ANALISIS KARBOHIDRAT
Dosen Pembimbing : Rastria Meilanda.S.Farm,.Apt,.M.Sc Meilanda.S.Farm,.Apt,.M.Sc
Disusun : Latifah (51502051)
STIK SITI KHADIJAH PALEMBANG TAHUN AJARAN 2018/2019
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melakukan aktivitas yang membutuhkan energi cukup banyak. Energi ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makanan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia yaitu kerbohidrat, protein, dan lemak. Kedudukan karbohidrat sangatlah penting bagi tubuh manusia, yaitu sebagai sumber kalori. Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi umat manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O2) yang lepas di udara (Almatsier, 2010). Karbohidrat juga mempunyai fungsi biologi lainnya yang tak kalah penting bagi beberapa makhluk hidup tingkat rendah, ragi misalnya, mengubah karbohidrat (glukosa) menjadi alkohol dan karbon dioksida untuk menghasilkan energi. Kita dapat mengenal berbagai jenis karbohidrat dalam kehidupan sehari hari, baik yang berfungsi sebagai pembangun struktur maupun yang berperan fungsional dalam proses metabolisme. Amilum atau pati, selulosa, glikogen, gula atau sukrosa dan glukosa merupakan beberapa senyawa karbohidrat yang penting dalam kehidupan manusia. Berdasarkan pernyataan di atas, pengujian karbohidrat pada suatu bahan pangan perlu dilakukan untuk mengetahui kadar karbohidrat pada bahan pangan tersebut. Secara umum, terdapat dua macam analisa karbohidrat, yaitu analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif meliputi Uji Molisch, Uji Barfoed, Uji Benedict, Uji Seliwanoff, dan Uji Iodin. Sedangkan analisa kuantitatif terdiri dari Metode Luff Schoorl, Metode Nelson-Somogyi, Metode Anthrone, Metode Folin, Metode Enzimatis, dan Metode Kromatografi. Namun pada praktikum ini, analisa protein dilakukan dengan metode Nelson-Somogyi.
1.2 Tujuan
a.
Untuk mengetahui cara penentuan gula reduksi bahan pangan dan hasil pertanian,
b. Untuk mengetahui cara pengambilan sampel yang akan dianalisa (homogenisasi), c.
Untuk mengetahui cara ekstraksi gula reduksi di dalam preparasi sampel bahan pangan dan hasil pertanian yang akan dianalisis kadar gula reduksinya.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karbohidrat dan Gula reduksi
2.1.1 Karbohidrat Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung unsur-unsur: C, H dan O, terutama terdapat didalam tumbuh-tumbuha n yaitu kira-kira 75%. Dinamakan karbohidrat karena senyawa-senyawa ini sebagai hidrat dari karbon; dalam senyawa tersebut perbandingan antara H dan O sering 2 berbanding 1 seperti air. Jadi C 6H12O6 dapat ditulis C6(H2O)6, C12H22O11 sebagai C12 (H2O)11dan seterusnya, dan perumusan empiris ditulis sebagai CnH2nOn atau Cn (H2O)n (Sastrohamidjojo, H., 2005). Karbohidrat dibagi menjadi beberapa klas atau golongan sesuai dengan sifatsifatnya terhadap zat-zat penghidrolisis. Karbohidrat atau gula dibagi menjadi empat klas pokok: 1. Gula yang sederhana atau monosakarida, kebanyakan adalah senyawa-senyawa yang mengandung lima dan enam atom karbon. Karbohidrat yang mengandung 6 karbon disebut heksosa. Gula yang mengandung 5 karbon disebut pentosa. Kebanyakan gula sederhana adalah merupakan polihidroksi aldehida yang disebut aldosa dan polihidroksi keton disebut ketosa. 2. Oligosakarida, senyawa berisi dua atau lebih gula sederhana yang dihubungkan oleh pembentukan asetal antara gugus aldehida dan gugus keton dengan gugus hidroksil. Bila dua gula digabungkan diperoleh disakarida, bila tiga diperoleh trisakarida dan seerusnya ikatan penggabungan bersama-sama gula ini disebut ikatan glikosida. 3. Polisakarida, di mana di dalamnya terikat lebih dari satu gula sederhana yang dihubungkan dalam ikatan glikosida. Polisakarida meliputi pati, sellulosa dan dekstrin. 4. Glikosida, dibedakan dari oligo dan polisakarida yaitu oleh kenyataan bahwa mereka mengandung molekul bukan gula yang dihubungkan dengan gula oleh ikatan glikosida (Sastrohamidjojo, H., 2005)
2.1.2 Gula Reduksi Sebagian karbohidrat bersifat gula pereduksi. Sifat gula pereduksi ini disebabkan adanya gugus aldehida dan gugus keton yang bebas, sehingga dapat mereduksi ion-ion logam. Gugus aldehida pada aldoheksosa mudah teroksidasi menjadi asam karboksilat dalam pH netral oleh zat pengoksidasi atau enzim. Dalam zat pengoksidasi kuat, gugus aldehida dan gugus alkohol primer akan teroksidasi membentuk asam dikarboksilat atau asam ardalat. Gugus aldehida atau gugus keton monosakarida dapat direduksi secara secara kimia menjadi gula alkohol, misalnya D-sorbito yang berasal dari D -glukosa. Gula reduksi merupakan golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-senyawa
penerima
elektron,
contohnya
adalah glukosa dan fruktosa. Gula
reduksi mempunyai kemampuan untuk mereduksi. Hal ini dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Senyawa-senyawa yang mengoksidasi atau bersifat reduktor adalah logam-logam oksidator seperti Cu (II). Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, fruktosa, laktosa, maltosa, dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk dalam gula non reduksi adalah sukrosa (Team Laboratorium Kimia UMM, 2008).
2.2 Penjelasan Bahan Baku
2.2.1 Jambu Biji Merah Jambu biji merah ( Psidium guajava L.) adalah salah satu buah heksotis dan dikenal dengan nama lain sepeti jambu klutuk atau jambu batu. Jambu biji merah termasuk dalam kelompok jambu biji bersama dengan jambu mangkok, jambu paris, dan jambu susu. Jambu biji berbentuk bulat dengan diameter kurang lebih 5 cm dan panjang 4-12 cm. Kulit buah berwarna kuning kehijauan dengan daging buah berwarna merah muda sampai merah (Satuhu dan Sjaifullah, 1994). Kandungan gizi dalam 100 gram buah jambu biji merah adalah 36-50 kalori, 77-86 g air, 2,8-5,5 g serat, 0,9-1,0 g protein, 0,1-0,5 g lemak, 0,43-0,7 g abu, 9,5-10 g karbohidrat, 9,1-17 mg kalsium, 17,8-30 mg fosfor, 0,3-0,7 mg besi, 200-400 IU vitamin A, 200-400 mg vitamin C, 0,046 mg vitamin B1, 0,03-0,04 mg vitamin B2, 0,6-1,068 mg vitamin B3 dan 82% bagian yang dimakan (Cahyono, 2010). 2.2.2 Pisang
Pisang merupakan tumbuhan monokotil yang termasuk dalam familia Musaceae. Pohonnya memiliki tinggi dua hingga sembilan meter, akar rizoma berada dalam tanah dan pelepahnya terdiri dari lembaran daun dan mahkota terminal daun tempat munculnya bakal buah. Pisang merupakan buah klimaterik yang artinya memiliki fase perkembangan, dengan meningkatnya ukuran buah dan meningkatnya kadar karbohidrat yang terakumulasi dalam bentuk pati. Pertumbuhan terhenti saat buah telah benar-benar ranum dan fase pematangan buah terhambat. Selama fase pematangan, kekerasan buah menurun, pati berubah menjadi gula, warna kulit berubah dari hijau menjadi kuning dan kekelatan pada buah hilang, berkembang menjadi flavor dengan karakteristik yang khas (Stover dan Simmonds, 1987). Pisang memiliki nilai gizi yang baik karena mengandung komponen karbohidrat yang tinggi sehingga dapat menyediakan energi sekitar 136 kalori untuk setiap 100 gram (Poedjiadi, 1994). Senyawa gula dalam pisang merupakan jenis fruktosa yang disebut juga dengan gula buah dan mempunyai indek glikemik lebih rendah dibandingkan dengan glukosa. Disamping itu pisang juga mengandung beberapa mikronutrisi seperti vitamin C, vitamin B6 dan mineral kalium, magnesium, fosfor, besi dan kalsium (Kusumo & Farid, 1994).
