Karbohidrat

PERCOBAAN II

“Karbohidrat”

I.              Tujuan

          Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hidrolisis karbohidrat dengan asam.

II.              Dasar Teori

          Karbohidrat biasanya didefinisikan sebagai polihidroksi aldehida dan keton atau zat yang dihidrolisis menghasilkan polihidroksi aldehidaa dan keton. Karbohidrat biasa disebut juga karbon hidrat, hidrat arang, sacharon (sakarida) atau gula. Karbohidrat berarti karbon yang terhidrat. Rumus umumnya adalah C_x(H₂O)_y. Karbohidrat dibuat oleh tanaman melalui proses fotosintesis.

x CO2 + y H2O + energi matahari → Cx (H2O)y + x O2

x CO₂ + y H₂O + energi matahari → C_x (H₂O)_y + x O₂

Karbohidrat adalah senyawa karbonil alami dengan beberapa gugus hidroksil. Yang tergolong karbohidrat adalah gula (monosakarida) dan polimernya yaitu oligosakarida dan polisakarida. Berdasarkan letak gugus karbonilnya, dapat dibedakan 2 jenis monosakarida yaitu: aldosa yang gugus karbonilnya berada di ujung rantai dan berfungsi sebagai aldehida dan ketosa yang gugus karbonilnya berlokalisasi di dalam rantai (Lutfi, 2013).

       Klasifikasi Karbohidrat

1.      Monosakarida (gula sederhana/saccharum)

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana. Jika dihidrolisis, senyawa-senyawa monosakarida sudah tidak dapat diuraikan lagi menjadi senyawa gula menjadi senyawa gula yang lebih sederhana. Contoh: glikosa dan fruktosa.

2.      Disakarida

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang terikat satu sama lain dengan ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan melepaskan 1 mol air. Ikatan glikosidik terdapat pada gugus fungsi dalam karbohidrat, yaitu gugus aldehid pada glukosa dan gugus keton pada fruktosa. Disakarida dapat terbentuk dari hasil antara proses hidrolisis oligosakarida dan poli sakarida. Disakarida biasanya larut dalam air (hidrofilik). Beberapa contoh disakarida yakni:

a.  Sukrosa.

Sukrosa terdapat dalam batang tebu, bit, sorgum, nanas dan wortel. Hidrolisis dengan enzim sukrase menghasilkan glukosa dan fruktosa (fruktosa + glukosa = sukrosa).

b. Laktosa.

    Laktosa (gula susu) terdapat dalam air susu hewan mamalia. Pada proses hidrolisis menggunakan asam atau enzim lactase, dihasilkan glukosa dan galaktosa (galaktosa + glukosa = laktosa).

c.  Maltosa.

Maltose termasuk gula pereduksi yang dapat diperoleh dari amilum, glikogen, dan biji gandum yang sedang berkecambah. Hidrolisis maltose menghasilkan dua molekul glukosa (gukosa + glukosa = maltose).

3.      Oligosakarida.

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai moleku 2-10 monosakarida, yaitu trisakarida yang terdiri dari 3 molekul monoskarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Salah satu trisakarida penting adalah rafinosa tang terdiri atas tiga molekul monoakarida yamg berikatan yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Ikatan tersebut terbentuk antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dengan atom karbon 6 pada glukosa. Selanjutnya atom karbon nomor 1 pada glukosa berikatan dengan atom karbon 2 ada fruktosa.

