*PROTEIN

*Fungsi proteinKlasifikasi proteinKecukupan proteinAkibat kekurangan dan kelebihanJenis pangan sumber protein PROTEINSub Pokok Bahasan :

*PENDAHULUANDiidentifikasi pertama kali oleh GERRARD JOHANNES MULDER (ahli kimia Belanda) pada tahun 1838 Sebagai komponen penting setiap sel hidup.Berasal dari bahasa Yunani PROTEOS = komponen yang utama.Merupakan kesatuan asam-asam amino yang sangat kompleksBeberapa istilah asam amino telah diketahui sejak tahun 1810, tetapi beberapa lainnya baru diketahui 100 tahun kemudian (tidak bersamaan).

*Pendapat bahwa tulang merupakan sumber protein Magendie (1841) bukan gelatinMulder & Berzelius : Proteos (terpenting); Protein zat terpenting ???Osborne & Mendel (1914) : Asam Amino non essensial & Essential AA(Pendahuluan Lanjutan)KONSEP PROTEIN

*Memasuki abad 19 diketahui bahwa protein terdiri dari asam amino, di antaranya ada yang sangat pentingOsborne & Mendel (1914) : Asam amino dan Asam Amino EsensialWilliam Rose (1887 1984), ahli biokimia dari University of Illinois merintis studi kimia dan biologi mutu protein atas dasar susunan asam amino (1930 1940an)(Pendahuluan Lanjutan)KONSEP ASAM AMINO

*BIOLOGICAL ERA ( 1900 - )Evaluasi Nilai Protein dan Komposisi Asam Amino Esensial dengan Percobaan TikusEksperimen Kebutuhan Protein ManusiaDibentuk PAG (Protein Advisory Group) di PBB (1950-an)Rose (1957) : Kualitas Protein (Nilai Biologi)Protein menjadi Primadona Menganggap bahwa Dunia Kekurangan Protein(Pendahuluan Lanjutan)

*(Pendahuluan Lanjutan)Konsumsi protein : - Penduduk negara-negara maju (developed) Lebih besar dari kebutuhan - Penduduk negara-negara berkembang (developing) Kurang dari kebutuhan Protein membentuk 20% susunan tubuh orang dewasa ( air : 63%, lemak 13%, mineral 6%, lainnya 1%). (Suhardjo & Kusharto, 1992).Susunan komposisi tubuh manusia : 20% (1/5 tubuh orang dewasa terdiri dari protein).

*(Pendahuluan Lanjutan)Dari analisa berat kering sebanyak 50% ( separuh berat tubuh orang dewasa) terdiri dari protein : - 1/3 bagian terdapat pada otot, - 1/5 bagian tersimpan dalam tulang dan cartilago, - 1/10 bagian tersimpan dalam kulit - sisanya berada dalam cairan tubuh dan jaringan- jaringan . Kebutuhan minimum asam-asam amino wanita < pria.

*Ciri khas asam amino adalah mengandung unsur-unsur C, H, O serta N yang tidak dimilki lemak atau karbohidrat.Beberapa asam amino juga mengandung S, Fe, Co, PStruktur umum asam amino :

STRUKTUR PROTEINGugus rantai Cabang CR

Gugus karboksil (gugus asam)

COHO C HN H HGugus amina (gugus basa)

*(Struktur Protein Lanjutan)Asam amino mengandung : - Gugus asam (Karboksil-COOH) - Gugus Basa (Amina-NH2) - Gugus R : pembeda antar AA Berbeda dalam ukuran, bentuk, muatan dan aktivitas protein.Antar asam amino dihubungkan dengan ikatan peptida (ikatan C-O-N-H) dengan melepas sebuah molekul air.Satu molekul protein dapat terdiri dari 12-18 asam aminoTerdapat 20 jenis asam amino, 10 di antaranya bersifat essensial.