2.3 Macam-macam Analisa Karbohidrat
2.3.1 Analisa Kualitatif Karbohidrat dengan zat tertentu akan menghasilkan warna tertentu yang dapat digunakan untuk analisis kualitatif. Bila karbohidrat direaksikan dengan larutan naftol dalam alkohol. Kemudian ditambahkan H2SO4 pekat secara hati-hati, pada batas cairan akan berbentuk furfural yang berwarna ungu. Reaksi ini disebut reaksi molisch dan merupakan reaksi umum bagi karbohidrat.
1) Uji molisch Prinsip : bahan yang mengandung monosakarida bila direaksikan dengan H2SO4 pekat akan terhidrolisis membentuk furural. Furfural ini akan membentuk persenyawaan dengan naftol ditandai dengan terbentuknya warna violet (cincin). Oleh karena H2SO4 dapat menghidrolisis oligosakarida dan polisakarida.
Caranya : dalam 2 ml larutan contoh dalam tabung reaksi ditambahkan dua tetes pereaksi -naftol 10% ditambahkan ke dalam tabung reaksi dimana larutan contoh berada di
α
lapisan atas. Cincin berwarna merah ungu pada 12batas ke dua cairan menunjukkan adanya karbohidrat dalam contoh (Winarno, FG, 2004).
2) Uji barfoed Prinsip : monosakarida akan mereduksi reagen barfoed yang bersifat asam sehingga kekuatan hidrolisis menurun dan mengakibatkan tidak dapat mer eduksi disakarida. Caranya : pereaksi terdiri dari cupri asetat dan asam asetat. Dalam 5 ml pereaksi dalam tabung reaksi ditambahkan 1 ml larutan contoh, kemudian tabung reaksi ditempatkan dalam air mendidih selama 1 menit. Endapan berwarna merah orange menunjukkan adanya monosakarida dalam contoh.
3) Uji benedict Prinsip : larutan CuSO4 dalam suasana alkali akandireaksikn oleh gula yang mempunyai gugus aldehida sehingga cupri oksida (CuO) tereduksi menjadi Cu2O yang berwarna merah bata. Caranya : 5 ml pereaksi dalam tabung reaksi ditambahkan 8 tetes larutan contoh, kemudian tabung reaksi ditempatkan dalam air mendidih selama 5 menit. Timbulnya endapan warna hijau, kuning atau merah orange menunjukkan adanya gula pereduksi dalam contoh.
4) Uji Seliwanoff Prinsip : fruktosa dengan asam kuat akan mengalami dehidrasi membentuk 4 hidroksi metylfurfural.
