Tujuan Praktikum
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisik dan kimia karbohidrat, mengtahui jenis-jenis karbohidrat, reaksi-reaksi identifikasi dan sifat-sifat karbohidrat dan membuktikan kandungan karbohidrat pada suatu zat berdasarkan reaksi-reaksi tertentu.
Tinjauan Pustaka
Karbohidrat berfungsi sebagai penyedia energi yang utama. Protein dan lemak berperan juga sebagai sumber energi bagi tubuh kita, tetapi karena sebagian besar makanan terdiri atas karbohidrat, maka karbohidrat-lah yang terutama merupakan sumber energi utama bagi tubuh. Amilum atau pati, selulosa, glikogen, gula atau sukrosa dan glukosa merupakan beberapa senyawa karbohidrat yang penting dalam kehidupan manusia.
Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti pada molekul air. Dahulu orang berkesimpulan adanya air dalam karbohidrat. Karena hal ini maka dipakai kata karbohidrat, yang berasal dari kata “karbon” dan “hidrat” atau air.
Walaupun pada kenyataannya senyawa karbohidrat tidak mengandung molekul air, kata karbohidrat tetap digunakan. Senyawa karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting ialah rumus strukturnya (McGilvery&Goldstein, 1996).
Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus fungsi yaitu gugus –OH, gugus aldehida atau gugus keton. Struktur karbohidrat selain mempunyai hubungan dengan sifat kimia yang ditentukan dengan sifat fisika, dalam hal ini juga aktivitas optik (McGilvery&Goldstein, 1996).
Jika kristal glukosa murni dilarutkan dalam air, maka larutannya akan memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Namun bila larutan itu dibiarkan beberapa waktu dan diamati putarannya, terlihat bahwa sudut putaran berubah menjadi semakin kecil, hingga lama-kelamaan menjadi tetap. Peristiwa ini disebut mutarotasi, yang berarti perubahan rotasi atau perputaran (McGilvery & Goldstein, 1996).
Sir Walter Norman Haworth (1883-1950) seorang ahli kimia Inggris yang pada tahun 1937 memperoleh hadiah nobel untuk ilmu kimia, berpendapat bahwa pada molekul glukosa kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segi enam. Oleh karena itu, ia mengusulkan penulisan rumus struktur karbohidrat sebagai bentuk cincin furan atau piran (McGilvery & Goldstein, 1996).
Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang mempunyai berat molekul 90 hingga senyawa yang memiliki berat molekul 500.000 bahkan lebih. Berbagai senyawa tersebut dibagi dalam tiga golongan, yaitu monosakarida, oligosakarida dan polisakarida (McGilvery&Goldstein, 1996).
Monosakarida
Monosakarida adalah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam kondisi lunak menjado karbohidrat lain. Monosakarida yang oaling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton (McGilvery&Goldstein, 1996).
Gliseraldehida disebut aldotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton dinamakan ketotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton. Monosakarida yang terdiri atas empat atom karbon disebut tetrosa dengan rumus C4H8O4.
Eritrosa adalah contoh aldotetrosa dan eritrulosa adalah suatu ketotetrosa. Pentosa adalah monosakarida yang mempunyai lima atom karbon. Contoh pentosa adalah ribosa dan ribulosa. Dari rumusnya kita dapat mengetahui bahwa suatu ketopentosa. Pentosa dan heksosa (C6H12O6) merupakan monosakarida yang penting dalam kehidupan (McGilvery&Goldstein, 1996).
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Di alam, glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah. Glukosa darah ini dapat bertambah setelah kita makan makanan sumber karbohidrat, namun kira-kira 2 jam sesudah itu, jumlah glukosa darah akan kembali pada keadaan semula. Pada orang yang menderita diabetes mellitus, jumlah glukosa darah lebih dari 130 mg per 100 ml darah (McGilvery&Goldstein, 1996).
D-glukosa memiliki sifat mereduksi reagen Benedict, Haynes, Barfoed, gula pereduksi, memberi osazon dengan fenilhidrazina, difermentasikan oleh ragi dan dengan HNO3 membentuk asan sakarat yang larut (Harper et al, 1979).
Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya monosakarida dan disakarida mempunyai rasa manis (McGilvery&Goldstein, 1996).
