PENDAHULUAN
Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen.Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang di konsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan di gunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksin jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktifitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.
Di dalam ilmu gizi secara sederhana karbohidrat dapat di bedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat Kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat di bedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemiknya.
Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa atau juga disakarida seperti fruktosa dan laktosa. Jenis-jenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen ( simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber), atau dalam konsumsi sehari-hari, karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.
A. Definisi 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 sinar 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
B. Jenis Karbohidrat
1. Karbohidrat Sederhana
Ø Monosakarida
Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa.
Ø Disakarida
Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa . Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml.
2. Karbohidrat Kompleks
Ø Polisakarida
· Pati (Strach)
Pati yang juga merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan ini berbentuk butiran-butiran kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm. Dan di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung, biji-bijian seperti kacang merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung di dalam berbagai jenis umbi-umbian seperti singkong, kentang atau ubi. Di dalam berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua polimer molekul glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin (amylopectin). Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang bercabangcabang. Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk dicerna.
· Glikogen
Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200- 2.000 kkal. Namun kapasitas penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga bersifat endurans (endurance) seperti marathon atau juga sepakbola. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan Energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot. Glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya.Berbeda dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui proses glycogenolysis menjadi glukosa dan kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan
seperti otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya.
C. Analisa Karbohidrat
Berbagai cara analisa dapat dilakukan terhadap karbohidrat untuk memenuhi keperluan.Dalam ilmu dan teknologi pangan,analisa karbohidrat yang biasa dilakukan misalnya secara kuantitatif dan kualitatif.Dalam ilmu gizi mungkin sangat penting untuk mengadakan analisa biologis senyawa karbohidrat dalam kaitan peranannya membentuk kalori,pencegahan penyakit ,serat kasar dalam pencernaan dsb.
Dalam bidang teknologi,analisa yang dilakukan untuk menentukan jenis dan perubahan kimiawi yang di alami karbohidrat selama proses fermentasi.Dalam bidang kimia murni,analisa dilakukuan misalnya untuk penentuan struktur polimer karbohidrat.Dalam biokimia,analisa karbohidrat dapat meliputi analisa perubahan yang terjadi selama proses biologis.
Karbohidrat yang berbentuk polimer memiliki ukuran molekul yang sangat besar dan kompleks serta memiliki satuan monomer berbagai jenis menyebabkan karbohidrat sulit ditentukan jumlah sebenarnya.Sering jumlah karbohidrat hanya dapat dinyatakan sebagai jumlah monomer penyusunnya saja.
D. PENENTUAN KARBOHIDRAT
Ø Persiapan sampel
Bahan terlebih dahulu dibebaskan dari zat zat pencampur dan dilakukan penjernihan terhadap larutan yang akan dianalisa.
Bahan digiling sampai halus dan dijaga tidak terjadi perubahan komposisi kimiawinya dan sifat sifat yang lain yang tidak dikehendaki.Mula mula lipid dan klorofil dihilangkan dengan ekstrasi menggunakan eter asalkan suhu yang dipakai pada ekstraksi tidak melebihi 50 ̊̊C.Supaya selama menghilangkan zat zat pencampur tidak terjadi inverse dan hidrolisa dari sukrosa oleh asam asam organic maka selama ekstraksi ditambah Ca karbonat .Bila dalam bahan banyak terkandung enzim yang dapat menghidrolisa gula maka ditambah merkuri klorida atau ekstraksinya dilakukan dengan etanol 80% dan sampel dipanaskan selama 30 menit.
Setelah itu bahan dilakukan dalam aquadest.Karbohidrat yang larut dalam air dapat ditentukan setelah dilakukan penjernihan.Kekeruhan karbohidrat dapat disebabkan oleh protein dan zat koloidal serta zat warna dan adaya asam organik.
Zat penjernih yang dipakai harus memiliki sifat sifat yang munguntungkan yaitu dapat mengendapkan zat bukan gula tanpa mengabsorbsi zat zat gula;dalam keadaan lebih tidak mengganggu ketepatan analisa dan hasil pengendapan harus mudah dipisahkan dari larutannya.
· Zat penjernih yang dapat digunakan antara lain:
1. Timbal asetat,dapat mengendapkan asam organic,asam amino,protein,polifenol.
2. Aluminium hidroksida dan kieselguh,dapat mengendapkan zat koloid
3. Potassium ferrisianida,dan biasanya dicampur dengan ZnSO4.7H2O serta dibuat basis dipakai untuk mengendapkan protein.
4. Campuran Ba(OH)2 dan ZnSO4 untuk mengendapkan protein yang berasal dari susu.
5. Campuran merkuri nitrat dan alkali untuk mengendapkan protein yang berasal dari jaringan daging
6. Asam trikloroasetat untuk mengendapkan protein pada umumnya.
7. Poliamida,gelatin atau polivinil polipirolidon untuk menghilangkan zat warna dalam larutan
Dari sekian banyak,timbal asetat merupakan salah satu bahan yang paling banyak dipakai dalam penjernihan larutan gula yang akan dianalisa.Pada umumnya kenaikan kemampuan penjernihan diikuti dengan kenaikan absorbsi senyawa gula.Agar tidak mengalami kesulitan dan kesalahan besar maka pemberian zat penjernih tidak boleh berlebihan karena akan mempengaruhi polarisasi gula dan pada waktu pemanasan akan terjadi interaksi dengan gula serta terjadi destruksi senyawaa gula.Untuk menghilangkan kelebihan timbale ditambahkan Na fosfat atau K oksalat atau Na karbonat.Larutan gula bebas timbale selanjutnya dapat ditentukan jenis dan kadarnya dengan cara uji kualitatif dan uji kuantitatif.
E. PENGUJIAN KARBOHIDRAT
I. 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).
II. . 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.
no | NAMA TES | KEGUNAAN | PEREAKSI | HASIL |
1 | MOLISCH | Penggolongan KH | H2SO4 p , α-naftol | Cincin ungu |
2 | FEHLING | Uji Gula Pereduksi | Fehling A : CuSO4 + H2SO4 p Fehling B : NaOH + Na-K tartarat | + aldosa, ketosa Endapan merah bata |
3 | BENEDICT | Pengenalan Gula Pereduksi | CuSO4, Na2CO3, Na sitrat | + aldosa, ketosa Endapan merah dari Cu2+ |
4 | IODOTEST | Pengenalan Amylum | Iodium | Biru |
5 | TOLLENS | Pengenalan Adanya Ketosa | AgNO3 dan NH4OH Menghasilkan Ag(NH3)2+ | Endapan cermin perak |
6 | OSAZON | Identifikasi Gula mono dan Di-sakarida | Fenilhidrazin | + monosakarida Warna kuning yang tidak larut air |
7 | SELIWANOFF | Identifikasi ketosa | 1:2 HCl : Resorsional C6H5-NH-NH2 | Merah orange |
8 | BARFOED | Membedakan mono dan disakarida | Cu-asetat, asam asetat | + monosakarida |
9 | TAUBBER | Pengenalan pentose | CH3COOH, benzidin | Warna merah ungu |
10 | BIAL | Pengenalan pentose | HCl, FeCl3, orsinol | Warna hijau |
11 | ANTHRON | Identifikasi KH | H2SO4 p, anthron | Hijau kebiruan |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar