A. PENDAHULUAN - BIOKIMIA
Biokimia
Struktur monosakarida (monomer) karbo- A .
PENDAHULUAN
hidrat terdiri atas: Biokimia adalah cabang ilmu kimia yang a.
Struktur Fischer, struktur pada keadaan mempelajari senyawa-senyawa organik yang memiliki fungsi biologis (biomolekul).
b.
Struktur Haworth, struktur pada Biomolekul secara umum terdiri atas keadaan rantai siklik, akibat reaksi antara karbohidrat, protein dan lemak. gugus alkohol dengan gugus aldehida B .
KARBOHIDRAT atau keton sewaktu dilarutkan dalam air.
Karbohidrat adalah biomolekul turunan 4) Rasa hidrokarbon yang disebut polihidroksi aldehida
Karbohidrat secara umum memiliki rasa atau polihidroksi keton. manis, dengan fruktosa yang paling manis
Sifat-sifat karbohidrat secara umum: dan polisakarida yang paling tidak manis.
1) Jumlah atom karbon
Tingkat kemanisan:
Berdasarkan jumlah atom karbon, fruktosa > glukosa > galaktosa karbohidrat terdiri dari gula triosa (3), tetrosa (4), pentosa (5) dan heksosa (6). sukrosa > maltosa > laktosa
2) Reaksi hidrolisis Berdasarkan reaksi hidrolisis, karbohidrat
5) Kelarutan terbagi menjadi monosakarida, disakarida, Karbohidrat larut dalam pelarut polar (air), dan polisakarida. 2 dan kurang larut dalam pelarut non-polar.
a. monosakarida + H O Monosakarida dan disakarida larut dalam sd air. disakarida + H 2 O d monosakarida b.
Polisakarida kurang larut dalam air. 6) Gula pereduksi polisakarida + H 2 O d maltosa d glukosa
Berdasarkan kemampuan mereduksi, gula terbagi menjadi dua: Reaksi hidrolisis berlangsung dengan a.
Gula pereduksi, adalah karbohidrat bantuan katalis H 2 SO 4 dan suhu tinggi. yang bereaksi positif dengan pereaksi
3) Monomer-polimer Tollens dan Fehling.
Karbohidrat terdiri atas: Contoh: semua monosakarida dan
a. (C 6 H 12 O 6 ), adalah Monosakarida disakarida, kecuali sukrosa. monomer dari disakarida dan
b. bukan pereduksi, adalah Gula polisakarida. karbohidrat yang bereaksi negatif Contoh: glukosa, fruktosa, galaktosa. dengan pereaksi Tollens dan Fehling.
b. 12 H 22 O 11 ), adalah dimer Disakarida (C Contoh: sukrosa dan semua polisakarida. dari monosakarida.
7) Mutarotasi Monosakarida membentuk disakarida
Mutarotasi adalah peristiwa perubahan dengan melepas satu molekul air dari pemutar polarimetri karbohidrat setelah dua gugus hidroksi membentuk ikatan dilarutkan akibat mengalami perubahan glikosida. struktur isomer optis. Contoh: sukrosa, laktosa dan maltosa.
a. 6 10 5 n Semua monosakarida dan disakarida
c. (-C H O -) , adalah Polisakarida kecuali sukrosa mengalami mutarotasi. polimer dari monosakarida.
b.
Sukrosa dan semua polisakarida tidak Polisakarida terbentuk melalui reaksi mengalami mutarotasi.
polimerisasi kondensasi dengan membentuk ikatan glikosida.
Contoh: amilum, selulosa dan glikogen.
