Sifat Karbohidrat Berdasarkan Struktur dan Gugus Fungsi

 

A. Uji Molisch 

Uji Molisch adalah uji umum untuk karbohidrat. Uji ini efektif untuk senyawa-senyawa yang dapat didehidrasi oleh asam pekat menjadi senyawa furfural atau senyawa furfural yang tersubstitusi, seperti Hidroksimetil furfural. Prinsip reaksi ini adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat pekat. 

Uji positif jika timbul cincin merah ungu yang merupakan kondensasi antara furfural atau hidroksimetil furfural dengan alpha-naftol dalam pereaksi molish.

Baca juga : Karbohidrat Lazim dan Sifat Fisisnya

Pereaksi ini dibuat dari α-naftol dengan etanol. Karbohidrat oleh asam sulfat pekat akan terhidrolisis menjadi monosalarida dan selanjutnya monosakarida mengalami dehidrasi oleh asam sulfat pekat menjadi furfural atau hidroksi metil furfural. Furfural dengan α-naftol akan berkondensasi membentuk senyawa kompleks yang berwarna ungu. 

Apabila pemberian asam sulfat pada larutan karbohidrat yang telah diberi α-naftol melalui dinding gelas dengan hati-hati maka warna ungu yang terbentuk berupa cincin pada batas antara larutan karbohidrat dengan asam sulfat. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa semua karbohidrat yang diujikan (glukosa, fruktosa, laktosa, selulosa, dan sukrosa) menghasilkan cincin berwarna ungu. Warna yang terjadi disebabkan oleh kondensasi furfural atau derifatnya dengan a-Naftol 

Baik karbohidrat aldosa (-CHO) maupun kelompok ketosa (C=O) akan memberikan reaksi positif dengan pereaksi ini dengan menghasilkan cincin warna ungu.   

 

B. Reaksi Glukosa 

Gula pereduksi merupakan golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-senyawa penerima elektron, contohnya adalah glukosa dan fruktosa. Ujung dari suatu gula pereduksi adalah ujung yang mengandung gugus aldehida atau keto bebas. Semua monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa) dan disakarida (laktosa,maltosa), kecuali sukrosa dan pati (polisakarida), termasuk sebagai gula pereduksi. Umumnya gula pereduksi yang dihasilkan berhubungan erat dengan aktifitas enzim, dimana semakin tinggi aktifitas enzim maka semakin tinggi pula gula pereduksi yang dihasilkan. Jumlah gula pereduksi yang dihasilkan selama reaksi diukur dengan menggunakan pereaksi asam dinitro salisilat/dinitrosalycilic acid (DNS) pada panjang gelombang 540 nm. Semakin tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan, semakin banyak pula gula pereduksi yang terkandung. 

 

1. UJI FEHLING 

Uji Fehling bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aldehid. Reagent yang digunakan dalam pengujian ini adalah Fehling A (CuSO4) dan Fehling B (NaOH dan KNa tartarat).Reaksi yang terjadi dalam uji fehling adalah : 

Pemanasan dalam reaksi ini bertujuan agar gugus aldehida pada sampel terbongkar ikatannya dan dapat bereaksi dengan ion OH- membentuk asam karboksilat. Cu2O (endapan merah bata) yang terbentuk merupakan hasil sampingan dari reaksi pembentukan asam karboksilat. Fehling  dibuat dengan  mencampurkan  kedua  larutan tersebut, sehingga diperoleh  suatu larutan  yang berwarna biru tua. 

Dalam pereaksi Fehling, ion Cu2+ terdapat  sebagai ion kompleks. Pereaksi Fehling dapat dianggap sebagai larutan CuO. Dalam pereaksi ini ion Cu2+ direduksi menjadi ion Cu+ yang dalam suasana basa akan diendapkan sebagai Cu2O. Hasil praktikum karbohidrat yang diujikan (glukosa,laktosa,pati) dengan pereaksi Fehling menghasilkan endapan berwarna merah bata. 

Hal ini menunjukan adanya gula pereduksi, Sedangkan untuk sukrosa membentuk 2 fasa, biru di atas dan bening di bawah. Sukrosa tidak termasuk gula pereduksi karena ujung dari gugusnya tidak mengandung gugus aldehid ataupun keton. Sehingga tidak menunjukan mutarotasi. 

2. Ui Benedict 

Pereaksi ini berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium karbonat dan natrium sitrat. Glukosa dapat mereduksi ion Cu2+  dari kuprisulfat menjadi ion Cu+  yang kemudian mengendap sebagai CuO (Kupro Oksida). Adanya natrium karbonat dan natrium sitrat membuat pereduksi benedict bersifat basa lemah. Endapan yang terbentuk dapat berwarna hijau, kuning, atau merah bata. 

Baca juga : Guru Harus Melatih Siswa Berpikir Kritis & Bernalar Tajam

Hasil praktikum karbohidrat yang diujikan (glukosa, pati dan laktosa) menunjukan endapan merah bata. Hal ini menunjukan adanya gula pereduksi karena Benedict dengan gula reduksi akan terjadi reaksi oksidasi dan dihasilkan endapan merah dari kupro oksida   

Tidak seperti glukosa dan laktosa, sukrosa tidak dapat mereduksi Benedict, karena ia tidak memiliki gugus aldehida atau gugus keto bebas.  

 

Reaksi yang terjadi :  

Penyebab terjadinya endapan pada monosakarida (glukosa). Hal ini disebabkan oleh adanya gugus aldehid (glukosa) bebas dalam molekul karbohidrat yang diuji tersebut. Dalam asam polisakarida atau disakarida akan terhidrolisis pasial menjadi sebagian kecil monomernya. Hal inilah yang dijadikan dasar untuk membedakan polisakarida, disakarida, dan monosakarida. 

 

3. Uji Tollens 

Pereaksi tollens merupakan suatu oksidator / pengoksidasi lemah yang dapat digunakan untuk mengoksidasi gugus aldehid, -CHO menjadi asam karboksilat, COOH. Senyawa-senyawa yang mengandung gugus aldehid dapat dikenali melalui uji tollens. Contoh senyawa-senyawa yang sering diuji dengan tollens adalah formalin, asetaldehid, dan glukosa. 

Karena sifat pengoksidasinya lemah, maka tollens tidak dapat mengoksidasi senyawa keton. Pereaksi tollens ini dapat dibuat dari larutan perak nitrat, AgNO3. Mula-mula larutan ini direaksikan dengan basa kuat, NaOH(aq), kemudian endapan coklat Ag2O yang terbentuk dilarutkan dengan larutan amonia sehingga membentuk kompleks perak amoniakal, Ag(NH3)2+(aq)

2AgNO3(aq) + 2NaOH(aq) → Ag2O(s) + 2NaNO3(aq) + H2O(l) 

 

Ag2O(s) + 4NH3(aq) + 2NaNO3(aq) + H2O(l) → 2Ag(NH3)2NO3(aq) + 2NaOH(aq) 

Larutan kompleks perak beramoniak inilah yang dapat mengoksidasi gugus aldehid menjadi asam yang disertai dengan timbulnya cermin perak. 

Oleh sebab itu, larutan perak amoniakal ini sering ditulis secara sederhana sebagai larutan Ag2O. Hasil pengamatan didapat pereaksi Tollens direaksikan dengan karbohidrat (glukosa, sukrosa,laktosa,pati) tidak terbentuk cermin perak, larutan masih tetap bening tidak terjadi reaksi. 

Hasil tidak sesuai dengan Literatur. Seharusnya Tollens yang mengandung perak nitrat akan bereaksi positif dengan karbohidrat yang diujikan (glukosa, sukrosa,laktosa,pati) dan setelah dipanaskan karbohidrat yang diuji akan mereduksi Ag2+ menjadi Ag+ dan menghasilkan endapan yang menempel pada dinding tabung, yaitu endapan cermin perak. Hal ini tidak terjadi karena pereaksi Tollens yang digunakan sudah kadaluarsa sehingga tidak terbentuk cermin perak. 

4. Dengan Basa Kuat 

NaOH (alkali/basa) yang berfungsi sebagai sumber ion OH- (alkali) yang akan berikatan dengan rantai aldehid dan membentuk aldol aldehid (aldehida dengan cabang gugus alkanol) yang berwarna kekuningan. Pemanasan bertujuan untuk membuka ikatan karbon dengan hidrogen dan menggantikannya dengan gugus – OH. 

Hasil karbohidrat yang diuji untuk sukrosa berwarna bening sedangkan (glukosa,laktosa) diperoleh terbentuknya endapan berwarna coklat. Hal ini merupakan akibat proses karamelisasi. Ketika pereaksi dicampurkan dan dididihkan akan terbentuk warna coklat dan mengental seperti karamel. Di dasar tabung membentuk endapan. Endapannya berwarna coklat. Uji ini positif, terbukti bahwa dalam air tebu terjadi proses karamelisasi yang merupakan salah satu sifat karbohidrat. Reaksi yang Terjadi :

5. Reaksi Dengan Pati 

Pati dalam bentuk serbuk di tambahkan dengan air hingga membentuk pasta atau disebut Glatinisasi. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan struktur Kristal, dan volum pembengkakan yang disebut pembentukan pati nonkristal, dimana molekulnya berbentuk lurus atau bercabang. Pengujian pertama yaitu dengan pereaksi Fehling, uji ini digunakan untuk memperlihatkan ada atau tidaknya gula pereduksi. Berdasarkan literatur semua monosakarida (glukosa, fruktosa, laktosa) dapat mereduksi oksidator lemah. Pada sampel Pati yang telah dihidrolisis diuji dengan pereaksi Fehling (Fehling A + Fehling B) dan kemudian dipanaskan ternyata larutan berwarna biru. 

Hal ini disebabkan karena Pati atau amilum merupakan polisakarida yang tidak dapat bereaksi positif dengan Fehling. Amilum bukan gula pereduksi yang tidak mempunyai gugus aldehid dan keton bebas, sehingga tidak terjadi oksidasi antara amilum + larutan Fehling, maka tidak terbentuk endapan dan larutan tetap berwarna biru setelah dipanaskan. Pengujian kedua yaitu dengan basa kuat, uji ini dinamakan uji moore, bertujuan untuk mengetahui adanya gugus alkali. 

Reaksi ini disebut juga reaksi pendamaran. Uji moore menggunakan NaOH (alkali/basa) yang berfungsi sebagai sumber ion OH- (alkali) yang akan berikatan dengan rantai aldehid dan membentuk aldol (aldehida dengan gugus alkanol) yang berwarna kuning kecokelatan. Dari hasil praktikum memberikan hasil positif (+), karena tiap molekul karbohidrat pasti memiliki gugus alkali. Pengujian ketiga yaitu dengan pereaksi Iod, uji ini untuk menguji identifikasi kandungan pati pada suatu sampel. Prinsip dari uji ini adalah larutan Iodium dalam bentuk triiodida akan masuk pada struktur helikal pati sehingga akan terbentuk warna biru pekat. 

Warna biru pekat terbebut merupakan suatu warna kompleks yang dihasilkan karena Iodium punya amilosa. netral,asam dan basa. Hasil yang didapat dalam praktikum kondisi netral diperoleh (+2 tetes air) tidak terjadi perubahan warna, dengan basa (+ 2 tetes NaOH) tidak mengalami perubahan  warna (warna tetap keruh) atau dengan kata lain tidak terbentuk ikatan koordinasi antara ion iodida pada heliks. Hal ini disebabkan karena  dengan basa I2 akan mengalami reaksi sebagai berikut: 2 I2 + 6 NaOH → 5 NaI + NaIO3 + 3 H2O Sehingga pada larutan tidak terdapat I2 yang menyebabkan tidak terjadinya ikatan koordinasi sehingga warna tetap keruh, sedangkan dengan kondisi asam (+ 2 tetes  HCl)  terjadi perubahan warna dari keruh menjadi bening.  Pada kondisi asam NaI dan NaIO3 diubah menjadi I2 kembali  oleh asam klorida . Jadi pada kondisi asam-lah memberikan hasil uji terbaik. Dengan reaksi: 5 NaI + NaIO3 + 6 HCl → 3 I2 + 6 NaCl + 3 H2O

Baca juga : Buku Animasi 2D SMK Kelas 12

6. Reaksi Dengan Pati yang Terhidrolisis 

Dalam percobaan ini, sampel yang digunakan adalah tepung jagung. Penambahan HCl pada sampel bertujuan untuk mengaktifkan air karena larutan HCl mempunyai ion H+ dan sebagai katalisator. Setelah itu dilakukan pemanasan yang bertujuan agar pati dapat menyerap air sehingga terjadi reaksi gelatinasi (berkurangnya viskositas) sehingga dapat larut dalam air, dengan reaksi sebagai berikut :        

Pada pengujian pertama yaitu pati yang telah dihidrolisis tadi di uji dengan larutan Iod, Uji yodium ini adalah untuk menguji identifikasi kandungan pati yang merupakan Polisakarida pada suatu sampel. Polisakarida adalah golongan karbohidrat kompleks yang merupakan polimer dari molekul-molekul monosakarida yang sangat banyak yang membentuk rantai panjang lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana seperti oligosakarida. 

Iodin yang ditambahkan berfungsi sebagai  indikator suatu senyawa polisakarida.  Pada kondisi asam NaI dan NaIO3 diubah menjadi I2 kembali  oleh asam klorida Jadi pada kondisi asam-lah memberikan hasil uji terbaik. Dengan reaksi: 

Uji iodium ini menunjukan reaksi yang positif terhadap Pati, karena Pati merupakan salah satu contoh dari molekul polisakarida. Pati terdiri dari banyak monomer glukosa. Pada uji iodium Pati dapat menghasilkan reaksi positif dengan menghasilkan warna biru karena pada Pati terdapat unit-unit glukosa yang membentuk rantai heliks karena adanya ikatan dengan konfigurasi tiap unit glukosanya. Bentuk ini menyebabkan pati dapat membentuk kompleks dengan molekul iodium yang masuk kedalam spiralnya. 

Sebelum pengujian selanjutnya, larutan zat pati yang telah dihidrolisis tadi dinetralkan terlebih dahulu dengan NaOH. Pengujian ini merupakan analisis Glukosa yang diuji dengan pereaksi fehling. Preaksi fehling ini digunakan untuk memperlihatkan ada atau tidaknya gula pereduksi. Berdasarkan literatur semua monosakarida (glukosa, fruktosa, laktosa) dapat mereduksi oksidator lemah. 

 

Reaksi :

Pada sampel Pati yang telah dihidrolisis tadi diuji dengan pereaksi Fehling (Fehling A + Fehling B) menunjukan positif (+) dengan menandakan terbentuknya endapan merah bata, hasil tersebut menunjukan bahwa pati terhidrolisis oleh HCl dalam suasana panas menjadi Glukosa. 

Baca juga : Buku Agroforestry SMK Kelas 12