PENDAHULUAN
Nitrogen
adalah unsur penting yang ditemukan dalam sel hidup, seperti asam amino,
protein (termasuk enzim) dan asam nukleat (DNA dan RNA), yang lainnya seperti
poliamin dan klorofil yang dapat memainkan peran penting dalam organisme.
Meskipun
nitrogen tersedia di udara, hanya beberapa bakteri yang mempunyai kemampuan
untuk melakukan fiksasi nitrogen untuk mensintesa amonia. Pada asosiasi
simbiotik seperti nodul akar tanaman legum merupakan proses penting, meskipun
pada sebagian besar tanaman nitrat merupakan satu-satunya sumber nitrogen dan diambil dari tanah oleh
akar. Nitrat diambil oleh akar, bisa juga direduksi dalam akar menjadi amonia,
disimpan dalam vakuola sel akar atau diangkut ke tunas melalui xylem. Nitrat
yang diterima tunas disimpan atau direduksi oleh organ batang atau daun.
Asimilasi NO3 yang leebih besar pada akar, batang atau daun
tergantung pada spesies dan kecepatan pengambilan NO3-.
Tanaman tropikal dan subtropikal mereduksi NO3- pada
tunas yang dominan, sedang pada tanaman legum mereduksi NO3-
lebih banyak terjadi pada akar, khususnya pada saat konsentrasi NO3
rendah.
Amonia
berada dalam bentuk NH4+ dalam tanah masam anaerobik dan
dapat secara langsung diambil, contohnya pada tanaman conifer dan padi. Pada umumnya NH4+ yang
diambil dari tanah diasimilasi dengan cepat menjadi asam amino atau senyawa
nitrogen yang lain dan selanjutnya diangkut ke tunas. Dibandingkan dengan NO3-,
hanya sedikit NH4+ yang disimpan di dalam jaringan akar
atau di transport ke tunas melalui xylem. Jalur utama asimilasi NH4+
di dalam tanaman terdiri atas dua enzim, yaitu glutamin sintase (GS) dan
glutamat sintase (juga dikenal sebagai glutamin oxoglutarat aminotransferase
atau GOGAT).
Jalur
alir N pada sel tanaman tergantung pada macam jaringan dan spesies tanaman
sebagai nitrat yang diangkut dari akar kemudian biosintesa asam amino dimulai
dengan glutamin/glutamat pada legum, nitrat direduksi dan dirubah menjadi
bentuk organik terlebih dahulu di dalam akar baru kemudian diangkut melalui
xylem, sehingga N yang datang ke daun dalam bentuk berbeda-beda, misal :
asparagin atau glutamin, sedang pada buah atau biji yang sedang berkembang, di
mana biosintesis asam amino aktif, akan menerima N dalam bentuk asam amino yang
disuplai dari floem.
Disamping
itu, umur jaringan juga berpengaruh terhadap alir N. Pada daun muda,
menggunakan semua N yang datang untuk pertumbuhan, daun tua mengirim N yang
diterima ke pucuk atau buah yang sedang berkembang, sedang pada daun menguning,
mengubah semua protein dan senyawa N lainnya untuk di transport.
Asam
amino merupakan unit pembangun protein dan di dalam tanaman mempunyai fungsi
bermacam-macam, seperti pengangkut nitrogen antar akar, daun, buah dan
sebagainya, sebagai prekusor untuk sintesis klorofil dan beberapa senyawa lain
yang mengandung N , seperti kofaktor biotin (dari asam aspartat), thiamin
pirofosfat (dari alanin dan methionin, Koenzim A (dari valin, asam aspartat dan
methionin), sebagai sumber C dan N untuk produksi senyawa sekunder, seperti
alkaloid, asam fenolat dan senyawa cyanogenik.
Tujuan
praktikum adalah untuk mengetahui kandungan nitrogen (N) dan protein pada
tanaman.
BAHAN
DAN METODE
Bahan
dan Alat
Bahan
1. Asam
sulfat pekat, brat jenis 1,84 (H2SO4)
2. Air
raksa oksida
3. Kalium
sulfat (K2SO4)
4. Larutan
natrium hidroksida, natrium tiosulfat (larutan 60 gram NaOH dan % gram NaS2O5.5H2O dalam air dan encerkan sampai 100 ml)
5. Larutan
asam borat jenuh
6. Larutan
asam klorida 0,002 N
Alat
1. Pemanas
Kjehdal lengkap yang dihubungan dengan penghisap uap melalui aspirator.
2. Labu
Kjehdal berukuran 100 ml/50 ml.
3. Alat
destilasi lengkap dengan Erlenmeyer berpenampang berukuran 125 ml.
4. Buret
25 ml/50 ml.
Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada
hari sabtu tanggal 20 November 2010 pada pukul 11.50-16.00 WITA bertempat di
laboratorium Kimia Analisis Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat
Banjarbaru.