1
6 12 6 MONOSAKARIDA (C H O )
GLUKOSA FRUKTOSA GALAKTOSA
O O
|| || CH 2 OH
CH 2 OH CH 2 OH H H CH 2 OH C
C | HOH 2 C O —
—
O O
| |
C
== O
HO
H C H C | — OH
— OH — —
| |
- H OH
HO — C HO
—
OH OH HO
— — — —
C | HO C H H HO OH
| OH | H —
C OH
—
- — C H — —
HO H C OH |
—
OH
- |
|
H C OH
— —
OH OH
C C H OH
H OH | — —
— — | | 2 CH OH
CH 2 OH CH 2 OH D-glukosa D-fruktosa D-galaktosa
Nama lain gula darah Nama lain gula buah Nama lain -
G. fungsi aldehida (aldosa)
G. fungsi keton (ketosa)
G. fungsi aldehida (aldosa) Rasa manis Rasa paling manis Rasa kurang manis Fermentasi dapat Fermentasi dapat Fermentasi tidak dapat Pereduksi ya Pereduksi ya Pereduksi ya Mutarotasi ya Mutarotasi ya Mutarotasi ya Sumber Sumber Sumber
buah, sayuran, madu buah, madu, nektar hasil hidrolisis laktosa
DISAKARIDA (C 12 H 22 O 11 )
SUKROSA LAKTOSA MALTOSA
CH 2 OH CH 2 OH CH 2 OH
CH 2 OH CH 2 OH O O O O O CH 2 OH HOH 2 C O OH O O O OH OH HO OH HO OH HO HO HO OH OH OH
OH OH OH OH
Nama lain gula pasir, gula invert Nama lain gula susu Nama lain gula malt Monomer glukosa + fruktosa Monomer glukosa + galaktosa Monomer glukosa + glukosa Rasa paling manis Rasa kurang manis Rasa manis Pereduksi tidak Pereduksi ya Pereduksi ya Mutarotasi tidak Mutarotasi ya Mutarotasi ya Sumber buah, tebu, bit Sumber susu Sumber hasil hidrolisis amilum
POLISAKARIDA (-C
2
6 H 10 O 5 -) nCH OH O O OH n
OH
AMILUM SELULOSA GLIKOGEN Nama lain pati, kanji Nama lain gula susu Nama lain gula otot, pati hewan Monomer D-glukosa Monomer D-glukosa Monomer D-glukosa Rasa tidak manis Rasa tidak manis Rasa tidak manis Pereduksi tidak Pereduksi tidak Pereduksi tidak Mutarotasi tidak Mutarotasi tidak Mutarotasi tidak Kelarutan larut dalam air panas Kelarutan tidak larut Kelarutan koloid hidrofil Sumber umbi, biji-bijian Sumber daun, batang, kapas Sumber otot, hati
2
UJI KARBOHIDRAT
| R
(+) Warna biru tua. ( –) Warna tetap kecoklatan. H 2 N CH —
| R
C O
|| — — OH
- + H 3 N CH
- – + H 3 N CH &m
- – + H
- + d +
- – + H 3 N CH &m
- + H 3 N CH
- + .
- – + OH
- - d
- –
- H 2 O
- –o, kecuali asam (atom C > 10) 1,2,3-propantriol lemak terakhir diberi akhiran –at/–in.
- + Asam lemak jenuh
- 15 31 Contoh: Asam palmitat
- 3 H 2 O d C 15 H 31 — — — CH
- 3 H O Adalah turunan lemak yang gugus hidroksi d 17 31 C H — — — CH C O pada gliserolnya diganti dengan asam 17 29 — — — karboksilat dan asam fosfat. O |
- C 17 H 35 — — — CH C O
- 3 H Sudan III berwarna merah. Uji Sudan III C 17 H 33 — — — CH C O bereaksi positif dengan seluruh jenis lemak.
— |
R
C O
|| — — O
| R
C O
|| — — O
H 3 N CH —
C O
(+) Terbentuk cermin perak (Ag). ( –) Tidak terbentuk cermin perak (Ag).
|| — — OH
— |
R
C O
|| — — O
| R
C O
|| — — O
H 2 N CH —
| R
C O
|| — — O
(+) Terbentuk endapan merah bata (Cu 2 O). ( –) Warna campuran tetap biru.
(+) Terbentuk bidang batas warna merah- ungu. ( –) Tidak terbentuk bidang batas warna merah-ungu.
2) Asam amino non-esensial adalah asam amino yang dapat dibuat oleh tubuh sendiri.
Contoh: alanin, asam aspartat, asam glutamat, sistein, glutamin, glisin, tirosin. Asam amino adalah biomolekul yang bersifat: (karboksil) dan gugus basa (amina).
Uji pengenalan karbohidrat terdiri dari: 1) Uji Molisch
Dilakukan dengan menambahkan alfanaftol dan H 2 SO 4 pekat. Uji Molisch bereaksi positif dengan seluruh jenis karbohidrat.
c.
3 C .
alanin 6,1 triptofan 5,8 glisin 6,0 metionin 5,7 fenilalanin 5,9 treonin 5,6 2) Optis aktif , karena memiliki atom C kiral.
A. amino pH TIE A. amino pH TIE
2) Reaksi dengan oksidator (oksidasi) Dilakukan menggunakan pereaksi Tollens dan Fehling/Benedict lalu dipanaskan.
Reaksi ini bereaksi positif terhadap gula
pereduksi dan bereaksi negatif terhadap gula bukan pereduksi.
Pereaksi Tollens Pereaksi Fehling/Benedict
3) Uji iodin Dilakukan menggunakan larutan I 2 berwarna kecoklatan. Uji iodin bereaksi positif dengan
amilum, bereaksi negatif dengan selulosa dan glikogen.
Jika pH > titik isoelektrik, asam amino bermuatan negatif karena melepas air.
Protein adalah biomolekul yang merupakan bahan pembangun dasar sel-sel tubuh, yang merupakan polimer dari asam amino. Asam amino adalah suatu turunan hidrokarbon yang mengandung satu gugus karboksil dan satu gugus amina.
Asam amino terdiri atas: 1) Asam amino esensial , asam amino penting karena tidak dihasilkan tubuh dan hanya didapat dari makanan. Contoh: histidin, arginin, valin, leusin, isoleusin, treonin, triptofan, leusin, metionin, fenilalanin.
Semua jenis asam amino bersifat optis aktif, kecuali glisin. 3) Dapat mengalami denaturasi , yaitu rusaknya struktur dan fungsi biologis protein akibat suhu tinggi. Denaturasi protein bersifat irreversibel, dan mengakibatkan koagulasi.
Beberapa titik isoelektrik asam amino:
Asam amino dapat membentuk ion zwitter yang merupakan molekul bermuatan ganda akibat interaksi asam-basa intramolekul.
Titik isoelektrik adalah titik pH dimana asam amino dalam keadaan muatan netral.
a.
Jika pH < titik isoelektrik, asam amino bermuatan positif karena mengikat H
b.
Jika pH = titik isoelektrik, asam amino membentuk ion zwitter.
D . PROTEIN
4 Protein terbentuk melalui reaksi polimerisasi kondensasi membentuk ikatan peptida.
— N |
5) Uji timbal asetat Dilakukan dengan menambahkan NaOH lalu dipanaskan, lalu didinginkan dan ditambah- kan CH 3 COOH. H 2 N CH
—
C
| R
— ||
O
H
4) Uji Millon Dilakukan dengan menambahkan pereaksi Millon yang mengandung Hg(NO 3 ) 2 dan
CH —
| R C O
|| — — OH ikatan peptida
(+) Warna ungu. ( –) Tidak berubah warna.
(+) Warna ungu. ( –) Warna biru.
(+) Warna jingga. ( –) Warna kuning.
HNO 2 . Uji Millon bereaksi positif dengan senyawa yang mengandung cincin benzena.
cincin benzena.
Ikatan peptida adalah ikatan antara gugus amina dengan gugus karboksil antar asam amino.
Contoh: keratin, kolagen. Berdasarkan fungsi biologisnya, protein terbagi menjadi:
Struktur protein terdiri atas:
primer sekunder tersier kuartener
1) Struktur primer , adalah struktur rantai polipeptida lurus/bercabang awal. 2) Struktur sekunder , adalah struktur akibat ikatan hidrogen pada satu rantai polipeptida yang membentuk struktur
α-heliks, lempeng- β, lekukan-β dan lekukan-γ. 3) Struktur tersier , adalah struktur akibat ikatan antar struktur sekunder membentuk sub-unit protein. 4) Struktur kuartener , adalah kumpulan sub- unit protein. Berdasarkan bentuknya, protein terbagi menjadi:
1) Globular , berbentuk bulat padat.
Contoh: enzim, protein transpor. 2) Filamen , berbentuk serabut.
