Laporan Praktikum Biokimia Dasar: Karbohidrat

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

    Karbohidrat (carbohydrate) mencakup gula sekaligus polimer-polimer gula. Karbohidrat paling sederhana adalah monosakarida, dikenal juga sebagai gula sederhana. Disakarida adalah gula ganda, terdiri dari dua monosakarida yang digabungkan oleh reaksi dehidrasi. Karbohidrat juga mencakup makromolekul yang disebut polisakarida, yakni polimer yang tersusun dari banyak blok pembangun gula (Campbell dkk., 2010).

    Tumbuhan maupun hewan menyimpan gula untuk digunakan dalam bentuk polisakarida. Tumbuhan menyimpan pati (starch), yakni polimer monomer-monomer glukosa, sebagai granula di dalam struktur selular yang dikenal sebagai plastida, yang mencakup kloroplas (Campbell dkk., 2010). Pati yang terdapat di alam tidak larut air dan memberi warna biru saat bereaksi dengan iodium. Bentuk mikroskopik butir-butir pati berlainan menurut pada sumbernya. Polisakarida ini disebut juga sebagai glukosa karena pada hidrolisisnya hanya dibentuk glukosa sebagai zat akhir (Iswari dan Yuniastuti, 2006).

    Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian dan umbi-umbian. Jagung merupakan contoh tanaman dengan kandungan pati, yakni 70-80% pati. Dalam proses pencernaan semua bentuk pati dihidrolisis menjadi glukosa. Pada tahap pertengahan akan dihasilkan dekstrin dan maltosa (Siregar, 2014). Berdasarkan uraian tersebut, dilakukan isolasi pati dari jagung Zea mays dan uji iodida pada pati untuk memahami teknik isolasi pati dan pengidentifikasiannya.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud

    Maksud dari percobaan adalah untuk mengetahui dan memahami teknik isolasi starch dari jagung dan mengamati uji amilum dengan iodida pada berbagai keadaan.

1.2.2 Tujuan

Tujuan dari percobaan adalah sebagai berikut:

1. menentukan kadar amilum dari jagung.
2. menguji reaksi antara amilum dengan iodida dalam suasana asam, basa, dan netral.

1.3 Prinsip

1.3.1 Isolasi Starch dari Jagung

    Isolasi starch dari jagung berdasarkan prinsip homogenasi, penyaringan, dan dekantasi menggunakan akuades dan etanol beberapa kali hingga diperoleh starch murni.

1.3.2 Uji Iodida untuk Starch

    Uji iodida untuk starch dengan mereaksikan amilum dengan iodida dalam kondisi asam, basa, dan netral. Kemudian melihat perubahan warna yang terjadi setelah dipanaskan dan didinginkan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karbohidrat

    Karbohidrat, molekul-molekul yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen merupakan molekul biologis yang paling berlimpah di bumi dan memegang peranan dalam berbagai fungsi seperti penyimpanan energi (glukosa) dan formasi struktur (selulosa dan kitin) (Walker dan McMahon, 2008). Secara garis besar, karbohidrat dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana terdiri atas monosakarida, disakarida dan oligosakarida sementara karbohidrat kompleks terdiri atas polisakarida dan polisakarida nonpati (serat) (Siregar, 2014).

    Monosakarida (monosaccharide, dari kata Yunani monos; tunggal dan sacchar; gula) umumnya memiliki rumus molekul yang merupakan kelipatan unit CH2O (Campbell dkk., 2017). Jenis karbohidrat ini berupa padatan kristal tak berwana, dapat larut dalam air namun tak dapat larut dalam pelarut nonpolar serta umumnya memiliki rasa manis (Nelson dan Cox, 2017). Monosakarida merupakan jenis karbohidrat yang paling sederhana, yang tidak dapat dihidrolisis lagi menjadi karbohidrat yang lebih kecil lagi. Berdasarkan jumlah atom karbonya, monosakarida diklasifikasikan menjadi triosa (3 atom C), tetrosa (4 atom C), pentosa (5 atom C), heksosa (6 atom C), dan heptosa (7 atom C) (Firani, 2017).

    Disakarida terdiri dari dua gula yang diikat oleh ikatan O-glikosidik. Tiga jenis disakarida yang berlimpah di alam adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. Sukrosa diperoleh secara komersial dari tebu atau bit (Berg dkk., 2002). Tumbuhan umumnya mentranspor karbohidrat dari daun ke akar dan organ nonfotosintetik lain dalam bentuk sukrosa (Campbell, dkk., 2010). Adapun laktosa, disakarida dalam susu, terdiri atas galaktosa yang bergabung dengan glukosa oleh ikatan glikosidik. Laktosa dapat dihidrolisis oleh laktosa dalam tubuh manusia maupun β-galaktosida dalam bakteri. Pada maltosa, dua unit glukosa digabung dalam ikatan glikosidik. Maltosa diperoleh dari hidrolisis starch dan dapat dihidrolisis menjadi glukosa oleh maltase. Sukrosa, laktosa dan maltosa terletak pada permukaan luar dari sel epitel usus halus (Berg dkk., 2002). Adapula oligosakarida yang merupakan gabungan dari 3 unit hingga 10 unit monosakarida (Firani, 2017).

    Polisakarida merupakan makromolekul berupa polimer dari ratusan hingga ribuan monosakarida yang dihubungkan satu sama lain oleh tautan atau ikatan glikosidik (Campbell dkk., 2010). Polisakarida berperan dalam penyimpanan energi pada hampir semua organisme tingkat tinggi. Dalam hewan, polisakarida berupa glikogen yang disimpan dalam otot sementara dalam tumbuhan adalah berupa starch atau pati (Matthews dkk., 2000). Amilum (pati/starch) adalah polisakarida dalam tanaman yang disimpan sebagai cadangan makanan dalam biji buah. Salah satu kandungannya adalah amilosa, yang tidak larut dalam air dingin namun bisa menyerap air dalam jumlah besar dan menyebar (Rahayu dkk., 2017). Adapun polisakarida lain yaitu pektin mempunyai peranan dalam proses pelunakan buah yang sudah matang (Fitriningrum dkk., 2013).

    Di samping jenis karbohidrat tersebut, masih banyak polisakarida yang terdalam di alam misalnya selulosa. Selulosa merupakan rantai lurus tidak bercabang yang terdiri dari satuan glukosil yang jenis ikatannya adalah 1,4-β-. Berat molekul dari selulosa sangat tinggi, yakni antara 100.000 – 2.000.000. Berdasarkan penelitian, senyawa ini terdiri atas potongan-potongan kecil dengan berat molekul 35.000. Rantai-rantai ini bersifat paralel satu sama lain (Martoharsono, 2015).

2.2 Jagung Zea mays

    Tanaman jagung (Zea mays L.) dalam tata nama atau sistematika (taksonomi) tumbuh-tumbuhan dimasukkan dalam klasifikasi sebagai berikut (Warisno, 1998):

Regnum        : Plantae (tumbuh-tumbuhan)

Divisio          : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)

Sub-Divisio  : Angiospermae (berbiji tertutup)

Classis          : Monocotyledoneae (berkeping satu)

Ordo             : Graminae (rumput-rumputan)

Familia         : Graminaceae

Genus           : Zea

Species         : Zea mays L.

    Tingginya kandungan pati pada jagung mencapai puncak atau optimal ketika jagung memasuki tahap masak tua. Hal ini ditandai oleh biji yang berwarna kulit mengkilap dan terang (Aak, 1993). Pati jagung dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk produksi High Fructose Corn Syrup (sirup jagung), makanan ringan, sohun dan bahan pengental dalam pembuatan berbagai macam saus. Sebagai bahan industri non pangan, pati jagung dibutuhkan antara lain dalam industri plastik, industri kertas, industri tekstil, dan untuk bahan perekat (Alam dan Nurhaeni, 2008)

    Hasil penelitian yang dilakukan oleh Alam dan Nurhaeni (2008) menyatakan bahwa pati jagung varietas lokal kuning mengandung pati sebesar 88,22% dengan kadar amilosa 59,83% lebih tinggi jika dibandingkan dengan tiga varietas lain yang digunakan dalam penelitiannya (biji jagung varietas N35, pulut (P) dan srikandi kuning (SK)). Hal tersebut diduga bahwa proses metabolisme terutama sintesis karbohidrat optimum terjadi pada varietas lokal kuning karena memiliki daya adaptasi lingkungan yang lebih baik jika dibandingkan dengan ketiga varietas lainnya. Beberapa orang petani jagung yang biji jagungnya digunakan dalam penelitian ini menyatakan varietas lokal kuning memiliki pertumbuhan yang lebih baik serta daya tahan terhadap hama dan penyakit yang lebih tinggi. Tanaman penghasil pati yang kandungan patinya tinggi memberi peluang yang lebih baik untuk digunakan sebagai sumber energi. Sedangkan pati yang kandungan amilosanya tinggi potensi pengembangan pemanfaatannya lebih banyak jika dibandingkan berkadar amilosa rendah. Adapun menurut Marta dkk. (2017), karakteristik pati jagung alami memiliki kekurangan, di antaranya tidak larut dalam air dingin, kestabilan yang rendah, terjadinya pengentalan setelah pemasakan dan retrogradasi sehingga aplikasinya menjadi terbatas dalam industri.

2.3 Amilum

Gambar 2.1 Struktur Amilum (Campbell dkk., dalam Tellingen, 2001)

    Starch atau pati adalah homopolimer dari glukosa yang membentuk rantai α-glukosidik, disebut glukosan atau glukon. Dua konstituen utama adalah amilosa (13-20%) dengan struktur heliks tak bercabang dan amilopektin (80-85%) dengan rantai cabang berkomposisi 24-30 residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan α-1 → 4 pada rantai dan ikatan α-1 → 6 pada titik cabang (Murray dkk., 2009). Dalam tumbuhan, nutrisi disimpan dalam bentuk pati. Lebih dari setengah karbohidrat yang dicerna oleh manusia adalah dalam bentuk pati (Berg, 2002). Enzim dalam tumbuhan, hewan dan manusia dapat dengan mudah memutuskan ikatan α-glikosidik dari heliks pati untuk menghasilkan energi (Tellingen, 2001).

    Dalam pengujian keberadaan pati, dapat digunakan tes iodin. Penambahan iodin pada larutan pati akan memunculkan warna biru tua akibat terbentuknya kompleks pati-iodin (Mahajan dkk., 2011). Namun dalam pemanasan, warna biru yang terbentuk akan menghilang dan akan muncul kembali setelah dilakukan pendinginan (Talele dkk., 2015).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

    Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah jagung, etanol 95%, larutan amilum 1% dalam air, HCl 6 M, NaOH 6 M, larutan iodin 0,01 M, akuades, kertas saring, dan tisu gulung.

3.2 Alat Percobaan

    Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah blender, pisau, corong, batang pengaduk, kain saring, gelas piala 250 mL, tabung reaksi, gelas ukur 100 mL, pipet tetes, neraca Ohauss dan desikator.

3.3 Prosedur Percobaan

3.3.1 Isolasi Starch dari Jagung

    Setelah dibersihkan, jagung diserut lalu ditimbang sebanyak 75 g. Gelas piala kosong juga ditimbang agar diketahui berat awal gelas. Gelas piala kemudian ditimbang kembali setelah diisi dengan jagung agar diketahui berat total jagung dengan gelas ukur. Pada tahap selanjutnya, jagung dihomogenasikan dengan 100 mL akuades dan dihaluskan menggunakan blender. Campuran yang sudah dihaluskan kemudian disaring menggunakan kain saring dan ditampung hasil saringan dengan gelas piala 250 mL sedangkan residunya dibuang. Campuran yang telah disaring ditambahkan dengan 50 mL akuades kemudian diaduk dan campuran dibiarkan mengendap. Setelah beberapa saat, bagian yang mengendap didekantasi dengan penambahan 50 mL akuades. Proses dekantasi dilakukan pengulangan dua kali dengan yang kedua kalinya dicampurkan dengan 25 mL etanol 95 %. Sebelum disaring melalui kertas saring, terlebih dahulu ditimbang berat kertas saring. Campuran lalu disaring melalui corong dan pati dikeringkan dengan cara dimasukkan ke dalam inkubator. Setelah kering, pati ditimbang menggunakan neraca ohauss.

3.3.2 Uji Iodida pada Amilum

    Disiapkan 3 tabung reaksi. Dipipet 3 mL amilum ke dalam masing-masing tabung reaksi. Pada tabung reaksi I ditambahan 2 tetes air, tabung reaksi II ditambahkan 2 tetes HCl 6 M dan tabung reaksi III ditambahkan 2 tetes NaOH 6 M. Masing-masing tabung kemudian ditambahkan 2 tetes iodin 0,01 M. Diamati warna yang terbentuk. Larutan lalu dipanaskan dan diamati perubahan warnanya. Setelah itu, larutan didinginkan dan diamati kembali warna yang terbentuk.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Isolasi Starch dari Jagung

Adapun hasil percobaan isolasi starch dari jagung diperoleh data sebagai berikut:

1. Berat sampel (jagung) = 75 g
2. Berat kertas saring = 0,9520 g
3. Berat amilum setelah kering + kertas saring = 4,7131 g
4. Berat amilum = 3,7611 g
5. Kadar amilum dalam jagung = Berat amilum/Berat jagung x 100% = 5,0148%

4.1.2 Uji Iodida untuk Starch

            Tabel 1. Perubahan warna pada setiap penambahan dan perlakuan

Penambahan dan Perlakuan	Tabung I (akuades)	Tabung II (HCl)	Tabung III (NaOH)
Warna sebelum ditambah Iod 0,1 M	Bening	Bening	Bening
Warna setelah ditambah Iod 0,1 M	Biru muda	Biru tua	Bening
Warna setelah pemanasan	Bening, ada endapan putih di dasar	Biru tua, ada endapan di dasar	Bening
Warna setelah didinginkan	Bening	Biru tua	Bening

4.2 Reaksi
4.2.1 Reaksi Amilum + H₂O + I₂

4.2.3 Reaksi Amilum + HCl + I₂

4.3 Pembahasan
4.3.1 Isolasi Starch dari Jagung

    Dalam percobaan isolasi starch dari jagung, jagung dihaluskan dan dihomogenasikan dengan air untuk kemudian dilakukan dekantasi sebanyak 3 kali. Tujuan dekantasi dalam prosedur ini adalah untuk memisahkan residu dan filtratnya. Setelah dekantasi terakhir, ditambahkan etanol 95% untuk memisahkan senyawa organik lain yang terkandung dalam pati. Di langkah selanjutnya, dilakukan pengeringan menggunakan inkubator dengan tujuan agar air dan etanol menguap dan didapatkan pati yang benar-benar murni. Pati yang didapatkan kemudian ditimbang.

    Percobaan isolasi starch dari jagung memperoleh berat 3,7611 g dengan kadar amilum dalam jagung adalah 5,0148%. Berdasarkan penelitian sebelumnya (Alam dan Nurhaeni, 2008), kadar amilum dalam jagung dengan varietas yang sama adalah 88,22%. Dapat dilihat bahwa kedua angka menunjukkan perbedaan yang sangat signifikan. Kecilnya kadar amilum yang diperoleh dalam percobaan dapat disebabkan karena ketidaktelitian praktikan dalam menimbang, kesalahan dekantasi maupun penyaringan.

4.3.2 Uji Iodida untuk Starch

    Dalam percobaan ini, dilakukan uji iodida untuk ketiga pati dalam suasana netral (akuades), basa (NaOH) dan asam (HCl). Setelah masing-masing larutan diberikan 2 tetes iodin 0,1 M dan diamati perubahan yang terjadi, ketiga tabung kemudian dipanaskan menggunakan pemanas. Setelah tahap ini, diamati kembali perubahan yang terjadi begitupun setelah dilakukan pendinginan.

    Dari hasil pengamatan, diperoleh bahwa perlakuan berbeda yang diberikan untuk tiap tabung memberikan reaksi yang berbeda pula. Pada tabung I yang berisi akuades, setelah ditetesi I2, warna pati yang semula bening berubah menjadi warna biru muda. Warna biru muda timbul akibat terbentuknya ikatan antara iodin dengan amilum. Namun setelah dilakukan pemanasan, warna biru muda tersebut menghilang. Hal ini menandakan bahwa telah terjadi pemutusan ikatan antara kedua senyawa tersebut. Pemutusan ikatan dapat terjadi karena dalam suasana netral, ikatan yang terbentuk hanyalah ikatan semu sehingga mudah merenggang akibat panas dan akhirnya putus. Adapun pendinginan yang dilakukan pada tahap akhir tidak memberikan perubahan warna pada larutan, yakni tetap bening. Berdasarkan literatur, warna biru muda pada larutan seharusnya kembali setelah suhu larutan turun karena terbentuknya kembali ikatan semu pada kedua senyawa. Kesenjangan ini dapat disebabkan oleh teroksidasinya iodin sehingga tak lagi dapat berikatan dengan amilum.

    Pada tabung II, terjadi perubahan warna larutan dari bening menjadi biru tua setelah ditetesi iodin. Reaksi ini memberikan hasil yang berbeda dengan larutan sebelumnya di mana kali ini didapatkan warna biru yang pekat. Hal ini disebabkan karena dalam suasana asam, polisakarida (amilum) dapat dihidrolisis dengan sempurna. Setelah dilakukan pemanasan, larutan tetap berwarna biru tua namun kepekatannya sedikit berkurang. Hal ini disebabkan karena ikatan kompleks yang terbentuk sebelumnya menjadi sedikit merenggang tapi tidak sampai pada tahap pemutusan. Setelah dilakukan pendinginan, warna larutan kembali menjadi biru tua karena ikatan iodin pada amilum tidak lagi mengalami perenggangan. Adapun pada tabung ketiga, suasana basa yang diberikan oleh NaOH tidak menunjukkan reaksi apapun walaupun telah diberikan iodin maupun perlakuan berupa pemanasan dan pendinginan. Hal ini dikarenakan suasana basa menghalangi terjadinya ikatan antara kedua senyawa, yakni pati dan iodin.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:

1. kadar amilum pada jagung adalah sebesar 5,0148%.
2. reaksi amilum dengan iodida pada suasana asam memberikan warna biru tua menandakan terbentuknya ikatan kompleks, pada suasana basa memberikan warna biru muda akibat terbentuknya ikatan semu yang dapat putus akibat pemanasan sementara dalam suasana netral, tidak terjadi reaksi apa-apa.

5.2 Saran

5.2.1 Saran untuk Praktikan

    Ketelitian dalam melakukan praktikum sangat diperlukan agar mencegah terjadinya penyimpangan.

5.2.2 Saran untuk Laboratorium

    Sebaiknya dapat diadakan perbaikan untuk fasilitas laboratorium yang rusak, contohnya pada beberapa westafel yang tidak berfungsi.

DAFTAR PUSTAKA

AAK, 1993, Jagung, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Alam, N. dan Nurhaeni, 2008, Komposisi Kimia dan Sifat Fungsional Pati Jagung Berbagai Varietas yang Diekstrak dengan Pelarut Natrium Bikarbonat,   Jurnal Agroland. 15(2):89-94.

Berg, J.M., J.L. Tymoczko dan L. Stryer, 2002, Biochemistry, 5^th Edition, W.H. Freeman, New York.

Campbell, N.A., J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky dan R.B. Jackson, 2010, Biologi, Jilid 1, Edisi 8, Terjemahan oleh Damaring Tyas Wulandari, Erlangga, Jakarta.

Fitriningrum, R., Sugiyarto dan A. Susilowati,  2013, Analisis Kandungan Karbohidrat pada Berbagai Tingkat Kematangan Buah Karika (Carica pubescens) di Kejajar dan Sembungan, Dataran Tinggi Dieng, Jawa Tengah, Jurnal Bioteknologi, 10(1):6-14.

Firani, N.K., 2017, Metabolisme Karbohidrat: Tinjauan Biokimia dan Patologis, UB Press, Malang.

Iswari, R.S. dan A. Yuniastuti, 2006, Biokimia, Graha Ilmu, Yogyakarta.

Mahajan, R., M. Manhas, B. Priya, K. Kaur dan G. Kaur, 2011, Isolation and Optimization of Amylase Producing Bacteria from Different Soils of Jammu Province, Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2(4):239-246.

Marta, H., Tensiska dan L. Riyanti, 2017, Karakterisasi Maltodekstrin dari Pati Jagung (Zea mays) Menggunakan Metode Hidrolisis Asam pada Berbagai Konsentrasi, Chimica et Natura Acta, 5(1):13-20.

Martoharsono, S., 2015, Biokimia, Jilid 1, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Mathews, C.K., K.E.V. Holde dan K.G. Ahern, 2000, Biochemistry, 3^rd Edition, Benjamin Cummings, San Fransisco.

Murray, R.K., D.A. Bender, K.M. Botham, P.J. Kennelly, V.W. Rodwell dan P.A. Weil, 2009, Harper’s Illustrated Biochemistry, 28^th Edition, The McGraw-Hill Companies, Inc., New York.

Nelson, D.L. dan M.M. Cox, 2017, Lehninger Principles of Biochemistry: International Edition, 7^th Edition, W.H. Freeman, New York.

Rahayu, S., N. Azhari dan I. Ruslinawati, 2017, Penggunaan Amylum Manihot sebagai Bahan Penghancur dalam Formulasi Tablet Ibuprofen secara Kombinasi Intragranular-ekstragranular, Journal of Current Pharmaceutical Sciences, 1(1):6-11.

Siregar, N.S., 2014, Karbohidrat, Jurnal Ilmu Keolahragaan, 13(2):38-44.

Talele, P.B., K.S. Sharma, P.B. Dalvi dan S.S. Nandan, 2015, Isolation of Starch from Ginger rhizome (Zingiber officinale), Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 3(6):157-162.

Tellingen, C.V., 2001, Biochemistry from a Phenomenological Point of View, Louis Bolk Instituut, Amsterdam.

Walker, S. dan D. McMahon, 2008, Biochemistry Demystified: A Self-Teaching Guide, The McGraw-Hill Companies, Inc., New York.

Warisno, 1998, Jagung Hibrida, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Tidak untuk disalin! 

Artikel ini dibagikan untuk memberi contoh dan menginspirasi:)