Karbohidrat

A. JUDUL :
Karbohidrat
B. TUJUAN :
a.Kongnitif : 1 Praktikan dapat memahami sifat-sifat kimia karbohidrat
2. Praktikan dapat menentukan macam karbohidrat dalam
sampel bahan alam
b.Afektif : Praktikan menyadari adanya keanekaragaman bahan alam
yang mengandung karbohidrat
c.Psikomotor : Praktikan trampil melaksanakan isolasi dan identifikasi
karbohidrat dalam bahan alam

C. DASAR TEORI

Molekul karbohidrat adalah substansi yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O. Perbandingan antara molekul H dan O adalah 2:1. Jadi memiliki rasio yang sama dengan molekul air (H2O), misalnya:
Ribosa = C6H10O5
Glukosa = C6H12O6
Sukrosa = C12H24O11
Rumusa empiris dari karbohidrat adalah Cn(H2O)n.
Dengan dasar perbandingan tersebut, orang pada mulanya berkesimpulan bahwa dalam karbohidrat terdapat air, sehingga digunakan kata karbohidrat yang berasal dari kata karbon dan hidrat atau air.
Karbohidrat sering disebut sakarida. Ada beberapa senyawa yang memiliki rumus empiris seperti karbohidrat tetapi bukan karbohidrat, misalnya C2H4O2 (asam asetat), CH2O (formaldehida). Dengan demikian, senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting adalah rumus strukturnya. Dari rumus struktur, akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat. Gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut. Berdasarkan gugus molekul yang ada pada karbohidrat, maka karbohidrat dapat didefenisikan secara kimia sebagai plohidroksialdehid atau polihidroksiketon serta yang menghasilkannya pada proses hidrolisis.
Klasifikasi
Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok;
1.monosakarida, yi terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yg lebih sederhana.
2.disakarida, yi senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dpt dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.
3.polisakarida, yi senyawa yg terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yg banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida.
Fungsi
Bagi manusia; sbg sumber energi. Bagi tumbuhan; amilum sebagai cadangan makanan, sellulosa sbg pembentuk kerangka bagi tumbuhan.Tumbuhan mendapat amilum dan selulosa dari glukosa. Glukosa dihasilkan pada fotosintesis
Beberapa monosakarida penting
Glukosa
Glukosa disebut juga gula anggur karena terdapat dalam buah anggur, gula darah karena terdapat dalam darah atau dekstrosa karena memutarkan bidang polarisasi kekanan. Glukosa merupakan monomer dari polisakarida terpenting yaitu amilum, selulosa dan glikogen. Glukosa merupakan senyawa organik terbanyak. terdapat pada hidrolisis amilum, sukrosa, maltosa, dan laktosa.
Fruktosa
Fruktosa terdapat dalam buah2an, merupakan gula yang paling manis. Bersama2 dengan glukosa merupakan komponen utama dari madu. Larutannya merupakan pemutar kiri sehingga fruktosa disebut juga levulosa.
Ribosa dan 2-deoksiribosa
Ribosa da 2-deoksiribosa adalah gula pentosa yg membentuk RNA dan DNA.
Sifat-sifat monosakarida
1.semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam air.
2.larutannya bersifat optis aktif.
3.larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi.
4.contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis + 113` akhirnya tetap pada + 52,7`.
5.umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak.
6.semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi.
Identifikasi monosakarida
1.uji umum utk karbohidrat adalah uji Molisch. bila larutan karbohidrat diberi beberapa tetes larutan alfa-naftol, kemudian H2SO4 pekat secukupnya sehingga terbentuk 2 lapisan cairan, pada bidang batas kedua lapisan itu terbentuk cincin ungu.
2.gula pereduksi yaitu monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dapat ditunjukkan dg pereaksi Fehling atau Bennedict. Gula pereduksi bereaksi dg pereaksi Fehling atau Benedict menghasilkan endapan merah bata (Cu2O). Selain Pereaksi Benedict dan Fehling, gula pereduksi juga bereaksi positif dg pereaksi Tollens.
3.reaksi Seliwanoff (khusus menunjukkan adanya fruktosa). Pereaksi seliwanoff terdiri dari serbuk resorsinol + HCl encer. Bila fruktosa diberi pereaksi seliwanoff dan dipanaskan dlm air mendidih selama 10 menit akan terjadi perubahan warna menjadi lebih tua.
O                                        O
║                                        ║
C    H                                 C    OH
 │                                        │
(CHOH)4    + 2CUO        (CHOH)4   + CU2O↓
  │                      Fehling    │                 cermin tembaga
CH2OH                              CH2OH
Glukosa                                      as. glukonat

a.Monosakarida
Monosakarida sering disebut gula sederhana (simple sugars) adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi. Molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja. Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan kandungan atom karbonnya, yaitu triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa atau heptosa.Misalnya :
Triosa = (C3H6O3)
Tetrosa = (C4H8O4)
Pentosa = (C5H10O5)
Heksosa = (C6H12O6)
Monosakarida atau gula sederhana hanya terdiri atas satu unit polihidroksialdehida atau keton atau hanya terdiri atas satu molekul sakarida. Monosakarida yang umum dikenal mempunyai rumus empiris (CH2O)n, dimana n = 3 atau jumlah yang lebih besar lainnya. Kerangka monosakarida adalah rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom karbon
berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen membentuk gugus karbonil, masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil. Jika gugus karbonil berada pada ujung rantai karbon, monosakarida tersebut adalah suatu aldosa, dan jika gugus karbonil berada pada posisi lain, monosakarida tersebut adalah suatu ketosa. Berbagai jenis monosakarida aldosa dan ketosa ditunjukkan pada gambar


Gambar Berbagai jenis monosakarida dalam bentuk aldosa (Frisell, 1982)

b.Disakarida.
Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya. Pada kebanyakan disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosida, dan dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon pada gula yang kedua. Disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda bila mengalami hidrolisis, misalnya:
Maltosa------->Glukosa+Glukosa
Laktosa------->Glukosa+Galaktosa
Sukrosa------->Glukosa+Fruktosa
Oligosakarida menghasilkan 3-6 molekul monosakarida bila mengalami hidrolisis, misalnya
Maltotriosa------->3 residu Glukosa
Rafinosa--------->Galaktosa+galaktosa+Fruktosa
Stakiosa--------->Galaktosa+Glukosa+Fruktosa

c.Polisakarida
Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang panjang. Polisakarida dapat dibagi menjadi dua kelas utama yaitu homopolisakarida danheteropolisakarida. Homopolisakarida yang mengalami hidrolisis hanya menghasilkan satu jenis monosakarida, sedangkan heteropolisakarida bila mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih dari satu jenis monosakarida.
Reagen seliwanoff
Reagen Molisch
Reagen barfoed
Reagen seliwanoff
Reagen seliwanoff
NaOH 6 N
HCl 6 N
Larutan Iodin 0,01 M

Uji barfoed
Larutan glukosa 1 % - Larutan sukrosa 1 %
Larutan laktosa 1 % - Larutan galaktosa 1 %
Larutan fruktosa 1 % - Larutan maltosa 1 %
Larutan amilum 1 % - Reagen barfoed
Air rebusan jagung

F. HASIL PENGAMATAN

Uji karbohidrat


UJI/TES

PERLAKUAN


HASIL PENGAMATAN
Molisch
Air air rebusan jagung + Pereaksi molisch + asam sulfat pekat
Terbentuk cincin berwarna ungu

Benedict
Air rebusan jagung + Pereaksi benedict
Terbentuk endapan putih

Barfoed
Air rebusan jagung + Pereaksi barfoed + Dipanaskan
Terbentuk endapan dan larutan berwarna biru

Seliwanof
Pereaksi seliwanof + larutan gula + Dipanaskan
Terbentuk warna merah bata, jadi mengandung glukosa

Fermentasi
1 ml air rebusan jagung + sedikit ragi
Tidak terjadi gelembung sehingga air cucian beras tidak bisa difermentasikan.


Iodin untuk kanji
Tabung I :
Larutan kanji + air + iodin + dipanaskan





Tabung 2 :
Larutan kanji + HCl + iodin + dipanaskan




Tabung 3
Larutan kanji + NaOH + iodin + dipanaskan


Warna Biru
( + ) mengandung polisakarida

Warna biru muda
( + ) mengandung polisakarida


Tidak terjadi perubahan warna
( - ) tidak mengandung polisakarida



Iodin untuk air rebusan jagung
Tabung I :
Larutan air rebusan jagung + air + iodin + dipanaskan






Tabung 2 :
Larutan air rebusan jagung + HCl + iodin + dipanaskan





Tabung 3
Larutan air rebusan jagung + NaOH + iodin + dipanaskan

Warna Biru
( + ) mengandung polisakarida


Warna biru
( + ) mengandung polisakarida

Terjadi perubahan warna menjadi kuning
( - ) tidak mengandung polisakarida

Uji Barfoed

No.
Zat Uji
Hasil Uji Barfoed
Monosakarida (+/-)
1.
Glukosa 1%
terbentuk endapan merah bata
+
2.
Fruktosa 1 %
terbentuk endapan merah bata
+
3.
Galaktosa 1 %
terbentuk endapan merah bata
+
4.
Sukrosa 1 %
terbentuk endapan merah bata
+
5.
Maltosa 1 %
tidak terbentuk endapan
-
6.
Laktosa 1 %
tidak terbentuk endapan
-
7.
Arabinosa 1 %
tidak terbentuk endapan
-
8.
Air rebusan jagung
tidak terbentuk endapan
-

G. PEMBAHASAN
a.Uji Molisch
Uji Molisch ini adalah uji umum untuk karbohidrat. Uji ini Sangat efektif untuk senyawa-senyawa yang dapat didehidrasi oleh asam pekat menjadi senyawa furfural atau senyawa furfural yang tersubstitusi.
Pereaksi Molisch bukanlah pereaksi yang spesifik untuk karbohidrat, namun dapat digunakan sebagai reaksi pendahuluan dalam analisis kualitatif karbohidrat. Pereaksi molisch yang terdiri dari α-naftol dalam alkohol akan bereaksi dengan furfural tersebut membentuk senyawa kompleks berwarna ungu. Warna ungu kemerah-merahan menyatakan reaksi positif, sedangkan warna hijau adalah negatif. Reaksi positif menendakan adanya karbohidrat (Poendjiadi 2007). Hal tersebut dapat dilihat pada terbentuknya cincin berwarna ungu. Percobaan ini sesuai dengan teori yang ada.
Untuk uji ini, semua larutan karbohidrat yang ditambahkan 2 tetes reagen Molisch kemudian ditambahkan 5 ml H2SO4 pekat, menyebabkan terbentuknya cincin berwarna ungu. Perubahan warna ini disebabkan karena terjadinya reaksi kondensasi furfural dengan α-naftol.
b.Uji benedict
Pada uji benedict, teori yang mendasarinya adalah gula yang mengandung gugus aldehida atau keton bebas akan mereduksi ion Cu2+ dalam suasana alkalis, menjadi Cu+, yang mengendap sebagai Cu2O (kupro oksida) berwarna merah bata.
Reaksi positif akan terjadi pada senyawa karbohidrat yang memiliki gugus aldehida atau keton bebas atau biasa disebut gula pereduksi yang ditandai dengan perubahan warna menjadi hijau, kuning, atau terbentuk endapan merah bata (Poendjiadi 2007). Hasil Uji Benedict pada percobaan ini menunjukkan reaksi positif pada larutan glukosa, fruktosa, maltosa, dan laktosa. Sedangkan larutan sukrosa dan pati menunjukkan reaksi yang negatif. Menurut Lehninger 1982 monosakarida sederhana dan beberapa disakarida kecuali sukrosa merupakan gula pereduksi karena mempunyai gugus aldehid atau keton bebas. Jadi pada uji ini senyawa-senyawa yang bukan pereduksi seperti sukrosa akan menunjukkan reaksi negatif atau tidak terbentuk endapan merah bata. Berikut ini adalah reaksi yang berlangsung:
Uji Benedict digunakan untuk mendeteksi zat uji mengandung gula pereduksi atau gula invers. Pereaksi benedict terdiri dari kupri sulfat, natrium sitrat, dan natrium karbonat. Ke dalam 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.
Pada uji benedict, teori yang mendarsarinya adalah gula yang mengandung gugus aldehida atau keton bebas akan mereduksi ion Cu2+ dalam suasana alkalis, menjadi Cu+, yang mengendap sebagai Cu2O (kupro oksida) berwarna merah bata.
Pada uji Benedict, indikator terkandungnya Gula Reduksi adalah dengan terbentuknya endapan berwarna merah bata. hal teresebut dikarenakan terbentuknya hasil reaksi berupa Cu2O.
Berikut reaksi yang berlangsung:
O O
║ ║
R—C—H + Cu2+ 2OH- → R—C—OH + Cu2O
Gula Pereduksi Endapan Merah Bata
Dari hasil uji benedict, larutan uji postif terdapat gula pereduksi adalah glukosa, maltosa, sukrosa, galaktosa, fruktosa, laktosa, arabinosa dan air kelapa muda. Sedangkan yang tidak memiliki gula pereduksi adalah amilum.

c.Uji Barfoed
Pereaksi Barfoed terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air dan digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Ion Cu2+ dari pereaksi Barfoed dalam suasana asam akan direduksi lebih cepat oleh gula reduksi monosakarida dari pada disakarida dan menghasilkan Cu2O (kupro oksida) berwarna merah bata (Poendjiadi 2007). Dengan adanya fosfomolibdat yang ditambahkan saat percobaan senyawa yang merupakan monosakarida akan menunjukkan warna biru dongker (atau biru tua pekat). Pada percobaan ini, glukosa dan fruktosa menghasilkan warna biru dongker. Hal tersebut menunjukkan bahwa kedua larutan tersebut termasuk ke dalam golongan monosakarida. Percobaan ini sesuai teori yang ada. Pada uji Barfoed, yang terdeteksi monosakarida membentuk endapan merah bata karena terbentuk hasil Cu2O. Berikut ini adalah reaksi yang berlangsung :
O O
║ ║
R—C—H + Cu 2+asetat ─────→ R—C—OH + Cu2O + CH3COOH
Endapan merah bata
Uji ini adalah untuk membedakan monosakarida dan disakarida. Untuk larutan glukosa 1 %, fruktosa 1 % dan galaktosa 1 %, ketika ditambahkan 3 ml reagen Barfoed keudian dipanaskan, larutan dalam ketiga tabung berwarna biru dan terdapat endapan merah bata (endapan Cu2O), untuk larutan laktosa 1 %, maltosa 1 % dan sukrosa 1% yang ditambahkan 3 ml reagen Barfoed, kemudian dipanaskan, larutan menjadi berwarna biru dan terdapat sedikit endapan merah bata, sedangkan untuk larutan amilum 1 % yang ditambahkan 3 ml reagen Barfoed, kemudian dipanaskan tidak terbentuk endapan merah bata.
Perubahan warna dan endapan yang terjadi menunjukkan monosakarida dan disakarida.

d.Uji Seliwanoff
Uji Seliwanoff pada percobaan ini, larutan glukosa, laktosa, maltosa, dan pati menunjukkan warna tetap bening (jernih) sedangkan pada larutan fruktosa dan sukrosa menunjukkan perubahan warna menjadi lebih pekat (kuning kecoklatan) karena terbentuknya resolsinol. Seliwanoff adalah uji untuk menetukan adanya gugus keton. Pada glukosa menunjukkan adanya reaksi negatif (-) yang berarti glukosa tidak mengandung gugus keton tetapi mengandung gugus aldehid. Pada fruktosa menunjukkan adanya reaksi positif (+) yang memberikan petunjuk bahwa fruktosa mempunyai gugus keton
Untuk uji Seliwanoff, semua larutan glukosa yang ditambahkan 3 ml reagen Seliwanof, kemudian dipanaskan, menyebabkan larutan menjadi berwarna merah muda. Perubahan warna ini disebabkan karena aldosa-aldosa di ubah oleh HCl menjadi ketosa.
Pada uji Seliwanof, ketosa terdeteksi pada zat uji Fruktosa dengan terbentuknya warna merah bata; yaitu karena terbentuknya resorsinol.

e.Uji Iodin
Uji Iod merupakan uji yang spesifik untuk polisakarida. Penambahan iodium pada suatu polisakarida akan menyebabkan terbentuknya kompleks adsorpsi berwarna spesifik. Amilum atau pati dengan iodium menghasilkan kompleks warna biru, dekstrin menghasilkan warna merah anggur, glikogen dan sebagian pati yang terhidrolisis bereaksi dengan iodium membentuk warna merah coklat (Jalip 2008).
Uji Iodin digunakan untuk membedakan amilum dari glikogen. Tiga buah tabung, masing-masing berisi 3 ml Amilum dan 1 tetes Iodin, untuk tabung pertama ditambahkan 2 tetes H2O, tabung kedua ditambahkan 2 tetes NaOH kemudian tabung ketiga ditambahkan 2 tetes HCl, untuk tabung pertama dan ketiga terjadi perubahan warna yaitu dari warna putih keruh menjadi berwarna biru. Sedangkan tabung yang kedua tidak mengalami perubahan warna.
Perubahan warna untuk tabung pertama dan tabung ketiga menunjukan bahwa tabung pertama dan tabung ketiga mengandung Amilosa. Bila dilarutkan dalam air, Amilosa dapat menangkap Iodin memberi warna biru yang khas, sedangkan Amilopektin memberi warna merah ungu.
Pati (starch) atau amilum merupakan polisakarida yang terdapat pada sebagian besar tanaman, terbagi menjadi dua fraksi yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa (kurang lebih 20 %) memilki struktur linier dan dengan iodium memberikan warna biru serta larut dalam air. Fraksi yang tidak larut disebut amilopektin (kurang lebih 80 %) dengan struktur bercabang. Dengan penambahan iodium fraksi memberikan warna ungu sampai merah. Pati dalam suasana asam bila dipanaskan akan terhidrolisis menjdi senyawa-senyawa yang lebih sedrhana. Hasil hidrolisis dapat dengan iodium dan menghasilkan warna biru samapi tidak berwarna.
Dari hasil uji hidrolisis menggunakan pereaksi iodium hasil positif dihasilkan pada amilum yang dihidrolisis dengan air dan asam (HCl). Dengan ditunjukannya perubahan warna dari bening menjadi biru menunjukkan bahwa amilum dapat terhidrolisis oleh air dan asam menjadi amilosa dan amilopektin. Mungkin juga dengan bantuan panas, amilum bisa terhidrolisis menjadi monosakarida-monosakarida. Tetapi praktikum tidak sampai mengidentifikasi karbohidrat hasil hidrolisis dari amilum.

f.Uji fermentasi
Pada uji ini yang dilakukan adalah untuk menguji air rebusan jagung bisa difermentasikan atau tidak dengan menggunakan ragi sebagai bahan fermentasi. Setelah di tambahkan ragi dalam air rebusan jagung, tidak terjadi gelembung-gelembung yang diharapkan. Karena dengan adanya gelembung tersebut, kita bisa menfermentasikan air rebusan jagung. Karena tidak ada gelembung, jadi air rebusan jagung tidak bisa di fermentasikan.
Karbohidrat merupakan komponen utama yang dipecah dalam proses fermentasi. Sebelum proses fermentasi maka karbohidrat atau polisakarida tersebut akan dipecah terlebih dahulu dalam gula sederhana, misalnya hidrolisis pati menjadi unit-unit glukosa. Selanjutnya glukosa akan dipecah menjadi senyawa-senyawa lain tergantung dari jenis fermentasinya. Pada suasana anaerob, karbohidrat oleh ragi akan dicerna dan dirubah bentuknya menjadi etilalkohol serta gas karbondioksida. Hasil uji fermentasi yang terdapat pada percobaan ini menunjukkan jumlah CO2 yang dihasilkan dari proses fermentasi. Contoh produk fermentasi yaitu fermentasi susu yang menghasilkan keju dan yogurt.
H. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :
Larutan karbohidrat yang direaksikan dengan reagen Molisch, akan memberikan warna ungu. Perubahan warna ini disebabkan karena larutan karbihidrat didehidrasi oleh asam pekat menjadi senyawa furfural atau senyawa furfural tersubstitusi.
Uji Benedict digunakan untuk mendeteksi zat uji mengandung gula pereduksi atau gula invers.
Uji berfoed untuk karbohidrat dapat membedakan Monosakarida, Disakarida, Polisakarida.
Endapan merah bata akan terbentuk lebih cepat bila karbohidratnya termasuk Monosakarida di bandingkan dengan Disakarida, dan Polisakarida, endapan merah bata lama terbentuk.
Pada uji Seliwanof, karbohidrat yang tergolong Aldosa akan memberikan warna merah muda, karena aldosa-aldosa tersebut di ubah oleh HCl menjadi fruktosa.
Pada uji Iodin, Amilosa memberikan warna biru yang khas sedangkan Amilopektin memberikan warna merah ungu.
Uji fermentasi digunakan untuk mendeteksi apakah larutan yang kita uji bisa difermentasikan.


DAFTAR PUSTAKA

Mongomeri, Rex. 1993. Biokimia Jilid I. Universitas Gajah Mada; Jakarta

Purwo Arbianto, 1996. Biokimia Konsep-Konsep Dasar. DEPDIKBUD

Thenawijaya Maggy, 1990. Dasar-Dasar Biokimia Jilid Satu. Erlangga; Jakarta