ANALISIS KARBOHIDRAT

A. Pendahuluan

Karbohidrat adalah salah satu komponen yang paling penting dalam banyak makanan.

Karbohidrat dapat hadir sebagai molekul terisolasi atau dalam bentuk ikatan fisika dan iktan

kimia dengan molekul lain. Molekul individu dapat diklasifikasikan menurut jumlah

monomer yang dikandungnya sebagai monosakarida, oligosakarida atau polisakarida.

Molekul di mana karbohidrat terikat secara kovalen ke protein yang dikenal sebagai

glikoprotein, sedangkan karbohidrat terikat secara kovalen pada lipid dikenal sebagai

glikolipid. Beberapa karbohidrat dicerna oleh manusia untuk menyediakan sumber energi

yang penting, sedangkan karbohidrat yang lain tidak dicerna karena tidak memberikan energi.

Karbohidrat dicerna menjadi bagian dari kelompok zat yang dikenal sebagai serat makanan,

termasuk juga lignin. Konsumsi dalam jumlah yang signifikan dari serat makanan telah

terbukti bermanfaat bagi nutrisi manusia, membantu mengurangi risiko beberapa jenis

kanker, penyakit jantung koroner, diabetes dan sembelit. Selain sebagai sumber penting

energi dan serat makanan, karbohidrat juga berperan dalam memberikan rasa manis,

penampilan dan tekstur dari makanan banyak. Hal ini penting untuk menentukan jenis dan

konsentrasi karbohidrat dalam makanan untuk sejumlah alasan, diantaranya:

1. Standar Identity - makanan harus memiliki komposisi yang sesuai dengan peraturan

pemerintah.

2. Gizi Labeling - untuk menginformasikan konsumen tentang kandungan gizi dari

makanan.

3. Deteksi pemalsuan - setiap jenis makanan memiliki "sidik jari" karbohidrat.

4. Kualitas makanan - sifat fisikokimia makanan seperti rasa manis, penampilan,

stabilitas dan tekstur tergantung pada jenis dan konsentrasi karbohidrat yang

dikandungnya.

5. Ekonomi - industri tidaakan meminimalkan penggunaan bahan-bahan mahal.

6. Pengolahan Makanan - efisiensi operasi pengolahan makanan banyak tergantung

pada jenis dan konsentrasi karbohidrat yang ada.

Molekul individu karbohidrat dapat diklasifikasikan menurut jumlah monomer yang

dikandungnya sebagai monosakarida, oligosakarida atau polisakarida. Klasifikasi karbohidrat

menurut monomernya adalh sebagai berikut:

1. Monosakarida

Monosakarida larut dalam air senyawa kristal. Karbohidrat dalam bentuk alifatik

aldehida atau keton yang mengandung satu gugus karbonil dan satu atau lebih gugus

hidroksil. Monosakarida paling alami memiliki lima (pentosa) atau enam (heksosa)

atom karbon. Heksosa sering terjadi dalam makanan adalah glukosa, fruktosa dan

galaktosa, sementara sering terjadi pentosa yang arabinosa dan xilosa. Pusat-pusat

reaktif dari monosakarida adalah karbonil dan gugus hidroksil.

2. Oligosakarida

Ini adalah polimer berat relatif rendah molekul monosakarida (<20) yang terikat

secara kovalen melalui hubungan glikosidik. Disakarida terdiri dari dua monomer,

sedangkan trisaccharides terdiri dari tiga. Oligosakarida yang mengandung glukosa,

fruktosa dan galaktosa monomer yang paling sering terjadi dalam makanan.

3. Polisakarida

Mayoritas karbohidrat yang ditemukan di alam hadir sebagai polisakarida.

Polisakarida adalah polimer berat molekul tinggi dari monosakarida (> 20).

Polisakarida yang berisi semua monosakarida yang sama disebut

homopolysaccharides (misalnya, pati, selulosa dan glikogen yang dibentuk dari

glukosa saja), sedangkan yang mengandung lebih dari satu jenis monomer dikenal

sebagai heteropolisakarida (misalnya, pektin, hemiselulosa, dan gusi).

B. Metode Analisis Karbohidrat

Sejumlah besar teknik analisis telah dikembangkan untuk mengukur konsentrasi total

dan jenis karbohidrat yang terdapat dalam makanan. Kandungan karbohidrat dari makanan

dapat ditentukan dengan menghitung persen yang tersisa setelah semua komponen lainnya

telah diukur: karbohidrat% = 100 - kelembaban% -%protein - lemak% - mineral%. Namun

demikian, metode ini dapat mengakibatkan hasil yang salah karena kesalahan eksperimental

dalam salah satu metode lain, dan karena itu biasanya lebih baik untuk secara langsung

mengukur kandungan karbohidrat untuk pengukuran yang akurat. Berikut adalah beberapar

metode analisa karbohidrat:

1. Monosakarida dan. Oligosakarida

a. Sampel Persiapan

Jumlah persiapan yang dibutuhkan untuk menyiapkan sampel untuk analisis

karbohidrat tergantung pada sifat dari makanan yang dianalisis. Larutan berair, seperti

jus buah, sirup dan madu, biasanya memerlukan sedikit persiapan sebelum analisis. Di

sisi lain, banyak makanan mengandung karbohidrat yang secara fisik terkait atau

kimia terikat komponen lain, misalnya, kacang-kacangan, sereal, buah, roti dan

sayuran. Dalam makanan ini biasanya diperlukan untuk mengisolasi karbohidrat dari

sisa makanan sebelum dapat dianalisis. Metode yang tepat isolasi karbohidrat

tergantung pada jenis karbohidrat, jenis matriks makanan dan tujuan analisis, namun,

ada beberapa prosedur yang umum untuk teknik isolasi banyak. Misalnya, makanan

biasanya dikeringkan dalam vakum (untuk mencegah degradasi termal), tanah

menjadi bubuk halus (untuk meningkatkan ekstraksi pelarut) dan kemudian

dihilangkan lemaknya dengan ekstraksi pelarut. Salah satu metode yang paling umum

digunakan untuk penggalian karbohidrat rendah berat molekul dari makanan adalah

dengan merebus sampel lemaknya dengan larutan alkohol 80%. Monosakarida dan

oligosakarida larut dalam solusi alkohol, sedangkan protein, polisakarida dan serat

makanan tidak larut. Komponen larut dapat dipisahkan dari komponen larut dengan

menyaring solusi rebus dan mengumpulkan filtrat (bagian yang melewati filter) dan

retentante (bagian ditahan oleh filter). Kedua fraksi kemudian dapat dikeringkan dan

ditimbang untuk menentukan konsentrasi mereka. Selain itu, untuk monosakarida dan

oligosakarida berbagai molekul kecil lainnya juga dapat hadir dalam ekstrak alkohol

yang dapat mengganggu misalnya analisis asam amino, asam organik, pigmen,

vitamin, mineral dll. Hal ini biasanya diperlukan untuk menghapus komponen

sebelum dilaksanakan analisis karbohidrat. Hal ini umumnya dicapai dengan

memperlakukan solusi dengan agen klarifikasi atau dengan melewatkannya melalui

satu atau lebih pertukaran ion resin. (1) Klarifikasi agent. Air ekstrak dari makanan

banyak mengandung zat-zat yang berwarna atau menghasilkan kekeruhan, dan dengan

demikian mengganggu analisis spektroskopi atau penentuan titik akhir. Untuk alasan

ini solusi biasanya dijelaskan sebelum analisis. Para agen pengklarifikasi paling

sering digunakan adalah garam logam berat (seperti timbal asetat) yang membentuk

kompleks larut dengan zat yang bisa mengganggu dihapus dengan penyaringan atau

sentrifugasi. Namun, penting bahwa pengklarifikasi agen tidak memicu salah satu

karbohidrat dari sampel karena hal ini akan menyebabkan pengukuran kandungan

karbohidrat tidak benar. (2) Pertukaran ion. Banyak monosakarida dan oligosakarida

yang non polar-molekul bermuatan dan karenanya dapat dipisahkan dari molekul

dibebankan dengan melewatkan sampel melalui pertukaran ion kolom. Dengan

menggunakan kombinasi dari positif dan kolom bermuatan negatif adalah mungkin

untuk menghilangkan kontaminan yang paling dikenakan. Non-polar molekul dapat

dihilangkan dengan melewatkan solusi melalui kolom dengan fase non-polar

stasioner. Dengan demikian protein, asam amino, asam organik, mineral dan senyawa

hidrofobik dapat dipisahkan dari karbohidrat sebelum analisis. Sebelum analisis,

alkohol dapat dihapus dari solusi dengan penguapan di bawah vakum sehingga larutan

gula tetap.

b. Kromatografi dan elektroforesis metode

Metode kromatografi adalah teknik analisis yang paling kuat untuk analisis jenis dan

konsentrasi monosakarida dan oligosakarida dalam makanan. Kromatografi lapis tipis

(KLT), kromatografi gas (GC) dan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) biasanya

digunakan untuk memisahkan dan mengidentifikasi karbohidrat. Karbohidrat

dipisahkan berdasarkan karakteristik diferensial adsorpsi mereka dengan melewati

solusi untuk dianalisis melalui kolom. Karbohidrat dapat dipisahkan berdasarkan

partisi koefisien mereka, polaritas atau ukuran, tergantung pada jenis kolom yang

digunakan. HPLC saat ini metode kromatografi yang paling penting untuk

menganalisis karbohidrat karena mampu cepat, spesifik, pengukuran sensitif dan

tepat. Selain itu, GC mensyaratkan bahwa sampel harus volatile, yang biasanya

membutuhkan karbohidrat dalam bentuk derivat, sedangkan pada sampel HPLC

sering dapat dianalisis secara langsung. HPLC dan GC biasanya digunakan dalam

hubungannya dengan NMR atau spektrometri massa sehingga struktur kimia dari

molekul yang membentuk puncak juga dapat diidentifikasi. Karbohidrat juga dapat

dipisahkan dengan elektroforesis setelah mereka telah derivitized untuk membuat

mereka bermuatan listrik, misalnya, melalui reaksi dengan borat. Sebuah solusi dari

karbohidrat derivitized diterapkan untuk gel dan kemudian tegangan diterapkan di

atasnya. Karbohidrat tersebut kemudian dipisahkan berdasarkan ukuran mereka:

semakin kecil ukuran molekul karbohidrat, semakin cepat bergerak dalam medan

listrik.

c. Kimia metode

Sejumlah metode kimia yang digunakan untuk menentukan monosakarida dan

oligosakarida didasarkan pada kenyataan bahwa banyak zat ini mengurangi agen yang

dapat bereaksi dengan komponen lain untuk menghasilkan presipitat atau kompleks

berwarna yang dapat diukur. Konsentrasi karbohidrat dapat ditentukan secara

gravimetri, spektrofotometri atau dengan titrasi. Non-pereduksi karbohidrat dapat

ditentukan dengan menggunakan metode yang sama jika dihidrolisis terlebih dahulu

untuk membuatnya tereduksi. Hal ini dimungkinkan untuk menentukan konsentrasi

dari kedua non-pereduksi dan mengurangi gula dengan melakukan analisis untuk

mengurangi gula sebelum dan sesudah hydrolyzation. Banyak metode kimia yang

berbeda yang tersedia untuk mengukur karbohidrat. Sebagian besar dapat dibagi

menjadi tiga kategori: titrasi, gravimetri dan kolorimetri. Sebuah contoh dari masing-

masing jenis yang berbeda diberikan di bawah ini.

- Titrasi Metode

Metode Lane Eynon-adalah contoh dari metode titrasi penentuan konsentrasi

pereduksi gula dalam sampel. Buret A digunakan untuk menambahkan solusi

karbohidrat yang dianalisis dengan botol berisi sejumlah dikenal larutan tembaga

sulfat mendidih dan indikator metilen biru. Gula perduksi karbohidrat dalam

larutan bereaksi dengan tambahan tembaga sulfat dalam labu. Setelah semua

tembaga sulfat dalam larutan telah bereaksi, setiap penambahan selanjutnya

pereduksi gula menyebabkan indikator berubah dari biru menjadi putih. Volume

larutan gula yang diperlukan untuk mencapai titik akhir dicatat. Reaksi tidak

stoikometri, yang berarti bahwa perlu untuk mempersiapkan kurva kalibrasi

dengan melakukan percobaan dengan serangkaian solusi standar konsentrasi

karbohidrat diketahui.

Kelemahan metode ini adalah (i) hasil tergantung pada waktu reaksi yang tepat,

suhu dan konsentrasi reagen yang digunakan dan sebagainya ini parameter harus

dikontrol, (ii) tidak dapat membedakan antara berbagai jenis gula pereduksi, dan

(iii) tidak dapat secara langsung menentukan konsentrasi non-pereduksi gula, (iv)

itu sucseptible terhadap gangguan dari jenis molekul yang bertindak sebagai agen

mengurangi .

- Metode gravimetri

Metode Munson dan Walker adalah contoh dari metode gravimetri penentuan

konsentrasi mengurangi gula dalam sampel. Karbohidrat yang teroksidasi dengan

adanya panas dan kelebihan sulfat tembaga dan tartrat alkali dalam kondisi hati-

hati dikendalikan yang mengarah pada pembentukan endapan tembaga oksida:

mengurangi gula + Cu 2 + + dasar teroksidasi gula + CuO 2 (endapan). Jumlah

endapan terbentuk secara langsung berhubungan dengan konsentrasi mengurangi

gula dalam sampel awal. Konsentrasi saat ini endapan dapat ditentukan secara

gravimetri (dengan penyaringan, pengeringan dan berat), atau titrimetrically

(dengan redissolving endapan dan titrasi dengan indikator yang sesuai). Metode ini

menderita kerugian yang sama sebagai metode Lane Eynon-, neverthless, lebih

direproduksi dan akurat.

- Metode kolorimetri

Metode antron adalah contoh dari metode kolorimetrik untuk menentukan

konsentrasi gula total sampel. Gula bereaksi dengan reagen antron dalam kondisi

asam untuk menghasilkan warna biru-hijau. Sampel dicampur dengan asam sulfat

dan reagen antron dan kemudian direbus sampai reaksi selesai. Larutan tersebut

kemudian dibiarkan mendingin dan absorbansi yang diukur pada 620 nm. Ada

hubungan linear antara absorbansi dan jumlah gula yang hadir dalam sampel asli.

Metode ini menentukan baik gula pereduksi dan non-pereduksi karena adanya

asam sulfat sangat oksidasi. Seperti metode lain itu adalah non-stoichemetric dan

oleh karena itu perlu untuk mempersiapkan kurva kalibrasi menggunakan

serangkaian standar konsentrasi karbohidrat diketahui. The Phenol - Metode Asam

Sulfat adalah contoh dari metode kolorimetri yang banyak digunakan untuk

menentukan konsentrasi total karbohidrat hadir dalam makanan. Sebuah larutan

berair yang jelas dari karbohidrat yang akan dianalisis ditempatkan dalam tabung

reaksi, kemudian asam fenol dan sulfat ditambahkan. Solusinya ternyata warna

kuning-oranye sebagai hasil dari interaksi antara karbohidrat dan fenol. Absorbansi

pada 420 nm sebanding dengan konsentrasi karbohidrat awalnya dalam sampel.

Asam sulfat menyebabkan semua non-pereduksi gula yang akan dikonversi untuk

mengurangi gula, sehingga metode ini menentukan total gula hadir. Metode ini

adalah non-stoichemetric dan sehingga perlu untuk mempersiapkan kurva kalibrasi

menggunakan serangkaian standar konsentrasi karbohidrat diketahui.

d. Metode enzimatik

Metode analisis berdasarkan enzim bergantung pada kemampuan mereka untuk

mengkatalisis reaksi tertentu. Metode ini cepat, sangat spesifik dan sensitif terhadap

konsentrasi rendah dan karena itu ideal untuk penentuan karbohidrat dalam makanan.

Selain itu, persiapan sampel kecil biasanya diperlukan. Makanan cair dapat diuji

secara langsung, sedangkan makanan padat harus dilarutkan dalam air terlebih dahulu.

Ada banyak enzim yang dapat dibeli secara komersial untuk melakukan analisis untuk

karbohidrat tertentu. Produsen ini memberikan petunjuk rinci tentang cara untuk

melakukan analisis. Dua metode yang paling umum digunakan untuk menentukan

konsentrasi karbohidrat adalah: (i) memungkinkan reaksi penyelesaian dan mengukur

konsentrasi produk, yang sebanding dengan konsentrasi substrat awal, (ii) mengukur

tingkat awal. reaksi enzimatik fasa karena tingkat sebanding dengan konsentrasi

substrat. Beberapa contoh penggunaan metode enzim untuk menentukan konsentrasi

gula dalam makanan diberikan di bawah ini:

- D-Glucose/D-Fructose

Metode ini menggunakan serangkaian langkah-langkah untuk menentukan

konsentrasi baik glukosa dan fruktosa dalam sampel. Pertama, glukosa diubah

menjadi glukosa-6-fosfat (G6P) oleh hexakinase enzim dan ATP. Kemudian, G6P

teroksidasi oleh NADP + di hadapan G6P-dehidrogenase (G6P-DH)

G6P + NADP + glukonat-6-fosfat + NADPH + H +

Jumlah NADPH yang terbentuk sebanding dengan konsentrasi G6P dalam sampel

dan dapat diukur secara spektrofotometri pada 340nm. Konsentrasi fruktosa

kemudian ditentukan dengan mengubah fruktosa menjadi glukosa, menggunakan

enzim lain yang spesifik, dan mengulangi prosedur di atas.

- Maltose / Sukrosa

Konsentrasi maltosa dan sukrosa (disakarida) dalam sampel dapat ditentukan

setelah konsentrasi glukosa dan fruktosa telah ditentukan oleh metode sebelumnya.

Maltosa dan sukrosa dipecah menjadi monosakarida penyusunnya oleh enzim a-

glukosidase:

maltosa + H 2 O 2 glukosa

sukrosa + H 2 O glukosa + fruktosa

Konsentrasi glukosa dan fruktosa kemudian dapat ditentukan dengan metode

sebelumnya. Masalah utama dengan metode ini adalah bahwa oligosakarida

lainnya banyak juga dikonversi menjadi monosakarida oleh glukosidase, dan sulit

untuk menentukan secara tepat yang oligosakarida yang hadir. Metode ini karena

itu hanya berguna ketika ada yang tahu jenis karbohidrat yang hadir, tetapi tidak

konsentrasi relatif mereka. Berbagai metode enzimatik lainnya yang tersedia untuk

menentukan konsentrasi monosakarida lain dan oligosakarida, misalnya, laktosa,

galaktosa dan rafinosa (lihat Makanan Analisis Nielssen).

e. Metode fisika

Banyak metode fisik yang berbeda telah digunakan untuk menentukan konsentrasi

karbohidrat dari makanan. Metode ini bergantung pada mereka menjadi perubahan

dalam beberapa karakteristik fisikokimia makanan sebagai konsentrasi karbohidrat

yang bervariasi. Metode yang umum digunakan termasuk polarimetri, indeks bias, IR,

dan kepadatan.

- Polarimetri

Molekul yang mengandung atom karbon asimetrik memiliki kemampuan untuk

memutar cahaya terpolarisasi bidang. Polarimeter adalah perangkat yang mengukur

sudut bahwa pesawat cahaya terpolarisasi diputar pada melewati solusi.

Polarimeter terdiri dari sumber cahaya monokromatik, polarizer, sel sampel

panjang diketahui, dan analisa untuk mengukur sudut rotasi. Tingkat polarisasi

berkaitan dengan konsentrasi molekul optik aktif dalam larutan dengan persamaan

a = [a] lc, di mana adalah sudut yang diukur dari rotasi, [a] adalah aktivitas optik

(yang adalah konstan untuk setiap jenis molekul), l adalah pathlength dan c adalah

konsentrasi. Sudut keseluruhan rotasi tergantung pada suhu dan panjang

gelombang cahaya yang digunakan sehingga parameter ini biasanya standar untuk

20 o C dan 589,3 nm (D-line untuk natrium). Sebuah kurva kalibrasi konsentrasi

terhadap disusun sesuai dengan serangkaian solusi dengan konsentrasi yang

diketahui, atau nilai dari [a] diambil dari literatur jika jenis karbohidrat ini

diketahui. Konsentrasi karbohidrat dalam suatu sampel kemudian ditentukan

dengan mengukur sudut rotasi dan membandingkannya dengan kurva kalibrasi.

- Indeks bias

Indeks bias (n) dari suatu material adalah kecepatan cahaya dalam vakum dibagi

dengan kecepatan cahaya dalam materi (n = c / c m). Indeks bias material dapat

ditentukan dengan mengukur sudut bias (r) dan sudut insiden (i) di batas antara dan

bahan lain dari indeks bias dikenal (Hukum Snell: sin (i) / sin (r) = n 2 / n 1).

Dalam prakteknya, indeks bias solusi karbohidrat biasanya diukur pada batas

dengan kuarsa. Indeks bias yang meningkat solusi karbohidrat dengan konsentrasi

meningkat maka dapat digunakan untuk mengukur jumlah yang hadir karbohidrat.

RI juga suhu dan panjang gelombang tergantung dan sehingga pengukuran

biasanya dilakukan pada suhu tertentu (20 o C) dan panjang gelombang (589.3nm).

Metode ini cepat dan sederhana untuk melaksanakan dan dapat dilakukan dengan

sederhana genggam instrumen. Hal ini digunakan secara rutin dalam industri untuk

menentukan konsentrasi gula sirup, madu, molasses, produk tomat.

- Kepadatan

Kepadatan material adalah massa dibagi dengan volume. Kepadatan larutan berair

meningkat dengan meningkatnya konsentrasi karbohidrat. Dengan demikian

konsentrasi karbohidrat dapat ditentukan dengan mengukur kepadatan, misalnya,

menggunakan botol atau kepadatan hidrometer. Teknik ini secara rutin digunakan

dalam industri untuk penentuan konsentrasi karbohidrat jus dan minuman.

- Inframerah

Sebuah materi menyerap inframerah karena getaran atau rotasi kelompok molekul.

Karbohidrat mengandung gugus molekul yang menyerap radiasi inframerah pada

panjang gelombang di mana tidak ada unsur makanan utama lainnya menyerap

akibatnya konsentrasi mereka dapat ditentukan dengan mengukur absorbansi pada

panjang gelombang inframerah. Dengan melakukan pengukuran di sejumlah

panjang gelombang tertentu yang berbeda adalah mungkin untuk secara bersamaan

menentukan konsentrasi karbohidrat, kelembaban protein, dan lipid. Pengukuran

biasanya dilakukan dengan mengukur intensitas gelombang inframerah yang

dipantulkan dari permukaan sampel: semakin besar absorbansi, reflektansi semakin

rendah. Instrumen analitis berdasarkan absorbansi inframerah adalah non-destruktif

dan mampu pengukuran yang cepat dan karena itu sangat cocok untuk on-line

analisis atau untuk digunakan di laboratorium kontrol kualitas di mana banyak

sampel dianalisis secara rutin. Metode instrumental yang lebih canggih yang

mampu memberikan informasi tentang struktur molekul karbohidrat serta

konsentrasi mereka, misalnya, NMR atau spektrometri massa.

f. Immunoassays

Immuoassays menemukan meningkatnya penggunaan dalam industri makanan untuk

analisis kualitatif dan kuantitatif dari produk makanan. Immunoassays khusus untuk

rendah karbohidrat berat molekul yang dikembangkan dengan melampirkan

karbohidrat yang menarik bagi protein, dan kemudian menyuntikkan ke binatang.

Dengan waktu hewan mengembangkan antibodi spesifik untuk molekul karbohidrat.

Antibodi ini kemudian dapat diekstrak dari hewan dan digunakan sebagai bagian dari

test untuk menentukan konsentrasi karbohidrat tertentu dalam makanan Immuoassays

sangat sensitif, spesifik, mudah digunakan dan cepat.

2. Analisis Polisakarida dan Serat

Berbagai macam polisakarida terjadi pada makanan. Polisakarida dapat

diklasifikasikan sesuai dengan karakteristik molekul mereka (misalnya, jenis, jumlah,

dan ikatan urutan monosakarida), karakteristik fisikokimia (misalnya, air kelarutan,

viskositas, aktivitas permukaan) dan fungsi gizi (misalnya, dicerna atau non-dicerna).

Polisakarida paling mengandung suatu tempat antara 100 dan monosakarida beberapa

ribu. Beberapa polisakarida berisi semua jenis yang sama dari monosakarida

(homopolysaccharides), sedangkan yang lain berisi campuran berbagai jenis

monosakarida (heteropolisakarida). Beberapa polisakarida eksis sebagai rantai linear,

sedangkan yang lain ada sebagai rantai bercabang. Beberapa polisakarida dapat

dicerna oleh manusia dan karena itu membentuk sumber penting energi (misalnya,

pati), sedangkan yang lain yang dicerna (misalnya, selulosa, hemiselulosa dan pektin).

Ini polisakarida dicerna menjadi bagian dari kelompok zat yang dikenal sebagai serat

makanan, yang juga termasuk lignin (yang merupakan polimer molekul aromatik).

Konsumsi berbagai jenis serat makanan telah terbukti memiliki sifat fisiologis

fungsional bermanfaat bagi manusia, misalnya, pencegahan kanker, penyakit jantung

dan diabetes.

a. Analisis Pati

Pati adalah polisakarida dicerna paling umum ditemukan dalam makanan, dan karena

itu merupakan sumber utama energi dalam makanan kita. Dalam pati bentuk alami

ada sebagai air-larut granul (3 - 60 m m), tetapi dalam banyak makanan olahan pati

tidak lagi dalam bentuk karena perlakuan pengolahan yang terlibat (misalnya,

pemanasan). Ini terdiri dari campuran dari dua homopolysaccharides glukosa: amilosa

(500- 2000 unit glukosa) yang linier, dan amilopektin (> 1.000.000 unit glukosa) yang

ekstensif bercabang. Kedua jenis pati memiliki sifat physiochemical berbeda dan

sehingga sering penting untuk menentukan konsentrasi setiap komponen individu dari

pati, serta konsentrasi pati keseluruhan.

- Persiapan sampel. Isi pati makanan yang paling tidak dapat ditentukan secara

langsung karena pati yang terkandung dalam matriks makanan struktural dan kimia

yang kompleks. Secara khusus, pati sering hadir dalam bentuk semi-kristal (pati

butiran atau retrograded) yang tidak dapat diakses dengan reagen kimia yang

digunakan untuk menentukan konsentrasi. Oleh karena itu perlu untuk mengisolasi

pati dari komponen lain yang hadir dalam matriks makanan sebelum melakukan

analisis pati. Dalam makanan alami, seperti kacang-kacangan, sereal atau umbi-

umbian, butiran tepung biasanya dipisahkan dari komponen utama lainnya dengan

pengeringan, penggilingan, seduhan dalam air, filtrasi dan sentrifugasi. Para

granula pati yang tidak larut air dan memiliki kepadatan yang relatif tinggi (1500

kg / m 3) sehingga mereka akan cenderung bergerak ke bawah wadah selama

sentrifugasi, di mana mereka dapat dipisahkan dari yang lain larut dalam air dan

kurang padat bahan. Sampel makanan olahan biasanya kering, tanah dan kemudian

tersebar di tempat yang panas solusi etanol 80%. Para monosakarida dan

oligosakarida yang larut dalam larutan etanol, sedangkan pati yang tidak larut.

Oleh karena itu, pati dapat dipisahkan dari gula dengan menyaring atau

pemusingan solusi. Jika ada pati semi-kristal hadir, sampel dapat terdispersi dalam

air dan dipanaskan sampai suhu di mana pati gelatinizes (> 65 o C). Penambahan

asam perklorat atau kalsium klorida ke air sebelum pemanasan memfasilitasi

solubilisasi dari pati yang sulit untuk mengekstrak.

- Metode analisis. Setelah pati telah diekstrak ada sejumlah cara untuk

menentukan konsentrasi Enzim tertentu ditambahkan ke larutan kanji untuk

kerusakan pati menjadi glukosa. Konsentrasi glukosa kemudian dianalisis dengan

menggunakan metode yang dijelaskan sebelumnya (misalnya, kromatografi atau

metode enzimatik). Konsentrasi pati dihitung dari konsentrasi glukosa. Yodium

dapat ditambahkan ke larutan kanji untuk membentuk sebuah kompleks pati-iodin

tidak larut yang dapat ditentukan secara gravimetri dengan mengumpulkan,

pengeringan dan berat endapan terbentuk atau titrimetrically dengan menentukan

jumlah yodium yang diperlukan untuk mengendapkan pati. Jika tidak ada

komponen lain yang hadir dalam larutan yang akan mengganggu analisis, maka

konsentrasi pati dapat ditentukan dengan menggunakan metode fisik, misalnya,

kepadatan, indeks bias atau polarimetri. Konsentrasi amilosa dan amilopektin

dalam sampel dapat ditentukan dengan menggunakan metode yang sama seperti

yang dijelaskan untuk tepung amilosa sekali telah dipisahkan dari amilopektin

tersebut. Hal ini dapat dicapai dengan menambahkan bahan kimia yang

membentuk sebuah kompleks larut dengan salah satu komponen, tetapi tidak

dengan yang lain, misalnya beberapa alkohol memicu amilosa tetapi tidak

amilopektin. Beberapa metode yang disebutkan tidak akan menentukan konsentrasi

pati tahan hadir dalam sampel. Jika konsentrasi pati tahan diperlukan maka langkah

tambahan dapat ditambahkan ke prosedur di mana dimetilsulfoksida (DMSO)

ditambahkan untuk melarutkan pati tahan sebelum melakukan analisis.

b. Analisis Serat

Selama dua puluh tahun terakhir atau lebih ahli gizi telah menjadi sadar akan

pentingnya serat dalam diet konsumsi Liberal serat membantu melindungi terhadap

kanker usus besar, penyakit jantung dan sembelit. Asupan serat makanan karena itu

bermanfaat bagi kesehatan yang baik. Serat pangan didefinisikan sebagai polisakarida

tanaman yang dicerna oleh manusia, ditambah lignin. Komponen utama dari serat

adalah selulosa, hemiselulosa, pektin, dan lignin hydrocolloids. Beberapa jenis pati,

yang dikenal sebagai pati tahan, juga dicerna oleh manusia dan dapat dianalisis

sebagai serat makanan. Dasar teknik analisis banyak serat karena itu untuk

mengembangkan prosedur yang meniru proses yang terjadi dalam sistem pencernaan

manusia.

- Komponen utama Dietary Fiber

(1) Dinding sel Polisakarida. Selulosa terjadi pada semua tanaman sebagai

komponen struktural utama dari dinding sel, dan biasanya berhubungan dengan

berbagai hemiselulosa dan lignin. Jenis dan tingkat asosiasi ini menentukan sifat

tekstur karakteristik dari banyak bahan tanaman dimakan. Selulosa adalah

homopolysaccahride linear panjang glukosa, biasanya memiliki hingga 10.000

subunit glukosa. Molekul selulosa agregat untuk membentuk mikrofibril yang

memberikan kekuatan dan kekakuan pada dinding sel tanaman. Hemiselulosa

adalah kelompok heterogen heteropolisakarida bercabang yang mengandung

sejumlah gula yang berbeda dalam tulang punggung mereka dan sisi-rantai.

Dengan hemiselulosa definisi yang larut dalam solusi alkali encer, tetapi tidak larut

dalam air pectins adalah bentuk lain dari heteropolisakarida ditemukan di dinding

sel yang kaya asam uronic, larut dalam air panas dan yang mampu membentuk gel.

(2) Dinding non polisakarida. Kelompok zat karbohidrat dicerna juga, tapi mereka

tidak berasal dari dinding sel tanaman. Non-sel polisakarida dinding termasuk

hydrocolloids seperti permen karet kacang guar dan belalang, getah Arab, agar,

alginat dan caragenans yang umum digunakan dalam makanan sebagai agen

pembentuk gel, pengental dan stabilisator. (3) Lignin. Lignin adalah polimer non-

karbohidrat yang terdiri dari sekitar 40 subunit aromatik yang kovalen terkait. Hal

ini biasanya berhubungan dengan selulosa dan hemiselulosa dalam sel tanaman-

dinding.

- Prosedur umum dalam Preparasi Sampel dan Analisis

Ada sejumlah prosedur yang umum digunakan dalam banyak metode untuk

analisis serat makanan: (1) Peniadaan lipid. Sampel makanan yang akan dianalisis

karena itu dikeringkan, ditumbuk menjadi bubuk halus dan kemudian lipid akan

dihapus dengan ekstraksi pelarut. (2) Peniadaan protein. Protein biasanya dipecah

dan dilarutkan dengan menggunakan enzim, asam kuat atau larutan alkali yang

kuat. Asam amino yang dihasilkan kemudian dipisahkan dari serat tidak larut

dengan penyaringan atau dari total serat dengan pengendapan selektif dari serat

dengan solusi etanol. (3) Peniadaan pati. Semi-kristal pati gelatinized oleh

pemanasan dengan adanya air, dan kemudian pati dipecah dan dilarutkan oleh

enzim tertentu, asam kuat atau alkali kuat. Glukosa tersebut kemudian dipisahkan

dari serat tidak larut dengan penyaringan atau terpisah dari serat total presipitasi

selektif dari serat dengan solusi etanol. (4) Presipitasi selektif serat. Serat diet

dapat dipisahkan dari komponen lain dalam larutan air dengan menambahkan

konsentrasi yang berbeda dari etanol untuk menyebabkan pengendapan selektif.

Kelarutan monosakarida, oligosakarida dan polisakarida tergantung pada

konsentrasi etanol Air: monosakarida, oligosakarida, beberapa polisakarida dan

asam amino yang larut, polisakarida lainnya dan serat tidak larut etanol 80%

solusi: Monosakarida, oligosakarida, dan asam amino yang larut; polisakarida dan

serat tidak larut. Untuk alasan ini, solusi etanol terkonsentrasi sering digunakan

untuk selektif memicu serat dari komponen lainnya. (5) Fiber analisis. Kandungan

serat makanan dapat ditentukan baik secara gravimetri dengan menimbang massa

fraksi serat larut yang diisolasi dari sampel atau kimiawi dengan memecah serat

menjadi monosakarida penyusunnya dan mengukur konsentrasi mereka

menggunakan metode yang dijelaskan sebelumnya.

- Metode gravimetri

(1) Crude Fiber Metode.Metode serat kasar memberikan perkiraan serat dicerna

dalam makanan. Hal ini ditentukan oleh kstraksi berurutan dari sampel lemaknya

dengan 1,25% H 2 SO 4 dan 1,25% NaOH. Residu larut dikumpulkan dengan

penyaringan, dikeringkan, ditimbang dan ashed untuk mengoreksi kontaminasi

mineral dari residu serat. Serat selulosa tindakan kasar dan lignin dalam sampel,

tetapi tidak menentukan hemiselulosa, pektin dan hydrocolloids, karena mereka

dicerna oleh alkali dan asam dan karenanya tidak dikumpulkan. Untuk alasan ini

ilmuwan makanan banyak percaya bahwa penggunaannya harus dihentikan.

Namun demikian, itu adalah metode yang cukup sederhana untuk melaksanakan

dan merupakan metode AOAC resmi untuk beberapa bahan makanan yang

berbeda. (2) Total, metode larut dan serat larut. Prinsip dasar dari metode ini

adalah untuk mengisolasi fraksi yang menarik dengan presipitasi selektif dan

kemudian untuk menentukan massa dengan berat. Sebuah sampel digelatinisasi

kering, makanan yang lemaknya enzimatik dicerna dengan-amilase

amiloglukosidase, dan protease untuk memecah pati dan komponen protein. Isi

serat total sampel ditentukan dengan menambahkan etanol 95% menjadi solusi

untuk mengendapkan semua serat. Larutan tersebut kemudian disaring dan serat

dikumpulkan, dikeringkan dan ditimbang. Atau, komponen serat larut dalam air

dan tidak larut air dapat ditentukan dengan menyaring sampel enzimatis dicerna.

Ini meninggalkan serat larut dalam larutan filtrat, dan serat tidak larut terjebak

dalam filter. Komponen larut dikumpulkan dari filter, dikeringkan dan ditimbang.

Komponen larut diendapkan dari larutan dengan menambahkan alkohol 95% ke

filtrat, dan kemudian dikumpulkan dengan penyaringan, dikeringkan dan

ditimbang. Kandungan protein dan abu dari fraksi berbagai ditentukan sehingga

untuk mengoreksi salah satu zat yang mungkin masih berada di serat: Serat =

residu berat - berat (protein + abu). Metode ini telah resmi disetujui oleh AOAC

dan secara luas digunakan dalam industri makanan untuk menentukan kadar serat

dari berbagai makanan. Kerugian utamanya adalah bahwa ia cenderung untuk

melebih-lebihkan isi serat makanan yang mengandung konsentrasi tinggi gula

sederhana, misalnya, buahbuahan kering, mungkin karena mereka terjebak dalam

endapan terbentuk ketika etanol ditambahkan.

- Metode Kimia

Dalam metode kimia, kandungan serat adalah sama dengan jumlah semua

monosakarida nonstarch ditambah lignin yang tersisa setelah semua karbohidrat

dicerna telah dihapus Monosakarida diukur dengan menggunakan berbagai metode

yang dijelaskan sebelumnya. (1) Prosedur Englyst-Cummings. Sebuah sampel

makanan lemaknya dipanaskan dalam air untuk agar-agar pati. Enzim tersebut

kemudian ditambahkan untuk mencerna pati dan protein. Etanol murni

ditambahkan ke solusi untuk mengendapkan serat, yang dipisahkan dari mencerna

dengan sentrifugasi, dan kemudian dicuci dan dikeringkan. Serat tersebut

kemudian dihidrolisis menggunakan larutan asam sulfat pekat untuk memecahnya

menjadi monosakarida penyusunnya, yang konsentrasinya ditentukan dengan

menggunakan metode yang dijelaskan sebelumnya, misalnya, colorimetrically atau

chromatographically. Massa serat dalam sampel asli diasumsikan sama dengan

massa total monosakarida hadir. Konsentrasi serat makanan larut dan larut juga

dapat ditentukan dengan metode ini, menggunakan langkah-langkah pemisahan

sama seperti untuk metode, total gravimetri larut dan larut disebutkan di atas.

Metode ini dapat digunakan untuk menentukan isi total serat, larut dan tidak larut

dari makanan, tetapi tidak memberikan informasi tentang kadar lignin. Hal ini

karena lignin tidak polisakarida, dan sehingga tidak dipecah menjadi monosakarida

selama pencernaan asam. Untuk makanan yang paling hal ini tidak masalah karena

mereka memiliki konsentrasi lignin yang rendah pula. Jika makanan yang tidak

mengandung sejumlah besar lignin maka metode lain harus digunakan, misalnya,

metode gravimetri atau metode kimia lebih canggih (misalnya, metode Theander-

Marlett).

ANALISA KARBOHIDRAT

NAMA: Ikrar Arumingtyas

NIM: 201251046

MATA KULIAH: Kimia Klinis

DOSEN: Tisno Suwarno

INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL

JAKARTA

2012