BAB I HIDROLISIS PATI ENZIMATIS
A. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Menguraikan karbohidrat kompleks dari biomassa menjadi gula sederhana melalui reaksi hidrolisis dengan enzim. 2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi hidrolisis enzimatis. B. DASAR TEORI 2.1 Karbohidrat Karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang sangat diperlukan oleh tubuh untuk menghasilkan energi. Karbohidrat juga berperan sebagai pemberi rasa manis pada makanan, mengatur metabolisme lemak, dan penghemat protein (Sari, 2014). Di alam, karbohidrat dibentuk dari reaksi CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam tanaman berklorofil. Karbohidrat dapat diperoleh dari umbi-umbian, batang tanaman,
gula,
kacang-kacangan
kering,
dan
padi-padian
(Risnoyatiningsih, 2011). Karbohidrat dibagi menjadi : 1. Monosakarida Monosakarida mempunyai gugus fungsi karbonil. Secara umum, senyawa ini dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu aldosa dan ketosa. Aldosa merupakan monosakarida yang mempunyai gugus aldehid dan ketosa merupakan monosakarida yang mempunyai gugus keton (Sari, 2014). Monosakarida dibagi menjadi :
Glukosa Glukosa atau gula anggur merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada manusia dan hewan. Glukosa dapat ditemukan pada buah, sayur, sirup jagung, dan madu (Sari, 2014).
Fruktosa Fruktosa atau gula buah, merupakan jenis gula yang paling manis. Fruktosa mempunyai rumus empiris yang sama dengan glukosa C6H12O6, namun mempunyai struktur berbeda (Sari, 2014).
Galaktosa Galaktosa merupakan monosakarida yang jarang ditemui di alam. Umumnya galaktosa berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa. Galaktosa mempunyai sifat yang kurang manis dan tidak mudah larut dalam air (Sari, 2014).
2. Oligosakarida Oligosakarida terdiri dari 2-10 monosakarida , dapat larut dalam air, dan dapat diperoleh dari hidrolisis polisakarida dengan bantuan enzim tertentu atau asam. Oligosakarida yang terdiri dari 2 molekul monosakarida disebut disakarida (Sari, 2014). 3. Polisakarida Polisakarida adalah unit terkecil monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik dan akan kembali menjadi monosakarida jika dihidrolisis secara lengkap. Dalam bahan makanan berperan sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, lignin, dan pektin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, dan glikogen) (Sari, 2014). 2.2 Pati Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang merupakan polimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik, berwujud bubuk, berwarna putih, tidak berbau, dan tidak larut dalam air. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya serta lurus atau bercabang rantai molekulnya (Risnoyatiningsih, 2011). Secara garis besar, pati dibagi menjadi : 1. Amilosa Amilosa mempunyai struktur rantai yang lurus dengan ikatan α (1,4)-D-glukosa. Amilosa dapat larut dalam air, memberikan sifat keras atau kering pada kadar yang tinggi, kurang lekat, dan cenderung dapat
meresap air lebih banyak. Amilosa akan memberikan warna ungu pekat ketika dites menggunakan iodin (Amin, 2013). Struktur amilosa :
(Amin, 2013). 2. Amilopektin Amilopektin mempunyai struktur rantai molekul yang bercabang dengan ikatan α-(1,6)-D-glukosa. Amilopektin tidak larut dalam air dan bersifat lengket. Amilopektin tidak bereaksi ketika dites menggunakan iodin (Azizah, 2013). Struktur amilopektin :
(Amin, 2013).
2.4 Hidrolisis Pati secara Enzimatis Menurut Purba (dalam Rahmayanti, 2010) hidrolisis adalah proses dekomposisi kimia menggunakan air untuk memisahkan ikatan kimia dari substansinya. Hidrolisis pati merupakan proses pemecahan molekul amilum menjadi bagian-bagian penyusunnya yang lebih sederhana, seperti sekstrin, isomaltosa, maltosa, dan glukosa. Hidrolisis pati dapat dilakukan dengan katalis asam atau enzim, pada waktu, suhu, dan pH tertentu. Kelemahan hidrolisis pati secara asam, yaitu dapat menghasilkan produk dengan rasa dan warna yang buruk, karena asam memiliki sifat yang sangat reaktif dan proses permunian produk yang sulit. Sedangkan hidrolisis secara enzimatis memberi keuntungan, yaitu produk yang dihasilkan lebih murni, biaya yang
terjangkau, dan tidak menghasilkan produk samping yang berbahaya (Rahmayanti, 2010). Menurut Purba (dalam Rahmayanti, 2010) proses hidrolisis secara enzimatis dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: enzim, ukuran partikel, suhu, pH, waktu hidrolisis, perbandingan cairan terhadap bahan baku, dan pengadukan. Menurut Risnoyatiningsih (dalam Winarno, 1995) enzim yang digunakan untuk hidrolisis pati secara enzimatis: 1. α-amilase atau endoamilase, berfungsi untuk memecah pati secara acak dari tengah atau dari bagian dalam molekul. 2. β-amilase atau ekoamilase, berfungsi untuk menghidrolisis unti-unit gula dari ujung molekul pati. 3. Glukoamilase, berfungsi untuk memisahkanglukosa dari terminal gula non-pereduksi substrat pati. 2.5 Aspergillus niger Aspergillus
niger
merupakan
fungi
dari
ascomycota
yang
berfilamen, mempunyai hifa, bercabang-cabang dan bersekat, berwarna terang atau tidak berwarna, dan ditemukan melimpah di alam. Fungi jenis ini tumbuh optimum pada suhu 35-37 0C dengan suhu minimal 6-8 0C, dan suhu maksimal 45-47 0C. Aspergillus niger bersifat aerobik, mempunyai warna dasar putih atau kuning dengan lapisan konidiospora yang tebal dan berwarna coklat gelap. Dalam metabolisme Aspergillus niger dapat menghasilkan asam sitrat, asam glukonat, dan pembuatan beberapa enzim, seperti amilase, pektinase, amiloglukosida, dan selulosa (Inggrid, 2012). 2.6 Aspergillus flavus Menurut Imdad (dalam Agnis, 2015) Aspergillus flavus merupakan jamur berbentuk benang yang sporanya selalu ada di udara. Jamur ini dapat tumbuh pada suhu antara 17-42 0C dengan suhu ideal antara 15-30 0
C. Pertumbuhan akan optimal jika kadar air berkisar antara 15-30 %
dengan kelembaban 87-98 %.
D. ALAT DAN BAHAN 1) Alat
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
m.
n.
o
p
q
r
Keterangan gambar: a. Kompor listrik b. Gelas arloji c. Spatula d. Timbangan e. Statif, klem dan boss head f.
Erlenmeyer
g. Pipet tetes h. Pipet ukur 5 ml dan 10 ml i.
Corong kaca
j.
Shaker
k. Buret l. Ball filler m. Gelas beker n. Pengaduk kaca o. Labu ukur p. Krusibel q. Penjepit r.
Plastic wrap
2) Bahan a. Aquades b. Amilum c. Urea d. Jamur Aspergillus Niger e. Gula standar 0,01 M f.
Fehling A
g. Fehling B
E. SKEMA KERJA 1) Membuat laruan Hidrolisat Larutan amilum
Aquades mendidih
Larutan Amilum + Aquades Diamkan pada suhu ruang Larutan Amilum + Aquades Ditambahkan Urea 0,5 gram Ditambahkan Jamur Aspergillus Niger
Diaduk dengan shaker (270 rps, 15 menit) Larutan Hidrolisat Fermentasi selama 1 minggu Amati perubahan
Gambar III.1 Skema Kerja Pembuatan Larutan Hidrolisat
2) Standarisasi fehling 0,5 ml Fehling A
0,5 ml Fehling B
Larutan Fehling Ditambahkan 10 ml Aquades Dipanaskan sampai mendidih Larutan Fehling
Gula standard 0,05 M Dititrasi 3 kali
Amati perubahan
Gambar III.2 Skema Kerja Standarisasi Fehling dengan Laruutan Gula Standar 0,05 M
3) Menentukan kadar gula standar 0,5 ml Fehling A
0,5 ml Fehling B
Larutan Fehling Ditambahkan 10 ml Aquades Dipanaskan sampai mendidih Larutan Fehling
Larutan Hidrolisat + Aquades Dititrasi 3 kali
Amati perubahan
Gambar III.3 Skema Kerja Standarisasi Fehling dengan Laruutan Hidrolisat
F. DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 1) Data Pengamatan No.
3.
Perlakuan Membuat larutan hidrolisat Amilum 0,5 gram + aquades secukupnya Aquades mendidih + tetesan amilum sambil diaduk Larutan didiamkan pada suhu ruang
4.
Larutan + Urea 0,5 gram
5.
Ditambah jamur Aspergillus Niger
6.
Diaduk menggunakan shaker (270 rpm, 15 menit)
7.
Difermentasi selama ±1 minggu
1. 2.
1. 2.
1. 2. 3.
Standarisasi Fehling 0,5 ml Fehling A + 0,5 ml Fehling B + 10 ml Aquades Titrasi dengan larutan gula 0,05 M dalam keadaan mendidih Menentukan kadar gula reaksi Larutan hidrolisat 10 ml + aquades 0,5 ml Fehling A + 0,5 Fehling B + 10 ml Aquades Titrasi dengan larutan sampel (hidolisat) dalam keadaan mendidih
Pengamatan Larutan berwarna putih keruh pekat Larutan putih keruh encer Larutan putih keruh encer Larutan putih keruh sedikit mengental Larutan Putihh keruh, jamur melayang Larutan putih keunguan, endapan hitam dan abu-abu Filtrat hijau kekuningan, Endapan hijau kekuningan
Larutan biru tua Filtrat berwarna merah bata, Endapan berwarna merah bata Larutan bening Larutan biru tua Filtrat berwarna jingga kecoklatan, Endapan berwarna merah bata.
Perhitungan: a. Standarisasi Fehling Diketahui: Volume Fehling
= 11 ml
Volume gula 1
= 1 ml
Volume gula 2
= 1,1 ml
Volume gula 3
= 0,9 ml
Volume rata-rata
=
1+ 1,1+0,9 3
= 1 ml M gula
= 0,05 M
Ditanya : Konsentrasi (M) Fehling? (V x N)gula
= (V x N) fehling
1 ml x 0,05 M
= 11 ml x M fehling
Mfehling
= 0,0045 M
b. Kadar Gula Reduksi Diketahui: Volume Fehling
= 11 ml
M Fehling
= 0,0045 M
Volume sampel 1
= 24,5 ml
Volume sampel 2
= 43,5 ml
Volume sampel 3
= 27 ml
Volume rata-rata
=
24,5+ 43,5+27 3
= 31,67 ml Ditanya : Konsentrasi (M) Sampel? (V x N)fehling
= (V x N) sampel
11 ml x 0,0045 M = 31,67 ml x M sampel Msampel
= 0,00156 M
G. SIMPULAN DAN SARAN 1) Kesimpulan a. 2) Saran a. Ketika melakukan titrasi, larutan dalam erlenmeyer dijaga agar tetap panas agar titrasi dapat berlangsung sempurna. b. Ketika meneteskan larutan yang ada dalam buret pada saat titrasi harus hati-hati agar kesetimbangan reaksi tercapai dengan tepat.
DAFTAR PUSTAKA
Agnis, F. 2015. Gambaran Jamur Aspergillus flavus pada Bumbu Pecel Instan dalam Kemasan Tanpa Merek yang Dijual di Pasar Gedong Tataan Kabupaten Pesawaran. Politeknik Kesehatan Tanjungkarang. Amin, N. 2013. Pengaruh Suhu Forforilasi terhadap Sifat Fisikokimia Pati Tapioka Termodifikasi. Universitas Hasanuddin Makassar. Azis, Hijrah Amalia. 2009. Produksi Asam Sitrat Oleh Aspergillus niger L51 Menggunakan Media Molase. Politeknik Negeri Ujung Pandang. Azmi. 2006. Penentuan Kondisii Optimum Feermentasi Aspergillus oryzae Untuk Isolasi Enzim Amilase Pada Medium Pti Biji Nangka (Arthocarphus heterophilus Lmk). Jurnal Biogenesis. Vol 2(2). Pekanbaru. Inggrid, M. 2012. Fermentasi Glukosa oleh Aspergillus niger menjadi Asam Glukonat. Universitas Katolik Parahyangan. Rahmayanti, D. 2010. Pemodelan dan Optimasi Hidrolisa Pati menjadi Glukosa dengan Metode Artificial Neural Network-Genetic Algorithm (ANN-GA). Universitas Diponegoro. Sahara. 2009. Dasar-Dasar Biokimia. Bandung : Prisma Press. Sani, A., Awe F.A, and Akinyanju, J.A. 1992. Amilase syntesis in Aspergillus flavus and Aspergillus niger grown on cassava peel. Journal of Industrial Microbiology. 10. Hal. 55-59. Sari, Siregar. 2014. Karbohidrat. UNIMED. Saripah, Ipah dkk. 2011. Pengaruh Pengolahan Awal Terhadap Produksi Bioetanol Dari Singkong Pahit Dengan Menggunakan Jamur Aspergillus Niger Pada Proses Hidrolisis Pati. Vol 2 Nomor 1. Susanti. 2010. Laporan Praktikum Kimia Analitik II ipercobaan 4 titrasi Reduksi Oksidasi:
Permanganometri.
Kesehatanbakti Tunas Husada.
Tasikmalaya:
Sekolah
Tinggi
Ilmu
