Analisis karbohidrat

V. PEMBAHASAN

Karbohidrat merupakan salah satu makromolekul penting yang dibutuhkan oleh manusia. Karbohidrat dalam bentuk gula dan pati melambangkan bagian utama kalori total yang dikonsumsi manusia dan kebanyakan hewan. Karbohidrat juga merupakan pusat metabolisme tanaman hijau dan organisme fotosintetik lainnya yang menggunakan energi cahaya untuk melakukan sintesa karbohidrat dari CO2dan H2O (Lehninger 1982).

Karbohidrat berasal dari kata karbon dan hidrat sehingga disebut hidrat darikarbon. Karbohidrat memiliki rumus umum Cn(H2O)m yang pada umumnya harga m sama dengan harga n. Karbohidrat merupakan kelompok besar senyawa polihidroksildehida dan polihidroksiketon atau senyawa-senyawa yang dapat dihidrolisis menjadi polihidroksialdehida atau polihidroksiketon (Wahyudi,dkk., 2003:94).

A.       PENENTUAN KADAR GULA REDUKSI DAN GULA TOTAL

Dalam praktikum penentuan kadar karbohidrat, langkah pertama adalah penentuan gula reduksi. Gula reduksi ialah gula yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas yang dalam suasana basa dapat mereduksi logam-logam, sedangkan gula itu sendiri teroksidasi menjadi asam-asam (asam aldonat, asam ketonat atau asam uronat).

Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat larutan siap uji untuk gula pereduksi (larutan A) dengan cara ekstraksi gula. Pembuatan larutan A ini ditambahkan Pb-Asetat 5 % yang merupakan zat pengklarifikasi yang berguna untuk mengendapkan koloid, asam organik, asam amino, protein dan polifenol. Hal ini dilakukan agar komponen-komponen lain yang bukan karbohidrat tidak ikut bereaksi sehingga hasil yang diperoleh lebih akurat. Selain itu ditambahkan juga Na-pospat 5 % yang berguna untuk mengendapkan kelebihan Pb-Asetat 5 %., kemudian dihasilkan larutan A yang merupakan hasil ekstraksi gula, larutan A yang diperoleh siap untuk digunakan dalam penentuan kadar gula reduksi dengan metode Luff Schoorl.

Penentuan kadar gula total (larutan B) dilakukan dengan cara larutan A diambil 50 ml dan masukkan ke labu ukur. Tambahkan 5 tetes metil orange sebagai indikator dan 20 mL HCl 4N. Penambahan HCl dimaksudkan untuk menghidrolisis karbohidrat. Polimer karbohidrat sulit untuk bereaksi sehingga dengan penambahan asam, polimer akan terpecah menjadi monomer-monomer yang akan lebih mudah untuk  bereaksi dengan senyawa lain. Hidrolisis pada sampel dapat memisahkan karbohidrat dalam sampel. Setelah ditambahkan HCl, campuran sampel dan HCl dipanaskan selama 30 menit. Setelah dipanaskan, sampel dinetralkan dengan larutan NaOH 60%, sampai sampel dan campuran didalamnya netral. Larutan yang sudah netral ditandai perubahan warna menjadi kuning-orange. Pengujian karbohidrat dengan metode luff school, pH yang terlalu rendah (terlalu asam) akanmenyebabkan hasil titrasi menjadi lebih tinggi dari sebenarnya, karena terjadi reaksi oksidasi ion iodide menjadi I2.

O2 + 4I- + 4H+ 2I2 + 2H2O

Apabila pH terlalu tinggi (terlalu basa), maka hasil titrasi akan menjadi lebih rendah daripada sebenarnya, karena pada pH tinggi akan terjadi resiko kesalahan, yaitu terjadinya reaksi I2 yang terbentuk dengan air (hidrolisis).

I2 + H2O HOI + I- + H+4HOI + S2O3= + H2O 2SO4= + 4I- + 6H+

Setelah dinetralkan sampel diencerkan dan dihasilkan larutan B. Kemudian larutan A atau B dipipet sebanyak 25 ml dan ditambahkan larutan luff schoorl. Larutan luff schrool akan bereaksi dengan sampel yang mengandung gula pereduksi:

R ± COH + CuO Cu2O + R ± COOH

Penentuan kadar gula ini dilakukan dengan titrasi menggunakan Na-tiosulfat. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup (titik akhir titrasi) maka diperlukan penambahan indikator yaitu amilum 1 %. Agar perubahan warna dari hitam kebiru-biruan menjadi putih susu dapat tepat, maka penambahan amilum 1 % dilakukan pada saat titrasi hampir selesai yaitu saat warna larutan kuning jerami.

Reaksi yang terjadi selama penentuan karbohidrat cara ini adalah kuprioksida yang berada dalam reagen akan membebaskan iod pada garam Kalium Iodida (KI). Banyaknya iod yang dibebaskan ekuivalen dengan banyaknya kuprioksida, cara lain untuk mengetahui banyaknya iod adalah dengan titrasi menggunakan Na-tiosulfat, penentuan titik akhir titrasi dapat dipermudah dengan penambahan indikator amilum 1%, penambahan ini dilakukan diakhir rangkaian titrasi agar perubahan warna dapat terjadi dengan tepat. Apabila larutan berubah warnanya dari biru menjadi putih berarti titrasi telah selesai dan dapat dihitung volume Na-tiosulfat yang terpakai. Setelah didapat nilai selisih banyaknya titrasi blanko dan titrasi sampel dapat dikonversikan dalam tabel Luff untuk menggambarkan hubungan antara banyaknya Na-tiosulfat dengan gula reduksi, maka dengan cara tersebut dapat diketahui jumlah gula reduksi yang ada dalam larutan. Pengukuran karbohidrat yang merupakan gula pereduksi dengan metode Luff Schoorl ini didasarkan pada reaksi sebagai berikut  :

R-CHO + 2 Cu²⁺ R-COOH + Cu₂O

2 Cu²⁺ + 4 I^- Cu₂I₂ + I₂

2 S₂O₃^2- + I₂ S₄O₆^2- + 2 I^-

Perhitungan nilai a dapat digunakan rumus berikut :

Sedangkan perhitungan persen kadar pati yang terkandung dalam kacang tanah (sampel) dapat digunakan rumus berikut :

Metode Luff Schoorl dalam praktikum penentuan kadar karbohidrat, digunakan untuk menentukan kadar pati. Metode Luff Schoorl mempunyai kelemahan yang terutama disebabkan oleh komposisi yang konstan. Pada penentuan gula cara Luff Schoorl, yang ditentukan bukan kuprooksida yang mengendap tetapi dengan menentukan kuprioksida dalam larutan sebelum direaksikan dengan gula reduksi (titrasi blanko) dan setelah itu direaksikan dengan sampel gula reduksi (titrasi sampel).

Metode Luff Schoorl ini baik digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang. Dalam penelitian M.Verhaart dinyatakan bahwa metode Luff Schoorl merupakan metode terbaik untuk mengukur kadar karbohidrat dengan tingkat kesalahan sebesar 10%. Berdasarkan hasil praktikum maka didapatkan kandungan kadar tertinggi terdapat pada sampel tepung beras kelompok 7 yakni sebesar 16,2% sedangkan kandungan kadar terendah terdapat pada sampel tepung jagung kelompok 1 yakni sebesar 7,67%.

B.        PENETUAN KADAR SERAT KASAR  

        Serat Kasar merupakan residu dari bahan makanan atau pertaniansetelah diperlakukan dengan asam atau alkali mendidih, dan terdiri dari selulosa,dengan sedikit lignin dan pentosan. Serat kasar juga merupakan kumpulan darisemua serat yang tidak bisa dicerna oleh tubuh, komponen dari serat kasar iniyaitu terdiri dari selulosa, pentosa, lignin dan komponen-komponen lainnya.

        Komponen dari serat kasar ini tidak mempunyai nilai gizi,akantetapi serat ini sangat penting untuk proses memudahkan dalam pencernaan didalam tubuh agar proses pencernaan tersebut lancar (Peristaltic). Pati dan serattergolong ke dalam karbohidrat, sedangkan karbohidrat terdiri dari karbon,hydrogen, dan oksigen. Karbohidrat juga dikelompokkan menjadi 3 yaitu :monosakarida, disakarida dan polisakarida. Monosakarida yang paling pentingadalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Selain itu serat kasar ini tahan terhadapreaksi hidrolisis yang merupakan penggabungan 2 buah monosakarida yaknistruktur besar menjadi struktur kecil penggabungan akan dilepas oleh air dankemudian dimasukkan air.

