Karbohidrat

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton, yang mempunyai rumus molekul umum (CH₂ O)_n. Yang pertama lebih dikenal sebagai golongan aldosa dan yang kedua adalah ketosa. Dari rumus umum dapat diketahui bahwa karbohidrat adalah sebuah polimer. Senyawa yang menyusunnya adalah monomer-monomer. Dari jumlah monomer yang menyusun polimer itu, maka karbohidrat digolongkan menjadi: monosakarisa, disakarida, trisakarida dan seterusnya sampai polisakarida, bilamana jumlah monomer yang menyusunnya berturut-turut adalah: satu, dua, tiga dan banyak. Untuk mudahnya biasanya lalu dibagi menjadi tiga golongan yaitu: monosakarida, oligosakarida mengandung 2 sampai 10 monomer dan polisakarida ( S. Martoharsono, 1998).

Ada tiga kelas besar karbohidrat: monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Kita dapat menghidrolisasikan secara sempurna kedua polisakarida dan oligosakarida tersebut untuk menghasilkan monosakarida, dan hidrolisa lebih lanjut tidak menghasilkan molekul apa pun yang lebih kecil dari monosakarida. Oligosakarida adalah polimer yang terdiri dari dua hingga enam satuan monosakarida. Polisakarida seperti pati dan selulosa mengandung beribu-ribu satuan monosakarida yang dihubungkan oleh sambungan-sambungan kovalen yang dapat dihidrolisasikan.

Bagian terbesar molekul karbohidrat dalam alam terdiri dari bentuk polisakarida berbobot molekul tinggi, yang digunakan baik untuk keperluan struktural maupun untuk penimbunan energi kimia. Karena hubungan kovalen dasar antara satuan-satuan monomer dalam suatu polisakarida adalah ikatan glikosida, maka polisakarida juga disebut glikan. Ada jarak yang maha luas dari variasi dalam komponen dan sifat-sifat struktural dari polisakarida. Ada perbedaan dalam tabiat monosakarida yang membentuk satuan pengulang, dalam panjangnya rantai, dan dalam adanya dan luasnya percabangan. Pada umumnya sebuah contoh polisakarida tertentu yang murni mengandung molekul-molekul dengan tingkat polimerisasi yang beraneka ragam yaitu dalam hal bobot molekulnya (R. Soendoro, 1989).

Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa, dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada buah atau umbi. Proses pembentukan glukosa dari karbon dioksida dan air disebut proses fotosintesis (Poedjiadi, A. 1994).

Pada hewan dan manusia, energi disimpan  sebagai glikogen dan pada tanaman energinya adalah pati, karbohidrat yang pembentuk struktur adalah selulosa (pada dinding sel tumbuhan). Pada tumbuhan karbohidrat dibentuk dari reaksi CO₂ dan H₂O dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam sel tanaman yang berklorofil.Kabohidrat merupakan sumber kalori utama yakni 1 gram karbohidrat memberikan 4 kkal, beberapa karbohidrat  menghasilkan serat-serat (dietary fiber) yang berguna untuk pencernaan.Pada tumbuhan  karbohidrat terdapat sebagai selulosa, yaitu senyawa yang membentuk  dinding sel tumbuhan. Serat kapas dapat  dikatakan seluruhnya terdiri atas selulosa.

Pati merupakan karbohidrat yang tersebar dalam tanaman terutama tanaman berklorofil. Bagi tanaman, pati merupakan cadangan makanan yang terdapat pada biji, batang dan pada bagian umbi tanaman. Banyaknya kandungan pati pada tanamantergantung pada asal pati tersebut, misalnya pati yang berasal dari biji berasmengandung pati 50–60% dan pati yang berasal dari umbi singkong mengandung pati80% (Winarno, 1986). Pati adalah polisakarida nutrien yang tersedia melimpah pada sel tumbuhandan beberapa mikroorganisme. Pati umumnya berbentuk granula dengan diameterbeberapa mikron. Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida berbeda,yaitu amilum dan amilopektin. Jumlah kedua poliskarida ini tergantung dari jenispati. Pati yang ada dalam kentang, jagung dan tumbuhan lain mengandungamilopektin sekitar 75 – 80% dan amilum sekitar 20- 25%. Komponen amilummerupakan polisakarida rantai lurus tak bercabang terdiri dari molekulD-Glukopiranosa yang berikatan a(1® 4) glikosida.

Komponen penting penyusun pati adalah amilosa dan amilopektin. Keduakomponen ini dapat dikatakan homogen secara kimia, tetapi masih heterogen dalamukuran molekul, derakat percabangan, rantai, susunan dan keacakan rantai cabang. Amilosa merupakan komponen pati yang mempunyai rantai lurus dan larutdalam air.

Pada umumnya, karbohidrat berupa serbuk putih yang mempunyai sifat sukar larut dalam pelarut nonpolar tetapi mudah larut dalam air kecuali, polisakarida bersifat tidak larut dalam air. Amilum dengan air dingin akan membentuk suspensi dan bila dipanaskan akan membentuk pembesaran berupa pasta dan bila didinginkan akan membentuk koloid yang kental semacam gel. Suspensi amilum akan memberikan warna biru dengan larutan iodium. Hal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasikan adanya amilum dalam suatu bahan. Hidrolisis sempurna amilum oleh asam atau enzim akan menhasilkan glukosa.
Glikogen mempunyai struktur empiris yang serupa dengan amilum pada pertumbuhan. Pada proses hidrolisis, glikogen menghasilkan pula glukosa karena, baik amilum maupun glikogen, tersusun dari sejumlah satuan glukosa. Glokogen dalam air akan membentuk koloid dan memberikan warna merah dengan larutan iodium. Pembentukan glikogen dari glukosa dalam sel tubuh diatur oleh hormon insulin dan prosesnya disebut glycogenesis. Sebaiknya, proses hidrolisis glikogen menjadi glukosa disebut glycogenolysis.

Semua jenis karbohidrat, baik monosakarida, disakarida, maupun polisakarida akan berwarna merah-ungu bila larutannya dicampur beberapa tetes α-naftol dalam alkohol dan ditambahkan asam sulfat pekat, sehingga tidak bercampur. Warna ungu akan tampak pada di bidang batas antara kedua cairan. Sifat ini dipakai sebagai dasar uji kualitatif adanya karbohidrat dalam suatu bahan dan dikenal degan uji molisch. Monosakarisa dan disakarida memiliki rasa manis, sehingga sering disebut gula. Rasa manis dari gula disebabkan oleh gugus hidroksilnya. Kebanyakan monosakarida dan disakarida, kecuali sukrosa, adalah gula pereduksi. Sifat mereduksi disebabkan adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekulnya. Larutn gula bereaksi positif dengan pereaksi Fehling, pereaksi Tollens, maupun pereaksi benedict. Sebaliknya, kebanyakan polisakarida adalah gula nonpereduksi.

1.2 Tujuan

Praktikum analisis karbohidrat bertujuan untuk :

1) Untuk mengetahui kandungan karbohidrat dalam masing-masing sampel.

2) Untuk mengetahui kandungan karbohidrat dengan metode dinitrosalicylic kalorimetric.

3) Untuk mengetahui  reaksi yang terjadi setelah sampel direaksikan dengan DNS.

BAB 2. BAHAN DAN METODE

2.1 Alat dan Bahan

2.1.1 Alat

1. Test tubes

2. Pipets

3. Spectrophotometer

2.1.2 Bahan

1. Dinitrosalicylic Acid Reagent Solution, 1%

·         Dinitrosalicylic acid: 10 g

·         Phenol: 2 g (optional, see note 1)

·         Sodium sulfite: 0,5 g

·         Sodium hydroxide: 10 g

·         Add water to: 1 liter

2. Potassium sodium tartrate solution, 40%

3.  Ekstraksi biji melinjo yang ditempatkan pada suhu hangat 38ºC selama 3 minggu.

2.3 Cara Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum.

2.  Menambahkan buffer phosphate 50 µl ke dalam 10 µl sampel yaitu ekstraksi biji melinjo atau maltose di dalam tabung reaksi.