Bila
ditambahkan
recorsinol
akan
berkondensasi
membentuk
persenyawaan yang berwarna merah 13 Carannya : 1 ml larutan contoh ditambahkan ke dalm 5 ml pereaksi (3,5 ml recorsinol 0,5 % dengan 12 ml HCL pekat, kemudian encerkan dengan 35 ml dengan air suling) kemudian ditempatkan dalam air mendidih selama 10 menit. Warna merah cherry menunjukkan adanya fruktosa dalam contoh (Winarno, FG, 2004)
5) Uji Iodin Prinsip : polisakarida akan membentuk reaksi dengan iodin dan memberikan warna spesifik tergantung jenis karbohidratnya. Amilosa dan iodin berwarna biru, amilopektin merah coklat, glikogen dan dextrin berwarna merah coklat. Caranya : larutan contoh diasamkan dengan HCl. Sementara itu dibuat larutn iodin dalam larutan KI. Larutan contoh sebanyak satu tetes ditambahkan ke dalam larutan iodin. Timbulnya warna biru menunjukkan adanya pati dalam contoh, sedangkan warna merah menunjukkan adanya glikogen.
2.3.2 Analisa Kuantitatif Banyaknya cara yang dapat digunakan untuk menentukan banyaknya karbohidrat dalam suatu bahan yaitu antara lain dengan cara kimiawi, cara fisik, cara ensimatik, atau biokimiawi, dan cara kromatografi. Penentuan karbohidrat yang termasuk polisakarida maupun
oligosakarida
memerlukan
perlakuan
pendahuluan
sehingga
diperoleh
monosakarida. Untuk keperluan ini maka bahan dihidrolisis dengan asam atau enzim pada suatu keadaan yang tertentu.
1) Metode Luff Schoorl Pada penentuan gula cara Luff-Schrool yang ditentukan bukannya kuprooksida yang mengendap tetapi dengan menentukan kupri oksida dalam larutan sebelum direaksikan dengan gula reduksi (titrasi blanko) dan sesudah direaksikan dengan sampel gula reduksi (titrasi sampel). Penentuannya dengan titrasi menggunakan Natrium tiosulfat. Selisih titrasi blanko dengan titrasi sampel ekuivalen dengan kupro oksida yang terbentuk dan juga ekuivalen dengan jumlah gula reduksi yang ada dalam bahan atau larutan. Reaksi yang terjadi selama penentuan karbohidrat cara ini mula-mula kupri oksida yang ada dalam reagen akan membebaskan iod dari garam kalium iodida. Banyaknya iod yang dibebaskan ekuivalen dengan banyaknya kupri oksida. Banyaknya iod dapat diketahui dengan titrasi menggunakan Natrium tiosulfat. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup maka diperlukan indikator amilum. Apabila larutan berubah warnanya dari biru menjadi putih berarti titrasi sudah selesai. Agar perubahan warna biru menjadi putih dapat tepat maka penambahan amilum diberikan pada saat titrasi hampir selesai. Setelah diketahui selisih banyaknya titrasi blanko dan titrasi sampel kemudian
dikonsultasikan dengan tabel yang sudah tersedia yang menggambarkan hubungan antara banyaknya Natrium tiosulfat dengan banyaknya gula reduksi (Sudarmadji,S. 1989).
2) Metode Nelson-Somogyi Salah satu metode kimiawi yang dapat digunakan untuk analisa karbohidrat adalah metode oksidasi dengan kupri. Metode ini didasarkan pada peristiwa tereduksinya kupri okisida menjadi kupro oksida karena adanya andungan senyawa gula reduksi pada bahan. Reagen yang digunakan biasanya merupakan campuran kupri sulfat, Na-karbonat, natrium sulfat, dan K-Na-tartrat (reagen Nelson Somogy) (Fauzi, 1994).
3) Metode Anthrone Penggunaan Metode Anthrone untuk analisis total karbohidrat mulai berkembang sejak penggunaan pertama kali oleh Dreywood pada tahun 1946 untuk uji kualitatif. Dasar dari reaksi ini adalah kemampuan karbohidrat untuk membentuk turunan furfural dengan keberadaan asam dan panas, yang kemudian diikuti dengan reaksi dengan anthrone yang menghasilkan warna biru kehijauan (Sattler dan Zerban 1948) dalam Brooks et al (1986). Uji Anthrone ini memiliki kelebihan dalam hal sensitifitas dan kesederhanaan ujinya (Koehler, 1952). Kekurangan dari Metode Anthrone adalah ketidakstabilan dari reagen (anthrone yang dilarutkan dalam asam sulfat), sehingga perlu dilakukan persiapan reagen yang baru setiap hari.
