analisis karbohidrat

Analisa Zat GiziPertemuan III

ANALISIS KARBOHIDRATOleh

Indah Kusumaningrum, STP, MSi

Karbohidrat- Sumber kalori utama di Negara berkembang- 1 g = 4 Kal (kkal)- Menghasilkan serat (dietary fiber) yang baik bagi pencernaan

Fungsi Karbohidrat- Menentukan karakteristik bahan makanan- Cegah ketosis- Pemecahan protein tubuh secara berlebihan- Kehilangan mineral- Membantu metabolism lemak dan protein

Proses Pembentukan Karbohidrat Dalam TubuhBerbagai asam amino dan sebagian dari gliserol lemak

Pembentukan Karbohidrat Pada TanamanReaksi Fotosintesis

CO2 + H2O Sinar

Matahari>

(C 6 H 12 O6)nKarbohidrat

+ O2

Karbohidrat dapat pula disintesis secara kimia- Pembuatan sirup Formosa : ditambah larutan alkali encer pada formaldehid- Sirup Formosa 13% heksosa : dapat diubah menjadi gula alam seperti D-Glukosa, D-

fruktosa dan D – monosa

Energi Analisis Karbohidrat

21

Monosakarida Disakarida


Analisis Karbohidrat:Perhitungan kasar proximate Analisis / carbohudrate by difference)%KH = 100% - %(Protein + lemak + abu + air)

Karbohidrat Dalam Bahan Makanan- Karbohidrat dalam bahan nabati : gula

sederhana, heksosa, pentose dan Karbohidrat dengan BM rendah (pati, pectin, selulosa dan lignin)

- Buah – buahan glukosa dan fruktosa (monosakarida)

- Tebu sukrosa (disakarida)- Air susu laktosa - Oligosakarida Dekstrin Sirup Pati, roti

dan bir- Polisakarida serealia dan umbi – umbian,

selulosa dan pectin (buah – buahan)- Karbohidrat hasil ternak glukogen (disimpan

dalam jaringan – jaringan otot dalam hatio Air susu : 5% laktosao Susu skim keringa : 50% laktosa

Jenis Karbohidrat- Monosakarida- Oligosakarida- Polisakarida

MONOSAKARIDA- 1 gugus aldehid aldosa- 1 gugus keton ketosa- 6 atom C (heksosa): misalnya glukosa (dekstrosa / gula anggur), fruktosa (gula buah) dan

galaktosa- 5 atom C (pentose) misalnya Xilosa, arabinosa dan ribose- D – glukosa, D- galaktosa dan D-fruktosa mudah diserap dalam tubuh- D-mannosa, L-arabinosa dan L-sorbosa sebagai kecil yang terserap

MutarotasiRumus bangun bentuk cincin, atom C no. 1 C – asimetrik ( mengikat 4 gugus yang berlainan)A – simetrik 2 kemungkinan isomer optic (bentuk α dan β)Perubahan rotasi dinamakan mutarotasi

OLIGOSAKARIDAPolimer, derajat polimerisasi 2 – 10 (larut dalam air)2 molekul disakaridaTerdiri dari:

- Sukrosa (glukosa dan fruktosa ) pereduksi

22


Sisi reaktif : C1 – C2 gula invert (tidak dapat berbentuk Kristal)- Laktosa (glukosa dan galaktosa) non – pereduksi

Sifat pereduksi ada atau tidak gugs hidroksil (OH) bebas yang reaktif3 molekul triosaPati dihidrolisis oleh enzim amylase maltose, maltotriosa dan isomaltosa

POLISAKARIDAPenguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pectin dan lignin) dietary fiberSumber energy (pati, dektrin, glikogen dan dektran)

PatiHomopolimer glukosa (ikatan α-glikosidik)

- 2 fraksi dipisahkan dengan air panas- Fraksi terlarut : amilosa- Fraksi tidak terlarut : amilopektin

Amilosa : kecil, amilopektin : tinggi lengket (beras ketan)Amilosa > 2% beras biasa

GelatinPati Mentah + air dingin granula air akan membengkak (air terserap terbatas max 30%)Volume granula pati (55 – 65) MembengkakPenambahan gula pengaruh pada kekentalan gel yang terbentukGula menurun kekentalan:

- Gula mengikat ait pembengkakan butir – butir patiGel tahan terhadap kerusakan mekanik

RETROGRADASI DAN SINTESIS- Retrogradasi : proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinisasi- Sineresis : keluar atau merembesnya cairan dari suatu gel dari pati

PEMECAHAN PATI OLEH ENZIMα-amilase, β-amilase dan fosforilase

23


- A- amylase : menghidrolisis pati menjadi fraksi – fraksi molekul terdiri dari 6 – 7 unit glukosa

- B – amylase : memecah pati menjadi fraksi lebih kecil (maltose)- Fosforilase : memecah ikatan 1,4 – glukosidik (dengan asam / ion fosfat)

Proses Gelatinasi Pati

KEMANISAN, PENCOKLATAN, VITAMIN C DAN REAKSI MAILLARD

Kemanisan- Sukrosa (Kristal), glukosa (dalam sirup jagung) dan dektrosa (Kristal D – glukosa)- Kemanisan gula Vs Sukrosa = 1, makan kemanisan D- Galaktosa = 0,6 ; maltose = 0,3 –

0,5 ; laktosa = 0,2 – 0,3; dan rafinosa 0,15

Pencoklatan (browning)- Terjadi pada buah – buahan seperti pisang, peach, pear, salak, pala dan apel- Pencoklatan:

o Pencoklatan enzimatik ( buah) mengandung seubstrat senyawa fenolik (enzim fenol oksidase)

o Pencoklatan non-enzimatik Karamelisasi Maillard Pencoklatan Akibat Vitamin C

Karamelisasi (bahan pemberi cita rasa pada makanan)

24


- Sukrosa diuapkan: konsentrasi, titik didih air menguap semua, air sukrosa melebur ( titik lebur sukrosa 160˚C)

- Gula dipanaskan 170˚C karamelisasi sukrosa\

Tahap – tahap karamelisasi- Sukrosa glukosa + fruktosa ( Fruktosa – H2O)- Pemanasan : H2O dari glukosa keluar (Glukosa)- Proses pemecahan, dehidrasi diikuti dengan polimersisasi timbul asam

Reaksi MaillardReaksi Maillard : karbohidrat ( gula pereduksi ) + amin Primer ( sebagai asam amino ) bahan berwarna coklat (dikehendaki atau mutu turun)Tahap – Tahap reaksi Maillard:

1. Aldosa reaksi bolak – balik Vs asam amino / gugus amino (protein) Schiff2. Reaksi amadori (terjadi perubahan) menjadi amino ketosa3. Reaksi amadori (dehidrasi) membentuk turunan furfuraldehida (heksosa ) peroleh

Hidroksimetil furfural4. Proses dehidrasi selanjutnya hasil antara (a- dikarbonil), penguraian reduktot –

reduktor dan a- dikarboksil (metilglikosan, asetol dan diasetil)5. Aldehida –aldehida aktif dari 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa mengikutsertkan gugs amino

(kondensasi aldol) atau dengan gugus amino membentuk warna coklat (melanoidin)

Pencoklatan Akibat Vitamin CVitamin C (asam askorbat) senyawa reduktor dan sebagai precursor untuk membentuk coklat nonenzimatik

SERAT BAHAN PANGAN- Serat : bahan pangan yang tidak tercerna, punya sifat positif bagi gizi dan metabolism- Dietary fiber : komponen jaringan tanaman, tahan hidrolisis oleh enzim. Dalam lambung

dan susu kecil- Terdiri dari karbohidrat (selulosa, hem,iselulosa, pectin dan nonkarbohidrat)- Dietary fiber : karbohidrat (polisakarida)- Serat kasar : Not dietary fiber ( 1/5 - ½ )- Dietary fiber : menurunkan kadar kolesterol darah (asam empedu, sterol dan lemak

dikeluarkan VS feces)- Penyakut diverticulitis (usus buntu)

ANALISA KARBOHIDRAT

25


PENGUJIAN KARBOHIDRAT SECARA KUALITATIF1. Reaksi Pembentukan warna2. Prinsip kromatografi

(TLC/Thin Layer Cromatography, GC/Gas Cromatography, HPLC/High Performance Liquid Cromatography)

7 MACAM REAKSI PEMBENTUKAN WARNA1. Reaksi Molisch

- Karbohidrat (Pentose) + H2SO$ pekat furfural a + a-naftol ungu- Karbohidrat (heksosa + H2SO4 pekat HM – furfural a + a-naftol warna ungu

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

2. Reaksi BenedictKH + cAMP CuSO4, Na- Sitrat, Na2CO3 Cu2O endapan merah bata

3. Reaksi BarfoedKH + cAMP CuSO4 dan CH3COOH Cu2O endapan merah bata

4. Reaksi FehlingKH + cAMP CuSO4, K-Na-tatrat,NaOH Cu2O endapan merah bata

5. Reaksi IodiumKH (Polisakarida) Iod (I2) warna spesifik (biru kehitaman)

6. Reaksi SeliwanoffKH (ketosa ) + H2SO4 furfural + resorsinol warna merahKH (aldosa) + H2SO4 furfural + resorsinol negative

7. Reaksi OsazonReaksi ini dapat digunakan baik untuk larutan aldosa maupun ketosa, yaitu:

o + larutan fenilhidrazin (dipanaskan) Kristal berwarna kuning (hidrazon / osazon)

PENGUJIAN KARBOHIRDAT SECARA KUANTITATIF

26


Penetapan kadar karbohidrat dapat dilakukan dengan:- Metoda fisika- Metoda Kimia- Metoda Enzimatik- Teknik Kromatografi (tidah dibahas)-

METODE FISIKABerdasarkan Indeks BiasCara ini menggunakan alat yang dinamakan refraktometer, yaitu dengan rumus:

X=¿¿ ¿4

Dimana:X = % sukrosa atau gula yang diperolehA = Berat larutan sample (g)B = berat larutan pengencer (g)C = %sukrosa dalam cAMP A dan cAMP B dalam tableD = % sukrosa dalam pengencer B

Berdasarkan Rotasi OptisPrinsip : bedasarkan sifat Optis dari gula yang memiliki struktur asimetris (dapat memutar bidang polrisasi) 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:???

Dimana:[a] D20 = Rotasi jenis pada suhu 20˚C menggunakanD = sinar kuning pada panjang gelombang 589nm dari lampu NsA : Sudut putas yang diamatiC = kadar (dalam g/100 ml)L = panjang tabung (dm)Sehingga

C= 100 AL x [ a ] D 20

METODE KIMIA

Metode:Didasarkan sifat mereduksi gula, seperti glukosa, galaktosa, dan fruktosa 9 kecuali sukrosa karena tidak memiliki gugus aldehid)Fruktosa:

- Tidak memiliki gugus aldehid - Memiliki gugus alfa hidroksi ketonTetap Dapat bereaksiDua macam cara, yaitu:

27


1. Titrasi2. Spektometri

TitrasiUntuk 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

SpektrofotometriPrinsip: reaksi reduksi CuSO4 oleh gugus karbonil pada gula reduksi yang setelah dipanaskan terbentuk endapan kupru oksida (cu2O)Kemudain ditambahkan Na- sitrat dan Na-tatrat serta asam fosfomolibdat berwarna biru yang dapat diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630nm

METODE ENZIMATIK

Sangat tepat digunakan untuk penentuan kadar suatu gula secara individual disebabkan kerja enzim yang sangat spesifikContoh enzim yang dapat digunakan

1. Glukosa Oksidase2. Hekspkinase

Keduanya digunakan untuk megukur kadar glukosa

Glukosa Oksidase- D- glukosa + O2 oleh glukosa oksidase asam glukonat dan H2O2

- H2O2 + O – disianidin oleh enzim peroksidase 2H20 + O – disianidin teroksidasi (berwarna cokelat0 (dpat diukur pada panjang gelombang 540 nm)

Heksokinase- D- glukosa + ATP oleh heksokinase glukosa – 6 – Phosphat + ADP- Glukosa – 6 – phosphate + NADP+ oleh glukosa – 6 – phosphate dehidrogenase

glukonat – 6 – phosphate + NADPH + H+

- Adanya NADPH yang dapat berpendar (memiliki gugus kromofor) dapat dikukr pada panjang gelombang 334 nm

- Dimana jumlah NADPH yang terbentuk setara dengan jumlah glukosa

28

analisis karbohidrat

Documents