Analisis Karbohidrat

Oleh Umar Saifudin, STP

§ Pengertian Karbohidrat

Secara sederhana dapat diartikan bahwa karbohidrat ialah suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga dinamaka karbo-hidrat. Dalam tumbuhan senyawa ini dibentuk melaui proses fotosintesis antara air (H2O) dengan karbondioksida (CO2) dengan bantuan sinra matahari (UV) menghasilkan senyawa sakarida dengan rumus (CH2O)n.

§ Fungsi Karbohidrat

Ada banyak fungsi dari karbohidrat dalam penerapannya di industri pangan, farmasi maupun dalam kehidupan manusia sehari-hari. Diantara fungsi dan kegunaan itu ialah :

a. Sebagai sumber kalori atau energi

b. Sebagai bahan pemanis dan pengawet

c. Sebagai bahan pengisi dan pembentuk

d. Sebagai bahan penstabil

e. Sebagai sumber flavor (karamel)

f. Sebagai sumber serat

§ Klasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat dapat digolongan menjadi dua (2) macam yaitu karbohidrat sederhana dengan karbohidrat komplek atau dapat pula menjadi tiga (3) macam, yaitu :

a. Monosakarida (karbohidrat tunggal)

Kelompok monosakarida dibedakan menjadi dua (2) macam, yaitu pentosa yang tersusun dari lima (5) atom karbon (arabinosa, ribose, xylosa) dan heksosa yang tersusun dari enam (6) atom karbon (fruktosa/levulosa, glukosa, dan galaktosa).

Struktu glukosa dan fruktosa digunakan sebagai dasar untuk membedakan antara gula reduksi dan gula non-reduksi. Penamaan gula reduksi ialah didasarkan pada adanya gugus aldehid (–CHO pada glukosa dan galaktosa) yang dapat mereduksi larutan Cu2SO4 membentuk endapan merah bata. Adapun gula non-reduksi ialah gula yang tidak dapat mereduksi akibat tidak adanya gugus aldehid seperti pada fruktosa dan sukrosa/dektrosa yang memiliki gugus keton (C=O).

D-Glukosa (Fischer) D-Glukosa (Haworth)

b. Oligosakarida (tersusun dari beberapa monosakarida)

Kelompok ini terdiri dari banyak jenis, seperti disakarida, trisakarida, tetrasakarida, dll. Namun paling banyak dipelajari ialah kelompok disakarida yang terdiri dari maltosa, laktosa dan sukrosa (dekstrosa). Dua dari jenis disakarida ini termasuk gula reduksi (laktosa dan maltosa) sedangkan sukrosa tidak termasuk gula reduksi (nonreducing).

c. Polisakarida (tersusun lebih dari 10 monosakarida)

Kelompok ini terdiri dari tiga (3) jenis yaitu :

1. Homopolisakarida

Yaitu polisakarida yang tersusun atas satu jenis dari monosakarida yang diikat oleh ikatan glikosida, seperti galactan, mannan, fructosans, dan glucosans (cellulose, dextrin, glycogen, dan starch/pati)

2. Heteropolisakarida

3. Polisakarida mengandung N (chitin)

§ Pengujian Karbohidrat

a. Uji Kualitatif

Pengujian ini dapat dilakukan dengan dua (2) macam cara, yaitu; pertama menggunakan reaksi pembentukan warna dan yang kedua menggunakan prinsip kromatografi (TLC/Thin Layer Cromatograpgy, GC/Gas Cromatography, HPLC/High Performance Liquid Cromatography). Dikarenakan efisiensi pengujian, pada umumnya untuk pengujian secara kualitatif hanya digunakan prinsip yang pertama yaitu adanya pembentukan warna sebagai dasar penentuan kandungan karbohidrat dalam suatu bahan. Sedikitnya ada tujuh (7) macam reaksi pembentukan warna, yaitu :

1. Reaksi Molisch

KH (pentose) + H2SO4 pekat à furfural à + a naftol à warna ungu

KH (heksosa) + H2SO4 pekat à HM-furfural à + a naftol à warna ungu

Kedua macam reaksi diatas berlaku umum, baik untuk aldosa (-CHO) maupun karbohidrat kelompok ketosa (C=O).

2. Reaksi Benedict

KH + camp CuSO4, Na-Sitrat, Na2CO3 à Cu2O endapan merah bata

3. Reaksi Barfoed

KH + camp CuSO4 dan CH3COOH à Cu2O endapan merah bata

4. Reaksi Fehling

KH + camp CuSO4, K-Na-tatrat, NaOH à Cu2O endapan merah bata

Ketiga reaksi diatas memiliki prinsip yang hampir sama, yaitu menggunakan gugus aldehid pada gula untuk mereduksi senyawa Cu2SO4 menjadi Cu2O (enpadan berwarna merah bata) setelah dipanaskan pada suasana basa (Benedict dan Fehling) atau asam (Barfoed) dengan ditambahkan agen pengikat (chelating agent) seperti Na-sitrat dan K-Na-tatrat.

