TUGAS TERSTRUKTUR 5

            Amilum adalah jenis polisakarida yang banyak terdapat dialam, yaitu sebagian besar tumbuhan terdapat pada umbi, daun, batang, dan biji-bijian (Poedjiadi, A. 2009).

Amilum merupakan suatu senyawa organik yang tersebar luas pada kandungan tanaman. Amilum dihasilkan dari dalam daun-daun hijau sebagai wujud penyimpanan sementara dari produk fotosintesis. Amilum juga tersimpan dalam bahan makanan cadangan yang permanen untuk tanaman, dalam biji, jari-jari teras, kulit batang, akar tanaman menahun, dan umbi. Amilum merupakan 50-65% berat kering biji gandum dan 80% bahan kering umbi kentang

            Amilum terdiri dari dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah polimer dari glukosa, yaitu amilosa (kira-kira 20 – 28 %) dan sisanya amilopektin.

                                  a). Amilosa        : Terdiri atas 250-300 unit D-glukosa yang berikatan dengan ikatan α                                               1,4 glikosidik. Jadi molekulnya menyerupai rantai terbuka.

                                         b). Amilopektin         : Terdiri atas molekul D-glukosa yang sebagian besar mempunyai   ikatan 1,4-   glikosidik dan sebagian ikatan 1,6-glikosidik. adanya ikatan             1,6-glikosidik menyebabkan terdjadinya cabang, sehingga molekul   amilopektin berbentuk rantai terbuka dan bercabang. Molekul amilopektin lebih besar dari pada molekul amilosa karena terdiri atas lebih 1000 unit glukosa .

Secara umum, amilum terdiri dari 20% bagian yang larut air (amilosa) dan 80% bagian yag tidak larut air (amilopektin). Hidrolisis amilum oleh asama mineral menghasilkan glukosa sebagai produk akhir secara hampir kuantitatif .

Bentuk sederhana amilum adalah glukosa dan rumus struktur glukosa adalah C₆H₁₁O₆ dan rumus bangun dari α- D- glukosa

            Amilum dapat dihidrolisis sempurna dengan menggunakan asam sehingga menghasilkan glukosa. Hidrolisis juga dapat dilakukan dengan bantuan enzim amilase, dalam air ludah dan dalam cairan yang dikeluarkan oleh pankreas terdapat amilase yang bekerja terhadap amilum yang terdapat pada makanan kita oleh enzim amilase, amilum diubah menjadi maltosa dalam bentuk β – maltosa.

           

            Amilum juga disebut dengan pati. Pati yang diperdagangkan diperoleh dari berbagai bagian tanaman, misalnya endosperma biji tanaman gandum, jagung dan padi ; dari umbi kentang ; umbi akar Manihot esculenta (pati tapioka); batang Metroxylon sagu (pati sagu); dan rhizom umbi tumbuhan bersitaminodia yang meliputi Canna edulis, Maranta arundinacea, dan Curcuma angustifolia (pati umbi larut) (Fahn, 1995).

Tanaman dengan kandungan amilum yang digunakan di bidang farmasi adalah jagung (Zea mays), Padi/beras (Oryza sativa), kentang (Solanum tuberosum), ketela rambat (Ipomoea batatas), ketela pohon (Manihot utilissima)

SOAL

Berapa % kah kandungan amilosa pada padi,gandum, jagung, sagu, singkong dan kentang ?

Jawab :

Kandunga zat amilosa pada beberapa tumbuhan .

No	Jenis Tumbuhan	Kadar Amilosa
1.	Padi	25%
2.	Gandum	19,34%
3.	Sagu	19%-26%
4.	Jagung	20-30%,
5.	Singkong	17% – 21%,
6.	kentang	21%

1.      Padi 

            Kadar amilosa dalam beras berkisar 1-37% (Somantri, 1983). Beras yang berkadar amilosa rendah bila dimasak menghasilkan nasi yang lengket, mengkilap, tidak mengembang, dan tetap menggumpal setelah dingin. Beras yang berkadar amilosa tinggi bila dimasak nasinya tidak lengket, dapat mengembang, dan menjadi keras jika sudah dingin, sedangkan beras beramilosa sedang umumnya mempunyai tekstur nasi pulen (Suwarno et al., 1982; Damardjati, 1995

2.      Gandum

          Gandum (Triticum spp.) adalah sejenis tanaman yang kaya akan karbohidrat. andum biasanya digunakan untuk memproduksi tepung terigu, pakan ternak, ataupun difermentasi untuk menghasilkan alkohol. Biji gandum terdiri atas: 83%endosperma, 14.5% bran dan aleurone layer, 2.5% germ. Tepung terigu adalah tepung/bubuk halus yang berasal dari biji gandum,dan digunakan sebagai bahan dasar pembuat kue, mi dan roti.Tepung terigu mengandung banyak zat pati, yaitu karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air. Tepung terigu juga mengandung protein dalam bentuk gluten, yang berperan dalam menentukan kekenyalan makanan yang terbuat dari bahan terigu. Tepung terigu mengandung banyak zat pati, yaitu karbohidrat kompleks yang tidak larut  dalam air. Tepung terigu jugamengandung protein dalam bentuk gluten, yang berperan  dalam menentukan kekenyalan makanan yang terbuat dari bahan terigu. Pati gandum berbentuk datar, bulat, dan elips. Ukuran granula patinya berkisar 2-35 mikron dan suhu gelatinisasinya 58-64^oC.

3.      Sagu 

4.      Jagung

Jagung telah dipanen.  Tahap lapangan penelitian jagung sudah selesai.  Perlu diketahui kandungan amilosa pada biji.  Penyusun utama pati adalah amilosa dan amilopektin.  Kadar amilosa pada pati 20-30%, sedangkan amilopektin 70-80%.  Amilosa adalah unsur yang menyebabkan keras pada butir pati.  Pengggunaan Pyraclostrobin pada jagung diharapkan dapat meningkatkan amilosa jagung sehingga nutrisi biji jagung lebih meningkat. Selain amilosa, kadar protein juga perlu diketahui.  Pemupukan nitrogen bersamaan penggunaan pyraclostrobin diharapkan dapat memaksimalkan penyerapan unsur N dan meningkatkan kadar protein biji.   Dari 30 sampel yang telah di”blender”, diharapkan akan selesai di analisis dalam waktu 7 hari.

5.      Singkong

            Singkong merupakan sumber karbohidrat yang terbesar dari pada biji bijian lainya, berdasarkan bobot segar singkong dapat menghasilkan 150 kkal/100g bobot  segar dibandingkan dengan ubi jalar yang menghasilkan 115 kkal/100g bobot segar. Dan berdasarkan hasil persatuan luas, singkong dapat bersaing dengan tanaman bijian dalam hal kalori dan efisiensi tenaga kerja. Singkong juga merupakan sumber vitamin C yang baik, mengandung 30-38 mg /100g bobot segar dan biasanya rendah

kandungan serat 1,4% dan lemaknya 0,3% (Vincent, 1993)

6.      kentang

            Komposisi kimia kentang sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain varietas, keadaan tanah yang ditanami, pupuk yang digunakan, umur umbi ketika dipanen, waktu dan suhu penyimpanan. Menurut Soelarso (1997), perubahan komposisi umbi selama pertumbuhan meliputi naiknya kadar pati dan  sukrosa serta turunnya kadar air dan gula pereduksi. Komposisi kimia kentang dibandingkan jagung dan ubi kayu dapat dilihat pada Tabel 4

DISAKARIDA

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.

1.     Maltosa

Maltosa (gula gandum) tidak terdapat bebas di alam, melainkan diperoleh dari hasil hidrolisis amilum dengan katalis diastase atau hasil hidrolisis glikogen dengan katalis amilase. Hidrolisis maltosa akan menghasilkan dua satuan glukosa dengan menggunakan katalis enzim maltase atau katalis asam.

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.

Struktur maltosa

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

2.     Sukrosa

Sukrosa terdapat  dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 –α.

Struktur sukrosa

Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa. Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal. Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.

Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa memutar cahaya terpolarisasi ke kanan, sedangkan campuran hasil hidrolisis sukrosa memutar ke kiri, sehingga campuran glukosa-fruktosa yang dihasilkan disebut gula invert. Sukrosa bukan gula pereduksi dalam larutan air karena sukrosa tidak memiliki gugus aldehid, dibuktikan dengan tidak bereaksinya (mereduksi) dengan pereaksi Fehling, Benedict dan Tollens. Hidrolisis sukrosa dapat terjadi dengan menggunakan katalis asam encer atau enzim invertase. Sukrosa mudah larut dalam air.

 

Perbandingan tingkat kemanisan beberapa gula :

3.     Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun dari molekul  β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-β.

Struktur laktosa

Hidrolisis laktosa dengan katalis enzim laktase akan menghasilkan glukosa dan galaktosa

Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan β-D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.

POLISAKARIDA

   1.      Pengertian Polisakarida

Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida structural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. Arsitektur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya.

Berikut beberapa polisakarida yang penting.

1) Amilum (Pati)

Pati termasuk polisakarida jenis heksosan. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta rantai molekulnya lurus atau bercabang. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan α-(1,4)-d-glukosa, sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan α-(1,4)-d-glukosa sebanyak 4–5 % dari berat total. Perhatikan struktur amilosa berikut.

Peranan perbandingan amilosa dan amilopektin terlihat pada serealia, contohnya pada beras. Semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Beras ketan praktis tidak ada amilosanya (1 – 2%), sedang beras yang mengandung amilosa lebih besar dari 2% disebut beras biasa atau beras bukan ketan. Berdasarkan kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi empat golongan yaitu (1) beras dengan kadar amilosa tinggi 25 – 33%; (2) beras dengan kadar amilosa menengah 20 – 25%; (3) beras dengan kadar amilosa rendah (9% – 20%); dan (4) beras dengan kadar amilosa sangat rendah (< 9%).

2) Selulosa

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Pada proses pematangan, penyimpanan, atau pengolahan, komponen selulosa dan hemiselulosa mengalami perubahan sehingga terjadi perubahan tekstur.

Perhatikan struktur selulosa berikut.

Seperti juga amilosa, selulosa adalah polimer berantai lurus α -(1,4)-d-glukosa. Perbedaan selulosa dengan amilosa adalah pada jenis ikatan glukosidanya. Selulosa oleh enzim selobiose, yang cara kerjanya serupa dengan β -amilase, akan menghasilkan dua molekul glukosa dari ujung rantai.

Pada penggilingan padi, dihasilkan hampir 50% sekam yang banyak mengandung selulosa, lignin, serta mineral Na dan K yang mempunyai daya saponifikasi. Selulosa dalam sekam padi dapat dipergunakan untuk makanan ternak, tetapi kandungan ligninnya harus dihilangkan terlebih dahulu, biasanya dengan KOH. Di beberapa negara, misalnya Taiwan, telah diusahakan untuk melarutkan lignin dengan NH₄OH sebagai pengganti KOH. Penambahan NH₄OH ini mempunyai keuntungan berupa penambahan sumber N dalam makanan ternak.

Di samping itu NH₄OH harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan KOH.

Selulosa sebagai bahan pembuatan kertas. Kayu dipotong kecil-kecil dan dimasak dalam kalsium bisulfit untuk melarutkan ligninnya. Selanjutnya selulosa diambil dengan penyaringan. Kegunaan selulosa yang lain adalah sebagai bahan benang rayon.

3) Hemiselulosa

Bila komponen-komponen pembentuk jaringan tanaman dianalisis dan dipisah-pisahkan, mula-mula lignin akan terpisah dan senyawa yang tinggal adalah hemiselulosa. Hemiselulosa terdiri dari selulosa dan senyawa lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisis hemiselulosa, diperkirakan bahwa monomernya tidak sejenis (heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa yang utama adalah d-xilosa, pentosa dan heksosa lain.

Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaitu hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi rendah dan mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa tidak mempunyai serat-serat yang panjang seperti selulosa, dan suhu bakarnya tidak setinggi selulosa.

4) Pektin

a) Senyawa Pektin

Pektin secara umum terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa-senyawa pektin juga berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain. Bagian antara dua dinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamela tengah (midle lamella).

Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dari asam d-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan β-(1,4)-glukosida. Asam galakturonat merupakan turunan dari galaktosa.

Pektin terdapat dalam buah-buahan seperti jambu biji, apel, lemon, jeruk, dan anggur. Kandungan pektin dalam berbagai tanaman sangat bervariasi. Bagian kulit (core) dan albeda (bagian dalam yang berbentuk spons putih) buah jeruk lebih banyak mengandung pektin daripada jaringan perenkimnya.

Pektin berfungsi dalam pembentukan jeli. Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang. Selama proses pematangan terjadi proses dimetilasi pektin dan ini menguntungkan untuk pembuatan gel. Akan tetapi dimetilasi yang terlalu lanjut atau sempurna akan menghasilkan asam pektat yang menyebabkan pembentukan gel berkurang.

b) Gel Pektin

Pektin dapat membentuk gel dengan gula bila lebih dari 50% gugus karboksil telah termetilasi (derajat metilasi = 50). Adapun untuk pembentukan gel yang baik maka ester metil harus sebesar 8% dari berat pektin. Makin banyak ester metil, makin tinggi suhu pembentukan gel.

5) Glikogen

Glikogen merupakan “pati hewan” banyak terdapat pada hati dan otot, bersifat larut dalam air (pati nabati tidak larut dalam air). Jika bereaksi dengan iodin akan menghasilkan warna merah. Senyawa yang mirip dengan glikogen telah ditemukan dalam kapang, khamir, dan bakteri. Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn). Hal ini penting diketahui karena sejak lama orang berpendapat bahwa glikogen hanya terdapat pada hewan.

Glikogen merupakan suatu polimer yang struktur molekulnya hampir sama dengan struktur molekul amilopektin. Glikogen mempunyai banyak cabang (20 – 30 cabang) yang pendek dan rapat. Glikogen mempunyai berat molekul (BM) sekitar 5 juta dan merupakan molekul terbesar di alam yang larut dalam air.

Glikogen terdapat pula pada otot-otot hewan, manusia, dan ikan. Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat diubah menjadi glukosa. Glikogen dipecah menjadi glukosa dengan bantuan enzim yaitu fosforilase.

Permasalahan :

Kenapa poli sakararida itu sukarlarut dalam air ?