Madu lebah selain mengandung glukosa juga mengandung fruktosa . Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga lebih manis daripada gula tebu atau sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3 dihidroksi benzene) dalam asam HCl.
Dengan pereaksi ini, mula-mula fruktosa diubah menjadi hidroksimetilfurfural yang selanjutnya bereaksi dengan resorsinol membentuk senyawa yang berwarna merah. pereaksi Seliwanoff ini khas untuk menunjukkan adanya ketosa. Fruktosa berikatan dengan glukosa membentuk sukrosa, yaitu gula yang biasa digunakan sehari-hari sebagai pemanis, dan berasal dari tebu atau bit (McGilvery&Goldstein, 1996).
D-fruktosa mempunyai sifat mereduksi reagen Benedict, Haynes, Barfoed (gula pereduksi), membentuk osazon dengan fenilhidrazina yang identik dengan osazon glukosa, difermentasi oleh ragi dan berwarna merah ceri dengan reagen Seliwanoff resorsinol-HCl (Harper et al, 1979).
Galaktosa adalah Monosakarida , dan Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang larut dalam air. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan (McGilvery&Goldstein, 1996).
D-galaktosa mempunyai sifat mereduksi reagen Benedict, Haynes dan Barfoed, membentuk osazon yang berbeda dengan dua monosakarida sebelumnya (glukosa dan fruktosa), dengan reagen floroglusinol memberi warna merah, dan dengan HNO3 membentuk asam musat (Harper et al, 1979).
Pada proses oksidasi oleh asam nitrat pekat dan dalam keadaan panas, galaktosa menghasilkan asam musat yang kurang larut dalam air bila dibandingkan dengan asam sakarat yang dihasilkan oleh oksidasi glukosa. Pembentukan asam musat ini dapat dijadikan cara identifikasi galaktosa, karena kristal asam musat mudah dimurnikan dan diketahui bentuk kristal maupun titik leburnya. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pentosa adalah bagian dari Monosakarida . Beberapa pentosa yang penting diantaranya adalah arabinosa, xilosa, ribosa dan 2-deoksiribosa. Keempat pentosa ini adalah aldopentosa dan tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam. Arabinosa diperoleh dari gum arab dengan jalan hidrolisis, sedangkan xilosa diperoleh dari proses hidrolisis terhadap jerami atau kayu. Xilosa terdapat pada urine seseorang yang disebabkan oleh suatu kelainan pada metabolisme karbohidrat. Kondisi seseorang sedemikian itu disebut pentosuria. Ribosa dan deoksiribosa merupakan komponen dari asam nukleat dan dapat diperoleh dengan cara hidrolisis. Dari rumusnya tampak bahwa deoksiribosa kekurangan satu atom oksigen dibanding dengan ribosa. (McGilvery&Goldstein, 1996).
Contoh - contoh Gula Pentosa antara lain :
1. D-Ribosa yang bersumber dari asam Nukleat. Kegunaannya unsur pembentuk asam Nukleat dan Koenzim. Reaksinya akan mereduksi Benedict , Feling, Barfoed, Haynes, dan membentuk Ozason dengan Fenilhidrazin.
2. D- Ribulosa bersumber dari proses Metabolik , mempunyai kegunaan sebagai zat antara dalam Heksosa Monofosfat .D- Ribulosa bereaksi dengan Gula Keto.
3. D - Arabinosa bersumber dari Getah Arab , Plum, dan Getah Ceri , namun tidak memiliki fungsi Fisiologis. Dengan reaksi Orsinol - HCl memberi warna : Violet , Biru , dan Merah , denngan membei Floroglusional- HCl.
4. D- Xilosa bersumber dari Getah Kayu yang mempunyai kegunaan pada Manusia . Dan jika bereaksi akan berwarna merah.
5. D- Likosa bersumber dari Otot Jantung , dan mempunyai kegunaan sebagai suatu unsur dari lisoflavin dari otot jantung manusia.
Oligosakarida
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu dengan yang lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain adalah trisakarida yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Oligosakarida yang paling banyak terdapat di alam adalah disakarida (McGilvery&Goldstein, 1996).
Sukrosa adalah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu meupun dari bit. Selain dari tebu dan bit, sukrosa terdapat pada tumbuhan lain, misalnya dalam buah nanas dan dalamwortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa (McGilvery&Goldstein, 1996).
