BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Susu Kedelai Susu kedelai merupakan salah satu produk olahan kedelai yang diperoleh dengan cara menggiling kedelai, yang dicampur air kemudian disaring dan dipanaskan (Astawan, 2004). Susu kedelai merupakan salah satu minuman suplemen (tambahan) yang dianjurkan diminum secara berkala atau teratur sesuai kebutuhan tubuh. Sebagai minuman tambahan, artinya susu kedelai bukan merupakan obat, tetapi bisa menjaga kondisi tubuh agar tetap fit sehingga tidak mudah terserang penyakit (Amrin, 2003). Susu kedelai sudah ada sejak abad ke-2 sebelum masehi dibuat di negeri Cina. Dari sana kemudian berkembang ke Jepang dan setelah Perang Dunia ke-II masuk ke negara-negara Asean. Di Indonesia, perkembangannya sampai saat ini masih ketinggalan dibandingkan dengan Singapura, Malaysia dan Phillipina. Di Malaysia dan Phillipina sejak tahun 1952 telah dikembangkan susu kedelai dengan nama dagang "Vitabean", yang telah diperkaya dengan vitamin dan mineral. Di Phillipina juga dikenal susu kedelai yang populer dengan nama "Philsoy". Baru pada beberapa tahun terakhir, di Indonesia dikenal susu kedelai dalam kemasan kotak karton (tetrapack) yang diproduksi oleh beberapa industri minuman (Santoso, 2009).
1
2.2 Komposisi Susu Kedelai Tabel 1. Daftar Analisis Zat Gizi dalam Susu Kedelai Komponen Zat Gizi Byyd (%) Energi (Kal) Energi (K J) Air (gram) Protein (gram) Lemak (gram) Karbohidrat (gram) Mineral (gram) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Besi (mg) Akt. Retinol (mcg) Thiamine (mg) Asam Askorbat (mg) *Nio, 1992
Susu Kedelai 100 57 240 87,0 3,5 2,5 5,0 2,0 50 45 0,7 60 0,08 2
2.3 Manfaat Susu Kedelai Komposisi susu kedelai hampir sama dengan susu sapi. Karena itu susu kedelai dapat digunakan sebagai pengganti susu sapi. Susu ini baik dikonsumsi oleh mereka yang alergi susu sapi, yaitu orang-orang yang tidak punya atau kurang enzim laktase dalam saluran pencernaannya, sehingga tidak mampu mencerna laktosa dalam susu sapi. Keunggulan lain susu kedelai dibandingkan susu sapi adalah susu kedelai tidak mengandung kolesterol sama sekali (Astawan, 2004). Susu kedelai tidak mengandung vitamin B dan kandungan mineralnya terutama kalsium lebih sedikit ketimbang susu 12
2
sapi. Karena itu dianjurkan penambahan atau fortifikasi mineral dan vitamin pada susu kedelai yang diproduksi oleh industri besar (Koswara, 2006). Berbagai penelitian membuktikan bahwa kedelai menyimpan potensi gizi yang baik. Menurut Anderson, Blake, Turner & Smith dalam Kusumah (2008), kedelai bermanfaat bagi penderita diabetes dengan komplikasi ginjal. Beberapa penelitian juga membuktikan bahwa, pemberian ransum kedelai pada tikus bermanfaat untuk menurunkan kadar gula darah. AAK (2003) dalam Carolina (2006), menjelaskan bahwa salah satu terapi diet untuk menanggulangi dan mencegah diabetes mellitus adalah dengan memanfaatkan berbagai macam makanan fungsional salah satunya adalah susu kedelai. Sedangkan menurut Wijayakusuma (2003) dalam Carolina (2006), dengan mengkonsumsi susu kedelai atau olahannya secara intensif, pancreatic island dapat membesar sehingga produk insulin pun akan bertambah. Suriawiria (2002) dalam Carolina (2006), juga menjelaskan bahwa pada susu kedelai juga mengandung senyawa yang disebut lesitin, yang mempunyai fungsi sangat baik di dalam tubuh, terutama untuk keseimbangan metabolisme. Bahkan lesitin mempunyai peran yang baik dalam pengendalian kandungan glukosa darah dan kolesterol darah. Lesitin juga sebagai antioksidan yang mampu untuk menjaga sel-sel pada pankreas untuk tidak mengalami kerusakan akibat oksidasi, serta mampu meregenerasi sel-sel yang rusak dengan cepat sehingga ketika pankreas diberi tambahan lesitin maka sel-sel pankreas akan berfungsi dengan baik kembali serta dengan bantuan lesitin pula insulin mampu diproduksi kembali secara maksimal.
3
Susu kedelai juga sangat baik dikonsumsi oleh ibu-ibu yang sedang hamil dan menyusui. Bila ibu-ibu menyusui meminum susu kedelai segar secara teratur, maka kulit bayinya kelak bisa putih, bersih dan mulus. Demikian juga, bagi ibu menyusui, kandungan protein pada air susu ibu (ASI) akan semakin meningkat (Amrin, 2003). 2.4 Pembuatan Susu Kedelai Susu kedelai cair dapat dibuat dengan menggunakan teknologi dan peralatan sederhana yang tidak memerlukan ketrampilan tinggi, maupun dengan teknologi moderen dalam pabrik. Metode sederhana dapat digunakan untuk skala yang lebih kecil dan peralatan yang lebih sederhana. Cocok bagi skala rumah tangga dan industri kecil (Santoso, 2009). Menurut Dalimartha (2000) cara pembuatan susu kedelai adalah pertama memilih biji kedelai yang berkulit kuning mulus, matanya terang, dan berukuran cukup besar. Kedelai kemudian disortir, biji yang cacat oleh gigitan hama atau memar dan pecah-pecah disingkirkan. Rendam kedelai dalam 1 liter air bersih. Tambahkan soda kue 0,5% sebanyak 2 sendok teh peres. Perendaman dilakukan selama 10-12 jam, lalu ditiriskan. Untuk menghilangkan bau langu, kedelai ini direbus dengan air bersih sampai mendidih selama 10 menit. Setelah dingin, kulit ari dikupas lalu dibersihkan dengan air mengalir. Kedelai yang sudah bersih ini lalu digiling atau diblender dengan menambahkan sedikit air panas. Bubur kedelai hasil penggilingan atau blender ditambah air sampai menjadi 1 liter, kemudian direbus kembali sambil diaduk-aduk sampai mendidih selama 10-15 menit. Sewaktu hangat-hangat kuku, bubur kedelai ini lalu disaring dan diperas dengan sepotong kain kasa bersih untuk mendapatkan susu kedelai. Tambahkan sedikit garam supaya rasanya lebih sempurna, 4
lalu dipanaskan kembali sampai mendidih. Setelah dingin, susu kedelai ini siap untuk diminum. Susu kedelai ini dapat diminum sebanyak 2-3 gelas ukuran 200 cc per hari. 2.5 Karbohidrat 2.5.1 Pengertian Karbohidrat Karbohidrat adalah salah satu kandungan gizi penting bagi tubuh yang terkandung dalam susu kedelai dan olahan kedelai lainnya. Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang banyak dijumpai di alam, terutama sebagai penyusun utama jaringan tumbuh-tumbuhan. Nama lain karbohidrat adalah sakarida (berasal dari bahasa latin saccharum = gula) (Yazid dan Nursanti, 2006). Karbohidrat adalah kelompok senyawa yang mengandung unsur C, H dan O. Senyawa-senyawa karbohidrat memiliki sifat pereduksi karena adanya gugus karbonil dalam bentuk aldehid dan keton. Senyawa ini juga memiliki banyak gugus hidroksil. Karena itu, karbohidrat merupakan suatu polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atau turunan senyawa-senyawa tersebut (Ngili, 2010). Karbohidrat ini sangat diperlukan oleh tubuh manusia, hewan dan tumbuhan di samping lemak dan protein. Senyawa ini dalam jaringan merupakan cadangan makanan atau energi yang disimpan dalam sel. Sebagian besar karbohidrat yang ditemukan di alam terdapat sebagai polisakarida dengan berat molekul tinggi. Beberapa polisakarida berfungsi sebagai bentuk penyimpan bagi monosakarida, sedangkan yang lain sebagai penyusun struktur di dalam dinding sel dan jaringan pengikat (Yazid dan Nursanti, 2006). Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk dunia, khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Walaupun jumlah 5
kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 Kalori (kkal) bila dibanding protein dan lemak, karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah. Selain itu beberapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat (dietary fiber) yang berguna bagi pencernaan (Winarno, 1997). Pada tumbuhan, karbohidrat disintesis dari CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis dalam sel berklorofil dengan bantuan sinar matahari. Karbohidrat yang dihasilkan merupakan cadangan makanan yang disimpan dalam akar, batang, dan biji sebagai pati (amilum). Karbohidrat dalam tubuh manusia dan hewan dibentuk dari beberapa asam amino, gliserol lemak, dan sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Karbohidrat dalam sel tubuh disimpan dalam hati dan jaringan otot dalam bentuk glikogen (Yazid dan Nursanti, 2006). Reaksi fotosintesis pembentukan karbohidrat : CO2 + H2O
