Laporan Praktikum Biokimia : Karbohidrat Pendahuluan
Biomolekul karbohidrat merupakan golongan utama bahan organik, dan ditemukan pada semua bagian sel, terutama pada sel tumbuhan. Sel tumbuhan paling banyak mengandung karbohidrat, 50-80% bobot kering sel yaitu karbohidrat selulosa. Karbohidrat juga merupakan komponen gizi utama bahan makanan yang berenergi lebih tinggi dari biomolekul lain. Satu makromolekul karbohidrat adalah satu
polimer alam yang dibangun oleh monomer polisakarida. Kedudukan karbohidrat sangatlah penting pada manusia dan hewan tingkat tinggi lainnya, yaitu sebagai sumber kalori. Karbohidrat juga mempunyai fungsi biologi lainnya yang tak kalah penting bagi beberapa makhluk hidup tingkat rendah, ragi misalnya mengubah karbohirat (glukosa) menjadi alkohol dan karbondioksida untuk menghasilkan energi. (Hawab 2004).
Karbohidrat sebenarnya merupakan nama umum senyawa-senyawa kimiawi berupa bentuk hidrat dari karbon dan secara empiris mempunyai rumus umum (CH2O)n. Salah satu perbedaan utama antara berbagai tipe karbohidrat ialah ukuran
molekulnya, diantaranya monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida. Berdasarkan sifat-sifatnya terhadap zat-zat penghidrolisa karbohidrat dibagi dalam 4 kelompok utama :
1. Monosakarida
Karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisa menjadi senyawa yang lebih sederhana terdiri dari satu gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang terdapat di dalam tubuh ialah glukosa, fruktosa, dan galaktosa.
2. Disakarida
Senyawa yang terbentuk dari gabungan 2 molekul atau lebih monosakarida. Contoh disakarida ialah sukrosa, maltosa dan laktosa.
3. Glikosida
Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul gula dan molekul non gula. 4. Polisakarida
Tujuan
Tujuan praktikum adalah menunjukkan sifat dan struktur karbohidrat melalui uji-uji kualitatif, mengamati struktur beberapa karbohidrat melalui sifat reaksinya dengan beberapa reagen uji yaitu uji Molisch, Benedict, Barfoed, fermentasi, Selliwanof, dan Iod.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ialah penangas air, tabung fermentasi, pipet mohr 10 ml, pipet tetes, bulb, gegep kayu, tabung reaksi, rak tabung reaksi, mortar, pembakar bunsen, kaki tiga, kasa, gelas piala 250 ml dan papan uji.
Bahan-bahan yang digunakan ialah glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%,laktosa 1%, maltose 1%, pati 1%, pereaksi Molisch, asam sulfat pekat, pereaksi benedict, pereaksi barfoed, fosfomolibdat, ragi, NaOH, kapas, akuades, pereaksi selliwanof, larutan iod encer, gum Arab, tepung pati, tepung agar-agar, dan arabinosa.
Prosedur Percobaan
Pada Uji Molish dengan prosedur sebagai berikut, sebanyak 5 ml sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 2 tetes pereaksi Molisch, dicampur merata, kemudian asam sulfat pekat ditambahkan perlahan-lahan ke dinding tabung sebanyak 3 ml. Reaksi positif ditunjukkan dengan adanya warna violet(ungu) kemerahan pada batas kedua cairan. Percobaan dilakukan 6 kali
dengan sampel yang berbeda beda, sampelnya antara lain glukosa 1%,fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, dan pati 1 %.
Uji Benedict dilakukan dengan cara sebanyak 5 ml Pereaksi benedict dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian sampel ditambahkan sebanyak 8 tetes dan didihkan selama 5 menit, selanjutnya dibiarkan sampai menjadi dingin. Tidak terdapatnya gula pereduksi pada sampel ditunjukkan dengan larutan berwarna biru. Warna hijau kebiruan, hijau, dan kuning diindikasikan terdapatnya gula
Pada uji Barfoed sebanyak 1 ml pereaksi Barfoed dan sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian dipanaskan dalam penangas air selama 3 menit
selanjutnya didinginkan. Fosfomolibdat dimasukkan ke dalam larutan sebanyak 1 ml selanjutnya dikocok dan diamati warna yang terjadi. Percobaan dilakukan 6 kali dengan sampel yang berbeda beda, sampelnya antara lain glukosa 1%,fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, dan pati 1 %.
Pada uji Fermentasi sebanyak 20 ml sampel dan ragi sebanyak 2 gram dimasukkan ke dalam mortar kemudian digerus kedua bahan tersebut sampai terbentuk suspensi yang homogen kemudian suspensi tersebut dimasukkan ke dalam tabung fermentasi sampai bagian kaki tertutup terisi penuh oleh cairan selanjutnya dilakukan pemeraman pada suhu 36oC dan diperiksa setiap selang waktu 2, 4, 5 menit. Jika terdapat ruangan gas pada kaki tabung yang tertutup diukur panjang atau isi gas tersebut. Pembuktian bahwa terdapat gas CO2,
dilakukan dengan cara larutan ditambahkan NaOH 10% ke dalam tabung fermentasi melalui kaki yang terbuka dan ditutup mulut tabung dengan ibu jari sambil tabung di boalk-balik beberapa kali, adanya gas CO2 ditunjukkan dengan adanya isapan pada ibu jari. Uji ini dilakukan terhadap larutan glukosa 1%,fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, dan pati 1 %.
Pada uji Selliwanof sebanyak 5 ml pereaksi Selliwanof dan beberapa tetes sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian didihkan campuran tersebut selama 1-2 menit. Uji ini dilakukan terhadap larutan glukosa 1%,fruktosa 1%,
sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, dan pati 1 %.
Pada uji Iod seujung sudip sampel dimasukkan ke dalam papan tetes
kemudian ditambahkan satu tetes larutan iod encer dan dicampurkan dengan rata serta diperhatikan warna yang terjadi. Sampel yang digunakan yaitu tepung pati, tepung gum arab dan tepung agar-agar serta arabinosa.
Cincin coklat keunguan Fruktosa
+
Cincin ungu kecoklatan Sukrosa
+
Cincin coklat keunguan Laktosa
+
Cincin ungu kecoklatan Maltosa
+
Cincin coklat keunguan Pati
Cincin ungu kecoklatan
Keterangan: + : sampel mengandung karbohidrat - : sampel tidak mengandung karbohidrat
Gambar 1 Gambar 2 Gambar 3
Glukosa - Uji Molisch Fruktosa - Uji Molisch Sukrosa -Uji Molisch
Gambar 4 Gambar 5 Gambar 6
Laktosa - Uji Molisch Maltosa - Uji Molisch Pati - Uji Molisch
Tabel 2 Hasil Uji Benedict Bahan Uji
Hasil Pengamatan (+/-)
Perubahan warna larutan Glukosa
+
↙ berwarna merah bata Sukrosa
-Biru Laktosa
+
↙ berwarna merah bata Maltosa
+
↙ berwarna merah bata Pati
-Biru
Gambar 1 Gambar 2 Gambar 3 Glukosa - Uji Benedict Fruktosa - Uji Benedict Sukrosa - Uji Benedict
Gambar 4 Gambar 5 Gambar 6 Laktosa - Uji Benedict Maltosa - Uji Benedict Pati - Uji Benedict
Tabel 3 Hasil Uji Barfoed Bahan Uji
Hasil Pengamatan (+/-)
Perubahan warna larutan Glukosa
+
↙ merah bata dan terdapat cincin kuning biru muda Fruktosa
+
↙ merah bata, larutan biru keruh Laktosa
-Biru keruh Maltosa
-Biru keruh Pati
-Biru → biru muda
Keterangan: + : sampel mengandung monosakarida - sampel tidak mengandung monosakarida
Gambar 4 Gambar 5 Gambar 6
Laktosa - Uji Barfoed Maltosa - Uji Barfoed Pati - Uji Barfoed
Tabel 4 Hasil Uji Fermentasi Bahan Uji
Hasil Pengamatan (+/-)
Tinggi gas CO2 (cm)
Daya hisap Glukosa
+
2’= 7.8 cm 4’= 8.5 cm 5’= 9.3 cm
++ Fruktosa
5’= 8.5 cm
+++ Sukrosa
+
2’= 3.5 cm 4’= 8.2 cm 5’= 8.5cm
++ Laktosa
+
2’=0.3 cm 4’=0.5 cm 6’=0.7 cm
Maltosa
+
2’=0.8 cm 4’=0.9 cm 5’=1.2 cm
+ Pati
-0
-Keterangan pada hasil pengamatan: (+) = terdapat gas CO2
(-) = tidak terdapat gas CO2 Keterangan pada daya hisap : + = daya hisap lemah
++ = daya hisap kuat
+++ = daya hisap sangat kuat
Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6.
Laktosa – Uji Fermentasi Maltosa – Uji Fermentasi Pati – Uji Fermentasi
Tabel 5 Hasil Uji Selliwanof Bahan Uji
Hasil Pengamatan (+/-)
Perubahan warna larutan Glukosa
-Tb – -Tb Fruktosa
+
Tb – Merah Sukrosa
Tb – Merah Muda Laktosa
-Tb – -Tb Maltosa
-Tb – -Tb Pati
-Tb – -Tb
A B C D E F
Keterangan: A = glukosa B = fruktosa C = sukrosa D = laktosa E = maltosa F = pati
Tabel 6 Hasil Uji Iod Bahan Uji
Hasil Pengamatan (+/-)
Perubahan warna larutan Tepung pati
+
Tepung agar-agar
+
Putih – ungu kemerahan Tepung arabinosa
-Putih – kuning Tepung gum arab
-Putih – kuning
A B C D Keterangan :
A = Tepung pati
banyak polimer sakarida,seperti amilum, pati, dan selulosa. Disakarida terdiri dari dua sakarida, seperti sukrosa dan laktosa. Monosakarida ialah monomer sakarida, seperti glukosa, galaktosa, dan fruktosa (Yatim 2003).
Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa karena terdiri atas 6 rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin tersebut secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH-). Terdapat tiga jenis heksosa yang penting yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa (Almatsier 2001). Glukosa dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur dan terdapat di alam dalam jumlah yang sedikit yaitu dalam sayur, buah, syrup jagung, sari pohon, serta bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Tubuh hanya dapat menggunakan
glukosa dalam bentuk D. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Glukosa merupakan bentuk
karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi (Almatsier 2001).
Fruktosa dinamakan juga levulosa atau gula buah adalah gula yang paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa yaitu C6H12O6 namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsana jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. Gula tersebut terutama terdapat dalam madu bersama glukosa, dalam buah, nektar bunga, dan juga di dalam sayur. Fruktosa juga dapat diolah dari pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis (Almatsier 2001).
Disakarida memiliki empat jenis yaitu sukrosa, sakarosa, maltosa,laktosa, dan trehalosa. Disakaria terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi (Almatsier 2001).
Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga sebagai gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Sukrosa juga
terdapat dalam buah, sayuran, dan madu. Apabila dihidrolisis, sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa (Almatsier 2001).
Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada sakarida lain (Almatsier 2001).
berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati. Apabila dihidrolisis, maltosa pecah menjadi dua unit glukosa (Almatsier 2001).
Karbohidrat kompleks terbagi atas polisakarida yang terdiri atas lebih dari dua ikatan monosakarida dan serat yang dinamaka juga polisakarida nonpati. Polisakarida mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Gula sederhana tersebut adalah glukosa. Jenis polisakarida yang penting ialah pati, dekstrin, gliogen,dan
polisakarida nonpati (Almatsier 2001).
Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian. Jumlah unit glukosa dan
susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya (Almatsier 2001).
Uji Molisch adalah uji umum untuk karbohidrat. Pereaksi molisch yang terdiri dari α-naftol dalam alkohol akan bereaksi dengan furfural tersebut membentuk senyawa kompleks berwarna ungu yang disebabkan oleh daya dehidrasi asam sulfat pekat terhadap karbohidrat.. Uji tersebut bukan uji spesifk untuk karbohidrat, walalupun hasil reaksi yang negatif menunjukkan bahwa larutan yang diperiksa tidak
mengandung karbohidrat. Warna ungu kemerah-merahan menyatakan reaksi positif, sedangkan warna hijau adalah negatif. Glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan pati termasuk senyawa karbohidrat yang seluruhnya menghasilkan cincin ungu kecoklatan pada reaksinya dengan pereaksi Molisch.
Cincin ungu terbentuk akibat glukosa yang terhidrasi menjadi fulfular dan bereaksi dengan molisch dan H2SO4. Furfural padat paling cepat membentuk cincin ungu karena tidak perlu melalui hidrolisis. Konsentrasi asam sulfat pekat bertindak sebagai agen dehidrasi yang bertindak pada gula untuk membentuk furfural dan turunannya yang kemudian diperkirakan dapat membentuk produk yang bewarna pada produk amilum dan glukosa yang diteliti terbukti adalah karbohidrat yang ditandai dengan adanya cincin bewarna ungu. Jadi baik monosakarida, disakarida, maupun polisakarida memberikan hasil positif pada uji Molisch, sehingga
membuktikan bahwa seluruhnya ialah karbohidrat (Hamdan 2007).
merah bata (Cu2O). Pada gula pereduksi terdapat gugus aldehida dan OH laktol. Gugus OH laktol adalah OH yang terikat pada atom C pertama yang menentukan karbohidrat sebagai gula pereduksi atau bukan (Handini 2009).
Hasil uji positif ditunjukkan oleh fruktosa, glukosa, maltosa, dan laktosa ditandai dengan adanya endapan merah bata pada uji benedict, sedangkan untuk
karbohidrat jenis sukrosa dan pati menunjukkan hasil negatif ditandai dengan warna biru. Sekalipun aldosa atau ketosa berada dalam bentuk sikliknya, namun bentuk ini berada dalam kesetimbangannya dengan sejumlah kecil aldehida atau keton rantai terbuka, sehingga gugus aldehida atau keton ini dapat mereduksi berbagai macam reduktor, oleh karena itu, karbohidrat yang menunjukkan hasil reaksi positif dinamakan gula pereduksi.
Pada sukrosa, walaupun tersusun oleh glukosa dan fruktosa, namun atom karbon anomerik keduanya saling terikat, sehingga pada setiap unit monosakarida tidak lagi terdapat gugus aldehida atau keton yang dapat bermutarotasi menjadi rantai terbuka, hal ini menyebabkan sukrosa tak dapat mereduksi pereaksi benedict. Pada pati, sekalipun terdapat glukosa rantai terbuka pada ujung rantai polimer, namun konsentrasinya sangatlah kecil, sehingga warna hasil reaksi tidak tampak oleh penglihatan (Hamdan 2007).
Reaksi yang berlangsung pada uji Benedict sebagai berikut :
Berdasarkan pada tabel 3 dapat diketahui bahwa Uji Barfoed menghasilkan hasil yang positif pada glukosa, fruktosa, sukrosa dan negatif pada laktosa, maltosa, dan pati. Dalam hal ini terdapat ketidak sesuaian dengan literatur umumnya sukrosa menghasilkan hasil yang negatif pada uji Barfoed karena sukrosa termasuk ke dalam golongan disakarida. Perbedaan ini disebabkan adanya kontaminan pada pipet yang digunakan, tabung reaksi dan sampel. Hasil uji polisakarida atau disakarida akan terhidrolisis parsial menjadi sebagian kecil monomernya. Hal tersebut yang menjadi dasar untuk membedakan antara polisakarida, disakarida, dan monosakarida. Monomer gula bereaksi dengan fosfomolibdat membentuk senyawa berwarna biru. Dibanding dengan monosakarida, polisakarida yang
Berbeda dengan pereaksi-pereaksi lain yang digunakan untuk menunjukkan karbohidrat pereduksi, pereaksi barfoed bersifat asam. Pereaksi tersebut dibuat dengan melarutkan 13,3 gram kristal kupri sulfatnetral dalam 200 ml air. Setelah disaring, fltrat ditambah dengan 1,8 ml asam asetat glacial. Pemanasan
karbohidrat denga pereaksi barfoed, terjadi reaksi oksidasi karbohidrat pereduksi menjadi asam karboksilat dan reduksi pereaksi barfoed menjadi ion kupri (Cu2+) menjadi endapan kupro oksida. Suasana asam pada pereaksi barfoed dapat mengakibatkan waktu terjadinya pengendapan Cu2O pada reksi dengan
monosakarida dan disakarida berbeda. Pada konsentrasi dan kondisi yang sama, disakarida memberikan endapan merah bata lebih lambat daripada monosakarida. Berdasarkan hal tersebut, uji barfoed dapat digunakan untuk membedakan
disakarida dan monosakarida (Sumardjo 2006). Reaksi yang terjadi pada uji Barfoed sebagai berikut:
Uji Fermentasi memerlukan suasana aerob sehingga karbohidrat oleh ragi akan dicerna dan diubah bentuknya menjadi etil alkohol (C2H5OH) serta gas
karbondioksida. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa gas Karbondioksida yang dihasilkan ragi lebih cepat terjadi pada monosakarida, khususnya glukosa. Hal tersebut menunjukkan bahwa monosakarida lebih reaktif dari disakarida ataupun polisakarida. Selain itu, Pati dan disakarida lainnya merupakan molekul yang relatif lebih besar dibandingkan dengan monosakarida sehingga kemampuan ragi untuk mencerna dan mengubah pati tersebut menjadi etil alkohol dan karbon dioksida lebih banyak memerlukan energi dan waktu yang lebih lama, bahkan tidak
menghasilkan gas karbondioksida pada pati. Sehingga Glukosa dan fruktosa yang merupakan monosakarida dapat menghasilkan gas karbondioksida lebih banyak dibadingkan dengan disakarida atau polisakarida (Hamdan 2007).
Semakin tinngi hisapan pada ibu jari, semakin tinggi pula gas
karbondioksida yang dihasilkan. Uji positif hanya dihasilkan oleh monosakarida dan disakarida, sedangkan polisakarida menghasilka uji negative.
Uji Selliwanof digunakan untuk menunjukkan adanya ketoheksosa, misalnya fruktosa. Pereaksi Selliwanof adalah resorsinol dalam asam klorida encer.
karbohidarat yang mengandung monosakarida dengan jumlah 6 atom C yang
disebut dengan heksosa dan mengandung gugus keton. Glukosa merupakan aldosa atau ketosa, laktosa terurai menjadi glukosa dan galaktosa, maltosa terurai menjadi dua molekul glukosa, serta pati merupakan polisakarida sehingga pada uji
Selliwanof dihasilkan uji yang negatif. Reaksi yang terjadi pada uji selliwanof sebagai berikut:
Iodium encer digunakan sebagai pereaksi dalam uji Iod. Iodium berfungsi sebagai pendeteksi adanya kandungan amilum atau amilosa pada sampel yang ditunjukkan dengan timbulnya warna biru atau ungu pekat. Hasil percobaan menunjukkan bahwa tepung pati menghasilkan warna ungu pekat dan tepung agar-agar
menghasilakan warna ungu kemerahan, lain halnya dengan tepung gum arab dan tepung arabinosa menghasilkan warna kuning. Pati dan agar-agar mengandung amilosa sehingga menunjukkan hasil positif, sedangkan gum arab dan arabinosa tidak mengandung komponen tersebut sehingga menunjukkan hasil yang negatif. Reaksi iodium merupakan hasil pembentukan rantai poliiodida dari reaksi pati dan yodium. Pada amilosa atau bagian rantai lurus dari pati, bentuk heliks terdapat iodium yang menyusunnya menyebabkan warna menjadi ungu kemerahan atau ungu pekat. Amilopektin atau bagian bercabang pada pati, bentuk heliks lebih pendek dan molekul yodium tidak dapat menyusunnya dan menyebabkan warna menjadi kuning atau oranye. Seperti pati yang dipecah atau dihidrolis menjadi unit karbohidrat yang lebih kecil, warna ungu tidak diproduksi. Oleh sebab itu, uji iod dapat menentukan penyelesaian hidrolisis ketika perubahan warna tidak terjadi (Sumardjo 2006).
Simpulan
Berdasarkan hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa seluruh karbohidrat dapat diidentifkasi oleh pereaksi molisch. Uji benedict positif terhadap glukosa, fruktosa, laktosa, dan maltosa. Uji barfoed positif terhadap glukosa, fruktosa, dan sukrosa. Uji fermentasi positif terhadap glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, dan maltosa. Uji Selliwanof positif terhadap fruktosa dan sukrosa. Serta uji iod positif terhadap tepung pati dan tepung agar-agar.
Almatsier Sunita. 2006. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama
Feseenden dan Fessenden. 1997. Dasar-Dasar Kimia Organik. Jakarta: Binarupa Aksara.
Hamdan Ali. 2007. Petunjuk Praktikum Biokimia Laboratorium Dasar Universitas Trunojoyo. [terhubung berkala] http://labdasar.trunojoyo.ac.id/buku
%20biokimia.pdf. [7 September 2011, 03:05]
Handini. 2009. Karbohidrat Pada Uji Kualitatif. [terhubung berkala]
http://www.rismaka.net/2009/06/karbohidrat-pada-uji-kualitatif.html. [7 September 2011,02:40]
Irawan Anwari. 2007. Karbohidrat. [terhubung berkala]
http://www.pssplab.com/journal/03.pdf. [7 September 2011, 02:13] Poedjiadi Anna. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press
