BIOKIMIA KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT

I.                   TUJUAN

Mampu mengetahui pengertian dari karbohidrat dan mampu mengetahui jenis-jenis karbohidrat melalui uji molish, uji benedict, uji barfoed, uji seliwanoff dan uji pati dengan iodium.

II.                PRINSIP

Uji molish: berdasarkan kondensasi furfural atau turunannya dengan a-naftol

Uji benedict: berdasarkan reduksi Cu menjadi Cu⁺ yang mengendap menjadi Cu2O berwarna  merah bata

Uji barfoed: berdasarkan reduksi Cu menjadi Cu⁺

Uji seliwanoff: berdasarkan konvensi fruktosa menjadi asam levulinat dan hidroksimetil furfural

Uji pati dengan iodium: berdasarkan pembentukan kompleks pati dengan iodium yang berwarna biru

III.             REAKSI

Uji Molish:

Uji Benedict:

Uji Barfoed:

Uji Seliwanoff:

 

Uji Pati dengan iodium:

 

IV.             TEORI

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid (aldosa) atau polihidroksi keton (ketosa) dan turunannya atau senyawa yang bila dihidrolisa akan menghasilkan salah satu atau kedua komponen tersebut. Karbohidrat merupakan sumber energi bagi aktivitas kehidupan manusia disamping protein dan lemak. Di Indonesia kurang lebih 80-90% kebutuhan energi berasal dari karbohidrat, karena makanan pokok orang Indonesia sebagian besar mengandung karbohidrat seperti : beras, jagung, sagu, ketela pohon dan lain-lain.

 Sumber utama karbohidrat adalah berasal dari tumbuh-tumbuhan (nabati). Karbohidrat terbentuk dalam tumbuh-tumbuhan sebagai hasil reaksi dari karbondioksida (CO2) dengan air (H2O) dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam tanaman yang berklorofil (bagian  daun). Karbohidrat dalam makanan biasanya dalam bentuk umbi-umbian, serealia maupun dalam batang tanaman. Selain dari sumber nabati, karbohidrat juga berasal dari pangan hewani yang terbentuk dalam jumlah yang kecil melalui proses biosintesa glikogen dan sintesa secara kimiawi.

Karbohidrat dapat dioksida menjadi energi, misalnya glukosa dalam sel jaringan manusia dan hewan. Dalam tubuh, karbohidrat mengalami perubahan atau metabolisme yang menghasilkan antara lain glukosa yang terdapat dalam darah. Sedangkan karbohidrat yang disintesa dalam hati berupa glikogen digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber energi.

Pada umumnya karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi monosakarida, oligosakarida, serta polisakarida. Monosakarida merupakan suatu molekul yang dapat terdiri dari lima atau enam atom C, sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2-10 monosakarida, pada pada umumnya polisakarida merupakan polimer yang terdiri lebih dari 10 monomer monosakarida.

1. Monosakarida

 Terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa.

2. Disakarida

 senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.

Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.
3. Oligosakarida

Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul-molekul monosakarida yang banyak Contoh  polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum.

4. Polisakarida

Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul  monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang.

Ada beberapa metode uji kualitatif karbohidrat, yaitu:

1.      Uji Molisch

Adalah uji untuk membuktikan adanya karbohidrat. Uji ini efektif untuk berbagai senyawa yang dapat di dehidrasi menjadi furfural atau substitusi furfural oleh asam sulfat pekat. Senyawa furfural akan membentuk kompleks dengan α-naftol yang dikandung pereaksi Molisch dengan memberikan warna ungu pada larutan.

1.      Uji Benedict

Adalah uji untuk membuktikan adanya gula pereduksi. Gula pereduksi adalah gula yang mengalami reaksi hidrolisis dan bisa diurai menjadi sedikitnya dua buah monosakarida. Karateristiknya tidak bisa larut atau bereaksi secara langsung dengan Benedict, contohnya semua golongan monosakarida, sedangkan gula non pereduksi struktur gulanya berbentuk siklik yang berarti bahwa hemiasetal dan hemiketalnya tidak berada dalam kesetimbangannya, contohnya fruktosa dan sukrosa. Dengan prinsip berdasarkan reduksi Cu²⁺ menjadi Cu⁺ yang mengendap sebagai Cu₂O berwarna merah bata. Untuk menghindari pengendapan cuco3 pada larutan natrium karbonat (reagen Benedict), maka ditambahkan asam sitrat. Larutan tembaga alkalis dapat direduksi oleh karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid atau monoketon bebas, sehingga sukrosa yang tidak mengandung aldehid atau keton bebas tidak dapat mereduksi larutan Benedict.

1.      Uji Barfoed

Adalah uji untuk membedakan monosakarida dan disakarida dengan mengontrol kondisi pH serta waktu pemanasan. Prinsipnya berdasarkan reduksi Cu²⁺ menjadi Cu⁺. Reagen Barfoed mengandung senyawa tembaga asetat.

1.      Uji Seliwanoff

Prinsipnya berdasarkan konversi fruktosa menjadi asam levulinat dan hidroksimetil furfural oleh asam hidroklorida panas dan terjadi kondensasi hidroksimetilfurfural dengan resorsinol yang menghasilkan senyawa berwarna merah, reaksi ini spesifik untuk ketosa. Sukrosa yang mudah dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa akan memberikan reaksi positif dengan uji seliwanoff yang akan memberikan warna jingga pada larutan.

1.      Uji Pati dengan Iodium

Pati dan iodium membentuk ikatan kompleks berwarna biru. Pati dalam suasana asam bila dipanaskan dapat terhidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana, hasilnya diuji dengan iodium yang akan memberikan warna biru.

V.                ALAT DAN BAHAN

A.    Alat:

1. Tabung reaksi

2. Pipet tetes

3. Kertas saring

4. Beaker glass

5. Penangas air

B.     Bahan:

1. a-naftol

2. asam sulfat pekat

3. sukrosa

4.      glukosa

5.      arabinosa

6.      maltosa

7.      pati

8.      aquadest

9.      resornil

10.  HCL

11.  Iodium

12.  Natrium sitrat

13.  Na2CO3

14.  CuSO4

15.  Galaktosa

16.  Fruktosa

17.  Tembaga asetat

18.  Asam laktat

19.  Laktosa

20.  Toluen

21.  KI

22.  NaOH

VI. PROSEDUR

1.      Uji Molish

3 tetes pereaksi molish ditambahkan ke dalam 1 ml larutan karbohidrat, kemudian dikocok pelan-pelan dan ditambahkan 1 ml asam sulfat pekat melalui dinding dalam tabung yang dimiringkan. Saat terjadi warna pada bidang batas antara kedua lapisan cairan menunjukan reaksi positif. Percobaan dilakukan kembali untuk larutan 0,1 M glukosa, sukrosa, maltosa, arabinosa, larutan 1% amilum dan selulosa (kapas) yang disuspensikan dalam air.

2.      Uji Benedict

5 tetes larutan  karbohidrat ditambahkan pada tabung reaksi yang telah diisi dengan 2ml reagen benedict, lalu dikocok. Lalu tabung reaksi ditempatkan di dalam penangas air mendidih selama 5 menit, dan dibiarkan dingin. Perubahan warna diamati dan diperhatikan apakah terbentuk endapan. Pembentukan endapan hijau, kuning, atau merah menunjukan reaksi positip. Kemudian percobaan dilakukan kembali untuk larutan 0,1 M glukosa, galaktosa, maltosa, sukrosa, fruktosa dan larutan 1% pati. Lalu percobaan di ulangi kembali untuk larutan 0,1 M glukosa yang diencerkan 2 kali, 10 kali, 50 kali dan 100 kali.

3.      Uji Barfoed

1 ml larutan 0,1 M glukosa ditambahkan kedalam tabung reaksi yang berisi 1 ml pereaksi barfoed. Tabung tersebut dipanaskan di atas air mendidih selama 3 menit dan didinginkan selama 2 menit pada air mengalir. Pemanasan dilakukan kembali selama 15 menit jika tidak terjadi reduksi selama 5 menit. Percobaan diulangi kembali masing-masing untuk larutan 0,1 M fruktosa, laktosa, maltosa, dan sukrosa

4.      Uji seliwanoff

2 ml larutan seliwanoff dimasukan kedalam tabung reaksi dan ditambahkan beberapa tetes larutan 0,1 M fruktosa. Tabung reaksi tersebut disimpan diatas penangas air mendidih selama 60 detik dan diperhatikan perubahan warna yang terjadi. Percobaan diulangi kembali untuk masing-masing larutan 0,1 M glukosa, dan sukrosa. Dan diulangi lagi untuk glukosa dengan volume yang lebih besar, misalnya 1-2 ml. Reaksi positif untuk ketosa ditunjukan dengan terjadinya perubahan warna merah dan endapan. Bila endapan dilarutkan dalam alkohol terjadi larutan berwarna merah.

5.      Uji reaksi pati dengan iodium

A.                 Menggunakan keping tetes:

Pada keping tetes, ditambahkan 1 tetes larutan iodium pada 1 tetes larutan 1% pati, kemudian diamati perubahan warna dan ditambahkan 1 tetes larutan 2N NaOH, dan yang terakhir ditambahkan 1 tetes 2N HCL lalu diperhatikan perubahan warna yang terjadi. Lalu ditambahkan 1 tetes larutan iodium pada 1 tetes larutan 1 % pati. Diamati perubahan warna yang terjadi, kemudian ditambahkan 1 tetes larutan 2N HCL dan terakhir ditambahkan 1 tetes larutan 2N NaOH, diperhatikan perubahan warna yang terjadi.

B.                 Menggunakan tabung reaksi:

Ke dalam 1 ml larutan 1% pati ditambahkan 2 tetes larutan iodium. Dipanaskan, kemudian didinginkan kembali. Diperhatikan baik-baik perubahan warna yang terjadi . ditambahkan 2 tetes larutan iodium ke dalam 1 ml larutan 1% pati . lalu ditambahkan tetes demi tetes larutan thiosulfat sampai warna hilang.

VII. DATA PENGAMATAN

1.      Uji Molish

Keterangan:

+          = Ungu Muda

++        = Ungu Tua

+++      = Ungu Pekat

2.      Uji Benedict

Keterangan :

+          = Hijau – Orange

-           = Tidak ada perubahan

3.      Uji Barfoed

4.      Uji Seliwanoff

5.      Uji Pati dengan Iodium

A.  Keping Tetes

B.  Tabung Reaksi

VIII. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini akan dibahas mengenai hasil pengujian beberapa macam karbohidrat dengan uji molish, uji benedict, uji barfoed, uji seliwanoff dan uji pati dengan iodium. Untuk uji yang pertama adalah uji molish, sampel yang diujinya adalah glukosa, sukrosa, maltose, arabonosa dan amilum.uji molish ini adalah uji umum untuk karbohidrat.

Pertama-tama, sampel dimasukan kedalam tabung reaksi sebanyak 1 mL, lalu ditambahkan 3 tetes pereaksi molish yaitu a-naftol.a-naftol ini berfungsi sebagai indicator warna. Kemudian sampel ditambahkan 1 mL asam sulfat pekat melalui dinding dalam tabung yang dimiringkan.Penambahan H2SO4 ini berfungsi untuk menghidrolisis glukosa menjadi hidroksimetil furfural.Dan didapatkan hasil bahwa semua sampel positif mengandung karbohidrat, karena ketika ditambahkan H2SO4 pekat terdapat cincin ungu dipermukaan antara lapisan asam dan lapisan sampel.Terjadinya warna ungu ini dikarenakan terjadi reaksi kondensasi antara furfural dengan a-naftol.reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.

                        Kemudian uji benedict.Sampel yang diujinya adalah pato, fruktosa, sukrosa, maltose, galaktosa dan glukosa.Uji benedict ini adalah uji untuk membuktikan adanya gula pereduksi. Pertama-tama reagen benedict dimasukan kedalam tabung reaksi sebanyak 2 mL, kemudian sampel dimasukan kedalam  tabung reaksi yang telah berisi 2 mL reagen benedict sebanyak 5 tetes, lalu dikocok. Tabung reaksi tersebut di tempatkan dalam penangas air selama 5 menit dan di biarkan dingin. Ternyata didapatkan hasil bahwa untuk fruktosa, maltose, galaktosa dan glukosa menujukan reaksi positif yaitu terdapat endapan hijau – orange.

