KARBOHIDRAT I Uji Molisch, Benedict, Barfoed, dan Fermentasi

Transkripsi

1 Laporan Praktikum Hari/Tanggal : Jumat, 25 September 2015 Struktur dan Fungsi Biomolekul Waktu : WIB PJP : Inda Setyawati, STP, MSi Asisten : Listia Vidyawati MM Mayang Dewi MU Annisa Dhiya AK KARBOHIDRAT I Uji Molisch, Benedict, Barfoed, dan Fermentasi Kelompok 15 Muhammad Alwin Azhari Ni Putu Mega Gena Yani Neni Widowati Nisa Widya Amanda G G G G DEPARTEMEN BIOKIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2015

2

3 1 PENDAHULUAN Karbohidrat merupakan salah satu makromolekul yang berperan penting bagi makhluk hidup. Secara definisi, karbohidrat adalah polihidroksialdehida, polihidroksiketon, atau zat yang dapat menghasilkan senyawa itu jika dihidrolisis. Karbohidrat tersusun atas unsur-unsur karbon, oksigen, dan hidrogen. Karbohidrat memiliki fungsi sebagai sumber energi utama, cadangan makanan, dan zat pembangun struktur jaringan tubuh. Karbohidrat dapat diubah menjadi ATP melalui metabolisme dalam sel dan energi ATP tersebut digunakan untuk beraktivitas. Beberapa jenis karbohidrat dijadikan sebagai cadangan makanan, seperti pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan dan manusia. Selain itu, karbohidrat juga digunakan sebagai zat penyusun struktur jaringan tertentu, seperti selulosa dan kitin yang menyusun jaringan tumbuhan (Purawisastra dan Sahara 2010). Karbohidrat dapat diklasifikasikan berdasarkan kriteria tertentu. Berdasarkan strukturnya, karbohidrat dapat dibedakan menjadi polisakarida, oligosakarida, dan monosakarida. Polisakarida merupakan gabungan dari ratusan hingga ribuan monosakrida dan biasanya identik. Oligosakarida adalah gabungan dari dua atau lebih monosakrida. Oligosakarida yang tersusun atas dua monosakrida disebut disakarida. Monosakarida merupakan gula sederhana yang menjadi monomer bagi oligosakrida dan polisakarida. Monosakarida juga dapat dikelompokkan berdasarkan kriteria tertentu. Berdasarkan jumlah atom karbon, monosakarida dapat dibagi menjadi triosa (3 atom C), tetrosa (4 atom C), pentosa (5 atom C), heksosa (6 atom C), dan seterusnya. Adapun berdasarkan jenis gugus karbonilnya, karbohidrat dibagi menjadi aldosa (gugus aldehid) dan ketosa (gugus keton). Contoh monosakarida antara lain glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Contoh disakrida adalah maltosa, sukrosa, dan laktosa. Adapun contoh polisakarida ialah amilum, selulosa, kitin, dan sebagainya (McMurry 2008) Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah glukosa, fruktosa, maltosa, laktosa, sukrosa, dan pati. Glukosa dan fruktosa merupakan jenis monosakarida yang memiliki struktur yang berbeda. Glukosa memiliki struktur heksosa, sedangkan fruktosa memiliki struktur pentosa. Maltosa, sukrosa, dan laktosa tergolong jenis disakarida. Maltosa disusun oleh dua molekul glukosa, sukrosa disusun oleh molekul glukosa dan fruktosa, sedangkan laktosa disusun oleh molekul glukosa dan galaktosa. Pati merupakan polisakarida yang terdiri atas fraksi amilum dan fraksi amilopektin. Fraksi amilum berupa rantai linier dari unit D-glukosa dengan ikatan α-1,4-glikosidik. Fraksi amilopektin berupa rantai sangat bercabang dengan unit D-glukosa dengan rantai linier dari unit D-glukosa yang bertautan α-1,4-glikosidik dan dihubungkan pada titik cabang lewat tautan α-1,6-glikosidik (Wilson dan Walker 2000). Pengujian karbohidrat dapat dilakukan dengan berbagai metode pengujian, yaitu uji Molisch, Benedict, Barfoed, fermentasi, Tauber, Osazon, Iod, dan Selliwanof. Masing-masing pengujian memiliki prinsip dan spesifikasi tertentu yang disebabkan oleh interaksi reagen uji dengan sampel (Bintang 2010). Percobaan Karbohidrat I bertujuan menganalisis sifat, reaksi, dan struktur karbohidrat melalui uji Molisch, Benedict, Barfoed, dan fermentasi.

