BAB I PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Karboh Karbohidr idrat at (gula) (gula) merupa merupakan kan istila istilah h umum umum untuk untuk senyaw senyawa-s a-seny enyawa awa polihidroksi yang mengandung gugus fungsional karbonil dan meliputi kondensat polim polimer-p er-poli olimer mernya nya yang yang terben terbentuk tuk.. Nama Nama karboh karbohidr idrat at diperg diperguna unakan kan pada pada seny senyaw awaa-se seny nyaw awaa
ters terseb ebut ut..
Karb Karboh ohid idra ratt
meru merupa paka kan n
sumb sumber er
kalo kalori ri
atau atau
makronutrien utama bagi organisme. Beberapa jenis karbohidrat dan turunannya (derivatnya) memegang peranan penting dalam teknologi makanan. Karb Karboh ohid idrat rat meru merupa paka kan n pers persen enya yawa waan an anta antara ra karb karbon on,, hidr hidrog ogen en dan dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H 2O)n. Melihat rumus empiris tersebut, maka senyawa ini dapat diduga sebagai ”hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat. Glukosa Glukosa merupakan merupakan salah satu jenis karbohidra karbohidratt penting penting dan termasuk dalam kelompok gula reduksi. Glukosa dapat digunakan untuk mereduksi ion kupri menjadi menjadi kupro sehingga sehingga reaksi ini dapat digunakan sebagai sebagai dasar di dalam penen penentua tuan n glukos glukosaa dan dilaku dilakukan kan dengan dengan berbag berbagai ai metode metode antara antara lain: lain: Luff Luff Schrool, Munson-Walker, Lane-Eynon dan Somogy-Nelson. Pada percobaan ini digunakan Metode Somogy-Nelson yang didasarkan pada hasil reduksi ion kupri oleh oleh gluk glukos osaa (gul (gulaa redu reduks ksi) i) dala dalam m suas suasan anaa basa basa deng dengan an meng menggu guna naka kan n arsenomolib arsenomolibdat dat yang memberikan warna biru (molybden (molybdenium ium blue). blue). Intensitas Intensitas warna yang terbentuk bergantung pada konsentrasi glukosa. Berdasarkan teori di atas maka dilakukanlah percobaan ini.
1. 2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1. 2. 1 Maksud Percobaan
Mengetahui dan mempelajari teknik penentuan kadar glukosa dalam suatu sampel dengan metode Nelson-Somogy.
1. 2. 2 Tujuan Percobaan
Menentukan kadar glukosa dalam sampel cair melalui metode NelsonSomogy dengan menggunakan spektrofotometer.
1. 3 Prinsip Percobaan
Percobaan ini didasarkan dari hasil reduksi ion kupri oleh glukosa dalam suasana basa dengan menggunakan arsenomolibdat sebagai indikator yang memberikan warna biru.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hidrogen dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H 2O)n. Melihat rumus empiris tersebut, maka senyawa ini dapat diduga sebagai ”hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat. Rumus empiris seperti itu tidak hanya dimiliki oleh karbohidrat melainkan juga oleh hidrokarbon seperti asam asetat. Oleh karena itu suatu senyawa termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang paling penting ialah rumus strukturnya. Dari rumus struktur akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat yaitu gugus fungsi karbonil (aldehid dan keton). Gugus-gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut. Berdasarkan gugus yang ada pada molekul karbohidrat, maka senyawa tersebut didefinisikan sebagai polihidroksialdehida dan polihidroksiketon (Tim Dosen Kimia, 2006). Berdasarkan jumlah monomer pembentuk suatu karbohidrat maka dapat dibagi atas tiga golongan besar yaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida. Istilah sakarida berasal dari bahasa latin dan mengacu pada rasa manis senyawa karbohidrat sederhana. Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana (Tim Dosen Kimia, 2006). Salah satu monosakarida yang amat penting adalah glukosa atau sering dikenal dengan dekstrosa. Glukosa adalah gula yang mempunyai enam atom karbon dan dengan demikian disebut heksosa. Karbohidrat lima karbon dikenal sebagai pentosa dan selanjutnya. Kenyataan bahwa gugus karbonil adalah sebuah
aldehida yang ditunjukkan dengan menggolongkan glukosa sebagai aldoheksosa (Pine, dkk., 1988). CHO
