KARBOHIDRAT I
(UJI MOLISCH, BENEDICT, BARFOED, DAN FERMENTASI)

Reaksi Uji Molisch

Reaksi Uji Benedict

Reaksi Uji Barfoed

Pendahuluan

            Karbohidrat adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang  berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80%  dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein (Halomoan 2004).

            Menurut Anwari Irawan (2007), secara sederhana  karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index). Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat(fiber).

            Selain sebagai sumber energi yang utama bagi tubuh, karbohidrat juga berfungsi untuk melancarkan sistem pencernaan dan buang air besar, karbohidrat juga akan membuat protein melaksanakan tugas utamanya sebagai zat pembentuk tubuh, sebagai pengatur metabolisme lemak dalam tubuh, dan sebagai pemberi rasa manis pada makanan khususnya monosakarida dan disakarida (Syafiq 2007). Oleh karena itu, uji keberadaan karbohidrat pada suatu bahan makanan (sampel) sangat perlu dilakukan dengan cara mengamati struktur melalui sifat reaksinya dengan beberapa reagen uji.

            Keberadaan karbohidrat dalam suatu bahan dapat diuji dengan uji Molisch. Uji ini didasari oleh reaksi dehidrasi karbohidrat oleh asam sulfat yang akan membentuk cincin furfural yang berwarna ungu. Munculnya cincin ungu di permukaan antara lapisan asam dan lapisan sampel menunjukkan reaksi positif, sedangkan reaksi negatif ditunjukkan oleh cincin berwarna warna hijau.

            Uji yang digunakan untuk menentukan adanya gula pereduksi dalam suatu sampel adalah uji Benedict. Pereaksi ini akan bereaksi dengan gugus aldehid, kecuali aldehid dalam gugus aromatik, dan alfa hidroksi keton. Warna  biru pada larutan menunjukkan tidak terdapatnya gula pereduksi pada sampel. Warna hijau kebiruan, hijau, dan kuning mengindikasikan terdapatnya gula dengan konsentrasi sekitar 250, 500, 1000 mg/dL. Sedangkan terdapatnya endapan merah bata menunjukkan konsentrasi gula sekitar 2000 mg/dL.

            Uji untuk membedakan monosakarida dan disakarida dengan mengontrol kondisi pH serta waktu pemanasan adalah uji Barfoed. Prinsipnya berdasarkan reduksi Cu²⁺  menjadi Cu⁺. Senyawa berwarna biru akan terjadi dengan adanya fosfomolibdat.

            Menurut Winiati (2012), karbohidrat merupakan komponen utama yang dipecah dalam proses fermentasi.  Proses fermentasi diawali dengan  pemecahan polisakarida atau karbohidrat menjadi gula sederhana, misalnya hidrolisis pati menjadi unit-unit glukosa. Selanjutnya, glukosa akan dipecah menjadi senyawa-senyawa lain tergantung dari jenis fermentasinya. Karbohidrat yang digunakan pada percobaan akan dicerna dan dirubah bentuknya oleh ragi menjadi etilalkohol (C₂H₅OH) serta gas karbondioksida (CO₂).

Tujuan

Percobaan bertujuan menentukan sifat dan struktur karbohidrat melalui uji kualitatif dengan cara mengamati reaksinya dengan beberapa reagen uji.

Metode

            Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, pati 1%, asam sulfat pekat, pereaksi Molisch, pereaksi Benedict, pereaksi Barfoed, fosfomalibdat, ragi, NaOH 10%, kapas, dan akuades.

            Alat yang digunakan dalam percobaan adalah penangas air, tabung fermentasi, mortar, pipet Mohr, penggaris, dan tabung reaksi.

            Uji Molisch. Sebanyak 5 mL larutan yang akan diperiksa dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 2 tetes pereaksi Molisch, kemudian dicampur merata dan secara perlahan sebanyak 3 mL asam sulfat ditambahkan  melalui dinding tabung. Setelah itu, reaksi dan perubahan warna yang terjadi diamati.

            Uji Benedict. Sebanyak 5 mL pereaksi Benedict dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 8 tetes larutan bahan yang akan diperiksa, lalu dicampur dan dididihkan selama 5 menit. Larutan dibiarkan sampai menjadi dingin. Setelah itu, perubahan warna dan endapan yang terbentuk diperhatikan.

            Uji Barfoed. Sebanyak 1 mL pereaksi dan 1 mL bahan percobaan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Tabung tersebut dipanaskan dalam air mendidih selama 3 menit lalu didinginkan. Kemudian sebanyak 1 mL fosfomolibdat dimasukkan, lalu dikocok. Setelah itu, reaksi dan perubahan warna diamati.

            Uji Fermentasi. Sebanyak 20 mL larutan sampel dan 2 gram ragi roti dimasukkan ke dalam mortar, kemudian kedua bahan tersebut digerus sampai terbentuk suspensi yang homogen. Suspensi tersebut diisikan ke dalam tabung fermentasi sampai bagian kaki yang tertutup terisi penuh oleh cairan. Pemeraman pada suhu 36^°C dilakukan, setiap selang 15 menit diperiksa sebanyak 3 kali pengamatan. Jika terdapat ruang gas pada kaki tabung yang tertutup maka diukur dengan penggaris. Pembuktian bahwa gas yang terbentuk adalah gas CO₂, maka dilakukan penambahan larutan NaOH 10% ke dalam tabung fermentasi melalui kaki yang terbuka dan mulut tabung ditutup dengan ibu jari sambil tabung dibolak-balik beberapa kali. Isapan pada ibu jari menunjukkan adanya gas CO_2.

Hasil Pengamatan

            Berikut ini adalah hasil pengamatan menggunakan pereaksi Molisch pada berbagai sampel.

Tabel 1 Hasil Uji Molisch

Bahan Uji	Hasil Pengamatan (+/-)	Perubahan warna larutan
Glukosa	+	Terbentuk Cincin Ungu
Fruktosa	+	Terbentuk Cincin Ungu
Sukrosa	+	Terbentuk Cincin Ungu
Laktosa	+	Terbentuk Cincin Ungu
Maltosa	+	Terbentuk Cincin Ungu
Pati	+	Terbentuk Cincin Ungu

            Berikut ini adalah hasil pengamatan menggunakan pereaksi Benedict pada berbagai sampel.

Tabel 2 Hasil Uji Bebedict

Bahan Uji	Hasil Pengamatan (+/-)	Perubahan warna larutan
Glukosa	+	Larutan Berwarna Hijau Kebiruan

Fruktosa	+	Larutan Berwarna Hijau Kebiruan Kebiruan
Sukrosa	-	Larutan Berwarna Biru
Laktosa	+	Larutan Berwarna Hijau Kebiruan
Maltosa	+	Larutan Berwarna Hijau Kebiruan

            Berikut ini adalah hasil pengamatan menggunakan pereaksi Barfoed pada berbagai sampel.

Tabel 3 Hasil Uji Barfoed

Bahan Uji	Hasil Pengamatan (+/-)	Perubahan warna larutan
Glukosa	+	Larutan Berwarna Biru Pudar
Fruktosa	+++	Larutan Berwarna Biru Pekat
Sukrosa	+	Gambar 14 Larutan Berwarna Biru Pudar

Laktosa	+	Larutan Berwarna Biru Pudar
Maltosa	+	Larutan Berwarna Biru Pudar

            Berikut ini adalah hasil pengamatan pada uji fermentasi dari berbagai sampel.

Tabel 4 Hasil Uji Fermentasi

Bahan Uji	Menit ke-			Keadaan NaOH
	15	30	45
Glukosa	1.4 mL	2.7 mL	3.7 mL	Ada
Fruktosa	2.8 mL	4.4 mL	5.5 mL	Ada
Sukrosa	1.1 mL	3.5 mL	5.7 mL	Ada
Maltosa	0.4 mL	2.1 mL	3.7 mL	Ada
Laktosa	1.7 mL	2.9 mL	4.0 mL	Ada
Pati	0 mL	0 mL	0 mL	Tidak ada

Pembahasan

            Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, seluruh bahan uji tergolong sebagai karbohidrat karena menunjukkan reaksi positif yaitu munculnya cincin berwarna ungu pada batas kedua cairan. Pereaksi yang digunakan dalam percobaan ini adalah pereaksi Molisch. Sampel yang diuji dicampur dengan reagent molisch (α-naftol yang terlarut dalam etanol). Setelah pencampuran atau homogenisasi, H₂SO₄ pekat perlahan-lahan dituangkan melalui dinding tabung reaksi agar tidak sampai bercampur dengan larutan atau hanya membentuk lapisan berwarna ungu. Persenyawaan berwarna yang terbentuk merupakan reaksi dengan α-naftol.

            Menurut strukturnya glukosa dan fruktosa merupakan merupakan karbohidrat monosakarida, yaitu gula sederhana yang tidak dapat dipecah lagi menjadi molekul yang lebih kecil dan monosakarida inilah yang menjadi unit penyusun dari oligosakarida dan polisakarida. Sukrosa, maltosa, dan laktosa merupakan karbohidrat disakarida, yaitu gabungan antara 2 (dua) monosakarida. Sedangkan pati merupakan karbohidat polisakarida, yaitu senyawa karbohidrat kompleks yang mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida dan tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang (Fessenden 1982). Dengan demikian, hasil uji Molisch yang dilakukan dalam percobaan sudah menunjukkan hasil yang semestinya. Berikut adalah reaksi yang terjadi pada uji Molisch.

            Uji Molisch tidak spesifik untuk karbohidrat, akan tetapi hasil reaksi yang negatif menunjukkan bahwa larutan tidak mengandung karbohidrat.

            Uji Benedict digunakan untuk menentukan adanya gula pereduksi  dalam sampel. Menurut hasil percobaan glukosa, fruktosa, laktosa, dan maltosa merupakan gula pereduksi dengan menunjukkan warna hijau kebiruan pada larutan. Sedangkan sukrosa menunjukkan warna biru pada larutan, sehingga tidak tergolong sebagai gula pereduksi.

            Gugus aldehida dan alfa hidroksi keton akan bereaksi dengan pereaksi Benedict, sehingga akan membentuk kupro oksida. Pembentukan senyawa ini dapat dilihat pada pembentukan warna hasil reaksi. Oleh karena itu, meskipun fruktosa bukanlah gula pereduksi, namun karena memiliki gugus alfa hidroksi keton, maka fruktosa akan berubah menjadi glukosa dan manosa dalam suasana basa dan memberikan hasil positif dengan pereaksi Benedict. Sedangkan sukrosa tidak tergolong sebagai gula pereduksi (Fessenden 1982).

            Menurut Hart (2003) sukrosa tidak tergolong sebagai gula pereduksi karena sukrosa tidak dapat bermutarotasi. Selain itu, tidak ada gugus aldehida bebas yang berpotensi, sehingga sukrosa tidak dapat mereduksi pereaksi Benedict. Sifat ini berlawanan dengan disakarida dan monosakarida lain yang merupakan gula pereduksi.

            Setelah bahan uji dan pereaksi Benedict dicampurkan di dalam tabung reaksi, larutan dididihkan selama 5 menit. Hal ini bertujuan untuk mempercepat reaksi yang Cu yang berada dalam pereaksi Benedict dengan sampel, sehingga perubahan warna larutan lebih mudah diamati. Berikut adalah reaksi yang terjadi pada uji Benedict.

   

              Uji Barfoed merupakan uji untuk membedakan jenis monosakarida atau disakarida. Uji ini tergolong spesifik. Karbohidrat direduksi pada suasana asam dengan menambahkan fosfomolibdat dan akan memberikan hasil positif apabila larutan setelah dididihkan menjadi berwarna biru, maka larutan tersebut termasuk dalam golongan disakarida (Poedjiadi 2006).

            Berdasarkan hasil pengamatan pada bahan uji glukosa, sukrosa, laktosa, dan maltosa terjadi perubahan warna larutan menjadi biru pudar. Sedangkan pada glukosa warna larutan menjadi biru pekat. Semestinya glukosa yang tergolong monosakarida harus menunjukkan perubahan warna menjadi biru pekat, karena monosakarida menunjukkan kereaktifan yang lebih besar daripada disakarida maupun polisakarida. Hal ini bisa terjadi karena tabung reaksi yang digunakan telah terkontaminasi oleh bahan lain sehingga hasil reaksi tidak akurat. Sedangkan sukrosa, laktosa, dan maltosa mengalami perubahan warna menjadi biru pudar karena tergolong disakarida. Berikut adalah rekasi yang terjadi pada uji Barfoed.

Proses fermentasi didasari pada pemecahan karbohidrat menjadi gula yang sederhana. Berdasarkan hasil percobaan pada bahan uji glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, dan laktosa terdapat ruang gas pada kaki tabung yang tertutup dengan panjang yang bervariasi. Sedangkan pada bahan uji pati tidak terdapat ruangan gas pada kaki tabung. Hal ini disebabkan karena berdasarkan strukturnya pati merupakan polisakarida, sehingga pemecahan rantai karbonnya sangat rumit sebab memiliki struktur yang sangat kompleks dibandingkan monosakarida dan polisakarida.

            Ragi berfungsi untuk mengubah karbohidrat menjadi etilalkohol (C₂H₅OH) dan karbondioksida (CO₂₎ pada suasana anaerob dan penambahan larutan NaOH 10% ke dalam tabung fermentasi melalui kaki terbuka dilakukan untuk membuktikan bahwa gas yang terbentuk adalah gas CO₂. Berikut adalah reaksi yang terjadi pada uji fermentasi.

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

            Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda, tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Contoh gula sederhana adalah glukosa (C₆H₁₂O₆), melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (C₂H₅OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan biasa digunakan pada produksi makanan.

            Setiap uji yang dilakukan dalam percobaan memiliki kegunaan tertentu dalam dunia kerja, misalnya uji Molisch digunakan untuk melakukan uji kualitatif karbohidrat terhadap suatu bahan makanan. Uji Benedict digunakan untuk menganalisis suatu hasil pertanian. Misalnya, uji Benedict digunakan untuk melakukan uji kualitatif gula pereduksi terhadap umbi-umbian. Uji Barfoed digunakan untuk menentukan jenis karbohidrat yang terdapat pada suatu bahan makanan, sehingga bahan makanan tersebut dapat digunakan sesuai dengan kandungan karbohidratnya. Sedangkan uji fermentasi digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat jenis polisakarida pada suatu bahan makanan, karena pada umumnya polisakarida susah untuk dipecah sehingga tidak terdapat ruang gas pada kaki tabung yang tertutup.

Simpulan

            Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan pati mengandung karbohidrat. Glukosa, fruktosa, laktosa, dan maltosa mengandung gula pereduksi sedangkan sukrosa tidak mengandunng gula pereduksi. Selain itu dapat disimpulkan bahwa, glukosa dan fruktosa merupakan monosakarida. Sukrosa, laktosa, dan maltosa merupakan disakarida, sedangkan pati merupakan polisakarida.

Daftar Pustaka

Anwari Irawan. 2007. Karbohidrat. Jakarta (ID): Sports Science.

Fessenden RJ, Fessenden JS. Kimia Organik. Pudjaatmaka AH, penerjemah.

Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Organic Chemistry.

Halomoan. 2004. Karbohidrat. Medan (ID): USU-Press.

Hart H, Craine LE, Hart DJ. 2003. Kimia Organik. Achmadi, penerjemah. Jakarta

(ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Organic Chemistry.

Poedjiadi A. 2006. Dasar – Dasar Biokimia. Edisi Revisi. Jakarta: UI – Press.

Syafiq Ahmad dkk. 2007. Gizi dan Kesehatan Masyarakat. Jakarta (ID):

Raja Grafindo Persada.

Winiati P. 2012. Mikrobiologi Pangan. Bogor (ID): IPB-Press.