BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan Untuk mengetahui sifat-sifat dari karbohidrat dan menentukan waktu yang dibutuhkan untuk menghidrolisis karbohidrat (tepung beras) 1.2 Dasar Teori 1.2.1 Pengertian Karbohidrat Karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Karbohidrat yang merupakan polimer alam (bio polimer ) adalah polisakarida. Polisakarida terbentuk dari monomer-monomer monosakarida yang bergabung melalui ikatan kovalen berupa ikatan glikosida dalam reaksi polimerisasi kondensasi. Monosakarida + Monosakarida +
Polisakarida + H2O
Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon, hidrogen, dan oksigen, dan pada umumnya unsur hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbihidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat dibentuk dari hasil reaksi CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis di dalam sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil).
Karbohidrat juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya warna, rasa, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein yang berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk metabolisme lemak dan protein (Winarno, 2002). Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat
memiliki
rumus
umum
Cn(H2O)n. Karbohidrat
dapat
dikelompokkan menjadi monosakarida, oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida merupakan monomer dari dimer dan polimer yang. Terdapat tiga jenis monosakarida, yaitu glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Glukosa dan galaktosa tergolong aldoheksosa, sedang fruktosa adalah ketoheksosa. Aldoheksosa merupakan suatu heksosa yang memiliki gugus fungsi aldehida, sedang ketoheksosa adalah heksosa yang mengandung gugus fungsi keton. Sedang oligosakarida meliputi disakarida, trisakarida, dan tetrasakarida; masing-masing merupakan dimer, trimer,dan tetramer. Pembahasan umum hanya ditujukan pada disakarida, yang meliputi sukrosa (sakarosa), maltosa dan laktosa. Polisakarida tergolong senyawa polimer, meliputi amilum, glikogen, selulosa, dan inulin. a. Monosakarida Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa lagi dihidrolisa. Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa. Dalam Ilmu Gizi hanya ada tiga jenis monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan galaktosa.
a) Glukosa Glukosa dengan rumus umum C6H12O6, Terkadang orang menyebutnya gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencemaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa. Glukosa dijumpai di dalam aliran darah (disebut Kadar Gula Darah) dan berfungsi sebagai penyedia energi bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. Pada keadaan fisiologis Kadar Gula Darah sekitar 80-120 mg %. Kadar gula darah dapat meningkat melebihi normal disebut hiperglikemia, keadaan ini dijumpai pada penderita Diabetes Mellitus. b) Fruktosa Disebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijjumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil pemecahan sukrosa. c)
Galaktosa Tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.
b. Oligosakarida Oligosakarida
merupakan
gabungan
antara
2
(dua)
monosakarida, pada bahan makanan disakarida terdapat 3 jenis yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa.
a) Sukrosa Adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, sehingga lebih sering disebut gula meja (table sugar) atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Sumber: tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jam, jelly. b) Maltosa Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicema dan rasanya lebih enak dan nikmat. Dengan Jodium amilum akan berubah menjadi warna biru. Peranan perbandingan amilosa dan amilo pektin terlihat pada serelia; Contohnya beras, semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Berdasarkan kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi 4 golongan: amilosa tinggi 25-33% amilosa menengah 20-25% amilosa rendah 09-20% amilosa sangat rendah c) Laktosa Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang
larut di dalam air. Sumber : hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu. susu sapi 4-5% asi 4-7% Laktosa dapat menimbulkan intolerance (laktosa intolerance) disebabkan kekurangan enzim laktase sehingga kemampuan untuk mencema laktosa berkurang. Kelainan ini dapat dijumpai pada bayi, anak dan orang dewasa, baik untuk sementara maupun secara menetap. Gejala yang sering dijumpai adalah diare, gembung, flatus dan kejang perut. Defisiensi laktase pada bayi dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan, karena bayi sering diare. Terapi diit dengan pemberian formula rendah laktosa seperti LLM, Almiron, Isomil, Prosobee dan Nutramigen, dan AI 110 bebas Laktosa. Formula rendah laktosa tidak boleh diberikan terlalu lama (maksimum tiga bulan), karena laktosa diperlukan untuk pertumbu ban sel-sel otak. c. Polisakarida Merupakan senyawa karbohidrat kompleks, dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), tidak seperti monosakarida dan disakarida. Di dalam Ilmu Gizi ada 3 (tiga) jenis yang ada hubungannya yaitu amilum, dekstrin, glikogen dan selulosa. a) Amilum (zat pati) Merupakan sumber enersi utama bagi orang dewasa di seluruh penduduk dunia, terutama di negara sedang berkembang oleh karena di konsumsi sebagai bahan makanan pokok. Sumber:
umbi-umbian,serealia dan biji-bijian merupakan sumber amilum yang berlimpah ruah oleh karena mudah didapat untuk di konsumsi. Jagung, beras dan gandum kandungan amilurnnya lebih dari 70%, sedangkan pada kacang-kacangan sekitar 40%. Amilum tidak larut di dalam air dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti pasta; peristiwa ini disebut “gelatinisasi”. b) Dekstrin Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut di dalam air, denganjodium akan berubah menjadi wama merah. c) Glikogen Glikogen merupakan “pati hewani”, terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia dan ikan. Pada waktu hewan disembelih, terjadi kekejangan (rigor mortis) dan kemudian glikogen dipecah menjadi asam laktat selama post mortum. Sumber banyak terdapat pada kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%). d) Selulosa Hampir 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan adalah selulosa, karena selulosa merupakan bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh-tumbuhan. Selulosa tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia, oleh karena tidak ada enzim untuk memecah selulosa. Meskipun tidak dapat dicerna, selulosa berfungsi sebagai sumber serat yang dapat memperbesar volume dari faeses, sehingga akan memperlancar defekasi.
Dahulu serat digunakan sebagai indeks dalam menilai kualitas makanan, makin tinggi kandungan serat dalam makanan maka nilai gizi makanan tersebut dipandang semakin buruk. Akan tetapi pada dasawarsa terakhir ini, para ahli sepakat bahwa serat merupakan komponen penyusun diet manusia yang sangat penting. Tanpa adanya serat, mengakibatkan terjadinya konstipasi (susah buang air besar). 2.2.1
Uji Karbohidrat Ada beberapa metode uji kualitatif karbohidrat, yaitu: 1. Uji Molisch Uji molisch bertujuan membuktikan adanya karbohidrat secara kualitatif. Identifikasi karbohidrat oleh molisch didasarkan pada hidrolisis karbohidrat oleh asam sulfat pekat yang menghasilkan monosakarida. Dehidrasi monosakarida jenis pentosa oleh asam sulfat pekat menghasilkan furfural. Sedangkan golongan heksosa dihidrolisis oleh asam sulfat pekat menjadi hidroksi-metil furfural. Pereaksi molisch terdiri atas alfa-naftol dalam alkohol akan bereaksi dengan furfural membentuk senyawa kompleks berwarna ungu.
Thymol dapat dipakai sebagai pengganti alfa-naftol. Ia juga lebih stabil daripada alfa-naftol dan pada penyimpanan yang lama tidak berubah warna.
2. Uji Benedict Adalah uji untuk membuktikan adanya gula pereduksi. Gula pereduksi adalah gula yang mengalami reaksi hidrolisis dan bisa diurai menjadi sedikitnya dua buah monosakarida. Karateristiknya tidak bisa larut atau bereaksi secara langsung dengan Benedict, contohnya semua golongan monosakarida, sedangkan gula non pereduksi struktur gulanya berbentuk siklik yang berarti bahwa hemiasetal
dan
hemiketalnya
tidak
berada
dalam
kesetimbangannya, contohnya fruktosa dan sukrosa. Dengan prinsip berdasarkan reduksi Cu2+ menjadi Cu+ yang mengendap sebagai Cu2O berwarna merah bata. Untuk menghindari pengendapan CuCO3 pada larutan natrium karbonat (reagen Benedict), maka ditambahkan asam sitrat. Larutan tembaga alkalis dapat direduksi oleh karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid atau monoketon bebas, sehingga sukrosa yang tidak mengandung aldehid atau keton bebas tidak dapat mereduksi larutan Benedict (Zulfikar, A. 2010).
3. Uji Seliwanoff Reaksi spesifik lainnya untuk uji karbohidrat tertentu adalah uji Seliwanoff dan uji Foulger. Reaksi Seliwanoff disebabkan perubahan fruktosa oleh asam klorida panas menjadi asam levulinat
dan
hidroksimetilfurfural.
