ANALISIS KARBOHIDRAT METODE LUFF SCHOORL Anisa Kurniasani1, Isna Nur Arifina1, Muhammad Farhan Afif1, , Andini Retno Yunitasari1, Humairoh Sholehah1, Dimas Bagus Arief Fikri Aziz2, Rica Monica2, Deya Silviani2 1
Kelompok 4 AZG Makro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia 2 Asisten praktikum AZG Makro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia
ABSTRACT Luff schoorl carbohydrate analysis method has been established by BSN in SNI 01-2891-1992. In the analysis of carbohydrates by this method, the entire carbohydrate compound that is broken down into simple sugars with the aid of acid, ie HCl and heat. Carbohydrates are the primary energy source for humans. Glucose is one of the monomer from carbohydrates. The principle of the method is determined by the solution before the cuprooxyde reacted with a reducing sugar after reaction with the reducing sugar samples were titrated with Na-thiosulfate. The difference is the sugar content reduction. The purpose of this analysis is to analyze carbohydrates in beverages. Lab procedures of carbohydrate analysis by Luff Schoorl methods done in 3 stages: preparation of samples, determination of the sugar with the Luff Schoorl before inversion method, and determination of the sugar content after inversion. The analysis obtained sucrose concentration in the sample was 8.84% NG. The sucrose content on its nutrition fact is 7%. The samples are PO beverage with high levels of sucrose were tested during the lab by 24.93%, while its content on the nutrition fact is 11%. The sucrose concentration of G beverage was 7:56% and its content on the nutrition fact is 7.04%. The results obtained the difference of sucrose concentration levels of analysis and on the nutrition fact. Two samples of beverages, namely NG and G levels are approaching the levels of sucrose on nutrition fact, while the sample PO drink is very different from the content of the nutrition fact (overestimate). Keyword: carbohydrate, glucose, Luff Schoorl, sucrose
ABSTRAK Analisis karbohidrat metode Luff Schoorl telah ditetapkan oleh BSN dalam SNI 01-2891-1992. Pada analisis karbohidrat dengan metode ini, seluruh senyawa karbohidrat yang ada dipecah menjadi gula-gula sederhana dengan bantuan asam, yaitu HCl dan panas. Karbohidrat adalah sumber energi utama untuk manusia. Glukosa merupakan salah satu monomer karbohidrat. Prinsip metode Luff Schoorl bukan ditentukan dari kuprooksida yang mengendap tetapi dengan menentukan kuprooksida dalam larutan sebelum direaksikan dengan gula reduksi sesudah reaksi dengan sampel gula reduksi yang dititrasi dengan Na-Thiosulfat. Selisihnya merupakan kadar gula reduksi. Tujuan dari praktikum analisis karbohidrat metode Luff Schoorl adalah untuk menganalisis karbohidrat pada minuman dalam kemasan. Prosedur praktikum analisis karbohidrat metode Luff schoorl dilakukan dengan 3 tahap yaitu persiapan sampel, penentuan kadar gula sebelum inversi, dan penentuan kadar gula sesudah inversi. Hasil analisis didapatkan kadar sukrosa pada sampel NG sebesar 8.84%. Kadar sukrosa sampel pada nutrition fact adalah 7%. Sampel ke dua yaitu minuman PO dengan kadar sukrosa yang diuji pada saat praktikum sebesar 24.93% , sedangkan kadar pada nutrition fact sebesar 11%. Kadar sukrosa pada sampel ketiga, yaitu minuman G sebesar 7.56 % dengan kadar pada nutrition fact sebesar 7.04 %. Kadar sukrosa hasil praktikum berbeda dengan kadar pada nutrition fact. Dua sampel minuman, yaitu NG dan G kadarnya mendekati kadar sukrosa pada nutrition fact, sedangkan pada sampel minuman PO kadar sukrosa hasil analisis sangat berbeda dengan kadar pada nutrition fact (overestimate). Kata kunci: glukosa, karbohidrat, Luff Schoorl, sukrosa
