PENENTUAN GULA REDUKSI SECARA
SPEKTROFOTOMETRI
I.
PENDAHULUAN I.1 Latar BelakangBelakangan ini, penentuan kadar gula reduksi banyak digunakan dalam aplikasi bidang kesehatan, terutama dalam bidang pemeriksaan kadar gula dalam darah dan dalam urin. Dengan pengembangan penentuan kadar gula reduksi dengan berbagai metoda diharapkan akan mempercepat penentuan kadar gula bagi seseorang. Penentuan kadar gula dalam darah dan urin digunakan untuk mengetahui penyakit diabetes mellitus.
I.2
Tujuan1.
Menentukan gula reduksi dari sampel.2.
Memahami prinsip spektrofotometri dalam biokimia.I.3
Aplikasi1. Menentukan gula darah dalam penentuan penyakit diabetes.
2. Menentukan kadar gula dalam sampel yang digunakan.
II.
TINJAUAN PUSTAKAKarbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau keton atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisa. Nama karbohidrat berasal dari kenyataan bahwa kebanyakan senyawa dari golongan ini mempunyai rumus empiris , yang menunjukkan bahwa senyawa tersebut adalah karbon “hidrat”, dan memiliki nisbah karbon terhadap hidrogen
dan terhadap oksigen sebagai 1:2:1. Sebagai contoh,rumus empiris D-glukosa adalah C6H12O6, yang juga dapat ditulis
sebagai (CH2O)6 atau C6(H2O)6. Walaupun banyak karbohidrat
yang umum sesuai dengan rumus empiris (CH2O)n, yang lain
tidak memperlihatkan nisbah ini dan beberapa yang lain lagi juga mengandung nitrogen, fosfor, atau sulfur.
Karbohidrat dalam bentuk gula dan pati melambangkan bagian utama kalori total yang dikonsumsi manusia dan bagi kebanyakan kehidupan hewan,seperti juga bagi berbagai mikroorganisme. Karbohidrat juga merupakan pusat metabolisme tanaman hijau dan organisme fotosintetik lainnya yang menggunakan energi solar untuk melakukan sintesa karbohidrat dari CO2 dan H2O. Sejumlah besar pati dan karbohidrat lain yang dibuat oleh fotosintesa menjadi energi pokok dsan sumber karbon bagi sel non-fotosintetik pada hewan,tanaman dan dunia mikrobial.
Terdapat tiga golongan utama karbohidrat : monosakarida,
oligosakarida, dan polisakarida (kata “sakarida” berasal dari
bahasa Yunani yang berarti gula). Monosakarida atau gula
sederhana, terdiri dari hanya satu unit polihidroksi aldehida
atau keton. Monosakarida yang paling banyak di alam adalah D-glukosa 6-karbon.
Oligosakarida (bahasa Yunani oligos “sedikit” ) terdiri dari
rantai pendek unit monosakarida yang digabungkan bersama-sama oleh ikatan kovalen. Diantaranya, adalah disakarida yang mempunyai dua unit monosakarida. Teristimewanya adalah
sukrosa, atau gula tebu, yang terdiri dari gula D-glukosa
6-karbon dan D-fruktosa yang digabungkan dengan ikatan kovalen. Kebanyakan oligosakarida yang mempunyai tiga atau lebih unit tidak terdapat secara bebas, tetapi digabungkan
seebagai rantai samping polipeptida pada glikoprotein dan
proteoglikan.
Polisakarida terdiri dari rantai panjang yang mempunyai
ratusan atau ribuan unit monosakarida. Beberapa polisakarida seperti selulosa, mempunyai rantai linear,sedangkan yang lain seperti glikogen, mempunyai rantai bercabang. Polisakarida yang banyak dijumpai pada dunia tanaman, yaitu pati dan
selulosa, terdiri dari unit berulang D-glukosa, tetapi
senyawa-senyawa ini berbeda dalam hal cara unit D-glukosa dikaitkan satu sama lain. Nama semua monosakarida dan disakarida yang umum dikenal berakhir dengan akhiran –osa.
Monosakarida tidak berwarna, merupakan kristal padat yang bebas larut di dalam air, tetapi tidak larut
III.
METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Alat dan BahanNo. Alat Fungsi
1. Labu ukur 100 mL
Untuk mengencerkan larutan 2. Tabung reaksi Untuk meletakkan sampel 3. Termometer Untuk mengukur temperatur 4. Rak tabung
reaksi
Untuk meletakkan tabung reaksi 5. Spektrofotomete
r
Untuk mengukur serapan (Absorban) 6. Pipet takar Untuk memipet sampel secara akurat 7. Labu ukur 10 mL Untuk mengencerkan larutan
8. Kuvet Untuk meletakkan sampel yang akan
diukur serapannya
250 mL
No. Bahan Fungsi
1. Larutan standar glukosa 1000 ppm
Sebagai larutan induk
2. Reagen Nelson Sebagai oksidator
3. Larutan sampel Sebagai sampel
4. Akuades Sebagai pelarut
5. Reagen Fosfomolibdat Sebagai pengompleks
III.2
Cara KerjaA.
Pembuatan Kurva Standar1.
Dari larutan standar dibuat larutan glukosa dengan variasi 0,2,4,6,8,10,20,30,40 ppm.2.
Disiapkan 9 tabung reaksi bersih. Ke dalam delapan tabung reaksi dimasukkan masing-masingnya 1 mL standar glukosa dan tabung satunya lagi diisi dengan akuades blanko.3.
Ke dalam masing-masing tabung ditambahkan 1 mL Reagen Nelson dan semua tabung dipanaskan dalam penangas air mendidih selama 20 menit.4.
Diambil semua tabung dan segera didinginkan dalam gelas piala berisi air dingin segingga suhu tabung mencapai 25°C.5.
Setelah semua tabung cukup dingin,ditambahkan 1 mL Reagen Fosfomolibdat dan dikocok hingga endapan yang terbentuk larut kembali.6.
Setelah endapan larut sempurna,ditambahkan 7 mL akuades dan dikocok sampai homogen.7.
Serapan masing-masing larutan diukur pada panjang gelombang 540 nm.8.
Dibuat kurva larutan standar yang menunjukkan hubungan konsentrasi glukosa dan absorban.B. Penentuan Gula Reduksi Pada Sampel 1. Diminta larutan sampel pada asisten
2. Diambil 1 mL larutan sampel tersebut dan ditambahkan 1 mL Reagen Nelson dan selanjutnya diperlakukan seperti larutan diatas.
3. Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan serapan larutan sampel dan kurva standar.
III.3
Skema Kerja-
Dibuat variasi larutan 0,2,4,6,8,10,20,30,40 ppm-
Disiapkan 9 tabung reaksi bersih-
Dimasukkan masing-masing 1 mL standar glukosa pada 8 tabung reaksi,tabung lain diisi akuades- Ditambah 1 mL Reagen Nelson - Dipanaskan 20 menit
- Didinginkan (T=25°C)
- Ditambah 1 mL Reagen Fosfomolibdat
- Dikocok hingga endapan larut kembali
- Ditambah 7 mL akuades - Dikocok sampai homogen
- Diukur serapan pada panjang gelombang 540 nm
B. Penentuan Gula Reduksi Pada Sampel
- Diambil 1 mL
- Ditambah 1 mL Reagen Nelson - Diberi perlakuan seperti larutan
diatas
- Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan serapan Larutan standar
glukosa standar
Tabung reaksi berisi larutan standar
Tabung reaksi berisi campuran
Kurva larutan standar
larutan sampel dan kurva standar.
IV.
HASIL dan PEMBAHASAN IV.1 Hasil dan PengamatanA. Pengenceran larutan standar glukosa 1000 ppm 1. Konsentrasi 40 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.1000 ppm = 100 mL.40 ppm V1 = 4 mL 2. Konsentrasi 30 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.30 ppm V1 = 7,5 mL 3. Konsentrasi 20 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.20 ppm V1 = 5 mL 4. Konsentrasi 10 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.10 ppm V1 = 2,5 mL 5. Konsentrasi 8 ppm V1.N1 = V2.N2 Jumlah gula reduksi
V1.40 ppm = 10 mL.8 ppm V1 = 2 mL 6. Konsentrasi 6 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.6 ppm V1 = 1,5 mL 7. Konsentrasi 4 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.4 ppm V1 = 1 mL 8. Konsentrasi 2 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.2 ppm V1 = 0,5 mL 9. Konsentrasi 0 ppm V1.N1 = V2.N2 V1.40 ppm = 10 mL.0 ppm V1 = 0 mL B. Tabel Pengamatan Konsent rasi (ppm) + 1 mL Reagen Nelson Setelah pemanas an + 1 mL Reagen Fosfomolibd at Serap an (A) 0 + + + 0 2 ++ ++ ++ 0,077 4 +++ +++ +++ 0,090 6 ++++ ++++ ++++ 0,092 8 ++++ ++++ ++++ 0,110 10 +++++ +++++ +++++ 0,114 20 +++++ +++++ +++++ 0,124 30 +++++ + +++++ + ++++++ 0,155 40 +++++ + +++++ + ++++++ 0,187 sampel ++++ ++++ ++++ 0,132 C. Tabel Regresi x = konsentrasi y = absorban X y xy x2
0 0 0 0 2 0,077 0,154 4 4 0,090 0,360 16 6 0,092 0,552 36 8 0,110 0,880 64 10 0,114 1,140 100 20 0,124 2,480 400 30 0,155 4,650 900 40 0,187 7,480 1600 sampel 0,132 - -x = 13,33 y = 0,1054 D. Persamaan Regresi
B = n Σxy- (Σx )( Σy)n Σx2 - (Σ x)2 = 9 (17,696) - (120)(0,949) 9 (3120) - (120)2 =0,0033175 A = y - B x = 0,1054 – ( 0,0033175 ) (13,33) = 0,0612
Jadi, persamaan regresinya adalah : y = A + Bx
= 0,0612 + 0,0033175x
E. Penentuan konsentrasi sampel y = Absorban pada sampel
y = A + Bx
0,132 = 0,0612 + 0,0033175x x = 21,40 ppm
F. Penentuan volume sampel V1 . N1 = V2. N2
V1. 40 ppm = 10 mL . 21,40 ppm
V1 = 5,35 mL
G. Persen kesalahan
= 6.0 mL−5,35 mL6.0 mL x 100 = 10,83 %
H. Grafik hubungan Konsentrasi dengan Absorban
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0.05 0.1 0.15 0.2 f(x) = 0x + 0.06 R² = 0.77
Grafik Hubungan
Konsentrasi VS Absorban
Konsentrasi (ppm) AbsorbanIV.2
PembahasanPada percobaan yang telah dilakukan,yaitu penentuan gula reduksi secara spektrofotometri ,bertujuan untuk menentukan gula reduksi dari sampel dan dapat memahami prinsip spektrofotometri dalam biokimia.
Gula reduksi merupakan gula yang mampu mereduksi senyawa pengoksidasi,dengan kata lain gula ini sendiri
mengalami oksidasi. Sampel gula reduksi yang digunakan pada percobaan kali ini adalah glukosa. Sampel ini diperoleh dari larutan standar glukosa 1000 ppm.
Pada percobaan ini dilakukan penambahan reagen nelson. Reagen nelson merupakan reagen yang akan mengalami reduksi oleh gula reduksi, reagen ini berperan sebagai oksidator. Reagen nelson yang digunakan merupakan gabungan dari reagen nelson A dan reagen nelson B dengan perbandingan volume 25 : 1 (mL). Warna dari reagen nelson ini adalah biru. Gula pereduksi (glukosa) akan mereduksi senyawa pengoksidasi (CuSO4.5H2O) menjadi endapan berwarna merah
bata (Cu2O). Pada saat penambahan reagen nelson, maka akan
terlihat adanya endapan pada dasar tabung reaksi yang diasumsikan sebagai endapan merah bata Cu2O. Dengan
reaksi sbb :
Glukosa (aldehid) asam karboksilat
(oksidasi)
Reagen nelson(CuSO4.5H2O) Cu2O
(reduksi)
Fungsi penambahan reagen fosfomolibdat pada percobaan ini adalah sebagai reagen pengompleks yang akan memperjelas intensitas warna dari larutan, agar dapat diukur menggunakan alat spektrofotometer. Hal ini dilakukan karena prinsip dari alat spektrofotometer yaitu pengukuran harus pada larutan yang berwarna. Pada pengukuran serapan, dilakukan pada panjang gelombang 540 nm, ini merupakan panjang gelombang maksimum dari larutan.
Analisa yang digunakan pada percobaan ini adalah analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif yaitu pada penentuan karbohidrat dengan menggunakan reagen nelson, sedangkan analisa kuantitatif yaitu pada pengukuran serapan menggunakan spektrofotometer untuk menentukan konsentrasi gula pereduksi.
Pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi dari larutan maka semakin besar pula intensitas warna yang dihasilkan, dan semakin banyak pula gula reduksi yang mengalami oksidasi.
Setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan volume dari sampel sebesar 5,35 ml dengan % kesalahan 10,83%. Hasil yang didapatkan ini sudah cukup memuaskan karena % kesalahannya tidak terlalu besar.
V.
KESIMPULAN V.1 KesimpulanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan :
1. Glukosa merupakan gula reduksi karena mempunyai gugus aldehid bebas yang dapat teroksidasi menjadi asam karboksilat
2. Nilai absorban berbanding lurus dengan konsentrasi
3. Semakin besar nilai konsentrasi,maka akan semakin pekat intensitas warna yang dihasilkan dikarenakan semakin banyak gula reduksi yang teroksidasi.
4. Reaksi yang terjadi adalah reaksi redoks
5. % kesalahan yang didapatkan sebesar 10,83%
Agar praktikum berjalan lancar dan mendapatkan hasil yang lebih baik lagi maka diharapkan agar :
1. Pahami terlebih dahulu prinsip dan prosedur pengerjaan sebelum melakukan percobaan.
2. Teliti dan berhati-hati dalam melakukan proses pengenceran.
3. Kuvet yang akan digunakan untuk pengukuran spektrofotometer harus benar-benar bersih.
4. Cermat dalam menggunakan dan membaca nilai dari alat spektrofotometri.
JAWABAN PERTANYAAN
1.
Berdasarkan gugus yang dipunyai,sebutkanpembagian karbohidrat!1.
Aldosa : Karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid2.
Ketosa : Karbohidrat yang mempunyai gugus keton2. Sebutkan kelompok karbohidrat berdasarkan
penguraiannya!
1. Monosakarida : atau gula sederhana adalah karbohidrat yang tidak dapat diuraikan lagi.
2. Polisakarida : Karbohidrat rantai panjang yang mempunyai ratusan atau ribuan unit monosakarida. 3. Oligosakarida : Karbohidrat yang dapat diuraikan
menjadi dua
Monosakarida.
3. Mengapa sukrosa termasuk gula nonpereduksi?
Sukrosa termasuk gula nonpereduksi disebabkan sukrosa tidak mengandung aton karbon anomer bebas,karena karbon anomer kedua komponen unit monosakarida pada sukrosa berikatan satu dengan yang lain.
4. Sebutkan contoh-contoh gula pereduksi! - Glukosa
- Fruktosa - Galaktosa - Maltosa - Selulosa
- Gliseraldehid
5. Apa fungsi reagen fosfomolibdat?
Reagen fosfomolibdat berfungsi sebagai reagen pengompleks atau pewarna yang dapat memberikan warna pada larutan sehingga dapat diukur menggunakan metode spektrofotometri.
6. Tuliskan prinsip kerja spektrofotometri!
Prinsip kerja metode spektrofotometri adalah pengukuran berdasarkan serapan sinar monokromatis oleh suatu larutan berwarna pada panjang gelombang tertentu.
7. Jelaskan perbedaan metoda DNS dengan Somogi Nelson dan Lowry!
Metoda DNS :
Metoda Somogi Nelson dan Lowry :