3. Menghomogenkan larutan menggunakan vortex.

4. Menambahkan 900 µl DNS, kemudian memvortexnya kembali.

5. Memanaskan larutan pada suhu 90ºC selama 10 menit.

6.  Setelah dingin, mengamati perubahan warna yang terjadi pada larutan.

BAB 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1Hasil

Tabel 1. Pengamatan ujicoba karbohidrat.

Sampel	Sebelum di oven	Setelah di oven
Biji tua melinjo	Orange tua	Merah tua
GSH 1	Orange tua	Orange muda
GSH 2	Orange tua	Orange muda
GSH 3	Orange tua	Orange muda

3.2 Pembahasan

Metode yang digunakan pada praktikum analisa kadar karbohidrat biji dan daun tanaman melinjo adalah metode Dinitrosalycylic Kolorimetric. Prinsip kerja metode ini didasarkan pada adanya gugus karbonil bebas atau yang sering disebut sebagai gula pereduksi. Senyawa karbohidrat merupakan senyawa yang dicirikan dengan adanya gugus fungsi aldehid atau gugus fungsi keton. Pada metode Dinitrosalycylic Kolorimetric gugus aldehid atau keton ini dioksidasi sehingga gugus tersebut membentuk gugus karboksil dan gugus karbonil yang ada dalam gugus karbohidrat akan terlepas. Gugus karbonil inilah yang dijadikan acuan ukuran untuk menghitung kadar karbohidrat yang dimiliki larutan sampel (Miller, 1959).

Dari uji coba yang telah dilakukan didapatkan hasil pada tabel bahwa perubahan warna yang terjadi setelah larutan sampel dimasukkan dalam open dalam suhu 90 ^o C, diperoleh keterangan bahwa sampel 1 yang awalnya berwarna orange tua berubah menjadi merah tua. Sedangkan pada sampel 2 yang awalnya berwarna orange tua berubah menjadi orange muda. Untuk sampel 3 yang awalnya berwarna orange tua berubah menjadi orange muda atau orange bening. Dan pada sampel 4 yang awlnya berwarna orange tua berubah menjadi orang muda atau orange bening.

Dari tabel diatas terlihat perbedaan warna yang mencolok antara sampel 1 dengan sampel yang lainnya. Sampel pertama terlihat memiliki kandungan karbohidrat yang lebih tinggi dibandingkan sampel yang lainnya. Itu terlihat dari perubahan warna yang mencolok dari sampel tersebut yaitu merah tua setelah dilakukan pengopenan pada sampel tersebut. Ini dikarenakan karbohidrat yang tersimpan dalam biji tua melinjo tersebut tetap utuh dan tidak mengalami pengurangan yang terlalu signifikan dalam penyimpanannya. Sedangkan pada sampel 2, sampel 3, dan sampel 4 warnanya berubah menjadi lebih muda karena kandungan karbohidrat didalam biji dan daun melinjo tersebut berkurang yang digunakan sebagai sumber energi untuk pertunasan dan karena diperlakukan perendaman pada daun melinjo. Selama pertunasan, karbohidrat pada biji digunakan untuk menumbuhkan jaringan baru seperti daun, batang maupun akar. Pada jaringan daun yang direndam terjadi  pengurangan kadar karbohidrat karena daun mengalami degradasi sel-sel jaringan.

Dalam praktikum kali ini menunjukkan bahwa kandungan karbohidrat dalam biji melinjo akan mengalami penurunan karena digunakan untuk tumbuh tunas, sedangkan pada biji melinjo yang belum disemai maka kandungan karbohidrat tidak berkurang. Warna sampel yang lebih pekat merupakan menunjukkan bahwa karbohidrat yang tersimpan didalamnya lebih banyak dari pada warna yang lebih jernih.

Berdasarkan hasil praktikum ditemukan bahwa terjadi perubahan warna pada larutan sampel yang diberi perlakuan. Pada sampel biji, warna larutan setelah reaksi berubah menjadi merah tua setelah sebelumnya berwarna oranye. Hal yang sama juga terjadi pada larutan sampel daun, warna larutan setelah reaksi berubah menjadi oranye tua setelah sebelumnya berwarna oranye. Hal tersebut mengindikasikan bahwa baik pada daun maupun biji tanaman melinjo terkandung senyawa karbohidrat. Meskipun sama-sama menimbulkan reaksi perubahan warna, namun warna akhir kedua larutan dari masing-masing sampel sedikit berbeda. Pada larutan sampel biji warna akhir campuran adalah merah tua sedangkan pada sampel daun warna akhir campuran menjadi oranye tua. Hal itu mengindikasikan bahwa pada biji terkandung jumlah karbohidrat yang lebih banyak dibanding pada daun.