PENDAHULUAN Karbohidrat adalah salah satu zat yang banyak terdapat pada makanan pokok manusia. Fungsi utama karbohidrat dalam tubuh adalah sebagai sumber energi. Semua karbohidrat berasal dari tanaman. Karbohidrat
secara sederhana dapat diartikan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O). Perbandingan antara hidrogen dan oksigen (2 : 1), oleh karena itu diberi nama karbohidrat[1]. Senyawa ini dibentuk melalui proses fotosintesis antara air
(H2O) dengan karbondioksida (CO2) dengan bantuan sinar matahari (UV) menghasilkan senyawa sakarida dengan rumus (CH2O)n dalam tumbuhan. Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk dunia, khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Meskipun jumlah kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 Kalori (kkal) bila dibanding protein dan lemak, karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah. Selain itu, beberapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat (dietary fiber) yang berguna bagi [1] pencernaan . Karbohidrat dapat digolongan menjadi dua macam yaitu karbohidrat sederhana dengan karbohidrat kompleks atau dapat pula menjadi tiga macam, yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Gula adalah suatu karbohidrat sederhana yang menjadi sumber energi dan merupakan oligosakarida. Kandungan karbohidrat dalam suatu bahan makanan dapat diketahui melalui berbagai macam metode. Metode yang telah dikembangkan untuk analisis karbohidrat juga sangat banyak, dan tergantung juga oleh jenis analisis (kualitatif atau kuantitatif) dan tipe karbohidrat yang dianalisis[2]. Salah satu analisis yang digunakan untuk menetapkan kadar karbohidrat adalah dengan metode Luff Schoorl karena didasarkan pada uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh BSN dalam SNI 01-28911992[3]. Metode Luff-Schoorl dipilih karena sangat menguntungkan dalam menganalisa gula nabati termasuk sukrosa yang berasa manis, dasar sakarosa adalah disakarida, yang apabila direduksi akan menghasilkan monosakarida yang bersifat pereduksi. Monosakarida tersebut akan mereduksikan CuO dalam larutan Luff menjadi Cu2O. Kelebihan CuO akan direduksikan dengan KI berlebih, sehingga dilepaskan I2. Selanjutnya I2 yang dibebaskan tersebut dititrasi dengan larutan Na2S2O3[2]. Penelitian M.Verhaart menyatakan bahwa metode Luff Schoorl merupakan metode terbaik untuk mengukur kadar karbohidrat dengan tingkat kesalahan sebesar 10%. Selain itu, menurut Osborne dan Voogt, metode Luff-Schoorl dapat diaplikasikan
untuk produk pangan yang mengandung gula dengan bobot molekuler yang rendah dan pati alami atau modifikasi[2]. Berdasarkan paparan di atas, diperlukan sebuah praktikum untuk melatih mahasiswa agar terampil dan paham dalam menganalisa kadar karbohidrat suatu bahan pangan dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui kadar karbohidrat pada minuman kemasan yaitu PO, NG, dan G dengan menggunakan metode Luff Schoorl.
METODE 2.1 Waktu dan Tempat Praktikum dilakukan pada hari Kamis, 23 April 2015 pukul 13.00-16.00 WIB di Laboratorium Kimia dan Analisis Pangan 1, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor.
2.2 Alat dan Bahan Pada percobaan analisis karbohidrat metode Luff Schoorl, alat yang digunakan adalah gelas ukur 100 ml, erlenmeyer, neraca analitik, gegep kayu, corong, pengangas air, pipet tetes, dan pipet mohr. Bahan yang digunakan adalah sampel minuman siap saji, biuret, larutan HCl 3%, Na3PO4 10%, Na2HPO4 10%, pereaksi Luff Schoorl, H2SO4 25 %, KI 15%, Na2S2O3 0.1 N Na tiosulfat, dan indikator Amilum 1%.
2.3 Prosedur Percobaan Analisis karbohidrat metode Luff Schoorl telah ditetapkan oleh BSN dalam SNI 01-2891-1992. Prosedur praktikum analisis karbohidrat metode Luff Schoorl dilakukan dengan 3 tahapan, yaitu persiapan sampel, penentuan kadar gula sebelum inversi, dan penetuan kadar gula sesudah inversi. Tahap persiapan sampel dimulai dengan memasukkan 5 ml sampel ke dalam labu takar 100 ml, lalu tambahkan 10 ml Pb-asetat setengah basa, dikocok (ditambahkan larutan Na2HPO4 1% tetes demi tetes, bila timbul endapan putih berarti Pb-asetat sudah cukup). Langkah selanjutnya adalah menambahkan
kembali Na2HPO4 1% sampai tidak terbentuk endapan putih lagi, lalu ditera dengan air suling, kemudian dikocok dan dibiarkan selama 15 menit kemudian disaring. Tahap selanjutnya adalah penentuan kadar gula sebelum inversi, dimulai dengan mengambil filtrat sampel dan memasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml, ditambahkan air suling dan larutan Luff, dipanaskan sampai mendidih lalu didinginkan dalam air es dan ditambahkan 10 ml larutan KI 30% dan 25 ml larutan H2SO4 25 % dengan hati-hati. Kemudian, dititrasi dengan larutan thio 0.1 N dengan indikator kanji 0.5 %. Blanko dibuat dengan menggunakan 25 ml air suling dan 25 ml larutan Luff tanpa sampel. Tahap terakhir adalah penentuan kadar gula sesudah inversi, dimulai dengan mengambil 10 ml filtrat larutan sampel dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml, ditambahkan 5 ml larutan HCl 25 %, dipanaskan dalam pemanas air pada suhu 70°C selama 10 menit, setelah dingin dinetralkan dengan NaOH 30 % dengan menggunakan indikator PP, ditera dengan air suling, diambil 10 ml larutan dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml, ditambahkan 15 ml air suling dan 25 ml larutan Luff, dipanaskan hingga mendidih dan didinginkan segera dalam air es dan ditambahkan 10 ml larutan KI 30 % dan larutan H2SO4 25 % dengan hati-hati. Titrasi dengan larutan thio 0.1 N dengan indikator kanji 0.5 %. Blanko dibuat dengan menggunakan 25 ml air suling dan 25 ml larutan Luff tanpa sampel.
HASIL Sampel yang digunakan pada penetapan kadar gula dengan metode Luff Schoorl adalah minuman kemasan yang biasa beredar di pasaran, terdiri dari tiga merek yang berbeda yaitu NG, PO, dan G yang merupakan minuman rasa buah. Semua minuman kemasan tersebut mengandung nutrition fact, yang di dalamnya tertera kandungan gula, yang kemudian akan dibandingkan dengan kadar gula hasil praktikum laboratorium menggunakan metode Luff Schoorl. Berikut adalah hasil percobaan analisis kadar gula pada minuman siap saji.
Tabel 1 Hasil perhitungan kandungan karbohidrat dalam bahan pangan Sampel Ymg Fp Bobot Kadar (mg) Sukrosa (%) NG 10.7 10 5035.0 8.84 5.76 100 PO 6 10 4992.5 24.93 13.7 100 G 5.04 10 4796.2 7.56
Perhitungan kadar gula (%): Kadar gula NG sebelum inversi = ((y mg x FP)/bobot sampel) x 100% = ((10.7 mg x 10) / 5035.0 ) x 100% = 2.13 % Kadar gula NG sesudah inversi = ((y mg x FP)/bobot sampel) x 100% = (( 5.76 x 100)/ 5035.0) x 100% = 11.4399 % Kadar sukrosa = (Kadar gula sesudah inversi – kadar gula sebelum inversi) x 0.95 = 11.4399 % - 2.13 % x 0.95 = 8.84 % Keterangan : a. Y mg = berat Tio dalam mg b. Fp = faktor pengenceran
PEMBAHASAN Karbohidrat (CH2O)n, adalah sumber energi utama untuk manusia. Sebagian besar karbohidrat yang kita konsumsi adalah tepung/ amilum/ pati, yang terkandung dalam gandum, jagung, beras, kentang dan padi-padian lainnya. Glukosa merupakan monomer dari karbohidrat. Glukosa dapat disintesis oleh tumbuhan hijau pada proses fotosintesis. Glukosa termasuk monosakarida yang mmpunyai rumus umum C6H12O6 yang disebut sebagai dekstrosa atau gula anggur[4]. Analisis karbohidrat penting dilakukan dalam beberapa perspektif. Analisis kualitatif dan kuantitatif digunakan untuk menentukan komposisi makanan, minuman, dan bahan-bahan yang terkandung di dalamnya. Analisis kualitatif memastikan bahan yang terlampir pada tabel informasi memang benar. Analisis kuantitatif memastikan bahwa menambahkan komponen tertentu tercantum dalam urutan yang sesuai pada bahan label. Analisis kuantitatif juga memastikan bahwa jumlah komponen tertentu
yang menarik konsumen, misalnya β-glukan, yang tepat dan sesuai. Analisis kuantitatif dapat digunakan untuk otentikasi (untuk mendeteksi pemalsuan) bahan makanan dan produk[5]. Penetapan karbohidrat melalui penetapan kadar gula reduksi dengan menentukan gula reduksi salah satunya dengan metode Luff Schoorl SNI (01-2891-1992). Prinsip metode Luff Schoorl adalah menentukan kuprooksida dalam larutan sebelum direaksikan dengan gula pereduksi sesudah reaksi dengan sampel gula pereduksi yang dititrasi dengan Na-Thiosulfat. Selisihnya merupakan kadar gula pereduksi. Reaksi yang terjadi selama penentuan karbohidrat dengan cara Luff Schoorl adalah mula-mula kuprooksida yang ada dalam reagen akan membebaskan Iod dari garam KI. Banyaknya iod dapat diketahui dengan titrasi menggunakan Na-Thiosulfat. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup maka diperlukan indikator amilum. Apabila larutan berubah warna dari biru menjadi putih berarti titrasi sudah selesai. Selisih banyaknya titrasi blanko dan sample dan setelah disesuaikan dengan tabel yang menggambarkan hubungan banyaknya Na-Thiosulfat dengan banyaknya gula pereduksi[6]. Pengukuran karbohidrat yang merupakan gula pereduksi dengan metode Luff Schoorl ini didasarkan pada reaksi antara monosakarida dengan larutan cupper. Monosakarida akan mereduksi CuO dalam larutan Luff menjadi Cu2O. Kelebihan CuO akan direduksikan dengan KI berlebih, sehingga dilepaskan I2. I2 yang dibebaskan tersebut dititrasi dengan larutan Na2S2O3. Pada dasarnya prinsip metode analisa yang digunakan adalah Iodometri karena kita akan menganalisa I2 yang bebas untuk dijadikan dasar penetapan kadar. Dimana proses iodometri adalah proses titrasi terhadap iodium (I2) bebas dalam larutan. Apabila terdapat zat oksidator kuat (misal H2SO4) dalam larutannya yang bersifat netral atau sedikit asam penambahan ion iodida berlebih akan membuat zat oksidator tersebut tereduksi dan membebaskan I2 yang setara jumlahnya dengan dengan banyaknya oksidator[7] . Metode Luff Schoorl memiliki kelebihan serta kekurangan. Kelebihan yang dimiliki metode Luff schoorl adalah metode