        Metode penentuan serat kasar dari sampel dimulai dengan menimbang dan memasukkan sampel dalam Erlenmeyer dan dilakukan penambahan larutan H₂SO₄ 0,255 N sebanyak 200 ml. Larutan H₂SO₄ yang bersifat asam digunakan untuk mereduksi senyawa lain selain serat yang terkandung pada sampel. Erlenmeyer yang  berisi larutan sampel di refluks selama 30 menit, refluks digunakan untuk mempercepat proses pemisahan, setelah di refluks, larutan segera disaring saat keadaan panas, endapan yang didapat kemudian dicuci dengan aquades panas (uji lakmus). Pencucian endapan dimaksudkan untuk menghilangkan/melarutkan karbohidrat larut air sehingga yang tersisa hanyalah karbohidrat tidak larut air. Penggunaan aquades panas agar memecah komponen pati dan karbohidrat lain yang terkandung sehingga murni didapatkan serat kasar. Endapan yang didapat kemudian dimasukkan kembali dalam Erlenmeyer dengan penambahan NaOH 0,313 N sebanyak 200 ml, penambahan tersebut dimaksudkan untuk mengubah suasana larutan yang semula asam menjadi netral. Setelah itu larutan direfluks kembali dan disaring, setelah disaring dan didapatkan endapan, kertas saring yang berisi endapan dihitung berat totalnya. Setelah perhitungan berat dilakukan pencucian dengan tiga larutan secara berurutan yaitu K₂SO₄ 10% sebanyak 15 ml, 50 ml aquades panas, dan 15 ml alkohol 95%, untuk diambil residunya.

        Penggunaan larutan K₂SO₄ dikarenakan dalam larutan tersebut mengandung sulfat sehingga ada kemungkinan memiliki kemampuan untuk mempermudah lepasnya senyawa lain yang berikatan dengan serat kasar. Penggunaan aquades panas dimaksudkan untuk memecah komponen pati/karbohidrat lainnya. Penggunaan alkohol digunakan untuk menghilangkan sisa-sisa lemak dan mempercepat proses pengeringan di oven.

        Langkah selanjutnya setelah pencucian dengan ketiga larutan tersebut adalah pengeringan residu beserta kertas saring dalam oven dengan suhu 105⁰C selama 2 jam, kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit. Langkah terakhir dalam pengujian ini adalah penimbangan, sehingga mendapatkan berat kertas saring yang konstan agar mempermudah menentukan nilai residu kering.

        Berdasarkan pengamaatan hasil praktikum diketahui bahwa kadar serat kasar tertinggi terdapat pada sampel padi kelompok 10, yaitu sebesar 14,55% sedangkan nilai kadar serat kasar terendah terdapat pada sampel caisim kelompok 4, yaitu sebesar 3%. Perhitungan serat kasar penting dilakukan untuk menilai kualitas bahan makanan karena angka ini merupakan indeks dan menentukan nilai gizi bahan makanan tersebut. Kandungan serat kasar dapat juga digunakan untuk mengevaluasi suatu proses pengolahan, dengan demikian persentase serat kasar dapat digunakan untuk menentukan kemurnian bahan atau efisiensi suatu proses.

C.        PENENTUAN KADAR PATI

Karbohidrat merupakan zat gizi makro yang memiliki fungsi utama bagi tubuh manusia yaitu sebagai sumber energi. Karbohidrat merupakan suatu molekul atau zat yang tersusun atas atom-atom C, H, dan O. Karbohidrat memiliki banyak jenis tergantung pada komposisi atom-atom tersebut. Karbhidrat terbagiatas 2 kategori utama yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks.

Karbohidrat sederhana terdiri dari monosakarida dan disakarida sedangkan karbohidrat kompleks terdiri atas glikogen, pati, dan serat. Manusia menyimpan cadangan glukosa dalam bentuk glikogen, sedangka tumbuhan menyimpan dalam sel-selnya dalam bentuk pati. Pati merupakan gabungan dari ratusan bahkan ribuan molekul glukosa yang terangkai menjadi satu membentuk suatu rantai panjang yang bercabang maupun tidak bercabang. Pati dapat ditemukan dalam serealia seperti gandum dan beras, dalam leguminosaseperti polong dan kapri, dan dalam tanaman umbi pada tanaman seperti kentang dan umbi-umbian. Manusia memanfaatkan pati dengan cara menghidrolisinya menjadi polisakarida dan maltosa yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber energi.

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. Hewan dan manusia juga menjadikan patisebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat,amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosamemberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket.Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektintidak bereaksi (Aulana 2005).

Metode Luff Schoorl adalah uji kimia kualitatif yang bertujuan menguji adanya gugus aldehid (-CHO). Komponen utama reagent Luff Schoorl adalah CuO. Uji ini dilakukan dengan menambahkan reagen luff pada sampel, kemudian dipanaskan. Reaksi positif pada uji Luff Schoorl ditandai dengan adanya endapan merah. Reaksi yang terjadi adalah:

Gambar 1. Reaksi yang terjadi pada metode luff school

Pada reaksi tersebut terjadi reduksi CuO menjadi Cu2O. Cu2O inikemudian membentuk endapan merah bata. Salah satu manfaat praktis uji luff adalah mengetahui adanya gula pereduksi atau aldosa (contohnya sukrosa), yangmemiliki gugus aldehid (Anonim 2009). 

Monosakarida akan mereduksikan CuO dalam larutan Luff menjadi Cu2O. Kelebihan CuO akan direduksikan dengan KI berlebih, sehingga dilepaskan I2. I2 yang dibebaskan tersebut dititrasi dengan larutan NaS2O3. Pada dasarnya prinsip metode analisa yang digunakan adalah Iodometri karena kita akan menganalisa I2 yang bebas untuk dijadikan dasar penetapan kadar. Dimana prosesiodometri adalah proses titrasi terhadap iodium (I2) bebas dalam larutan. Apabilaterdapat zat oksidator kuat (misal H2SO4) dalam larutannya yang bersifat netralatau sedikit asam penambahan ion iodida berlebih akan membuat zat oksidator tersebut tereduksi dan membebaskan I2 yang setara jumlahnya dengan dengan banyaknya oksidator (Hartati dan Titik 2003). I2 bebas ini selanjutnya akandititrasi dengan larutan standar Na2S2O3 sehinga I2 akan membentuk kompleksiod-amilum yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu, jika dalam suatu titrasimembutuhkan indikator amilum, maka penambahan amilum harus sebelum titik ekuivalen (TBKKP 2008)

Penentuan kadar pati dilakukan dengan menimbang sampel sebanyak 1 gdan memasukkannya ke dalam erlenmeyer. Sebanyak 100 ml akuades ditambahkan kemudian direndam selama 1 jam. Tujuan perendaman adalah untuk mengurangi kotoran yang terkandung dalam sampel. Selanjutnya sampel disaringdan dicuci endapannya untuk memisahkan pati dari pengotornya. Kemudian endapan sampel ditambahkan 100 ml HCl 2,5%. Fungsi dari penambahan HCl inia dalah untuk mengikat kandungan-kandungan yang ada di dalam sampel selain gula, seperti pati, serat, dan lain-lain. Sampel kemudian di refluks selama 1 jam dimulai dari mendidih. Tujuan refluks adalah mengeluarkan zat-zat volatil tanpa mengurangi volume sampel. Sampel yang telah dingin kemudian dipindahkan kedalam labu ukur dan dilakukan penambahan 2 tetes PP 1% dan NaOH 60% hingga larutan menjadi netral yang ditunjukkan dengan warna merah muda.