5. Reaksi Iodium

KH (poilisakarida) + Iod (I₂) à warna spesifik (biru kehitaman)

6. Reaksi Seliwanoff

KH (ketosa) + H2SO4 à furfural à + resorsinol à warna merah.

KH (aldosa) + H2SO4 à furfural à + resorsinol à negatif

7. Reaksi Osazon

Reaksi ini dapat digunakan baik untuk larutan aldosa maupun ketosa, yaitu dengan menambahkan larutan fenilhidrazin, lalu dipanaskan hingga terbentuk kristal berwarna kuning yang dinamakan hidrazon (osazon).

b. Uji Kuantitatif

Untuk penetapan kadar karbohidrat dapat dilakukan dengan metode fisika, kimia, enzimatik, dan kromatografi (tidak dibahas).

1. Metode Fisika

Ada dua (2) macam, yaitu :

a. Berdasarkan indeks bias

Cara ini menggunakan alat yang dinamakan refraktometer, yaitu dengan rumus :

X = [(A+B)C - BD)]

4

dimana :

X = % sukrosa atau gula yang diperoleh

A = berat larutan sampel (g)

B = berat larutan pengencer (g)

C = % sukrosa dalam camp A dan B dalam tabel

D = % sukrosa dalam pengencer B

b. Berdasarkan rotasi optis

Cara ini digunakan berdasarkan sifat optis dari gula yang memiliki struktur asimetrs (dapat memutar bidang polarisasi) sehingga dapat diukur menggunakan alat yang dinamakan polarimeter atau polarimeter digital (dapat diketahui hasilnya langsung) yang dinamakan sakarimeter.

Menurut hokum Biot; “besarnya rotasi optis tiap individu gula sebanding dengan konsentrasi larutan dan tebal cairan” sehingga dapat dihitung menggunakan rumus :

[a] D20 = 100 A

L x C

dimana :

[a] D20 = rotasi jenis pada suhu 20 ^oC menggunakan

D = sinar kuning pada panjang gelombang 589 nm dari lampu Na

A = sudut putar yang diamati

C = kadar (dalam g/100 ml)

L = panjang tabung (dm)

sehingga C = 100 A

L x [a] D20

2. Metode Kimia

Metode ini didasarkan pada sifat mereduksi gula, seperti glukosa, galaktosa, dan fruktosa (kecuali sukrosa karena tidak memiliki gugus aldehid). Fruktosa meskipun tidak memiliki gugus aldehid, namun memiliki gugus alfa hidroksi keton, sehingga tetap dapat bereaksi.

Dalam metode kimia ini ada dua (2) macam cara yaitu :

a. Titrasi

Untuk cara yang pertama ini dapat melihat metode yang telah distandarisasi oleh BSN yaitu pada SNI cara uji makanan dan minuman nomor SNI 01-2892-1992.

b. Spektrofotometri

Adapun untuk cara yang kedua ini menggunakan prinsip reaksi reduksi CuSO4 oleh gugus karbonil pada gula reduksi yang setelah dipanaskan terbentuk endapan kupru oksida (Cu2O) kemudian ditambahkan Na-sitrat dan Na-tatrat serta asam fosfomolibdat sehingga terbentuk suatu komplek senyawa berwarna biru yang dapat diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm.

3. Metode Enzimatik

Untuk metode enzimatis ini, sangat tepat digunakan untuk penentuan kagar suatu gula secara individual, disebabkan kerja enzim yang sangat spesifik. Contoh enzim yang dapat digunakan ialah glukosa oksidase dan heksokinase Keduanya digunakan untuk mengukur kadar glukosa.

a. Glukosa oksidase

D- Glukosa + O2 oleh glukosa oksidase à Asam glukonat dan H2O2

H2O2 + O-disianidin oleh enzim peroksidase à 2H2O + O-disianidin teroksdasi yang berwarna cokelat (dapat diukur pada l 540 nm)

b. Heksokinase

D-Glukosa + ATP oleh heksokinase à Glukosa-6-Phospat +ADP

Glukosa-6-Phospat + NADP⁺ oleh glukosa-6-phospat dehidrogenase à Glukonat-6-Phospat + NADPH + H⁺ Adanya NADPH yang dapat berpendar (memiliki gugus kromofor) dapat diukur pada l 334 nm dimana jumlah NADPH yang terbentuk setara dengan jumlah glukosa.