dengan tingkat kesalahan kurang dari 10 % serta relatif mudah. Kekurangan dari metode ini adalah waktu yang diperlukan lebih lama, relatif mahal serta membuthkan praktikan yang sudah mahir melakukan[8] . Pada bagian pertama, sampel disiapkan dengan penambahan Pb-asetat ke dalam sampel hingga terbentuk endapan putih. Larutan Pb-asetat berfungsi untuk mengendapkan partikel gula pereduksi pada larutan[9]. Larutan Na2HPO4 ditambahkan sedikit demi sedikit hingga endapan putih yang telah terbentuk menghilang. Larutan ditera dengan air suling lalu disaring untuk mendapatkan filtrat. Semua karbohidrat dalam filtrat dipecah menjadi gula-gula sederhana (monosakarida) dengan bantuan asam dan panas. Prinsip analisisnya yaitu reduksi Cu2+ menjadi Cu+ oleh monosakarida. Praktikum menggunakan larutan HCl 3% dan pemanasan dengan suhu 700 selama 10 menit. Larutan uji didinginkan dan dinetralkan dengan larutan yang bersifat basa yaitu NaOH 30% dan indikator PP hingga berwarna merah muda bening. Monosakarida yang terbentuk dianalisis dengan metode Luff Schoorl oleh pereaksi Luff Schoorl[2]. Larutan uji kemudian ditambahkan H2SO4 yang berfungsi untuk mengikat ion tembaga yang terbentuk dari hasil reduksi monosakarida atau gula sederhana oleh pereaksi Luff Schoorl. Larutan uji dan H2SO4 akan membentuk tembaga sulfat (CuSO4). Pelarut KI ditambahkan dan akan bereaksi dengan tembaga sulfat lalu membentuk warna coklat tua[10] . Sesudah itu, dilakukan titrasi dengan melarutkan larutan Na Tiosulfat (Na2S4O6) 0.1 N. Saat titrasi dilakukan, akan terjadi perubahan warna larutan uji dari coklat tua menjadi coklat muda. Pada saat titrasi ditambahkan larutan kanji 0,5%. Larutan kanji dapat digunakan untuk memeriksa keberadaan karbohidrat dalam larutan uji yang sedang dititrasi. Larutan kanji menimbulkan warna biru hingga ungu bila dimasukkan ke dalam larutan uji yang mengandung karbohidrat. Perubahan warna terjadi karena adanya kandungan iodium didalamnya[8]. Titrasi dihentikan saat larutan kanji tidak menimbulkan warna pada larutan uji dan larutan uji berwana putih cream. Jumlah Na
Tiosulfat yang digunakan untuk titrasi dikalkulasikan dengan tabel reagen Luff Schoorl yang menandakan jumlah karbohidrat dalam sampel[11] . Sampel yang digunakan dalam analisis kadar sukrosa ini berasal dari minuman siap saji yang termasuk minuman berasa buah yang biasa beredar di pasaran. Hasil analisis didapatkan kadar sukrosa pada sampel NG sebesar 8.84%. Kadar sukrosa sampel yang pada nutrition fact adalah 7%. Sampel ke dua yaitu minuman PO dengan kadar sukrosa yang diuji pada saat praktikum sebesar 24.93%, sedangkan kadar pada nutrition fact sebesar 11%. Kadar sukrosa pada sampel ke tiga, yaitu minuman G sebesar 7.56 % dengan kadar paada nutrition fact sebesar 7.04 %. Sampel minuman NG dan G kadarnya mendekati kadar pada nutrition fact, yaitu 8.84% dengan 7 % pada NG, dan 7.56 % dengan 7.04 % pada G. Sampel ke dua, yaitu minuman PO kadar sukrosa hasil uji laboratorium berbeda jauh dengan kadar sukrosa pada nutrition fact, yaitu 24.93 % dengan kadar pada nutrition fact sebesar 11%. Kadar sukrosa hasil praktikum berbeda dengan kadar pada nutrition fact. Dua sampel minuman, yaitu NG dan G kadarnya mendekati dengan kadar sukrosa pada nutrition fact, sedangkan pada sampel minuman PO sangat berbeda jauh dengan kadar pada nutrition fact. Perbedaan hasil yang cukup jauh pada hasil analisis praktikum kadar sukrosa dengan menggunakan metode Luff Schoorl dengan kadar pada nutrition fact yang tertera dalam minuman dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan, yaitu pada saat pemanasan terlalu lama, sehingga semakin banyak sukrosa yang terhidrolisis dan menyebabkan hasilnya menjadi overestimate[12] . KESIMPULAN Penetapan kadar karbohidrat pada minuman kemasan dengan menggunakan metode Luff Schoorl dapat menentukan jumlah gula pereduksi. Akan tetapi, jumlah gula non pereduksi seperti sukrosa juga dapat diketahui dari selisih kadar gula sebelum dan sesudah inversi. Hasil analisis menunjukkan bahwa semua sampel selain sampel PO
memiliki kandungan sukrosa yang mendekati nilai pada nutrition fact. Kandungan sukrosa pada sampel PO berbeda jauh dengan nilai pada nutrition fact sehingga hasil yang diperoleh menunjukkan adanya overestimate. Saran yang diberikan untuk praktikum ini adalah sebaiknya dalam melaksanakan praktikum, praktikan mengikuti prosedur secara lebih teliti dan berhati-hati agar didapatkan hasil yang tidak berbeda jauh dari literature. Alat-alat yang digunakan sebaiknya dalam kondisi bersih dan kering agar tidak terjadi kontaminasi cemaran-cemaran yang akan mengganggu hasil analisis.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Karim MC. Analisis kandungan karbohidrat pada susu kedelai essoya yang beredar di Gorontalo dengan metode LuffSchoorl [tesis]. Gorontalo (ID): Universitas Negeri Gorontalo; 2014. 2. Manikhandra. Perbandingan metode dan verifikasi analisis total karbohidrat dengan metode Luff-Schoorl dan Anthrone sulfat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor; 2011. 3. [BSN] Badan Standarisasi Nasional. Cara uji makanan dan minuman. Jakarta (ID): BSN. [ SNI 01-2891-1992]; 1992. 4. Edahwati L. Perpindahan massa karbohidrat menjadi glukosa dari buah kersen dengan proses hidrolisis. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik. 2010; 10 (1): 1-5. 5. Nielsen SS. Food analysis. 4th Ed. London (UK): Springer Science Business Media LLC; 2010. 6. Khopkar S. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta(ID): UI Press; 1999. 7. Underwood. Analisa Kimia Kuantitatif. Jakarta (ID): Erlangga; 1996. 8. Rivai, H. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta(ID): Penerbit UI; 2005. 9. Efiah U. Pengaruh pemberian PbB-asetat dosis tinggi terhadap ketebalan mielinn N. Ischiadicus tikus putih (Rattus norvegicus). Jurnal Kedokteran Brawijaya. 2007; XXIII (1):1-5. 10. Harjadi. Ilmu kimia analitik dasar. Jakarta (ID): Gramedia; 1994.
11. Bucke C. Carbohydrate Biotechnology Protocols. New Jersey (US): Humana Press Inc; 1999. 12. Brooks JR, Griffin VK, Kattan MW. A modified method for total carbohydrate analysis of glucose syrups, maltodextrins, and other starch hydrolysis products. Cereal Chemistry. 1986; 63 (5): 465-466.
PEMBAGIAN KERJA Nama
NIM
Anisa Kurniasani
I14130028
Isna Nur Arifina Muhammad Farhan Afif Andini Retno Y. Humairoh Sholehah
I14130060 I14130061
Tugas Editor, Kesimpulan dan Saran Hasil dan pembahasan Hasil dan pembahasan
I14130103 Pendahuluan I14130119
Abstrak dan Metode
TTD