Selanjutnya
kondensasi
hidroksimetilfurfural dengan resorsinol menghasilkan senyawa kompleks berikut yang berwrna merah:
Sukrosa yang mudah dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa, memberi reaksi positif dengan uji Seliwanoff. Pada pendidihan lebih lanjut, aldosa-aldosa memberikan warna merah dengan reagen Seliwanoff, karena aldosa-aldosa tersebut diubah oleh HCl menjadi ketosa. 4. Uji Fehling Uji Fehling bertujuan untuk mengetahui adanaya gugus aldehid. Larutan fehling itu ada dua komponen, yaitu fehling A (CuSO4) dan fehling B (NaOH dan KNa tartarat). Larutan fehling yang terdiri dari kupsi sulfat Na-K dan natrium hidroksida dengan gula reduksi dipanaskan akan terbentuk endapan yang berwarna hijau, kuning-orange atau merah tergantung gula reduksinya.
Campuran fehling berwarna biru yang mengandung kompleks ion Cu++ dalam suasana alkalis. Bila ditambahkan aldehida dan dipanaskan maka ion Cu++ akan direduksi menjadi bervalensi satu dan mengendap sebagai Cu2O yang berwarna merah. O
O
CH
CH
(CHOH)4 + 2CuO
(CHOH)4 + Cu2O
CH2OH Glukosa
CH2OH
endapan merah bata
Asam lukonoat
5. Uji Tollens Dengan
menggunakan
produksi
tollens,
gula
produksi
identifikasi dengan adanya endapan berbentuk cincin perak didalam larutan. Hal ini terjadi karena gula produksi dapat mereduksi Ag+ dalam pereaksi tollens (Ag(NH3)2+) menjadi endapan perak menurut reaksi berikut. O
O
(Ag(NH3)2+ (aq) + R C H (aq)
R C OH (aq) + Ag (s) + NH3 (g)
6. Uji Iodin Uji Iodium bertujuan membuktikan adanya polisakarida (amilum, glikogen, dan dekstrin). Identifikasi ini didasarkan pada pembentukan
kompleks
adsorpsi
berwarna
spesifik
oleh
polisakarida akibat penambahan iodium. Amilum atau pati dengan iodium menghasilkan berwarna biru, dekstrin menghasilkan warna merah anggur sedangkan glikogen dan sebagian pati terhidrolisis bereaksi dengan iodium membentuk warna merah coklat.
BAB II METODOLOGI
2.1 Alat dan Bahan 2.1.1 Alat yang digunakan 1. Tabung reaksi
9. Spatula
2. Gelas kimia
10. Hot plate
3. Pipet tetes
11. Erlenmeyer
4. Pipet volume
12. Neraca digital
5. Pipet ukur
13. Labu ukur
6. Bulp
14. Kertas lakmus
7. Batang pengaduk
15. Botol semprot
8. Stopwatch
16. Kaca arloji
2.1.2 Bahan yang digunakan 1.
Tepung beras
2.
HCl 4 N
3.
Larutan I2
4.
Aquadest
5.
Sukrosa 5%
6.
Natrium karbonat 5%
7.
Fehling
2.2 Prosedur Percobaan 2.2.1
Hidrolisis Disakarida
Memasukkan larutan sukrosa 5% ke dalam tabung reaksi sebanyak 10 mL dan menambahkan 10 tetes HCl pekat Memanaskan di atas hot plate sampai mendidih sambil diaduk Mendinginkan kemudian menetralkan larutan menggunakan Natrium Karbonat 5% (menggunakan petunjuk kertas lakmus) Menguji hasil hidrolisis dengan larutan fehling 2.2.2
Hidrolisis polisakarida Memasukkan 0.2 gram tepung terigu yang telah dilarutkan sebanyak 200 ml dan menambahkan 10 mL HCl pekat
Memanaskan di atas hot plate
Mengambil 1 mL larutan dan memasukkan ke dalam tabung reaksi setiap 5 menit sekali
Menguji larutan tersebut dengan I2
Mencatat perubahan warna yang terjadi setiap 5 menit
Mencatat hidrolisis sampai tidak berwarna lagi
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data Pengamatan Tabel 3.1.1 Hidrolisis Disakarida Sampel + HCl No.
Sampel
pekat
Warna Sampel + HCl pekat dan Dinetralkan Oleh Na2CO3
Sampel + HCl pekat + Na2CO3 + Fehling A
Sampel + HCl pekat + Na2CO3 + Fehling B
Terdapat emulsi bening dan endapan berwarna biru
Sampel berwarna biru dan terdapat endapat berwarna merah bata
Terdapat emulsi bening dan endapan berwarna biru
Sampel berwarna biru dan terdapat endapat berwarna merah bata
Warna berubah 1.
Warna
menjadi
awal
kuning
bening
bening
Kertas lakmus berubah warna dari merah menjadi biru
Warna berubah 2.
Warna
menjadi
awal
kuning
bening
bening
Kertas lakmus berubah warna dari merah menjadi biru
Tabel 3.1.2 Hidrolisis Polisakarida Sampel
Ditambah HCl
(mL)
pekat 10 Ml
1
Bening
5
Hitam
1
Bening
5-10
Coklat pekat
1
Bening
10-15
Coklat pekat
Waktu (menit)
Perubahan warna
1
Bening
15-20
Coklat terang
1
Bening
20-25
Coklat terang
1
Bening
25-30
Coklat terang
1
Bening
30-35
Coklat terang
1
Bening
35-40
Coklat terang
1
Bening
40-45
Coklat terang
1
Bening
45-50
Coklat terang
1
Bening
50-55
Coklat terang
1
Bening
55-60
Coklat terang
1
Bening
60-65
Coklat terang
1
Bening
65-70
Coklat terang
1
Bening
70-75
Coklat terang
1
Bening
75-80
Coklat terang
1
Bening
80-85
Coklat terang
1
Bening
85-90
Coklat terang
1
Bening
90-95
Coklat terang
1
Bening
95-100
Coklat terang
1
Bening
100-105
Coklat terang
1
Bening
105-110
Coklat terang
1
Bening
110-115
Coklat kuning
1
Bening
115-120
Coklat kuning
1
Bening
120-125
Coklat kuning
1
Bening
125-130
Coklat kuning
3.2 Pembahasan
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui sifat- sifat dari karbohidrat dan menentukan waktu yang dibutuhkan untuk menghidrolisis karbohidrat. a. Hidrolisis disakarida Proses ini bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi dari sukrosa dan apakah monosakarida yang menyusun sukrosa adalah gula pereduksi atau bukan yang ditandai dengan terbentuknya endapan berwarna hijau, kuning-orange, merah tergantung dari macam gula reduksinya. Pada percobaan ini sampel yang digunakan adalah larutan sukrosa 5% dan ditambahkan HCl pekat. Penambahan HCl ini bertujuan untuk menghidrolisis gugus aldehid dan keton. Dalam percobaan dilakukan pemanasan, tujuannya untuk membantu pemutusan rantai gugus aldehid. Campuran dinetralkan dengan larutan Natrium Karbonat 5% yang merupakan garam dari NaOH dan H2CO3. Penetralan perlu dilakukan karena pada awal percobaan larutan sukrosa ditambahkan HCl pekat sehingga larutan bersifat asam. Setelah larutan bersifat netral, penetralan ini diuji menggunakan kertas lakmus merah yang kemudian berubah menjadi biru. Hasil hidrolisis ini kemudian diuji dengan larutan fehling A, dan terjadi perubahan warna dari bening menjadi biru muda, karena pengaruh dari larutan fehling A yang berwarna biru, kemudian terbentuk emulsi berwarna bening dengan endapan berwarna biru muda. Dalam uji fehling
B
sukrosa
akan
menghasilkan
endapan
merah
bata.
Dihasilkannya endapan merah bata karena larutan yang memiliki ion Cu2+ (larutan fehling) direduksi menjadi Cu2O yang akan diendapkan menjadi warna merah bata. b. Hidrolisis polisakarida Pada tahap ini dilakukan proses hidrolisis polisakarida yang bertujuan untuk mengetahui jenis gula yang menyusun polisakarida. Sampel yang digunakan adalah tepung beras. Sebelum dipanaskan, larutan ditambahkan HCl pekat. Penambahan HCl pekat berfungsi untuk menghidrolisis pati menjadi glukosa dan pemanasan bertujuan agar proses reaksi hidrolisis berjalan dengan cepat karena adanya bantuan suhu. Larutan pati hingga mendidih. Pada menit ke-5 setelah mendidih, larutan pati diambil dan dilakukan uji iodin. Dalam uji iodin
memberikan hasil yang positif apabila terbentuk larutan warna biru kehitaman. Perlakuan ini dilakukan setiap 5 menit sampai tercapai warna konstan (tidak terjadi perubahan warna lagi). Dari percobaan diperoleh data bahwa larutan sampel yang ditambahkan dengan aquadest dan iodin serta HCl membentuk larutan berwarna biru kehitaman. Terbentuknya larutan berwarna biru kehitaman pada penambahan aquadest dan HCl disebabkan karena pati dapat bereaksi dengan iodin dalam suasana asam. Terbentuknya warna biru kehitaman
ini
disebabkan
oleh
terbentuknya kompleks berwarna biru-hitam dengan iodin. Iodin membentuk kompleks polisakarida yang besar dengan α- heliks amilosa menghasilkan warna biru hitam, dimana I2 terperangkap atau terikat molekul spiral dari amilum. Terbentuknya warna biru kehitaman ketika ditambahkan HCl, karena dalam suasana asam amilum dapat terhidrolisis sehingga memudahkan untuk bereaksi dengan iodin membentuk kompleks berwarna biru kehitaman pada amilopektin. Adapun reaksi uji positif terhadap iodin: (C6H10O5)n + H2O + I2 (C6H10O5)n I + H2 Ketika percobaan larutan berwarna biru kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa dalam larutan sampel terdapat amilosa. Karena amilosa dengan iodin akan memberikan warna biru kehitaman. Dari data percobaan terlihat bahwa semakin lama waktu pemanasan larutan pati, warna biru kehitaman yang dihasilkan ketika uji iodin juga semakin berkurang. Hal ini menunjukkan semakin lama pemanasan maka pati semakin banyak terhidrolisis membentuk glukosa sehingga semakin berkurang pada terbentuknya kompleks antara amilum dengan iodin yang berwarna biru kehitaman. Akibatnya warna biru kehitaman pada larutan akan semakin pudar, karena larutan iod tidak bereaksi dengan glukosa untuk membentuk komplek yang berwarna biru kehitaman. Jadi, dapat disimpulkan bahwa berdasarkan uji iodin semakin lama waktu pemanasan larutan pati, maka larutan berwarna biru
kehitaman yang dihasilkan semakin pudar atau semakin menunjukkan hasil yang negative. Hal ini terjadi karena larutan pati dengan semakin lama
pemanasan
maka
akan
semakin
terhidrolisis
menjadi
monosakaridanya, yaitu glukosa oleh adanya larutan HCl pekat, sehingga uji iodin yang memberikan hasil positif dengan adanya amilum akan semakin berkurang.
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan 1. Dalam hidrolisis disakarida, menghasilkan warna biru yang menunjukkan adanya glukosa dalam larutan 2. Waktu yang diperlukan untuk menghidrolis tepung terigu adalah 130 menit 3. Lama waktu hidrolisis tepung berbeda-beda tergantung dari karbohidrat penyusunnya
DAFTAR PUSTAKA
Putri V / Karbohidrat , 2012 : 25 Desember 2013 , 08.30 WITA Muddinjafar I / Uji Karbohidrat Kualitatatif , 2010 : 25 Desember 2013 , 08.30 WITA Latifa D / 8 Jenis Uji Identifikasi Karbohidrat , 2013 : 25 Desember 2013 , 08.30 WITA Polnes / Modul Ajar Praktikum Proses Kimia Terapan , 2013 : 25 Desember 2013, 08.00 WITA
LAMPIRAN
GAMBAR ALAT :
Gelas Kimia
Tabung Reaksi
Pipet Tetes
Pipet Volume
Batang Pengaduk
Hot Plate
Pipet Ukur
Stopwatch
Erlenmeyer
Spatula
Neraca Digital
Labu Ukur
Kaca Arloji s
Kertas Lakmus
Botol Semprot
Bulp