4) Metode Folin Mempunyai prinsip, filtrat darah bebas protein dipanaskan dengan larutan CuSO4 alkali. Endapan CuO yang dibentuk oleh glukosa akan larut dengan penambahan larutan fosfo molibdat. Larutan ini dibandingkan secara kolorimetri dengan larutan standar glukosa (Horwitz, 1970).
5) Metode Enzimatis Penentuan gula dengan cara enzimatis sangat tepat terutama untuk tujuan penentuan gula tertentu yang ada dalam suatu campuran berbagai macam gula. Cara kimiawi mungkin sulit untuk penentuan secara individual yang ada dalam campuran itu,tetapi dengan cara enzimatis ini penentuan gula tertentu tidak akan mengalami
kesulitan karena tiap enzim sudah sangat spesifik untuk gula yang tertentu. (S Sudarmadji, B Haryono, Suhardi, 2003)
6) Metode Kromatografi Penentuan karbohidrat dengan cara kromatografi adalah dengan mengisolasi dan mengidentifikasi karbohidrat dalam suatu campuran. Isolasi karbohidrat ini berdasarkan prinsip pemisahan suatu campuran berdasarkan atas perbedaan distribusi rationya pada fase tetap dengan fase bergerak. Fase bergerak dapat berupa zat cair atau gas,sedangkan fase tetap dapat berupa zat atau zat cair. Apabila zat padat sebagai fase tetapnya maka disebut kromatografi serapan, sedang bila zat cair sebagai fase tetapnya disebut khromatografi partisi.(S Sudarmadji, B Haryono, Suhardi, 2003).
2.4 Prinsip Analisa Gula Reduksi
Metode Nelson Somogyi digunakan untuk mengukur kadar gula reduksi dengan menggunakan pereaksi tembaga-arsenol-molibdat. Reagen nelson somogyi berfungsi sebagai oksidator antara kuprooksida yang bereaksi dengan gula reduksi membentuk endapan merah bata. Dalam hal ini, pereaksi Somogyi merupakan pereaksi tembaga alkali yang mengandung Na2PO4 anhidrat dengan garam K-Na-tartrat (garam Rochelle), sedangkan pereaksi Nelson mengandung amonium molibdat H2SO4, NaHAsO4.7H2O. Dengan membandingkannya terhadap larutan standar, konsentrasi gula dalam sampel dapat ditentukan. Reaksi warna yang membentuk dapat menentukan konsentrasi gula dalam sampel dengan mengukur absorbansinya. Metode Nelson-Somogyi merupakan salah satu metode kimiawi yang dapat digunakan untuk analisa karbohidrat adalah metode oksidasi dengan kupri. Metode ini didasarkan pada peristiwa tereduksinya kupri okisida menjadi kupro oksida karena adanya andungan senyawa gula reduksi pada bahan. Reagen yang digunakan biasanya merupakan campuran kupri sulfat, Na-karbonat, natrium sulfat, dan K-Na-tartrat (reagen Nelson Somogy) (Fauzi, 1994).
BAB 3 METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat a.
Corong mika (3)
b. Kertas saring (3) c.
Labu ukur 100 ml (3)
d. Beaker Glass 150 ml (3) e.
Beaker Glass 600 ml (1)
f.
Batang stirrer (1)
g. Stirrer h. Penangas i.
Pipet Tetes (1) Tabung reaksi (9)
j.
Bulb Pipet
k. Vortex l.
Botol Semprot
m. Kuvet (2) n. Pipet volume 1 ml (3) o. Spektrofotometer p. Spatula besi (1) q. Pi-pump r.
