LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA PANGAN KARBOHIDRAT II Uji Moore Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Praktikum Biokimia Pangan
Oleh : Nama : Nazir Siddiq NRP : 113020080 Kelompok :D Meja : 1 (Satu) Asisten : Ogy Tanjung W igelar Tanggal Percobaan : 22 Maret 2013
LABORATORIUM BIOKIMIA PANGAN JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PASUNDAN BANDUNG 2013
LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA PANGAN KARBOHIDRAT II Uji Moore Nazir Siddiq : 113020080 Moch Rizal R : 113020078 Feny S : 113020083 INTISARI Tujuan dari percobaan Uji Moore adalah untuk mengetahui terjadinya karamelisasi pada suatu bahan. Prinsip percobaan Uji Moore adalah berdasarkan oksidasi da pemansan senyawa karbohidrat yang menghasilkan senyawa kompleks berwarna coklat dengan bau yang khas. Berdasarkan hasil percobaan pada Uji Moore didapatkan bahwa sampel Syrup, Apel, dan Yogurht positif berwarna cokelat/berbau karamel, Sedangkan sampel Laktosa dan Gula pasir hasilnya negatif tidak berwarna cokelat/berbau karamel.
I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan mengenai : (1) Latar Belakang, (2) Tujuan Percobaan, (3) Prinsip Percobaan, dan (4) Reaksi Percobaan. 1.1. Latar Belakang Pembentukan pigmen karamel dapat dianggap reaksi pencoklatan nonenzimatik tanpa senyawa nitrogen. Jika gula dipanaskan tanpa air atau larutan pekat gula dipanaskan sederet reaksi terjadi yang pada akhirnya membentuk karamel (deMan, hal: 82,1998). 1.2. Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan Uji Moore adalah mengetahui terjadinya karamelisasi pada suatu bahan.
untuk
1.3. Prinsip Percobaan Prinsip percobaan Uji Moore adalah berdasarkan oksidasi da pemansan senyawa karbohidrat yang menghasilkan senyawa kompleks berwarna coklat dengan bau yang khas.
1.4. Reaksi Percobaan H
Na
C=O
C = OH
H - C - OH
H - C - OH
OH - C - H + NaOH
OH - C - H + H 2O
H - C - OH
H - C - OH
H - C - OH
H - C - OH
CH2OH
CH2OH Karamel
Gambar 1. Reaksi Uji Moore II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan mengenai : (1) Browning, dan (2) Faktor-faktor penyebab browning non-enzimatik. 2.1. B r o w n i n g Reaksi pencoklatan browning terdiri dari reaksi pencoklatan enzimatis dan non-enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis biasa terjadi pada buah-buahan dan sayur-sayuran yang memiliki senyawa fenolik. Senyawa ini berfungsi sebagai substrat bagi enzim polifenoloksidase. Terdapat berbagai macam senyawa fenolik, yaitu katekin dan turunannya (tirosin), asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosianin (deMan, 1998). Pada jaringan tanaman, enzim PPO dan substrat fenolik dipisahkan oleh struktur sel sehingga tidak terjadi pencoklatan. Untuk memicu terjadinya reaksi pencoklatan, harus ada reaksi antara enzim PPO, substrat fenolik, serta oksigen. Untuk mengontrol pencoklatan enzimatis dapat dilakukan inaktifasi PPO dengan panas, penghambatan PPO secara kimiawi (dengan asidulan, pengaturan pH, pengkelat, atau
kofaktor esensial yang terikat pada enzim), agen pereduksi (asam askorbat & eritrobat), pengurangan oksigen (pengemasan vakum, perendaman gula, pelapisan edible film), enzim proteolitik, ataupun dengan madu. Senyawa fenolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling berdekatan merupakan substrat yang baik untuk proses pencoklatan. Proses pencoklatan enzimatik memerlukan adanya enzim fenol oksidase dan oksigen yang harus berhubungan dengan substrat tersebut. Enzim-enzim yang dapat mengkatilis oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama, yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase, fenolase, atau polifenolase; masing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu. Reaksi pencoklatan non-enzimatis yaitu karamelisasi, reaksi Maillard, dan pencoklatan akibat vitamin C. 2.1.1. Karamelisasi Bila suatu larutan sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, demikian juga titik didihnya. Keadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh air menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa yang lebur. Titik lebur sukrosa adalah 0 160 C. Bila gula yang telah mencair tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada 0 suhu 170 C, maka mulailah terjadi karamelisasi sukrosa. Reaksi yang terjadi bila gula mulai hancur atau terpecahpecah tidak diketahui pasti, tetapi paling sedikit melalui tahaptahap seperti berikut: Mula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi sebuah molekul glukosa dan sebuah fruktosan (Fruktosa yang kekurangan satu molekul air). Suhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dari setiap molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan fruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimerisasi, dan beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut (Winarno, 2002). Warna coklat karamel didapat dari pemanasan larutan sukrosa dengan amonium bisulfat seperti yang digunakan pada minuman cola, minuman asam lainnya, produk-produk hasil pemanggangan, sirup, permen, pelet, dan bumbu kering. Larutan asam (pH 2-4,5) ini memiliki muatan negatif. Terdapat tiga kelompok karamel, yaitu karamelan, karamelen, dan
karamelin, yang masing-masing berbeda (deMan, 1998).