H
HO
OH
H
H
OH
H
OH
CH2OH
Gambar 1. Rumus Fischer dari glukosa Bentuk terbuka heksosa berada pada keseimbangan dengan bentuk hemiasetal atau hemiketalnya. Glukosa mempunyai bentuk piranosa yang paling dominan dan kedua anomer dan telah diisolasi. Berdasarkan defenisi, bentuk isomer yang mempunyai C 1-OH dan C5-C6. Siklisasi akan menghasilkan pusat asimetri baru. Anomer berbeda dalam sifat-sifat fisika dan rotasi optik. Dalam larutan kedua bentuk akan mencapai keseimbangan dan reaksi dapat diikuti dengan mengukur perubahan rotasi optik (Sastrohamidjojo, 1996). Berbagai cara analisa dapat dilakukan terhadap karbohidrat untuk memenuhi berbagai keperluan. Dalam ilmu dan teknologi pangan, analisa karbohidrat yang biasa dilakukan misalnya penentuan jumlahnya secara kuantitatif dalam rangka menentukan komposisi suatu bahan makanan, penentuan sifat fisis atau kimiawinya dalam kaitannya dengan pembentukan kekentalan, kelekatan, stabilitas larutan dan tekstur hasil olahannya (Sudarmadji, dkk., 1996). Banyak cara yang dapat digunakan untuk menentukan banyaknya karbohidrat dalam suatu bahan yaitu antara lain dengan cara kimiawi, cara fisik,
cara enzimatik atau biokimiawi dan cara kromatografi. Penentuan karbohidrat yang termasuk polisakarida maupun oligosakarida memerlukan perlakuan pendahuluan yaitu hidrolisa terlebih dahulu sehingga diperoleh monosakarida. Untuk keperluan ini maka bahan dihidrolisa dengan asam atau enzim pada suatu keadaan yang tertentu (Sudarmadji, dkk., 1996). Glukosa adalah salah satu dari monosakarida yang mempunyai peranan besar sebagai indikator penyakit diabetes melilitus (DM). DM adalah suatu keadaan yang timbul karena defisiensi insulin, baik secara relatif maupun absolut. Karena terhambatnya penyerapan glukosa ke dalam sel serta gangguan metabolismenya, maka timbul hiperglikemia. Dalam keadaan normal, kira-kira 50% glukosa yang dimakan mengalami metabolisme sempurna menjadi CO2 dan air, 5% diubah menjadi glikogen dan kira-kira 30-40% diubah menjadi lemak. Pada diabetes melilitus semua proses tersebut terganggu, sehingga sebagian besar glukosa tetap dalam sirkulasi darah dan energi terutama diperoleh dari metabolisme protein dan lemak. Selain dalam darah, glukosa juga ditemukan dalam air seni (Puput, 2010). Penentuan monosakarida yang dihasilkan dapat dilakukan dengan metoda oksidasi dengan kupri. Metoda ini didasarkan pada peristiwa terduksinya kuprioksida menjadi kupro-oksida karena adanya gula reduksi. Reagen yang digunakan merupakan campuran kupri sulfat, Na-karbonat, dan asam sitrat atau campuran kupri sulfat dengan K-Na-Tartrat. K-Na-Tartrat berfungsi sebagai pencegah terjadinya pengendapan kupri oksida yang ada dalam reagen. Pada kedua macam reagen tersebut yang berfungsi sebagai oksidator adalah kuprooksida dan mengendap berwarna merah bata. Jumlah endapan kuprooksida ekivalen dengan
banyaknya gula reduksi yang ada. Selain dengan cara tersebut,dapat juga dengan menentukan kelebihan kuprioksida yang ada dalam larutan sebelum dan sesudah direaksikan dengan gula reduksi (Sudarmadji, dkk., 1996). Salah satu alat yang dapat mengukur absorban dari larutan yang berwarna adalah spektrofotometer. Teknik spektrofotometri telah lama digunakan sebagai suatu teknik yang handal untuk deteksi, identifikasi, dan pengukuran kadar senyawa kimia dalam suatu larutan. Spektrum cahaya yang dapat terlihat oleh mata terentang antara 400 nm sampai 800 nm. Pada teknik spektrofotometri, cahaya dari sumber cahaya diuraikan dengan menggunaka prisma sehingga diperoleh cahaya monokromatis yang diserap oleh zat yang akan diperiksa. Cahaya monokromatis merupakan cahaya satu warna dengan satu panjang gelombang, sehingga cahaya yang diserap oleh larutan berwarna dapat diukur. Hubungan antara konsentrasi dengan cahaya yang diserap dinyatakan dalam hukum Beer-Lambert. Hukum Beer-Lambert menyatakan pengurangan intensitas cahaya monokromatis yang melalui suatu larutan berwarna berlangsung secara eksponensial dan bergantung pada panjang larutan yang dilalui cahaya dan kadar zat dalam larutan.
I
Io
l
Hukum Beer-Lambert menghasilkan persamaan sebagai berikut:
I log = - kcl Io Dengan Io
= intensitas cahaya masuk
I
= intensitas cahaya keluar
k
= konstanta yang didasarkan pada sifat-sifat zat dalam larutan
c
= konsentrasi zat tersebut
l
= panjang larutan yang dilalui cahaya
Perbandingan I/Io disebut sebagai transmisi sinar (T) dan dinyatakan dalam persen (%). Serapan ( Absorbance ) = A atau disebut juga kerapatan optik (optical density )= OD, merupakan istilah yang lebih sering digunakan dan berasal dari persamaan:
Jadi
A
= - log T
A
= Kcl
Pada alat spektrofotometer yang lebih canggih, sinar yang datang benar-benar diusahakan berupa sinar monokromatis dengan cara membuat kontainer larutan (kuvet) yang sedemikian rupa, sehingga tidak ada sinar yang tertahan. Jika jalur sinar pada setiap bagian kuvet itu sama, maka nilai k untuk berbagai senyawa dalam berbagai larutan dan berbagai panjang gelombang dapat dihitung (Soewoto, dkk., 2001).
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah reagen warna arsenomolibdat, larutan Nelson A, larutan Nelson B, larutan sampel glukosa, tissue roll, sabun dan akuades.
3.2 Alat
Adapun alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya ialah tabung reaksi, penangas air, spektrometer 20D +, kuvet, labu ukur 10 mL, gelas ukur 100 mL, gelas piala 100 mL, gegep, batang pengaduk, bulb, rak tabung, pipet filler, labu semprot, pipet skala 0,2 mL, pipet skala 0,5 mL, pipet skala 1 mL, pipet skala 5 mL, pipet skala 25 mL, dan sikat tabung.
3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1 Pembuatan larutan induk
Pada pembuatan larutan induk ini, dipipet 0,4 mL larutan glukosa 1 ppm kemudian diencerkan dengan akuades sampai volume 20 mL.
3.3.2 Pembuatan larutan standar
Pembuatan larutan standar ini dilakukan melalui proses pengenceran dari larutan induk. Dalam pembuatan larutan standar dengan konsentrasi 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; dan 0,10 mg/mL. Larutan induk diencerkan dengan akuades dalam ukuran tertentu hingga masing-masing larutan mencapai volume 5 mL. No. Larutan Standar
V Glukosa (mL)
V H 2O (mL)
1.
0,002 0,5
2.
0,004
4,5 1
3.
0,006
4 1,5
4.
0,008
3,5 2
5.
0,10
3 2,5
6.
Sampel A
2,5 -
7.
Sampel B -
8.
Blanko
3.3.3 Pembuatan reagen Nelson
Reagen dibuat dengan cara mencampurkan larutan Nelson A dengan Nelson B dengan perbandingan 25 : 1. Sebanyak 20 mL larutan Nelson A dipipet ke dalam gelas kimia kemudian ditambahkan dengan 0,8 mL larutan Nelson B. Kemudian diaduk hingga homogen.
3.3.4 Preparasi Sampel
Pembuatan larutan sampel juga dilakukan melalui proses pengenceran.
Dimana 0,1 mL larutan sampel A dan B yang mengandung glukosa X diencerkan dalam 9,9 mL akuades hingga volumenya mencapai 10 mL. Kemudian dipipet lagi sebanyak 0,1 mL dari larutan 10 mL dan diencerkan dengan akuades sebanyak 4,9 mL sehingga volumenya 5 mL. Larutan sampel ini kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Adapun faktor pengenceran yang digunakan dalam pembuatan larutan sampel ini ialah sebesar 500 kali. 3.3.5 Pengukuran absorban
Mula-mula dipipet 1 mL blanko, larutan sampel, dan larutan standar tiap konsentrasi
ke
dalam
tabung
reaksi
yang
berbeda-beda.
Agar
tidak
membingungkan, tiap tabung reaksi diberi label nama. Setelah itu ditambahkan 1 mL larutan Cu-alkalis (larutan Nelson) ke dalam masing-masing tabung reaksi tersebut. Selanjutnya, kedelapan tabung reaksi tersebut dimasukkan ke dalam penangas air dan dibiarkan selama 20 menit. Setelah 20 menit, masing-masing tabung reaksi tersebut dimasukkan ke dalam air. Setelah dingin, ditambahkan 1 mL reagen warna arsenomolibdat ke dalam tiap tabung reaksi, dan kemudian dikocok. Kemudian, ditambahkan dengan 7 mL akuades, dan dikocok lagi. Warna yang dihasilkan masih pekat diencerkan lagi hingga 100 mL agar larutan dapat terbaca menggunakan spektronik 20D+. Terakhir, diukur absorban tiap larutan dengan menggunakan spektrometer 20D + dengan panjang gelombang 700 nm.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tabel Pengamatan a. Pengukuran
Panjang
maksimum dengan konsentrasi glukosa 0,002 M
Absorbansi
Absorbansi Absorbansi Standar
Gelombang (nm)
Blanko
660
0,960
1,250
0,290
670
0,965
1,260
0,295
680
0,950
1,250
0,300
690
0,925
1,230
0,305
700
0,900
1,210
0,100
1,190 700 nm
0,305
705 0,885 b. Pengukuran Larutan Standar dengan
Sebenarnya
Konsentrasi
Absorbansi
Absorbansi
Absorbansi
glukosa
Blanko
Standar
Sebenarnya
0,002
0,900
1,210
0,310
0,004
0,900
1,240
0,340
0,006
0,900
1,320
0,420
0,008
0,900
1,950
1,050
A
0,900
0,960
0,060
B
0,900
0,920
0,020
0,900
0,965
0,065
Blanko 4.2 Reaksi O
O
H
C
H
C
OH
C
OH
C
OH
H
HO C
H
+ 2 CuO
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
H
H
C
H
OH
Cu2O + HO C
H
OH
4.3 Kurva
4.3 Pembahasan
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa terbentuk kurva yang linear, sehingga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi dan absorban berbanding lurus. Artinya semakin besar konsentrasi suatu zat maka, semakin besar pula absorban atau panjang gelombangnya. Dalam percobaan ini, akan digunakan metode somogi-nelson karena ada beberapa kelebihan metode ini yaitu kadar glukosa langsung dapat diketahui dengan menggunakan spektrofotometer berdasarkan absorban dari warna senyawa
komleks yang terbentuk antara glukosa dengan pereaksi arsenomolibdat dan dapat mengukur kadar konsentrasi rendah. Karena menggunakan metode somogy-nelson, maka setiap larutan/sample harus diencerkan terlebih dahulu. Larutan induk yang dibuat dari glukosa anhidrat dengan konsentrasi 1 mg/mL, diencerkan 100 kali dan diperoleh deret larutan standar 0,002; 0,004; 0,006; 0,008 dan 0,011 mg/mL Reagen Nelson terdiri atas reagen Nelson A yang bersifat basa dan reagen Nelson B yang merupakan Cu+2, dengan perbandingan 25 : 1. Arsenomolibdat sebagai reagen warna yang memberikan warna biru. Intensitas warna yang terbentuk tergantung pada glukosa. Penambahan arsenomolibdat ini dilakukan setelah glukosa di dalam penangas air, selama 20 menit dan didinginkan. Pemanasan tersebut bertujuan agar pereaksi yang ditambahkan tidak rusak. Penambahan arsenomolibdat ke dalam larutan dimaksudkan untuk memberikan warna biru pada aquades untuk mengencerkan larutan. Karena intensitas warna yang terlalu pekat yang menandakan kadar glukosa masih sangat tinggi, sehingga larutan standar masih harus diencerkan. Penentuan panjang gelombang maksimum didasarkan pada larutan standar dan blanko dengan konsentrasi paling kecil. Reaksi redoks yang terjadi yaitu pada oksidasi glukosa (gugus aldehid) teroksidasi membentuk asam karboksilat atau asam glukonat dan pada reduksi CuO atau kupri menjadi cupro (Cu 2O). Hal ini terjadi karena glukosa merupakan gula pereduksi dan terjadi redoks pada suasana basa. Reaksi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan warna atau membentuk kompleks yang berwarna sehingga dapat diukur absorban dengan menggunakan spektofotometer.
Adapun terjadinya kesalahan yang terjadi mungkin dikarenakan pengenceran yang kurang teliti atau adanya kesalahan pembacaan skala pada alat ukur sehingga hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan yang diinginkan, Larutan standar yang digunakan pada percobaan ini berguna untuk membandingkan absorbansi energi radiasi pada suatu panjang gelombang tertentu oleh larutan sampel. Pelarut yang digunakan disini adalah air karena air merupakan pelarut yang bersifat sangat polar sehingga dapat menjadi pelarut yang sangat baik dan dapat tembus cahaya. Pembacaan dan pengukuran absorban dilakukan dengan menggunakan alat spektronik-20 D+, dimana akan terlihat panjang gelombang maksimum. Panjang gelombang maksimum ditentukan agar nilai absorban dan konsentrasi zat suatu larutan dapat dihitung. Dimana pada percobaan ini didapatkan konsentrasi glokosa dalam sampel A adalah 6,85 mg/ml dan dalam sampel B 2,25 mg/ml.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan diperoleh kesimpulan bahwa kadar glukosa yang terdapat dalam sampel A adalah 6,85 mg/ml dan dalam sampel B adalah 2,25 mg/ml .
5.2 Saran
Agar pipet yang akan digunakan diperbanyak dan alat penghisap atau bulpnya juga diperbanyak sehingga percobaan dapat diminimalisasikan waktunya.
DAFTAR PUSTAKA
Pine, S. H., J., B., Hendrickson, D., J., Cram, dan G., S., Hammond, 1988, Kimia Organik 2 edisi keempat , ITB, Bandung. Puput, 2010, ANALISA KUANTITATIF KARBOHIDRAT (Analisa Kadar Glukosa dalam Urin), (online), www.aboutCHEMISTRY.blogspot.com, diakses pada tanggal 31 Maret 2010 pukul 15.30 WITA. Sastrohamidjojo, H., 1996, Sintesis Bahan Alam , Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Soewoto, H., M., Sadikin, M., V., Kurniati, S., I., Wanandi, D., Retno, P., Abadi, A., Retnoprijati, I., P., Harahap, S., A., Jusman, 2001, Biokimia Eksperimen Laboratorium , Widya Medika, Jakarta. Sudarmadji, S., B., Haryono, dan Suhardi, 1996 , Analisa Bahan makanan dan Pertanian , Liberty Yogyakarta Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Tim Dosen Kimia, 2005, Kimia Dasar , MKU-IAD Universitas Hasanuddin, Makassar.
LEMBAR PENGESAHAN
Makassar, 20 Oktober 2011 ASISTEN
PRAKTIKAN
( MUH. YUSUF )
( IKBAL)
Lampiran 2 Perhitungan
1.
Larutan Induk 1 mg/ml
C6H12O6 + H2O V1 x M 1
=
C6H12O6.H2O V2 x M2
X . 1 mg/ml = 20 ml . 0,02 mg/ml X = 0,4 mL 2. Perhitungan pengenceran sampel :
a. Untuk konnsentrasi 0,01 mg/ml V1 x M 1
=
V2 x M2
X . 0,02 mg/ml = 5 ml . 0,01 mg/ml X
= 2,5 mL
b. Untuk konnsentrasi 0,008 mg/ml V1 x M 1
=
X . 0,02 mg/ml = X
=
V2 x M2 5 ml . 0,008 mg/ml 2 ml
c. Untuk konnsentrasi 0,006 mg/ml V1 x M 1
=
X . 0,02 mg/ml = X
=
V2 x M2 5 ml . 0,006 mg/ml 1,5 ml
d. Untuk konnsentrasi 0,004 mg/ml V1 x M 1
=
X . 0,02 mg/ml = X
=
V2 x M2 5 ml . 0,004 mg/ml 1 ml
e. Untuk konnsentrasi 0,002 mg/ml V1 x M 1
=
X . 0,02 mg/ml =
V2 x M2 5 ml . 0,002 mg/ml
X
=
0,5 ml
3. Untuk Pengenceran 100 kali
0,5 ml 100
= 0,005 ml
4. Penyiapan Pereaksi Nelson
Nelson A : Nelson B = 25 : 1 Nelson A =
= Nelson B =
=
25 26
4,16 ml
4 ml 1 26
4,16 ml
0,16 ml
5. Perhitungan konsentrasi glukosa dalam sampel a. Sampel A Y = 115x – 0,045 Diketahui x (absorbansi) sampel A = 0,060 Maka : Y = 115 x 0,060 – 0,045 = 6,85 mg/ml b. Sampel B Y = 115x – 0,045 Diketahui x (absorbansi) sampel B = 0,020 Maka : Y = 115 x 0,020 – 0,045 = 2,25 mg/ml