Neraca analistis 3.1.2 Bahan
a.
Pisang
b. Jambu c.
CaCO3
d. BaOH e.
ZnSO4
f.
Aquades
g. Nelson Somogyi h. Arsenomolybdat
3.2 Prosedur Analisa
3.2.1 Menentukan Kadar Karbohidrat dalam Bahan Tahap pertama yang dilakukan adalah menyiapkan sampel cair. Sampel cair yang diambil dengan 3 konsentrasi
berbeda yaitu 0,2 ml; 0,3 ml dan 0,4 ml. Kemudian
masing-masing sampel ditambahkan 1 ml reagen Nelson Samogy untuk mereduksi kuprioksida menjadi kuprooksida. Setelah itu dipanaskan selama 20 menit untuk melarutkan dan mempercepat reaksi kimia. Tambahkan 1 ml arsenomolibdat untuk mereduksi endapan kuprooksida menjadi molibdine blue berwarna biru. Kemudian menera larutan dengan 10 ml aquades, agar larutan tidak terlalu pekat. Setelah itu divortex untuk menghomogenkan dan masukan ke dalam kuvet yaitu tempat untuk pembacaan absorbansi dan tahap terakhir masukan ke spektrofotometer yaitu alat untuk mengukur absorbansinya dengan panjang gelombang 540 nm. Pengukuran absorbansi didasarkan pada warna biru yang dihasilkan dari proses reduksi arsenomolybdat menjadi molybdine blue. 3.2.2 Analisa Sampel Untuk melakukan analisis sampel, 0,5 ml sampel yang telah dibuat dimasukkan ke masing-masing labu takar. Setelah itu tambahkan larutan lowry sebanyak 2 ml akan mengikat protein dengan lowry menjadi Cu. Kemudian ditunggu 10 menit untuk mengoptimalkan reaksi. Ditambahkan Folin sebanyak 0,2 ml, Cu yang terbentuk akan mengikat Folin membentuk senyawa berwarna biru untuk diamati absorbansnya dengan alat spektrofotometer. Selanjutnya ditera dengan aquades hingga tanda batas kemudian ditunggu selama 1 jam untuk mengoptimalkan reaksi. Setelah itu diamati absorbansinya dengan alat spektrofotometer pada 750 nm, gelombang tersebut warna biru yang dihasilkan oleh ikatan Cu dan folin dapat terbaca dengan baik oleh spektofotometer
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier, S. 2010. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Cahyono, Bambang. 2010. Sukses Budi Daya Jambu Biji di Pekarangan dan Perkebunan. Yogyakarta: LilyPublisher. Fauzi, Mukhammad. 1994. Analisa Hasil Pangan (Teori dan Praktek). Jember: UNEJ Horwitz, W., 1970. Official Method of Analysis of Official Analytical Chemist . Washington D.C: Fifteenth Edition. Koehler, LH. 1952. Differentiation of carbohydrates by anthrone reaction rate and color intensity. Analytical Chemistry 24: 1576-1579 Kusumo S, Farid A. 1994. Koleksi konservasi, evaluasi plasma nutfah pisang . Jakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hortikultura. Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Penerbit UI-Press. Sastrohamidjojo, H. 2005. Kimia Organik . Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Satuhu, S.,. 1994. Penanganan dan Pengolahan Buah . Jakarta: Penebar Swadaya Sattler L dan FW. Zerban. 1948. The Dreywood anthrone reaction as affected by carbohydrate structure, Science, 108:207. Stover, R.H. and N.W. Simmons. 1987. Bananas 3rd . Singapura: Longmans Group, U.K. Ltd. Sudarmadji, S. 1989. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta : Liberti Sudarmadji, S; B. Haryono; dan Suhardi. 2003. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty. Team Laboratorium Kimia UMM. 2008. Penuntun Praktikum Biokimia Bioligi. Malang: Laboratorium Kimia UMM. Winarno F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama
