Ko Laktosa

21
Laporan Isolasi Laktosa Kimia Organik II Disusun oleh : Intan Wulandari - C - ( 1130408 ) FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SURABAYA 2014 Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 1

description

kimia organik II

Transcript of Ko Laktosa

Page 1: Ko Laktosa

Laporan Isolasi Laktosa

Kimia Organik II

Disusun oleh :

Intan Wulandari - C - ( 1130408 )

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SURABAYA2014

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 1

Page 2: Ko Laktosa

BAB I

PENDAHULUAN

A. Dasar Teori

Laktosa merupakan disakarida

yang berasal dari kondensasi

antara galaktosa dan glukosa,

yang membentuk ikatan

glikosida 1→4-β. Nama

sistematis laktosa adalah

β-D-galaktopiranosil-(1→4)-D-glukosa.

Laktosa terdiri dari molekul D-galaktosa dan D-glukosa yang

dihubungkan dengan ikatan β-1,4-galaktosidik, dimana D-galaktopiranosa

berhubungan ke posisi 4 dari D-glukopiranosa. Laktosa memiliki gugus OH

yang bebas atom C no 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa

mempunyai sifat pereduksi/reduktor. Sifat reduktor tersebut akan memberi

reaksi positif terhadap fehling dan menunjukkan sifat mutarotasi. Campuran

keseimbangan mempunyai rotasi spesifik +55o.

Laktosa dapat terhidrolisa dengan katalisator asam/enzim laktosa.

Laktosa dapat difermentasi menjadi asam laktat dengan bantuan dari

aktiivitas bakteri tertentu (misalnya lactobactillus bulgaricus), oleh karena itu

jika reaksi fermentasi terjadi pada susu maka susu akan menjadi asam.

Laktosa dalam sistem pencernaan manusia akan dipecah menjadi glukosa dan

galaktosa oleh enzim lactase yang diproduksi oleh sel-sel di usus kecil.

Laktosa (gula susu) sering disebut saccharum lactis berupa serbuk

hablur, putih, rasa agak manis. Laktosa ini stabil dalam air, dalam farmasi

sering digunakan sebagai zat pembawa (pengisi) dalam tablet dan puyer,

sebagai pengencer obat oral padat, dipakai dalam campuran untuk makanan

bayi.

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 2

http://id.wikipedia.org/wiki/Laktosa

Page 3: Ko Laktosa

Setelah dikonsumsi, laktosa dipecah di dalam usus menjadi dua

molekul monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa, yang dibantu oleh enzim

β-galaktosidase yang diproduksi pada membrane mukosa usus. Setelah

pemecahan, molekul monosakarida tersebut secara aktif diserap dan

didistribusikan menuju hati melalui pembuluh darah .Galaktosa merupakan

senyawa yang penting untuk pembentukan serebrosida. Serebrosida ini

penting untuk perkembanggan dan fungsi otak.

Laktase disintesis di retikulum endoplasma sebagai polipeptida

tunggal dan mengalami glikosilasi menjadi “high mannose” precursor.

Setelah mengalami beberapa proses, laktase ditransportasikan dan diinsersikan

pada membran mikrovilus. Laktase merupakan salah satu dari tiga enzim sel

epitel usus dengan aktifitas ß-galaktosidase. Enterosit juga mengandung

Lysosomal acid ß-galaktosidase, membantu hidrolisa laktosa, dan cytosolic ß-

galaktosidase yang tidak memiliki kekhususan terhadap laktosa.

Laktosa akan dipecah menjadi dua penyusunnya yang berupa

monosakarida untuk dapat diserap melalui peredaran darah. Enzim laktase

yang berfungsi memecah gula susu (laktosa) terdapat di mukosa usus halus.

Pada keadaan normal, tubuh dapat memecah laktosa menjadi gula sederhana

dengan bantuan enzim laktase.  Tanpa laktase yang cukup manusia tidak

dapat/mampu mencerna laktosa sehingga akan mengalami gangguan

pencernaan seperti sakit perut dan diare yang dikenal sebagai intoleransi

laktosa atau defisiensi laktase.

 Apabila ketersediaan laktase tidak mencukupi, laktosa yang

terkandung dalam susu tidak akan mengalami proses pencernaan dan akan

dipecah oleh bakteri di dalam usus halus. Proses fermentasi yang terjadi dapat

menimbulkan gas yang dapat menimbulkan gas dan rasa sakit di bagian perut.

Sedangkan sebagian laktosa yang tidak dicerna akan tetap berada di saluran

cerna dan tidak terjadi penyerapan air dari faeses sehingga penderita akan

mengalami diare.

Di dalam susu cair maupun susu bubuk dibagi menjadi dua macam

yaitu susu berlemak dan susu tidak berlemak. Biasanya dalam produk susu

mengandung minyak lemak. Minyak lemak tersebut dapat dihilangkan dengan

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 3

Page 4: Ko Laktosa

Struktur molekul dari α-lactose, seperti yang digambarkan oleh Kristalografi sinar-X.

http://id.wikipedia.org/wiki/Laktosa

menggunakan pelarut non-polar, misalnya n-heksan, petroleum eter, dan

sebagainya.

Dalam susu skim sudah tidak lagi mengandung minyak/lemak atau

hampir tidak mengandung lemak. Susu skim mengandung kasein yang

disertakan ke dalam medium pertumbuhan bakteri berfungsi sebagai substrat

enzim. Hidrolisis kasein digunakan untuk memperlihatkan aktivitas hidrolitik

protease. Protease mengkatalisis degradasi kasein yaitu dengan memutuskan

ikatan peptida CO-NH dengan masuknya air ke dalam molekul. Reaksi

tersebut melepaskan asam amino.

Protein susu terbagi menjadi dua, yaitu Casein yang dapat diendapkan

oleh asam dan Rennin, serta protein whey yang dapat mengalami denaturasi

oleh panas pada suhu 65oC. Casein dalam susu mencapai 80 % dari total

protein. Pengasaman susu oleh aktivitas bakteri menyebabkan mengendapnya

casein. Whey adalah cairan susu tanpa lemak dan casein. Pasteurisasi susu

dilakukan untuk mencegah kerusakan karena

mikroorganisme dan enzim. Ada 2 macam

metode pasteurisasi susu yaitu Holding

methode dan HTST (High Temperature Short

Time ).

Laktosa dapat berada dalam 2

kristal, bentuk -hidrat dan bentuk β-

anhidrat yang dapat ditemukan pada tahana

amorf atau lirkaca. Bentuk yang paling

umum ditemukan pada -hidrat (C12H 22O 11H 2O)

B. Tujuan Percobaan

Terampil melakukan isolasi laktosa dari komponen – komponen lain

yang terdapat di dalam susu skim.

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 4

Page 5: Ko Laktosa

BAB II

METODE KERJA

A. Prosedur

Kepustakaan : J. Cason and H. Rapoport, Laboratory Text in Organic

Chemistry, Prentice-Hall, New York, 1950, p. 113.

Place 25 grams of nonfat dairy milk powder in a 250-mL beaker (Note

1). Add 75 mL of warm water and stir to mix. Adjust the temperature of the

mixture between 40 and 500C by heating or cooling. Add about 10 mL of

10% acetic acid solution (Note 2) and stir the mixture to coagulate the casein.

Precipitation can be judged to be complete when the liquid changes form

milky to clear.

Removed the precipitate casein by filtering the mixture by gravity

through cheesecloth (Note 3). Collect the filtrate in a 250-mL beaker. Add

about 2 grams of calcium carbonate powder to the filtrate, stir it well, and boil

the suspension for about 10 minutes (Note 4). Add to the hot mixture as much

decolorizing carbon as would cover a nickel, stir the mixture thoroughly; and

filter it by suction through a layer of wet filter aid on a Buchner funnel (Note

5).

Transfer the filtrate to a 250-mL, beaker and concentrate it to a volume

about 30 mL by boiling over a low flame with a wipe gauze between the

flame and the beaker (Note 6). When the volume has been reduced to 30 mL,

turn off the burner and add 125 mL of 95% of ethanol and about the same

amount of decolorizing carbon as used before. Stir the mixture well and filter

it through a layer of wet filter aid on a Buchner funnel (Note 5).

Allow the clear filtrate to stand for crystallization for at least 24 hours

in a stoppered Erlenmeyer flask. Collect the crystals of lactose by suction

filtration. They may be washed with a small amount of 95% ethanol. Yield:

between 2,5 and 4,5 grams.

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 5

Page 6: Ko Laktosa

Notes

1. The powered milk is most easily measured by volume using a beaker; 25

grams is about 100-mL.

2. Ten percent acetic acid is prepared by diluting 10 mL of glacial acetic acid

to 100-mL. more than 10-mL acetic acid seems to be required if the dry

milk is not fresh.

3. Use two pieces of cheesecloth about 12 inches square. Lay them over a

conical funnel large enough to contain all the curds. First, decant as much

as possible of the liquid form the coagulated casein into the funnel and

then carefully transfer the wet protein mass onto the cheesecloth. After

most of the liquid has drained through, a bit more can be recovered by

wrapping the cheesecloth around the curds and squeezing.

4. The mixture will foam occasionally.

5. Add about 5 grams of filter aid (we have use Celite) to about 25-mL of

water in a small beaker. Wet the filter paper on the Buchner funnel with

water, fit the funnel to the suction flask, and apply a gentle suction. Swirl

the mixture of filter aid and water to suspend the solid, and pour the

suspension all at once into the Buchner funnel. When the water has been

drawn through the funnel, a damp pad of filter aid should be in place on

top of the filter paper. Remove the funnel momentarily and pour the water

out of the filter flask. Be careful not to disturb the layer of filter aid when

pouring the mixture to be filtered into the funnel.

6. Some bumping and foaming occur.

B. Alat dan Bahan

Alat :

1. Gelas Piala

2. Gelas Ukur

3. Pengaduk

4. Termometer

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 6

Page 7: Ko Laktosa

5. Erlenmeyer

6. Corong Buchner

7. Labu Hisap

8. Kertas Saring

9. Kapas

10. Kertas Perkamen

11. Alat Timbangan

12. Kaki Tiga dan Bunsen

13. Batu Didih

14. Pipet Tetes

Bahan :

1. Susu skim 10,6 gram

2. Asam asetat qs

3. CaCO3 2,217 gram

4. Etanol 77,6 ml

5. Air 88,7 ml

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 7

Page 8: Ko Laktosa

C. Skema Kerja

8m skimmed milk + 75 ml air

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 8

10,6 gram skimmed milk + 88,7 ml air

Panaskan pada suhu konstan (40°C) sambil diaduk-aduk, tambahkan 3 ml asam asetat encer tetes demi tetes ad terbentuk endapan casein

Saring dengan corong dan kertas saring

Tambahkan gram 2,217 CaCO3 dan batu didih, panaskan 10 menit sambil diaduk (terbentuk endapan albumin)

Segera saring dengan corong biasa dan kertas saring dalam keadaan panas, kemudian ambil filtratnya

Filtrat diuapkan dalam beaker glass ad volume 13 ml

Tambah batu didih kemudian panaskan sambil diaduk

Tambahkan 77,6 ml etanol 95 %

Bila keruh, saring dengan corong biasa dan kertas saring ad filtrat jernih

Filtrat jernih dimasukkan ke dalam botol hasil (kertas perkamen dilubangi agar etanol yang berlebih akan menguap sehingga

terbentuk kristal)

Diamkan 1 malam

Saring dengan corong buchner dan labu hisap, kemudian keringkan dan timbang hasilnya

Page 9: Ko Laktosa

D. Gambar Pemasangan Alat

E. Reaksi kimia / Mekanisme Reaksi

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 9

Page 10: Ko Laktosa

Mekanisme Reaksi :

a) Pengendapan Casein

Ca-caseinate + 2H+ Casein + Ca2+

(mengendap)

b) Pengendapan Albumin

CaCO3 + Albumin dalam H2 Ca-Albuminat + H2O + CO2

(mengendap)

Rumus Struktur Laktosa :

4-O-(β-D-Galaktopiranosil)-α-D-Glukopiranosa

Konformasi Kursi :

4-O-(β-D-Galaktopiranosil)-α-D-Glukopiranosa

BAB III

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 10

Page 11: Ko Laktosa

Hasil dan Pembahasan

I. HASIL PERCOBAAN

Jumlah dalam Gram

Hasil teoritis : 2 gram

Hasil praktis : 270 mg

Rendemen / Persentase Hasil

¿ 0,27 gram2gram

x 100 %

= 13,5%

II. PEMBAHASAN /DISKUSI

Laktosa stabil dalam air dan dalam bidang kefarmasian sering

digunakan sebagai zat tambahan (pengisi sediaan) dan juga sebagai pemanis

dalam suatu sediaan. Untuk mendapatkan laktosa, bisa digunakan cara

isolasi dari susu skim, yaitu susu yang sudah dihilangkan bagian lemaknya.

Pada praktikum ini, mula-mula kami menimbang dahulu susu skim yang

telah disediakan, setelah itu mulai menghitung dan mengkonversikan bahan-

bahan lainnya yang dibutuhkan sesuai dengan jumlah susu skim yang

diberikan. Hasil penimbangan susu skim sebanyak 10,4 gram, sehingga

diperoleh :

Air ¿10,6 g23,9 g

x200 ml=88,7 ml

Asam asetat glasial =10,6 g23,9 g

x20 ml=8,87 ml

CaCO3 =10 ,6 g23,9 g

x5gram=2,217 gram

Etanol = 10 ,6 g23,9 g

x175 ml=77,6 ml

Setelah perhitungan dan penimbangan bahan selesai, barulah kami

melarutkan susu skim dengan 75 ml air di dalam beaker glass dan dilakukan

pula pemanasan dengan suhu 40ºc. Suhu 40C adalah suhu optimum untuk

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 11

Page 12: Ko Laktosa

mengendapkan kasein. Bila suhu diatas 40C maka akan terbentuk endapan

casein yang tidak stabil (mudah terurai menjadi asam-asam amino yang

lain) sedangkan bila suhunya dibawah 40C, proses pembentukkan casein

menjadi tidak sempurna, hal ini disebabkan karena laktosa merupakan

disakarida yang jika terdapat kelebihan asam akan terhidrolisis menjadi

monosakarida yaitu D glukosa dan D galaktosa.

Setelah mencapai suhu 40ºC, segera ditambahkan dengan asam asetat

encer yang telah dibuat dari asam asetat glacial dan air dengan perbandingan

1:10. Tujuan dari penambahan asam asetat ini adalah untuk mengendapkan

casein yang terdapat dalam susu skim tersebut. Akan tetapi penambahan

asam asetat ini juga tidak boleh terlalu banyak, karena jika berlebih justru

akan menghidrolisis laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan

galaktosa. Namun penambahan asam asetat encer yang terlalu sedikit

(kurang) juga akan menyebabkan laktosa yang terbentuk hasilnya kurang

baik.

Penambahan beberapa tetes asam asetat encer digunakan untuk

mengetahui apakah endapan casein telah terbentuk dengan sempurna atau

tidak, jika tidak terjadi kekeruhan maka casein telah mengendap dengan

sempurna. Jika sudah tidak keruh, larutan tersebut segera disaring dengan

menggunakan corong dan kertas saring yang telah dilapisi oleh kapas ke

dalam beaker glass yang lain. Diperlukan bantuan kapas, karena casein

merupakan senyawa polimorf, dimana casein memiliki bentuk yang sangat

beragam, untuk menghindari bentuk casein yang kecil dan halus lolos dari

kertas saring maka, ditambahkanlah kapas untuk menahan casein tersebut.

Filtrat yang telah tertampung ke dalam beaker glass diuji lagi dengan

menggunakan 1 tetes asam asetat encer, untuk memastikan tidak ada casein

yang lolos dari kertas saring dan masuk ke dalam hasil saringan (filtrat).

Setelah dipastikan filtart benar-benar telah terpisah dari endapan casein,

barulah dilakukan langkah kerja selanjutnya.

Hasil filtrat yang telah terpisah dari endapan casein, kemudian

ditambahkan dengan CaCO3 sebanyak 1,88 gram. Ini bertujuan untuk

mengendapan albumin yang juga terdapat di dalam susu skim. Senyawa

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 12

Page 13: Ko Laktosa

CaCO3 akan bereaksi dengan mengikat albumin dalam filtrat membentuk Ca

albumin. Ke dalam campuran ini juga ditambahkan pula batu didih dan

kemudian dilakukan pemanasan selama 10 menit. Saat melakukan

pemanasan, harus sambil diaduk-diaduk untuk menghindari terjadinya

bumping. Pemanasan ini diperlukan karena garam albumin (Ca albumin)

memiliki kelarutan yang rendah pada suhu tinggi.

Setelah proses pemanasan selesai, larutan segera disaring.

Penyaringan ini bertujuan untuk mendapatkan filtrat yang telah terpisah dari

endapan garam albumin. Lalu filtrat yang telah didapatkan segera diuapkan

sampai volume mencapai 13 ml dengan tujuan untuk menghilangkan air,

sehingga filtrat yang didapatkan hasilnya lebih pekat. Selama dilakukan

proses penguapan juga harus sambil diaduk agar pada lapisan bawah tidak

terjadi karamelisasi dan agar pemanasannya merata. Setelah volume filtrat

mencapai 13 ml, kemudian filtrat tersebut ditambahkan dengan etanol 95%

sebanyak 65 ml dalam keadaan api yang digunakan untuk pemanasan sudah

dipadamkan. Hal ini penting dilakukan karena etanol memiliki sifat yang

mudah terbakar. Penambahan dengan etanol 95% karena etanol tersebut

merupakan pelarut yang berguna untuk mengendapkan laktosa.

Setelah itu dilakukan penyaringan dengan menggunakan corong gelas

dan kertas saring hingga diperoleh filtrat yang jernih. Filtrat dimasukkan ke

dalam botol hasil bermulut lebar agar lebih mudah untuk mengambil

hasilnya, karena laktosa yang nantinya terbentuk akan menempel pada

dinding botol. Botol tersebut juga harus ditutup dengan kertas perkamen

yang telah dilubangi agar etanol yang berlebih dapat menguap. Kemudian

hasil didiamkan selama 1 malam sampai laktosa mengendap dengan

sempurna.

Setelah dilakukan pendiaman selama 1 malam kemudian hasil disaring

dengan menggunakan corong buchner dengan penghisap serta labu hisap,

dan kristal yang didapatkan ini dicuci dengan menggunakan etanol 25%

yang bertujuan untuk menghilangkan pelarut induknya. Lalu kristal laktosa

dikeringkan di udara bebas, karena proses pengeringan tidak dilakukan di

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 13

Page 14: Ko Laktosa

oven karena suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan laktosa mengalami

karamelisasi. Langkah terakhir yakni penimbangan.

Hasil penimbangan praktikum kami tidak sesuai dengan hasil teoritis

yang ada, menurut kami hal ini dikarenakan kemungkinan telah terjadi

human error, dimana pada saat penambahan asam asetat encer berlebih,

sehingga laktosa mengalami hidrolisis menjadi gula penyusunnya yaitu

glukosa dan galaktosa. Selain itu, ketika melakukan penyaringan, kami

keliru menaruh kertas perkamen pada corong buchner, seharusnya yang

dipakai adalah kertas saring. Sehingga ketika dilakukan penyaringan filtrat

tidak bisa tersedot, dan akhirnya sempat jebol. Akhirnya dilakukan

penyaringan lagi, dan banyak filtrat yang hilang.

Laktosa memiliki perbedaan dengan laktulosa, dimana laktosa

merupakan disakarida yang terdiri dari glukosa dan galaktosa, sedangkan

laktulosa adalah disakarida yang terdiri dari galaktosa dan fruktosa.

Laktulosa juga memiliki tingkat kemanisan yang lebih tinggi dibanding

dengan laktosa, karena gula penyusun laktulosa yaitu fruktosa memiliki

intensitas kemanisan yang tinggi. Laktulosa juga memiliki perbedaan

kegunaan dari laktosa, dimana biasanya laktulosa digunakan sebagai obat

urus-urus (laxansia)

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 14

Page 15: Ko Laktosa

BAB IV

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang sudah kami lakukan, dapat disimpulkan :

1. Laktosa dapat diisolasi dari susu skim, dimana lemak dari susu mudah

dihilangkan.

2. Penambahan Asam asetat glasial tidak boleh berlebih/kurang, karena jika

berlebih dapat menghidrolisis laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu

glukosa dan galaktosa. Sedangkan jika kurang akan menyebabkan laktosa

yang terbentuk hasilnya kurang baik.

3. Penambahan CaCO3 bertujuan untuk mengendapan albumin yang juga

terdapat di dalam susu skim.

4. Membutuhan waktu 1 malam atau lebih untuk laktosa mengendap dengan

sempurna setelah itu disaring dengan labu hisap menjadi Kristal laktosa yang

dikeringkan dengan udara bebas.

5. Laktosa dapat berada dalam 2 kristal, bentuk -hidrat dan bentuk β-anhidrat

yang dapat ditemukan pada tahana amorf atau lirkaca.

Tanda tangan Praktikan :

Arlisa Fitria Intan Wulandari

1130397 1130408

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 15

Page 16: Ko Laktosa

DAFTAR PUSTAKA

Isolasi Laktosa dari Susu Skim Page 16