4 2 METODE Tempat dan Waktu Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Departemen Biokimia IPB pada hari Jumat, 25 September 2015 pukul WIB. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain glukosa 1 %, fruktosa 1 %, sukrosa 1 %, laktosa 1 %, maltosa 1 %, pati 1 %, pereaksi Molisch, H 2 SO 4, pereaksi Benedict, pereaksi Barfoed, fosfomolibdat, ragi, dan NaOH. Adapun alat yang digunakan antara lain tabung reaksi, pipet Mohr, pipet tetes, tabung fermentasi, dan penangas air. Prosedur Percobaan Uji Molisch Larutan sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 2.5 ml dan ditambahkan 2 tetes pereaksi Molisch. Setelah tercampur, larutan tersebut masingmasing ditambahkan asam sulfat 1.5 ml. Larutan dikocok dan diamati perubahan yang terjadi. Hasil positif menghasilkan adanya cincin ungu kehitaman. Uji Benedict Pereaksi Benedict dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 2.5 ml dan ditambahkan 4 tetes setiap sampel. Larutan dipanaskan pada suhu 100 C selama 5 menit lalu perubahan yang terjadi pada larutan diamati. Hasil positif menunjukkan adanya endapan merah bata. Uji Barfoed Pereaksi Barfoed dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 1 ml dan ditambahkan 1 ml sampel percobaan. Larutan dipanaskan 100 C selama 3 menit. Larutan didinginkan dan ditambahkan 1 ml fosfomolibdat, dikocok dan diamati perubahan warna yang terjadi. Uji Fermentasi Sebanyak 20 ml larutan sampel dan 2 g ragi roti dimasukan ke dalam mortar. Kedua bahan tersebut digerus sampai terbentuk suspensi yang homogen. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam tabung fermentasi dan disumbat dengan kapas. Larutan diamati ketinggiannya setiap 5 menit selama 20 menit. Tabung fermentasi tersebut ditetesi NaOH untuk mendeteksi adanya CO 2 dengan ditunjukan isapan jempol pada tabung tersebut.

5 3 HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Molisch merupakan pengujian karbohidrat yang paling umum. Uji ini tidak spesifik terhadap karbohidrat, namun dapat menunjukkan bahwa sampel mengandung karbohidrat atau tidak. Uji Molisch dikatakan positif jika terbentuk kompleks warna violet kemerahan. Kompleks warna tersebut adalah hasil interaksi furfural (turunan karbohidrat yang terhidratasi oleh asam pekat) dengan kromofor berupa α-naftol (Purawisastra dan Sahara 2010). Hasil uji Molisch terhadap beberapa larutan sampel tertera pada Tabel 1. Uji Molisch yang dilakukan memberikan hasil positif terhadap semua sampel uji yang ditandai dengan terbentuknya warna ungu kehitaman pada larutan. Tabel 1 Uji Molisch Sampel Hasil Warna Gambar Glukosa + Ungu kehitaman Fruktosa + Ungu kehitaman Sukrosa + Ungu kehitaman Laktosa + Ungu kehitaman Maltosa + Ungu kehitaman Pati + Ungu kehitaman Keterangan : + : sampel mengandung karbohidrat - : sampel tidak mengandung karbohidrat

6 4 Hal tersebut menunjukkan bahwa semua larutan sampel mengandung karbohidrat. Hasil uji Molisch yang dilakukan sesuai dengan teori karena memberikan hasil positif terhadap semua larutan sampel yang semuanya merupakan tergolong jenis karbohidrat. Uji Benedict adalah uji karbohidrat yang digunakan untuk memeriksa ada tidaknya gula pereduksi dalam suatu sampel. Uji Benedict dikatakan positif bila terbentuk endapan merah bata pada larutan sampel. Endapan merah bata tersebut juga merupakan kompleks hasil interaksi furfural dengan kromofor. Hasil uji Benedict terhadap beberapa sampel tertera pada Tabel 2. Tabel 2 Uji Benedict Sampel Hasil Warna Gambar Glukosa ++ Merah bata Fruktosa +++ Merah bata Sukrosa + Merah bata Laktosa +++ Merah bata Maltosa + Merah bata Pati - Biru Keterangan : +++ : sampel mengandung gula pereduksi dengan intensitas merah bata tinggi ++ : sampel mengandung gula pereduksi dengan intensitas merah bata sedang + : sampel mengandung gula pereduksi dengan intensitas merah bata rendah - : sampel tidak mengandung gula pereduksi

7 Uji Benedict dapat digunakan untuk menentukan keberadaan gula pereduksi karena reagen Benedict dapat berikatan dengan gugus aldehida atau keton bebas yang terdapat pada suatu karbohidrat. Semua karbohidrat, kecuali sukrosa dan pati umumnya merupakan gula pereduksi. Sukrosa dan pati tidak memiliki gugus aldehida atau keton bebas karena kedua gugus tersebut telah digunakan untuk membentuk ikatan. Reagen Benedict mengandung Cu(OH) 2 yang berwarna biru, dan akan berubah menjadi Cu 2 O yang berwarna merah bata ketika bereaksi dengan gugus aldehida atau keton bebas pada gula pereduksi dalam suasana basa. Intensitas warna merah bata yang terbentuk berbanding lurus dengan konsentrasi gula pereduksi yang terdapat dalam sampel (Kusbandar 2015). Uji Benedict pada sampel glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, dan maltosa memberikan hasil positif, sedangkan hasil uji Benedict pati adalah negatif. Hal tersebut sesuai dengan teori kecuali sukrosa. Menurut McMurry (2008), sukrosa bukan gula pereduksi karena tidak memiliki gugus aldehida atau keton bebas sehingga uji Benedict-nya akan negatif. Hal tersebut dapat terjadi akibat larutan sukrosa yang digunakan saat pengujian telah terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa sehingga memberikan hasil positif pada uji Benedict. Uji Barfoed adalah uji karbohidrat yang digunakan untuk membedakan monosakarida dari disakarida. Uji ini berprinsip pada perbedaan reaktivitas karbohidrat dalam suasana asam. Hasil Uji Barfoed terhadap beberapa sampel tertera pada Tabel 3. Tabel 3 Uji Barfoed Sampel Hasil Warna Gambar 5 Glukosa + Biru kehitaman Fruktosa + Biru kehitaman Sukrosa + Biru kehitaman Laktosa - Biru kehijauan Keterangan : + : sampel mengandung monosakarida - : sampel tidak mengandung monosakarida

