reduksi karbohidrat

LAPORAN PRAKTIKUM

BIOKIMIA

DISUSUN OLEH :

LUSI NUR AGUSTIN           C31120390

PRODUKSI TERNAK

PETERNAKAN

DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

TAHUN AJARAN 2012 – 2013

A.   PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari hari tidak terlepas dari larutan karbohidrat dan larutan gula. Karbohidrat atau sakarida adalah segolongan besar senyawa organic yang tersusun hanya dari atom karbon, hydrogen. Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari.

Dari jumlah satuan penyusunnya, karbohidrat dapat di bedakan menjadi monosakarida, disakarida, olosakarida dan polisakarida. Jumlah satuan penyusun satuannya adalah 2, 3 sampai 10 dan lebih dari 10. Monosakarida mempunyai julah atom c 3 sampai 6.

Gula adalah suatu karbohidrat sederhana yang menjadi sumber energi dan merupakan oligosakarida, polimer. Gula reduksi adalah gula yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi. Hal ini dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Senyawa-senyawa yang mengoksidasi atau bersifat reduktor adalah logam-logam oksidator seperti Cu (II). Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, fruktosa, laktosa, maltosa, dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk dalam gula non reduksi adalah sukrosa (Team Laboratorium Kimia UMM, 2008).

B.   LANDASAN TEORI

Karbohidrat adalah zat yang mengandung zat karbon (C), zat hydrogen (H), dan zat oksigen (O) dalam perbandingan yang berbeda-beda. Karbohidrat adalah suatu reaksi kimiawi sederhana di mana suatu karbohidrat (glukosa) dibentuk oleh fotosintesis. Karbohidrat digolongkan dalam monosakarida (gula-gula sederhana) disakarida (dua molekul dari gula-gula sederhana), trisakarida (tiga molekul dari gula-gula sederhana), dan polisakarida (banyak molekul dari gula-gula sederhana). Karbohidrat mempunyai rumus umum Cn(H2O)n. Rumus itu membuat para ahli kimia zaman dahulu menganggap karbohidrat adalah hidrat dari karbon. Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti pada molekul air.

Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18) adalah heksosa—monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada dalam kesetimbangan dengan bentuk yang lebih reaktif, yang proporsinya 0.0026% pada pH 7. Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein. Glukosa adalah unit terkecil dari karbohidrat.

Fruktosa adalah polihidroksiketon dengan 6 atom karbon. Fruktosa merupakan isomer dari glukosa; keduanya memiliki rumus molekul yang sama (C6H12O6) namun memiliki struktur yang berbeda. Suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya monosakarida dan disakarida mempunyai rasa manis.

Laktosa merupakan disakarida yang berasal dari kondensasi antara galaktosa dan glukosa, yang membentuk ikatan glikosida 1→4-β. Nama sistematis laktosa adalah β-D-galaktopiranosil-(1→4)-D-glukosa. Dengan demikian laktosa memiliki sifat mereduksi dan mutarotasi. Biasanya laktosa mengkristal . Dalam susu terdapat laktosa yang sering disebut gula susu. Memiliki sifat mereduksi dan motarotasi. Apabila laktosa dihidrolisis kemudian dipanaskan dengan asam nitrat akan terbetuk asam musat (McGilvery&Goldstein, 1996).

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.

Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Mempunyai rumus kimia C12H22O11.

Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11.  Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin glukosa dan lima cincin fruktosa. Proses fermentasi sukrosa melibatkan mikroorganisme yang dapat memperoleh energi dari substrat sukrosa dengan melepaskan karbondioksida dan produk samping berupa senyawaan alkohol. Penggunaan yeast ini dalam proses fermentasi diduga merupakan proses tertua dalam bioteknologi dan sering disebut dengan zymotechnology. 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.

Pati atau amilum (CAS# 9005-25-8) adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi. Penjelasan untuk gejala ini belum pernah bisa tuntas dijelaskan.

1.      Uji Benedict

glukosa memiliki sifat dapat mereduksi ion Cu2+ menjadi ion Cu+ yang ada pada larutan Benedict sehingga menjdai Cu2O yang terbentuk endapan. Semakin meningkatnya konsentrasi glukosa pada uji Benedict ini, endapan yang terjadi makin banyak. Hal ini menandakan bahwa makin reduksi gula mereduksi larutan benedict. Pereaksi benedict berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium karbonat dan natrium sitrat. Adanya natrium karbonat dan natrium sitrat membuat peraksi benedict bersifat basa lemah.

2.      Uji Luff

Uji luff digunakan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap endapan. luff schrool merupakan salah satu metode yang dapat digunakan dalam penentuan kadar karbohidrat secara kimiawi. Agar tidak terjadi pengendapan seluruh Cu3+ yang tereduksi menjadi Cu+ sehingga tidak ada kelebihan Cu2+ yang dititrasi maka larutan harus mendidih atau diusahakan mendidih.

3.      Uji 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 monosakarida dan disakarida dalam larutan tidak berbeda banyak.

Perbedaan antara pereaksi Barfoed dengan pereaksi Fehling atau Benedict ialah bahwa pereaksi Barfoed digunakan pada suasana asam. (McGilvery&Goldstein, 1996).

C.   TABEL PENGAMATAN

a.      Tabel Daya Reduksi Carbohidrat Dengan Larutan Benedict :

No Tabung	Larutan Benedict	Larutan Glukosa	Pengamatan
1	5 ml	Glukosa(0,01) 1ml	Menit ke 1-7 warna larutan masih tetap dan berubah biru pekat pada menit ke 8-10
2	5 ml	Glukosa(0,02) 1ml	Menit ke 1 warna larutan masih tetap. Menit ke 2-7 warna berubah menjadi biru pekat dan menit ke 8-10 berubah menjadi biru kemerahan.
3	5 ml	Glukosa(0,04) 1ml	Menit ke 1-5 warna berubah biru pekat. Menit ke 5-8 warna biru pekat berubah menjadi merah. Menit ke 8-10 warna berubah menjadi merah.

b.      Tabel Daya Reduksi Carbohidrat Dengan Larutan Luff :

No Tabung	Larutan Luff	Larutan Gula	Pengamatan
1	1 ml	Fruktosa 2 ml	9 menit berwarna biru kuning
2	1 ml	Lactose 2 ml	15 menit berwarna biru keruh
3	1 ml	Sakarosa 2 ml	14 menit berwarna biru jernih atau biru kekuningan
4	1ml	Larutan Pati 2 ml	11 menit menjadi biru keruh

c.       Tabel Daya Reduksi Carbohidrat Dengan Larutan Barfoel :

No Tabung	Larutan Barfoel	Larutan	Pengamatan
1	5 ml	5 ml Glukosa (0,01M)	Sedikit gelembung, warna biru muda
2	5 ml	5 ml Fraktosa (0,02M)	Telah banyak gelembung, warna biru pekat
3	5 ml	5 ml Laktosa (0,04M)	Sedikit gelembung, warna biru muda
4	5 ml	5 ml Laktosa (0,01M)	Banyak gelembung, warna lebih pekat
5	5 ml	5ml Sacrosa (0,04M)	Tidak banyak gelembung, warna biru pudar
6	5 ml	5ml Sacrosa (0,03M)	Tidak ada gelembung, warna biru pudar

D.   PEMBAHASAN

a.     Uji Larutan Benedict

Uji benedict bertujuan untuk mengidentifikasi gula pereduksi. Pada percobaan ini dengan menguji larutan karbohidrat (1 ml) kedalam 5 ml larutan benedict yang berada dalam tabung reaksi. Dimana dari ketiga larutan karbohidrat (glukosa 0,01 M, glukosa 0,02 M, dan glukosa 0,04 M) ditambahkan larutan benedict, larutan karbohidrat yang bereaksi adalah larutan glukosa. Dan Reaksi yang diberikan oleh ke-3 larutan karbohidrat tersebut berupa hasil warna larutan yang berwarna biru pekat, biru kemerahan dan merah.

Penyebab terjadinya endapan pada monosakarida (glukosa). Hal ini disebabkan oleh adanya gugus aldehid (glukosa) bebas dalam molekul karbohidrat yang diuji tersebut. Dalam asam polisakarida atau disakarida akan terhidrolisis pasial menjadi sebagian kecil monomernya. Hal inilah yang dijadikan dasar untuk membedakan polisakarida, disakarida, dan monosakarida.

b.    Uji Larutan Luff

Uji luff digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang. Pada percobaan ini dengan menggunakan 1ml larutan luff yang ditambah masing-masing 2 ml larutan karbohidrat (fraktosa, laktosa, dan sacarosa) dan larutan pati. Dimana setelah dipanaskan selama 15 menit diantara semua larutan karbohidrat dan larutan pati tersebut yang beraksi dan hasil yang tercepat adalah larutan fruktosa. Dan reaksi yang diberikan oleh ke-4 larutan tersebut berupa hasil warna larutan yang berwarna biru kekuningan, biru keruh, dan biru jernih. Larutan sudah netral ditandai perubahan warna menjadi kekuningan.

Uji luff memiliki kelemahan yang terutama disebabkan oleh komposisi yang konstan. Hal ini diketahui dari penelitian A.M Maiden yang menjelaskan bahwa hasil pengukuran yang diperoleh dibedakan oleh pembuatan larutan yang berbeda.

Dalam pengujian karbohidrat dengan metode luff schrool ini pH larutan harus diperhatikan dengan baik, karena pH yang terlalu rendah (terlalu asam) akan menyebabkan hasil titrasi menjadi lebih tinggi dari sebenarnya, karena terjadi reaksi oksidasi ion iodide  menjadi I2. Sedangkan apabila pH terlalu tinggi (terlalu basa), maka hasil titrasi akanmenjadi lebih rendah daripada sebenarnya, karena pada pH tinggi akan terjadiresiko kesalahan, yaitu terjadinya reaksi I2 yang terbentuk dengan air (hidrolisis).

c.      Uji Larutan Barfoed

Uji barfoed bertujuan untuk memisahkan antara monosakarida dan disakarida. Pereaksi barfoed bersifat asam lemah dan hanya diredusi oleh monosakarida. Pemanasan yang lama menghidrolisis disakarida sehingga bereaksi positif. Percobaan barfoed menghasilkan endapan berwarna lebih pekat.

Pada percobaan ini dengan menggunakan 5 ml larutan barfoed yang ditambahkan masing-masing 5 ml larutan karbohidrat (glukosa, fruktosa, laktosa (0,04 M), laktosa (0,01 M), sukrosa (0,01 M), dan sukrosa (0,03 M). Dimana setelah dipanaskan selama 30 menit diantara semua larutan karbohidrat tersebut yang bereaksi dan menghasilkan hasil yang positif adalah larutan fruktosa dan laktosa (0,01 M). Larutan karbohidrat yang paling cepat bereaksi adalah larutan fruktosa. Sementara untuk larutan karbohidrat jenis glukosa, dan sukrosa, tidak bereaksi atau menunjukkan hasil negatif. Sekalipun aldosa atau ketosa berada dalam bentuk sikliknya. Namun bentuk ini berada dalam kesetimbangannya dengan sejumlah kecil aldehid atau keton rantai terbuka,sehingga gugus aldehid atau keton ini dapat mereduksi berbagai macam reduktor. Oleh karena itu, karbohidrat yang menunjukkan hasil reaksi positif (endapan biru lebih pekat) dinamakan gula pereduksi.

Pereaksi barfoed merupakan pereaksi yang bersifat asam lemah dan hanya dapat direduksi oleh monosakarida dan disakarida meskipun terdapat perbedaan kecepatan mereduksi diantara keduannya.

E.   PERTANYAAN

1.     Bahas kemungkinan yang terjadi dalam proses reduksi dari masing-masing yang terjadi?

2.      Mengapa pada gula, dalam gula non reduksi tidak ada reaksi pengendapan?

F.    JAWABAN

1.    Proses Terjadi Reduksi atau Tidak

      Dari semua larutan itu dapat meruduksi. Monosakarida (glukosa dan fruktosa), disakarida (laktosa dan socrosa), dan polisakarida (pati). Monosakarida dapat mereduksi lebih cepat dari disakarida dan polisakarida.

2.      Gula non reduksi tidak dapat meruduksi karena gula non reduksi tidak dapat mereduksi zat lain. Itu disebab kan oleh halnya zat tersebut tidak dapat mereduksi karena larutan-larutannya tidak termasuk dalam larutan asam dan larutan yang tidak dapat meruksi zat lain kebanyakan ada dilarutan basa lemah. Larutan asam lebih cepat meruksi zat lain dan yang dapat meruduksi zat lain adalah gula reduksi.

G.    KESIMPULAN

Dari data diatas dapat disimpulkan beberapa kesimpulan :

a.      Menggunakan larutan benedict :

Dari masing-masing tabung memiliki perbedaan warna yang sangat beda itu dikarenakan semakin banyak campuran larutan glukosa yang dimasukkan pada tabung yang berisi larutan benedict maka reaksi reduksi semakin cepat dari pada larutan glukosa yang dicampurkan pada tabung berisi larutan benedict lebih sedikit, dan uji benedict untuk mengindentifikasi gula pereduksi.

b.      Menggunakan larutan luff :

Luff digunakan sebagai menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang. Larutan luff memiliki kelemahan disebabkan ileh kombinas yang konstan. Larutan semakin berwarna kekuningan semakin netral larutannya.

c.       Menggunakan larutan barfoed :

Barfoed digunakan sebagai memisahkan monosakarida dan disakarida. Barfoed bersifat asam lemah, direduksi oleh monosakarida. Pemanasan yang semakin lama mengindrolisis disakarida sehingga beraksinyasemakin positif.

d.      Kesimpulan dari semua data diatas :

Hasil analisisinya adalah kadar gula pereduksi total tidak dapat menentukan gula pereduksi secara individual. Monosakarida dapat mereduksi lebih cepat daripada disakarida dan polisakarida. Kadar gula total adalah kandungan gula keseluruhan dalam suatu bahan baik monosakarida maupun oligosakarida. Gula reduksi adalah gula yang dapat mereduksi zat lain. Golongan monosakarida mengandung gugus aldehid dan gugus keton yang aktif mereduksi senyawa lain.