Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

42
Analisa Karbohidrat Dwi Larasatie Nur Fibri, STP, M.Sc Laboratorium Ilmu Pangan dan Gizi Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian Universitas Gadjah Mada

description

kuliah

Transcript of Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Page 1: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Karbohidrat

Dwi Larasatie Nur Fibri, STP, M.ScLaboratorium Ilmu Pangan dan Gizi

Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil PertanianUniversitas Gadjah Mada

Page 2: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

KARBOHIDRAT

3 bentuk KH

Monosakarida

Oligosakarida

Polisakarida

Manis

Gugus hidroksil

Terlalu besar, tidak dapat masuk ke dalam sel-sel kuncup rasa pada permukaan lidah

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

Page 3: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

KLASIFIKASI KARBOHIDRATberdasar jumlah monomernya

Monosakarida

KARBOHIDRAT

Oligosakarida Polisakarida

5-6 karbon sbg rantai atau cincin

Punya bbrp gugus hidroksil (-OH)

dan satu karbonil (-C=O )

GlukosaFruktosa

Galaktosa

2 – 10 unit monosakarida:

SukrosaLaktosaMaltosaRafinosaStakiosa

Lebih dari 10 unit monosakarida:

PatiCellulosaMannangalaktan

galaktomannanpektin

mannoglukan.

Page 4: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

STRUKTUR LINIERGugus Aldehid (reduktif)

Gugus Keton (reduktif)

Glukosa (Aldosa)

Fruktosa (Ketosa)

Page 5: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

• Di alam, 90% karbohidrat merupakan bentuk tertutup, baik pyran maupun furan

• Pyran 5C 1O (ikatan C1-C5)• Furan 4C 1O (ikatan C2-C5)• Bentuk ikatan beta tidak tercerna oleh enzim

pencernaan• Semua monosakarida adalah gula reduksi

asalkan C1-nya tidak berikatan dengan gugus lain

Page 6: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Perubahan Glukosa ke bentuk cincin

Gugus reduktif

Page 7: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Bentuk Cincin Glukosa dan Fruktosa

Alpha D-glucose

Beta- D-fructose

Cincin piran Cincin furanGlukosa molekul terbuka

gugus reduktif

Page 8: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Disakarida

a1-4 linkage

Gugus reduktif

Page 9: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

aGlucose+ Fructose= Sucrose

aGlucose+ Galactose=Lactose

Gugus reduktif saling menutup (tidak reduktif)

Disakarida

Page 10: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Pati / Amilum

polimer glukosa dengan ikatan (alfa-)

Glikogen dlm tubuh hewan

Gugus reduktif

amilopektin

amilosa

Page 11: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Amilosa

• Amilosa adalah rantai tak bercabang• Amilopektin adalah rantai cabang di 1,6

glikosidik• Amilosa-amilopektin di alam selalu

tercampur dan hanya ada di jaringan tanaman

• Enzim α 1,4 amilase bisa memecah ikatan 1,6 glikosidik, tapi butuh waktu lebih lama

Page 12: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

• Amilosa = 200 molekul glukosa• Amilopektin = 600 molekul glukosa• Selulosa β 1,4 glikosidik tidak dapat

dicerna enzim pencernaan• Hewan pemamah biak juga tidak dapat

mencerna, tapi lambungnya tidak asam sehingga ada bakteri yang mampu hidup dan menghasilkan enzim selulase

Page 13: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

• Pati jika dihidrolisis sempurna, Dextrose Equivalen (DE) = 100

• Sifat reduksi monosakarida (glukosa) = 100%

• Berkurang jika berikatan• Sukrosa tidak reduktif karena C1 glukosa

berikatan dengan C2 fruktosa

Page 14: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa karbohidrat• Dlm analisa proksimat, kadangkala tidak dilakukan analisa karbohidrat

• 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)]%

Kelemahan:

Merupakan KH total yg tercerna maupun tidak tidak menggambarkan nilai gizi sebenarnya

Untuk pakan Ok, tapi tidak untuk pangan

Bisa untuk pangan yang jelas KH-nya [sayur = serat (KH); pati,beras = amilosa (KH)]

Tidak bisa untuk teh, kopi, tembakau karena ada senyawa mayor lain

Page 15: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa karbohidrat

3 analisa, yaitu:• Gula sederhana / gula reduksi• Pati tercerna• Serat

Prinsipnya : berdasar pada sifat/daya reduktif gula

Page 16: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

AnalisisPersiapan sampel : digiling, dihilangkan lipida dan klorofilnya dengan ekstraksi menggunakan eter.

Mengekstraksi karbohidrat yang dapat larut dengan air, kemudian dijernihkan dengan timbal asetat

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

Page 17: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

1. Analisa gula reduksi

• Tujuan menentukan jumlah gula reduksi• Prinsip: reduksi kupri-oksida menjadi

kupro oksida oleh gula reduksi• Metode :

– Luff-Schrool– Nelson-Somogyi

Page 18: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool

• 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

2 Cu++ + 2 I- 2 Cu+ + I2

I2 + 2 Na2S2O3= 2 NaI + Na2S4O6

Page 19: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Prosedur

• 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 !

Page 20: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Kelebihan-Kelemahan

• Cukup teliti• Kurang praktis, waktu lama• Kebutuhan reagen kimia banyak boros

biaya /mahal, garam KI murni sangat mahal

Page 21: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode Luff-Schrool >> Contoh soal

Sampel teh botol (lemon tea) diperkirakan mengandung gula reduksi 2-3 % b/v akan diuji dengan analisa Luff-Schrool. Bagaimana cara preparasi (=pengenceran) sampel tsb agar larutan sampel yg akan ditambah reagen Luff mengandung sekitar 50-60 mg gula reduksi per 25 ml ?

Page 22: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode 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

Page 23: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi

• Untuk mengetahui konsentrasi gula maka perlu dibuat kurva standar yang menggambarkan hubungan konsentrasi gula dengan absorbansi

• Larutan sampel setelah ditambah reagen Nelson kmd ditera absorbansinya, dan dari nilai A dihitung kadar gulanya menggunakan persamaan garis kurva standar tsb.

Page 24: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Pembuatan Kurva Standar :Kurva standar dipersiapkan dari larutan glukosa murni berkadar 1

mg/10mL yang diisikan ke dalam tabung reaksi sejumlah sbb :

Kadar glukosa ( g/mL)

0 20 40 60 80 100

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

Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi

Page 25: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

·      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 :

Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi

Page 26: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

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

Page 27: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

·      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 :

Page 28: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

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)

Page 29: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

•Contoh : akan dianalisa kadar glukosa dari serbuk glukosa yang diperkirakan kadarnya sekitar 90% . sampel tsb dipersiapkan sbb :

*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 reagensia Nelson dan selanjutnya diperlakukan sama seperti pada prosedur di atas. Hasil pembacaan absorbansinya dimasukkan ke persamaan kurva standar diperoleh kadar gula reduksi-nya.

Page 30: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Contoh : akan dianalisa kadar gula madu yg diduga berkadar air 27% dan berkadar gula + 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 diencerkan 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

Page 31: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Penentuan Sukrosa

• Sukrosa dihidrolisis dengan asam atau enzim• Menghasilkan 2 mol gula reduksi/ gula invert

(fruktosa dan glukosa)• Gula invert ditentukan dengan metoda Luff

atau Nelson

C6H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

SukrosaBM = 342

FruktosaBM = 180

GlukosaBM = 180

Page 32: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

• Perhitungan :

Kadar sukrosa = Jml gula reduksi x FK

FK = BM sukrosa = 342 = 0.95

2 BM gula red 2 x 180

Penentuan Sukrosa

Page 33: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Penentuan patiPRINSIP:Pati dihidrolisa dengan asam sehingga menghasilkan gula-gula reduksi, kemudian gula yang terbentuk ditetapkan jumlahnya. (C6H10O5)m + m H2O m C6H12O6

Pati m GlukosaBM = 162 m BM = 180 m

Faktor konversi = BM pati BM Gula reduksi

Kadar pati = FK x kadar gula reduksi

Page 34: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Pengolahan Data

Page 35: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

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

Page 36: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

· 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 = 0.9279

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

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

Page 37: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

• 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 :

Page 38: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

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

Page 39: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

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 = 0,068922

a = [2,07 – 0,068922*24]/5 = 0,415872 / 5 = 0,0831744

Persamaan garis linier : Y = 0,0831744 + 0,068922 X

r =

Page 40: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Diambil 2 gr sampel, dilarutkan menjadi 50 ml (lar. A)

Kemudian dari lar. A diambil 2,5 ml dan diencerkan menjadi 25 ml (lar. B)

Dari lar. B diambil 2,5 ml dan diencerkan menjadi 25 ml (lar. C)

Dari lar. C diambil 1 ml dan diencerkan menjadi 10 ml (lar. D)

Berapakah faktor pengencerannya?

Contoh soal pengenceran

Page 41: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Dari lar. D diambil 1 ml dan dianalisa kadar gulanya.

Diketahui mengandung 3,5 mg/100 mlBerapakah kadar gula pada sampel?... mg/g... %

Contoh soal penentuan kadar kh

Page 42: Pt. 12. Karbohidrat-dlnf

Tepung beras halus ditimbang 0.3498 gr kmd dihidrolisis dgn HCl dijernihkan dan volume larutan dijadikan 100 ml (=A)

Dipipet 5 ml lart. A dan diencerkan menjadi 200 ml (=B)Dipipet 1 ml lart. B dan diencerkan menjadi 100 ml (=C)Dipipet 1 ml lart. C dan direaksikan dengan reagen

nelson somogyi dan dibaca absobansinya A= 0.41Bila dianalisis terhadap glukosa murni menghasilkan

kurva standar A=0.9560 - 0.9482 c (c=kadar glukosa µg/ml)

Hitung kadar pati tersebut!

Contoh soal