Pengertian Karbohidrat

Secara sederhana dapat diartikan bahwa karbohidrat ialah suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga dinamaka karbo-hidrat. Dalam tumbuhan senyawa ini dibentuk melaui proses fotosintesis antara air (H2O) dengan karbondioksida (CO2) dengan bantuan sinra matahari (UV) menghasilkan senyawa sakarida dengan rumus (CH2O)n.

  • Fungsi Karbohidrat

Ada banyak fungsi dari karbohidrat dalam penerapannya di industri pangan, farmasi maupun dalam kehidupan manusia sehari-hari. Diantara fungsi dan kegunaan itu ialah :

a. Sebagai sumber kalori atau energi

b. Sebagai bahan pemanis dan pengawet

c. Sebagai bahan pengisi dan pembentuk

d. Sebagai bahan penstabil

e. Sebagai sumber flavor (karamel)

f. Sebagai sumber serat

  • Klasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat dapat digolongan menjadi dua (2) macam yaitu karbohidrat sederhana dengan karbohidrat komplek atau dapat pula menjadi tiga (3) macam, yaitu :

a. Monosakarida (karbohidrat tunggal)

Kelompok monosakarida dibedakan menjadi dua (2) macam, yaitu pentosa yang tersusun dari lima (5) atom karbon (arabinosa, ribose, xylosa) dan heksosa yang tersusun dari enam (6) atom karbon (fruktosa/levulosa, glukosa, dan galaktosa).

Struktu glukosa dan fruktosa digunakan sebagai dasar untuk membedakan antara gula reduksi dan gula non-reduksi. Penamaan gula reduksi ialah didasarkan pada adanya gugus aldehid (–CHO pada glukosa dan galaktosa) yang dapat mereduksi larutan Cu2SO4 membentuk endapan merah bata. Adapun gula non-reduksi ialah gula yang tidak dapat mereduksi akibat tidak adanya gugus aldehid seperti pada fruktosa dan sukrosa/dektrosa yang memiliki gugus keton (C=O).

D-Glukosa (Fischer) D-Glukosa (Haworth)

b. Oligosakarida (tersusun dari beberapa monosakarida)

Kelompok ini terdiri dari banyak jenis, seperti disakarida, trisakarida, tetrasakarida, dll. Namun paling banyak dipelajari ialah kelompok disakarida yang terdiri dari maltosa, laktosa dan sukrosa (dekstrosa). Dua dari jenis disakarida ini termasuk gula reduksi (laktosa dan maltosa) sedangkan sukrosa tidak termasuk gula reduksi (nonreducing).

c. Polisakarida (tersusun lebih dari 10 monosakarida)

Kelompok ini terdiri dari tiga (3) jenis yaitu :

1. Homopolisakarida

Yaitu polisakarida yang tersusun atas satu jenis dari monosakarida yang diikat oleh ikatan glikosida, seperti galactan, mannan, fructosans, dan glucosans (cellulose, dextrin, glycogen, dan starch/pati)

2. Heteropolisakarida

3. Polisakarida mengandung N (chitin)

  • Pengujian Karbohidrat

a. Uji Kualitatif

Pengujian ini dapat dilakukan dengan dua (2) macam cara, yaitu; pertama menggunakan reaksi pembentukan warna dan yang kedua menggunakan prinsip kromatografi (TLC/Thin Layer Cromatograpgy, GC/Gas Cromatography, HPLC/High Performance Liquid Cromatography). Dikarenakan efisiensi pengujian, pada umumnya untuk pengujian secara kualitatif hanya digunakan prinsip yang pertama yaitu adanya pembentukan warna sebagai dasar penentuan kandungan karbohidrat dalam suatu bahan. Sedikitnya ada tujuh (7) macam reaksi pembentukan warna, yaitu :

1. Reaksi Molisch

KH (pentose) + H2SO4 pekat à furfural à + a naftol à warna ungu

KH (heksosa) + H2SO4 pekat à HM-furfural à + a naftol à warna ungu

Kedua macam reaksi diatas berlaku umum, baik untuk aldosa (-CHO) maupun karbohidrat kelompok ketosa (C=O).

2. Reaksi Benedict

KH + camp CuSO4, Na-Sitrat, Na2CO3 à Cu2O endapan merah bata

3. Reaksi Barfoed

KH + camp CuSO4 dan CH3COOH à Cu2O endapan merah bata

4. Reaksi Fehling

KH + camp CuSO4, K-Na-tatrat, NaOH à Cu2O endapan merah bata

Ketiga reaksi diatas memiliki prinsip yang hampir sama, yaitu menggunakan gugus aldehid pada gula untuk mereduksi senyawa Cu2SO4 menjadi Cu2O (enpadan berwarna merah bata) setelah dipanaskan pada suasana basa (Benedict dan Fehling) atau asam (Barfoed) dengan ditambahkan agen pengikat (chelating agent) seperti Na-sitrat dan K-Na-tatrat.

5. Reaksi Iodium

KH (poilisakarida) + Iod (I2) à warna spesifik (biru kehitaman)

6. Reaksi Seliwanoff

KH (ketosa) + H2SO4 à furfural à + resorsinol à warna merah.

KH (aldosa) + H2SO4 à furfural à + resorsinol à negatif

7. Reaksi Osazon

Reaksi ini dapat digunakan baik untuk larutan aldosa maupun ketosa, yaitu dengan menambahkan larutan fenilhidrazin, lalu dipanaskan hingga terbentuk kristal berwarna kuning yang dinamakan hidrazon (osazon).

b. Uji Kuantitatif

Untuk penetapan kadar karbohidrat dapat dilakukan dengan metode fisika, kimia, enzimatik, dan kromatografi (tidak dibahas).

1. Metode Fisika

Ada dua (2) macam, yaitu :

a. Berdasarkan indeks bias

Cara ini menggunakan alat yang dinamakan refraktometer, yaitu dengan rumus :

X = [(A+B)C – BD)]

4

dimana :

X = % sukrosa atau gula yang diperoleh

A = berat larutan sampel (g)

B = berat larutan pengencer (g)

C = % sukrosa dalam camp A dan B dalam tabel

D = % sukrosa dalam pengencer B

b. Berdasarkan rotasi optis

Cara ini digunakan berdasarkan sifat optis dari gula yang memiliki struktur asimetrs (dapat memutar bidang polarisasi) sehingga dapat diukur menggunakan alat yang dinamakan polarimeter atau polarimeter digital (dapat diketahui hasilnya langsung) yang dinamakan sakarimeter.

Menurut hokum Biot; “besarnya rotasi optis tiap individu gula sebanding dengan konsentrasi larutan dan tebal cairan” sehingga dapat dihitung menggunakan rumus :

[a] D20 = 100 A

L x C

dimana :

[a] D20 = rotasi jenis pada suhu 20 oC menggunakan

D = sinar kuning pada panjang gelombang 589 nm dari lampu Na

A = sudut putar yang diamati

C = kadar (dalam g/100 ml)

L = panjang tabung (dm)

sehingga C = 100 A

L x [a] D20

2. Metode Kimia

Metode ini didasarkan pada sifat mereduksi gula, seperti glukosa, galaktosa, dan fruktosa (kecuali sukrosa karena tidak memiliki gugus aldehid). Fruktosa meskipun tidak memiliki gugus aldehid, namun memiliki gugus alfa hidroksi keton, sehingga tetap dapat bereaksi.

Dalam metode kimia ini ada dua (2) macam cara yaitu :

a. Titrasi

Untuk cara yang pertama ini dapat melihat metode yang telah distandarisasi oleh BSN yaitu pada SNI cara uji makanan dan minuman nomor SNI 01-2892-1992.

b. Spektrofotometri

Adapun untuk cara yang kedua ini menggunakan prinsip reaksi reduksi CuSO4 oleh gugus karbonil pada gula reduksi yang setelah dipanaskan terbentuk endapan kupru oksida (Cu2O) kemudian ditambahkan Na-sitrat dan Na-tatrat serta asam fosfomolibdat sehingga terbentuk suatu komplek senyawa berwarna biru yang dapat diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm.

3. Metode Enzimatik

Untuk metode enzimatis ini, sangat tepat digunakan untuk penentuan kagar suatu gula secara individual, disebabkan kerja enzim yang sangat spesifik. Contoh enzim yang dapat digunakan ialah glukosa oksidase dan heksokinase Keduanya digunakan untuk mengukur kadar glukosa.

a. Glukosa oksidase

D- Glukosa + O2 oleh glukosa oksidase à Asam glukonat dan H2O2

H2O2 + O-disianidin oleh enzim peroksidase à 2H2O + O-disianidin teroksdasi yang berwarna cokelat (dapat diukur pada l 540 nm)

b. Heksokinase

D-Glukosa + ATP oleh heksokinase à Glukosa-6-Phospat +ADP

Glukosa-6-Phospat + NADP+ oleh glukosa-6-phospat dehidrogenase à Glukonat-6-Phospat + NADPH + H+ Adanya NADPH yang dapat berpendar (memiliki gugus kromofor) dapat diukur pada l 334 nm dimana jumlah NADPH yang terbentuk setara dengan jumlah glukosa.

IN ENGLISH

Understanding Carbohydrates

In simple terms means that the carbohydrate is a compound consisting of molecules of carbon (C), hydrogen (H) and oxygen (O) or carbon and hydrate (H2O), so dinamaka carbohydrates. In plants, this compound was formed through the process of photosynthesis between water (H2O) with carbon dioxide (CO2) with the help sinra sun (UV) produces saccharide compound with formula (CH2O) n.

Carbohydrate Function

There are many functions of carbohydrates in their application in food industry, pharmaceuticals and in everyday human life. Among the functions and usability are:

a. As a source of calories or energy

b. As a sweetener and preservative

c. As filler and shaper

d. As a stabilizer

e. As a source of flavor (caramel)

f. As a source of fiber

§ Classification of Carbohydrates

Carbohydrates can digolongan into two (2) types of simple carbohydrates with complex carbohydrates or can also be a three (3) types, namely:

a. Monosaccharide (single carb)

Monosaccharide group is divided into two (2) types, namely the pentose which is composed of five (5) atoms of carbon (arabinose, ribose, xylosa) and hexoses which is composed of six (6) carbon atoms (fructose / levulosa, glucose, and galactose).

Struktu glucose and fructose is used as a basis for distinguishing between reducing sugar and non-reducing sugar. Naming the reducing sugar is based on the presence of aldehyde groups (-CHO on glucose and galactose) that can reduce condensation forming Cu2SO4 brick red precipitate. The non-reducing sugar is sugar that can not reduce due to the absence of aldehyde groups such as fructose and sucrose / dektrosa having ketone group (C = O).

D-Glucose (Fischer) D-Glucose (Haworth)

b. Oligosaccharides (composed of several monosaccharides)

The group consists of many types, such as disaccharides, trisakarida, tetrasakarida, etc.. However, most studied group is a disaccharide consisting of maltose, lactose and sucrose (dextrose). Two of these types of disaccharides including reducing sugar (lactose and maltose), while not including reducing sugar sucrose (nonreducing).

c. Polysaccharide (composed more than 10 monosaccharides)

This group consists of three (3) types:

1. Homopolisakarida

Polysaccharide is composed of one type of monosaccharide are bound by ties glycosides, such as galactan, Mannan, fructosans, and glucosans (cellulose, dextrin, glycogen, and starch / starch)

2. Heteropolisakarida

3. Polysaccharides containing N (chitin)

Tests for Carbohydrates

a. Qualitative Test

This test can be done with two (2) different ways, namely: first use of color formation reaction and the latter uses the principle of chromatography (TLC / Thin Layer Cromatograpgy, GC / Gas Cromatography, HPLC / High Performance Liquid Cromatography). Due to the efficiency of the test, generally for a qualitative test used only the first principle is the formation of color as a basis for determining the carbohydrate content in a material. There are at least seven (7) types of color forming reaction, namely:

1. Molisch reaction

KH (pentose) + H2SO4 concentrated furfural à à à + a purple Naphthols

KH (hexoses) + H2SO4 HM-furfural à à à + a purple Naphthols

Both kinds of reactions above the generally accepted, both for aldoses (-CHO) or carbohydrate Ketoses group (C = O).

2. Benedict’s reaction

KH + camp CuSO4, Na-Citrate, Na2CO3 à Cu2O brick red precipitate

3. Reaction Barfoed

KH + camp CuSO4 and CH3COOH à Cu2O brick red precipitate

4. Fehling Reaction

KH + camp CuSO4, K-Na-tatrat, Cu2O NaOH à brick red precipitate

All three reactions above have almost the same principle, namely using aldehyde groups on the sugar to reduce Cu2SO4 compounds into Cu2O (enpadan red brick) after heated at alkaline (Benedict and Fehling) or acidic (Barfoed) with added binding agent (chelating agent) such as Na-citrate and K-Na-tatrat.

5. Iodine Reaction

KH (poilisakarida) + iodine (I2) à specific color (blue-black)

6. Reaction Seliwanoff

KH (Ketoses) furfural + H2SO4 à à à + resorcinol red.

KH (aldoses) furfural + H2SO4 à à à + resorcinol negative

7. Reaction Osazon

This reaction can be used for either aldoses or Ketoses solution by adding fenilhidrazin solution, then heated to form yellow crystals, called hidrazon (osazon).

b. Quantitative Test

For the determination of carbohydrate content can be performed using physical, chemical, enzymatic, and chromatographic (not discussed).

1. Physical Methods

There are two (2) types, namely:

a. Based on the refractive index

This method uses a tool called a refractometer, which is using the formula:

X = [(A + B) C – BD)]

4

where:

X =% sucrose or sugar obtained

A solution = weight of sample (g)

B = weight of diluent solution (g)

C =% sucrose in Camp A and B in the table

D =% sucrose in the diluent B

b. Based on optical rotation

This method is used based on the optical properties of sugar that has a structure asimetrs (can rotate the polarization field) that can be measured using a tool called a polarimeter or a digital polarimeter (can know the results immediately) called sakarimeter.

According to Biot law; “the amount of each individual optical rotation is proportional to the concentration of sugar solution and a thick liquid” that can be calculated using the formula:

[A] D20 = 100 A

L x C

where:

[A] D20 = rotation type at a temperature of 20 ° C using

D = yellow light at a wavelength of 589 nm from sodium lamps

A = observed angle

C = concentration (in g/100 ml)

L = length of tube (dm)

so C = 100 A

L x [a] D20

2. Chemical Methods

This method is based on the nature of the reducing sugars such as glucose, galactose, and fructose (except sucrose because it has no aldehyde group). Although fructose does not have an aldehyde group, but has a cluster of alpha hydroxy ketones, which can still react.

In this chemical method, there are two (2) different ways, namely:

a. Titration

For this first way can be seen that the method has been standardized by BSN is the ISO test methods for food and beverage numbers SNI 01-2892-1992.

b. Spectrophotometry

As for the second way is to use the principle of reduction reaction by the carbonyl group of CuSO4 on the reducing sugar is heated to precipitate after kupru oxide (Cu2O) is then added Na-citrate and Na-tatrat and acid to form a phosphomolybdate blue complex compounds that can be measured with spectrophotometer at a wavelength of 630 nm.

3. Enzimatic method

For this enzymatic method, it is appropriate to be used for the determination of a sugar kagar individually, caused the work to a very specific enzyme. Examples of enzymes that can be used is glucose oxidase and hexokinase were used to measure glucose levels.

a. Glucose oxidase

D-Glucose + O 2 by glucose oxidase gluconic acid and H2O2 à

H2O2 + O-disianidin by peroxidase à 2H2O + O-disianidin teroksdasi brown (can be measured at l 540 nm)

b. Hexokinase

D-Glucose + ATP by hexokinase à Glucose-6-Phosphat + ADP

Glucose-6-Phosphat + NADP + by glucose-6-Phosphat dehydrogenase à gluconate-6-Phosphat + NADPH + H + The existence of NADPH that can fluoresce (a cluster chromophore) can be measured at l 334 nm, where the number of NADPH formed is equivalent to the amount of glucose.

About Khamir_Yeast

Pengajar dan Penulis Independen, Penyayang Kucing, Karakter : Humoris tapi Gampang Tersinggung, Agak temperamental dan cepat emosi, Cepat memaafkan, Lebih suka menganalisa sebelum berkomentar, Bersahabat tapi gak suka dengan orang yang Lebay. Suka makanan yang pedas. Hobi melukis, berenang, dan memasak. Moto Hidup : BATU saja bisa PECAH apalagi MASALAH ....

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s