pt. 12. karbohidrat-dlnf
DESCRIPTION
kuliahTRANSCRIPT
Analisa Karbohidrat
Dwi Larasatie Nur Fibri, STP, M.ScLaboratorium Ilmu Pangan dan Gizi
Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil PertanianUniversitas Gadjah Mada
KARBOHIDRAT
3 bentuk KH
Monosakarida
Oligosakarida
Polisakarida
Manis
Gugus hidroksil
Terlalu besar, tidak dapat masuk ke dalam sel-sel kuncup rasa pada permukaan lidah
KARBOHIDRAT (=hydrated carbon) : karbon yg mengikat air secara kimiawi = C + H2O dengan jumlah atom C minimal = 3
Rumus kimia empiris karbohidrat
: (CH2O)n atau Cm(H2O)n
KLASIFIKASI KARBOHIDRATberdasar jumlah monomernya
Monosakarida
KARBOHIDRAT
Oligosakarida Polisakarida
5-6 karbon sbg rantai atau cincin
Punya bbrp gugus hidroksil (-OH)
dan satu karbonil (-C=O )
GlukosaFruktosa
Galaktosa
2 – 10 unit monosakarida:
SukrosaLaktosaMaltosaRafinosaStakiosa
Lebih dari 10 unit monosakarida:
PatiCellulosaMannangalaktan
galaktomannanpektin
mannoglukan.
STRUKTUR LINIERGugus Aldehid (reduktif)
Gugus Keton (reduktif)
Glukosa (Aldosa)
Fruktosa (Ketosa)
• Di alam, 90% karbohidrat merupakan bentuk tertutup, baik pyran maupun furan
• Pyran 5C 1O (ikatan C1-C5)• Furan 4C 1O (ikatan C2-C5)• Bentuk ikatan beta tidak tercerna oleh enzim
pencernaan• Semua monosakarida adalah gula reduksi
asalkan C1-nya tidak berikatan dengan gugus lain
Perubahan Glukosa ke bentuk cincin
Gugus reduktif
Bentuk Cincin Glukosa dan Fruktosa
Alpha D-glucose
Beta- D-fructose
Cincin piran Cincin furanGlukosa molekul terbuka
gugus reduktif
Disakarida
a1-4 linkage
Gugus reduktif
aGlucose+ Fructose= Sucrose
aGlucose+ Galactose=Lactose
Gugus reduktif saling menutup (tidak reduktif)
Disakarida
Pati / Amilum
polimer glukosa dengan ikatan (alfa-)
Glikogen dlm tubuh hewan
Gugus reduktif
amilopektin
amilosa
Amilosa
• Amilosa adalah rantai tak bercabang• Amilopektin adalah rantai cabang di 1,6
glikosidik• Amilosa-amilopektin di alam selalu
tercampur dan hanya ada di jaringan tanaman
• Enzim α 1,4 amilase bisa memecah ikatan 1,6 glikosidik, tapi butuh waktu lebih lama
• Amilosa = 200 molekul glukosa• Amilopektin = 600 molekul glukosa• Selulosa β 1,4 glikosidik tidak dapat
dicerna enzim pencernaan• Hewan pemamah biak juga tidak dapat
mencerna, tapi lambungnya tidak asam sehingga ada bakteri yang mampu hidup dan menghasilkan enzim selulase
• Pati jika dihidrolisis sempurna, Dextrose Equivalen (DE) = 100
• Sifat reduksi monosakarida (glukosa) = 100%
• Berkurang jika berikatan• Sukrosa tidak reduktif karena C1 glukosa
berikatan dengan C2 fruktosa
Analisa karbohidrat• Dlm analisa proksimat, kadangkala tidak dilakukan analisa karbohidrat
• KH dihitung dari hasil analisa komponen yg lain & dinyatakan sbg KH ‘by difference’ :
% KH (wb) = [100 – (air+abu+lipid+prot)]%
% KH (db) = [100 – (abu+lipid+protein)]%
Kelemahan:
Merupakan KH total yg tercerna maupun tidak tidak menggambarkan nilai gizi sebenarnya
Untuk pakan Ok, tapi tidak untuk pangan
Bisa untuk pangan yang jelas KH-nya [sayur = serat (KH); pati,beras = amilosa (KH)]
Tidak bisa untuk teh, kopi, tembakau karena ada senyawa mayor lain
Analisa karbohidrat
3 analisa, yaitu:• Gula sederhana / gula reduksi• Pati tercerna• Serat
Prinsipnya : berdasar pada sifat/daya reduktif gula
AnalisisPersiapan sampel : digiling, dihilangkan lipida dan klorofilnya dengan ekstraksi menggunakan eter.
Mengekstraksi karbohidrat yang dapat larut dengan air, kemudian dijernihkan dengan timbal asetat
Larutan karbohidrat ditentukan dengan : analisis gula reduksi (metoda Luff, atau Nelson), atau enzimatis, atau polarimetri, atau kromatografi
1. Analisa gula reduksi
• Tujuan menentukan jumlah gula reduksi• Prinsip: reduksi kupri-oksida menjadi
kupro oksida oleh gula reduksi• Metode :
– Luff-Schrool– Nelson-Somogyi
Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool
• Prinsip : gula reduksi + kuprisulfat berlebihan dalam larutan alkalis akan menjadi asam gula dan endapan kuprooksida berwarna merah
• Sisa kuprisulfat untuk mengoksidasi KI menjadi I2 yang kemudian di titrasi menggunakan tiosulfat dengan indikator amilum sampai warna biru hilang
• Untuk mengetahui kuprisulfat mula-mula maka dilakukan titrasi blanko
• Selisih titrasi blanko dan sampel = menunjukkan banyaknya kupri yang bereaksi dengan gula, dan banyaknya gula dapat ditentukan berdasarkan tabel yang tersedia.
Reaksi : Cu++ + gula red. Cu2O + asam gula
2 Cu++ + 2 I- 2 Cu+ + I2
I2 + 2 Na2S2O3= 2 NaI + Na2S4O6
Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Prosedur
• Larutan sampel 25 ml yg mengandung + 60mg gula reduksi ditambah 25 ml reagen Luff dipanaskan dlm waterbath mendidih selama 30 menit dan kemudian didinginkan
• Tambahkan 15 ml lart. KI jenuh kemudian dimasukkan ke dlm ruang gelap 30 menit, tiap 5 menit digoyang sedikit
• Cairan yg telah berwarna coklat kmd dititrasi dng lart standar Na2S2O3 sampai berwarna kuning muda, tambahkan 2 ml larutan amilum 1% warna biru titrasi lagi sehingga warna biru tepat hilang
• Lakukan titrasi blanko dng sampel 25 ml aquadest !
Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Kelebihan-Kelemahan
• Cukup teliti• Kurang praktis, waktu lama• Kebutuhan reagen kimia banyak boros
biaya /mahal, garam KI murni sangat mahal
Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Contoh soal
Sampel teh botol (lemon tea) diperkirakan mengandung gula reduksi 2-3 % b/v akan diuji dengan analisa Luff-Schrool. Bagaimana cara preparasi (=pengenceran) sampel tsb agar larutan sampel yg akan ditambah reagen Luff mengandung sekitar 50-60 mg gula reduksi per 25 ml ?
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
PRINSIP:• Gula reduksi akan dioksidasi oleh kupri-
oksida dihasilkan kupro-oksida• Kupro-oksida direaksikan dengan arseno-
molibdat akan membentuk senyawa kompleks berwarna violet/ungu
• Intensitas warna ekuivalen dengan kon-sentrasi gula, yang dapat ditera absor-bansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
• Untuk mengetahui konsentrasi gula maka perlu dibuat kurva standar yang menggambarkan hubungan konsentrasi gula dengan absorbansi
• Larutan sampel setelah ditambah reagen Nelson kmd ditera absorbansinya, dan dari nilai A dihitung kadar gulanya menggunakan persamaan garis kurva standar tsb.