            Seperti yang telah dijabarkan sebelumnya, dalam percobaan ditemukan bahwa dalam jaringan tanaman melinjo, khususnya pada bagian daun dan bagian biji, terkandung karbohidrat. Hal tersebut membuktikan bahwa karbohidrat merupakan salah satu senyawa yang terkandung dalam jaringan tanaman utamanya pada bagian daun dan bagian biji. Keberadaan karbohidrat pada jaringan tanaman tidak lepas dari adanya ketergantungan tanaman yang sangat tinggi terhadap keberadaan senyawa karbohidrat bagi kehidupannya. Karbohidrat memiliki beberapa peran penting yang sangat vital bagi kehidupan tanaman. Tanpa karbohidrat tanaman tidak akan mampu tumbuh, berkembang, dan melakukan kegiatan fisiologi lainnya secara normal akibat kekurangan energi yang bersumber dari karbohidrat, yang penting sebagai bahan bakar dalam melaksanakan proses-proses tersebut. Karbohidrat berperan penting sebagai sumber energi utama bagi tanaman untuk kehidupannya (Salisbury dan Ross, 1992).

Selain sebagai sumber energi utama, karbohidrat juga merupakan senyawa yang amat penting dalam biokimia tumbuhan. Tanpa karbohidrat kegiatan biokimia tumbuhan tidak akan mampu berlangsung secara normal. Karbohidrat merupakan senyawa kunci dalam biokimia tumbuhan hijau, karena pada dasarnya semua kandungan kimia tumbuhan berasal dari karbohidrat (Robinson, 1991). Mengingat peran penting tersebut, maka tak heran dalam jaringan tanaman ditemukan keberadaan karbohidrat dalam jumlah yang cukup besar baik pada daun maupun biji.

            Keberadaan karbohidrat pada tumbuhan terbentuk dalam jenis yang beragam mulai dari bentuk gula sederhana (monosakarida) seperti glukosa dan fruktosa hingga bentuk polisakarida seperti pati dan selulosa. Masing-masing jenis memiliki perannya masing-masing pada tanaman. Pati, glukosa, dan glikogen merupakan jenis karbohidrat yang berfungsi sebagai sumber energi atau sebagai bahan bakar, sedangkan selulosa, kitin, dan pektin merupakan jenis karbohidrat yang berfungsi sebagai bahan penyusun struktur sel (Martoharsono, 1991) .

Kandungan karbohidrat yang lebih tinggi pada biji dibandingkan pada daun erat kaitannya dengan peranan yang dimiliki biji sebagai calon individu baru. Sebagai calon individu baru, biji memerlukan senyawa-senyawa penting seperti karbohidrat, protein, dan lemak dalam jumlah tinggi guna mendukung kegiatan fisiologisnya kelak ketika akan berkecambah atau berkembang menjadi individu baru. Pada awal masa pertumbuhan biji, ketika akar dan daun belum tumbuh, satu-satunya sumber energi yang dapat digunakan oleh biji berasal dari cadangan makanan yang ada dalam bagian endospermnya. Cadangan makanan ini sebagian besar terbentuk sebagai karbohidrat jenis pati. Karbohidrat merupakan senyawa penting yang berfungsi sebagai cadangan makanan bagi tanaman (Wilkins, 1992). Karena itu, tanaman mengkonsentrasikan karbohidrat ke dalam biji dibanding pada bagian tanaman lainnya termasuk daun. Salah satu peran penting karbohidrat pada biji adalah sebagai cadangan makanan. Contohnya adalah karbohidrat jenis galaktomanan yang banyak ditemukan pada bagian endosperm biji kopi. Galaktomanan merupakan jenis polisakarida yang mengandung D-galaktosa dan D-manosa yang tersimpan dalam bagian endosperm dan digunakan sebagai cadangan makanan (Robinson, 1991). Karena pentingnya peranan karbohidrat pada biji itulah, tanaman kemudian mengkonsentrasikan karbohidrat pada bagian biji, seperti yang ditemui pada tanaman melinjo.

Selain memiliki kuantitas yang berbeda, kandungan karbohidrat yang ada pada biji dan daun tanaman juga berbeda dalam hal jenisnya. Perbedaan ini didasarkan pada fungsi dan tempat atau sumber keberadaan karbohidrat tersebut. Pada biji, jenis karbohidrat yang dominan adalah jenis polisakarida pati. Dominasi karbohidrat jenis pati tidak lepas dari karakter pati yang berfungsi sebagai sumber cadangan makanan untuk suplai energi tanaman. Pati biasanya terlibat pada penyimpanan dan pemakaian energi yang diperlukan untuk pertumbuhan, pengangkutan ion, pengambilan air, dan sebagainya (Robinson, 1991). Fungsi ini amat penting dibutuhkan oleh biji sebagai bakal calon individu baru yang tentu akan membutuhkan banyak cadangan makanan di awal masa pertumbuhannya. Sedangkan pada daun, jenis karbohidrat yang dominan adalah jenis polisakarida selulosa atau hemiselulosa. Dominasi karbohidrat jenis selulosa tidak lepas dari karakternya yang berfungsi sebagai salah satu senyawa yang membentuk dinding sel tanaman. Selulosa merupakan salah satu jenis karbohidrat yang berperan dalam memberi kekuatan pada struktur dan dalam mengikat sel (Robinson, 1991). Fungsi ini amat penting dibutuhkan oleh daun sebagai ujung tombak fotosintesis tanaman. Tanpa struktur yang didukung dinding sel, sel daun tanaman tidak akan mampu melakukan kegiatan fisiologisnya secara normal. 

Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO₂) berasal dari udara dan air (H₂O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah klarbohidrat sederhana glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O₂) yang lepas di udara.

                                                    Sinar matahari

 

            klorofil 

6 CO₂ + 6 H₂O                                    C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

                                                                                      karbohidrat

Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula sederhana ini kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida. Ada dua jenis polisakarida tumbuh-tumbuhan, yaitu pati dan nonpati. Pati adalah bentuk simpanan karbohidrat berupa polimer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik (ikatan antara gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul glukosa dengan gugus hiodroksil atom nomor 4 pada molekul glukosa lain dengan melepas 1 mol air). Polisakarida nonpati membentuk struktur dinding sel yang tidak larut dalam air. Struktur polisakarida nonpati mirip pati, tapi tidak mengandung ikatan glikosidik. Serelia, seperti beras, gandum, dan jagung serta umbi-umbian merupakan sumber pati utama di dunia. Polisakarida nonpati merupakan komponen utama serat makanan.

            Untuk jenis-jenis karbohidrat terdiri dari monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Untuk monosakarida Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa.

            Kemudian untuk disakarida ada empat jenis disakarida ada empat jenis yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat.

Dan terakhir adalah karbohidrat kompleks yaitu polisakarida. Polisakarida yaitu Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting  pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati.Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian.Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin adfalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang.

Kemudian dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.

Untuk Polisakari dan Nonpati/Serat yaitu dapat dijelaskan, Serat mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal.

            Untuk Sumber-sumber karbohidrat adalah dari padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan bit serta kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.

            Kemudian untuk Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.

Kemudian Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2. Ketiga yaitu Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

Kemudian Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. Dan yang terakhir Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.

Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

Reaksi-reaksi yang terjadi dalam analisis kandungan karbohidrat antara lain sebagai berikut :

1.    Oksidasi Aldehyde group menjadi carboxyl group

CH₂O                    CHOOH

Aldehida adalah senyawa organik mengandung gugus formil. Kelompokfungsional,dengan strukturR-CHO, terdiri dari pusat karbonil (karbon ganda terikat padaoksigen) terikat hidrogen dan gugus R, yaitu setiap alkil generik atau rantai samping. Kelompok tanpa R disebut gugus aldehid atau kelompok formil. Aldehida berbeda dari keton dalam karbonil ditempatkan pada akhir dari kerangka karbon bukan antara dua atom karbon. Aldehida yang umum dalam kimia organik. Contoh aldehida yaitu produk wewangian.

Struktur dan ikatan

Aldehida fitur yang sp2-hibridisasi, pusat karbon planar yang terhubung oleh ikatan ganda untuk oksigen dan ikatan tunggal untuk hidrogen. Ikatan C-H adalah tidak asam. Karena stabilisasi resonansi dari basa konjugasi, sebuah α-hidrogen dalam aldehida jauh lebih asam, dengan pKa dekat 17, daripada ikatan CH dalam alkana khas (pKa tentang 50), pengasaman ini disebabkan (1) kualitas elektron-menarik pusat formil dan (2) fakta bahwa dasar konjugasi, anion enolat, delocalizes muatan negatif.

Aldehida (kecuali yang tanpa karbon alfa, atau tanpa proton pada karbon alfa, seperti formalin dan benzaldehida) bisa eksis baik dalam keto atau enol tautomer. Keto-enol tautomerisme dikatalisis oleh salah satu asam atau basa. Biasanya enol adalah tautomer minoritas, tetapi lebih reaktif.

Oksidasi

            Kelompok formil mudah mengoksidasi dengan asam karboksilat yang sesuai(-COOH). Oksidan yang lebih disukai di industri adalah oksigen atau udara. Di laboratorium, zat pengoksidasi yang populer meliputi permanganat kalium, asam nitrat, kromium (VI) oksida, dan asam kromat. Kombinasi dari mangan dioksida, sianida, asam asetat dan metanol akan mengkonversi aldehida keestermetil.

Reaksi oksidasi adalah dasar dari tescermin perak. Pada tes ini, aldehida diperlakukan dengan pereaksi Tollens', yang dibuat dengan menambahkan setetes larutan natrium hidroksida ke dalam larutan perak nitrat untuk memberikan endapan perak (I) oksida, dan kemudian menambahkan hanya cukup encer larutan amonia untuk larut kembali dalam endapan dalam amonia encer untuk menghasilkan [Ag (NH₃)2] + kompleks. Reagen ini akan mengkonversi aldehid menjadi asam karboksilat tanpa menyerang karbon-karbon ganda obligasi. Perak nama tes cermin muncul karena reaksi ini akan menghasilkan endapanperak yang kehadirannya dapat digunakan untuk menguji keberadaan dari aldehida.

Reaksi oksidasi lebih lanjut melibatkan pereaksi Fehling sebagai ujian. Para Cu2+ ion kompleks direduksi menjadi endapan berwarna merah bata Cu2O.

Jika tidak aldehida dapat membentuk enolat (misalnya, benzaldehida), penambahan basa kuat menginduksi reaksi Cannizzaro. Reaksi ini menghasilkan disproporsionasi, menghasilkan campuran alkohol dan asam karboksilat.

Asam karboksilat adalah asam organik ditandai dengan adanya paling sedikit satu gugus karboksil. Rumus umum dari asam karboksilat R-COOH, dimana R adalah beberapa kelompok fungsional monovalen. Sebuah gugus karboksil (atau karboksi) adalah kelompok fungsional yang terdiri dari karbonil (RR'C = O) dan hidroksil (ROH), yang memiliki rumus-C (=O)OH, biasanya ditulis sebagai-COOH atau-CO2H.

Asam karboksilat Bronsted-Lowry asam karena mereka adalah proton (H⁺) donor. Mereka adalah jenis yang paling umum dari asam organik. Di antara contoh paling sederhana adalah asam format HCOOH, yang terjadi pada semut, dan asam asetat CH3COOH, yang memberikan rasa asam cukanya. Asam dengan dua atau lebihgugus karboksildi sebut dikarboksilat, trikarboksilat, dll Contoh dikarboksilat paling sederhana adalah asam oksalat (COOH)2, yang hanya dua carboxyls terhubung. Asam Mellitic adalah contoh dari asam hexacarboxylic. Contoh lain alam penting adalah asam sitrat (dalam lemon) dan asam tartarat (dalam buah asam).

Kelarutan Karboksilat asam dimer

Asam karboksilat kutub. Karena mereka berdua hidrogen akseptor ikatan (karbonil) dan hidrogen obligasi donor (yang hidroksil), mereka juga berpartisipasi dalam ikatan hidrogen. Bersama kelompok hidroksil dan karbonil membentuk gugus fungsional karboksil. Asam karboksilat biasanya ada sebagai pasangan dimer di media non polar karena kecenderungan mereka untuk asam karboksilat yang lebih kecil (1 sampai5 karbon) "self-asosiasi." Larut dalam air, sedangkan asam karboksilat lebih tinggi kurang larut karena sifat hidrofobik meningkatnya rantai alkil. Asam rantai yang lebih panjang cenderung agak kurang larut dalam pelarut polar seperti eter dan alkohol.

Karakterisasi

Asam karboksilat yang paling mudah diidentifikasi seperti itu oleh spektroskopi inframerah. Mereka menunjukkan sebuah band yang tajam terkait dengan getaran getaran ikatan CO (νC = O) antara 1680 dan 1725 cm-1. Sebuah band νO-H karakteristik muncul sebagai puncak luas di 2500-3000 cm-1 daerah dengan spektrometri 1H NMR, hidrogen hidroksil muncul di wilayah ppm 10-13, meskipun sering baik memperluas atau tidak. Diamati karena bertukar dengan jejak air.

oksidasi alkohol primer atau aldehida dengan oksidan kuat seperti kalium dikromat, reagen Jones, kalium permanganat, atau natrium klorit. Metode ini bisa menerima kondisi laboratorium dibandingkan dengan penggunaan industri udara, yang "hijau" karena menghasilkan produks amping yang kurang anorganik seperti kromium atau oksida mangan.

Oksidatif pembelahan olefinolehozonolysis, kalium permanganat, atau kalium dikromat. Asam karboksilat juga dapat diperoleh dengan hidrolisis nitril, ester, amida atau, umumnya dengan asam atau basa-katalisis. Karbonasi dari Grignard dan organolitiumreagen:  

RLi + CO₂ RCO₂LiRCO₂Li + HCl RCO₂H + LiCl

Halogenasi diikuti dengan hidrolisis metil keton dalam reaksi haloform. Reaksi Kolbe-Schmitt menyediakan rute ke asam salisilat, prekursor dengan aspirin.

Reaksi yang paling banyak dipraktekkan mengkonversi asam karboksilat menjadi ester, amida, garam karboksilat, klorida asam, dan alkohol. Asam karboksilat bereaksi dengan basa membentuk garam karboksilat, dimana hidrogen dari hidroksil (-OH) kelompok diganti dengan kation logam. Dengan demikian, asam asetat ditemukan dalam cuka bereaksi dengan natrium bikarbonat (baking soda) untuk membentuk natrium asetat, karbon dioksida, dan air:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

Asam karboksilat bereaksi dengan alkohol juga memberikan ester. Proses ini banyak digunakan dalam produksi poliester. Demikian pula asam karboksilat diubah menjadi amida, tetapi konversi ini biasanya tidak terjadi dengan reaksi langsung dari asam karboksilat dan amina. Sebaliknya ester merupakan prekursor khas untuk amida. Konversi asam amino menjadi peptida adalah suatu proses biokimia utama yang memerlukan ATP.

Gugus hidroksil pada asam karboksilat dapat digantikan dengan atom klor menggunakan klorida tionil untuk memberikan asil klorida. Di alam, asam karboksilat dikonversi ke tioester. Asam karboksilat dapat direduksi menjadi alkohol dengan hidrogenasi atau menggunakan hidrida stoikiometri mengurangi agen seperti hidrida aluminium lithium. N, N-dimethylchloromethylenammonium klorida adalah agen yang sangat chemoselective untuk pengurangan asam karboksilat. Hal selektif mengaktifkan asam karboksilat dan dikenal untuk mentolerir fungsi aktif seperti keton serta moeties ester moderat, olefin, nitril dan halida.

2.    Reduksi alkali 3,5-dinitrosalicylic acid menjadi 3-amino, 5-nitrosalicylic acid

                                            

3,5-dinitrosalisilat asam (DNS atau DNSA, nama IUPAC2-hidroksi-3,5-dinitrobenzoic asam) merupakan senyawa aromatik yang bereaksi dengan mengurangi guladan mengurangi molekul lain untuk membentuk3-amino-5-nitrosalicylic asam, yang menyerap cahaya kuat pada 540nm. Ini pertama kali diperkenalkan sebagai metode untuk mendeteksi mengurangi zat dalam urin dan telah banyak digunakan, misalnya untuk quantificating tingkat karbohidrat dalam darah. Hal ini terutama digunakan dalam uji alfa-amilase. Namun, metode enzimatik biasanya lebih suka DNS karena kekhususan mereka.

3-Amino-5-nitrosalicylic asam adalah senyawa aromatik yang menyerap cahaya kuat pada 540 nm. Hal ini dihasilkan ketika 3,5-dinitrosalisilat asam bereaksi dengan gula pereduksi. Dalam reaksi ini, kelompok 3-nitrat (noo-) berkurang ke grup amino (NH2).

BAB 4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

            Dari hasil pembahasan yang telah dilakukan maka dalam praktikum pengujian kandungan karbohidrat dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1.        Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO₂) berasal dari udara dan air (H₂O) dari tanah.

2.        Sampel biji melinjo tua yang belum dilakukan penyemaian memiliki kandungan karbohidrat yang paling tinggi dibadingkan dengan sampel biji melinjo yang telah dilakukan penyemaian serat daun yang telah dilakukan perendaman mengalami degradasi kandungan karbohidrat.

3.        Sampel biji melinjo tua tanpa persemaian hasil reaksi atau hasil percobaan lebih pekat dibandingkan sampel melinjo yang telah disemai dan sampel daun melinjo yang direndam.

4.        Perubahan warna yang lebih pekat pada sampel menunjukkan bahwa kandungan karbohidrat di dalam sampel tersebut tinggi. Sedangkan warna yang cerah atau bening setelah direaksikan menunjukkan bahwa sampel tersebut memiliki kandungan karbohidrat yang rendah.

5.        Reaksi – reaksi yang terjadi dalam pengujian kandungan karbohidrat dalam tanaman yaitu reaksi oksidasi aldehyde group membentuk carboxyl group dan reaksi reduksi 3,5-dinitrosalicylic acid membentuk 3-amino, 5-nitrosalicylic acid.

6.        Metode yang digunakan untuk menganalisa kadar karbohidrat biji dan daun tanaman melinjo pada praktikum kali ini adalah metode dinitrosalicylic kolorimetric.

7.        Prinsip kerja metode dinitrosalicylic kolorimetric didasarkan pada adanya gugus karbonil bebas. Keberadaan kandungan karbohidrat pada sampel diindikasikan dengan adanya perubahan warna ketika direaksikan.

8.        Jenis karbohidrat yang dominan pada bagian biji adalah jenis polisakarida pati. Sedangkan pada daun jenis karbohidrat yang dominan adalah jenis selulosa atau hemiselulosa.

4.2 Saran

            Dalam melakukan praktikum diharapkan setiap hasil yang diperoleh dilakukan pengamatan yang baik agar data yang diperoleh atau hasil yang diperoleh tidak jauh dari kesalahan.

           

DAFTAR PUSTAKA

Martoharsono, Soeharsono. 1991. Biokimia: Jilid 1. Jogjakarta: Gadjah Mada University Press.

Martoharsono, S. 1998. Biokimia. Yogyakarta: gadjah Mada University Press.

Miller, G. L. 1959. Use of Dinitrosalycylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar. Analysis Chemistry. 31: 426.

Poedjiadi, A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Robinson, Trevor. 1991. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Bandung: Penerbit ITB.

Salisbury, Frank B, Cleon W. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan: Jilid 1. Bandung: Penerbit ITB.

Salisbury, Frank B, Cleon W. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan: Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB.

Soendoro, R. 1989. Prinsip-Prinsip Biokimia. Jakarta : Erlangga.

Wilkins, Malcolm B. 1992. Physiology of Plant Growth. Jakarta: Bumi Aksara.

Winarno, F,G. 1989. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia: Jakarta.

LAMPIRAN

Gambar 01. Perubahan Warna Ekstrak Biji Melinjo Setelah Perlakuan (Warna merah tua mengindikasikan adanya kandungan karbohidrat )