ANALISA KARBOHIDRAT

Materi kuliahOleh : Ir. Sudarmanto S., MS

ANALISA KARBOHIDRAT Dlm analisa proksimat, kadangkala

tidak dilakukan analisa karbohidrat (KH)

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)]%

Tetapi dng cara tsb, hasilnya mewakili KH total = (yg tercerna + tidak tercerna) tidak menggambarkan nilai gizi sebenarnya.

ANALISA GULA REDUKSI SUKROSA & AMILUM (Karbohidrat)

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 KARBOHIDRAT• Monosakarida

• 5-6 karbon sbg rantai atau cincin : paling dominan di alam adalah heksosa (6 karbon) terutama glukosa, kmd fruktosa, mannosa, galaktosa.

• Punya bbrp gugus hidroksil (-OH) dan satu karbonil (-C=O )

• Disakarida• Dua monosakarida terkondenssasi : sukrosa, laktosa,

maltosa• Polisakarida

• Banyak monosakarida terkondensasi : pati, selulosa, mannan, galaktan, galaktomannan, pektin, mannoglukan, dll .

Glukosa & Fruktosa struktur linier

Gugus Aldehid (reduktif)

Gugus Keton (reduktif)

Glukosa (Aldosa)

Fruktosa (Ketosa)

Perubahan Glukosa ke bentuk cincin

Gugus reduktif

Alpha D-glucose

Bentuk cincin glukosa dan fruktosa

Beta- D-fructose

Cincin piran Cincin furanGlukosa molekul terbuka

gugus reduktif

aGlucose+ Fructose= Sucrose

aGlucose+ Galactose=Lactosea1-4 linkage

Disakarida

disakarida lain :

Gugus reduktif

Gugus reduktif saling menutup (tidak reduktif)

Pati / Amilum

polimer glukosa dengan ikatan a (alfa-)

Glikogen dlm tubuh hewan

Gugus reduktif

amilopektin

amilosa

Analisa Karbohidrat(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 asetatLarutan karbohidrat ditentukan dengan : analisis gula reduksi (metoda Luff, atau Nelson), atau enzimatis, atau polarimetri, atau kromatografi

Analisa gula dengan metoda Luff 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

sisa 2 Cu++ + 2 I- 2 Cu+ + I2 titrasi I2 + 2 Na2S2O3

= 2 NaI + Na2S4O6

Garis besar prosedur titimetri Luff-Schrool 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 !

Soal latihan : Sampel teh botol (lemon tea) diperkirakan

mengandung gula reduksi 3-4 % b/v akan diuji dengan analisa Luff-Schrool. Bagaimana cara preparasi (=pengenceran) sampel tsb agar larutan sampel yg akan ditambah reagen Luff mengandung sekitar 60 mg gula reduksi per 25 ml ?

Metoda analisa Luff Cukup teliti Kurang praktis, waktu lama Kebutuhan reagen kimia banyak boros

biaya /mahal, garam KI murni sangat mahal

Penentuan gula reduksi metoda 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

-metoda Nelson-SOmogyi –lanjutan . . . . Untuk mengetahui konsentrasi gula

maka perlu dibuat kurva standar yang menggambarkan hubungan konsen-trasi gula dengan absorbansi

Larutan sampel setelah ditambah reagen Nelson kmd ditera absorbansi-nya, 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 :

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

Kadar glukosa ( g/mL)Kadar glukosa (mg/ml)

0

0

20

0,02

40

0,04

60

0,06

80

0,08

100

0,10

·      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 diper-siapkan sbb :

D*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 rea-gensia 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 22% dan berkadar gula reduk -si + 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 dien-cerkan 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.

Analisa gula dengan polarimeter1. Larutan harus jernih dan tidak berwarna2. Larutan tidak mengandung bahan asing yang

bersifat optis aktif3. Konsentrasi gula pada daerah kerja optimum

polarimeter

[α]tD = (100 x α ) : (L x C)

[α] = rotasi spesifik ; D = sinar natrium (589nm) t = suhu oC ; α = sudut putar pengamatan C = kadar (g/100ml) ; L = panjang tabung (dm)

Penentuan/analisa kadar sukrosa

Prinsip : sukrosa dihidrolisa dengan asam atau enzim invertase menjadi glukosa dan fruktosa atau gula invert (gula reduksi) kemudian gula invert ditentukan dengan metoda Luff atau Nelson

C12H22O11 + H2O C6H12O6+ C6H12O6 Sukrosa glukosa fruktosa

Sukrosa = BM sukrosa x kadar gula reduksi

BM glukosa+BM fruktosa = 0,95 x kadar gula reduksi

(BM sukrosa) (BM glukosa+BM fruktosa )

= (342)/(180 +180) = 0,95

Penentuan/analisa kadar PatiPrinsip : Pati dihidrolisa dengan asam menjadi glukosa

(=gula reduksi), kemudian ditentukan dengan metoda Luff atau Nelson

[C6H10O5]m + m H2O m C6H12O6

pati (BM= 162) air gula reduksi (BM= 180) Pati = BM pati x kadar gula reduksi (m x BM gula reduksi) (BM Pati)/(m x BM gula reduksi) = (162 m)/(180 m) = 0,90

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 = 0.9279Koefisien regresi tsb belum memenuhi syarat bila dipathok nilai minimal 95% atau > 0,95 Data perlu direvisi, misal data no.4 dihilangkan !?!

n = 6 ; ∑ x = 30 ; ∑ y = 2,72 ; ∑ x2 = 218 ; ∑ y2 = 1,6176 ; ∑ xy = 18.44

• 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 = 0,068922a = [2,07 – 0,068922*24]/5 = 0,415872 / 5 = 0,0831744Persamaan garis linier : Y = 0,0831744 + 0,068922 X

r =