* R = atom H :

H C - COOH NH2 HContoh : Gugus Alifatik :

CH3 CH CH2 C - COOH NH2 H R = atom (-CH3) :

CH3 C - COOH NH2 H Gugus Hidroksil :

HO CH2 C - COOH NH2 H(Struktur Protein Lanjutan)

* Gugus Aromatik :

CH2 C - COOH NH2 H Memiliki Gugus Basa :

HN2 CH2 CH2 - -CH2 CH2 C - COOH NH2 H(Struktur Protein Lanjutan)

* Memiliki Gugus Asam :

HOOC CH2 C - COOH NH2 H Mengandung S :

HS CH2 C - COOH NH2 H(Struktur Protein Lanjutan)

*Asam Amino Essensial:Adalah asam amino yang diperlukan oleh tubuh tetapi tidak dapat disintesis di dalam tubuh dan diperoleh melalui makanan Asam Amino Non-Essensial:Adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh apabila diperlukanKLASIFIKASI PROTEIN

*A. Klasifikasi protein menurut kemampuan sintesis tubuh :KLASIFIKASI PROTEINAsam Amino Essensial : Threonine Valin Tryptophan Isoleucine Leucine Lysine Phenylalanine Methionine HistidineArginine*

Asam Amino Non Essensial : Glycine Alanine Serine Cystein* Tyrosine* Asam Aspartat Asam Glutamat Proline AsparagineGlutamine

Senyawa lain yangdiklasifikasikan sebagai Asam Amino :Asam HydroksiglutamatHydroksilysineHydroksiprolineThyroxineNorleucineCystine*

Sumber : Gutthrie, 1983)* Asam Amino Semi essensial (William, 1996)

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)Protein globular (sferoprotein, berbentuk bola) bersifat mudah larut dan berubah akibat adanya garam, basa dan asam. Contoh : - Casein pada susu - Albumin pada telur - Albumin dan globulin pada plasma darah.

B. Klasifikasi protein berdasarkan Struktur Susunan Molekul :

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)Protein fibriler (skleroprotein, berbentuk serabut) bersifat sulit larut dan memilki kekuatan mekanik tinggi. Contoh : - Kolagen pada tulang rawan - Keratin pada rambut dan kuku. - Miosin pada jaringan otot - Fibrin pada gumpalan darah. B. Klasifikasi protein berdasarkan Struktur Susunan Molekul :

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)Albumin : larut dalam air, terkoagulasi oleh panas Albumin telur, albumin serum, laktalbumin susu.Globulin : tidak larut dalam air, larut dalam garam encer, terkoagulasi oleh panas. Oroglobulin kuning telur, legumin kacang- kacanganGlutelin : larut dalam asam /basa encer, tidak larut dalam pelarut netral. Glutenin gandum, orizein beras.C. Klasifikasi protein berdasarkan kelarutan : (Khusus untuk protein globular)

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)Nukleoprotein: Protein + asam nukleat (inti sel, kecambah)Glikoprotein: Protein + karbohidrat (ludah, hati)Fosfoprotein : Protein + fosfat (lesitin, susu, kuning telur)Lipoprotein: Protein + lemak (serum darah, kuning telur, susu)D. Klasifikasi protein berdasarkan adanya senyawa lain (protein konyugasi) : mengandung senyawa lain yang non protein.

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)Protein lengkap Mengandung semua asam amino essensial dalam jumlah cukup dan rasio yang tepat untuk mempertahankan keseimbangan N dan untuk pertumbuhan normal. Contoh : - Albumin pada telur - Casein pada susu, daging, ikan dan unggasProtein setengah lengkap Dapat berfungsi mempertahankan hidup, tetapi terdapat kekurangan asam amino essensial, sehingga tidak dapat membantu pertumbuhan normal. Contoh : - Protein pada kacang-kacangan, polong dan biji-bijian.E. Klasifikasi protein berdasarkan kualitas gizi :