Prosedur
Kerja
1. Menimbang
0,5 gram sampel (kira-kira akan membutuhkan 3-10 ml HCl 0,01 N atau 0,02 N),
memindahlan ke dalam labu Kjehdal 100 ml.
- Menambahkan
1,8-2,1 gram K2SO4, 40 + 10 mg HgO dan 5 ml H2SO4.
Jika sampel lebih dari 15 mg, tambahkan 0,1 ml H2SO4
untuk setiap 10 mg bahan organic di atas 15 mg.
- Mendidihkan sampel
selama 1-1,5 jam sampai larutan menjadi jernih.
- Mendinginkan,
menambahkan sejumlah kecil air secara perlahan-lahan (hati-hati tabung
menjadi panas), kemudian mendinginkan. Mengencerkan menjadi 60 ml.
- mengambil dengan
menggunakan pipet larutan sampel yang sudah diencerkan sebanyak 20 ml.
Memasukkan ke dalam alat destilasi.
- Meletakkan
Erlenmeyer 125 ml yang berisi 5 ml H3BO3 dan
2-4tetes indicator (mencampurkan 2 bagian metal merah 0,2% dalam alcohol
dan 1 bagian metilen blue 0,2% alkohol) di bawah kondensor. Ujung tabung
kondensor harus terendam di bawah larutan H3BO3.
- Menambahkan 8-10
ml larutan NaOH-Na2S2O3, kemudian melakukan destilasi sampai tertampung
kira-kira 15 ml destilat dalam Erlenmeyer.
- Membilas tabung
kondensor dengan air, dan menampung bilasannya dalam Erlenmeyer yang sama.
- Mengencerkan isi
Erlenmeyer sampai kira-kira 50 ml kemudian titrasi dengan HCl 0,1 N sampai
terjadi perubahan warna menjadi abu-abu.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tabel
1. Hasil Pengamatan Nitrogen
Kelompok
|
Nama Sampel
|
Berat Sampel (gr)
|
Kadar N (%)
|
1
|
Akar Kangkung
|
0,5013
|
3,9499
|
2
|
Akar Bayam
|
0,5016
|
2,1011
|
3
|
Batang Bayam
|
0,5016
|
1,7590
|
4
|
Daun Bayam
|
0,5066
|
5,4700
|
Diketahui :
Berat akar kangkung = 0,5013 gr = 501,3 mg
K2SO4 = 0,1823 gr
H2SO4 = 5 ml
mL HCl = 4,7
Perhitungan
Nitrogen Akar Kangkung (%)
%
N = 4,7x0,1x14,007x100
1/3x501,3
% N = 658,329
167,1
% N = 3,9499
Perhitungan Protein Akar Kangkung (%)
% Protein = 3,9499 × 6,25
%
Protein = 24,6869
Pembahasan
Denaturasi protein dapat diartikan suatu perubahan atau
modifikasi terhadap struktur sekunder, tersier, atau kuartener molekul protein
tanpa terjadinya pemecahan ikatan-ikatan kovalen. Karena itu denaturasi dapat
diartikan suatu proses terpecahnya ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik,
ikatan garam dan terbukanya lipatan atau wiru molekul protein (Winarno, 1992).
Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul
tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan
satu sama lain dengan ikatan peptida. Tumbuhan menyerap unsur-unsur hara dalam
tanah melalui akar dan disalurkan keseluruh bagian tanaman sampai ke daun
sehingga tumbuhan membentuk protein dan melakukan perombakan (proses
katabolisme). Nitrogen berperan dalam pembentukan sel ,jaringan , dan organ
tanaman. Ia berfungsi sebagai sebagai bahan sintetis klorofil , protein dan asam
amino. Karena itu
kehadirannya dibutuhkan dalam jumlah besar , terutama saat pertumbuhan
vegetatif. Dalam tumbuhan tersebut mengandung unsur Nitrogen yang merupakan
unsur pembentuk pada protein.
Unsur Nitrogen yang terdapat pada protein adalah 16% dari
protein tersebut. Yang banyak tersimpan pada pucuk dan daun muda. Dan masih
banyak lagi unsur-unsur yang merupakan pembentuk dari protein yang tersedia
pada tumbuhan. Kita memperoleh protein dari makanan yang berasal dari hewan
atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani,
sedangkan yang berasal dari
tumbuhan disebut protein
nabati. ( Anonim ,
2010).
Protein yang terdapat pada makhluk hidup memiliki jenis
yang berbeda dan memiliki fungsi masing-masing. Protein yang dihasilkan oleh
tumbuhan berbeda – beda dapat dicontohkan pada beberapa tanaman sebagai
berikut: Protein prolamin banyak terdapat pada tanaman biji-bijian/sereal
seperti beras polongpolongan dan jagung, tidak memiliki lysine. Pada tanaman
polong/kacang-kacangan yang mayoritas mengandung protein yaitu protein
globulin, kekurangan cysteine, dan methionine. Protein ini memiliki asam amino
yang esensial, tanaman memiliki unsur kimia yang dapat melindungi mereka dari
herbivora pemakan daun seperti jenis serangga tertentu dan monyet (Anonim, 2010).
Nitrogen
biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan
gas diatonik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau
senyawa lain. Nitrogen sering dinyatakan sebagai zat lemas karena zat tersebut
bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Nitrogen banyak
sekali terdapat diudara, yang jumlahnya mencapai 78,08% di atmosfer. Nitrogen
biasanya diketahui keberadaannya pada tumbuhan dengan menggunakan berbagai
macam pereaksi dan indikator .
Fungsi
protein bagi tumbuhan ialah sebagai sumber energi, pembentukan dan perbaikan
sel jaringan, sebagai sintesis hormon, enzim dan antibody, serta sebagai pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam
sel.
Metode
kjehdal merupakan metode yang sederhana
untuk menetapkan nitrogen dan senyawa yang mengandung nitrogen. Metode kjehdal
dapat digunakan untuk menghitung kandungan protein dan kandungan nitrogen pada
suatu organ tumbuhan.
Pada
praktikum penetapan protein pada tanaman dengan menggunakan metode kjehdal,
organ tanaman yang dijadikan sampel pada adalah akar kangkung. Akar kangkung
ditimbang seberat 0,5013 gr dan ditambahkan dengan beberapa larutan. Setelah
itu menggunakan beberapa proses, yaitu proses destruksi, destilasi dan proses titrasi.
Setelah
dilakukan penimbangan akar kangkung dan penambahan K2SO4,
HgO dan H2SO4 yang kemudian dicampur jadi satu, lalu
didihkan 1-1,5 jam sampai larutan menjadi jernih, kemudian dinginkan, dan
menambahkan air sedikit demi sedikit, kemudian dinginkan lagi dan mengencerkan
menjadi 60 ml, kemudian mengambil dengan menggunakan pipet larutan sampel yang
sudah diencerkan sebanyak 20ml, lalu masukkan ke dalam alat destilasi.
Destilasi yaitu dengan memecah amonium
sulfat menjadi amonia (NH3) dengan menambah 20 ml NaOH-Na2S2O3
kemudian dipanaskan. Prinsip destilasi adalah memisahkan cairan atau larutan
berdasarkan perbedaan titik didih. Fungsi penambahan NaOH adalah untuk
memberikan suasana basa karena reaksi tidak dapat berlangsung dalam keadaan
asam. Sedangkan fungsi penambahan Na2S2O3
adalah untuk mencegah terjadinya ion kompleks antar amonium sulfat dengan Hg
dari katalisator (HgO) yang membentuk merkuri amonia sehingga membentuk amonium
sulfat. Kompleks yang terjadi ikatannya kuat dan sukar diuapkan. HgO merupakan
senyawa yang sukar dipecah dan bersifat mudah meledak. Na2S2O3
berfungsi untuk mengendapkan HgO sehingga tidak mengganggu reaksi kimia
selanjutnya. Kemudian dilanjutkan dengan melakukan titrasi dengan HCl
yang normalitasnya 0,1 N dan ternyata warnanya berubah menjadi ungu pada saat
titrasi sampai pada 6,6 ml.
Dari
hasil praktikum yang diperoleh, kandungan nitrogen yang terdapat pada akar
kangkung adalah sebasar 3,9499 %. Peristiwa adanya nitrogen ditandai dengan
berwarna hijau tua pada cairan. Sedangkan jumlah / kandungan protein pada akar
kangkung ialah sebesar 24,6869 % didapat
dengan mengalikan (×) hasil analisis tersebut dengan angka 6,25 yang merupakan
faktor konversi, maka akan diperoleh nilai protein dalam bentuk persen (%)
dalam organ tanaman tersebut.
PENUTUP
Kesimpulan
1.
Metode kjehdal merupakan metode yang sederhana untuk menetapkan
nitrogen dan senyawa yang mengandung nitrogen.
2.
Protein
merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh karena zat ini
berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dan
pengatur.
3. Prinsip dan analisis protein menggunakan metode kjehdal
pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga yaitu proses destruksi, proses
destilasi dan proses titrasi.
- Pada
praktikum penetapan protein pada tanaman
dengan menggunakan metode kjehdal menggunakan akar kangkung sebagai organ
tanaman yang diteliti kadar protein dan nitrogennya, sehingga diperoleh
hasil yaitu kadar / kandungan nitrogen pada akar kangkung sebesar 3,9499
%, dan kadar proteinnya sebesar 24,6869
%.
Saran
Pada
saat praktikum perlu ketelitian lebih, dan diharapkan kepada praktikan agar
lebih memperhatikan praktikum yang dilaksanakan, agar pada saat pembuatan
laporan tidak mengalami kesulitan.