Pada molekul sukrosa terdapat ikatan antara molekul glukosa dan fruktosa, yaitu antara atom karbon nomor 1 pada glukosa dengan atom karbon nomor 2 pada fruktosa melalui atom oksigen. Kedua atom karbon tersebut adalah atom karbon yang mempunyai gugus –OH glikosidik atau atom karbon yang merupakan gugus aldehida pada glukosa dan gugus keton pada fruktosa. . Oleh karena itu molekul sukrosa tidak mempunyai sifat dapat mereduksi ion-ion Cu 2+ atau Ag+ dan juga tidak membentuk osazon (McGilvery&Goldstein, 1996).
Sukrosa mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Hasil yang diperoleh dari reaksi hidrolisis adalah glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang ekuimolekuler. Glukosa memutar cahaya terpolarisasi ke kanan, sedangkan fruktosa ke kira. Oleh karena fruktosa memiliki rotasi spesifik lebih besar dari glukosa, maka campuran glukosa dan fruktosa sebagai hasil hidrolisis itu memutar ke kiri.
Proses ini disebut inverse. hasil hidrolisis sukrosa yaitu campuran glukosa dan fruktosa disebut gula invert. Madu lebah sebagian besar terdiri atas gula invert dan dengan demikian madu mempunyai rasa lebih manis daripada gula. Apabila kita makan makanan yang mengandung gula, maka dalam usus halus, sukrosa akan diubaha menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim sukrase atau invertase (McGilvery&Goldstein, 1996).
Laktosa
Dengan menghidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-gluokosa, karena itu laktosa adalah suatu disakarida. Ikatan galaktosa dan glukosa terjadi antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa. Oleh karenanya molekul laktosa mempunyai sifat mereduksi gugus –OH glikosidik.
Dengan demikian laktosa memiliki sifat mereduksi dan mutarotasi. Biasanya laktosa mengkristal . Dalam susu terdapat laktosa yang sering disebut gula susu. Pada wanita yang seadng dalam masa laktasi atau masa menyusui, laktosa kadang-kadang terdapat dalam urine dengan konsentrasi yang sangat rendah. Dibandingkan dengan glukosa, laktosa memiliki rasa yang kurang manis. Apabila laktosa dihidrolisis kemudian dipanaskan dengan asam nitrat akan terbetuk asam musat (McGilvery&Goldstein, 1996).
Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa. ikatan yang terjadi ialah antara atom karbon nomor 1 dan atom karbon nomor 4, oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus –OH glikosidik dan dengan demikian masih mempunyai sifat mereduksi. Maltosa merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan enzim (McGilvery&Goldstein, 1996).
Telah diketahui bahwa hidrolisis amilum akan memberikan hasil akhir glukosa. Dalam tubuh kita amilum mengalami hidrolisis menjadi maltosa oleh enzim amylase. maltosa ini kemudian diuraikan oleh enzim maltase menjadi glukosa yang digunakan oleh tubuh (McGilvery&Goldstein, 1996).
Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa yang lebih manis daripada laktosa, tetapi kurang manis daripada sukrosa (McGilvery&Goldstein, 1996).
Urutan tingkat rasa manis pada beberapa mono dan disakarida :
Rafinosa adalah suatu trisakarida yang penting, terdiri atas tiga molekul monosakarida yang berikatan, yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Atom karbon 1 pada galaktosa berikatan dengan atom karbon 6 pada glukosa, selanjutnya atom karbon 1 pada glukosa berikatan dengan atom karbon 2 pada fruktosa (McGilvery&Goldstein, 1996).
Apabila dihidrolisis sempurna, rafinosa akan menghasilkan galaktosa, glukosa dan fruktosa. Pada kondisi tertentu hidrolisis rafinosa akan memberikan hasil-hasil tertentu pula. Hidrolisis dengan asam lemah atau pada konsentrasi H+ rendah, akan menghasilkan melibiosa dan fruktosa. Hasil yang sama seperti ini juga dapat diperoleh melalui hidrolisis dengan bantuan enzin sukrase.
