Karbohidrat

1. 1. Latar belakang
Karbohidrat merupakan produk awal dari proses fotosintesis. Karbohidrat selalu kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Karbohidrat tersusun sebagai polihidroksialdehid atau polihidroksiketon atau zat yang jika yang dihidrolisis menghasilkan salah satu senyawa tersebut. Karbohidrat dapat dibagi dalam tiga kelompok yaitu monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan polisakarida.
Karbohidrat di alam terdapat dalam jumlah yang besar, terutama dalam tumbuh-tumbuhan, berkisar antara 60-90 % dari bahan padatnya. Kegunaanya sangat dan meliputi beberapa bidang, antara lain sebagai bahan pangan, sandang, bahan untuk kesehatan dan obat-obatan. Pati, rayon serat, kapas, dan bermacam-macam gula, adalah tergolong senyawaan karbohidrat.
Karbohidrat memiliki peranan sangat penting, seperti sebagai sumber energi, lemak, dan pasangan protein. Selain itu sumber karbohidrat sangat mudah dan banyak dijumpai di alam, terutama dalam serelia, sayuran ( kentang dan kacang-kacangan ), buah-buahan susu dan gula murni ( sukrosa ). Oleh karena itu perlu diketahui reaksi-reaksi yang terjadi oleh karbohidrat.
Dibalik keistimewaan tersebut, senyawa – senyawa tersebut terdiri dari molekul yang memiliki gugus penyusunnya. Latar belakang dari praktikum karbohidrat ini agar para praktikan mengetahui reaksi hidrolisis dari golongan karbohidrat yaitu disakarida dan polisakarida menjadi monosakarida. Selain itu mengetahui cara pengujian atau pengenalan karbohidrat.
1. 2. Tujuan
- Untuk membedakan antara karbohidrat yang termasuk gula pereduksi ataupun karbohidrat yang tidak termasuk gula perduksi dengan uji fehling.
- Mengamati hidrolisis disakarida menjadi dua satuan monosakarida.
- Mengamati hidrolisis polisakarida oleh asam menjadi satuan monosakarida
1.3. Prinsip Percobaan
- Uji fehling
Uji karboidrat dengan menggunakan fehling AB yang didasarkan pada sifat gula pereduksi yang bereaksi dengan fehling AB membentuk endapan merah bata.
- Hidrolisis Disakarida
Hidrolisis disakarida yang didasarkan pada penambahan HCL dan pemanasan sehingga dihasilkan dua satuan monosakarida.
- Hidrolisis Polisakarida
Hidrolisis polisakarida yang didasarkan pada penambahan HCL dan pemanasan, sehingga menjadi monosakarida dan dilakukan uji dengan larutan I2 menghasilkan perubahan warna pada larutan yaitu biru (ungu) dan beraksi negatif dengan perubahan warna kuning dengan I2.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2 : 1 seperti pada molekul air. Sebagai contoh molekul glukosa mempunyai rumus kimia C6H12O6, sedangkan rumus sukrosa adalah C12H22O11. Pada glukosa tampak bahwa jumlah atom hidrogen berbanding jumlah atom oksigen ialah 12 : 6 atau 2 : 1, sedangkan pada sukrosa 22 : 11 atau 2 : 1. Dengan demikian dahulu orang berkesimpulan adanya air dalarn karbohidrat. Karena haI inilah maka dipakai kata karbohidrat, Yang berasal dari "karbon"dan. "hidrat" atau air. alaupun pada kenyataannya senyawa karbohidrat tidak mengandung molekul air, narnun kata karbohidrat tetap digunakan di samping nama lain yaitu sakarida. Ada beberapa senyawa yang mempunyai rumus empiris seperti karbohidrat, tetapi bukan karbohidrat, misalnya C2H4O2 adalah asam asetat atau hidroksiasetaldehida, sedangkan formaldehida mernpunyai rumus CH2O atau lazim ditulis HCHO. Dengan demikian senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting ialah rumus strukturnya.
asam asetat hidroksiasetaldehida Formaldehid
Dari rumus struktur akan terlihat bahwa ada jugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat. Gugus-gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut. Berdasarkan gugus yang ada. pada molekul karbohidrat, maka karbohidrat dapat
didefinisikan sebagai polihidroksialdehida atau polihidroksiketon serta, senyawa yang menghasilkannya pada proses hidrolisis. Sehubungan dengan itu berikut ini dibahas struktur molekul senyawa yang termasuk karbohidrat.
Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang mernpunyai berat molekul 90 hingga senyawa yang mempunyai berat molekul 500.000 bahkan lebih. Berbagai senyawa itu dibagi dalam tiga golongan, yaitu golongan monosakarida, golongan oligosakarida dan golongan polisakarida.
Karbohidrat merupakan senyawa karbon, hidrogen dan oksigen yang terdapat dalarn alam. Banyak karbohidrat mempunyai rumus empiris CH20; misalnya, rumus molekul glukosa. ialah C6H1206 (enam kali CH20). Senyawa ini pemah disangka "hidrat dari karbon," sehingga disebut karbohidrat. Dalam tahun 1880-an disadari bahwa gagasan "hidrat dari karbon" merupakan gagasan yang salah dan karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan keton atau turunan mereka.
Karbohidrat sangat beranekaragam sifatnya. Misalnya, sukrosa (gula pasir) dan kapas, keduanya adalah karbohidrat. Salah satu perbedaan. utama antara pelbagai tipe karbohidrat ialah ukuran molekulnya. Monosakarida (sering disebut gula sederhana) adalah satuan karbohidrat Yang tersederhana; mereka takdapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. Gambar 18.1 menunjukkan. rumus-rumus dimensi dan proyeksi Fischer untuk lima monosakarida yang paling penting,
Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer, dan sebagainya dan akhimya polimer. Dimer-dimer disebut disakarida. Sukrosa adalah suatu disakarida yang dapat dihidrolisis menjadi satu satuan. glukosa. dan satu satuan. fruktosa. Monosakarida dan disakarida larut dalam air dan umumnya terasa manis.
1 sukrosa 1 glukosa + 1 fruktosa
suatu disakarida
Karbohidrat yang tersusun dua sampai delapan satuan monosakarida dirujuk sebgai oligosakarida. Jika lebih dari delapan satuan monosakarida diperoleh dari hidrolisis, maka karbohidrat tersebut disebut polisakarida. Contoh polisakarida adalah pat,I, yang dijumpai dalam gandum dan tepung jagung, dan selulosa, penyusun yang bersifat serat dari tumbuhan dan komponen utama dari kapas.
pati atau selulosa banyak satuan glukosa
poisakarida
Pembagian Karbohidrat
Berdasarkan hasil hidrolisa dibagi menjadi empat golongan, yaitu :
1 .Monosakarida.
Monosa = gula sederhana, ialah karbohidrat dimana molekulnya tidak
dapat dihidrolisa lagi penjadi molekul yang lebih kecil.
Sifat dari monosakarida = mudah larut dalam air, larutannya berasa
manis.
2. Oligosakarida, ialah gula yang bila terhidrolisa menghasilkan bebera
pa molekul monosakarida. Termasuk senyawa ini ialah :
a) disakarida, tersusun dari 2 molekul monosakarida.
b).trisakarida, tersusun dari 3 molekul monosakarida.,
c) tetrasakarida, tersusun dari 4 molekul monosakarida.
Sifat dari oligosakarida : mudah larut daiam air dan larutannya berasa manis.
Monosakarida dan oligosakarida karena berasa manis kedua golongan ini disebut gula.
3. Polisakarida, ialah karbohidrat dimana molekulnya apabila dihidroli
sa menghasilkan banyak sekali monosakarida (300).
Sifat polisakarida : sukar larut dalam air, larutannya dalam air be
rupa kolloid dan rasanya tidak manis, sering disebut bukan gula.
4Glukosida, karbohidrat yang molekulnya terdiri dari gabungan molekul gula + molekul non gula.
Monosakarida
Monosakarida ialah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana ialah gliseraldehid dan dihidroksiaseton.
d- gliseraldehide dihidroksiaseton
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Di alam, glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah.
D- Glukosa ? – D Glukosa
Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya monosakarida dan disakarida mempunyai rasa manis.
D- Fruktosa ? – D Fruktosa
Galaktosa merupakan monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis dari pada glukosa dan kurang larut dalarn air. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang polarisasi kekanan.
D- Galaktosa ? – D galaktosa
Oligosakarida
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu dengan yang lain membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain ialah trisakarida yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Oligosakarida yang paling banyak terdapat dalarn alarn ialah disakarida.
Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun dari bit. Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada turnbuhan lain, rnisalnya dalarn buah nanas dan dalam wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa.
( ? – D Glukopironosil , ? – D Fruktofuranosida )
Laktosa bila hidrolisis 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 karnanya molekul laktosa masih mempunyai gugus –OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi dan merotasi.
Laktosa ( bentuk ? )
( ?-D Galaktopiranosil, ? – D glukopiranosa
Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molckul glukosa. 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.
Maltosa ( bentuk ? )
( ? – D Glukopiranosil ?- D Glukopiranosa )
Polisakarida
Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. 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.
Amilum Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian.
Polisakarida adalah senyawa dalam mana molekul-molekul mengandung banyak satuan monosakarida yang disatukan dengan ikatan gukosida. Polisakarida memenuhi tiga maksud dalam sistem kehidupan sebagai bahan bangunan, makanan dan zat spesifik. Polisakarida bahan bangunan misalnya selulosa dan kitin. Polisakarida makanan yang lazim adalah pati dan glikogen. Sedangkan polisakarida zat spesifik adalah heparin, satu polisakarida yang mencegah koagulasi darah.
Struktur dari amilosa
BAB III
METODE KERJA
3. 1. Alat
? Tabung reaksi
? Rak tabung
? Pipet tetes
? Water bath
? Beaker gelas
? Gelas ukur
? Hot plate
? Magnet stirrer
3. 2. Bahan
? Fehling A
? Fehling B
? Sukrosa
? Galaktosa
? Fruktosa
? Maltosa
? Amilum
? Glukosa
? HCl 1 N
? Ubi yang dihaluskan
? Iodium (I2)
? Aquades
3. 3. Cara Kerja
A. Uji Fehling
? Disiapkan 6 tabung reaksi
? Dicampur kedalam tabung reaksi 1 ml larutan Fehling A dan 1 ml larutan Fehling B kedalam masing-masing tabung reaksi.
? Masing-masing tabung reaksi ditetesi sukrosa, fruktosa, galaktosa, maltosa, amilum, glukosa sebanyak 10 tetes.
? Kemudian ke-6 tabung reaksi tersebut dipanaskan selama 5 menit.
? Diamati perubahan yang terjadi.
B. Hidrolisis Disakarida
? Disiapkan 1 tabung reaksi
? Dimasukkan 1 ml larutan sukrosa kedalam tabung reaksi tersebut.
? Ditambahkan 1 ml HCl pekat.
? Kemudian dipanaskan selama 30 menit.
? Setelah dipanaskan, diuji dengan masing - masing 1 ml Fehling A dan 1 ml Fehling B.
? Diamati perubahan yang terjadi.
? Diulangi percobaan ini dengan menggunakan maltosa sebagai pengganti sukrosa.
C. Hidrolisis Polisakarida
? Dimasukkan 5 gram ubi yang telah dihaluskan kedalam beaker gelas yang berisi air.
? Ditambahkan HCl 1N sebanyak 5 ml kedalam larutan tersebut.
? Dipanaskan dan distirer.
? Setiap waktu 1 menit, diambil 1 ml larutan tersebut kedalam tabung reaksi dan diuji dengan 1 tetes I2.
? Diamati perubahan warna setiap interval 1 menit.
? Dicatat lama hidrolisis hingga tidak jadi perubahan warna lagi (warna sama seperti sampel).
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
A. Uji Fehling
Larutan Sebelum Dipanaskan + Fehling (A + B) Sesudah Dipanaskan
Sukrosa Biru muda Biru tua dengan endapan merah bata
Galaktosa Biru muda Endapan merah bata
Fruktosa Biru muda Endapan merah bata
Maltosa Biru muda Endapan merah bata
Amilum Biru muda Berwarna biru dengan endapan merah bata
Glukosa Biru muda Endapan merah bata
B. Hidrolisis Disakarida
Gula pereduksi 1ml + HCl 1 ml Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan + fehling AB
Maltosa Bening Endapan merah bata
Sukrosa Bening Biru
C. Hidrolisis Polisakarida
Waktu Warna
1 menit Hijau
2 menit – 24 menit Biru tua (pekat)
25 – 56 menit Ungu
57 menit – 110 menit Coklat
4.2. Pembahasan
A. Uji Fehling
Reaksi :
Fehling A : CuSO4 + NaOH Na2SO4 + Cu(SO4)
Fehling B : KNa tartrat OK
C = O
HC – OH
HC – OH
C = O
ONa
? Fehling A + Fehling B
Dalam percobaan Uji Fehling, sampel sukrosa, galaktosa, fruktosa, maltosa yang diuji dengan pereaksi Fehling (Fehling A + Fehling B) pada masing-masing tabung dan kemudian dipanaskan akan menghasilkan endapan merah bata. Hal yang menyebabkan dihasilkannya endapan merah bata ini karena ini berasal dari Fehling yang memiliki ion Cu++ direduksi menjadi ion Cu+ yang dalam suasana basa akan diendapkan berwarna merah bata (Cu2O). Sedangkan pada sampel amilum dan sukrosa yang diuji dengan pereaksi Fehling (Fehling A + Fehling B) dan kemudian dipanaskan ternyata larutan berwarna biru dengan sedikit endapan merah bata. Hal ini disebabkan karena amilum merupakan polisakarida yang tidak dapat bereaksi positif dengan Fehling. Amilum bukan gula pereduki yang tidak mempunyai gugus aldehid dan keton bebas, sehingga tidak terjadi oksidasi antara amilum + larutan Fehling, maka tidak terbentuk endapan dan larutan tetap berwarna biru setelah dipanaskan. Sedangkan sukrosa adalah suata golongan diskarida yang terdiri atas molekul glukosa dan fruktusa. Sukrosa yang direaksikan dengan fehling AB dan dipanaskan terbentuk larutan berwarna biru dengan sedikit endapan berwarna merah bata. Hal ini berarti sukrosa tidak memiliki atom karbon hemiasetal dan hemiketal (gugus aldehid dan keton yang bebas) saling berikatan sehingga sukrosa tidak mempunyai sifat gula pereduksi.Ikatan pada sukrosa yaitu ?, 1, 2 glikoida menghubungkan karbon ketal dan asetal bersifat ? dari fruktosa dan ? dari glukosa sehingga dalam sukrosa kedua atom karbon anomerik (tidak sekedar satu)digunakan untuk ikatan glikosida. Oleh karena itu sukrosa tidak berada dalam kesetimbangan pada bentuk aldehid atau keton rantai terbuka. Adapun beberapa reaksi Fehling A + Fehling B dan larutan Fehling yang dicampur dengan glukosa, galaktosa, sukrosa dan fruktosa:
? Fehling AB + Glukosa
?
?
? Fehling AB + Galaktosa
? Fehling AB + Maltosa
? Fehling AB + Sukrosa
? Fehling AB + Amilum
? Fehling + Fruktosa
Fruktosa Zat Antara Enadiol Glukosa
Fruktosa dapat dioksidasi dan menghasilkan endapan merah bata karena larutan basa fruktosa berada dalam kesetimbangan dengan 2 aldehida diastereomerik serta penggunaan zat-antara tautomerik enadiol Yang menghasilkan 2 produk karbonil. Gugus keton pada fruktosa dapat menjalani tautomeri sehingga dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi kuat pada ikatan rangkap karbon – karbon tautomer enolnya dengan adanya serah terima hydrogen asam dari karbon ke oksigen karbonil. Pada saat fruktosa dalam bentuk aldehid inilah maka fruktosa menunjukan hasil fositif dengan fehling AB.
Gula pereduksi adalah gula yang dapat mereduksi ion-ion logam Cu dan Ag dalam larutan basa. Sedangkan gula non pereduksi adalah gula yang tidak dapat mereduksi. Yang direduksi adalah Fehling. Fehling direduksi dengan glukosa mengalami oksidasi membentuk karboksilat.
B. Hidrolisis Disakarida
Pada percobaan hidrolisis disakarida, sampel yang digunakan adalah sukrosa dan maltosa sebayak 1 ml yang ditambahkan dengan 1 ml HCl 1 N (asam kuat). Setelah dipanaskan 30 menit ditambahkan larutan Fehling dan nampak pada larutan endapan merah bata yang maltosa terhidrolisis menjadi dua satuan glukosa oleh asam encer sehingga ditambahkan fehling AB menghasilkan endapan merah bata, Cu2O. Pada maltosa terdapat gugus aldehid yang merupakan reduktor kuat yang mereduksi oksidator – oksidator seperti fehling AB. Sedangkan pada sukrosa diperoleh larutan berwarna biru, hal ini berarti sukrosa beraksi negative dengan fehling AB. Berarti sukrosa telah terhidrolisis menjadi fruktosa dan glukosa. Sukrosa merupakan disakarida yang tersusun atas glukosa dan fruktosa, dimana fruktosa merupakan ketosa yang pada dasarnya ketosa tidak dapat di oksidasi sehingga tidak akan bereaksi positif dengan Fehling. Tetapi dari hasil percobaan yang telah dilakukan di dapat bahwa sukrosa dapat di oksidasi. Hal ini dapat terjadi karena larutan basa frukotsa berada dalam kesetimbangan dengan 2 aldehida diastereomerik serta penggunaan suatu zat antara tautomerik enadiol.
Reaksi Hidrolisis Disakarida :
C12H22O12 + H2O 2 C6H12O6
Reaksi Sukrosa dengan fehling AB :
1 molekul disakarida air 2 molekul monosakarida
C. Hidrolisis Polisakarida
Pada percobaan ini, dilakukan sampel yang digunakan adalah ubi jalar dan dilarutkan dalam 200 ml aquades. Ubi jalar termasuk polisakarida berupa amilosa (pati). Hidrolisis ini dilakukan oleh asam (HCl 1 N 5 ml). Jika amilosa dipanaskan dengan asam, akan terurai menjadi molekul yang lebih kecil secara berurutan terbentuk satuan glukosa. Suspensi dalam air yang dipanaskan (pati) akan terjadi suatu larutan koloid yang kental. Larutan koloid ini apabila diberi larutan Iodium (I2) akan memberi warna biru. Diduga karena terjadi absorbi molekul Iodium yang masuk dalam aliran spiral amilosa (pati) polisakarida. Apabila dipanaskan, spiral molekul akan merenggang dan kehilangan daya absorbsinya terhadap Iodin sehingga ia kembali menjadi tidak berwarna (warna sama seperti warna sampel awal). Iodium yang dipakai disini berfungsi sebagai indikator suatu senyawa polisakarida. Bila suatu senyawa/larutan dipanaskan dan diberi I2 menjadi biru, maka senyawa itu adalah polisakarida. Apabila senyawa itu dipanaskan membentuk koloid, yang jika ditambah I2, warna menjadi bening (tidak berwarna) hal ini menandakan bahwa polisakarida itu telah terhidrolisis sempurna menghasilkan glukosa (monosakarida).
Reaksi Amilum + I2 :
Amilum Iodium Kompleks amilum I2 (biru tua)
Waktu yang dibutuhkan untuk terhidrolisisnya amilum yaitu pada 110 menit dan memperoleh hasil yang berbeda tiap menit. Menit ke 1 hijau, menit ke 2 – 24 biru pekat, menit ke 25 – 56 ungu, menit 57 – 110 coklat. Hal ini berarti masih banyak terdapat amilum yang tidak dapat dihidrolisis menjadi satuan monosakarida.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa:
? Jika golongan karbohidrat direaksikan dengan fehling AB maka akan diperoleh endapan merah bata bila positif bereaksi dan larutan berwarna biru bila bereaksi negative.
? Saat diuji dengan larutan Fehling galaktosa, fruktosa, maltosa dan glukosa membentuk endapan merah bata. Sedangkan amilum dan sukrosa dengan Fehling tidak terbentuk endapan.
? Pada hidrolisis disakarida, maltosa yang bila di hidrolisis menghasilkan glukosa dan fruktosa ditandai dengan adanya endapan merah bata setelah penambahan Fehling melalui pemanasan sedangkan pada sukrosa berwarna biru yang berarti tidak bereaksi.
? Pada hidrolisis polisakarida, amilosa akan menghasilkan glukosa yang diperlihatkan dengan perubahan warna koloid amilosa menjadi bening saat ditambahkan I2 pada waktu pemanasan tertentu.