memiki
bobot
molekul
2.1.2. Reaksi Maillard Reaksi Maillard adalah reaksi antara karbohidrat khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer. hasilnya berupa produk berwarna cokelat yang sering dikehendaki. Namun kadang-kadang malah menjadi pertanda penurunan mutu. Reaksi maillard yang dikehendaki misalnya pada pemanggangan daging, roti, menggoreng ubi jalar, singkong, dll. Reaksi Maillard yang tdak dikehendaki misalnya misalnya pada pengeringan susu, telur. Gugus amino primer biasanya terdapat pada bahan awal berupa asam amino. Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap berikut: Aldosa (gula pereduksi) bereaksi dengan asam amino atau dengan gugus amino dari protein sehingga dihasilkan basa Schiff. Perubahan terjadi menurut reaksi amadori sehingga menjadi amino ketosa. hasil reaksi amadori mengalami dehidrasi membentuk furfural dehida dari pentosa atau hidroksil metil furfural dari heksosa. proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan produk antara berupa metil-dikarbonil yang diikuti penguraia menghasilkan reduktor dan dikarboksil seperti metilglioksal, asetot, dan diasetil. Aldehida-aldehida aktif dari 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna cokelat yang disebut melanoidin. Reaksi maillard berlangsung cepat pada suasana alkalis dan dalam bentuk larutan. Meskipun demikian, pada kadar air bahan 13% sudah terjadi pencokelatan. Gula nonreduksi tidak dapat melakukan reaksi Maillard selama tidak terjadi pemecahan ikatan glikosida yang dapat membebasan monoskarida dengan gugus pereduksi. Aldopentosa lebih reaktif daripada aldoheksosa. Fruktosa dalam keadaan murni tidak akan mengalami kondensasi dengan asam amino (Rizky, 2011). Berkaitan dengan suhu, reaksi ini berlangsung cepat o o pada suhu 100 C namun tidak terjadi pada suhu 150 C. Kadar
air 10-15% adalah kadar air terbaik untuk reaksi Maillard, sedangkan reaksi lambat pada kadar air yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Pada pH rendah, gugus amino yang terprotonasi lebih banyak sehingga tidak tersedia untuk berlangsungnya reaksi ini. Umumnya molekul gula yang lebih kecil bereaksi lebih cepat dibanding molekul gula yang lebih besar. Dalam hal ini, konfigurasi stereokimia juga memengaruh, misalnya pada sesama molekul heksosa, galaktosa lebih reaktif dibanding yang lain. 2.1.3. Pencoklatan Akibat Vitamin C Vitamin C ( asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna cokelat nonenzimatik. Asam-asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidrokaskorbat. Dalam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonati kemudian berlangsung reaksi Maillard dan proses pencoklatan (Feizal, 2012). III BAHAN, ALAT, DAN METODE PERCOBAAN Bab ini menguraikan mengenai : (1) Bahan yang digunakan, (2) Alat yang digunakan, dan (3) Metode Percobaan. 3.1. Bahan yang digunakan Bahan yang digunakan untuk percobaan Uji Moore adalah Syrup, Apel, Yogurht, Laktosa dan Gula pasir. Pereaksi yang digunakan adalah Larutan NaOH 10 %. 3.2. Alat yang digunakan Alat-alat yang digunakan pada Uji Moore adalah tabung reaksi, pipet tetes, pembakar bunsen, dan gelas kimia.
3.3. Metode percobaan 2 ml larutan karbohidrat + 2 ml NaOH 10%
Panaskan selama5 menit Amati perubahan warna dan yang terjadi Apabila cokelat dan berbau karamel maka Hasilnya + Gambar 2. Prosedur Uji Moore IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Bab ini menguraikan mengenai : (1) Hasil Pengamatan dan (2) Pembahasan. 4.1. Hasil Pengamatan Tabel 1. Hasil Pengamatan Uji Moore Sampel (A) Laktosa (L) Syrup (K) Apel (J) Gula pasir (B) Yogurht
Pereaksi
Warna
Hasil
Larutan NaOH 10 %
Kuning Cokelat Cokelat Bening Cokelat kehijauan
+ + +
Keterangan : (+) Berwarna cokelat/berbau karamel (-) Tidak berwarna cokelat/berbau karamel (Sumber : Nazir Siddiq, dan Moch Rizal R, Kel D, Meja 1, 2013)
Gambar 3. Hasil Pengamatan Uji Moore 4.2. Pembahasan Karbohidrat mempunyai sifat-sifat tertentu ketika mendapatkan perlakuan baik perlakuan secara fisik maupun kimia , salah satu ciri dari sifat karbohidrat adalah dapat membentuk caramel dengan ditunjukan perubahan warna menjadi coklat dan mengeluarkan bau yang khas proses terbentuknya caramel dinamakan karamelisasi, hal ini karena proses pemanasan diatas titik leleh dari karbohidrat, hasil warna coklat yang ditunjukan sebagai sifat karbohidrat itu merupakan hasil degradasi termal gula sukrosa atau glukosa. Faktor-faktor penyebab browning non enzimatik adalah sebagai berikut : • Karamelisasi diakibatkan oleh suhu dan waktu • Reaksi maillard diakibatkan oleh jenis gula, suhu dan waktu • Pencoklatan akibat vitamin c Hal-hal yang dapat dilakukan untuk mencegah proses pencoklatan adalah : aktivitas enzim dengan pemanasan • Membatasi • Menambah ion sulfit • Menambah asam cuka • Menghambat kontak dengan oksigen dengan cara memasukkan bahan kedalam larutan atau air. Dampak proses browning non-enzimatik pada produk adalah jika sayuran dan buah-buahan terpotong atau
terluka maka biasanya pada bagian yang terpotong atau terluka tersebut permukaannya akan berubah warnanya menjadi coklat (Feizal, 2011). Mekanisme terbentuknya karamelisasi , bila gula yang telah mencair tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya o melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu 170 C, maka mulailah terjadi karamelisasi. Karamelisasi memerlukan suhu o o sekitar 200 C. Pada 160 C, sukrosa meleleh dan membentuk anhidrida glukosa dan anhidrida fruktosa (levulosan). Pada o suhu 200 C, urutan reaksi terdiri atas tiga tahap yang jelas terpisah waktunya. Tahap pertama memerlukan pemanasan 35 menit dan kehilangan bobot 4,5 %, sesuai dengan kehilangan satu molekul air per molekul sukrosa. Ini dapat berarti pembentukan senyawa seperti isosakarosan. Setelah dipanaskan selama 55 menit, kehilangan bobot menjadi 99 % dan pigmen yang terbentuk disebut karamelan. Karamelan o hanya larut dalam air dan meleleh pada 154 C. Pemanasan lebih lanjut menyebabkan pembentukan pigmen sangat gelap yang hampir tak larut dengan susunan molekul rata-rata C125H188O80. Bahan ini disebut humin atau karamelin (deMan, hal : 182, 1998) Bau rasa karamel yang khas adalah akibat dari sejumlah hasil fragmentasi dan dehidrasi gula, termasuk diasetil, asam asetat, asam format, dan dua hasil urai yang dilaporkan mempunyai bau rasa khas karamel oleh Jurch dan Tatum (1970), yaitu asetilformoin dan 4-hidroksi-2,5-dimetil-(2H) – furanon (deMan, hal : 183 1998). Dalam mempercepat reaksi dan penurunan titik lebur pada gula dalam hal ini sukrosa ditambahkan senyawa NaOH, senyawa ini bekerja dengan cara menurunkan titik lebur gula sehingga proses pemanasan yang diberikan tidak terlalu lama untuk mencapai gula menunjukan sifatnya yaitu karamelisasi, pemanasan pada uji moore berfungsi untuk mempercepat reaksi supaya cepat terbentuk caramel pada sampel yang akan diidentifikasi. Pada percobaan ini tidak terjadi perbedaan antara hasil percobaan yang dilakukan oleh praktikan dengan hasil dari laboratorium biokimia pangan 2013.
V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan mengenai : (1) Kesimpulan dan (2) Saran. 5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan pada Uji Moore didapatkan bahwa sampel Syrup, Apel, dan Yogurht positif berwarna cokelat/berbau karamel, Sedangkan sampel Laktosa dan Gula pasir hasilnya negatif tidak berwarna cokelat/berbau karamel. 5.2. Saran Saran yang diberikan pada praktikan adalah harus lebih siap materi yang akan di uji dan teliti, serta bekerja sama dengan baik, dengan rekan satu meja agar percobaan dapat terlaksana dengan baik dan hasilnya pun akan lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA deMan, J.M. (1998). Kimia Makanan. Penerbit ITB; Bandung. Feizal, (2011), Browning non enzymatic, http://blog.ub.ac.id/feizalyogi/author/feizalyogi/, di akses 28/03/2013. Rizky, (2011), Reaksi Maillard, http://lordbroken.wordpress.com/2011/10/05/penyebabreaksi-maillard-maillard-reaction/, di akses 19/03/2013. Winarno, F.G. (2002). Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama; Jakarta.