1) Enzim (biokatalisator) Contoh: amilase, lipase, tripsin. 2) Hormon (pengatur) Contoh: FSH, LH, adrenalin, noradrenalin. 3) Antibodi (sistem imun) Contoh: trombin, fibrinogen, immunoglobin. 4) Protein transpor (transpor molekul) Contoh: hemoglobin, protein membran. 5) Protein kontraktil (alat gerak) Contoh: aktin, myosin, mikrotubulus. 6) Protein struktur (pelindung) Contoh: kolagen, keratin. 7) Protein nutrien (cadangan makanan) Contoh: albumin, kasein.
3) Uji xantoproteat Dilakukan dengan menambahkan HNO 3 pekat lalu dipanaskan, lalu didinginkan dan ditambahkan NaOH. Uji biuret bereaksi positif dengan senyawa yang mengandung
Berdasarkan komposisinya, protein terbagi menjadi: 1) Protein tunggal , protein yang hanya tersusun atas monomer asam amino.
Contoh: protein pada umumnya. atas monomer asam amino dan zat lain. Contoh: glikoprotein (+karbohidrat), lipoprotein (+lemak), fosfoprotein (+fosfat), hemoprotein (+besi). Reaksi hidrolisis protein menghasilkan asam amino pada protein tunggal dan asam amino dan zat lain pada protein majemuk.
E . UJI PROTEIN
Uji pengenalan protein terdiri dari: 1) Uji ninhidrin
Dilakukan menggunakan larutan ninhdrin tidak berwarna. Uji ninhidrin bereaksi positif dengan senyawa yang mengandung asam amino.
2) Uji biuret Dilakukan dengan menambahkan NaOH dan CuSO 4 . Uji biuret bereaksi positif dengan senyawa yang mengandung ikatan peptida.
(+) Terbentuk endapan merah. ( –) Tidak terbentuk endapan merah. Setelah itu, zat dipanaskan dan ditutup Perbedaan lemak dan minyak: dengan kertas timbal asetat yang telah
Perbedaan Lemak Minyak
dicelupkan ke dalam larutan Pb(CH 3 COOH) 2 .
Asal hewan tumbuhan Uji timbal asetat bereaksi positif dengan
Asam lemak jenuh tidak jenuh senyawa yang mengandung sulfur/belerang.
Esensial non-esensial esensial Wujud kamar padat cair
( –) Warna tetap kecoklatan.
Titik didih lebih tinggi lebih rendah mentega, keju, minyak kelapa,
Contoh susu minyak zaitun Lemak/lipid adalah biomolekul turunan
F . LEMAK
Aturan penamaan lemak: hidrokarbon yang mengandung satu gugus ester.
1) Nama lemak diawali kata gliserol/gliseril. Lemak adalah ester gliserida dengan atom C > 10 yang terbentuk dari reaksi esterifikasi antara 2)
Nama lemak diakhiri dengan nama asam lemak yang menyusun lemak tersebut. asam lemak dan gliserol.
a.
Pada lemak sederhana, nama asam lemak H 2 C — OH
| O diberi awalan tri- dan akhiran –at/–in.
|| HC — OH b.
— — | Pada lemak majemuk, nama asam R C OH H 2 C — OH lemak diurutkan sesuai abjad dalam bahasa Inggris, dan nama tiap asam
asam lemak gliserol/gliserin
lemaknya diberi akhiran
Macam-macam asam lemak: Reaksi-reaksi pada lemak: 1) Asam lemak jenuh , adalah asam lemak yang
1) Reaksi pembentukan-hidrolisis lemak tidak mengandung ikatan rangkap C.
Merupakan dua reaksi yang berkebalikan. 2) Asam lemak tidak jenuh , adalah asam
Reaksi pembentukan lemak (esterifikasi) lemak yang mengandung ikatan rangkap C.
Asam Lemak + Gliserol
d Lemak + Air
Jumlah Jumlah i. Rumus Asam lemak atom C rangkap molekul Reaksi hidrolisis lemak
H
Asam laurat -
12 C 11 H 23 COOH
Lemak + Air
sd Asam Lemak + Gliserol Asam miristat
14 C H COOH 13 27
16 C H - COOH Pembuatan gliseril tripalmitin
18 C - Asam stearat 17 H 35 COOH — 2 HO CH O
|
Asam lemak tak jenuh
|| HO — CH +
3 C 15 H 31 — — 17 33 C OH Asam oleat
18
1 C H COOH |
asam palmitat —
HO CH 2 Asam linoleat
18
2 C 17 H 31 COOH O Asam linolenat
18
3 C 17 H 29 COOH 15 31 — C — — 2 C H O CH |
O Sifat-sifat lemak:
C O 1) Tidak larut dalam pelarut polar , namun
| O larut dalam pelarut non-polar.
— — — C 15 H 31 C O 2 CH 2) hidrofob.
Bersifat gliseril tripalmitin
Berdasarkan struktur kimia, lemak terbagi Pembuatan gliserol laurolinoleolinolenat menjadi:
O
asam
1) Lemak sederhana /trigliserida, tersusun atas || 11 23 — — laurat
C H C OH asam lemak sejenis.
HO — CH 2 |
O Contoh: gliseril tripalmitat, gliseril tristearat.
asam
|| — CH +
HO
linoleat
2) Lemak majemuk/campuran , tersusun atas — | C 17 H 31 C — OH
HO — CH 2 asam lemak beda jenis.
O
asam
|| Contoh: gliseril linolenopalmitostearat.
linolenat
— C 17 H 29 C — OH
5 O Turunan lemak/lipid terdiri atas:
C 11 H 23 — C — — CH 2 O 1) Fosfolipid
O | 2
C H C O CH 2
gliserol laurolinoleo-linolenat
hidrofilik 2) Reaksi saponifikasi/penyabunan
Lemak + Basa Kuat
d Garam Lemak (Sabun) + Gliserol hidrofobik Jenis-jenis sabun:
Fosfolipid bersifat amfifilik, yaitu memiliki
a. Sabun keras , adalah sabun yang gugus kepala (fosfat) yang bersifat hidrofil, terbentuk dari NaOH. dan gugus ekor (lipid) yang bersifat hidrofob. Contoh: sabun cuci.
Contoh fosfolipid antara lain fosfolipid
b. Sabun lunak , adalah sabun yang bilayer (membran sel), fosfatidilkolin (lesitin), terbentuk dari KOH. fosfatidiletanolamin, dan fosfatidilserin. Contoh: sabun mandi, sabun kali.
2) Steroid Contoh:
Adalah turunan lemak yang tidak O 17 35 — C — — 2 mengandung gugus asam lemak dan gugus
C H O CH O | ester.
3 Na OH
Steroid bersifat amfifilik seperti fosfolipid,
| O dan tersusun atas 4 cincin karbon dengan
— — — C 17 H 35 C O CH 2 jumlah ikatan rangkap berbeda-beda dan
gliseril tristearat mengikat bermacam-macam gugus.
HO — CH 2 Contoh steroid antara lain kolesterol, |
O ||
— CH d HO progesteron, estrogen dan testosteron. + 17 35 — |
3 C H C — O — Na
G .
HO — CH 2 UJI LEMAK
natrium stearat gliserol
Uji pengenalan lemak antara lain: 3) Reaksi hidrogenasi
1) Uji kertas buram Adalah reaksi penjenuhan lemak yang
Dilakukan dengan meletakkan zat ke atas mengubah wujud lemak menjadi padat. kertas buram. Uji kertas buram bereaksi positif dengan seluruh jenis lemak.
Pt/Ni Lemak Tak Jenuh + H 2
sd Lemak Jenuh (+) Kertas menjadi transparan.
( –) Kertas tidak transparan.
Contoh: O
2) Uji Sudan III C 17 H 33 — C — — CH 2 O
Dilakukan dengan meneteskan pereaksi O | 2
| O — — —
C 17 H 33 C O CH 2 (+) Warna coklat.
gliserol trioleat ( –) Tidak berubah warna.
O C 17 H 35 — C — — CH 2 O O | d
C 17 H 35 — — — CH C O
| O — — —
C 17 H 35 C O CH 2
gliseril tristearin
6