Sinar Matahari
[C6H12O6]n + O2
Penyerapan sinar matahari dilaksanakan oleh kloroplas daun yaitu pada lapisanlapisan yang disebut thylakoid. Energi sinar matahari akan menaikkan tingkat (level) energi elektron klorofil dalam thylakoid, dan membebaskan beberapa elektron yang kemudian akan ditangkap oleh akseptor elektron dalam suatu reaksi oksidasi. Dalam reaksi tersebut pada prinsipnya terjadi oksidasi H2O dengan membebaskan O2 dan membentuk ko-enzim tereduksi, misalnya FADH2 dan NADH + H+. Selanjutnya terjadi reduksi CO2 yang membentuk rantai CO2 teroksigenasi yang dapat menghasilkan karbohidrat, asam amino, lipida, serta asam-asam hidroksil. Bila kloroplas daun dianalisis akan didapat sejumlah sukrosa, pati, enzim, dan gula fosfat. Adanya komponen-komponen tersebut mengakibatkan kloroplas dapat mensintesis 6
beberapa senyawa lain misalnya pektin, selulosa, hemiselusosa, pati, pentosan, dan sebagainya. Cara yang lebih mudah dan murah untuk mendapatkan karbohidrat adalah dengan mengekstraknya dari bahan-bahan nabati sumber karbohidrat yaitu serealia, umbi-umbian, dan batang tanaman misalnya sagu (Winarno, 1997). 2.5.2 Golongan Karbohidrat Berbagai golongan karbohidrat dapat dihubungkan satu sama lain dengan hidrolisa. Gula sederhana, atau monosakarida, adalah polihidroksi aldehid dan keton yang tidak dapat dihidrolisa menjadi bagian karbohidrat yang lebih kecil. Monosakarida, dengan demikian, adalah monomer, dasar bangunan untuk semua bentuk karbohidrat yang lain. Suatu struktur yang terdiri dari dua monosakarida terikat satu sama lain disebut disakarida. Struktur yang mengandung tiga monosakarida terikat satu sama lain disebut trisakarida (Fessenden dan Fessenden, 1997). Dalam disakarida, terdapat satu ikatan glikosida yang menghubungkan dua monosakarida. Sedangkan dalam trisakarida terdapat dua ikatan glikosida yang menghubungkan tiga buah monosakarida. Karbohidrat yang memiliki beberapa unit monosakarida disebut oligosakarida, sedangkan yang memiliki banyak unit monosakarida disebut sebagai polisakarida (Ngili, 2010). Tidak ada garis batasan yang jelas yang membagi antara oligosakarida dan polisakarida karena sifat-sifat dari oligosakarida yang lebih tinggi bergabung dengan polisakarida yang lebih rendah. Berikut adalah bagan golongan karbohidrat (Fessenden dan Fessenden, 1997).
7
Polisakarida (> 10 unit sakarida) H2O Oligosakarida (2-10 unit sakarida)
Karbohidrat
H2O Monosakarida (satu unit sakarida) H2O Tidak ada perpecahan hidrolitik Gambar 1. Bagan Golongan Karbohidrat Banyak monosakarida maupun oligosakarida memiliki rasa manis, karena itu karbohidrat yang massa molekul relativ (Mr)-nya kecil sering disebut sebagai gula (Ngili, 2010). 2.5.2.1 Monosakarida Karbohidrat ini, umumnya dirujuk sebagai gula yang mengandung 3 sampai 9 atom karbon. Kebanyakan monosakarida yang umum di alam mempunyai 5 karbon (pentosa, C5H10O5) atau 6 atom karbon (heksosa, C6H12O5). Sebagai contoh, glukosa, suatu gula yang mengandung 6 atom karbon merupakan monosakarida yang paling umum yang dimetabolisme di dalam tubuh untuk menyediakan energi; dan fruktosa (yang juga heksosa) terdapat dalam beberapa buah (Sarker dan Nahar, 2009). Terdapat dua jenis monosakarida, yakni aldosa dan ketosa. Aldosa mengandung gugus aldehid, sedangkan ketosa mengandung gugus keton. Selain itu, monosakarida
8
juga dapat dikelompokkan menurut jumlah atom karbon yang dimilikinya (Ngili, 2010). Tergantung
pada
banyaknya
atom
karbon
yang
ada,
monosakarida
dikelompokkan sebagai triosa, tetraosa, pentosa, atau heksosa, yang mengandung 3, 4, 5, atau 6 atom karbon. Monosakarida dikelompokkan secara lebih teliti dengan menyatakan gugus fungsional dan banyaknya atom karbon. Sebagai contoh, glukosa dapat dikelompokkan sebagai aldoheksosa, karena mengandung 6 atom karbon dan juga mengandung gugus aldehid (Sarker dan Nahar, 2009). Gliseraldehid merupakan aldosa yang paling sederhana. Gliseraldehid memiliki sifat pereduksi karena merupakan suatu aldehid. Aldosa sederhana diturunkan dari gliseraldehid, yakni dengan memasukkan atom karbon kiral terhidroksilasi (CHOH) diantara karbon C-1 dan C-2 pada molekul gliseraldehid. Sedangkan ketosa sederhana diturunkan dari dihidroksiaseton, yang merupakan suatu isomer dari gliseraldehid. Monosakarida dalam bentuk lingkar memiliki karbon pereduksi yang disebut karbon anomerik. Gugus hidroksil pada karbon anomerik jauh lebih reaktif daripada alkohol primer atau sekunder biasa. Reaktivitas ini dipengaruhi tarikan electron oleh atom oksigen pada cincin (Ngili, 2010). 2.5.2.2 Disakarida Disakarida mengandung ikatan asetal glikosidik antara atom anomerik satu gula dan gugus –OH pada posisi di mana pun dalam gula yang lain. Ikatan glikosidik antara C-1 gula pertama dan gugus –OH pada C-4 gula kedua merupakan ikatan yang sangat umum. Ikatan semacam ini disebut dengan hubungan 1-4’, sebagai contoh
9
adalah maltosa, yang mana 2 molekul glukosa dihubungkan antara C-1 dan C-4 melalui oksigen. Suatu ikatan glikosidik pada karbon anomerik dapat berupa α atau β. Disakarida yang paling umum terjadi secara alami adalah sukrosa (gula tebu). Sukrosa diturunkan dari tanaman dan secara komersial disiapkan dari gula tebu dan gula bit, sementara laktosa ditemukan dalam susu binatang. Disakarida lain yang umum diperoleh dari pemecahan polisakarida, seperti maltosa (diperoleh dari amilum) dan selobiosa (diperoleh dari selulosa) (Sarker dan Nahar, 2009). Maltosa adalah gula pereduksi. Meskipun merupakan glikosida, unit glukosa kedua memiliki atom karbon anomerik dan cincinnya bisa membuka untuk membentuk aldehid. Sukrosa tidak memiliki sifat pereduksi. Sukrosa atau gula tebu adalah disakarida dengan hidroksil anomerik dari α-D-glukosa dikondensasikan dengan hidroksil anomerik β-D-fruktosa. Karena itu keduanya adalah α-glukosida dan β-fruktosida. Tidak ada unit yang memiliki hidroksil anomerik dan tidak ada cincin yang dapat terbuka untuk membentuk aldehid (Ngili, 2010). 2.5.2.3 Polisakarida Sejumlah unit monosakarida bergabung secara bersama-sama untuk membentuk polisakarida seperti amilum, selulosa, dan inulin. Amilum dan selulosa merupakan 2 polisakarida yang paling penting dari sudut pandang biologis dan ekonomi (Sarker dan Nahar, 2009). Polisakarida memiliki fungsi utama sebagai pembentuk struktur atau untuk penyimpanan energi. Tepung dan glikogen merupakan polimer glukosa yang berfungsi sebagai penyimpan gula di dalam tumbuhan dan hewan. Polimer glukosa lainnya adalah selulosa, yang merupakan bahan utama pembentuk dinding sel pada 10
tanaman. Selain selulosa, tumbuhan juga mengandung pectin dan hemiselulosa (Ngili, 2010). 1.5.3 Sifat-sifat Karbohidrat 2.5.3.1 Sifat Umum Karbohidrat 1. Senyawa karbohidrat dari tingkat yang lebih tinggi dapat diubah menjadi tingkat yang lebih rendah dengan cara menghidrolisa. 2. Gugus hemiasetal (keton maupun aldehid) mempunyai sifat pereduksi. 3. Gugus-gugus hidroksil pada karbohidrat juga bertabiat serupa dengan yang terdapat pada gugus alkohol lain. (Anonim, 2011) 1.5.3.2 Sifat Golongan Karbohidrat Amilum dengan air dingin akan membentuk suspensi dan bila dipanaskan akan terbentuk pembesaran berupa pasta dan bila didinginkan akan membentuk koloid yang kental semacam gel. Suspensi amilum akan memberikan warna biru dengan larutan iodium. Hal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasikan adanya amilum dalam suatu bahan. Hidrolisis sempurna amilum oleh asam atau enzim akan menghasilkan glukosa. Semua jenis karbohidrat, baik monosakarida, disakarida, maupun polisakarida, akan berwarna merah-ungu bila larutannya dicampur beberapa tetes larutan α-naftol dalam alkohol dan ditambahkan asam sulfat pekat, sehingga tidak bercampur. Warna ungu akan nampak pada bidang batas antara kedua cairan. Sifat ini dipakai sebagai dasar uji kualitatif adanya karbohidrat dalam suatu bahan dan dikenal dengan uji Molisch. 11
Monosakarida dan disakarida memiliki rasa manis, sehingga sering disebut gula. Rasa manis dari gula disebabakan oleh gugus hidroksilnya. Kebanyakan monosakarida dan disakarida, kecuali sukrosa, adalah gula pereduksi. Sifat mereduksi disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekulnya. Larutan gula bereaksi positif dengan pereaksi Fehling, pereaksi Tollens, maupun pereaksi Benedict. Sebaliknya, kebanyakan polisakarida adalah gula nonpereduksi (Yazid dan Nursanti, 2006). 2.6 Analisis Karbohidrat dalam Makanan/Minuman Berdasarkan sifat-sifat karbohidrat dan reaksi-reaksi kimia yang spesifik, maka karbohidrat dapat dianalisis secara kualitatif (untuk mengetahui keberadaan karbohidrat) dan secara kuantitatif (untuk mengetahui kadar karbohidrat). Dalam penelitian ini uji pertama yang dilakukan adalah menganalisis kualitatif karbohidrat pada susu kedelai dengan metode uji pendahuluan menggunakan pereaksi Molisch dan uji keberadaan gula pereduksi (uji oksidasi gula) menggunakan pereaksi Tollens. Sedangkan analisis kuantitatifnya ialah dengan menggunakan metode Luff-Schoorl. Metode Luff-Schoorl ini digunakan karena didasarkan pada SNI 01-2891-1992 dalam Manikharda (2011), yang menjelaskan bahwa metode analisis untuk total karbohidrat menggunakan metode Luff-Schoorl. 2.6.1 Analisis Kualitatif 2.6.1.1 Uji Pendahuluan dengan Pereaksi Molisch Karbohidrat
oleh
asam
anorganik
pekat
akan
dihidrolisis
menjadi
monosakarida. Dehidrasi monosakarida jenis pentosa oleh asam sulfat pekat menjadi
12
furfural dan golongan heksosa menghasilkan hidroksi-metilfurfural (Yazid dan Nursanti, 2006). Karbohidrat dengan zat tertentu akan menghasilkan warna tertentu yang dapat digunakan untuk analisis kualitatif. Bila karbohidrat direaksikan dengan larutan naftol dalam alkohol, kemudian ditambahkan H2SO4 pekat secara hati-hati, pada batas cairan akan terbentuk furfural yang berwarna ungu. Reaksi ini disebut reaksi molisch dan merupakan reaksi umum bagi karbohidrat (Winarno, 1991). Berikut adalah reaksi karbohidrat dengan pereaksi molisch (Yazid dan Nursanti, 2006).
CHO HCOH + H2SO4
HCOH
Cincin Ungu
-C-H +
HCOH
OH
CH2OH (pentosa)
(furfural)
(α-naftol)
Gambar 2. Reaksi Karbohidrat (pentosa) dengan Pereaksi Molisch
13
CHO HCOH HCOH
+ H2SO4
HCOH
H2C
HCOH
Cincin Ungu
-C-H + OH
OH
CH2OH (heksosa)
(5-hidroksimetilfurfural)
(α-naftol)
Gambar 3. Reaksi Karbohidrat (heksosa) dengan Pereaksi Molisch 2.6.1.2 Uji Keberadaan Gula Pereduksi (Uji Oksidasi Gula) dengan Pereaksi Tollens Uji tollens digunakan sebagai uji kualitatif untuk mengetahui ada tidaknya gula pereduksi dalam sampel yang mengandung karbohidrat. Pereaksi tollens sering juga disebut perak amoniakal yang merupakan campuran AgNO3 dan amonia yang berlebihan (Fessenden, 1986 dalam Aryanti, dkk 2010). Pereaksi tollens digunakan untuk membuktikan adanya gugus aldehid bersifat reduktor. Kandungan tollens A terdiri dari AgNO3 dan tollens B terdiri dari NH3 berlebih, sehingga jika dicampurkan endapan menjadi larut (Aryanti, dkk 2010). Tes dengan pereaksi tollens didasarkan pada mudahnya gugus aldehid dioksidasi menjadi asam karboksilat. Menurut Ridwan (1989), jika suatu senyawa aldehid ditambahkan pada pereaksi tollens yang kemudian dipanaskan, maka senyawa aldehid akan teroksidasi menjadi asam karboksilat yang segera membentuk
14
garam amonia. Sedangkan pereaksi tollens akan tereduksi sehingga dibebaskan logam perak yang segera melekat pada dinding tabung reaksi. Reaksi reduksi oksidasi yang terjadi pada senyawa aldehid dengan pereaksi tollens adalah (Anonim, 1984): R-COH + 2 Ag(NH3)2OH 2 Ag (s) + R-COO-NH4+ + H2O + 3 NH3 2.6.2 Analisis Kuantitatif Sebagian besar karbohidrat, teutama golongan monosakarida dan disakarida, mempunyai sifat mereduksi. Contohnya: glukosa, fruktosa, galaktosa, laktosa dan maltosa. Sifat mereduksi dari karbohidrat disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau gugus keton bebas atau karena mempunyai gugus hidroksil (-OH) bebas yang reaktif. Pada molekul glukosa (aldosa), gugus pereduksi terletak pada atom C nomor 1, sedangkan pada fruktosa (ketosa) terletak pada atom C nomor 2. Molekul sukrosa (disakarida) dan polisakarida (amilum, glikogen, dekstrin, dan selulosa) tidak mempunyai sifat mereduksi karena keduanya tidak mempunyai gugus pereduksi. Gugus-gugus sudah saling terikat, sehingga sifat mereduksinya hilang. Sifat sebagai reduktor atau kemampuan mereduksi dari karbohidrat akan mengubah ion-ion logam, misalnya ion Cu2+ dari bahan pereduksi menjadi ion Cu+ yang mengendap sebagai Cu2O berwarna merah bata (Yazid dan Nursanti, 2006). 2.6.2.1 Gula Pereduksi Menurut Apriyanto (1989) dalam Sari dkk (2011), gula pereduksi yaitu monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dapat ditunjukkan dengan pereaksi Fehling atau Benedict menghasilkan endapan merah bata (Cu2O). Selain
15
pereaksi Benedict dan Fehling, gula pereduksi juga bereaksi positif dengan pereaksi Tollens. Penentuan gula pereduksi selama ini dilakukan dengan metode pengukuran konvensional seperti metode Osmometri, Polarimetri, dan Refraktrometri maupun berdasarkan reaksi gugus fungsional dari senyawa sakarida tersebut (seperti metode Luff-Schoorl, Seliwanoff, Nelson-Somogyi dan lain-lain). Hasil analisisnya adalah kadar gula pereduksi total dan tidak dapat menentukan gula pereduksi secara individual. Untuk menganalisis kadar masing-masing dari gula pereduksi penyusun madu dapat dilakukan dengan menggunakan metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Metode ini mempunyai beberapa keuntungan antara lain dapat digunakan pada senyawa dengan bobot molekul besar dan dapat dipakai untuk senyawa yang tidak tahan panas (Swantara, 1995 dalam Sari dkk, 2011). 2.6.2.2 Definisi Total Karbohidrat Total karbohidrat menurut Badan Pengawasan Obat dan Makanan (2005) dalam Manikharda (2011), meliputi gula, pati, serat pangan dan komponen karbohidrat lain. Total karbohidrat dalam pengukuran karbohidrat dengan metode langsung dinyatakan dalam bentuk persen yang setara dengan glukosa. Satuan glukosa (glucose equivalent) juga dapat diganti dengan larutan gula lain yang dijadikan sebagai larutan standar. 2.6.2.3 Analisis Total Karbohidrat dengan Metode Luff-Schoorl Uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh BSN dalam SNI 01-2891-1992 dalam Manikharda (2011), yaitu analisis total karbohidrat dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Pada tahun 1936 International Commission for Uniform Methods of Sugar 16
Analysis mempertimbangkan metode Luff-Schoorl sebagai salah satu metode yang resmi dapat digunakan untuk menstandarkan analisis gula pereduksi karena metode Luff-Schoorl saat itu menjadi metode yang resmi dipakai di pulau Jawa, disamping nominator lainnya yaitu metode Lane-Eynon. Tetapi pada saat itu metode kolorimetri belum banyak berkembang dan dalam catatan komisi itu terdapat agenda untuk melakukan penyeragaman analisis gula dengan metode kolorimetri. Sebelum menetapkan kadar karbohidrat pada sampel (dianggap sebagai gula pereduksi), maka terlebih dahulu dilakukan preparasi sampel. Mula-mula sampel dalam bentuk cair dibuat basa dengan penambahan CaCO3 agar asam-asam yang terdapat dalam sampel tidak menghidrolisa gula yang ada selama pemanasan. Pemanasan sampel diperlukan untuk menginaktivasi enzim-enzim penghidrolisa gula. Untuk menghilangkan pigmen, senyawa berwarna dan senyawa koloid maka kedalam sampel ditambahkan Pb-asetat basa. Kelebihan Pb-asetat dihilangkan dengan penambahan Na/K-oksalat. Jika sampel berbentuk padat maka perlu dilakukan ekstraksi dengan menggunakan alkohol 80 % untuk mengekstrak gula yang ada dalam sampel. Kebanyakan gula sensitif terhadap alkohol dengan konsentrasi tinggi, oleh karena itu alkohol perlu dihilangkan dengan pemanasan rendah (Guhardja, 1989). Menurut SNI 01-2891-1992 dalam Manikharda (2011), prinsip analisis karbohidrat dengan metode Luff-Schoorl yaitu reduksi Cu2+ menjadi Cu1+ oleh monosakarida. Pada penentuan gula cara Luff-Schoorl, yang ditentukan bukannya kuprooksida yang mengendap tetapi dengan menentukan kuprioksida dalam larutan sebelum 17
direaksikan dengan gula reduksi (titrasi blanko) dan sesudah direaksikan dengan sampel gula reduksi (titrasi sampel). Penentuannya dengan titrasi menggunakan Natiosulfat. Selisih titrasi blanko dengan titrasi sampel ekuivalen dengan kuprooksida yang terbentuk dan juga ekuivalen dengan jumlah gula reduksi yang ada dalam bahan/larutan. Reaksi yang terjadi selama penentuan karbohidrat cara ini mula-mula kuprioksida yang ada didalam reagen akan membebaskan iod dari garam K-iodida. Banyaknya iod yang dibebaskan ekuivalen dengan banyaknya kuprioksida. Banyaknya iod dapat diketahui dengan titrasi menggunakan Na-tiosulfat. Untuk mengetahui bahwa titrasi sudah cukup maka diperlukan indikator amilum. Apabila larutan berubah warna dari biru menjadi putih, berarti titrasi sudah selesai. Agar supaya perubahan warna biru menjadi putih dapat tepat maka penambahan amilum diberikan pada saat titrasi hampir selesai. Setelah diketahui selisih banyaknya titrasi blanko dan titrasi sampel kemudian dikonsultasikan dengan tabel yang sudah tersedia yang menggambarkan hubungan antara banyaknya Na-tiosulfat dengan banyaknya gula reduksi (Tabel 5 dalam lampiran 5, Penetapan gula menurut Luff-Schoorl). Reaksi yang terjadi dalam penentuan gula cara Luff-Schoorl dituliskan sebagai berikut: R-COH + 2CuO Cu2O (s) + R-COOH (aq) H2SO4 (aq) + CuO CuSO4 (aq) + H2O (l) CuSO4 (aq) + 2 KI (aq) CuI2 (aq) + K2SO4 (aq) 2 CuI2
Cu2I2 + I2
I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI 18
I2 + amilum Biru (Sudarmadji dkk, 2003) 2.6.2.4 Perhitungan Kadar Karbohidrat dalam Sampel Kadar karbohidrat ditentukan berdasarkan penghitungan kadar gula pereduksi, yang ditentukan dengan rumus berikut (SNI-3547-1-2008 dalam Anonim, 2008): % Gula reduksi, sebagai gula sebelum inversi =
×
Keterangan
× 100 %
W1 = Bobot gula, berdasarkan tabel nilai ekivalen Natrium thiosulfat (Tabel 5, Penetapan gula menurut Luff-Schoorl). Jumlah Natrium thiosulfat 0,1 N yang diperlukan untuk mencari bobot gula dalam tabel adalah pengurangan volume titar blanko dengan volume titar contoh/sampel (V2 – V1). fp = Faktor pengenceran W = Bobot contoh/sampel Selanjutnya kadar karbohidrat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut: Kadar Karbohidrat = 0,90 x Kadar Gula 2.6.2.5 Kelebihan dan Kekurangan Metode Luff Schoorl Metode Luff-Schoorl ini baik digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang. Disamping itu, metode Luff-Schoorl ini juga merupakan metode terbaik untuk mengukur kadar karbohidrat dengan tingkat kesalahan sebesar 10 %. Namun, metode Luff-Schoorl ini mempunyai kelemahan yang terutama disebabkan oleh komposisi yang konstan. Hal ini diketahui dari penelitian A.M
19
Maiden yang menjelaskan bahwa hasil pengukuran yang diperoleh dibedakan oleh pembuatan reagent yang berbeda (Sari dkk, 2011). 2.6.2.6 Penelitian Karbohidrat Sebelumnya dengan Metode Luff-Schoorl 2.6.2.6.1 Studi Kinerja Adsorpsi Arang Aktif-Bentonit pada Aroma Susu Kedelai oleh Esvandiari, dkk (2010) Dalam penelitian Esvandiari dkk (2010), selain untuk mengetahui kondisi optimum dan kinerja adsorban (arang aktif, bentonit, serta gabungan arang aktif dan bentonit) terhadap proses penghilangan bau pada susu kedelai, juga dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh adsorban (arang aktif, bentonit, serta gabungan arang aktif dan bentonit) terhadap kualitas kandungan dari susu kedelai. Dimana dalam penelitian tersebut dilakukan analisis kandungan susu kedelai baik sebelum maupun setelah dikontakkan dengan adsorban. Salah satu analisis yang dilakukan adalah analisis kandungan karbohidrat pada susu kedelai dengan menggunakan metode Luff-Schoorl. Dari hasil penelitiannya terhadap kandungan karbohidrat pada susu kedelai, maka diperoleh data sebagai berikut. Tabel 2. Persentase kandungan karbohidrat dalam susu kedelai pada pra dan pasca pencampuran dengan bentonit dan/atau arang aktif. Konsentrasi Adsorban 3% 3% 3%
Sampel Susu kedelai Susu kedelai + Bentonit Susu kedelai + Arang aktif Susu kedelai + Bentonit + Arang aktif
20
% Karbohidrat 0,47% 0,37% 0,60% 0,73%
Berdasarkan tabel di atas terlihat perbandingan kadar karbohidrat untuk susu kedelai awal dan susu kedelai pasca kontak dengan adsorban. Dimana kadar karbohidrat dari susu kedelai pasca kontak dengan bentonit mengalami penurunan dibandingkan dengan kadar karbohidrat susu kedelai awal. Hal ini dapat terjadi karena adsorban bentonit akan mempengaruhi gugus-gugus fungsi dari karbohidrat yaitu C, H dan O. Sedangkan susu kedelai yang ditambah adsorban arang aktif, kadar karbohidratnya lebih tinggi dibandingkan susu kedelai awal. Kadar suatu komponen diketahui dengan membandingkan massa komponen tersebut terhadap massa total campuran. Pada hasil analisis ini diperoleh bahwa kadar karbohidrat pada susu kedelai setelah ditambahkan arang aktif menjadi lebih tinggi dibandingkan susu kedelai awal, hal ini diduga adanya komponen lain yang terserap oleh arang aktif sehingga konsekuensinya massa total campuran akan berkurang dan kadar karbohidrat akan meningkat. 2.6.2.6.2. Analisa Gula pada Jeruk Siam dan Sunkis dengan Menggunakan Metode Luff-Schoorl oleh TBKKP (2008) Dalam penetapan kadar gula pada jeruk siam dan sunkis (TBKKP, 2008), digunakan pereaksi yaitu larutan Luff-Schoorl. Sebelum menetapkan kadar gula reduksi pada sampel, maka dilakukan reparasi pada sampel terlebih dahulu. Sampel ditimbang sebanyak 2 gram dan ditambahkan aquades sedikit. Hal ini untuk mengencerkan saja dan dimasukan kedalam labu ukur 50 mL, dan ditambahkan Pb-asetat 10 %. Hal penambahan timbal ini dimaksudkan untuk mengikat kandungan-kandungan yang ada di dalam sampel selain gula seperti pati, serat dan lain-lain. Setelah Pb-asetat ditambahkan sebanyak 5 mL, dilakukan penambahan asam oksalat sebagai indikasi 21
penambahan Pb-asetat sudah cukup. Kemudian ditambahkan lagi asam oksalat sebanyak 15 mL untuk mengendapkan Pb-asetat yang telah mengikat kandungan-kandungan yang lain dalam sampel selain gula. Selanjutnya ditepatkan tanda labu ukur dengan penambahan aquades setelah didiamkan beberapa menit. Dilakukan penyaringan agar larutan yang diperoleh adalah larutan yang murni. Larutan dipipet 10 mL dan ditambahkan aquades sebanyak 15 mL serta penambahan pereaksi yaitu larutan Luff-Schoorl sebanyak 25 mL dan melakukan pemanasan selama 10 menit. Pemanasan ini dilakukan dengan tujuan untuk mempercepat reaksi reduksi dari monosakariada pada gula terhadap CuO menjadi Cu2O dan dalam pemanasan ditambahkan batu didih guna untuk meratakan pemanasan. Setelah pemanasan yang cukup, maka selanjutnya dilakukan pendinginan dengan es. Kemudian ditambahkan larutan KI 10 % sebanyak 10 mL untuk mereduksi kelebihan CuO sehingga I2 terlepas dan juga dilakukan penambahan H2SO4 25 % sebanyak 25 mL yang bertujuan untuk mengasamkan larutan karena pada suasana basa thio sebagai larutan standar akan tereduksi secara parsial menjadi sulfat, sehingga perlu dilakukan pengasaman tersebut. Warna akan menjadi coklat keruh dari awalnya berwarna biru karena larutan Luff-Schoorl. Kemudian dititrasi dengan larutan standar thio sampai terjadi perubahan warna menjadi kuning, dimana hal ini menandakan larutan tersebut telah mendekati titik ekuivalen. Sesuai dengan metode, maka ditambahkan indikator amilum 1 % sebanyak 3 tetes dan titrasi sampai terjadi perubahan warna larutan menjadi putih susu. Pada blanko dilakukan juga hal yang sama hanya saja tidak menggunakan sampel. 22
Dari analisa yang diperoleh dan di konversikan ke persamaam Luff-Schoorl maka diperoleh kadar gula pada jeruk siam sebesar 4,47 % dan jeruk sunkis 3,74 %. Pada titrasi dengan Na-thiosulfat, semakin banyak Na-thiosulfat yang dihabiskan, semakin kecil kadar gula yang terkandung karena akan selisih dengan blanko.
23