Penambahan NaOH bertujuan untuk memberikan suasana basa pada larutan, karena reaksi hanya bisa berlangsung dalam suasana basa. Kemudian larutan ditambahkan akuades hingga tanda batas. Larutan kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring. Sebanyak 25 ml filtrat dimasukkan ke dalam Erlenmeyer dan dilakukan penambahan larutanLuff Shcoorl. Penambahan larutan Luff Schoorl ini adalah untuk memberikan warna biru pada larutan, serta sebagai bahan untuk direduksi oleh gula pereduksi sehingga menghasilkan kompleks biru. Setelah larutan bercampur sempurna, dilakukan refluks dengan pemanasan selama 15 menit setelah itu didinginkan. Menurut TBKKP (2008), pemanasan ini dilakukan dengan tujuan untuk mempercepat reaksi reduksi dari monosakariada pada gula terhadap CuO menjadi Cu2O. Larutan yang telah didinginkan kemudian ditambahkan dengan larutan KI. Fungsi dari penambahan larutan KI ini adalah untuk untuk mereduksi kelebihanCuO sehingga I2 terlepas.Setelah itu, dilakukan juga penambahan H2SO4 ke dalam larutan. Penambahan H2SO4 ini harus dilakukan dengan sangat hati-hati, karena reaksi yang terjadi bersifat eksoterm sehingga menghasilkan panas. Penambahan H2SO4 ini bertujuan untuk mengasamkan larutan karena pada suasana basa, tio sebagai larutan standar akan tereduksi secara parsial menjadi sulfat makanya perludilakukan pengasaman tersebut (TBKKP 2008). Setelah larutan bercampur sempurna, dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan tiosulfat dan amilum 1% sebagai indikator. Larutan amilum ditambahkan sebelum larutan mencapai titik ekuivalen. Hal ini dilakukan karena titrasi dengan menggunakan larutan tiosulfat dengan indikator amilum akan membentuk kompleks iod-amilum yang tidak larut dalam air. Titrasi dilakukanhingga larutan berubah warna menjadi putih susu yang awalnya berwarna birukarena larutan Luff Schoorl (hingga mencapai titik ekuivalen). Jika indikator amilum masih menyebabkan larutan berwarna biru menandakan bahwa prosestitrasi belum selesai. Setelah proses titrasi selesai, dilakukan pembacaan volumetio yang terpakai saat titrasi dan di hitung dengan menggunakan rumus yang ada.

Berdasarkan hasil praktikum didapat kadar pati tertinggi terdapat pada sampel Crackers kelompok 3 dan 4 dengan nilai 42,92% sedangkan nilai kadar pati terendah terdapat pada sampel Biskuit kelompok 1 dan 2 dengan nilai sebesar 24,543%. Dalam penetapan kadar pati ini, dilakukan juga pengukuran blanko dengan cara yang sama. Namun penentuan blanko tidak menggunakan sampel, hanya menggunakan larutan Luff Schoorl saja. Nilai blanko sebesar 24 ml. Penetapan blanko ini bertujuan untuk dijadikan sebagai perbandingan dalam penentuan jumlah gula dalam larutan yang dianalisis.

KESIMPULAN

• Penentuan kadar gula reduksi dan gula total (karbohidrat) dalam bahan sangat penting dalam menentukan nilai gizi dari suatu produk.
• Metode Luff Schoorl ini baik digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang.

• Serat kasar adalah senyawaan yang tidak dapat dicerna dalam organ pencernaan manusia ataupun binatang, serat kasar mengandung senyawa.

·         Perhitungan serat kasar dilakukan untuk menilai kualitas bahan makanan. Selain itu persentase serat kasar dapat digunakan untuk menentukan kemurnian bahan atau efisiensi suatu proses.

·         Kandungan kadar gula tertinggi terdapat pada sampel tepung beras kelompok 7 yakni sebesar 16,2%

·          Kandungan kadar gula terendah terdapat pada sampel tepung jagung kelompok 1 yakni sebesar 7,67%.

·         Kadar serat kasar tertinggi terdapat pada sampel padi kelompok 10, yaitu sebesar 14,55%

·         Kadar serat kasar terendah terdapat pada sampel caisim kelompok 4, yaitu sebesar 3%.

·         Kadar pati tertinggi terdapat pada sampel Crackers kelompok 3 dan 4 dengan nilai 42,92%

·         Kadar pati terendah terdapat pada sampel Biskuit kelompok 1 dan 2 dengan nilai sebesar 24,543%.

·         Nilai blanko penentuan kadar pati adalah sebesar 24 ml.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim(a). 2001. Luff Schoorl (terhubung berkala) www.wikipedia.org/Luff Schoorl (7 April 2012).

Anonim(b). 2009. Metode Luff Schoorl (terhubung berkala )http://monruw.wordpress.com/tag/gula-pereduksi/ (8 April 2012).

Lehninger, Albert L.1982. Dasar-Dasar Biokimia. Erlangga: Jakarta.

TBKKP. 2008. Analisis gula pada jeruk siam dan Sunkist (terhubung berkala)http://www.scribd.com/doc/29548552/ANALISA-KADAR-GULA (8 April 2012).

Wahjudi, dkk. 2003. Kima Organik II. Malang: UM Press.