Analisa Karbohidrat

Dwi Larasatie Nur Fibri, STP, M.Sc
Laboratorium Ilmu Pangan dan Gizi
Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian
Universitas Gadjah Mada
KARBOHIDRAT
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
Monosakarida
Manis
3 bentuk KH
Oligosakarida
Gugus hidroksil
Polisakarida
Terlalu besar, tidak dapat masuk ke dalam
sel-sel kuncup rasa pada permukaan lidah
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
berdasar jumlah monomernya
KARBOHIDRAT
Monosakarida
5-6 karbon sbg
rantai atau cincin
Punya bbrp gugus
hidroksil (-OH)
dan satu karbonil
(-C=O )
Glukosa
Fruktosa
Galaktosa
Oligosakarida
2 – 10 unit
monosakarida:
Sukrosa
Laktosa
Maltosa
Rafinosa
Stakiosa
Polisakarida
Lebih dari 10 unit
monosakarida:
Pati
Cellulosa
Mannan
galaktan
galaktomannan
pektin
mannoglukan.
STRUKTUR LINIER
Gugus Aldehid
(reduktif)
Gugus Keton
(reduktif)
Glukosa
(Aldosa)
Fruktosa
(Ketosa)
• 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
Perubahan Glukosa ke bentuk
cincin
Gugus
reduktif
Bentuk Cincin Glukosa dan
Fruktosa
gugus reduktif
Alpha D-glucose
Beta- D-fructose
Glukosa molekul
terbuka
Cincin piran
Cincin furan
Disakarida
a1-4 linkage
Gugus reduktif
Disakarida
aGlucose+ Fructose= Sucrose
aGlucose+ Galactose=Lactose
Gugus reduktif
saling menutup
(tidak reduktif)
Pati / Amilum
Gugus reduktif
amilopektin
amilosa
Glikogen dlm
tubuh hewan
polimer glukosa dengan ikatan a (alfa-)
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
• 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
• 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
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
Analisa karbohidrat
3 analisa, yaitu:
• Gula sederhana / gula reduksi
• Pati tercerna
• Serat
Prinsipnya : berdasar pada sifat/daya
reduktif gula
Analisis
Persiapan 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
1. Analisa gula reduksi
• Tujuan menentukan jumlah gula reduksi
• Prinsip: reduksi kupri-oksida menjadi
kupro oksida oleh gula reduksi
• Metode :
– Luff-Schrool
– Nelson-Somogyi
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
Reaksi : Cu++ + gula red.  Cu2O + asam gula
2 Cu++ + 2 I-  2 Cu+ + I2
I2 + 2 Na2S2O3=  2 NaI + Na2S4O6
• 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.
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 !
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
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 ?
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
PRINSIP:
• Gula reduksi akan dioksidasi oleh kuprioksida dihasilkan kupro-oksida
• Kupro-oksida direaksikan dengan arsenomolibdat akan membentuk senyawa
kompleks berwarna violet/ungu
• Intensitas warna ekuivalen dengan konsentrasi gula, yang dapat ditera absorbansinya dengan spektrofotometer pada
panjang gelombang 540 nm
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.
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
Pembuatan Kurva Standar :
Kurva standar dipersiapkan dari larutan glukosa murni berkadar 1
mg/10mL yang diisikan ke dalam tabung reaksi sejumlah sbb :
No. tabung
reaksi
Lart.glukosa (mL)
1
2
3
4
5
6
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)
Kadar glukosa
(mg/100mL)
1.0
1.0
1,0
1.0
1.0
1.0
0
2
4
6
8
10
Kadar glukosa
( g/mL)
0
20
40
60
80
100
Analisa Gula Reduksi >> Metode Nelson-Somogyi
 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 masingmasing tabung ditambah 3 mL aquadest, gojog sampai
homogen
 Ukurlah ‘optical density’ atau ‘absorbansi’-nya
pada 540 nm dan tabulasikan hasil pembacaan sbb :
No
gula)
Y
X2
Y2
XY
(absorbansi)
1
0 = X1
Y1
X12
Y 12
X1Y1
2
2 = X2
Y2
X22
Y 22
X2Y2
3
4 = X3
Y3
X32
Y 32
X3Y3
4
6 = X4
Y4
X42
Y 42
X4Y4
5
8 = X5
Y5
X52
Y 52
X5Y5
6
10 = X6
Y6
X62
Y62
X6Y6
n
x
y
 x2
 y2
 xy
X (kadar

Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b  x ] / n
Dengan
koefisien
regresi
[ nxy - xy ]
r=
[nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (y)2]1/2
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 :
Y
A
b
s
o
r
b
a
n
s
i
Y = a + bX
Ys
Xs
Konsentrasi (mg/100mL) X
 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 .
• 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)
•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.
 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
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
Sukrosa
BM = 342
C6H12O6 + C6H12O6
Fruktosa
BM = 180
Glukosa
BM = 180
Penentuan Sukrosa
• Perhitungan :
Kadar sukrosa = Jml gula reduksi x FK
FK = BM sukrosa =
342 = 0.95
2 BM gula red 2 x 180
Penentuan pati
PRINSIP:
Pati dihidrolisa dengan asam sehingga menghasilkan gula-gula
reduksi, kemudian gula yang terbentuk ditetapkan jumlahnya.
(C6H10O5)m + m H2O
Pati
BM = 162 m
Faktor konversi =
m C6H12O6
m Glukosa
BM = 180 m
BM pati
BM Gula reduksi
Kadar pati = FK x kadar gula reduksi
Pengolahan Data
No
X (kadar gula)
Y (absorbansi)
X2
Y2
XY
mg/100ml
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
n = 6 ; ∑ x = 30 ; ∑ y = 2,72 ; ∑ x2 = 218 ; ∑ y2 = 1,6176 ; ∑ xy = 18.44

Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b  x ] / n
r=
[ nxy - xy ]
[nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (y)2]1/2
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
Koefisien regresi tsb belum memenuhi syarat bila dipathok nilai minimal 95%
atau > 0,95  Data perlu direvisi, misal data no.4 dihilangkan !?!
• 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 :
No
X (kadar gula)
Y (absorbansi)
X2
Y2
XY
mg/100ml
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
54
8
0.62
64
0.3844
4.96
65
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
n = 5 ; ∑ x = 24 ; ∑ y = 2,07 ; ∑ x2 = 182 ; ∑ y2 = 1,1951 ; ∑ xy = 14.54

Persamaan kurva standar linier : Y = a + bX
Dimana : b = [ nxy - xy ] / [ nx2 – (x)2 ]
a = [ y – b  x ] / n
r=
[ nxy - xy ]
[nx2 –(x)2]1/2 [ny2 – (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
 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?
 Dari lar. D diambil 1 ml dan dianalisa kadar gulanya.
 Diketahui mengandung 3,5 mg/100 ml
 Berapakah kadar gula pada sampel?
 ... mg/g
 ... %
 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= 0.41
Bila dianalisis terhadap glukosa murni menghasilkan
kurva standar A=0.9560 - 0.9482 c (c=kadar glukosa
µg/ml)
Hitung kadar pati tersebut!