) dan protein turunan sekunder (proteosa, pepton, dan peptida).

D.    Fungsi Protein

Protein mempunyai bermacam-macam fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai enzim, zat pengatur pergerakan, pertahanan tubuh, alat pengangkut, dan lain-lain.

E.     Sifat Kimia Protein

F. G. Winarno (2002) menjelaskan bahwa sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak. Garam-garam logam berat dan asam-asam mineral kuat ternyata baik digunakan untuk mengendapkan protein. Bila garam netral yang ditambahkan berkonsentrasi tinggi, maka protein akan mengendap. Lebih lanjut dijelaskan bahwa protein memiliki sifat apabila dipanaskan atau ditambah alkohol, maka protein akan menggumpal. Selain itu protein mempunyai banyak muatan (polielektrolit) dan bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun basa) sehingga dapat menyebabkan terjadinya pengendapan. Pada pH tertentu yang disebut titik isolistrik atau titik isoelektrik (pI) pengendapan paling cepat terjadi, setiap protein mempunyai titik isoelektrik yang berlainan, sehingga prinsip ini digunakan dalam proses-proses pemisahan serta pemurnian protein.

de Man (1997) menyatakan bahwa denaturasi protein dapat terjadi oleh berbagai penyebab, yang paling penting ialah panas, pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fisika dan fungsi seperti kelarutan. Lebih lanjut M. T. Simanjuntak dan J. Silalahi (2003) menjelaskan kelarutan protein akan berkurang bila kedalam larutan protein ditambahkan garam-garam anorganik karena kemampuan ion garam untuk menghidrasi, sehingga terjadi kompetisi antara garam anorganik dengan molekul protein untuk menangkap air. Selain itu protein dengan penambahan asam atau pemanasan akan terjadi koagulasi. Pada pH Isoelektrik dimana protein mempunyai muatan positif dan negatif sama, sehingga saling menetralkan dan kelarutan protein akan sangat menurun atau mengendap dan pada suhu tinggi kelarutan protein akan berkurang (koagulasi) karena energi kinetik molekul protein meningkat sehingga terjadi getaran yang cukup kuat untuk merusak ikatan atau struktur protein yang menyebabkan koagulasi. Alkohol juga dapat mengendapkan protein dikarenakan pelarut organik akan mengurangi konstanta dielektrika dari air, sehingga kelarutan protein berkurang, dan juga karena alkohol akan berkompetisi dengan protein terhadap air.

F.      Metabolisme Protein

            Dalam tubuh manusia terjadi suatu siklus protein artinya protein dipecah menjadi komponen-komponen yang lebih kecil yaitu asam amino atau peptida.  Pada saat yang sama terjadi juga sintesis protein baru untuk mengganti protein yang lama (F. G. Winarno, 1997).  Protein dicerna menjadi asam amino oleh enzim proteolitik dan peptidase yang ada dalam saluran gastrointestinal.  Beberapa asam amino kecil dan peptida langsung diabsorpsi sebagai asam amino (Montgomery, dkk, 1993).

            Dalam rongga mulut, protein makanan belum mengalami proses metabolisme.  Baru di dalam lambung terdapat enzim pepsin dan HCL yang bekerjasama memecah protein makanan menjadi metabolit intermediet tingkat polypeptida, yaitu pepton, albumosa, dan proteosa.  Di dalam duodenum, protein yang sudah mengalami pencernaan parsial dicerna lebih lanjut oleh enzim yang berasal dari cairan pankreas dan dinding usus halus.  Pankreas mengahasilkan enzim proteolitik tripsin dan khemotripsin sedangkan sekresi dinding usus menghasilkan enzim erepsin yang merupakan campuran sejumlah enzim oligopeptidase.  Oleh erepsin, oligopeptidase dipecah lebih lanjut menjadi asam-asam amino yang kemudian diserap melalui sel-sel ephiotelium dinding usus (Soediaoetama, 1985).