pt. 12. karbohidrat-dlnf

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


• 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


· 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 :


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



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



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

pt. 12. karbohidrat-dlnf

Documents