Gula Reduksi
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.
Gula reduksi adalah gula yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi. Hal ini dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Senyawa-senyawa yang mengoksidasi atau bersifat reduktor adalah logam-logam oksidator seperti Cu (II). Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, fruktosa, laktosa, maltosa, dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk dalam gula non reduksi adalah sukrosa. Salah satu contoh dari gula reduksi adalah galaktosa. Galaktosa merupakan gula yang tidak ditemui di alam bebas, tetapi merupakan hasil hidrolisis dari gula susu (laktosa) melalui proses metabolisme akan diolah menjadi glukosa yang dapat memasuki siklus kreb’s untuk diproses menjadi energi.
Galaktosa merupakan komponen dari Cerebrosida, yaitu turunan lemak yang ditemukan pada otak dan jaringan saraf. Sedangkan salah satu contoh dari gula reduksi adalah Sukrosa. Sukrosa adalah senyawa yang dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai gula dan dihasilkan dalam tanaman dengan jalan mengkondensasikan glukosa dan fruktosa. Sukrosa didapatkan dalam sayuran dan buah-buahan, beberapa diantaranya seperti tebu dan bit gula mengandung sukrosa dalam jumlah yang relatif besar. Dari tebu dan bit gula itulah gula diekstraksi secara komersial.
Penentuan Gula Reduksi pada Sampel:
a.    Siapkan larutan sampel yang mempunyai kadar gula reduksi sekitar 2–8 mg/100 ml. Perlu diperhatikan bahwa larutan contoh ini harus jernih, karena itu bila dijumpai larutan contoh yang keruh atau berwarna maka perlu dilakukan penjernihan terlebih dahulu menggunakan Pb-asetat atau bubur aluminium hidroksida (reagensia c dan d).
b.    Pipetlah 1 ml larutan contoh yang jernih tersebut ke dalam tabung reaksi yang bersih.
c.    Tambahkan 1 ml reagensia Nelson, dan selanjutnya diperlakukan seperti pada penyiapan kurva standar diatas.
d.    Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan OD larutan contoh dan kurva standar larutan glukosa.


Pembagian Monosakarida
Monosakarida merupakan gula sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi menjadi bagian yang lebih kecil. Kebanyakan monosakarida rasanya manis, tidak berwarna, berupa kristal padat yang bebas larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar. Monosakarida terdiri dari satu unit polihidrosi aldehida atau keton.
Kerangka monosakarida berupa rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen, membentuk gugus karbonil; masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil. Berdasarkan gugus fungsi inilah monosakarida digolongkan menjadi dua jenis yaitu aldosa dan ketosa. Suatu monosakarida disebut aldosa jika gugus karbonilnya berada pada ujung rantai karbon, dan disebut ketosa jika gugus karbonnya berada pada tempat lain. Contoh monosakarida yang sering dijumpai adalah heksosa.
http://www.anakunhas.com/wp-content/uploads/2011/08/D-glucose111-fischer1.png
D-Glukosa, suatu Aldoheksosa
http://www.anakunhas.com/wp-content/uploads/2011/08/fructose.gif
D- Fruktosa, suatu ketoheksosa
Gambar 1. Contoh aldosa dan ketosa
(http://www.steve.gb.com/science/carbohydrates.html)

Rumus umum monosakarida sesuai dengan nama karbohidrat yaitu (CH2O)n, di mana jumlah n sesuai dengan jumlah atom karbon yang dimiliki. Berdasarkan jumlah atom karbon tersebut, monosakarida dibagai menjadi beberapa bagian yaitu, triosa (C3H6O3), tetrosa (C4H8O4), pentosa (C5H12O5), heksosa (C6H12O6), dan heptosa (C7H12O7).
Sifat-Sifat Monosakarida
1.  Reaksi dengan basa dan asam
Apabila glukosa dilarutkan ke dalam basa encer, beberapa jam kemudian dihasilkan campuran yang terdiri dari fruktosa, manosa, dan sebagian glukosa semula. Sedangkan, dalam basa encer, monosakarida sangat stabil, tetapi jika aldoheksosa dipanaskan dalam asam kuat, akan mengalami dehidrasi dan diperoleh bentuk hidroksimetil furtural. Dalam bentuk yang sama, pentose juga akan berubah menjadi bentuk furtural.
2.  Gula pereduksi
Sebagian karbohidrat  bersifat gula pereduksi. Sifat gula pereduksi ini disebabkan adanya gugus aldehida dan gugus keton yang bebas, sehingga dapat mereduksi ion-ion logam. Gugus aldehida pada aldoheksosa mudah teroksidasi menjadi asam karboksilat dalam pH netral oleh zat pengoksidasi atau enzim. Dalam zat pengoksidasi kuat, gugus aldehida dan gugus alkohol primer akan teroksidasi membentuk asam dikarboksilat atau asam ardalat. Gugus aldehida atau gugus keton monosakarida dapat direduksi secara secara kimia menjadi gula alkohol, misalnya D-sorbito yang berasal dari D-glukosa.
3.  Pembentukan glikosida
Monosakarida dapat membentuk glikosida dan asetal. Jika gugus hidroksil pada sebuah molekul gula bereaksi dengan hidroksil dari hemiasetal atau hemiaketal molekul gula yang lain, maka akan terbentuk glikosida yang disebut disakarida. Ikatan ini dinamakan ikatan glikosida yang berfungsi untuk menghubungkan sejumlah besar unit monosakarida menjadi polisakarida.
4.  Pembentukan ester
Semua monosakarida atau polisakarida dapat terasetilasi oleh asam asetat anhidrida yang berlebihan membentuk O-asetil-α-D-glukosa. Gugus asetil yang berikatan secara ester ini bisa dihidrolisis oleh asam atau basa. Sifat ini sering juga digunakan untuk penentuan struktur karbohidrat. Senyawa ester yang penting dalam dalam metabolisme adalah ester fosfat.
5.  Fenilosazon dan Osazon
Monosakarida dapat bereaksi dengan larutan fenil hidrazin dalam suasana asam pada suhu 100oC, membentuk ozazon. Senyawa ini tidak larut dalam air dan mudah mengkristal. Glukosa, fruktosa, dan manosa akan menghasilkan fenolsazon yang sama, selanjutnya, akan terbentuk asazon yang berwarna, mengkristal secara khas, dan dapat digunakan untuk menentukan jenis karbohidrat.
Struktur Monosakarida
Struktur monosakarida ada yang ditulis dalam bentuk rantai lurus, ada pula dalam bentuk cincin. Monosakarida yang memiliki lima atau lebih atom karbonnya biasanya berada dalam struktur cincin, di mana gugus karbonil membentuk ikatan kovalen dengan atom oksigen dari gugus hidroksil pada atom karbon lainnya. Struktur cincin piranosa (turunan dari piran) terbentuk karena aldehida bereaksi dengan alkohol dan membentuk senyawa turunan yang disebut hemiasetal. Reaksi ini terjadi antara atom karbon aldehida no 1 dengan gugus hidroksil bebas pada atom karbon ke-5 sehingga terbentuk struktur cincin bersudut 6. Hanya aldosa yang memiliki 5 atau lebih atom karbon yang dapat membentuk cincin piranosa yang stabil. Ada pula reaksi yang membentuk cincin 5 sudut beranggotakan lima furan yang disebut furanosa. Pada ketoheksosa gugus hidroksil pada atom karbon 5 bereaksi dengan gugus karbonil pada atom karbon 2, membentuk cincin furanosa yang mengandung suatu ikatan hemiaketal. Penggambaran struktur piranosa dan furanosa karbohidrat biasanya dilakukan dengan menggunakan proyeksi Haworth. Pinggir cincin yang dekat dengan pembaca ditulis lebih tebal. Cincin piranosa terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk kapal dan bentuk kursi. Bentuk yang paling umum adalah bentuk kursi karena bentuk ini lebih stabil daripada bentuk kapal.
  
Gula reduksi adalah gula yang memiliki gugus aldehid (aldosa) atau keton (ketosa) bebas (Makfoeld dkk, 2002). Aldosa mudah teroksidasi menjadi asam aldonat, sedangkan ketosa hanya dapat bereaksi dalam suasana basa (Fennema, 1996). Secara umum, reaksi tersebut digunakan dalam penentuan gula secara kuantitatif. Penggunaan larutan Fehling merupakan metode pertama dalam penentuan gula secara kuantitatif. Larutan fehling merupakan larutan alkalin yang mengandung tembaga (II) yang mengoksidasi aldosa menjadi aldonat dan dalam prosesnya akan tereduksi menjadi tembaga (I), yaitu Cu2O yang berwarna merah bata dan mengendap. Maltosa dan laktosa adalah contoh gula reduksi.
Reaksi antara gugus karbonil gula pereduksi dengan gugus amino protein disebut reaksi maillard yang menghasilkan warna coklat pada bahan, yang dikehendaki atau malah menjadi pertanda penurunan mutu. Warna coklat pada penggorengan ubi jalar dan singkong, serta pencoklatan pencoklatan yang indah dari berbagai roti adalah warna yang dikehendaki (Winarno, 2002). Dengan kata lain, dalam kimia pangan gula reduksi berkontribusi membentuk warna coklat apabila berikatan dengan asam amino.



  PEMBAHASAN
Karbohidrat merupakan suatu senyawa yang terdiri atas beberapa molekul karbon, hydrogen dan oksigen. Karbohidrat merupakan polihidriksildehida dan keton polihidroksil atau turunannya yang tersusun oleh dua hingga delapan monosakarida yang dirujuk sebagai oligosakarida. Menurut para ilmuwan, karbohidrat merupakan hidrat dari karbon karena memiliki rumus umum Cn(H2O)n.
 Didalam tubuh, karbohidrat akan dioksida dan menghasilkan energi yang nantinya akan digunakan untuk menjalankan fungsi- fungsi tubuh seperti kontraksi otot dan jantung serta aktivitas fisik sehari- hari ( seperti bekerja dan belajar).
Berdasarkan jumlah gula yang dikandungnya, karbohidrat terbagi menjadi dua yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana adalah karbohidrat yang terdiri dari beberapa gula. Salah satu contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida dan disakarida. Sedangkan karbohidrat kompleks adalah suatu karbohidrat yang terdiri dari beberapa molekul monosakarida.  
Monosakarida merupakan gula sederhana yang tersusun hanya dengan satu unit polihidroksi aldehid atau keton. Sedangkan oligosakarida merupakan gula yang tersusun dari dua hingga tiga molekul unit gula. Oligosakarida yang tersusun atas dua molekul gula disebut dengan disakarida, sedangakn unutk gula oligosakarida yang tersusun atas tiga molekul gula disebut dengan triosa. Yang termasuk kedalam golongan disakarida diantaranya adalah sukrosa dan laktosa. Oligosakarida memiliki polimer dengan derajat polimerisasinya antara 2 hingga 10 yang biasanya bersifat larut dalam air. 
Polisakarida merupakan polimer yang tersusun atas lebih dari 10 monomer yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan menggunakan enzim- enzim tertentu.
Pada praktikum kali ini, akan dilakukan penentuan kadar gula pereduksi dan gula total pada suatu bahan pangan dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Metode Luff Schrool merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat secara kimiawi. Pada proses ini, akan terjadi reduksi terhadap kupri oksida menjadi kupro oksida dikarenakan adanya gula reduksi berupa glukosa ( aldosa ) dan fruktosa ( keton). Gula pereduksi memiliki gugus aldehid dan OH laktol dimana OH laktol adalah OH yang terikat pada atom C pertama. Atom C tersebutlah yang menentukan bahwa karbohidrat tersebut merupakan gula pereduksi atau bukan. Pada uji benedict, gula yang termasuk kedalam gula pereduksi akan menghasilkan endapan berwarna merah bata ( Cu2O).
Fruktosa merupakan gula ketoheksosa yang rasanya paling manis apabila dibandingkan dengan jenis gula lainnya.
Glukosa merupakan gula yang tidak terlalu manis dibandingkan dengan fruktosa maupun sukrosa namun rasanya lebih manis apabila dibandingkan dengan maltose. Glukosa merupakan gula aldoheksosa yang memiliki nama umum sebagai gula anggur dan banyak terdapat dalam darah sehingga sering disebut juga dengan gula darah. Glukosa dapat dimanfaatkan sebagai pemanis bagi orang yang sedang melakukan program diet.
 Sampel yang akan digunakan adalah tepung sorgum, MP Asi dan tepung beras. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah preparasi sampel. Preparasi sampel bertujuan untuk membebaskan gula pereduksi dari zat- zat pencampur.  Preparasi sampel dapat dilakukan dengan cara memasukkan sampel sebanyak 2,5 gram kedalam labu ukur 250 ml kemudian menambahkan 50 ml akuades dan 5 ml PbAc 5%. Setelah itu kocok labu ukur selama 1 menit. Penambahan PbAc 5% bertujuan untuk menjernihkan gula pereduksi dari komponen- komponen pencampur serta untuk mengendapkan asam- asam organik.
Tambahkan kedalam labu ukur Na- Phosphat 5% sebanyak 5 ml. Penambahan ini bertujuan untuk melepaskan kelebihan timbale ( Pb). Kocok lagi labu ukur selama 1 menit lalu ditambahkan akuades hingga tanda batas. Homogenkan kembali larutan dengan cara melakukan pengocokan selama 1 menit. Ambil 50 ml filtrate yang telah terbentuk lalu dievaporasi hingga volumenya berkurang setengahnya. Dinginkan filtrate yang telah dievaporasi lalu diperolehlah larutan A. Larutan A disebut juga dengan larutan pereduksi. Karena pada larutan tersebut, gula pereduksi siap dihitung kadarnya.
Langkah selanjutnya adalah membuat dan menghitung gula total atau Larutan B. langkah yang harus dilakukan dalam pembuatan larutan B adalah menambahkan 50 ml larutan dengan 5 tetes indicator metal orange dan 20 ml HCl 4 N kemudian memanaskannya selama 30 menit. Penambahan HCl bertujuan agar karbohidrat dapat terhidrolisis sempurna. Polimer karbohidrat merupakan suatu polimer yang sulit untuk bereaksi sehingga dengan penambahan asam, polimer tersebut akan terpecah menjadi monomer- monomer yang akan lebih mudah untuk bereaksi dengan senyawa lainnya. Setelah itu, dinginkan lalu masukkan larutan kedalam labu ukur 100 ml. Masukkan NaOH 60 % hingga larutan berubah warna menjadi orange. Tambahkan kedalam labu ukur akuades hingga mencapai batas. Penambahan NaOH 60% bertujuan untuk menetralkan larutan agar tidak terlalu bersifat asam. pH asam akan menyebabkan hasil titrasi menjadi lebih tinggi dari yang seharusnya. Hal tersebut disebabkan oleh adanya reaksi oksidasi ion iodide menjadi I2.
O2 + 4I- + 4H+                         2I2 + 2H2O
Sedangkan apabila pH nya terlalu basa ( tinggi ) akan menyebabkan hasil titrasi menjadi lebih rendah dari yang seharusnya. Hal tersebut disebabkan oleh adanya reaksi I2 yang terbentuk dengan air ( hidrolisis )
Langkah terakhir yang harus dilakukan adalah penentuan kadar gula pereduksi. Langkah yang harus dilakukan adalah mencampurkan larutan A ( untuk kadar gula pereduksi ) atau larutan B ( untuk kadar gula total) dengan larutan Luff Schrool masing- masing sebanyak 25 ml. setelah melakukan pencampuran, larutan harus direfluks selama 15 menit lalu dilajutkan dengan pendinginan. Setelah larutan dingin, campurkan 10 ml KI 30% dan 25 ml H2SO4 6 N kedalamnya.
Titrasi larutan dengan menggunakan larutan tiosulfat 0,1 N hingga warnanya berubah menjadi kuning jerami. Titrasi harus dilakukan secepat mungkin untuk mencegah menguapnya larutan KI. Setelah itu, tambahkan amilum 1% sebanyak 2 ml lalu dilanjutkan dengan titrasi Na- tiosulfat 0,1 N hingga warnanya berubah menjadi putih susu. Penambahan amilum harus dilakukan hingga titik akhir titrasi. Sedangkan titrasi oleh Na- tiosulfat harus dilakukan langsung setelah penambahan amilum 1%. Hal ini bertujuan untuk mencegah pembungkusan iod oleh amilum yang menyebabkan hasil akhir titrasi menjadi tidak tajam.
Setelah melakukan prosedur diatas, didapatkan volume Na-tiosulfat yang digunakan untuk merubah warna filtrate menjadi putih susu pada table berikut:
Sampel
Volume Na- tiosulfat
Tepung Sorgum
25.5 ml
MP Asi
18.8 ml
Tepung Beras
7.6 ml

Berdasarkan data diatas, dapat ditentukan kadar gula total dari masing- masing sampel dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
a =
% gula total =  x 100%
Nilai b dapat diketahui dengan cara mencocokkan nilai a dengan table. Sedangkan untuk Fp ( factor pengenceran ) dapat dilihat dari penambahan akuades hingga tanda batas dalam labu ukur yang volumenya berbeda dari tiap proses. Berdasarkan perhitungan, didapatkan bahwa untuk menghitung kadar gula total factor pengenceran yang digunakan adalah 40. Sedangkan untuk menentukan kadar gula pereduksi, factor pengenceran yang digunakan adalah 20. Pengertian dari kadar gula total adalah kandungan gula keseluruhan dalam suatu bahan pangan ( monosakarida maupun oligosakarida). Sedangkan kadar gula reduksi adalah kandungan gula yang mampu mereduksi zat lain. Pada umumnya, gula pereduksi berasal dari golongan monosakarida.
Berikut adalah hasil perhitungan kadar gula total dari masing- masing sampel:
Sampel
% Kadar Gula Total
Tepung Sorgum
9.52 %
MP Asi
36.25 %
Tepung Beras
7.60 %
                
Berdasarkan hasil perhitungan kadar gula diatas, didapatkan bahwa MP Asi ( Makanan Pengganti Asi ) memiliki kadar gula total paling banyak dibandingkan dengan sampel lainnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa MP Asi mampu memberikan dan menghasilkan energy lebih banyak bagi tubuh untuk melakukan aktivitas. Apabila ditinjau dari fungsinya, MP Asi merupakan bahan pangan pengganti asi yang digunakan sebagai sumber energy utama bagi bayi.
Pada sampel tepung sorgum didapatkan bahwa kadar gula totalnya lebih tinggi apabila dibandingkan dengan tepung beras. Apabila membandingkan kadar gula total yang didapatkan dari perhitungan dengan literature, hasil yang diperoleh sudah sesuai.



VI. KESIMPULAN
Kadar gula total adalah kandungan gula keseluruhan dalam suatu bahan pangan ( monosakarida maupun oligosakarida). Berdasarkan data diatas, dapat diperoleh kesimpulan bahwa kadar gula total paling tinggi terdapat pada MP Asi ( Makanan Pengganti Asi ) yang berkadar 36,25 %. Sedangkan pada sampel tepung sorgum dan tepung beras adalah 9,52% dan 7,6%. 







DAFTAR PUSTAKA
De man, John M. 1997. Kimia Makanan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Feseenden dan Fessenden. 1997. Dasar-Dasar Kimia Organik. Binarupa Aksara. Jakarta

Irawan, M. Anwari. Karbohidrat. Didapatkan dari situs http://www.pssplab.com/journal/03.pdf (diakses pada tanggal 14 Oktober 2009)

Jalip, IS. 2008. Praktikum Kimia Organik, Edisi  kesatu. Laboratorium Kimia Universitas Nasional. Jakarta

Winarno, F.G. 1997.  Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT. Gramedia  Pustaka Utama.
0

Voeg 'n opmerking by

    Laai