Makalah Biomol Karbohidrat_hg 02 Singkong.docx

MAKALAH BIOLOGI MOLEKULAR STRUKTUR, BIOSINTESIS, ANALISIS, DAN APLIKASI KARBOHIDRAT

oleh HG 2 : Atha Hamzah

(1506673366)

Ali Hamdani

(1506743662)

Nicolas Christianto

(1706038355)

Anwar Ismail

(1706038380)

Program Studi Teknik Kimia (S1 Reguler) Departemen Teknik Kimia FTUI Depok 2019

DAFTAR ISI BAB I LATAR BELAKANG .............................................................................................................. 3 BAB II PEMBAHASAN ................................................................................................................... 4 1. Struktur Karbohidrat ............................................................................................................. 4 1.1. ......................................................................................................................................... 4 1.2. ......................................................................................................................................... 4 2. Identifikasi & Analisis Karbohidrat ........................................................................................ 4 2.1.

Uji Kualitatif ............................................................................................................... 4

2.2.

Uji Kuantitatif .......................................................................................................... 11

3. Fungsi & Aplikasi Karbohidrat ............................................................................................. 17 3.1. ....................................................................................................................................... 17 3.2. ....................................................................................................................................... 18 4. Biosintesis Karbohidrat ....................................................................................................... 18 4.1. ....................................................................................................................................... 18 4.2. ....................................................................................................................................... 18 BAB III KESIMPULAN ................................................................................................................... 19 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................ 20

BAB I LATAR BELAKANG

BAB II PEMBAHASAN

1. Struktur Karbohidrat 1.1.

1.2.

2. Identifikasi & Analisis Karbohidrat 2.1. Uji Kualitatif 2.1.1. Uji Molisch

Gambar 2.1. Hasil uji molisch, kiri positif dan kanan negatif

Tujuan : membuktikan adanya karbohidrat (semua) Prinsip : didasarkan pada hidrolisis karbohidrat oleh asam sulfat pekat yang menghasilkan monosakarida. Dehidrasi monosakarida jenis pentosa oleh asam sulfat pekat menghasilkan furfural. Sedangkan golongan heksosa dihidrolisis oleh asam sulfat pekat menjadi hidroksi-metil furfural. Reagen molisch akan bereaksi dengan furfural membentuk senyawa kompleks yang tampak seperti cincin ungu pada batas antara 2 lapisan Reagen : melarutkan 12,5 gram alfa-naftol ke dalam alkohol 95% sampai volumenya tepat 250 mL. Dibuat baru setiap kali digunakan Prosedur : 1) 15 tetes sampel di dalam tabung reaksi. 2) Tambah 3 tetes reagen Molisch, kocok. 3) Miringkan tabung, alirkan 1 ml Asam sulfat pekat secara hati-hati melalui dindingnya agar tidak bercampur

2.1.2. Uji Iodium

Tujuan : membuktikan adanya polisakarida (amilum, glikogen, dan dekstrin). Prinsip : didasarkan pada pembentukan kompleks adsorpsi berwarna spesifik oleh polisakarida akibat penambahan iodium. Amilum atau pati dengan iodium menghasilkan berwarna biru, dekstrin menghasilkan warna merah anggur, sedangkan glikogen dan sebagian pati terhidrolisis bereaksi dengan iodium membentuk warna coklat. Reagen : Larutan Iodium 0,01 M dibuat dengan melarutkan 1,26 gram iod (I2) dan 22,5 gram Kalium Iodida (KI) dalam air sampai 1 L Prosedur : 3 tetes sampel + 2 tetes Reagen Iodium

Gambar 2.2. Hasil uji Iodium, kiri positif dan kanan negatif

2.1.3. Uji Benedict

Gambar 2.3. Hasil uji Benedict, kiri positif dan kanan negatif

Tujuan : membuktikan adanya gula pereduksi (monosakarida & beberapa disakarida seperti laktosa, glukosa, maltosa) Prinsip : Didasarkan pada gula yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas yang dapat mereduksi ion Cu2+ dalam suasana alkalis menjadi Cu+ yang mengendap sebagai Cu2O berwarna merah bata. Reagen : 1) 173 g kristal natrium sitrat + 100 g natrium karbonat anhidrous + 800 mL air. 2) Aduk, saring, tambahkan 17,3 g tembaga sulfat yang terlarut dalam 100 ml air. 3) buat volume menjadi 1 L dengan air

Prosedur : 1) 5 tetes sampel + 15 tetes reagen benedict. 2) Campurkan, didihkan selama 2 menit. 3) Dinginkan perlahan, amati warna yang terbentuk Tabel 2.1. Arti warna uji Benedict

Warna

Nilai

Konsentrasi

Biru/Hijau Keruh

-

-

Hijau/Hijau Kekuningan

+1

< 0,5%

Kuning Kehijauan / Kuning Keruh

+2

0,5 - 1,0%

Jingga

+3

1,0 – 2,0%

Merah Bata

+4

> 2%

2.1.4. Uji Barfoed

Gambar 2.4. Hasil uji Barfoed, kiri positif dan kanan negatif

Tujuan : membedakan monosakarida & disakarida pereduksi Prinsip : Monosakarida dioksidasi oleh ion Cu2+ dalam larutan untuk membentuk asam karboksilat dan endapan tembaga (I) oksida (Cu2O) merah bata dalam tiga menit. Disakarida mengalami reaksi yang sama, tetapi lajunya lebih pelan Reagen : 1) Saring 13,3 g kristal tembaga asetat + 200 mL air. 2) + 1,9 ml asam asetat glasial. Pereaksi dibuat baru setiap kali digunakan Prosedur : 1) 10 tetes sampel + 10 tetes reagen barfoed. 2) Campur, didihkan selama 1 menit. 3) Amati warna

2.1.5. Uji Bial Tujuan : membuktikan adanya Pentosa Prinsip : dehidrasi pentosa oleh HCl pekat menghasilkan furfural dan dengan penambahan orsinol (3,5-dihidroksi toluena) akan berkondensasi membentuk senyawa kompleks berwarna biru. Reagen : 5 g orsionol dalam Alkohol 95% sampai volume 100 ml

Prosedur : 1) 5 tetes sampel + 10 tetes reagen Bial. 2) + HCl Pekat, campur. 3) Panaskan sampai muncul gelembung-gelembung gas. 4) Amati warna dan endapan

Gambar 2.5. Hasil uji Bial, kiri positif, tengah & kanan negatif

2.1.6. Uji Seliwanoff

Gambar 2.6. Hasil uji Seliwanoff, kiri positif, tengah & kanan negatif

Tujuan : membedakan aldosa (glukosa) dengan ketosa (fruktosa) Prinsip : dehidrasi fruktosa oleh HCl pekat menghasilkan hidroksimetilfurfural dan dengan penambahan resorcinol akan mengalami kondensasi membentuk senyawa kompleks berwarna merah oranye dalam 2 menit. Aldoheksosa (glukosa) juga mengalami reaksi yang sama, namun lebih lambat. Reagen : 3,5 ml resorcinol 0,5% + 12 ml HCl pekat + akuades 35 ml Prosedur : 1) 5 tetes sampel + 15 tetes reagen Seliwanoff. 2) Didihkan selama 30 detik

2.1.7. Uji Osazon Tujuan : membedakan berbagai karbohidrat dari gambar kristalnya Prinsip : semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk hidrazon atau osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang spesifik. Osazon dari disakarida larut dalam air mendidih dan terbentuk kembali bila didinginkan. Namun, sukrosa tidak membentuk osazon karena gugus aldehida atau keton yang terikat

pada monomernya sudah tidak bebas. Sebaliknya, osazon dari monosakarida tidak larut dalam air mendidih. Reagen : seujung spatula fenilhidrazin-hidroklorida & kristal Na asetat Prosedur : 1) 2 ml sampel + reagen. 2) Panaskan. 3) Dinginkan perlahan. 4) Amati kristal pada mikroskop

Gambar 2.7. Hasil uji Osazon, penampakan kristal suatu karbohidrat

2.1.8. Uji Asam Musat

Gambar 2.8. Hasil uji Asam Musat, terbentuk padatan tak larut jika positif

Tujuan : membuktikan adanya galaktosa Prinsip : oksidasi terhadap karbohidrat dengan asam nitrat pekat akan menghasilkan asam yang dapat larut. Namun, laktosa dan galaktosa menghasilkan asam musat yang tidak dapat larut. Reagen : Asam nitrat pekat Prosedur : 1) 10 tetes sampel + 2 tetes reagen. 2) Panaskan hingga volumenya tersisa 2-3 tetes. 3) Dinginkan perlahan. 4) Amati kristal di bawah mikroskop

2.1.9. Uji Fehling Tujuan : membuktikan adanya gugus Aldehid

Prinsip : Gula dioksidasi oleh ion Cu2+ dalam larutan untuk membentuk asam karboksilat dan endapan Cu2O kemerahan. Pemanasan mengakibatkan ikatan gugus aldehid terbongkar dan dapat bereaksi dengan ion –OH membentuk asam-asam karboksilat. Cu2O akan dihasilkan sebagai endapan sebagai produk samping reaksi asam karboksilat. Reagen : Fehling A (CuSO4) dan Fehling B (NaOH & KNa tartarat dalam air)

Gambar 2.9. Hasil uji Fehling, kiri positif dan kanan negatif

2.1.10. Uji Moore

Gambar 2.10. Hasil uji Moore, terbentuk warna coklat jika positif

Tujuan : mengetahui terjadinya karamelisasi & adanya alkali Prinsip : menggunakan NaOH yang berfungsi sebagai sumber ion OH- yang akan berikatan dengan rantai aldehid dan membentuk aldol aldehid yang berwarna kekuningan. Oksidasi dan pemanasan karbohidrat menghasilkan senyawa kompleks berwarna coklat dan berbau khas karamel. Prosedur : 1) 2 ml sampel + 2 ml NaOH 10%. 2) Panaskan 5 menit. 3) Amati perubahan.

2.1.11. Uji Tollens

Gambar 2.11. Hasil uji Tollens, kiri positif dan kanan negatif

Tujuan : membedakan senyawa aldehid & keton

Prinsip : Reagen Tollens mengoksidasi aldehid menjadi asam karboksilat. Ag2O yang terbentuk dilarutkan dalam larutan ammonia sehingga membentuk kompleks perak amoniakal. Reagen : 1 ml AgNO3 + 2 tetes NaOH 10% + NH4OH Prosedur : 1) Reagen Tollens + 1 tetes/spatula sampel + pelarut. 2) Campur, didihkan, amati hasil

2.1.12. Uji Elektroforesis

Gambar 2.12. Skema alat elektroforesis gel (atas), dan hasil uji (bawah)

Tujuan : membuktikan kandungan karbohidrat-karbohidrat spesifik Prinsip : Pemisahan komponen atau molekul bermuatan berdasarkan tingkat migrasinya dalam medan listrik. Ketika suatu molekul bermuatan negative berada pada suatu medan listrik, maka ia akan bergerak ke kutub positif. Kecepatan geraknya bergantung pada besar muatan, massa, dan bentuknya sesuai hukum Lorentz F = qE Alat : Gel agar, pewarna, listrik

2.2. Uji Kuantitatif 2.2.1. Uji Anthrone 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑔𝑢𝑙𝑎 (%) = (

𝐺 × 𝐹𝑃 ) × 100% 𝑊

G = gula dari kurva standar (g) FP = faktor pengenceran W = berat bahan uji (g) Tujuan : Mengukur jumlah karbohidrat Reagen : Anthrone (9,10-dihydro-9-oxanthracene) Prinsip : senyawa anthrone akan bereaksi secara spesifik dengan karbohidrat dalam asam sulfat pekat menghasilkan warna biru kehijauan yang khas. Perhitungannya adalah dengan menentukan konsentrasi gula dalam bahan uji menggunakan kurva standar (hubungan antara konsentrasi gula standar dengan absorbans) dan memperhitungkan pengenceran dengan persamaan disamping

2.2.2. Uji Nelson-Somogyi

Gambar 2.13. Hasil uji Nelson-Somogyi, intensitas warna biru

Tujuan : mengukur jumlah gula pereduksi Reagen : CuSO4 + Na2CO3 + Na2SO4 + KNa Tartarat

Prinsip : Gula pereduksi mereduksi pereaksi tembaga (II) basa menjadi tembaga (I) oksida (Cu2O). Cu2O ini bersama dengan arsenomolibdat membentuk senyawa kompleks berwarna biru molybdine. Intensitas warna menunjukkan banyaknya gula pereduksi dengan pengujian spektrofotometri UV-Vis pada λ=520 nm.

2.2.3. Uji Luff-Schoorl

Gambar 2.14. Tabel hubungan jumlah titran, interpolasi, dan jumlah gula yang terkandung

𝐷𝐸 =

𝑐 𝑥 100 𝑎𝑥𝑑

T = (B − A)f

DE = persentase ikatan glikosida yang terhidrolisis c = mg dektrosa pada setiap 25 ml larutan sampel a = g sampel d = % bahan kering sampel ( g/100 g) T = interpolasi titran B = mL tiosulfat 0,1 N yang digunakan untuk blanko A = mL tiosulfat 0,1 N yang digunakan untuk sampel Tujuan : mengukur jumlah gula pereduksi yang setara dengan jumlah Cu2O yang terbentuk Reagen : Na2S2O3 Prinsip : Titrasi blanko & Sampel : kupri oksida yang ada dalam reagen akan membebaskan iod dari garam KI. Banyaknya iod yang dibebaskan ekuivalen dengan banyaknya kupri oksida. Banyaknya iod dapat diketahui dengan titrasi menggunakan Na2S2O3. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup maka diperlukan indikator amilum. Jika larutan berubah warna dari biru ke putih berarti titrasi sudah selesai

2.2.4. Uji Follin Tujuan : mengukur jumlah gula pereduksi Reagen : CuSO4 & larutan fosfomolibdat Prinsip : Gula mereduksi ion Cu2+ menjadi ion Cu+ yang tidak larut. Penambahan pereaksi asam fosfomolibdat ke Cu+ akan larut dan mereduksi ion fosfomolibdat yang berwarna biru. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan acuan larutan glukosa standar yang dibandingkan lewat colorimetric maupun absorbansi spektrofotometer

2.2.5. Uji Asam Fenol Sulfat (Total Sugar) Tujuan : mengukur gula total Prinsip : Gula sederhana, oligosakarida, dan turunannya dapat dideteksi dengan fenol dalam asam sulfat pekat yang akan menghasilkan warna jingga kekuningan yang stabil. Kepekatannya akan menunjukkan gula yang terkandung yang diukur melalui pengukuran absorbansi dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 490 nm

2.2.6. Uji Dinitrosalisilat (DNS) Tujuan : mengukur gula pereduksi spesifik (misal glukosa) Prinsip : Glukosa memiliki gugus aldehida, sehingga dapat dioksidasi menjadi gugus karboksil. Gugus aldehida yang dimiliki oleh glukosa akan dioksidasi oleh asam 3,5dinitrosalisilat menjadi gugus karboksil dan menghasilkan asam 3-amino-5-salisilat pada kondisi basa dengan suhu 90-100oC. Senyawa ini dapat dideteksi dengan spektrofotometer pada 𝜆 = 540 𝑛𝑚.

Gambar 2.15. Reaksi DNS menjadi asam 3-amino-5-salisilat

2.2.7. Uji Kromatografi Tujuan : Mengukur kadar karbohidrat tertentu maupun secara umum Prinsip : mengisolasi dan mengidentifikasi karbohidrat dalam suatu campuran. Isolasi karbohidrat berdasarkan prinsip pemisahan suatu campuran berdasarkan perbedaan distribusi rationya pada fase diam dengan fase bergerak.

Alat : GC, HPLC, GC-MS, LC-MS, TLC, HPAEC-PAD

Gambar 2.16. Instrumen Kromatografi

Gambar 2.17. Kromatogram hasil uji karbohidrat dalam kopi instan

2.2.8. Uji Refraktometri (Indeks Bias/Refraktif) Tujuan : mengukur kadar karbohidrat Prinsip : cahaya yang masuk melalui prisma-cahaya hanya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas. Alat : Refraktometer

Gambar 2.18. Refraktometer (kiri), dan kurva kadar sukrosa terhadap indeks bias (kanan)

2.2.9. Uji Spektrofotometri Inframerah

Gambar 2.19. Instrumen spektrofotometri inframerah

Tujuan : Mengukur kadar karbohidrat tertentu Prinsip : Suatu material menyerap inframerah berdasarkan vibrasi dan rotasi dari grup molekular. Karbohidrat memiliki grup molekular yang menyerap radiasi inframerah pada panjang gelombang di mana tidak satupun konstituen makanan lain dapat diukur pada panjang gelombang ini. Sehingga dapat dibuat kurva kalibrasi Absorbansi vs Konsentrasi Alat : Spektrofotometer Inframerah

2.2.10. Uji Polarimetri (Rotasi Optis)

[𝛼] = specific rotation

𝛼 = observed rotation

T = temperature

𝜆 = wavelength

C = concentration (g/100ml)

Tujuan : mengukur konsentrasi karbohidrat Prinsip : Polarimeter adalah alat yang mengukur sudut bidang terpolarisasi cahaya berputar ketika melewati larutan. Konsentrasi karbohidrat dalam sampel yang tidak diketahui kemudian ditentukan dengan mengukur sudut rotasinya dan membandingkannya dengan kurva kalibrasi. Alat : Polarimeter

Gambar 2.20. Instrumen polarimeter

2.2.11. Uji Densitas

Gambar 2.21. Skema instrumen hidrometer

Tujuan : mengukur konsentrasi karbohidrat Prinsip : Densitas adalah massa per volume. Densitas larutan aqueous meningkat seiring peningkatan konsentrasi karbohidratnya. Sehingga konsentrasi karbohidrat dapat ditentukan dengan mengukur densitasnya Alat : Hydrometer

2.2.12. Uji Immunoassay (ELISA)

Tujuan : mengukur kadar karbohidrat MW rendah Prinsip : Antibodi adalah protein pada hewan yang diproduksi sebagai respon invasi molekul asing (antigen atau analit) secara sangat spesifik. Karbohidrat yang diasosiasikan dengan protein (analit) dapat diinjeksikan ke hewan agar terdeteksi oleh tubuh sebagai antigen. Hanya antibodi spesifik yang akan mengikat antigen atau analit (berkabohidrat) spesifik pula. Antibodi dipurifikasi dari darah & merupakan reagen uji kadar yang ideal untuk mendeteksi molekul spesifik tanpa gangguan molekul lain.

Gambar 2.22. Skema proses ELISA

2.2.13. Uji Enzimatik

Gambar 2.23. Reaksi uji enzimatik glukosa dengan enzim glukonolaktone

Tujuan : mengukur kadar karbohidrat tertentu Reagen : Enzim spesifik karbohidrat Prinsip : Metode enzimatik cocok untuk digunakan dalam menentukan kadar suatu gula secara individual, disebabkan kerja enzim yang sangat spesifik. Contoh enzim yang dapat digunakan adalah glukosa oksidase & heksokinase, dimana keduanya digunakan untuk mengukur kadar glukosa

3. Fungsi & Aplikasi Karbohidrat

3.1.

3.2.

4. Biosintesis Karbohidrat

4.1.

4.2.

BAB III KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini meliputi : • Uji karbohidrat terbagi menjadi uji kuantitatif dan kualitatif. Kuantitatif bertujuan untuk mengetahui keberadaan suatu karbohidrat pada sampel, sedangkan kuantitatif untuk mengukur kadarnya dalam sampel.

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, A. 2008. Principles of Biochemistry. Mandal, A. 2012. Lipid Biological Functions. [Online]. Available at: http//:newsmedical.net/life-science/lipid-biological-function.aspx Chan, C.-H. 2018. Tribological Behaviour of Biolubricant Base Stocks and Additives. Renewable & Sustainable Energy Reviews. 93, 145-157.