Di samping itu, hidrolisis dengan bantuan enzim maltase akan memberikan hasil galaktosa dan sukrosa. Hasil hidrolisis sempurna juga dapat diperoleh apabila dalam reaksi ini digunakan dua jenis enzim, yaitu sukrase dan melibiase. Melibiase akan menguraikan melibiosa menjadi galaktosa dan glukosa (McGilvery&Goldstein, 1996).
Pada kenyataanya, rafinosa tidak memiliki sifat mereduksi. Hal ini disebabkan karena dalam molekul rafinosa tidak terdapat gugus –OH glikosidik. Rafinosa terdapat dalam bit dan tepung biji kapas mengandung kira-kira 8%. Trisakarida ini tidak digunakan manusia sebagai sumber karbohidrat (McGilvery&Goldstein, 1996).
Stakiosa adalah suatu tetrasakarida. Dengan jalan hidrolisis sempurna, stakiosa menghasilkan 2 molekul galaktosa, 1 molekul glukosa dan 1 molekul fruktosa. Pada hidrolisis parsial dapat dihasilkan fruktosa dan manotriosa suatu trisakarida. Stakiosa tidak memiliki sifat mereduksi. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Polisakarida
Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks daripada mono dan oligosakarida, Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang menagdung senyawa lain disebut heteropolisakarida.
Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak memiliki rasa manis dan tidak memiliki sifat mereduksi. Berat molekut polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. beberapa polisakarida yang penting diantaranya adalah amilim, glikogen, dekstrin dan selulosa. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Amilum
Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Amilum terdiri atas dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah polimer dari glukosa, yaitu amilosa (kira-kira 20-28%) dan sisanya amilopektin. Amilosa terdiri atas 250-300 unit D-glukosa yang terikat dengan ikatan 1,4-glikosidik, jadi molekulnya merupakan rantai terbuka. Amilopektin juga terdiri atas molekul D-glukosa yang sebagian besar mempunyai ikatan 1,4-glikosidik dan sebagian lagi ikatan 1,6-glikosidik. Adanya ikatan 1,6-glikosidik ini menyebabkan terjadinya cabang, sehingga molekul amilopektin berbentuk rantai terbuka dan bercabang.
Molekul amilopektin lebih besar daripada molekul amilosa karena terdiri atas lebih dari 1.000 unit glukosa. Butir-butir pati tidak larut dalam air dingin tetapi apabila suspensi dalam air dipanaskan, akan terbentuk suatu larutan koloid yang kental. larutan koloid ini apabila diberi larutan iodium akan berwarna biru. Warna biru tersebut disebabkan oleh molekul amilosa yang membentuk senyawa. Amilopektin dengan iodium akan memberikan warna ungu atau merah lembayung. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Amilum dapat dihidrolisis sempurna dengan menggunakan asam sehingga menghasilkan glukosa. hidrolisis juga dapat dilakukan dengan bantuan enzim amylase. Dalam ludah dan dalam cairan yang dikeluarkan oleh pankreas terdapat amylase yang bekerja terhadap amilum yang terdapat dalam makanan kita. Oleh enzim amylase, amilum diubah menjadi maltosa dalam bentuk maltosa. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Glikogen
Seperti amilum, glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis. Pada tubuh kita glikogen terdapat dalam hati dan otot. hati berfungsi sebagai tempat pembentukan glikogen dari glukosa. Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian diubah menjadi glikogen sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali. Sebaliknya apabila kadar glukosa dalam darah menurun, glikogen dalam hati diuraikan menjadi glukosa kembalu, sehingga kadar glukosa darah normal kembali.