*(Klasifikasi Protein Lanjutan)3. Protein tidak lengkap Tidak mengandung asam amino essensial dalam jenis dan jumlah yang cukup, sehingga tidak dapat berfungsi normal baik untuk mempertahankan hidup maupun pertumbuhan. Contoh : - Zein pada jagung - Gelatin pada hewan - Pangan nabati umumnya kekurangan lysine, methionin, threonin, tryptophan E. Klasifikasi protein berdasarkan kualitas gizi (lanjutan):

*Mutu protein ditentukan oleh jenis dan proporsi asam amino yang dikandungnya:Protein Komplet Adalah protein yang mengandung semua jenis asam amino essensial dalam proporsi yang sesuai untuk keperluan pertumbuhanProtein tidak kompletAdalah protein yang tidak mengandung atau mengandung dalam jumlah kurang satu atau lebih asam amino essensialMUTU PROTEIN

*Asam amino essensial dengan proporsi terendah dalam makanan terhadap kebutuhan tubuh (terutama lisin, treonin, triptofan, metionin, sistein).Konsep nilai mutu protein : PER = kenaikan BB terhadap protein yang dikonsumsi NPU = Perbandingan N yang ditahan tubuh terhadap N yang dikonsumsi dalam makanan. ASAM AMINO PEMBATAS

*SKOR ASAM AMINO Adalah cara menetapkan mutu protein dengan membandingkan kandungan asam amino essensial dalam bahan makanan dengan kandungan asam amino essensial yang sama dalam protein ideal, misal: Telur.

SAA = mg AA / gram protein mg AA tertentu/gram untuk protein pembanding skor terkecil merupakan asam amino pembatas.

*Tabel 1. Fungsi Biologi Protein

GolonganContohEnzimRibonukleaseTripsinProtein transfortHemoglobinAlbumin serumMioglobin1-LipoproteinProtein nutrien dan penyimpanGliadin (gandum)Ovalbumin (telur)Kasein (susu)FeritinProtein kontraktil atau motilAktinMiosinTubulinDyneinProtein strukturalKeratinFibroinKolagenElastinProteoglikan

*Tabel 2. Fungsi Biologi Protein (lanjutan)

GolonganContohProtein pertahananAntibodiFibrinogenTrombinToksin BotulinusToksin difteriBisa ularRisinProtein pengaturInsulinHormon tumbuhKortikotropinRepresor

*Sebagai Enzim - Protein yang paling bervariasi dan mempunyai kekhususan tinggi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa, yaitu enzim. - Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik di dalam sel dikatalisa oleh enzim dan lebih dari 2000 jenis enzym dapat mengkatalisa reaksi kimia yang berbeda.Protein transport - Protein di dalam plasma darah mengikat dan membawa molekul-molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. - Hemoglobin pada sel adarah merah mengikat oksigen ketika darah melaului paru-paru, dan membawa oksigen ini ke jaringan perifer. Kemudian oksigen dilepaskan untuk melangsungkan oksidase nutrien yang menghasilkan energi. Plasma darah mengandung lipoprotein, yang membawa lipid dari hati ke organ lain. - protein transport terdapat dalam membran sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan zat gizi lain melalui membran menuju ke dalam sel.

FUNGSI PROTEIN

*3. Protein Nutrien dan Penyimpan - Biji berbagai tumbuhan menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman, terutama contohnya protein biji gandum, jagung dan beras. Ovalbumin, protein utama putih telur dan kasein, protein utama pada susu. Ferritin jaringan hewan merupakan protein penyimpan besi4. Protein kontraktil atau motil (memberikan kemampuan kepada sel dan mikroorganisme untuk berkontraksi, mengubah bentuk atau bergerak). - Aktin dan miosin adalah protein filamen yang berfungsi di dalam sistem kontraktil otot kerangka dan juga di dalam banyak sel bukan otot. - Contoh lain, tubulin merupakan protein pembentuk mikrotubul. Mikrotubul merupakan komponen penting dari flagela dan silia yang dapat menggerakkan sel.

FUNGSI PROTEIN

*5. Protein struktural - Protein berperan sebagai filamen, kabel atau lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau proteksi. - Komponen utama dari urat dan tulang rawan adalah protein serabut kolagen. Yang mempunyai daya tenggang yang amat tinggi. - Hampir semua komponen kulit adalah kolagen murni. - Persendian mengandung elastin, yaitu suatu protein struktural yang mampu meregang ke dua dimensi. - Rambut, kuku dan bulu burung atau ayam terdiri dari protein yang tidak larut dan liat, yaitu keratin. - Komponen utama dari ulat sutra dan jaring laba-laba adalah fibroin. FUNGSI PROTEIN

*Protein pertahanan - Protein mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. - Imunoglobulin atau antibodi pada vertebrata adalah protein khusus yang dibuat oleh limfosit yang dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan bakteri., virus atau protein asing dari spesies lain. - Fibrinogen dan trombin merupakan protein penggumpal darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem pembuluh terluka. - Bisa ular, toksin bakteri dan protein tumbuhan beracun seperti raisin juga berfungsi dalam pertahanan tubuh.FUNGSI PROTEIN

*7. Protein Pengatur - beberapa protein membantu mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Diantaranya, insulin yang mengatur metabolisme gula dan kekurangannya menyebabkan diabetes. - hormon pertumbuhan dari pituitary dan hormon paratiroid yang mengatur transport Ca2+ dan fosfat, sedangkan protein pengatur lain yang disebut represor mengatur biosintesa enzim oleh sel bakteri.

8. Protein Lain - Monelin, suatu protein tanaman asal Afrika mempunyai rasa yang sangat manis dan protein ini sedang dipelajari sebagai pemanis makanan yang tidak menggemukkan dan tidak beracun untuk manusia. - Plasma darah ikan Antartika mengandung protein antibeku yang melindungi darah ikan dari pembekuan. - Persendian sayap beberapa insekta dibuat dari protein resilin yang bersifat hampir sempurna elastis. FUNGSI PROTEIN

*Memperbaiki protein jaringan tubuh yang aus terpakai (Katabolisme) Membangun jaringan baru (anabolisme) terutama pada periode pertumbuhan (bayi, anak-anak, remaja dan kehamilan).Sumber energi, yaitu menghasilkan 4 kkal/ gram protein.Berperan dalam berbagai sekresi tubuh (enzim dan hormon)Mengatur proses osmotik antar/dari berbagai cairan tubuh (jika kekurangan : menyebabkan oedema).FUNGSI PROTEIN

*Mengatur keseimbangan asam basa dalam darah dan jaringan-jaringan (sifat amfoter protein, sebagai buffer) Berperan dalam transpor zat gizi Contoh : lipoprotein untuk transpor trigliserida, kolesterol, fosfolipida dan vitamin larut lemak.8. Membantu pembentukan antibodi, berperan dalam mencegah tubuh dari penyakit. (Fungsi Protein Lanjutan)

*Tabel 1. Kebutuhan Minimum Asam-asam Amino Wanita dan Pria Dewasa (g/hari)(Pendahuluan Lanjutan)

NoAsam AminoWanitaPria1Isoleusin0.450.702Leusin0.621.103Lysin0.500.804Methionin + Cystine0.551.105Phenylalanin0.221.106Tyrosin0.90-7Treonin0.310.508Tryptophan0.160.259Valin0.650.80

*Tabel 3. Angka Kecukupan Protein yang dianjurkan per orang per hari (WKNPG, 2004)

UmurBB (kg)TB (cm)Protein (g)Anak :0-6 bln6,060107-12 bln8,571161-3 th1290254-6 th18110397-9 th2512045Pria :10-12 th351385013-15 th481556016-18 th551606519-29 th601656030-49 th621656050-64 th6216560> 65 th6216560

*Tabel 3. Angka Kecukupan Protein yang dianjurkan per orang per hari (WKNPG, 2004) (Lanjutan)

UmurBB (kg)TB (cm)Protein (g)Wanita :10-12 th381455013-15 th491525716-18 th501555519-29 th521565030-49 th551565050-64 th5515650> 65 th5515645Hamil :Trimester 1+ 17Trimester 2+ 17 Trimester 3+ 17 Menyusui :0-6 bln+ 177-12 bln+ 17

*Kelebihan proteinAKIBAT KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PROTEIN Protein akan dikonversi menjadi glukosa dan selanjutnya sebagai lemak yang akan disimpan di dalam jaringan adiposa.

obesitasKekurangan protein Hypoproteinemia Pertumbuhan Anak-anak terhambat Syndrome marasmus dan kwashiorkor

*Akibat Kekurangan protein (Winarno, 1995) Kwashiorkor - Menyebabkan pertumbuhan anak terganggu. - Kwashiorkor terutama diderita oleh bayi dan anak usia 6 bulan 3 tahun (peralihan ASI ke PASI). - Gejala kwashiorkor : adanya oedem, gangguan pertumbuhan, perubahan psikomotorik, apatis, nafsu makan kurang, rewel, wajah bengkak berbentuk bulan.

Kekurangan Kalori Protein (KKP) - KKP dapat terjadi pada bayi, anak-anak maupun dewasa. - KKP biasa dikenal dengan istilah marasmus (penderita ini selain kekurangan energi juga kekurangan protein, biasanya badannya sangat kurus.

*Akibat Kekurangan protein (Winarno, 1995) Busung Lapar - Busung lapar (hunger oedem) merupakan bentuk kurang gizi berat yang menimpa daerah miskin. - Busung lapar ditandai dengan terdapatnya oedem positif pada kaki bagian bawah. - Cara pemeriksaan busung lapar : kaki (seperti di atas ujung bawah tulang kering) ditekan 10 detik, bila bekas tekanan tidak kembali atau masih tinggal dengan kedalaman paling sedikit 1 mm, maka berarti positif ada busung lapar.

*PANGAN SUMBER PROTEIN Hewani (telur, ikan, daging) Kacang-kacanganPadi-padianBuah dan Sayur

*Tabel 4. Protein dalam Bahan Pangan

NoGolonganPanganProtein(gr)BDD(%)1DagingDaging sapi18.81002Daging kerbau18.71003Daging kambing16.61004TelurTelur bebek13.1905Telur ayam12.8906IkanIkan kembung22.0807Ikan bandeng20.0808Ikan mujair18.7809Ikan mas16.08010Kacang-kacanganKacang kedelai34.110011Kc. Tanah, kupas kulit25.310012Kacang hijau22.2100

*Tabel 4. Protein dalam Bahan Pangan (lanjutan)

NoGolonganPanganProtein(gr)BDD(%)13SerealiaBeras ketan hitam7.010014Beras giling6.810015Beras ketan putih6.710016Buah-buahanCempedak3.03017Durian2.52218Pisang raja uli2.07519SayuranJamur kuping kering16.010020Daun singkong6.88721GulaGula merah tebu0.410022Gula pasir0.010023Minyak dan lemakLemak kerbau1.510024Minyak kelapa1.010025Margarine0.610026Minyak kelapa sawit0.0100

*Tabel 5. Rataan Porsi PanganPROTEIN DALAM PANGAN

NoPanganProtein utamaAsam aminoessensialRataan porsi panganProtein (g)URTBerat (g)1PolongPhaseolinTak lengkap7.5 ckr1282Kc. HijauLeguminTak lengkap4 ckr803Biji jagungGluteinTak lengkap2.5 ckr128Zein4Roti gandumGiadinTak lengkap21 iris235Kc. KedelaiGlicineLengkap3 ckr54LeguminTak lengkap6Susu bubuk non fatCaseinLactalbuminLengkap6 ckr.17.5

*Thank You