Praktikum Karbohidrat

1. Percobaan Molisch

Prinsip : kondensasi dari hidroksi metal furfural (heksosa) atau furfural (pentosa) dengan alfa-naftol membentuk suatu cincin berwarna ungu.

Alfa-naftol berfungsi sebagai indicator warna untuk memudahkan saja, sedangkan H2SO4 berfungsi untuk menghidrolisis glukosa (heksosa) à hidroksimetil fufural atau arabinosa (pentosa) à furufural. Reaksi Molisch ini positif untuk semua karbohidrat.

2. Reaksi Selliwanof

Reaksi selliwanof adalah suatu reaksi untuk mengidentifikasi adanya gugus keton pada suatu sakarida. Reagen selliwanof terdiri atas 0,5% resorsinol dan 5 N  HCl . Reaksi positif apabila terbentuk warna merah. HCl akan mengubah heksosa menjadi hidroksi metal furfural yang kemudian akan bereaksi dengan resorsinol membentuk kompleks yang berwarna merah.

Kereaktifan aldosa dan ketosa sangatlah berbeda. Aldosa untuk terhidrolisis membutuhkan asam pekat sedangkan ketosa membutuhkan asam encer sehingga hidroksi metal furfural dari aldosa sedikit. Sedangkan untuk ketosa hidroksi metal furfural yang terbentuk banyak. Karena itulah reaksi ini spesifik untuk fruktosa yang termasuk ketoheksosa.

Reaksi Selliwanof untuk Sakarida

Pada sukrosa, HCl akan menghidrolisis  sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Akan tetapi karena kereaktifan antara glukosa dan fruktosa. Akan tetapi karena kereaktifan antara glukosa dan fruktisa terhadap HCL encer berbeda maka fruktosa akan lebih dahulu membentuk suatu senyawa hidroksimetil furfural yang kemudian akan bereaksi dengan resorsinol membentuk kompleks berwarna merah.

Sedangkan maltosa bila dihidrolisis akan menghasilkan 2 molekul glukosa yang kurang reaktif terhadap terhadapHCl encer, sehingga memberi efek yang negative terhadap resorsinol.

3. percobaan  Iod

Amilum termasuk polisakarida. Polisakarida memiliki struktur yang spiral (menutup) yang pabila polisakarida ini (amilum) ditetesi Iod, maka molekul Iod akan terperangkap di dalamnya. Akibatnya larutan ini  akan berwarna biru.

Ketika dipanaskan, amilun kan terhidrolisis menjadi monosakarida sehingga Iod bias terlepas. Selanjutnya ditambahkan NaOH maka I- akan bereaksi dengan Na+ membentuk NaI, akibatnya larutan  akan menjadi bening.

Hal ini tidak berlaku untuk jenis-jenis sakarida yang lain seperti monosakarida, disakarida, dan oligosakarida karena struktur mereka masih sederhana.

Apabila dipanaskan maka ikatan antara Na dan I kembali renggang sehingga apabila didiamkan bias balik lagi dan terbentuk warna biru kembali.

4. Hidrolisis Amilum

Pada percobaan ini amilum + HCl kemudian dipanaskan maka akan terjadi hidrolisis amilum secara bertahap:

Amilum + HCL	à	Amilodekstrin	à	Eritrodekstrin	à	Akroodekstrin	à	Maltosa	à	Glukosa
(+ Iod)		(+ Iod)		(+ Iod)		(+ Iod)		(+ Iod)		(+ Iod)
Biru		Ungu		Merah		Tidak Berwarna - - - - - Tidak Berwarna

Pengaruh Alkali

Dalam larutan alkali aldosa dan ketosa akan menjadi bentuk enol yang reaktif. Bentuk enol dari glukosa, froktusa, dan manias adalah sama. Bila dalam larutan alkali, dimasukkan salah satu macam gula maka akan diperoleh campuran glukosa, fruktosa, manosa.

Glukosa + NaCO3 à enol reaktif, dibagi dalam 2 tabung.

Tabung I dipanaskan dalam penangas air selama 1 menit sedangkan tabung II tidak. Kemudian ditambahkan Benedict maka akan terjadi

Tabung I reaksi Benedict positif karena dengan adanya pemanasan dari penangas air maka enol reaktif akan lebih reaktif sehingga akan mereduksi reagen benedict (reagen Benedict bias positif bila ada pemanasan). Sedangkan pada tabung II reaksi Benedict negative karena tidak ada pemanasan.

PEMBAHASAN PRAKTIKUM

REAKSI BENEDICT

§  Reaksi ini spesifik untuk karbohidrat yang mempunyai gugus karbonil bebas, yaitu semua monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dan trehalosa.

§  Dasar reaksi: reduksi-oksidasi

§  Fungsi masing-masing reagen:

1. CuSO₄                      : menyediakan Cu2+

2. Na-sitrat          : mencegah terjadinya endapan Cu(OH)₂ atau CuCO₃

3. Na₂CO₃                   : sebagai alkali yang mengubah gugus karbonil bebas dari gula menjadi bentuk enol yang reaktif.

§  Enol yang reaktif mereduksi Cu²⁺ dari senyawa kompleks dengan sitrat menjadi Cu⁺. Cu⁺ bersama OH membentuk CuOH (berwarna kuning), yang dengan pemanasan akan berubah menjadi endapan Cu₂O yang berwarna merah. Warna yang terbentuk bervariasi mulai dari hijau, kuning, orange, merah sampai endapan merah bata, tergantung jumlah Cu₂O yang terbentuk, sehingga reaksi ini dapat digunakan untuk menentukan adanya gula baik secara kualitatif maupun kuantitatif.

§  Reaksi:

Glukosa + reagen Benedict  ——→    enol reaktif

                                                                                ↓mereduksi

                                                                Cu2+  ——→ Cu+

Cu+ + OH → CuOH (kuning)                                         Cu₂O (merah)

REAKSI FENILHIDRAZIN (pembentukan osazon)

Fenilhidrazin bereaksi dengan monosakarida dan beberapa disakarida membentuk hidrazon dan osazon. Hidrazon merupakan substansi yang mudah larut (soluble) dan sulit diisolasi. Sedang osazon kebalikannya, ia relatif tidak melarut dan membentuk kristal yang bentuknya spesifik untuk setiap jenis sakarida. Itulah sebabnya mengapa osazon menjadi begitu penting  dalam membantu mengidentifikasi konfigurasi struktural dari sakarida. Reaksi pembentukan osazon adalah sebagai berikut:

Aldosa + fenilhidrazin      ——→    fenilhidrazon

Fenilhidrazon + 2 fenilhidrazin  ——→   Osazon + aniline + NH₃ +H₂O

Sukrosa tidak membentuk osazon.

Tambahan aja: Hidrolisis osazon dengan asam hidroklorat pekat  menghasilkan suatu osone. Jika osone ditambahkan dengan Zn dan asam asetat maka gugus aldehidnya akan tereduksi membentuk ketosa. Reaksi ini kemudian dijadikan suatu metode untuk mengkonversi aldosa menjadi ketosa, sebagai contoh mengubah glukosa menjadi fruktosa.

REAKSI TAUBER

• Reaksi positif terhadap pentosa dan negative terhadap heksosa
• Reagen tauber berisi larutan 4% benzidin dalam asam asetat glacial
• Reaksi: pentosa dihidrolisis oleh asam asetat glacial menjadi furfural. Furfural yang terbentuk akan bereaksi dengan 4% benzidin membentuk kompleks senyawa berwarna merah anggur.

Arabinosa + asam asetat glacial ———→ furfural + 3 H₂O

Furfural +  benzidin         ——→     warna merah anggur

• Arabinosa termasuk pentosa (aldopentosa) sehingga memberi reaksi positif terhadap reagen Tauber, sedang glukosa dan fruktosa termasuk heksosa sehingga reaksinya negatif.

REAKSI HIDROLISIS SUKROSA

Ø  Dasar reaksi: disakarida jika diberi asam lalu dipanaskan akan terhidrolisis menjadi 2 molekul-molekul monosakarida.

Ø  Percobaan hidrolisis sukrosa ini menggunakan bahan HCl, timol biru, Na-karbonat, dan reagen Benedict.

Ø  Fungsi masing-masing reagen:

a. HCl: sebagai asam yang menghidrolisis disakarida

b. Na-karbonat: menetralkan suasana asam, sehingga reaksi hidrolisis berhenti

c. Benedict: untuk mendeteksi apakah disakarida sudah terhidrolisis atau belum

d. Timol biru: indicator pH

Ø  Penambahan HCl akan mempengaruhi pH larutan, hal ini ditunjukkan dengan perubahan warna dari timol biru. Setelah terjadi proses hidrolisis sukrosa oleh HCl, larutan harus ditambah Na-karbonat agar suasana menjadi netral sehingga reaksi hidrolisis berhenti.

Ø  Pada tabung I terlihat hasil reaksi positif karena dilakukan pemanasan sehingga terjadi pemutusan ikatan antara fruktosa dan glukosa, glukosa bereaksi positif dengan benedict karena mempunyai gugus karbonil bebas.

Ø  Pada tabung II yang tidak dipanaskan, warna larutan tetap biru yang berarti tidak terjadi hidrolisis sukrosa yang menghasilkan glukosa dan fruktosa.

REAKSI PENGENDAPAN

• Amilum mengendap dengan penambahan ammonium sulfat jenuh

• Ammonium sulfat jenuh mempunyai kemampuan mengikat air dari gugus pengikat air, sehingga kelarutan amilum berkurang dan akhirnya mengendap. Larutan amilum dan ammonium sulfat yang dipanaskan akan membentuk endapan putih.
• Amilum banyak terdapat dalam endapan yang dihasilkan, sedang kandungannya dalam filtrate sangat sedikit, sehingga bila dilakukan penyaringan terus-menerus, maka filtrate yang dihasilkan tidak mengandung amilum lagi. Hal ini ditunjukkan dengan uji iod yang negatif.

REAKSI HIDROLISIS GUMMI ARABIKUM

ü  Hidrolisis gummi arabikum oleh asam menghasilkan arabinosa. Arabinosa termasuk gula pentosa.

ü  Pada percobaan ini gummi arabikum dicampur HCl dan dilakukan pemanasan.

ü  HCl berfungsi sebagai asam yang akan menghidrolisis gummi arabikum.

ü  Pemanasan bertujuan untuk memecah molekul menjadi lebih kecil sehingga mudah dihidrolisis menjadi arabinosa.

ü  Pendinginan dengan air ledeng dan penetralan dengan NaOH bertujuan untuk menghentikan proses hidrolisis, sehingga campuran tersebut tidak kehilangan sifat gulanya.

ü  Pentosa bila ditambah dengan asam dan dipanaskan akan terbentuk furfural, sehingga bila diberi reagen tauber akan  bereaksi positif, yaitu timbulnya warna merah karena terjadi kondensasi antara furfural dengan benzidin yang ada dalam reagen tauber.

ü  Hasil hidrolisis gummi arabikum ini juga menunjukkan reaksi positif terhadap reagen benedict, sebab arabinosa memiliki gugus karbonil bebas.

TEORI

Sifat kimia karbohidrat

                Karbohidrat tersusun atas karbon, oksigen, dan hydrogen. Secara umum , tapi tidak selalu, hydrogen dan oksigen dalam karbohidrat dengan perbandingan dua atom hydrogen dan satu atom oksigen yaitu sebagai molekul air (H₂O), karena inilah diperoleh kata “carbohydrate” sebagai turunan dari carbon hydrate. Beberapa karbohidrat, seperti ramnosa, C₆H₁₂O₅, tidak mengandung hydrogen dan oksigen sebagai H₂O.

                Secara potensial karbohidrat dapat dikonversi menjadi hidroksi aldehid atau keton. Semua gula sederhana memiliki gugus gula bebas. Gugus gula bebas ini punya arti penting dalam mengidentifikasi setiap jenis karbohidrat. Karena satu golongan karbohidrat tidak bisa dipecah manjadi sesuatu yang lebih sederhana, maka logislah kalau disebut dengan karbohidrat sederhana, atau gula sederhana, atau monosakarida, atau monosakarosa. Tapi, banyak karbohidrat yang tersusun dari dua sampai ribuan molekul gula sederhana, yang kemudian disebut sebagai karbohidrat gabungan, “compound carbohydrates”.semua karbohidrat gabungan ini bisa dihidrolisis menjadi monosakarida-monosakarida penyusunnya dengan pemanasan dan penambahan asam atau dengan enzim tertentu. Reaksi inilah yang dipakai sebagai dasar dari beberapa percobaan pada praktikum karbohidrat ini.

korelasi klinis

                Glukosa merupakan gula yang terdapat dalam darah dan cairan tubuh yang lain. Normalnya darah mengandung 60-90 mg glukosa dalam setiap 100 ml, tapi dalam keadaan diabetes kadar gula darah bisa mencapai 1000 mg%.

                Gula darah memiliki beberapa fungsi penting. Hepar menggabungkan beberapa molekul menjadi glikogen. Glikogen hati membantu menjaga kadar gula darah dengan memecahnya lagi menjadi glukosa ketika absorbsi gula turun. Otot dan jaringan lain memindahkan glukosa dari darah untuk membentuk glikogen, dengan reaksi kompleks yang membutuhkan energi. Gula darah sebagai nutrisi bagi jaringan otak. Glukosa dioksidasi oleh jaringan tubuh untuk menghasilkan sejumlah energi. Lebih dari separuh energi yang dibutuhkan tubuh berasal dari oksidasi glukosa. Kelebihan glukosa akan diubah menjadi lemak. Sebagian besar dari reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh melibatkan glukosa atau senyawa-senyawa turunannya.

                Kadar gula darah yang tinggi pada kasus diabetes mellitus sebagian besar disebabkan oleh berkurangnya sekrersi insulin oleh sel-sel beta pulau Langerhans. Factor herediter biasanya memainkan peranan besar dalam menentukan pada siapa diabetes akan berkembang. Obesitas juga memainkan peranan dalam perkembangan diabetes. Salah satu alasan adalah bahwa obesitas menurunkan jumlah reseptor insulin di dalam sel target insulin diseluruh tubuh, sehingga membuat insulin yang tersedia kurang efektif dalam meningkatkan efek metabolik.