Glikogen yang ada di dalam otot digunakan sebagai sumber energi untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Dari alam glikogen terdapat pada kerang dan pada alga rumput laut. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Glikogen yang terlarut dalam air dapat diendapkan dengan jalan menambahkan etanol. Endapan yang terbentuk apabila dikeringkan berbentuk serbuk putih. Glikogen dapat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan dan mempunyai rotasi spesifik []D20=196o. Dengan iodium, glikogen menghasilkan warna merah. Struktur glikogen serupa dengan struktur amilopektin yaitu merupakan rantai glukosa yang mempunyai cabang. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Dekstrin
Pada reaksi hidrolisis parsial, amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil yang dikenal dengan nama dekstrin. jadi dekstrin adalah hasil antara proses hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltosa. tahap-tahap dalam proses hidrolisis amilum serta warna yang terjadi pada reaksi dengan iodium adalah sebagai berikut :
Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan penbentuk dinding sel. Serat kapas boleh dikatakan seluruhnya adalah selulosa. Dalam tubuh kita selulosa tidak dapat dicernakan karena kita tidak mempunyai enzin yang dapat menguraikan selulosa. Dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis, tetapi oleh asam dengan konsentrasi tinggi dapat terhidrolisis menjadi selobiosa dan D-glukosa. Selobiosa adalah suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berikatan glikosidik antara atom karbon 1 dengan atom karbon 4. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Mukopolisakarida adalah suatu heteropolisakarida, yaitu polisakarida yang terdiri atas dua jenis derivate monosakarida. Derivat monosakarida yang membentuk mukopolisakarida tersebut ialah gula amino dan asam uronat. Debagai contoh asam hialuronat yang merupakan komponen jaringan ikat yang terdapat pada otot, terbentuk dari kumpulan unit N-asetilglukosamina yang berikatan dengan asam glukuronat. Heparin, suatu senyawa yang berfungsi sebagai antikoagulan darah, adalah suatu mukopolisakarida. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Beberapa sifat kimia
berbeda dengan sifat fisika yang telah diuraikan, yaitu aktivitas optik, sifat kimia karbohidrat berhubungan erat dengan gugus fingsi yang terdapat pada molekulnya, yaitu gugus –OH aldehida dan gugus keton. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Sifat mereduksi
Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi terutama dalam suasan basa. Sifat sebagai reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat mereduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul karbohidrat. Sifat ini tampak pada reaksi reduksi ion-ion logam misalnya ion Cu 2+ dan ion Ag+ yang terdapat pada pereaksi-pereaksi tertentu. Beberapa contoh diberikan sebagai berikut:
Pereaksi Fehling
Pereaksi ini dapat direduksi selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat mereduksi, juga dapat direduksi oleh reduktor lain. Pereaksi fehling terdiri atas 2 laruten, yaitu larutan Fehling A dan B. Larutan Fehling A adalah larutan CuSO4 dalam air, sedangkan larutan Fehling B adalah larutan garam K Natartat dan NaOH dalam air.
Dalam pereaksi ini ion Cu2+ direduksi menjadi ion Cu+ yang dalam suasana basa akan diendapkan sebagai Cu2O. Dengan larutan glukosa 1%, pereaksi Fehling menghasilkan endapan berwarna merah bata, sedangkan apabila digunakan larutan yang lebih encer misalnya larutan glukosa 0,1%, endapan yang terjadi berwarna hijau kekuningan. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pereaksi Benedict
Pereaksi benedict berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium karbonat dan natrium sitrat. Glukosa dapat mereduksi ion Cu2+ dari kuprisulfat menjadi ion Cu+ yang kemudian mengendap sebagai Cu2O. Adanya natrium karbonat dan natrium sitrat membuat peraksi benedict bersifat basa lemah.
Endapan yang terbentuk dapat berwarna hijau, kuning atau merah bata. Warna endapan ini tergantung pada konsentrasi karbohidrat yang diperiksa. Pereaksi Benedict lebih banyak digunakan pada pemeriksaan glukosa dalam urine daripada pereaksi Fehling karena beberapa alasan.
Apabila dalam urine terdapat asam urat atau kreatinin, kedua senyaea ini dapat mereduksi pereaksi Fehling, tetapi tidak dapat mereduksi pereaksi Benedict. Di samping itu pereaksi Benedict lebih peka daripada pereaksi Fehling. Penggunaan pereaksi Benedict juga lebih mudah karena hanya terdiri atas satu macam larutan, sedangkan pereaksi Fehling terdiri atas dua macam larutan. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pereaksi Barfoed
Pereaksi ini terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air, dan digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Monosakarida dapat mereduksi lebih cepat daripada disakarida. Jadi Cu2O terbentuk lebih cepat oleh monosakarida daripada oleh disakarida, dengan anggapan bahwa konsentrasi mopnosakarida dan disakarida dalam larutan tidak berbeda banyak.