Pembuatan Kurva Standar :Kurva standar dipersiapkan dari larutan glukosa murni berkadar 1
mg/10mL yang diisikan ke dalam tabung reaksi sejumlah sbb :
Kadar glukosa ( g/mL)
0 20 40 60 80 100
No. tabung reaksi
1 2 3 4 5 6
Lart.glukosa (mL)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Aquadest (mL) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Volume total (mL)
1.0 1.0 1,0 1.0 1.0 1.0
Kadar glukosa (mg/100mL)
0 2 4 6 8 10
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
· Tambahkan ke dalam masing-masing tabung tsb 1
mL reagensia Nelson, panaskan semua tabung pada
waterbath mendidih selama 20 menit
· Ambil semua tabung, dinginkan bersama-sama
dalam air sampai 25oC, kemudian masing-masing
ditambah 1 mL reagensia Arseno-molibdat, gojog sampai
semua endapan larut kembali, kemudian masing-masing
tabung ditambah 3 mL aquadest, gojog sampai homogen
· Ukurlah ‘optical density’ atau ‘absorbansi’-nya pada
540 nm dan tabulasikan hasil pembacaan sbb :
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
No X (kadar gula)
Y (absorbansi)
X2 Y2 XY
1 0 = X1 Y1 X12 Y1
2 X1Y1
2 2 = X2 Y2 X22 Y2
2 X2Y2
3 4 = X3 Y3 X32 Y3
2 X3Y3
4 6 = X4 Y4 X42 Y4
2 X4Y4
5 8 = X5 Y5 X52 Y5
2 X5Y5
6 10 = X6 Y6 X62 Y6
2 X6Y6
n x y x2 y2 xy
· Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b x ] / n
[ nxy - xy ] [nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (y)2]1/2
Dengan koefisien r =regresi
Koefisien regresi (r) sebaiknya dihitung dahulu apakah sudah memenuhi, misalnya minimal 95% (= 0.95) !! Baru kemudian dihitung nilai parameter (b) dan (a)
* Persamaan garis linier Y = a + bX kemudian di plot ke bentuk kurva seperti Gambar berikut :
Absorbansi
Y = a + bX
Konsentrasi (mg/100mL) X
Y
· Pengukuran absorbansi larutan sampel encer setelah direaksikan dng reagensia Nelson hasilnya A = Ys selanjutnya di plot ke kurva
tsb dan akan diperoleh nilai konsentrasi gula = Xs atau langsung
dimasukkan ke persamaan Y = a + bX diperoleh nilai konsentrasi gulanya .
Ys
Xs
• Sampel yang akan dianalisis gula reduksinya harus diencerkan sampai kadar gulanya masuk dalam kisaran kadar gula kurva baku (dalam contoh di atas antara 0 – 10 mg/100 mL, atau lebih baik lagi antara 4 – 8 mg/100mL)
•Contoh : akan dianalisa kadar glukosa dari serbuk glukosa yang diperkirakan kadarnya sekitar 90% . sampel tsb dipersiapkan sbb :
*Ditimbang 0.1 gr serbuk/kristal glukosa dan dilarutkan jadi 50mL Dipipet 3mL larutan tsb dan diencerkan menjadi 100mL akan diperoleh lartan glukosa dengan kadar sekitar =
(3/100) x (0.9)100mg/50mL ~ + 2.7 mg/50 mL atau + 5.4 mg/100 mL
· *Dipipet larutan glukosa encer tsb 1 mL ditambah 1 mL reagensia Nelson dan selanjutnya diperlakukan sama seperti pada prosedur di atas. Hasil pembacaan absorbansinya dimasukkan ke persamaan kurva standar diperoleh kadar gula reduksi-nya.
Contoh : akan dianalisa kadar gula madu yg diduga berkadar air 27% dan berkadar gula + 67% dapat kita siapkan sbb :
ditimbang + 1 gr madu dan diencerkan dng air 25 mL(lart.A);
kmd dipipet 1 mL lartn (A) dan diencerkan 25 mL(lart.B); kmd dipipet 1 mL lartn (B) dan diencerkan menjadi 25 mL (= lartn C)
Akan diperoleh larutan madu (C) dng kadar gula sekitar
= (1/25)x(1/25) x 670 mg = +1.072 mg/25 mL atau +4,29 mg/100 mL
Penentuan Sukrosa
• Sukrosa dihidrolisis dengan asam atau enzim• Menghasilkan 2 mol gula reduksi/ gula invert
(fruktosa dan glukosa)• Gula invert ditentukan dengan metoda Luff
atau Nelson
C6H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
SukrosaBM = 342
FruktosaBM = 180
GlukosaBM = 180
• Perhitungan :
Kadar sukrosa = Jml gula reduksi x FK
FK = BM sukrosa = 342 = 0.95
2 BM gula red 2 x 180
Penentuan Sukrosa
Penentuan patiPRINSIP:Pati dihidrolisa dengan asam sehingga menghasilkan gula-gula reduksi, kemudian gula yang terbentuk ditetapkan jumlahnya. (C6H10O5)m + m H2O m C6H12O6
Pati m GlukosaBM = 162 m BM = 180 m
Faktor konversi = BM pati BM Gula reduksi
Kadar pati = FK x kadar gula reduksi
Pengolahan Data
No X (kadar gula)mg/100ml
Y (absorbansi)
X2 Y2 XY
1 0 0.21 0 0.0441
0
2 2 0.12 4 0.0144
0.24
3 4 0.31 14 0.0961
1.24
4 6 0.65 36 0.4225
3.9
5 8 0.62 64 0.3844
4.96
6 10 0.81 100 0.6561
8.1
6 30 2.72 218 1.6176
18.44
n = 6 ; ∑ x = 30 ; ∑ y = 2,72 ; ∑ x2 = 218 ; ∑ y2 = 1,6176 ; ∑ xy = 18.44
· Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b x ] / n
[ nxy - xy ] [nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (y)2]1/2r =
r = (6x18,44 – 30x2,72)/[6x218 – (30)2]1/2 [6x1,6175-(2,72)2]1/2
= (110,062– 81,6)/[20.199x1.51875] = 28,462/30,6772 = 0.9279
n = 6 ; ∑ x = 30 ; ∑ y = 2,72 ; ∑ x2 = 218 ; ∑ y2 = 1,6176 ; ∑ xy = 18.44
Koefisien regresi tsb belum memenuhi syarat bila dipathok nilai minimal 95% atau > 0,95 Data perlu direvisi, misal data no.4 dihilangkan !?!
• Misalkan kita inginkan persamaan garis dng probabilitas error rendah katakan < 5% berarti nilai r > 0,95 . Apabila misalnya kita dptkn nilai terhitung r < 0,90 berarti error > 10%
• Pada keadaan tsb data pembacaan absorbansi di lihat apakah ada yng bisa dibuang karena terlalu menyimpang, selanjutnya dihitung ulang semua nilai n; ∑x; ∑y; ∑x2; ∑y2; dan ∑xy serta nilai koefisien r .
• Bila nilai (r) telah mencapai 0,95 atau lebih, baru dihitung nilai (a) dan (b)
• Misal data sebelumnya dihilangkan pada pembacaan dari tabung no. 4 Tabel data berubah sbb :
No X (kadar gula)mg/100ml
Y (absorbansi)
X2 Y2 XY
1 0 0.21 0 0.0441
0
2 2 0.12 4 0.0144
0.24
3 4 0.31 14 0.0961
1.24
4
6
0,65
36 0,4225 3,90
54 8 0.62 64 0.3844
4.96
65 10 0.81 100 0.6561
8.1
6 5 24 2.07 182 1.1951
14.54
n = 5 ; ∑ x = 24 ; ∑ y = 2,07 ; ∑ x2 = 182 ; ∑ y2 = 1,1951 ; ∑ xy = 14.54
n = 5 ; ∑ x = 24 ; ∑ y = 2,07 ; ∑ x2 = 182 ; ∑ y2 = 1,1951 ; ∑ xy = 14.54
· Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b x ] / n
[ nxy - xy ] [nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (y)2]1/2
r = (5x14,54 – 24x2,07)/[5x182 – (24)2]1/2 [5x1,1951-(2,07)2]1/2
= (72,7– 49,8)/[18.2757x1.30023] = 22,9/23,7626 = 0.9637 !!!
b = [5*14,54 – 24*2,07]/[5*182 –(24)2] =23,02 / 334 = 0,068922
a = [2,07 – 0,068922*24]/5 = 0,415872 / 5 = 0,0831744
Persamaan garis linier : Y = 0,0831744 + 0,068922 X
r =
Diambil 2 gr sampel, dilarutkan menjadi 50 ml (lar. A)
Kemudian dari lar. A diambil 2,5 ml dan diencerkan menjadi 25 ml (lar. B)
Dari lar. B diambil 2,5 ml dan diencerkan menjadi 25 ml (lar. C)
Dari lar. C diambil 1 ml dan diencerkan menjadi 10 ml (lar. D)
Berapakah faktor pengencerannya?
Contoh soal pengenceran
Dari lar. D diambil 1 ml dan dianalisa kadar gulanya.
Diketahui mengandung 3,5 mg/100 mlBerapakah kadar gula pada sampel?... mg/g... %
Contoh soal penentuan kadar kh
Tepung beras halus ditimbang 0.3498 gr kmd dihidrolisis dgn HCl dijernihkan dan volume larutan dijadikan 100 ml (=A)
Dipipet 5 ml lart. A dan diencerkan menjadi 200 ml (=B)Dipipet 1 ml lart. B dan diencerkan menjadi 100 ml (=C)Dipipet 1 ml lart. C dan direaksikan dengan reagen
nelson somogyi dan dibaca absobansinya A= 0.41Bila dianalisis terhadap glukosa murni menghasilkan
kurva standar A=0.9560 - 0.9482 c (c=kadar glukosa µg/ml)
Hitung kadar pati tersebut!
Contoh soal