KARBOHIDRAT

PERCOBAAN I

HIDROLISIS KARBOHIDRAT

I.         TUJUAN

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hidrolisis karbohidrat dengan asam.

II.      DASAR TEORI

Karbohidrat tersebar luas baik dalam jaringan hewan maupun jaringan tumbuh-tumbuhan. Dalam tumbuh-tumbuhan, karbohidrat dihasilkan oleh fotosintesis dan mencakup selulosa serta pati. Pada jaringan hewan, karbohidrat dalam bentuk glukosa dan glikogen. Karbohidrat adalah polihidroksildehida dan keton polihidroksil atau turunannya. selain itu, ia juga disusun oleh dua sampai delapan monosakarida yang dirujuk sebagai oligosakarida. Karbohidrat mempunyai rumus umum Cn(H₂O)n. Rumus itu membuat para ahli kimia zaman dahulu menganggap karbohidrat adalah hidrat dari karbon. Pada umumnya karbohidrat merupakan zat padat berwarna putih yang sukar larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam air (kecuali beberapa polisakarida).

Karbohidrat sangat beranekaragam sifatnya. Salah satu perbedaan utama antara berbagai tipe karbohidrat ialah ukuran molekulnya. Monosakarida (sering disebut gula sederhana) adalah satuan karbohidrat yang tersederhana; mereka tak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer, dan sebagainya dan akhirnya polimer. Dimer-dimer disebut disakarida. Sukrosa adalah suatu disakarida yang dapat dihidrolisis menjadi satu satuan glukosa dan satu satuan fruktosa.

Karbohidrat dibagi dalam 4 golongan yaitu : monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida dapat dibedakan berdasarkan banyaknya atom C pada molekulnya, misalnya triosa dengan 3 atom C; tetrosa dengan 4 atom C; pentosa dengan 5 atom C; heksosa dengan 6 atom C dan heptosa sengan 7 atom C. Selain itu dibedakan atas gugus aldehid atau gugus keton yang dikandungnya menjadi aldosa dan ketosa.

·      Monosakarida meliputi glukosa, galaktosa, manosa, fruktosa, dan lain sebagainya.

·      Disakarida adalah senyawa yang dapat dihidrolisis menjadi 2 molekul monosakarida.

·         Oligosakarida adalah karbohidrat yang dapat diuraikan menjadi 2 sampai 10 molekul monosakarida.

·         Polisakarida merupakan polimer yang tetrdiri atas unit-unit monosakarida dan bila dihidrolisis menghasilkan lebih dari 6 molekul monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer glukosa (Anonim, 2010).

 Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.

Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH₂O)_n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur (Anonim, 2010).

Karbohidrat  berfungsi  sebagai  pembangun struktur  maupun yang berperan fungsional  dalam proses  metabolisme.  Hasil  metabolisme  karbohidrat  antara  lain glukosa  yang  terdapat  dalam darah  sedangkan  glikogen  adalah  karbohidrat  yang disintesis dalam hati  dan digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai  sumber energi. Sifat kimia karbohidrat berhubungan erat dengan gugus fungsi yang terdapat pada molekulnya yaitu gugus –OH,  gugus aldehida dan gugus keton. Berbagai  uji telah dikembangkan untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap keberadaan karbohidrat,  mulai  dari  yang  membedakan  jenis-jenis  karbohidrat  dari  yang  lain sampai  pada yang mampu membedakan jenis-jenis karbohidrat  secara spesifik. Uji reaksi tersebut meliputi uji Molisch, Barfoed, Benedict dan fermentasi (Anonim, 2010).

 

III.   ALAT DAN BAHAN

Ø  Alat

1.    Rak dan tabung reaksi

2.    Pipet tetes

3.    Plat tetes

4.    Penangas listrik

5.    Gelas kimia

6.    Gelas ukur

7.    Stopwatch

Ø  Bahan

1.   Larutan HCl 3M

2.   Larutan amilum 0,1%

3.   Larutan sukrosa 0,1%

4.   Larutan Na₂CO₃ 5%

5.   Larutan iodium

6.   Aquades

7.   Larutan benedict

8.   Larutan Barfoed

IV.   PROSEDUR KERJA

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :

1.    Menyiapkan 2 buah tabung reaksi.

2.    Memasukkan masing-masing 5 ml larutan amilum 0,1% dan larutan sukrosa 0,1% dan  menambahkan larutan HCl 3M ke dalam masing-masing tabung tersebut.

3.    Memanaskan kedua tabung reaksi tersebut diatas penangas listrik.

4.    Kemudian selang 5 menit, mengambil 3 tetes suspensi amilum dan meletakkan dalam plat tetes, kemudian mengujinya dengan menambahkan iodium sebanyak 3 tetes.

5.    Menghentikan pemanasan bila tidak terbentuk lagi warna biru saat amilum ditetesi iodium.

6.    Menambahkan 3 ml larutan Na₂CO₃ 5% ke dalam masing-masing tabung untuk menetralkan larutan.

7.    Melakukan pengujian terhadap hasil hidrolisis dengan uji benedict dan uji barfoed.

V.      HASIL PENGAMATAN

a.      Proses Hidrolisis

1.    Amilum

NO	Perlakuan	Hasil
1 2 3	Amilum 1% + HCl 3M Perlakuan 1 + dipanaskan Perlakuan 2 + larutan Na2CO3 5%	Bening Bening bening

2.    Sukrosa

NO	Perlakuan	Hasil
1 2 3	Sukrosa 1% + HCl 3M Perlakuan 1 + dipanaskan Perlakuan 2 + larutan Na2CO3 5%	Bening Bening bening

b.      Proses pengujian

1.   Uji dengan iodin

NO	Jenis peengujian	Lama pemanasan
		0 menit	5 menit	10 menit	15 menit
1.	Amilum 0,1% + HCl 3M, dipanaskan, diuji dengan iod	Biru kehitaman	Kuning (+)	Kuning (++)	Kuning (+++)

2.   Uji dengan benedict

a.    Amuilum

NO	Perlakuan	Hasil
1 2 3	Amilum 1% + HCl 3M + dipanaskan + larutan Na2CO3 5% Perlakuan 1 + benedict Perlakuan 2 + dipanaskan	Bening Biru Biru

b.    Sukrosa

NO	Perlakuan	Hasil
1 2 3	Sukrosa 1% + HCl 3M + dipanaskan + larutan Na2CO3 5% Perlakuan 1 + benedict Perlakuan 2 + dipanaskan	Bening Biru Merah bata

3.   Uji dengan Barfoed

a.    Amilum

NO	Perlakuan	Hasil
1 2	Amilum 1% + HCl 3M + dipanaskan (1/2 jam) + larutan Na2CO3 5% Amilum 1% + HCl 3M + dipanaskan (1/2 jam) + larutan Na2CO3 5%  + Barfoed	Bening Biru

b.      Sukrosa

NO	Perlakuan	Hasil
1 2	Sukrosa 1% + HCl 3M + dipanaskan (1/2 jam) + larutan Na2CO3 5% Sukrosa 1% + HCl 3M + dipanaskan (1/2 jam) + larutan Na2CO3 5%  + Barfoed	Bening Biru

Ø  Persamaan reaksi

a.    Hidrolisis amilum

 

b.    Hidrolisis sukrosa

VI.   PEMBAHASAN

Pati atau amilum 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. 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 (Anonim, 2010).

Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari hidrolisis karbohidrat dengan asam. Adapun prinsip dasar dari percobaan ini yaitu jenis karbohidrat yang molekulnya terdiri dari dua atau lebih monosakarida dapat diuraikan menjadi unit-unit terkecilnya. Proses penguraian dapat dipermudah dengan penambahan asam pekat atau enzim. Pada percobaan ini digunakan 2 sampel,yaitu amilum dan sukrosa. Amilum merupakan jenis karbohidrat polisakarida yang tersusun atas beberapa molekul glukosa yang membentuk ikatan (1,4)α D-glukosa. Sedangkan sukrosa merupakan jenis karbohidrat disakarida yang tersusun atas satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa yang membentuk ikatan (1,4) α D-glukopiranosa (Fessenden, 1990).

1.    Proses Hidrolisis

 Perlakuan pertama yang dilakukan pada percobaan ini yaitu menyiapkan 2 buah tabung reaksi dan mengisinya masing-masing dengan 5 mL larutan amilum dan 5 ml larutan sukrosa kemudian menambahkan larutan HCl 3M sebanyak 3 ml ke dalam masing-masing tabung. Amilum atau pati merupakan polisakarida yang terdapat pada sebagian besar tanaman, terbagi menjadi dua fraksi yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa (± 20 %) memilki struktur linier dan dengan iodium memberikan warna biru serta larut dalam air. Fraksi yang tidak larut dalam air disebut amilopektin (± 80 %) dengan struktur bercabang dan tidak bereaksi dengan iodium. Pada percobaan ini sampel amilum yang digunakan yaitu amilosa, karena dapat bereaksi dengan amilum membentuk warna biru kehitaman. Sedangkan sukrosa merupakan golongan disakarida yang tersusun atas satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa, dimana penambahan HCl berfungsi untuk menghidrolisis amilum dan sukrosa dengan cara memutuskan ikatan glikosidanya menjadi unit-unit terkecilnya. Sesuai dengan literatur amilum dan sukrosa dapat terhidrolisis sempurna melalui pemanasan dengan penambahan larutan asam sehingga dapat menghasilkan monosakarida penyusunnya, dimana penyusun amilum adalah glukosa dan penyusun sukrosa adalah satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Kemudian sampel dipanaskan dengan tujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi dalam hal ini reaksi hidrolisis. Untuk suspensi amilum, pemanasan dilakukan  secara bertahap yaitu tiap 5 menit setelah pemanasan larutan tersebut diambil kemudian diuji dengan iodium, perlakuan ini dilakukan hingga 15 menit. Adapun tujuan penambahan larutan iodium adalah untuk mengetahui apakah amilum telah terhidrolisis secara sempurna atau belum. Sebelum dilakukan pemanasan, ketika dilakukan penambahan iodium, terbentuk larutan berwarna biru kehitaman. Terbentuknya warna tersebut menandakan bahwa dalam amilum belum terhidrolisis dan masih termasuk golongan polisakarida. Untuk 5 menit pertama setelah ditetesi iodium warna larutan menjadi kuning yang merupakan dekstrin. Amilum memiliki struktur helix, ketika diteteskan larutan iodium, maka iodium akan terperangkap kedalam struktur helix tersebut sehingga terbentuk warna biru kehitaman, kemudian dilakukan pemanasan yang menyebabkan struktur helixnya terbuka dan iodium dapat keluar dari struktur helix, hal ini menyebabkan larutan kembali berwarna bening. Selanjutnya pemanasan kedua yaitu 10 menit, setelah ditetesi iodium warna larutan menjadi kuning (++) yang merupakan maltosa, sedangkan untuk 15 menit pemanasan, diperoleh warna larutan kuning (+++) yang merupakan glukosa. Hal ini menandakan bahwa amilum sudah terhidrolisis sempurna, artinya amilum sudah menjadi monomer-monomer yang sederhana yaitu glukosa. Pada perlakuan ini dihasilkan warna kuning yang semakin pekat karena adanya kesalahan pada saat praktikum, misalnya pada saat pemanasan atau penambahan iodium yang berlebih. Adapun tahapan hidrolisis amilum yaitu : pati (amilum) → larutan pati → amilosa → eritrodekstrin (bereaksi merah dengan larutan iodine) → akrodekstrin (tidak berwarna dengan iodine) → maltosa (ada daya pereduksi, positif dengan uji pereduksi contohnya benedict) → glukosa (daya pereduksi lebih tinggi) (H.M Hawab, 2004).

Perlakuan selanjutnya yaitu menambahkan 3 ml larutan Na₂CO₃ 5% ke dalam masing-masing tabung. Adapun fungsi dari penambahan larutan Na₂CO₃ 5% yaitu untuk menetralkan kelebihan asam pada sampel, dimana HCl yang terkandung dalam sampel akan bereaksi dengan Na₂CO₃ menghasilkan NaCl dan H₂CO₃.

2.    Proses Pengujian

Pada proses ini, dilakukan pengujian terhadap masing-masing sampel dengan uji benedict dan uji barfoed.

a.    Uji Benedict

Larutan Benedict terbuat dari campuran CuSO₄, NaOH, dan Na sitrat, karbohidrat akan mereduksi Cu²⁺ yang berupa Cu(OH)₂ menjadi Cu⁺ sebagai CuOH selanjutnya menjadi Cu₂O yang tidak larut, berwarna kuning atau merah. Pada saat yang bersamaan gula pereduksi akan teroksidasi, berfragmentasi dan berpolimerisasi dalam larutan Benedict. Adapun prinsip dasar dari pengujian ini yaitu larutan-larutan tembaga yang basa, bila direduksi oleh karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk kupro oksida (Cu₂O), dimana uji positifnya akan menghasilkan warna kuning sampai merah. Berdasarkan hasil pengamatan, ketika sampel amilum dan sukrosa ditambahkan dengan pereaksi benedict masing-masing menghasilkan larutan biru, dan setelah dipanaskan sukrosa menghasilkan larutan berwarna merah bata sebagai reaksi positif dengan pereaksi benedict yang menandakan bahwa sampel mengandung gula pereduksi, yaitu glukosa. Reaksi positif ini terjadi karena glukosa mengandung gugus aldehid atau keton bebas yang dapat mereduksi kompleks ion kupri (Cu²⁺) menjadi bentuk kupro (Cu⁺) sehingga menghasilkan endapan Cu₂O yang berwarna merah bata. Sedangkan pada amilum tidak mengalami perubahan warna setelah dipanaskan. Berdasarkan hasil yang diperoleh pada proses hidrolisis, amilum telah terhidrolisis secara sempurna menghasilkan molekul-molekul glukosa yang merupakan gula pereduksi, namun pada pengujian ini sampel amilum yang telah terhidrolisis tersebut bereaksi negatif dengan benedict. Hal ini disebabkan karena adanya kesalahan pada saat praktikum, misalnya pada saat pemanasan atau penambahan benedict dengan volume yang sedikit (Anonim, 2010).

Mekanisme reaksi positif pada uji benedict yaitu glukosa dan reagen benedict akan membentuk enol. Enol yang reaktif mereduksi Cu²⁺ dari senyawa kompleks dengan sitrat menjadi Cu⁺. Cu⁺ bersama OH membentuk CuOH (berwarna kuning), yang dengan pemanasan akan berubah menjadi endapan Cu₂O yang berwarna merah. Warna yang terbentuk bervariasi mulai dari hijau, kuning, orange, merah sampai endapan merah bata, tergantung jumlah Cu₂O yang terbentuk, sehingga reaksi ini dapat digunakan untuk menentukan adanya gula baik secara kualitatif maupun kuantitatif (Anonim, 2010).

b.    Uji Barfoed

Larutan Barfoed terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Adapun prinsip dasar dari pengujian ini yaitu sakarida yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas, mempunyai sifat reaktif, sifat ini dapat diketahui jika larutan alkalis Cu(OH)₂ kemudian dipanaskan akan terbentuk endapan Cu₂O yang berwarna biru dalam suasana asam. Monosakarida lebih reaktif daripada disakarida, sehingga untuk membedakannya dapat dilakukan dengan penambahan reagen barfoed. Uji positif dari pengujian ini yaitu ditandai dengan terbentuknya larutan berwarna biru tua. Berdasarkan hasil yang diperoleh, ketika sampel direaksikan dengan pereaksi barfoed, kedua sampel mengalami perubahan warna menjadi biru muda yang menandakan bahwa kedua sampel bereaksi negatif dengan reagen barfoed. Namun berdasarkan literatur, monosakarida akan bereaksi positif dengan reagen barfoed. Dalam hal ini monosakarida yang dimaksud adalah glukosa yang dihasilakn dari hidrolisis amilum dan sukrosa. Adanya perbedaan ini disebabkan karena adanya kesalahan pada saat praktikum seperti pemanasan dan penambahan reagen dengan volume yang sedikit (Anonim, 2010).

VII.KESIMPULAN

Berdasarkan tujuan dan hasil pengamatan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa karbohidrat yang molekulnya terdiri dari dua atau lebih monosakarida dapat terhidrolisis dengan larutan asam menjadi unit-unit terkecilnya. Amilum dengan penambahan larutan HCl akan terurai menjadi molekul-molekul glukosa, sedangkan sukrosa akan terurai menjadi satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. Karbohidrat. http://filzahazny.wordpress.com/karbohidrat/.

Diakses : 15 Desember 2012.

Anonim, 2010. Karbohidrat. http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat

Diakses : 15 Desember 2012.

Anonim. 2008. Karbohidrat. http://sweetir1s.multiply.com//karbohidrat

Diakses : 16 Desember 2012.

Fessenden. 1990. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta : Gramedia Pustaka.

Poedjiadi, Anna. 2005. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press.

Tim Pengajar Mata Kuliah. 2010. Penuntun Praktikum Biokimia. Palu : UNTAD-Press.

LAMPIRAN

1.      Proses Hidrolisis

2.      Proses Prngujian