Tauber dan Kleiner membuat modifikasi atas pereaksi ini, yaitu dengan jalan mengganti asam asetat dengan asam laktat dan ion Cu+ yang dihasilkan direaksikan dengan pereaksi warna fosfomolibdat hingga menghasilkan warna biru adanya monosakarida. Disakarida dengan konsentrasi rendah tidak memberikan hasil positif. Perbedaan antara pereaksi Barfoed dengan pereaksi Fehling atau Benedict ialah bahwa pereaksi Barfoed digunakan pada suasana asam. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Apabila karbohidrat mereduksi suatu ion logam, karbohidrat ini akan teroksidasi menjadi gugus karboksilat dan terbentuklah asam monokarboksilat. Sebagai contoh galaktosa akan teroksidasi menjadi asam galaktonat, sedangkan glukosa akan menjadi asam glukonat. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pembentukan furfural
Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan, monosakarida umumnya stabil. Tetapi apabila dipanaskan dengan kuat yang pekat, monosakarida menghasilkan furfural atau derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari seatu senyawa. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pentosa-pentosa hampir secara kuantitatif semua terdrhidrasi menjadi furfural. Dengan dehidrasi heksosa-heksosa menghasilkan hidroksimetilfurfural. Oleh karena furfural dan derivatnya dapat membentuk senyawa yang berwarna apabila direaksikan dengan naftol atau timol, reaksi ini dapat digunakan sebagai reaksi pengenal karbohidrat. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pereaksi Molisch terdiri atas larutan naftol dalam alkohol. Apabila pereaksi ini ditambahkan pada larutan glukosa misalnya, kemudian secara hati-hati ditambahkan asam sulfat pekat, akan terbentuk dua lapisan zat cair. Pada batas antara kedua lapisan itu akan terjadi warna ungu karena terjadi reaksi kondensasi antara furfural dengan naftol. Walaupun reaksi ini tidak spesifik untuk karbohidrat, namun dapat digunakan sebagai reaksi pendahuluan dalam analisis kualitatif karbohidrat. Hasil negatif merupakan suatu bukti bahwa tidak ada karbohidrat. (McGilvery&Goldstein, 1996).
Tes ini berguna untuk mengetahui pengaruh asam terhadap sakarida. Satu cincin merah-ungu menunjukkan adanya karbohidrat (Harper et al, 1979).
Pembentukan Osazon
Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazina berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidrat. Hal ini sangat penting karena dapat digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat dan merupakan salah satu cara untuk membedakan beberapa monosakarida, misalnya antara glukosa dan galaktosa yang terdapat dalam urine wanita dalam masa menyusui. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pada reaksi antara flukosa dengan fenilhirazina, mula-mula terbentuk D-glukosafenilhidrazon, kemudian reaksi berlanjut hingga terbentuk D-glukosazon. Glukosa, fruktosa dan amanosa dengan fenilhidrazon menghasilkan osazon yang sama. Dari struktur ketiga monosakarida tersebut tampak bahwa posisi gugus –OH dan atom H pada atom karbon nomor 3,4, dan 5 sama. Dengan demikian osazon yang terbentuk memiliki struktur yang sama. (McGilvery&Goldstein, 1996).
Alat dan Bahan
Alat-alat
Rak tabung reaksi
Tabung reaksi
Lampu spiritus
Penjepit tabung
Gelas ukur
Pipet tetes
Corong
Korek api
Penangas air
Cawan porselen
Bahan-bahan
Larutan benedict
Glukosa 0,01 M; 0,02 M; 0,04 M.
Fruktosa 0,02 M
Laktosa 0,02 M
Sukrosa 0,02 M
Pati/ amilum 0,7%
Larutan Luff
Larutan Barfoed
Naftol
H2SO4
HCl pekat
Larutan resorsinol
Pentosa A dan B
Pereaksi Bial
Larutan Antron
Na2CO3
Arabinosa 0,1 M
Asam asetat anhidrida
Fenilhidrazina
Na-asetat padat
Timol biru
Larutan yod
Glikogen
Dextrin
Larutan amilum
Larutan lugol iodine
Saliva
Furfural 0,01 M.
Hasil Pengamatan
1. Daya mereduksi
a. Uji Benedict
Glukosa memiliki sifat dapat mereduksi ion Cu2+ menjadi ion Cu+ yang ada pada larutan Benedict sehingga menjadi Cu2O yang berbentuk endapan. Semakin menigkatnya konsentrasi glukosa pada uji Benedict ini, endapan yang terjadi makin banyak. Hal ini menandakan bahwa makin reduktif gula tersebut mereduksi larutan Benedict.
b. Uji Luff
Uji Luff digunakan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap endapan. Pada tabung 1 yang diisi oleh fruktosa 0,02 M terbentuk endapan merah bata dan jumlahnya relatif banyak. Tabung 2 yang diisi oleh glukosa 0,02 M membentuk endapan merah bata yang jumlahnya sedikit. Hal ini disebabkan fruktosa memiliik gugus reduksi pada atom C 2 sedangkan glukosa memiliki gugus pereduksi pada atom C 1. Pada tabung 3 yang terisi oleh laktosa 0,02 M terbentuk endapan warna coklat yang jumlahnya banyak.
Hal ini disebabkan karena atom C 4 glukosa berikatan dengan atom C 1 pada galaktosa. Yang berarti laktosa mampu mereduksi larutan Benedict. Sedangkan pada tabung 4 yang diisi oleh larutan sukrosa 0,02 M terdapat warna merah bata yang disebabkan ikatan antara atom C 1 pada glukosa dengan atom C 2 fruktosa yang mengakibatkan kemampuan reduksi menjadi hilang. Pada tabung 5 yang berisi larutan amilum, terdapat warna biru yang mengindikasi adanya polisakarida amilum.
Amilum merupakan salah satu karbohidrat kompleks yang dalam hal ini belum mencapai tahap hidrolis sempurna yaitu menjadi glukosa.
2. Pengaruh asam (dehidrasi)
a. Uji Molish
Pada hasil percobaan, tabung 1 terbentuk lapisan warna yang berturut-turut dari atas ke bawah: hijau-ungu-hitam. Hal ini disebabkan karena glukosa merupakan monosakarida yang harus mengalami dehidrasi menjadi furfural. Pada tabung 2 dan 3 terdapat lapisan warna pada tabung reaksi yaitu hijau-ungu-coklat. Amilum dan selulosa merupakan polisakarida sehingga untuk menghasilkan cincin ungu harus melalui hidrolisis menjadi oligosakarida -> monosakarida yang kemudian mengalami dehidrasi menjadi furfural. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka menurut Harper et al (1979) dan menurut McGilvery&Goldstein (1996) yang secara garis besar menyatakan bahwa satu cincin merah-ungu menunjukkan adanya karbohidrat. Pada tabung empat furfural berkondensasi dengan pereaksi Molish menghasilkan cincin ungu yang paling besar karena mengalami proses yang paling cepat.
b. Uji Seliwanoff
Pada hasil percobaan tampak bahwa dalam tabung 1 yang berisi glukosa, warna larutan tidak berubah. Hal ini terjadi karena glukosa tidak memiliki gugus keton sehingga tidak memberikan reaksi terhadap pereaksi Seliwanoff, sedangkan pada tabung 2 yang berisi fruktosa, warna larutan berubah menjadi merah. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka menurut Harper et al (1979) yang menyatakan bahwa fruktosa berwarna merah ceri dengan reagen Seliwanoff resorsinol-HCl.
3. Pembentukan osazon
Pembentukan osazon merupakan cara yang berguna untuk membentuk kristal-kristal derivate gula. Senyawa ini mempunyai susunan kristal, titik leleh dan waktu presipitasi yang khas dan sangat bermanfaat untuk identifikasi gula. Osazon diperoleh dengan menambahkan campuran fenilhidrazin hidroklorida dan natrium asetat ke dalam larutan gula dan dipanaskan dalam penangas air yang mendidih. Reaksi hanya menyangkut karbon karbonil (yaitu gugus aldehida atau keton) dan karbon yang berdekatan. Akan terlihat dengan membandingkan struktur osazon bahwa glukosa, fruktosa dan manosa akan membentuk osazon yang sama.
4. Hasil hidrolisis
a. Uji Benedict
Pada tabung 1a, warna yang terjadi adalah tetap seperti warna semula, pada tabung ditemukan presipitat putih. Hal ini menandakan adanya proses hidrolisis maltosa menjadi dua molekul glukosa. Proses pemanasan mempercepat hidrolisis maltosa menjadi glukosa. Pada tabung 1b, warna yang terjadi adalah coklat tua dan terbentuk presipitat hitam, maltosa mungkin lebih lama terhidrolisis sehingga endapan yang terjadi lebih sedikit. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka menurut Harper et al (1979) dan McGilvery&Goldstein (1996) yang menyatakan bahwa glukosa mempunyai gugus reduksi yang mampu mereduksi pereaksi Benedict. Ion Cu2+ akan direduksi menjadi Cu+ dan akan mengendap sebagai Cu2O.
Hal yang serupa terjadi pada tabung 2a dan 2b yang diisi dengan larutan laktosa. Fungsi HCl pada reaksi ini adalah menghidrolisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Galaktosa memiliki sifat mereduksi pereaksi Benedict. Hal ini sesuai dengan dasar teori menurut Harper et al (1979).
b. Uji Seliwanoff
Pada tabung 1, sukrosa terhidrolisis oleh HCl menjadi fruktosa dan glukosa. Karena fruktosa memiliki gugus keton maka ketika bereaksi dengan resorsinol akan memberikan wrna kuning. Sebenarnya warna yang diharapkan adalah merah-ceri, namun karena konsentrasi yang digunakan kecil, maka warna yang terjadi adalah kuning. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka menurut Harper et al (1979) yang menyatakan bahwa fruktosa dapat bereaksi dengan reagen Seliwanoff dan memberikan kompleks warna merah ceri.
Pada tabung 2, maltosa dihidrolisis oleh HCl menjadi glukosa dan glukosa. Glukosa tidak memiliki gugus keton, sehingga tidak bereaksi dengan resorsinol.
Hal yang serupa juga terjadi pada tabung 3, laktosa dihidrolisis oleh HCl menjadi glukosa dan galaktosa. Baik glukosa maupun galaktosa sama-sama tidak memiliki gugus keton, sehingga tidak bereaksi terhadap reagen Resorsinol.
5. Polisakarida
Setelah metabung diuji yod, warna yang muncul berturut-turut adalah biru pekat (hitam), coklat kemerahan, merah hati, merah, orange dan akhirnya warna serupa dengan warna yod. Warna-warna tersebut merupakan indikasi bahwa terjadi proses hidrdolisis sempurna amilum menjadi glukosa. Hal ini ditunjukkan dengan uji yod negatif, karena glukosa jika diuji dengan pereaksi Yod akan memberikan hasil negatif.
Sedangkan setelah diuji dengan Benedict, warna larutan menjadi kuning keruh dan terdapat endapan merah bata yang menandakan bahwa glukosa memilii gugus reduksi yang dapat mereduksi ion Cu2+ menjadi Cu+ dan akan mengendap sebagai Cu2O. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka menurut McGilvery&Goldstein (1996).
Kesimpulan
Dari hasil praktikum di atas dapat disimpulkan bahwa terdapat banyak cara untuk mengidentifikasi karbohidrat yang dapat dilakukan selain dengan sifat fisik juga melalui sifat kimianya. Pereaksi-peraksi yang digunakan pada identifikasi karbohidrat antara lain: pereaksi Benedict, Fehling, Berfoed, Seliwanoff. Beberapa karbohidrat memiliki gugus fungsi yang berbeda sehingga hal ini sangat berguna pada identifikasi karbohidrat yang berbeda.
Glukosa dan galaktosa memiliki gugus aldhida yang mengakibatkan kedua monosakarida tersebut dapat mereduksi larutan Benedict, yang ditandai dengan adanya endapan merah bata. Hai ini tidak dijumpai pada fruktosa yang memiliki gugus keton. Daya meredusksi terhadap Benedict ternyata mempunyai pengaruh dengan konsentrasi sakarida yang digunakan.
Karbohidrat dapat mengalami dehidrasi menjadi furfural. Uji Molish digunakan untuk membuktikan sifat ini. Monosakarida memiliki sifat fisik yang khas, yaitu melalui pembentukan osazon yang jika dilihat melalui mikroskop akan menunjukkan bentuk-bentuk kristal.
Karbohidrat kompleks mengalami hidrolisis menjadi oligosakarida, disakarida dan kemudian monosakarida. Hal ini dapat diuji dengan menggunakan uji Yod dan uji Benedict.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar