Jurnal Biokim i

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung unsur-unsur: C, H dan O, terutama

terdapat didalam tumbuh-tumbuhan yaitu kira-kira 75%. Dinamakan karbohidrat

karena senyawa-senyawa ini sebagai hidrat dari karbon; dalam senyawa tersebut

perbandingan antara H dan O sering 2 berbanding 1 seperti air. Jadi C6H12O6 dapat

ditulis C6(H2O)6, C12H22O11 sebagai C12 (H2O)11 dan seterusnya, dan perumusan

empiris ditulis sebagai CnH2nOn atau Cn (H2O)n (Sastrohamidjojo, H., 2005).

2.1.1 Klasifikasi Karbohidrat dan Penamaan

Karbohidrat dibagi menjadi beberapa klas atau golongan sesuai dengan sifat-sifatnya

terhadap zat-zat penghidrolisis. Karbohidrat atau gula dibagi menjadi empat klas

pokok:

1. Gula yang sederhana atau monosakarida, kebanyakan adalah senyawa-

senyawa yang mengandung lima dan enam atom karbon. Karbohidrat yang

mengandung 6 karbon disebut heksosa. Gula yang mengandung 5 karbon

disebut pentosa. Kebanyakan gula sederhana adalah merupakan polihidroksi

aldehida yang disebut aldosa dan polihidroksi keton disebut ketosa.

2. Oligosakarida, senyawa berisi dua atau lebih gula sederhana yang

dihubungkan oleh pembentukan asetal antara gugus aldehida dan gugus keton

dengan gugus hidroksil. Bila dua gula digabungkan diperoleh disakarida, bila

tiga diperoleh trisakarida dan seerusnya ikatan penggabungan bersama-sama

gula ini disebut ikatan glikosida.

Universitas Sumatera Utara

3. Polisakarida, di mana di dalamnya terikat lebih dari satu gula sederhana yang

dihubungkan dalam ikatan glikosida. Polisakarida meliputi pati, sellulosa dan

dekstrin.

4. Glikosida, dibedakan dari oligo dan polisakarida yaitu oleh kenyataan bahwa

mereka mengandung molekul bukan gula yang dihubungkan dengan gula oleh

ikatan glikosida (Sastrohamidjojo, H., 2005).

2.2 Glukosa

Glukosa merupakan salah satu tipe monosakarida dengan rumus molekul C6H12O6;

padatan kristal berwarna putih, berasa manis [75% dari kemanisan gula pasir (sukrosa)

tetapi nilai kalornya sama]. Merupakan gula yang banyak ditemukan di alam terutama

dalam buah anggur (karenanya disebut gula anggur). Glukosa juga disebut dekstrosa

karena strukturnya sebagian besar berada dalam bentuk D- yakni D-glukosa. Glukosa

merupakan monomer yang ditemukan di alam sebagai dimer sampai polimer.

Karbohidrat yang dikonsumsi tubuh umumnya diubah menjadi glukosa dan

mengalami sirkulasi dalam tubuh (dalam darah mengandung ± 0,08% sedangkan

dalam urine 0,2% glukosa). Dalam perdagangan, glukosa dibuat dari hidrolisa amilum

(Mulyono, 2006).

Glukosa biasanya tersedia dalam bentuk zat berwarna putih atau kristal padat.

Glukosa diproduksi secara komersil melalui hidrolisis pati dengan bantuan enzim.

Glukosa dapat di reduksi menjadi sorbitol, yang biasanya dikenal sebagai glusitol.

Dimana gugus aldehida pada glukosa diganti menjadi gugus alkohol dengan adanya

penambahan gas hidrogen (http://en.wapedia.org/wiki/glucose).

Glukosa mudah teroksidasi oleh perak atau ion tembaga. Bila ditambahkan

dengan larutan perak nitrat amoniak akan terjadi cermin perak. Mereduksi larutan-

larutan Fehling yaitu dengan timbulnya endapan kupro oksida. Larutan Fehling terdiri

atas larutan Fehling A: larutan CuSO4, dan larutan Fehling B: larutan dari Na-K-tartrat

(Sastrohamidjojo, H., 2005).


http://en.wapedia.org/wiki/glucose�

2.3 Reaksi-Reaksi Glukosa

2.3.1 Oksidasi Glukosa

Suatu gugus aldehida sangat mudah dioksidasi menjadi suatu gugus karboksil. Uji

kimiawi untuk aldehida tergantung pada mudahnya oksidasi ini. Gula yang dapat

dioksidasi oleh zat pengoksidasi lembut seperti reagensia Tollens, suatu larutan basa

dan Ag(NH3)2+, disebut gula pereduksi (karena zat pengoksidasi anorganik direduksi

dalam reaksi itu) (Fessenden et al, 1986).

a. Asam Aldonat

Produk oksidasi dari gugus aldehida suatu aldosa adalah suatu asam polihidroksi

karboksilat, yang disebut asam aldonat (aldonic acid). Meskipun reagensia Tollens

dapat mengakibatkan perubahan ini, suatu reagensia yang lebih mudah dan murah

untuk reaksi sintetik ialah larutan brom yang dibuffer (disangga).

CHO CO2H | | H – C – OH H – C – OH | Br2 + H2O | HO – C – H HO – C – H | pH 5-6 | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH D-glukosa asam D-glukonat (suatu asam aldonat) (Fessenden et al, 1986).

b Asam Aldarat

Zat pengoksidasi kuat mengoksidasi gugus aldehida dan juga gugus hidroksil ujung

(suatu alkohol primer) dari suatu monosakarida. Produknya adalah asam polihidroksi

dikarboksilat, yang disebut asam aldarat (aldaric acid).


CHO CO2H | | H – C – OH H – C – OH | HNO3 | HO – C – H HO – C – H | kalor | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH D-glukosa Asam D-glukarat (suatu asam aldarat) (Fessenden et al, 1986).

c Asam Uronat

Meskipun tidak mudah dilakukan dilaboratorium, dalam sistem biologis gugus

CH2OH ujung dapat dioksidasi dengan enzime tanpa teroksidasinya gugus aldehida.

Produknya disebut asam uronat (uronic acid).

[O] enzime D-glukosa asam D-glukuronat(suatu asam uronat) (Fessenden et al, 1986).

d Oksidasi Asam Periodat

Oksidasi asam periodat merupakan uji untuk 1,2-diol dan untuk 1,2- atau α- hidroksi

dari aldehida maupun keton. Suatu senyawa yang mengandung gugusan semacam itu

dioksidasi dan dipaksapisah oleh asam periodat (HIO4). Dalam hal ini 1,2-diol

sederhana, produknya adalah dua aldehida atau keton (Fessenden et al, 1986).


2.3.2 Reduksi Monosakarida

Baik aldosa maupun ketosa dapat direduksi oleh zat pereduksi karbonil, seperti

hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam, menjadi polialkohol yang disebut

alditol. Akhiran untuk nama dari salah satu polialkohol ini ialah –itol. Produk reduksi

D-glukosa disebut D-glusitol (D-glucitol) atau sarbitol. O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | HO – C – H HO – C – H | katalis Ni | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol) (Fessenden et al, 1986).

Beberapa reaksi hidrogenasi yang pernah dilakukan antara lain:

1. Hidrogenasi glukosa dalam pelarut air melalui dua tahap reaksi. Reaksi tahap

pertama reduksi air menjadi gas hidrogen dan oksigen oleh katalis bentonit

terpilar TiO2. Reaksi tahap kedua, hidrogen yang dihasilkan digunakan untuk

mereduksi glukosa menjadi sorbitol dengan logam nikel sebagai katalis selama

30 hari dibawah sinar UV matahari, dengan kadar sorbitol sebesar 66.8%

(Rosida. M., 2009). O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | H2O HO – C – H HO – C – H | katalis Ni | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol)


2. Hidrogenasi glukosa menggunakan katalis Pd/γ-Al2O3 pada tekanan 150 Psi

(10,20 atm) dalam pelarut air dan dipanaskan pada suhu 1000C menghasilkan

sorbitol 65.09% (Sari, H. P., 2009).

C HC

O

OHC

H

CHHOOH

C OH

H

HCH2OH

Glukosa rantai terbuka

Pd/γ−Αl2Ο3

100 ºC, 150 Psi H2 ( 10,20 atm )

C C

C

OC

C

CH2OH

HH

OH

H

OHOHH

HOH

Glukosa (siklik)

H2O

CH2OHC OHC

H

CHHOOH

C OH

H

HCH2OH

Glusitol(Sorbitol)

3. Hidrogenasi glukosa menjadi sorbitol menggunakan katalis nikel dalam

reaktor berpengaduk dan bertekanan tinggi, mengasilkan sorbitol sebasar

0,2963 g dari berat awal 30g (Tjatoer, W., 2007). O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | HO – C – H HO – C – H | katalis Ni | H – C – OH 60 bar H – C – OH | 1100C | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol)

4. Hidrogenasi glukosa menggunakan katalis Ru/Al2O3 C, Ru/Al2O4, Ru/Al2O5,

Ru/TiO2 dan Ni/SiO2 pada tekanan 120 bar dan suhu 1200C (Schimpf, S.1997). O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | HO – C – H HO – C – H | katalis | H – C – OH 120 bar H – C – OH | 1200C | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol)


Katalis Katalis Persiapan Pendukung Kandungan logam Ru3Ap Mempercepat Al2O3 C 2,75 Ru1Ap Mempercepat Al2O3 C 1,04 Ru1Ai Seluruhnya Al2O3 C 0,95 Ru09Ai Seluruhnya Al2O3 0,97 Ru08Ai Seluruhnya Al2O4 0,84 Ru05Ai Seluruhnya Al2O5 0,47 Ru03Ti Seluruhnya TiO2 P25 0,27

Ru01TiAi Seluruhnya TiO2 P25 0,11 Ru1Ti Seluruhnya TiO2 1,01 Ni68T Mempercepat SiO2 68

5. Hidrogenasi glukosa menggunakan katalis Ni/SiO2 ditambah etilendiamina

pada tekanan 120 bar dan suhu 120 0C (Claus, P., 2006). O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | HO – C – H HO – C – H | katalis Ni/SiO2 | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol)

6. Hidrogenasi glukosa menggunakan katalis RuCl3 dengan kelebihan KBH4

(5:1) dalam pelarut air dengan tekanan 4,0 MPa dan suhu 800C (Luo. H. S,

2002). O ║ C – H CH2OH | | H – C – OH H – C – OH | H2 | HO – C – H HO – C – H | katalis RuCl3 | H – C – OH H – C – OH | | H – C – OH H – C – OH | | CH2OH CH2OH Glukosa Glusitol (sorbitol)


2.4 Sorbitol

Bahan pemanis ini dikenal sebagai D-sorbitol, D-glucitol, L-gulitol, sorbit atau sorbol

adalah monosakarida poliol mempunyai berat molekul 182,17 dengan rumus kimia

C6H14O6. Kemanisannya hanya 0,5 kali gula tebu. Sorbitol larut dalam pelarut polar

seperti air dan alkohol. Sorbitol secara komersial dibuat dari glukosa dengan

hidrogenasi dalam tekanan tinggi maupun reduksi elektrolit.

Sorbitol berupa senyawa yang berbentuk granul atau kristal dan berwarna

putih dengan titik leleh berkisar antara 89-101°C, higroskopis dan berasa manis.

Penggunaannya pada suhu tinggi tidak ikut berperan dalam reaksi pencoklatan

(Maillard).

Kristal sorbitol mengandung 0,5 atau 1 molekul H2O. Kandungan kalorinya

3,994 K. Kalori setiap gram sama dengan kalori gula tebu, yaitu 3,940 K. Tujuh puluh

persen dari jumlah sorbitol yang masuk kedalam tubuh akan diubah menjadi CO2

tanpa menunjukan adanya kenaikan glukosa dalam darah sehingga sangat baik untuk

penderita diabetes (Cahyadi. W., 2006).

2.4.1 Penggunaan Sorbitol

Sorbitol memiliki beberapa keunggulan dibanding gula lainnya. Rasanya cukup manis

namun tidak merusak gigi. Poliol pada umumnya dan sorbitol khususnya, resisten

terhadap metabolisme bakteri oral yang melepaskan asam dari reaksi penguraian gula

dan pati. Asam ini dapat mengerosi email / enamel gigi.

Selain itu juga sorbitol dapat mempertahankan kelembaban bahan makanan

merupakan contoh kelebihan sorbitol dibanding sukrosa. Sorbitol cukup stabil, tidak

reaktif, dan mampu bertahan dalam suhu tinggi. Sorbitol juga tidak rusak apabila

dicampur dengan gula lain, gel, protein, dan minyak sayur. Karena itu sorbitol cukup

banyak dipakai dalam industri makanan. Produk yang mengandung sorbitol antara lain

permen bebas gula, permen karet (biasanya rasa mint), industri gula-gula konfeksi,

pemanis roti dan cokelat, serta pemanis makanan beku. Penggunaan lain dari sorbitol


adalah sebagai pencegah kristalisasi dalam produk makanan, karena sifatnya yang

mampu mempertahankan kelembaban makanan yang cenderung mengering dan

mengeras; agar bahan makanan tersebut tetap segar. Sorbitol juga sering dipakai

sebagai bahan tambahan untuk obat kumur, sirup obat batuk dan pasta gigi.

Sorbitol juga cukup aman dipakai sebagai gula pengganti pada penderita

diabetes melitus, karena penyerapannya lebih lambat daripada glukosa. Penyerapan

yang lambat ini otomatis akan mengurangi derajat drastisnya peningkatan glukosa

darah dan respons insulin. Kalori yang rendah juga sesuai dengan target pengendalian

berat badan pada pasien diabetes melitus. Untuk tujuan ini sorbitol banyak digunakan

untuk membuat produk makanan rendah kalori.

Di luar urusan makanan, sorbitol yang dicampur dengan kalium nitrat dapat

digunakan untuk bahan bakar roket amatir. Dengan proses reduksi, sorbitol dapat

dijadikan bahan bakar biomassa (http://www.caloriecontrol.org/sorbitol.html).

2.4.2 Efek Samping Penggunaan Sorbitol

Sorbitol cukup aman dan jarang menimbulkan efek samping. Walaupun demikian

ADI (acceptable daily intake) untuk sorbitol belum ditentukan sampai sekarang.

Kelebihan konsumsi sorbitol dapat menimbulkan diare osmotik. Hal ini terjadi apabila

sorbitol terdapat dalam saluran pencernaan dalam jumlah besar (lebih dari 50 gram per

hari), sehingga tekanan osmosis dalam lumen usus lebih tinggi daripada sekitarnya.

Hal ini menyebabkan sejumlah besar cairan yang ada di interstisial terdorong ke

lumen usus, dan terjadilah diare. Efek samping lainnya adalah sakit perut dan

kembung (http://www.caloriecontrol.org/sorbitol.html).

2.5 Katalis

Reaksi yang berlangsung lambat dapat dipercepat dengan memberikan zat lain tanpa

menambah konsentrasi atau suhu. Zat itu disebut katalis. Istilah ini mula-mula dipakai

oleh Berzelius pada tahun 1835. Katalis biasanya ikut bereaksi sementara dan


http://www.caloriecontrol.org/sorbitol.html�

http://www.caloriecontrol.org/sorbitol.html�

kemudian terbentuk kembali sebagai zat bebas. Selanjutnya bereaksi lagi dengan

pereaksi mempercepat reaksi dan bebas kembali. Demikian seterusnya berulang kali

sehingga reaksi selesai.

Suatu reaksi yang menggunakan katalis disebut reaksi katalis dan prosesnya

disebut katalisme (Syukri, 1999).

2.5.1 Pembagian Katalis

2.5.1.1 Katalis Homogen

Katalis homogen adalah katalis yang mempunyai fase sama dengan pereaksi (Hiskia,

2001). Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk

membentuk suatu zat antara yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir

reaksi. Contoh reaksi yang menggunakan katalis homogen adalah hidrolisis ester

dengan katalis asam (Parker, 1982).

CH3COOC2H5(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq)H+

Cara kerja katalis homogen umumnya melibatkan pembentukan senyawa-

senyawa kompleks antara yang bersifat tidak stabil dalam tahap-tahap reaksi. Katalis

dengan reaktan membentuk kompleks antara yang mengakibatkan reaktan dalam

kompleks menjadi aktif membentuk produk baru dengan disertai pelepasan kembali

katalisatornya. Oleh karena itu, unsur-unsur transisi sangat berperan dalam reaksi

katalitik karena sifatnya mudah membentuk senyawa kompleks.

Berikut ini dikemukakan beberapa contoh reaksi organik katalitik:

1. Pada reaksi hidrokarbonilasi alkena menjadi aldehida (artinya pengikatan

hidrogen dan karbonil, CO) dipakai katalisator Co(I) atau Rh(I):

Co(I) atau O RHC = CH2 + H2 + CO RH2C – CH2 – C

Rh(I) H Reaksi ini, walaupun kurang tepat, sering juga disebut sebagai reaksi

hidroformilasi yang mengacu pada terikatnya formaldehid pada alkena.


Katalisator Co(I) dalam bentuk konpleks hidrokarbonil diduga mengalami

perubahan sebagai berikut:

HCo(CO)4 HCo(CO)3 + CO

2. Pada reaksi oksidasi etena menjadi metanal (proses Wacker) dipakai

katalisator Pd(II) dan Cu(II):

Pd(II) + Cu(II) O H2C = CH2 + O2 CH3 – C

H Pada proses ini dipakai katalisator PdCl2 yang pada awalnya diduga terjadi

reaksi dengan etena:

C2H4 + PdCl2 + H2O → CH3CHO + Pd + 2HCl

Oksidasi Pd kembali menjadi Pd(II) dipercepat dengan penambahan katalisator

Cu(II):

Pd + 2Cu2+ → Pd2+ + 2Cu+,

Dan Cu+ mudah teroksidasi oleh udara kembali menjadi Cu2+:

4Cu+ + O2 + 4H+ → 4Cu2+ + 2H2O (Kristian et al, 2010).

Keuntungan dari katalisis homogen adalah kespesifikannya dan tidak

membutuhkan suhu dan tekanan yang tinggi dalam reaksi. Kerugiannya dari katalisis

homogen adalah kesulitan dalam pemisahan katalis dari produk, degradasi dari katalis

dan harganya yang mahal (Leach. B, 1983).

2.5.1.2 Katalis Heterogen

Katalis heterogen adalah katalis yang mempunyai fasa yang tidak sama dengan fasa

pereaksi. Pada umumnya katalis adalah padatan sedangkan pereaksi terbanyak adalah

gas dan adakalanya cairan.

Contoh:

1. Proses Haber dalam pembuatan amoniak

Fe N2 + 3H2 2NH3 Promotor NO


2. Proses kontak pada pembuatan H2SO4

Pt 2SO2 + O2 2SO3

3. Oksidasi amoniak pada pembuatan asam nitrat

Fe2O3 4NH3 + 5O2 4NO + 6 H2O BiO2 4. Hidrogenasi hidrokarbon Ni X – CH = CH – Y + H2 X – CH2 – CH2Y Minyak tak jenuh lemak jenuh 5. Pembuatan asam klorida arang H2 + Cl2 2HCl

(Hiskia, 2001).

2.5.2 Reaksi-reaksi yang Dikatalisis oleh Palladium

Telah lama diketahui bahwa senyawaan etilena dari palladium, misalnya,

[C2H4PdCl2]2 cepat terdekomposisi dalam larutan air membentuk asetal dehida dan

logam Pd. Konversi reaksi stoikiometri ini kedalam suatu siklus (proses Wacker)

membutuhkan kaitan bersama dari masing-masing reaksi yang diketahui:

C2H4 + PdCl2 + H2O → CH3CHO + Pd + 2HCl Pd + 2CuCl2 → PdCl2 + 2CuCl 2CuCl + 2HCl + ½O2 → 2CuCl2 + H2O C2H4 + ½O2 → CH3CHO

Oksidasi etilena oleh larutan palladium(II)-tembaga(II) klorida adalah benar-

benar kuantitatif dan hanya dibutuhkan konsentrasi Pd yang rendah; ini dapat

berlangsung baik dalam satu atau dua tahapan; dalam yang terakhir, oksidasi kembali

oleh O2 terjadi secara terpisah.


Karena reaksi berlangsung dalam larutan PdII dengan konsentrasi ion klorida >

0,2M, logamnya paling mungkin ada sebagai [PdCl4]2-. Reaksi berikut kemudian

terjadi:

[PdCl4]2- + C2H4 [PdCl3(C2H4)]- + Cl- [PdCl3(C2H4)]- + H2O [PdCl2(H2O)(C2H4)] + Cl- [PdCl2(H2O)C2H4] + H2O [PdCl2(OH)(C2H4)]- + H3O+

Mekanisme bagi oksidasi logam Pd oleh kompleks kloro CuII tidak diketahui

dengan baik, namun pemindahan elektron melalui jembatan halida mungkin terlibat.

Oksidasi di udara yang sangat cepat dari kompleks kloro CuI diketahui lebih baik dan

mungkin berlangsung melalui suatu kompleks awal oksigen:

CuCl2- + O2 ClCuO2 + Cl- Diikuti oleh pembentukkan radikal seperti O2

-, OH, atau H2O

Kereaktifan kompleks palladium dalam sistem lain telah dikaji secara luas, dan

sekarang terdapat banyak reaksi katalitik yang menyangkut alkena, arena, CO,

asetilena, dan sejenisnya. Perluasan proses Wacker menggunakan media selain air,

dikenal; jadi dalam asam asetat, diperoleh vinil asetat sedangkan dalam alkohol,

diperoleh vinil eter. Juga dengan alkena selain etilena, dapat diperoleh keton. Sebagai

contoh, propene menghasilkan aseton. (Cotton et al, 1989)

2.5.3 Reaksi-reaksi yang Dikatalisis oleh Palladium Karbon

Katalis palladium karbon terdiri dari 3 komposisi palladium. Dimana tiap-tiap

komposisi mempunyai aplikasi fungsi yang berbeda dalam reaksi kimia.

Komposisi dari katalis palladium karbon antara lain:

1. Sebanyak 5% palladium didalam katalis palladium karbon.

2. Sebanyak 10% palladium didalam katalis palladium karbon.

3. Sebanyak 0,5% palladium didalam katalis palladium karbon.


1. Sebanyak 5% palladium didalam katalis palladium karbon

Mempunyai aplikasi penggunaan dalam reaksi kimia antara lain sebagai

berikut:

a. Hidrogenasi alkena dan alkuna

b. Hidrogenasi aromatik aldehid menjadi alkohol

c. Hidrogenasi untuk Aldehida Aromatik Hidrokarbon

d. Hidrogenasi Senyawa Anilin

e. Reduksi untuk Senyawa Alkil dari Haloanilines

2. Sebanyak 10% palladium didalam katalis palladium karbon

Mempunyai aplikasi penggunaan dalam reaksi kimia antara lain sebagai

berikut:


a. Pengurangan Alkilasi

b. Dehidrohalogenasi dari Alifatik dan Campuran Aromatik

c. Hidrogenasi Piridin menjadi Pipiridin

d. Sintesis Hidrosilamin

3. Sebanyak 0,5% palladium didalam katalis palladium karbon

Digunakan untuk hidrogenasi hydroxybenzaldehyde β-(4-CBA) untuk asam β-

toluen dalam menghasilkan Terephthalic Acid (PTA). Yang pengotor dipisahkan oleh

kristal.

(http://www.kaida.co.uk/palladium-1-3.html)


2.6 Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi atau KCKT atau biasa juga disebut dengan HPLC

(High Performance Liquid Chromatography) dikembangkan pada akhir tahun 1960-an

dan awal tahun 1970-an. Saat ini, KCKT merupakan teknik pemisahan yang diterima

secara luas untuk analisis dan pemurnian senyawa tertentu dalam suatu sampel pada

sejumlah bidang, antara lain: farmasi, lingkungan, bioteknologi, polimer, dan industri-

industri makanan. Beberapa perkembangan KCKT terbaru antara lain: miniaturisasi

sistem KCKT, penggunaan KCKT untuk analisis asam-asam nukleat, analisis protein,

analisis karbohidrat, dan analisis senyawa-senyawa kiral.

Kegunaan umum KCKT adalah untuk: pemisahan sejumlah senyawa organik,

anorganik, maupun senyawa biologis; analisis ketidakmurnian (impurities); analisis

senyawa-senyawa tidak mudah menguap (non-volatil); penentuan molekul-molekul

total, ionik, maupun zwitter ion; isolasi dan pemurnian senyawa; pemisahan senyawa-

senyawa yang strukturnya hampir sama;pemisahan senyawa-senyawa dalam jumlah

sekelumit (trace elements), dalam jumlah banyak, dan dalam skala proses industri.

KCKT merupakan metode yang tidak destruktif dan dapat digunakan baik untuk

analisis kualitatif maupun kuantitatif.

KCKT paling sering digunakan untuk: menetapkan kadar senyawa-senyawa

tertentu seperti asam-asam amino, asam-asam nukleat, dan protein-protein dalam

cairan fisiologis; menentukan kadar senyawa-senyawa aktif obat, produk hasil

sampingan proses sintetis, atau produk-produk degradasi dalam sedian farmasi;

memonitor sampel-sampel yang berasal dari lingkungan; memurnikan senyawa dalam

suatu campuran; memisahkan polimer dan menentukan distribusi berat molekulnya

dalam suatu campuran; kontrol kualitas; dan mengikuti jalannya reaksi sintetis.

Keterbatasan metode KCKT adalah untuk identifikasi senyawa, kecuali jika

KCKT dihubungkan dengan spektrometer massa (MS). Keterbatasan lainnya adalah

jika sampelnya sangat kompleks, maka resolusi yang baik sulit diperoleh.


Kromatografi merupakan teknik yang mana solut atau zat-zat terlarut terpisah

oleh perbedaan kecepatan elusi, dikarenakan solut-solut ini melewati suatu kolom

kromatografi. Pemisahan solut-solut ini diatur oleh distribusi solut dalam fase gerak

dan fase diam. Penggunaan kromatografi cair secara sukses terhadap suatu masalah

yang dihadapi membutuhkan penggabungan secara tepat dari berbagai macam kondisi

operasional seperti jenis kolom, fase gerak, panjang dan diameter kolom, kecepatan

alir fase gerak, suhu kolom, dan ukuran sampel. Untuk tujuan memilih kombinasi

kondisi kromatografi yang baik, maka dibutuhkan pemahaman yang mendasar tentang

berbagai macam faktor yang mempengaruhi pemisahan pada kromatografi cair.

Instrumentasi KCKT pada dasarnya terdiri atas delapan komponen pokok yaitu

(1) wadah fase gerak, (2) sistem penghantaran fase gerak, alat untuk memasukkan

sampel, (4) kolom, (5) detektor, (6) wadah penampungan buangan fase gerak, (7)

tabung penghubung dan (8) suatu komputer atau integrator atau perekam. Diagram

blok untuk sistem KCKT ditunjukkan oleh gambar. (Ibnu Golib et al, 2007).

Pada beberapa tulisan, ”HP” pada HPLC diartikan ”tekanan tinggi” (high pressure)

dan beberapa yang lainnya menghubungkan dengan masalah biaya bisa berpikir

bahwa ”HP” adalah singkatan dari ”biaya yang tinggi” (high price) tetapi kebanyakan

”HP” itu berarti ”penampilan yang tinggi” (high performance) (Day et al, 2002).

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi memisahkan komponen campuran senyawa

kimia terlarut dengan sistem adsorpsi pada fase diam padat atau sistem partisi di

antara fase diam cair yang terikat pada panyangga padat, dan fase gerak cair.


Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dapat memisahkan makromolekul, ion,

bahan alam yang tidak stabil, polimer dan berbagai gugus polifungsi dengan berat

molekul tinggi. Berbeda dengan kromatografi gas, pemisahan pada KCKT adalah

hasil antaraksi spesifik antaramolekul senyawa dengan fase diam dan fase gerak.

Kinerja kolom. Beberapa perangkat kondisi eksperimen dapat digunakan untuk

mendapatkan pemisahan yang diinginkan dari komponen sampel dan ada perangkat

yang lebih praktis daripada yang lainnya, sehingga perlu mencari optimasi.

Pertama-tama harus dipilih sistem KCKT yang tepat, karena itu semua

parameter dalam persamaan yang tergantung kepada sistem atau kepada sifat fase

diam dan fase gerak ditentukan dan tidak dapat dirubah.

Parameter tersebut adalah retensi relatif α, koefisian partisi dari senyawa yang

paling lama ditahan k’ (rasio partisi), dan bilangan pelat. Senyawa yang dianalisis

biasanya memerlukan waktu dua sampai sepuluh kali lebih lama untuk melewati

kolom, dibandingkan dengan senyawa yang tidak diretensi tM. Perlu diperhatikan juga

viskositas fase gerak dan koefisien difusi senyawa dalam fase gerak. Selain itu tipe

dan karakteristik pengisi kolom (terutama porositas, rentang sempit ukuran partikel,

prosedur pengisian kolom yang baik dan pengisi kolom berkualitas tinggi),

mempengaruhi panjang kolom dan ukuran partikelnya.

Karena proses pemisahan dalam kolom kromatografi dan identifikasinya

dalam instrumen analisis berlangsung dalam kurun waktu yang sangat singkat, tidak

dapat dilakukan secara manual, tetapi memerlukan koordinasi program kondisi dan

operasional yang didapat dari jasa layanan komputer (Kosasih et al, 2004).


Jurnal Biokim i

Documents

Transcript of Jurnal Biokim i