Glukosa dapat mereduksi larutan Fehling sebab glukosa mengandung

Larutan Fehling ditemukan oleh ahli Kimia Jerman Hermann von Fehling tahun 1849.[1] Larutan ini digunakan untuk menguji kandungan gula pereduksi (monosakarida atau disakarida) dalam suatu sampel.[2] Pengujian secara kualitatif ini berdasarkan keberadaan gugus aldehida atau keton yang bebas.[2] Larutan Fehling dibagi atas dua macam yaitu larutan Fehling A (Tembaga(II) sulfat atau CuSO4) dan larutan Fehling B (KOH dan Natrium kalium tartarat).[2] Ketika larutan basa dari kuprik hidroksida dipanaskan dalam sampel yang mengandung gula tereduksi, hasil yang didapatkan adalah warna kuning yang tidak larut atau warna merah kurprik oksida.[2]

Ball-and-stick model of the active reagent in Fehling's solution, the bistartratocuprate(II) anion, [Cu(C4H4O6)2]4-

Larutan Fehling akan bereaksi dengan monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa) dan disakarida (laktosa dan maltosa) yang memiliki gugus aldehida dan keton bebas. Akan tetapi sukrosa tidak memiliki gugus aldehida dan keton bebas, sehingga sukrosa tidak dapat dideteksi dengan larutan Fehling.

Reaksi yang terjadi:

CuSO4 + 2KOH --> Cu(OH)2 + K2SO4.[2]
Cu(OH)2 dipanaskan --> CuO + [[H2O]].[2]
D-glukosa + 2 CuO dipanaskan --> D-asam glukonat + Cu2O (mengendap).[2]

^ (Inggris) Fehling H. 1849. Die quantitative bestimmung von zucker und Stärkmehl mittelst upfervitriol. Annalen der Chemie und Pharmacie72(1): 106-113.
^ a b c d e f g (Inggris) Nigam A, Ayyagari A. 2007. Lab Manual in Biochemistry, Immunology, and Biotechnology. New Delhi: West Patel Nagar.

A. Karbohidrat

sumber-sumber karbohidrat(goqii.com)

Karbohidrat merupakan salah satu bahan makanan yang penting dan tersebar luas dalam jaringan hewan maupun tumbuh-tumbuhan. Karbohidrat adalah senyawa yang memiliki rumus umum Cn(H2O)m dengan harga n dan m bisa sama atau berbeda.

Bukan berarti semua senyawa yang memiliki rumus Cn(H2O)m termasuk karbohidrat , misalnya asam etaneat CH3COOH dapat ditarik rumus C2(H2O)2. Meskipun demikian rumus umum karbohidrat Cn(H2O)m tetap digunakan karena semua karbohidrat memenuhi rumus tersebut, misalnya glukosa C6H12O6 dapat dituliskan C6(H2O)6.

Istilah karbohidrat diambil dari kata karbon dan hidrat (air). Selain itu, karbohidrat juga dikenal dengan nama sakarida (Saccharum =gula). Senyawa karbohidrat mudah ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari, misalnya di dalam gula pasir, buah-buahan, gula tebu, air susu, beras, jagung, gandum, ubi jalar, kentang, singkong, dan kapas.

Berdasar reaksi hidrolisisnya karbohidrat digolongkan menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida

1. Monosakarida

Monosakarida adalah satuan unit terkecil dari karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis lagi menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. Suatu monosakarida memiliki dua gugus fungsi, yaitu gugus karbonil (C=O) dan gugus hidroksil (–OH).

Berdasarkan letak gugus karbonilnya monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu:

1. Golongan aldosa (mengandung gugus aldehid).

Jika letak gugus karbonil di ujung, berarti monosakaridanya digolongkan ke dalam golongan aldosa. Disebut aldosa karena gugus karbonil yang berada di ujung membentuk gugus aldehid. Jenis monosakarida yang tergolong aldosa adalah glukosa dan galaktosa

2. golongan ketosa (mengandung gugus keton),

Jika gugus karbonil terletak di antara alkil, berarti gugus fungsional digolongkan sebagai golongan ketosa. Disebut ketosa karena gugus karbonilnya membentuk gugus keton. monosakarida yang termasuk ketosa adalah fruktosa.

Berikut adalah struktur monosakarida dalam proyeksi Fischer:.

Pada glukosa, posisi –OH yang sama adalah pada C ke-4 dan ke-5, sedangkan pada galaktosa posisi –OH yang sama adalah pada C ke-3 dan ke-4. Fruktosa memiliki gugus karbonil yang terletak di antara alkil, posisi –OH yang sama adalah pada C ke-4 dan ke-5.

Struktur monosakarida dengan rantai terbuka di atas hanya dijumpai dalam bentuk larutan. Dalam bentuk padat monosakarida memiliki struktur siklis (siklohemiasetal dan siklohemiketal). Bila struktur monosakarida tersebut dilipat melingkar atom karbon 6 dari glukosa mendekati gugus aldehid kemudian gugus aldehid dan hidroksil bereaksi sehingga terbentuk struktur siklis sebagaimana dikemukakan oleh Tollens.