Pada reagen benedict, natrium sitrat ini befungsi sebagai zat pengompleks, untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3 dalam larutan natrium bikarbonat.Sampel yang menghasilkan reaksi positif ini adalah termasuk kedalam gula pereduksi.Karena memiliki gugus aldehid atau keton bebas yang dapat mereduksi ion Cu²⁺ dalam suasana alkalis menjadi Cu⁺ yang mengendap sebagai Cu2O.Warna endapan yang terjadi tergantung pada konsentrasi karbohidrat yang terdapat pada sampel.Sedangkan pada sukrosa tidak terjadi endapan. Karena sukrosa bukan termasuk gula pereduksi, karena pada sukrosa tidak ada struktur rantai terbuka sehingga tidak rentan terhadap proses oksidasi reduksi.

                        Yang ketiga adalah uji Barfoed.Uji barfoed ini untuk membedakan monosakarida dan disakarida.Sampel yang diujinya adalah glukosa, fruktosa, laktosa, maltose dan sukrosa. Pertama-tama, sampel karbohidrat dimasukan kedalam tabung reaksi yang sudah berisi 1 mL reagen barfoed, lalu tabung tersebut dipanaskan didalam penangas air mendidih selama 3 menit dan didinginkan selama 2 menit pada air mengalir.

Ternyata didapatkan hasil bahwa glukosa dan fruktosa menunjukan reaksi positif yaitu terdapat endapan warna merah.Sedangkan laktosa, maltose dan sukrosa belum menunjukan hasil apapun, ketiga karbohidrat tersebut dipanaskan kembali selama 15 menit dan didinginkan.Untuk sukrosa ternyata menghasilkan endapan merah tetapi laktosa dan maltose tetap tidak ada perubahan.Pada glukosa dan fruktosa menunjukan reaksi positif lebih cepat dibandingkan laktosa dan sukrosa.In berarti glukosa dan fruktosa adalah karbohidrat golongan monosakarida, karena monosakarida dapat mereduksi lebih cepat dibandingkan disakarida, jadi Cu2O terbentuk lebih cepat oleh monosakarida daripada disakarida.Hasil ini sesuai dengan literature yang menjelaskan bahwa glukosa dan fruktosa adalah golongan monosakarida, sedangkan laktosa, maltose dan sukrosa adalah golongan disakarida.

Pada laktosa dan maltose tetap tidak terjadi endapan merah, menurut praktikan, ini disebabkan karena suhu air yang digunakan untuk memanaskan sampel kurang tinggi.Karena saat pemanasan, air belum mendidih. Mengingat waktu praktikum yang sudah hamper habis.

                        Yang keempat adalah uji seliwanoff.  Uji seliwanoff  ini adalah uji spesifik untuk karbohidrat golongan ketosa. Sampel yang diujinya adalah fruktosa, glukosa dan sukrosa.Pertama-tama sampel dimasukan beberapa tetes kedalam tabung reaksi yang telah berisi 2 mL larutan seliwanoff. Kemudian tabung reaksi tersebut disimpan didalam penangas air mendidih selama 60 detik. Dan ddapatkan hasil bahwa fruktosa menghasilkan reaksi yang positif.Yaitu perubahan warna menjadi orange pudar.Perubahan warna orange ini menandakan bahwa sampel tersebut positif mengandung senyawa ketosa.Warna tersebut disebabkan karena terjadinya reaksi kondensasi resorsinol dengan furfural atau hidroksimetil furfural.

Hasil ini sesuai dengan literature bahwa fruktosa adalah karbohidrat dari gugus ketosa.Dan glukosa adalah karbohidrat dari gugus aldosa. Sedangkan untuk sukrosa, jika dididihkan lagi akan terjadi perubahan warna (reaksi positif) karena sukrosa adalah karbohidrat dari fruktosa dan glukosa.

                        Yang terakhir adalah uji pati dengan iodium.Dan didapatkan hasil bahwa ketika pati menunjukan reaksi yang positif yaitu terbentuk warna biru.Pembentukan warna biru ini dikarenakan pada pati terdapat unit-unit glukosa yang membentuk rantai heliks karena adanya ikatan dengan konfigurasi tiap unit glukosanya. Bentuk ini menyebabkan pati dapat membentuk kompleks dengan molekul iodium yang masuk kedalam spiralnya, sehingga menghasilkan warna biru.

IX. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa karbohidrat adalah polihidroksi dari aldehid atau keton.

Uji molish        : semua sampel menunjukan reaksi positif.

Uji benedict     : fruktosa, maltose, galaktosa dan glukosa adalah gula pereduksi sedangkan sukrosa adalah gula non pereduksi.

Uji barfoed      :  glukosa dan fruktosa merupakan monosakarida sedangkan laktosa, maltose dan sukrosa merupakan disakarida.

Uji seliwanoff  : fruktosa adalah karbohidrat dari gugus ketosa sedangkan glukosa adalah karbohidrat dari gugus aldosa

Uji pati            :  pati mengalami reaksi positif

X. DAFTAR PUSTAKA

Fessenden danFessenden. 1997. Dasar-dasar Kimia Organik. Binarupa Aksara, Jakarta.

Poedjiadi,Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia, Penerbit : Universitas Indonesia . Jakarta

Sirajuddin, S dan Najamuddin, U. 2011. Penuntun Praktikum Biokimia. Makassar: 

LAMPIRAN 1

A.    Uji Molish

1.                   Warna apa yang terlihat diantara permukaan kedua larutan tersebut?

2.                   Gugus apa dari karbohidrat yang memberikan uji molish positif?

Jawab

1.                   Warna yang terlihat diantara permukaan kedua larutan tersebut adalah warna ungu.

2.                   Gugus dari karbohidrat yang memberikan uji molish positif adalah hidroksimetil furfural

B. Uji benedict

3.                   Berapa kadar glukosa terendah yang masih dapat diamati dengan uji benedict?

4.                   Senyawa apalagi selain Cu²⁺ yang dapat direduksi?

5.                   Apa fungsi dari natrium-sitrat?

Jawab

1.                   Kadar glukosa terendah yang masih dapat diamati adalah 1%

2.                   Selain Cu²⁺, yang dapat direduksi adalah Ag⁺

3.                   Fungsi natrium-sitrat adalah sebagai zat pengompleks untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3 dalam larutan natrium karbonat.

C.   Uji barfoed

1.                   Larutan karbohidrat mana yang mereduksi?

2.                   Mengapa pemanasan tidak terlalu lama?

Jawab

1.                   Larutan karbohidrat yang cepat mereduksi adalah glukosa dan fruktosa karena merupakan monosakarida. Sedangkan yang lama mereduksinya adalah laktosa, maltose dan sukrosa karena merupakan disakarida

2.                   Pemanasan tidak terlalu lama karena akan menyebabkan endapan merah bata yang terbentuk akan semakin banyak

D.  Uji seliwanoff

1.                   Larutan apa yang member uji seliwanoff positif tercepat?

2.                   Dapatkan uji ini digunakan untuk membedakan sukrosa dan fruktosa?

Jawab

1.                   Larutan yang memberikan reaksi positif tercepat adalah fruktosa. Karena merupakan karbohidrat dari gugus ketosa

2.                   Sebenarnya bisa dilakukan untuk membedakan sukrosa dan fruktosa karena fruktosa akan memberikan reaksi yang cepat sedangkan sukrosa memberikan reaksi yang lambat. Karena walaupun sukrosa mempunyai gugus ketosa, tetapi sukrosa adalah hasil dari fruktosa dan glukosa. Jadi akan memerlukan waktu yang lama dalam perubahan warna.

E.   Uji pati dengan iodium

1.                   Jelaskan terjadinya perubahan warna tersebut?

2.                   Tuliskan reaksi antara iodium dengan tiosulfat

Jawab

1.                   Pembentukan warna biru ini dikarenakan pada pati terdapat unit-unit glukosa yang membentuk rantai heliks karena adanya ikatan dengan konfigurasi tiap unit glukosanya. Bentuk ini menyebabkan pati dapat membentuk kompleks dengan molekul iodium yang masuk kedalam spiralnya, sehingga menghasilkan warna biru.

2.                   Reaksi antara iodium dengan tiosulfat

LAMPIRAN 2

Gambar 7.1 Hasil reaksi uji molish

Gambar 7.2 Hasil reaksi uji benedict

Gambar 7.3 Hasil reaksi sukrosa pada uji barfoed

Gambar 7.4 Hasil reaksi maltose pada uji barfoed

Gambar 7.5 Hasil reaksi laktosa pada uji barfoed

Gambar 7.5 Hasil reaksi fruktosa pada uji barfoed

Gambar 7.6 Hasil reaksi glukosa pada uji barfoed