4.      Polisakarida.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida, sehingga molekul polisakarida mempunyai berat molekul hingga beberapa ratus ribu. Polisakarida yang dihasilkan antara monosakarida sejenis (satu macam monosakarida) disebut homo polisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. Polisakarida pada umumnya berupa senyawa putih dan tidak berasa manis. Beberapa polisakarida dapat larut dalam air. Polisakarida mempuyai rumus molekul (C₆H₁₀O₅)_n dengan harga n yang besar. Contoh golongan polisakarida yang penting antara lain pati (amilum), glikogen, dan selulosa.

a.  Pati (amilum atau zat tepung)

Pati merupakan cadangan makanan pada biji, akar, batang, dan umbi.[1][11]zat pati terdiri atas rantai-rantai tidak bercabang (amilosa) dan rantai-rantai yang bercabang (amilopektin). Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah  lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Pati sediki sekali larut dalam air dingin, tetapi jika dipanaskan dengan air, butir-butir zat pati tersebut berkembang menjadi sebuah gel (kanji) dan pada pemanasan selanjutnya yang disertai cukup air menghasilkan koloid. Amilum dapat dihidrolisis sempurna menggunakan asam sehingga menghasilkan glukosa. Hidrolisis juga dapat dilakukan mengguakan enzim amilase. Amilase dikeluarkan oleh ludah dan cairan yang dikeluarkan oleh pangkreas.

b. Glikogen.

Glikogen juga sering disebut gula otot, karena jenis gula ini banyak ditemukan dalam otot dan hati vertebrata, yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Glikogen menunjukkan sifat kimia yang sama dengan zat tepung. Zat ini dapat larut oidal dalam air dingin, tetapi tidak membentuk gel-gel seperti pada kanji. Larutan koloidal glikogen tidak menunjukkan daya reduksi yang kuat terhadap larutan fehling. Hidrolisis dengan asam-asam encer menghasilkan glukosa, sedangkan hidrolisis dengan amilosa terutama menghasilkan maltosa. Dalam pertanian Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn).

c.  Selulosa.

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Atau dapat dikatakan selulosa merupakan penyusun utama dinding sel tumbuhan. Tanaman kapas sebagian besar terdiri selulosa. Kertas saring seluruhnya terdiri atas selulosa. Selulosa dapat diubah oleh asam sulfat menjadi hasil yang dapat larut, jika larutan ini diencerkan dengan air dan direbus, terjadi hidrolisis dan terbentuk glukosa sebagai hasil akhir. Selulosa tudak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut Schweitzer (larutan kuprioksida-amonia). Tidak seperti amilum, selulosa tidak dapat dicerna ileh perut manusia atau mamalia lainnya, tetapi dapat dicerna oleh sapi dan dan hewan ruminansia lain dengan prtolongan bakteri.

d. Pektin.

Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antara dinding sel satu dengan yang lain. Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian jaringannya. Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat pematangan buah (Lutfi, 2013).

III.              Alat dan Bahan

        Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

A.  Alat

1.    Tabung reaksi

2.    Rak tabung reaksi

3.    Gelas kimia        

4.    Penangas listrik

5.    Pipet tetes

6.    Gelas ukur 5 mL dan 10 mL

7.    Plat tetes

8.    Stopwatch

9.    Tissue

10.    Penjepit tabung

B.   Bahan

1.    Aquades

2.    Larutan sukrosa 0,1 %

3.    Larutan amilum 0,1 %

4.    Reagen benedict

5.    Larutan HCl 3 M

6.    Larutan iodin

7.    Larutan Na₂CO₃ 5 %

  

IV.              Prosedur Kerja

          Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

a.    Proses hidrolisis

1.   Memasukkan 5 mL larutan amilum 0,1% ke dalam tabung reaksi kemudian menambahkan dengan larutan HCl 3 M sebanyak 3 mL.

2.   Memanaskan tabung reaksi tersebut dengan menggunakan penangas listrik, kemudian menambahkan 3 tetes larutan Na₂CO₃ dan mengamati perubahan yang terjadi.

3.   Mengulangi langkah 1 dan 2 dengan menggunakan larutan sukrosa 0,1%

b.    Proses pengujian

1.   Uji dengan iodin

a)   Memasukkan larutan amilum 0,1% sebanyak 5 mL dan 3 mL larutan HCl 3 M ke dalam tabung reaksi. Kemudian memanaskan campuran larutan tersebut,

b)   Mengambil 3 tetes setiap 5 menit dari larutan tersebut dan memindakan ke dalam plat tetes. Kemudian menambahkan dengan larutan iodin sebanyak 3 tetes,

c)   Mengamati perubahan yang terjadi, bila tidak terbentuk lagi warna biru pada larutan hentikan proses pemanasan,

d)  Mengulangi langkah a-c dengan menggunakan larutan sukrosa 0,1 %

2.   Uji Benedict

a)   Memasukkan 5 mL larutan amilum 0,1% dan larutan HCl 3 M sebanyak 3 mL ke dalam tabung reaksi. Kemudian memanaskan larutan tersebut dengan meggunakan penangas listrik.

b)   Menambahkan 3 tetes larutan Na₂CO₃ 5% dan 3 tetes reagen benedict kemudian memanaskan kembali larutan tersebut selama 30 menit  dan mengamati perubahan yang terjadi.

c)   Mengulangi langkah a dan b dengan menggunakan larutan sukrosa 0,1%.

V.            Hasil Pengamatan

                 Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini yaitu sebagai berikut :

      Adapun hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :

A. Proses hidrolisis

1.    Sampel amilum

No	Perlakuan	Hasil
1. 2. 3.	5 mL Amilum 0,1 % + 3 mL HCl 3 M Perlakuan  1 + dipanaskan 15 menit Perlakuan 2 + 2 tetes Na2CO3 5 %	Larutan bening Larutan bening Larutan bening

2.   Sampel sukrosa

No	Perlakuan	Hasil
1. 2. 3.	5 mL Sukrosa 0,1 % + 3 mL HCl 3 M Perlakuan  1 + dipanaskan 15 menit Perlakuan 2 + tetes Na2CO3 5 %	Larutan bening Larutan bening Larutan bening

B.  Proses pengujian

1.   Pengujian dengan iodin

A.    Sampel amilum

No	Perlakuan	Lama pemanasan (menit)
		0	5	10	15
1.	5 mL amilum + 3 mL HCl 3 M + dipanaskan (disetiap 5 menit larutan diambil 3 tetes + 1 tetes larutan iodin	Kuning (++++)	Kuning (+++)	Kuning (++)	Kuning (+)

B.     Sampel sukrosa

No	Perlakuan	Lama pemanasan (menit)
		0	5	10	15
1.	5 mL sukrosa + 3 mL HCl 3 M + dipanaskan (disetiap 5 menit larutan diambil 3 tetes + 1 tetes larutan iodin	Kuning (++++)	Kuning (+++)	Kuning (++)	Kuning (+)

2.   Pengujian benedict

A.  Sampel amilum

No	Perlakuan	Hasil
1. 2. 3. 4. 5.	5 mL amilum + 3 mL HCl 3 M  Perlakuan 1 + dipanaskan 5 menit Perlakuan 2 + 3 tetes Na2CO3 5 % Perlakuan 3 + reagen benedict Perlakuan 4 + dipanaskan selama 30 menit	Larutan bening Larutan bening Larutan bening Larutan berwarna biru muda (++) Larutan berwarna biru Muda (+)

B.  Sampel sukrosa

No	Perlakuan	Hasil
1. 2. 3. 4. 5.	5 mL sukrosa+ 3 mL HCl 3 M  Perlakuan 1 + dipanaskan 5 menit Perlakuan 2 + 3 tetes Na2CO3 5 % Perlakuan 3 + reagen benedict Perlakuan 4 + dipanaskan selama 30 menit	Larutan bening Larutan bening Larutan bening Larutan berwarna biru muda (++) Larutan berwarna biru Muda (+)

G.   Pembahasan

Karbohidrat adalah senyawa karbonil alami dengan beberapa gugus hidroksil. Yang tergolong karbohidrat adalah gula (monosakarida) dan polimernya yaitu oligosakarida dan polisakarida. Berdasarkan letak gugus karbonilnya, dapat dibedakan 2 jenis monosakarida yaitu: aldosa yang gugus karbonilnya berada di ujung rantai dan berfungsi sebagai aldehida dan ketosa yang gugus karbonilnya berlokalisasi di dalam rantai (Lutfi, 2013).

            Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hidrogen dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H₂O)n. Melihat rumus empiris tersebut, maka senyawa ini dapat diduga sebagai ”hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat. Rumus empiris seperti itu tidak hanya dimiliki oleh karbohidrat melainkan juga oleh hidrokarbon seperti asam asetat. Oleh karena itu suatu senyawa termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang paling penting ialah rumus strukturnya. Dari rumus struktur akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat yaitu gugus fungsi karbonil (aldehid dan keton). Gugus-gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut. Berdasarkan gugus yang ada pada molekul karbohidrat, maka senyawa tersebut didefinisikan sebagai polihidroksialdehida dan polihidroksiketon. Berdasarkan jumlah monomer pembentuk suatu karbohidrat maka dapat dibagi atas tiga golongan besar yaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida. Istilah sakarida berasal dari bahasa latin dan mengacu pada rasa manis senyawa karbohidrat sederhana (Anonim, 2011).

                  Secara umum pada percobaan ini yang ingin dilakukan yaitu untuk mempelajari hidrolisis karbohidrat dengan asam, dimana bahan uji yang digunakan yaitu sukrosa dan amilum. Secara khusus pada percobaan ini akan dibahas proses hidrolisis dan pengujian dari golongan karbohidrat (Tim Penyusun, 2013). Secara ringkas pembahasannya dapat diuraikan sebagai berikut :

1.   Proses hidrolisis

(C6H10O5)x + x H2O → x C6H12O6

              Hidrolisis merupakan reaksi pengikatan gugus hidroksil (OH) oleh suatu senyawa. Gugus OH dapat diperoleh dari senyawa air. Hidrolisis dapat digolongkan menjadi hidrolisis murni, hidrolisis katalis asam, hidrolisis katalis basa, gabungan alkali dengan air dan hidrolisis dengan katalis enzim. Sedangkan berdasarkan fase reaksi yang terjadi diklasifikasikan menjadi hidrolisis fase cair dan hidrolisis fase uap. Hidrolisis pati terjadi antara suatu reaktan pati dengan reaktan air. Reaksi ini adalah orde satu karena reaktan air yang dibuat berlebih, sehingga perubahan reaktan dapat diabaikan. Reaksi hidrolisis pati dapat menggunakan katalisator ion H⁺ yang dapat diambil dari asam. Reaksi yang terjadi pada hidrolisis pati adalah sebagai berikut:

                                               (C₆H₁₀O₅)x + x H₂O → x C₆H₁₂O₆                           (Zulfikar, 2011).

                 Pada tahap ini, akan melakukan hidrolisis atau penguraian terhadap karbohidrat. Sampel yang digunakan yaitu amilum dan sukrosa. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 5 mL, dan ditambahkan dengan 3 mL larutan HCl. Penambahan HCl bertujuan untuk menyempurnakan proses hidrolisis senyawa tersebut nantinya. Terlebih untuk amilum yang dapat dihirolisis sempurna dengan menggunakan asam. Selain itu, pada tubuh kita proses hidrolisis juga dapat dilakukan dengan bantuan enzim amilase. Dalam ludah dan dalam cairan yang dikeluarkan oleh pancreas terdapat amilase yang bekerja terhadap amilum yang terdapat dalam makanan.

             Selanjutnya memanaskan tabung di atas penangas listrik. Tujuannya untuk mempercepat terjadinya reaksi hidrolisis. Kemudian menambahkan dengan larutan Na₂CO₃, tujuan penambahan tersebut untuk mengidentifkasi ion-ion Ca²⁺ yang terkandung di dalam sampel tersebut. Sehingga diperoleh pada kedua larutan tersebut bening (Tim Penyusun, 2013).

2.   Proses pengujian

a)      Uji dengan iodine (I₂)

           Pada perlakuan pertama yaitu masukkan larutan sebanyak 5 mL dan larutan HCl 3 M 3 mL ke dalam tabung reaksi. Kemudian memanaskan larutan tersebut, tujuannya untuk mempercepat terjadinya proses hidrolisis. Setelah itu, mengambil 3 tetes setiap 5 menit dari larutan tersebut dan memindahkannya ke dalam plat tetes. Kemudian menambahkan dengan larutan iodin. Tujuannya, untuk mengatahui apakah amilum yang terkandung dalam larutan tersebut telah terhidrolisis secara sempurna. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan sempurna pada saat 3 x 5 menit atau setelah 15 menit pemanasan terlihat terjadinya perubahan warna larutan secara non-signifikan ketika ditambahkan dengan larutan iodin, dimana larutan hanya berkurang intensitas dari warna kuning yang dihasilkan. Selain itu, hasil ini juga menunjukkan pengindikasian polisakarida tersebut telah terurai dengan sempurna (Tim Penyusun, 2013).

           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 dalam bentuk maltosa (Lutfi, 2013).

           Berdasarkan teori, larutan pati atau glikogen yang struktur makromolekulnya berbentuk heliks, dengan larutan iodium akan berwarna merah, biru sampai dengan biru tua. Bila larutan yang berwarna tersebut kembali dipanaskan maka warnanya akan hilang. Dan, bila larutan kembali norma, suhu warnanya akan timbul lagi. Ada teori yang mengatakan bahwa larutan akan berwarna kemerahan, biru sampai biru tua disebabkan molekul iod terperangkap ke dalam heliks rantai polimer karbohidrat. Sewaktu dipanaskan, gelungan heliks makromolekul polimer melurus (membuka) maka molekul iod terlepas, akibatnya warnanya hilang. Bila suhu larutan normal kembali, molekul iod terjebak lagi dan warnanya timbul lagi seperti semula (Anonim, 2011).

b)      Uji Benedict

           Pada tahap ini, sama hal yang dilakukan pada tahap hidrolisis. Namnu pada tahap ini dilakukan penambahan larutan Benedict. Sehingga diperoleh larutan berwarna biru, kemudian dipanaskan selama 30 menit, larutan tetap berwarna biru. Namum kedua larutan tersebut tidak terbentuk endapan warna merah bata. Hal ini disebabkan karena pada kedua larutan bukan merupakan gula pereduksi. Pada uji benedict (untuk menentukan gula pereduksi) pada larutan uji terbentuk endapan merah bata, yang menunjukkan positif (+) mengandung gula pereduksi (Tim Penyusun, 2013).

           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 (endapan merah bata). 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 senyawa 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 (Lehninger, 1982).

 H.      Kesimpulan

     Berdasarkan tujuan dan hasil pengamatan maka dapat ditarik kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

1.    Karbohidrat (amilum dan sukrosa) dapat dihidrolisis menjadi unit monosakarida penyusunnya dengan cara mereaksikannya dengan suatu asam kuat dengan pemanasan.

2.    Pada uji benedict sukrosa dan amilum tidak bereaksi positif karena tidak terbentuknya endapan merah bata.

Daftar Pustaka

Anonim. (2011). Karbohidrat. (http://sweetir1s.multiply.com.

              Diakses pada tanggal 18 Desember 2013.

Lehninger, Albert. L. (1982). Dasar-Dasar Biokimia Jidid 1. Jakarta:Erlangga.

Lutfi, Arifin. (2013). Makalah Karbohidrat. (http://lutfiarifin.blogspot.com/2013/06/makalah-karbohidrat.html). Diakses pada tanggal 18 desember 2013

Tim Penyusun Biokimia. (2013). Penuntun Praktikum Biokimia Dasar. Palu:Universitas  Tadulako.

Zulfikar, Achmad. (2011). Biokimia Karbohidrat. (http://www.gudangmateri.com). Diakses 18 Desember 2012.