8 6 Tabel 4 Uji fermentasi Sampel V gas (ml) Daya hisap Glukosa Fruktosa Sukrosa Laktosa Maltosa < 0.1 < 0.1 < Pati 0 < 0.1 < Keterangan : +++ : sangat kuat ++ : kuat + : lemah - : tidak ada Uji Barfoed dikatakan positif jika terbentuk warna biru kehitaman padalarutan sampel. Warna biru tersebut merupakan hasil reaksi senyawa fosfomolibdat. Uji ini menggunakan prinsip reaksi reduksi-oksidasi. Penambahan asam ke dalam larutan sampel dilakukan untuk mengubah reaktivitas karbohidrat. Karbohidrat dengan reaktivitas tinggi akan bertahan, sedangkan yang lemah akan hilang daya reduksinya (Bintang 2010). Uji Barfoed pada sampel glukosa,fruktosa, dan sukrosa memberikan hasil positif, sedangkan sampel laktosa memberikan hasil negatif. Uji fermentasi adalah uji karbohidrat dengan prinsip mengubah karbohdrat menjadi etanol dan gas CO 2 dalam kondisi anaerob. Pengubahan karbohidrat menjadi etanol dan CO 2 dilakukan oleh suatu khamir, yaitu Saccharomyces cereviciae. Khamir tersebut dapat melakukan fermentasi alkohol dalam kondisi anaerob (Azizah et al. 2012). Indikator uji fermentasi adalah terbentuknya volume gas CO 2 yang terbentuk pada tabung fermentasi. Hasil uji fermentasi terhadap beberapa sampel tertera pada Tabel 4. Uji fermentasi dilakukan pada sampel glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan pati. Gas CO 2 yang dihasilkan dari fermentasi sampel beragam volumenya. Glukosa dan fruktosa masing-masing menghasilkan 6.7 ml dan 6.4 ml gas CO 2. Kedua gula tersebut tergolong monosakarida atau gula sederhana sehingga mudah difermentasi oleh khamir. Sukrosa, laktosa, dan maltosa masing-masing menghasilkan 10 ml, 5.9 ml, dan 0.2 ml gas CO 2. Nilai tersebut relatif lebih kecil dibandingkan glukosa dan fruktosa kecuali sukrosa. Sukrosa, laktosa, dan maltosa tergolong disakarida yang perlu dihidrolisis terlebih dahulu sebelum difermentasi oleh khamir sehingga relatif lebih sulit difermentasikan. Sukrosa yang digunakan mungkin telah terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa sehingga gas hasil fermentasinya jauh lebih banyak daripada yang lain. Pati tergolong polisakarida yang memiliki struktur paling kompleks di antara sampel yang lain. Pati juga harus dihidrolisis terlebih dahulu sebelum difermentasi dan struktur kompleksnya menyebabkab pati sangat sulit difermentasi. Itulah sebabnya gas yang dihasilkan pada fermentasi pati hanya 0.1 ml.

9 7 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Karbohidrat dapat diamati sifat, reaksi, dan strukturnya melalui uji yang bersifat kualitatif. Masing-masing uji memiliki fungsi dan prinsip yang berbeda. Uji Molisch digunakan untuk mengamati karbohidrat secara umum. Uji Benedict digunakan untuk menentukan gula pereduksi. Uji Brafoed digunakan untuk membedakan monosakarida dari disakrida. Uji fermentasi digunakan untuk mengamati pembentukan etanol dan gas CO 2 oleh Saccharomyces cerevisiae secara anaerob. Saran Data pengujian sampel sukrosa banyak yang tidak sesuai dengan literatur. Dugaan sementara ialah larutan sukrosa tersebut telah terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa selama proses preparasi maupun penyiapan sampel. Oleh sebab itu, sebaiknya dilakukan pemeriksaan kondisi sampel sebelum dilakukan pengujian. DAFTAR PUSTAKA Azizah N, Al-Baarri A, Mulyani S Pengaruh lama fermentasi terhadap alkohol, ph, dan produksi gas pada proses fermentasi bioetanol dari whey dengan substansi kulit nanas. Jurnal Aplikasi Tekonologi Pangan. 1(2): Bintang M Biokimia Teknik Penelitian. Jakarta (ID) : Erlangga. Kusbandari A Analisis kualitatif kandungan sakarida dalam tepung dan pati umbi ganyong (Canna edulis Ker.). Pharmaciana. 5(1): McMurry J Organic Chemistry 8 th Edition. New York (US): W.H. Freeman and Company. Purawisastra S, Sahara E Isolasi galaktomanan ampas kelapa rumah tangga dan bungkil industri minyak kelapa. Jurnal Puslitbang Gizi dan Makanan. 33(1): Wilson K, Walker J Principles and Techniques of Practical Biochemistry 5 th Edition. Cambridge (AU): Cambridge University Press.