Karbohidrat

I.              Materi : Karbohidrat

II.            Tujuan : mengidentifikasi jenis-jenis karbohidrat berdasarkan sifat kimianya

III.           Dasar Teori :

Secara biokimia, 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. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH₂O)_n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.

Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida)

Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. contoh; glukosa C₆H₁₂O₆, sukrosa C₁₂H₂₂O₁₁, sellulosa (C₆H₁₀O₅)_n. Molekul karbohidrat tersusun atas unsur-unsur Carbon (C), Hidrogen (H), dan Oksogen (O). Unsur-unsur tersebut bergabung dalam suatu ikatan kimia dengan rumus umum Cm(H2O)n. Jumlah m dan n berbeda tergantung jenis karbohidrat yang disusunnya.

Karbohidrat Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok;

1.    Monosakarida

Monosakarida ialah gula ringkas dan merupakan unit yang paling kecil (yang tidak dapat dipecahkan oleh hidrolisis asid kepada unit yang lebih kecil). Monosakarida terdiri atas 3-6 atom C. Beberapa molekul monosakarida mengandung unsur nitrogen dan sulfur. Monosakarida yang penting dalam fisiologi ialah D-glukosa, D-galaktosa, D-fruktosa, D-ribosa, dan D-deoksiribosa. Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa) dan gugus aktifnya, yang bisa berupa aldehida atau keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa.

Gambar 1.1 Klasifikasi Karbohidrat berdasarkan letak gugus fungsi

Monosakarida mempunyai rumus kimia (CH₂O)n dimana n=3 atau lebih. Jika gugus karbonil pada ujung rantai monosakarida adalah turunan aldehida, maka monosakarida ini disebut aldosa. Dan bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakarida tersebut disebut ketosa. Monosakarida aldosa yang paling sederhana adalah gliseraldehida. Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah dihidroksiaseton.

Sifat-sifat monosakarida adalah:

·         Semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam air

·         Larutannya bersifat optis aktif

·         Larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi

·         Contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis + 113` akhirnya tetap pada + 52,7`

·         Umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak. 6.

·         Semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi.

·         Kebanyakan tidak berwarna, padat kristalin (manis).

Monosakarida dengan rumus umum C6H12O6, terdiri atas unit glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa disebut juga gula darah.

Monosakarida-monosakarida penting yaitu

a.    D-glukosa

Monosakarida ini mengandung lima gugus hidroksil dan sebuah gugus aldehida yang dilekatkan pada rantai enam karbon. Glukosa merupakan monomer dari polisakarida terpenting yaitu amilum, selulosa dan glikogen. Glukosa merupakan senyawa organik terbanyak terdapat pada hidrolisis amilum, sukrosa, maltosa, dan laktosa.

Gambar 1.2 D-Glukosa

b.    D-fruktosa

Fruktosa mengandung lima gugus hidroksil dan gugus karbonil keton pada C-2 dari rantai enam-karbon. Molekul ini kebanyakan berada dalam bentuk siklik.

Gambar 1.3 D-Fruktosa

c.     D-galaktosa

 Galaktosa merupakan monosakarida yang jarang terdapat bebas di alam. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis dari pada glukosa dan kurang larut dalam air. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang polarisasi kekanan.

Gambar 1.4 D-Galaktosa

d.    D-gliseraldehid

Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid (aldosa) sehingga dinamakan aldotriosa

Gambar 1.5 D-Gliseraldehid

2.    Disakarida

 Disakarida adalah senyawa yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi dua molekul monosakarida.Disakarida terdiri atas unit sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa.Keempat disakarida ini mempunyai rumus molekul sama (C₁₂H₂₂O₁₁) tetapi struktur molekulnya berbeda. Disakarida disusun oleh dua unit gula, seperti sukrosa disusun oleh glukosa dan fruktosa, maltoda dibangun oleh dua unit glukosa, dan laktosa dibangun oleh glukosa dan galaktosa. Disakarida-disakarida penting yaitu:

a.    Sukrosa

Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon nomor 1 pada glukosa dengan karbon nomor 2 pada fruktosa.

Gambar 1.6 Sukrosa

b.    Laktosa

Laktosa bila dihidrolisis akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa, 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 masih mempunyai gugus –OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi dan merotasi.

Gambar 1.7 β-Lactosa

c.    Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molckul glukosa. Maltosa terbentuk melalui ikatan glikosida α antara atom karbon nomor 1 dari glukosa satu dengan atom karbon nomor 4 dari glukosa yang lain. Ikatan yang terjadi ialah antara atom karbon nomor I 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.

Gambar 1.8 β-Maltosa

3.    Polisakarida

Polisakarida merupakan kelas karbohidrat yang mempunyai lebih daripada delapan unit monosakarida. Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks daripada monosakarida dan oligosakarida. Polisakarida dapat dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida (contohnya kanji, glikogen dan selulusa), sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida (contohnya heparin).

Rumus kimia polisakarida adalahn (C₆H₁₀O₅)_n. Molekul ini dapat digolongkan menjadi polisakarida struktural seperti selulosa, asam hialuronat, dan sebagainya. Dan polisakarida nutrien seperti amilum (pada tumbuhan dan bakteri), glikogen (hewan), dan paramilum (jenis protozoa).

Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Berat molekul polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang penting di antaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selulosa.

Contoh-contoh polisakarida adalah

a.     Amilum

Amilum terdiri dari dua macama polisakarida, yaitu amilosa dan amilopektin. Kedua-duanya merupakan polimer glukosa. Amilosa terdiri atas 250-3000 unit D-glukosa. Sedangkan amilopektin terdiri atas lebih dari 1000

b.    Sellulosa

Selulosa adalah polisakarida yang terdiri dari rantai linier dari beberapa ratus hingga lebih dari sepuluh ribu ikatan β(1→4) unit D-glukosa. Selulosa hampir sama dengan amilosa yaitu sama-sama polimer berantai lurus hanya saja berbeda pada jenis ikatan glukosidanya. Selulosa bila dihidrolisis  oleh enzim selobiase yang cara kerjanya serupa denga beta- amilase akan menghasilkan dua molekul glukosa dari ujung rantai sehingga dihasilkan selobiosa beta-1,4 - G-G.

Dalam percobaan ini penambahan asam organik pekat, misalanya H₂SO₄ menyebabakan karbohidrat terhidrolisis menjadimonosakarida. Selanjutnya monosakarida jenis pentosa akan mengalami dehidrasidengan asam tersebut menjadi furfural, semantara golongan heksisosa menjadihidroksi-multifurfural. Pereaksi molisch yang terdiri dari a-naftol dalam alkoholakan bereaksi dengan furfural tersebut membentuk senyawa kompleks berwarnaungu. Warna ungu kemrah-merahan menyatakan reaksi positif, sedangkawarna hijau adalah negatif.Sedangkan yang mendasari uji iodium adalah penamabahan iodium pada suatu polisakarida akan menyababkanterbentuknya kompleks adsorpsi berwarna spesifik. Amilum atau pati dengan iodium mengahailkan warna biru, dekstrin menghasilkan warna merah anggur,glikogen dan sebagian pati yang terhidrolisis bereaksi dengn iodium membantuk warna erah coklat.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.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. Hal inilah yang mendasari uji Barfoed. Pada uji bial, dehidrasi pentosa oleh HCl pekat menghasilkan furfural dengan penambahan orsinol (3.5-dihidroksi toluena)akan berkondesasi membentuk senyawa kompleks berwarna biru. Sedangkan dehidrasi fruktosa oleh HCL pekat menghasilkan hidroksimetil furfural dengan penambahan resorsinol akan megalami kondensasimembentuk senyawa kompleks berwarna merah jingga menjadi dasar dari ujiSeliwanoff.

IV.          Materi dan Metode

A.   Alat dan Bahan

Sampel	Alat	Reagen
Arabinosa Xylosa Galaktosa Glukosa Fruktosa Maltosa Laktosa Sukrosa Amilum Dekstrin	Tabung reaksi Rak Tabung reaksi Penjepit Tabung reaksi Lampu Spritus Kompor Penangas air Korek api	H2SO4 pekat Lar. ɑ-naftol Bial Seliwanoff Benedict Barfoed Lar.Iodium

B.   Cara Kerja

1.    Uji Molisch

Prinsip         : H₂SO_{4 pekat}  menghidrolisis ikatan glikosida menghasilkan                                   monosakarida , kemudianmangalami dehidrasi membentuk furfural ,yang berkondensasi dengan ɑ-naftol membentuk zat kompleks berwarna ungu.

Tujuan         : mengetahui adanya karbohidrat secara umum

Prosedur      :

·         Pada 2 ml larutan uji ditambah 2 tetes larutan ɑ-naftol dan dicampur

·         Alirkan perlahan – lahan 1 ml H₂SO_{4 pekat} melalui dinding tabung sehingga membentuk lapisan dibawah campuran. Adanya cincin ungu pada pertemuan dua lapisan larutan menunjukan adanya karbohidrat.

2.    Uji Bial

Prinsip       : Pentosa dipanasi dengan HCl pekat membentuk furfural, berkondensasi dengan orchinol (3,5 – didroksi toluen) dengan adanya ion Fe³⁺ membentuk zat warna hijau-kebiruan. Reaksi ini tidak absolute untuk pentosa , sebab adnya perpanjangan pemansan beberapa hexosa membentuk hidroksimethyl furfural juga bereaksi dengan orchinol tetapi memberikan warna kuning coklat, sehingga uji Bial dapat membedakan pentosa dan hexosa dari warna pada akhir reaksi.

 Tujuan      : Mengetahui adanya Pentosa

Prosedur   :

·         Ambil 5 tetes reagen Bial ditambah dengan 2 tetes larutan gula yang diuji

·         Kocok dan tutup rapat tabungdengan segumpal kapas

·         Panaskan hingga mendidih

·         Amati terbentuknya warna biru-kehijauan yang menunjukan reaksi positip.

3.    Uji Seliwanoff

Prinsip         : Ketosa dapat mengalami dehidrasi dengan HCl panas lebih cepat daripada aldosa dan membentuk turunan furfural yang kemudian akan berkondensasi dengan resorcinol menghasilkan kompleks yang berwarna merah cerah.

Tujuan         : Mengetahui perbedaan antara ketosa dan aldosa ( identifikasi fruktosa)

Prosedur      :

·         Ambil 5 tetesreagen Seliwanoff tambahkan 1 tetes larutan gula uji

·         Didihkanlah dalam genangan air mendidih selama 1 menit atau pemanasan langsung 30 detik

·         Amati warnna yang terjadi. Adanya warna merah menunjukan uji positip (adanya fruktosa dalam larutan uji). Untuk pemanasan lama berarti sukrosa juga positip karean terhidrolisis menjadi fruktosa dan glukosa.

4.    Uji Benedict

Prinsip         : Reagen Benedict merupakan larutan yang berisi CuSO₄ , Na-Sitrat dan Na₂C0₃. Gula dengan gugus karbonil bebas (aldehid dan keton), dalam larutan alkali berubah menjadi bentuk etno, yang reaktif dan mudah dioksidir dan dapat mereduksi kation Cu²⁺ dari senyawa kompleks dengan sitrat dalam reagen menjadi Cu⁺ dalam pemanasn sebagai endapan Cu₂O yang berwarna merah bata.

Tujuan         : Mengetahui adanya gula reduksi

Prosedur      :

·         Ambil 2 ml reagen Benedict ditambah 5 tets larutan gula yang diuji.

·         Didihkan selama 5 menit dalam penangas air mendidih atau pemansan langsung selama 2 menit

·         Reaksi positip adanya endapan berwarna hijau, merah oranya atau merah bata tergantung dari banyaknya Cu₂O (oksida kupro) yang terbentuk.

5.    Uji Barfoed

Prinsip         : Reagen Barfoed merupakan campuran Cu-asetat dalam CH₃COOH _encer . dalam asam lemah , kation Cu²⁺ hanya direduksioleh monosakarida menjadi Cu⁺ dalam pemansan sebagai endapan Cu₂O yang berwarna merah bata. Uji Barfoed sebagai uji monosakarida. Perpanjangan waktu pemanasan pada disakarida juga memberi reaksi positip, karena terjadinya hidrolisis disakarida menjadi monosakarida. Endapan Cu₂O yang terjadi lebih encer dan berwarna lebih merah bata.

Tujuan         : Membedakan monosakarida dari disakarida

Prosedur      :

·         Ambil 10 tetes reagen Barfoed ditambahkan 1 tetes larutan uji

·         Panaskan langsung 1 menit. Bila tidak terlihat adanya reduksi, panaskan dalam penangas air tidak melebihi 15 menit, lalu biarkan beberapa saat. Amati endapan berwarna merah bata.

·         Disakarida dipanaskan lebih dari 10 menit dapat bereaksi positip, karena terhidrolisis menjadi monosakaridanya.

6.    Uji Iodium

Prinsip     : Iodine membentuk kompleks yang mengardsobsi iodine.

Amylum + Iodium à biru

Dextrin + Iodium à merah anggur

Tujuan     : Mengetahui adanya Amylum dan Dextrin

Prosedur  :

·         Teteskan 1 tetes larutan yang diuji dalam drouple plate ditambah 1 tetes larutan Iodium.

·         Reaksi postip warna biru untuk mylum dan merah anggur untuk Dextrin.

V.           Hasil dan Pembahasan

A.   Hasil Praktikum

No.	Larutan Uji Gula	Uji Molisch	Uji Bial	Uji Seliwanoff	Uji Benedict	Uji Barfoed	Uji Iodium
1.	Arabinosa	+	+	_	+	+	_
2.	Xylosa	+	+	_	+	+	_
3.	Galaktosa	+	_	_	+	+	_
4.	Glukosa	+	_	_	+	+	_
5.	Fruktosa	+	_	+	+	+	_
6.	Maltosa	+	_	_	+	_	_
7...	Laktosa	+	_	_	+	_	_
8.	Sukrosa	+	_	+	+	_	_
9.	Amilum	+	_	_	+	_	+
10.	Dekstrin	+	_	_	+	_	+

B.   Pembahasan 

Dari hasil percobaan diatas dapat dilihat bahwa Arabinosa,Xylosa,Galaktosa,Glukosa,Frukosa,Maltosa,Laktosa,Sukrosa,Amilum dan Dekstrin menunjukan hasil positif pada uji Molisch menghasilkan cincin ungu pada pertemuan dua lapisan larutan yang menandakan bahwa kesepuluh sampel mengandung Karbohidrat. Sedangkan Arabinosa dan Xylosa menunjukan hasil positif pada uji Bial dengan menghasilkan warna hijau kebiruan yang menandakan bahwa kedua sampel mengandung pentosa.

Sedangkan Fruktosa dan Sukrosa menunjukan hasil positif pada uji Seliwanoff dengan menghasilkan warna merah cerah sehingga dapat dibedakan antara ketosa dan aldosa. Sedangkan pada uji Benedict kesepuluh sampel menunjukan hasil positip dengan menghasilkan endapan merah bata yang menandakan bahwa kesepuluh sampel mengandung gula reduksi.

Pada uji Barfoed Arabinosa,Xylosa,Galaktosa,Glukosa dan Fruktosa menunjukan hasil positif  dengan menghasilkan endapan merah bata yang lebih encer dibandingkan dengan uji benedict sedangkan pada uji Iodium dengan Amilum akan menghasilkan warna biru dan dengan Dextrin akan menghasilkan warna merah anggur.

C.   Analisis Praktikum

a.    Arabinosa

Rumus strukturnya :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Arabinosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Bial

Lar.Bial + Arabinosa → warna biru kehijauan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Arabinosa → ↓merah bata

·         Uji Barfoed

Reagen Barfoed + Arabinosa → ↓merah bata

b.    Xylosa

Rumus struktur xylosa:

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Xylosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Bial

Lar.Bial + Xylosa → warna biru kehijauan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Xylosa → ↓merah bata

·         Uji Barfoed

Reagen Barfoed + Xylosa → ↓merah bata

c.    Galaktosa

Rumus Struktirnya :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Galaktosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Galaktosa → ↓merah bata

·         Uji Barfoed

Reagen Barfoed + Galaktosa → ↓merah bata

d.    Glukosa

Rumus Strukturnya :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Glukosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Glukosa → ↓merah bata

·         Uji Barfoed

Reagen Barfoed + Glukosa → ↓merah bata

e.    Fruktosa

Rumus Strukturnya :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Fruktosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Seliwanoff

Reagen Seliwanoff + Fruktosa → warna merah cerah

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Fruktosa → ↓merah bata

·         Uji Barfoed

Reagen Barfoed + Fruktosa → ↓merah bata

f.     Maltosa

Rumus Struktur:

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Maltosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Maltosa → ↓merah bata

g.    Laktosa

Rumus Struktur :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Laktosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Laktosa → ↓merah bata

h.    Sukrosa

Rumus Struktur :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Sukrosa + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Seliwanoff

Reagen Seliwanoff + Sukrosa → warna merah cerah

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Sukrosa → ↓merah bata

i.      Amilum

Rumus Struktur :

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Amilum + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Amilum → ↓merah bata

·         Uji Iodium

Amilum + Lar.Iodium → warna biru

j.      Dekstrin

Rumus Struktur:

Menunjukan hasil positif pada uji :

·         Uji Molisch

Dekstrin + lar. ɑ-naftol + H₂SO_{4 pekat}  → cincin ungu pd ke2 lapisan

·         Uji Benedict

Reagen Benedict + Dekstrin → ↓merah bata

·         Uji Iodium

Dekstrin + Lar.Iodium → warna merah anggur

VI.          Kesimpulan

Dari hasil percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa :

·         Arabinosa , Xylosa ,Galaktosa ,Glukosa, dan Fruktosa termasuk golongan Monosakarida

·         Maltosa , Laktosa dan Sukrosa termasuk golongan Disakarida

·         Amilum dan Dekstrin termasuk golongan Polisakarida

DAFTAR  PUSTAKA

blog.ub.ac.id/fhannie/files/2012/06/makalah-carbohidrat.pdf