Diatas telah digambarkan struktur monosakarida dengan rantai terbuka, pada umumnya di dalam larutan monosakarida akan membentuk struktur siklis.

Berikut ini bentuk siklis dari glukosa, galaktosa dan fruktosa

Cincin segi enam pada glukosa dan galaktosa disebut cincin piran dan cincin segi lima pada fruktosa disebut cincin furan. Jumlah isomer monosakarida dinyatakan dengan 2n dimana n adalah banyaknya atom C asimetris (atom C kiral). Sebagai contoh: glukosa memiliki 4 atom C asimetris (C nomor 2, 3, 4, dan 5), sehingga jumlah isomer glukosa 24 = 16.

a. Glukosa (gula anggur)

Glukosa disebut juga destrosa, karena bersifat dekstro. Glukosa mempunyai putaran optik ke kanan (dekstro), ditulis D(+) glukosa (memutar bidang polarisasi ke kanan 52°). Mengenai arah rotasinya tak dapat ditetapkan dari konfigura-sinya, tetapi dari eksperimen. Glukosa terbentuk dari hidrolisis pati, glikogen, maltosa, dan dapat diragikan menjadi etanol dan gas CO2

Sifat-sifat glukosa adalah sebagai berikut.

a. Glukosa berupa zat padat berwarna putih yang mudah larut dalam air. Adanya gugus -OH dalam molekul glukosa menyebabkan glukosa bersifat polar dan terjadi ikatan hoidrogen baik antar molekul glukosa maupun dengan air.

b. Glukosa bersifat optis aktif putar kanan sehingga disebut dekstrosa. Larutan glukosa yang baru memiliki daya putar 113° kemudian menjadi 52°. Peristiwa perubahan besarnya daya putar bidang polarisasi disebut mutarotasi. Hal ini menunjukkan adanya dua bentuk glukosa, yaitu a –glukosa dan b –glukosa. Glukosa alam adalah a–glukosa sedang b–glukosa diperoleh dari sintesis. Bila b–glukosa dilarutkan dalam air menunjukkan daya putar 19°, kemudian berubah menjadi 52°.

c. Dapat dioksidasi (dapat mereduksi) menjadi asam glukonat.

Berdasar reaksi ini adanya glukosa dapat diidentifikasi dengan pereaksi Fehling dan Tollens.

d. Dapat mengalami fermentasi (peragian) menjadi alkohol dan gas CO2 dengan enzim zimasa

b. Fruktosa/Levulosa/Gula buah

Fruktosa merupakan ketoheksosa yang terbentuk dari hidrolisis sukrosa, insulin (pati dari dahlia). Fruktosa terdapat bersama dalam madu dan buah-buahan, rasa manis melebihi glukosa dan sukrosa. Fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri dengan sudut 92° sehingga ditulis D(–) fruktosa.

Sifat-sifat fruktosa adalah sebagai berikut.

a. Fruktosa berupa zat padat berwarna putih mudah larut dalam air.

b. Bersifat optis aktif putar kiri, sehingga disebut levulosa.

c. Dapat mereduksi larutan fehling dan tollens

d. Dapat mengalami fermentasi menjadi alkohol dan karbondioksida

2. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang pada hidrolisisnya terurai menjadi dua molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida dalam disakarida dihubungkan melalui ikatan C-O-C yang disebut ikatan glikosida. Disakarida yang penting adalah sukrosa (gula tebu), maltosa (gula pati), dan laktosa (gula susu).

a. Sukrosa (Gula Tebu)

Sukrosa tersusun dari D(+) glukosa dengan D(–) fruktosa. Pada hidrolisis sukrosa (karena pengaruh enzim invertase) akan terjadi perubahan arah putaran bidang polarisasi dari positif (ke kanan) ke negatif (ke kiri). Peristiwa ini disebut inversi gula tebu. Campuran yang terjadi disebut gula invert.

rumus struktur Sukrosa:

Sifat-sifat sukrosa adalah:

1) Bersifat optis aktif putar kanan.

2) Tidak dapat mereduksi larutan fehling dan tollens.

3) Dapat mengalami hidrolisis menghasilkan glukosa dan fruktosa dengan enzim invertase.

4) Larut dalam air

5) Pada pemanasan yang kuat menghasilkan karamel

b. Maltosa (Gula Pati)

Maltosa tersusun atas 2 molekul D(+) glukosa dengan melepas air. Oleh karena itu, hidrolisis maltosa dengan enzim maltase akan dihasilkan glukosa.

rumus struktur Maltosa:

Sifat-sifat maltosa:

1) Dapat mereduksi larutan fehling maupun tollens

2) Dapat dihidrolisis menghasilkan glukosa dengan enzim maltase

Maltosa + air → glukosa + glukosa

3) Larut dalam air

4) Bersifat optis aktif putar kanan

c. Laktosa

Laktosa tersusun atas satu molekul D-glukosa dan 1 molekul D-galaktosa. Karena itu, hidrolisis laktosa menghasilkan glukosa dan galaktosa (terjadi karena pengaruh asam atau enzim laktase). Laktosa terdapat dalam susu mamalia sebanyak 4–5%. Laktosa tidak manis seperti gula lain dan tak dapat diragikan. Laktosa merupakan serbuk tak berwarna dan sedikit larut dalam air.

rumus struktur Laktosa:

Sifat-sifat laktosa adalah:

1) dapat mereduksi larutan fehling

2) dapat dihidrolisis menghasilkan glukosa dan galaktosa dengan enzim laktase

Laktosa + air → glukosa + galaktosa

3) sedikit larut dalam air

4) bersifat optis aktif putar kanan

3. Polisakarida

Polisakarida merupakan polimer alam yang tersusun dari D–glukosa dengan rumus umum (C6H10O5)n. Semua polisakarida sukar larut dalam air dan tidak dapat mereduksi larutan fehling. Polisakarida yang penting yaitu amilum, glikogen, dan selulosa.

a. Amilum (Pati)

Amilum merupakan polimer glukosa dalam bentuk ikatan alfa. Amilum terdapat sebagai persediaan makanan tumbuh-tumbuhan. Terbentuknya amilum dalam tumbuh-tumbuhan merupakan hasil reaksi fotosintesis.

Molekul pati tersusun dari satuan-satuan glukosa dengan ikatan glikosida sebagai berikut.

Sifat-sifat amilum (pati) adalah sebagai berikut.

1. Pati tidak larut dalam air dan memberi warna biru dengan larutan iodium.

2. Pati terdiri atas dua bagian, bagian yang lurus disebut amilosa dan bagian yang bercabang disebut amilopektin.

3. Tidak dapat mereduksi pereaksi fehling.

4. Hidrolisis pati dengan asam encer menghasilkan glukosa.

Pada hidrolisis pati terjadi zat antara yaitu dekstrin. Dekstrin masih merupakan polisakarida dan digunakan untuk perekat. Dekstrin dengan iodium memberikan warna merah.

b. Glikogen

Glikogen terdiri atas satuan-satuan D-glukosa, kurang lebih 1.000 unit, merupakan makanan cadangan yang terdapat dalam hati, jaringan hewan menyusui, dan manusia.

Sifat-sifat glikogen adalah sebagai berikut.

1. Glikogen disebut juga pati hewan yang tidak larut dalam air dengan iodium memberi warna merah.

2. Pada hidrolisis dengan enzim amilosa (dari pankreas) terurai menjadi maltosa dan kemudian menjadi glukosa.

3. Tidak dapat mereduksi pereaksi fehling.

c. Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida penyusun dinding sel tumbuh tumbuhan. Kapas sebagian besar terdiri atas selulosa. Susunan molekul glukosa dalam selulosa adalah sebagai berikut:

Sifat-sifat selulosa:

1. Selulosa tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pereaksi Scheitzer, yaitu larutan tetramino tembaga (II) hidroksida.

2. Selulosa tidak dapat dicerna oleh manusia tetapi dapat dicerna oleh sapi dan hewan lain dengan bantuan bakteri. Dengan asam encer dapat terhidrolisis menjadi glukosa.

3. Dengan HNO3 pekat dan H2SO4 pekat terjadi selulosa nitrat yang digunakan untuk pembuatan film dan cat semprot. Kegunaan selulosa yang penting adalah untuk rayon dan kertas. Polisakarida yang lain adalah inulin pada pati dahlia dan kitin pada invertebrata.

B. Reaksi Pengujian karbohidrat

1. Uji Fehling

Glukosa, galaktosa, maltosa mengandung gugus aldehid, sehingga dengan perekasi Fehling memberikan uji yang positif yang ditandai dengan terbentuknya endapan merah. Fruktosa meskipun tidak mengandung gugus aldehid juga menimbulkan endapan merah dengan pereaksi fehling karena banyak mengandung gugus hidroksil. Sehingga gula-gula tersebut disebut gula pereduksi (mereduksi pereaksi fehling). Sukrosa dan polisakarida tidak menimbulkan endapan merah dengan larutan fehling, karena gugus aldehidnya sudah hilang.

2. Uji Tollens

Uji positif terhadap pereduksi (glukosa, galaktosa, dan maltosa) yang ditandai dengan terbentuknya cermin perak pada dinding tabung.

3. Uji Iodium

Polisakarida penting, seperti amilum, glikogen, dan selulosa dapat ditunjukkan dengan cara ditetesi larutan iodin sehingga terbentuk warna biru ungu untuk amilum, cokelat merah untuk glikogen, dan cokelat untuk selulosa.

Amilum + I2 = biru

Glikogen + I2 = merah cokelat

Selulosa + I2 = negatif

4. Uji Molisch

Dengan cara meneteskan larutan alfanaftol pada larutan atau suspensi karbohidrat, kemudian asam sulfat pekat secukupnya, sehingga terbentuk dua lapisan cairan dengan batas kedua lapisan berwarna merah-ungu.