Karakteristik Ikatan Glikosidik Karbohidrat

Secara Polarimetri

I. Tujuan PercobaanMendeteksi molekul asimetrik

karbohidrat dengan mengukur rotasi optik

Mengindefikasi karakteristik kimia dan polarimetrik monosakarida dan disakarida

II. Dasar TeoriKarbohidrat adalah polisakarida aldehid

polihidroksi keton dan mengandung unsur hidrogen dan oksigen dengan

perbandingan (2:1).

Karbohidrat dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu karbohidrat sederhana

dan karbohidrat kompleks.

Klasifikasi karbohidrat dibagi 3 yaitu:

1) Monosakarida (karbohidrat tunggal), dibedakan menjadi 2:

a. Pentosa : tersusun dari 5 atom karbon (arabinosa, ribosa, xylosa)

b. Heksosa : tersusun dari 6 atom karbon

(fruktosa/levalosa, glukosa, galaktosa)

Monosakarida yang terdapat di alam pada umum’nya terdapat dalam bentuk isomer diatro (D) .

Stereoisomer monosakarida, stereoisomer ada 2 macam yaitu:

Isomer optikIsomer geometri (bentuk cis-trans)Molekul monosakarida punya atom carbon

asimetris yaitu atom carbon yang mengikat gugus berlainan pada tiap ikatan kovalennya sehingga dapat membentuk senyawa yang merupakan cermin bagi yang lain .

Contoh: D-glukosa dan L-glukosa

Dua senyawa yang merupakan pasangan cermin merupakan suatu enansiomer dan punya sifat yang hampir sama (titik didih, titik beku, dan daya larut terhadap zat pelarut). Senyawa monosakarida dapat memutar bidang polarisasi ke kanan searah putaran jarum jam (dekstrorotasi atau +) dan memutar bidang polarisasi ke kiri (levarotasi atau -). Semua monosakarida mempunyai aktifitas optic tetapi tidak semua senyawa yang mempunyai atom karbon asimetris beraktifitas optic. Sebuah molekul bias saja mempunyai aktifas optic walaupun tidak mempunyai atom karbon asimetris.

2) Oligosakarida (tersusun dari beberapa monosakarida)

Kelompok ini terdiri dari banyak jenis yaitu:o Disakarida yang paling banyak dipelajari, kelompok ini

terdiri dari maltosa dan laktosa (gula pereduksi), sukrosa (bukan gula pereduksi)

o Trisakaridao Tetrasakarida

Disakarida terdiri atas 2 unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensansi.

Kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen.

Ikatan glikosidik ini basanya terjadi antara C no.1 dengan C no.4 dan membentuk ikatan alfa dengan melepaskan satu molekul air.

Hanya monosakarida yang terikat dalam bentuk alfa yang karbohidratnya dapat dicerna. Disakarida dapat dipecah melalui proses hidrolisis, monosakarida lain misalnya fruktosa dan galaktosa.

3) Polisakarida

Merupakan polimer karbohidrat, terbentuk dari unit yang berulang dan bergabung

bersama dengan obligasi glikosidik.

Ketika semua monosakarida dalam polisakarida adalah tipe yang sama

polisakarida disebut homopolysaccharide, tapi ketika klebih

dari satu jenis monosakarida hadir disebut heteropolysaccharide.

Ikatan glikosidik adalah jenis kelompok fungsional yang bergabung dengan

karbohidrat (gula) molekul ke kelompok lain, yang mungkin tidak karbohidrat lain.

Sebuah ikatan glikosida diberi antar kelompok hemisetal disakarida atau molekul yang

berasal dari sakarida dan kelompok hidroksil dari beberapa senyawa organik seperti alkohol.

Jika kelompok yang melekat pada residu karbohidrat adalah sakarida disebut aglikon

III. Alat dan Bahan• AlatPolarimeterLabu ukur 50 mlLabu ukur 100mlPenangas udara (37o C)

• BahanSample karbohidrat ‘X’ 10 gramHcl 10%Hcl pekat Oligosakarida(sukrosa, maltosa,l aktosa,r afinosa)Larutan invertase 200 unit/ml dalam dapar asetat

(ph=5)Larutan Na2Co3 jenuh

IV. Cara Kerja

Polarimeter

Identifikasi Karbohidrat X

Sel Polarimeter

• Sel Polarimeter dibilas dengan air suling (kaca lensa pada ujung sel tidak boleh tergores)• Isi air pada Sel Polarimeter sampai penuh• Bersihkan ujung lensa dengan kertas lensa• Masukan Sel Polarimeter ke dalam Polarimeter• Atur titik nol alat Polarimeter

– Putar analyzer– Cari 2 daerah lingkaran– Putar analyzer sampai lingkaran berwarna terang– Baca sudut yg telah diatur sebagai titik 0, catat titik 0 tersebut– Putar analyzer beberapa derajat keluar dari titik 0, lalu atur pada titik 0nya, catat– Putar analyzer pada arah berlawanan lalu atur pada titik 0, catat– Hitung rata-rata pembacaan titik 0 dan gunakan sebagai pembacaan titik 0

• Tuang air suling• Keringkan dengan cara di angin-anginkan

• Timbang 5 ± 0,01 gr karbohidrat “X” (lakukan secara cepat, mencegah mutarotasi gula), pindah ke labu ukur 50 ml)

• Tambahkan 40 ml air suling• Tambahkan air suling lagi hingga mencapai batas 50 ml, kocok larutan gula tersebut• Pindahkan ke dalam Sel Polarimeter, (jangan sampai ada gelembung udara)• Tutup Sel Polarimeter, masukan kedalam Polarimeter, catat 3 pembacaan rotasi optik.• Hitung rata-rata hasil pembacaan tersebut• Pindahkan isi Sel Polarimeter ke dalam labu ukurnya seperti semula dan kemudian

tambahkan 1 tetes HCL 10% ke dalam labu, kocok homogen.• Masukan larutan ke dalam Sel Polarimeter lagi• Catatlah rotasi optik setiap 10 menit selama 30 menit atau sampai diperoleh hasil

pembacaan yang konstan.• Hasil pembacaan akhir yang konstan adalah rotasi optik campuran dalam keadaan

kesetimbangan setelah mutarotasi• Hitung rotasi spesifik [α]20

D

Karakteristik Ikatan Glikosidik• Sediakan 3 buah labu ukur 50 ml

• Timbang dan isi 2,5 ± 0,01 gr sampel oligosakarida “Y”• Buat belangko titik 0 rotasi optik

• LABU 1– Tambahkan 40 ml air suling, kocok ad larut, tambahkan air suling hingga mencapai batas 50 ml– Dinginkan 20oc dalam penangas air– Masukan larutan kedalam Sel Polarimeter, tutup tabung– Masukan Sel Polarimeter ke dalam Polarimeter– Lakukan pembacaan 3 kali rotasi optik

1 2 3

• LABU 2– Tambahkan 40 ml air suling, tambah 5 ml HCL pekat kocok ad homogen, tambahkan air suling hingga

batas 50 ml– Pindahkan ke labu 125 ml– Inkubasi pada suhu 37oc selama 15 menit– Dinginkan sampai suhu 20oc– Pindahkan ke Sel Polarimeter, tutup tabung, masukkan ke dalam Polarimeter– Catat pengukuran 3 kali rotasi optik

• LABU 3– Tambahkan 40 ml air suling, tambah 5 ml larutan invertase, kocok ad homogen, tambahkan air suling

hingga batas 50 ml– Pindahkan larutan ke erlenmeyer 125 ml– Inkubasi pada suhu 37oc selama 15 menit– Tambahkan 2 ml larutan Na2CO3 jenuh (untuk menginaktivasi invertase dan mempercepat

mutarotasi)– Pindahkan ke labu 125 ml, jika ada endapan sentrifuslah selama 20 menit pada 3000 rpm– Inkubasi selama 15 menit lagi– Lakukan pengukuran 3 kali rotasi optik

• Sampel 1– Siapkan 100 ml larutan Glukosa 10%, dibagi 2– Larutan yg pertama di uji dengan Polarimeter dilihat α– Larutan yg kedua tambahkan 1 tetes HCL 6N, diamkan 30’– Uji dengan Polarimeter dilihat α

• Sampel 2– Siapkan 100 ml larutan Fruktosa 10%, dibagi 2– Larutan yg pertama di uji dengan Polarimeter dilihat α– Larutan yg kedua tambahkan 1 tetes HCL 6N, diamkan 30’– Uji dengan Polarimeter dilihat α

• Sampel 3– Siapkan 100 ml larutan Sukrosa 20%, dibagi 2 masing-masing 20 ml– Larutan pertama + 20 ml aquadest, kemudian uji dengan Polarimeter dilihat α– Larutan kedua + 10 ml HCL 6N, panaskan selama 15’– Uji dengan Polarimeter dilihat α

V. Data Hasil Pengamatan

Glukosa 10% 100 ml = 50 ml

Fruktosa 10% 100 ml = 50 ml

Sukrosa 20% 100 ml = 50 ml + 20 ml air

α

α

α

50 ml + 1 tetes HCL 6N

50 ml + 1 tetes HCL 6N

50 ml + 20 ml HCL 6N

30’

30’

WB 60oc

15’

α

α

α

ZAT REAKSI HASIL (α) l c αtd Α literatur

Glukosa (100 ml)

• 50 ml• 50 ml + 1 tetes HCL 6N, 30’

13,813,35

22

1010

6966,75

+52,7

Fruktosa (100 ml)

• 50 ml• 50 ml + 1 tetes HCL 6N, 30’

-17,7-17,7

22

1010

-88,5-88,5

-92,4

Sukrosa(100 ml)

• 20 ml + 20 ml aquadest•20 ml + 20 ml HCL 6N, 15’

11,40-3,1

22

1010

57-155

+66,5

VI. Pengolahan Data

• Keterangan

• α = Rotasi Spesifik• D(+) Glukosa = 52,7• D(-) Fruktosa = -92,4• Sukrosa = 66,5• T = Temperatur• D = Sinar kuning dengan panjang gelombang 589 nm dari lampu Na• α = Rotasi Optik• L = Panjang Tabung• c = 9/10 ml

αIdentifikasi Karbohidrat T

D

α x 100

L x c

VII.Pembahasan Berdasarkan rotasi optis, cara ini digunakan

berdasarkan sifat optis yang di gula yang memiliki struktur asimetris sehingga dapat digunakan memakai alat yaitu polarimeter yang dapat diketahui hasilnya langsung yaitu sakarimeter.

Menurut Hk. Biof : brsarnya rotasi optis tiap individu gula sebanding dengan konsentrasi larutan dan cairan.

Polarimeter adalah suatu cara analisa yang didasarkan pada pengukuran sudut putaran cahaya terpolarisasi oleh senyawa yang trans.

Daya optis aktif apabila dilewati sinar monokromatis.

Prinsip dasar polarimeter : pengukuran daya putar optis suatu zat yang menimbulkan putaran bidang getar sinar terpolarisasi.

Pemutaran bidang getar sinar oleh senyawa optis aktif, ada 2 macam:

1. Dexro rotasy (+) jika arah putarnya ke kanan maka sesuai jarum jam.

2. Lero rotasi(-) jika arah putarnya ke kiri maka berlawanan jarum jam.

Komponen alat polarimeter :

a)Sumber cahaya monokromatis

b)Polarisator dan analisator

c)Prisma dan nicol

d)Skala lingkar

e)Wadah sampel

f)Detektor

Prinsip kerja polarimeter Sinar monokromatis dari sumber cahaya

(lampu Na) akan melewati lensa kolimator sehingga berkas sinar yang dihasilkan atau disejajarkan arah rambatnya.

Dari lensa terus ke polarisator untuk mendapat berkas cahaya yang terpolari.

Cahaya terpolari akan terus ke prima ½ nicol untuk mendapatkan bayangan gelap dan terang kemudian melewati larutan penyangga.

Skema polari/skema alat

1. Buat bagan dari percobaan yang akan dilakukan pada praktikum secara singkat/jelas dalam gambar-gambar.

Bagan percobaan dapat dilihat dari cara kerja.

2. Gambarkan struktur aldo pentosa-D-ribosa dalam rantai lurus (proyeksi fischer) dan bentuk siklisa (struktur haworth)

CH=O

H-C-OH

H-C-OH

H-C-OH

CH2OH

Aldo pentosa D-ribosa (proyeksi Fischer)

3. Carilah tabel rotasi optis spesifik untuk beberapa senyawa karbohidrat dalam air.

Rotasi optis spesifik

4. Mengapa sukrosa dalam bentuk alfa dan betha tidak memiliki rotasi optis?

Karena sukrosa mengalami invertasi pada saat terhidrolisis.

senyawa (alfa) betha

d. glukosa +52,7

d.fruktosa -92,4

Maltosa +130,4

sukrosa +66,5

As.tartarat +14,1

5. Bandingkan rotasi spesifik hasil percobaan sediaan dengan rotasi spesifik literatur!

Hasil percobaan dengan literatur berbeda mungkin disebabkan karena kesalahan pembacaan skala

polarimeter.

6. Bandingkan rotasi optik larutan sukrosa antara sebelum dan sesudah ditambah HCl!

Sebelum ditambah HCl, hasil menunjukan rotasi positif, setelah ditambah HCl, hasil menunjukkan rotasi

negatif. Ini menunjukkan bahwa sukrosa merupakan gula invert.

7. Banmdingkanb rotasi optik larutan glukosa/fruktosa antara seblum dan sesudah ditambah HCl!

Hasilnya tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan.

VIII.Kesimpulan

- Dalam percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa, senyawa-senyawa karbohidrat dapat memutar bidang getar cahaya terpolarisasi.

- Enansiomer yang memutar cahaya terpolarisasi ke kaan, diberi tanda (+) atau d (dekstro) dan sesuai jarum jam. Sedangkan yang memutar ke kiri diberi tanda (-) atau L (levo) dan berlawanaan jarum jam.

- Glukosa adalah suatu aldoheksosa yang sering disebut dekstrosa karena punya sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan, sedangkan fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri atau sering disebut levokosa dan sukrosa terjadi pemutaran cahaya terpolarisasi ke kiri yang disebut inversi.

- Makin ke atas konsentrasi glukosa, maka akan mengakibatkan akan makin besar daya putar senyawa.