Laporan Praktikum Kimia Organik II Isola

BAB I
PENDAHULUAN
I. Dasar Teori
1.1 Susu
Susu merupakan sumber nutrisi yang penting untuk pertumbuhan bayi
mammalia, termasuk manusia, yang mengandung karbohidrat, protein, dan lemak,
mineral dan vitamin. Laktosa yang merupakan satu-satunya karbohidrat dalam
susu mammalia, adalah disakarida yang terdiri dari gabungan 2 monosakrida yaitu
glukosa dan galaktosa (Heyman, 2006).
Rata-rata persentase komposisi susu dari berbagai hewan

Sumber: Buckle Food Science, 1985.

1.1.1 FATS (LEMAK)
Persentase lemak susu bervariasi antara 2,4% - 5,5%. Lemak susu
terdiri atas trigliserida yang tersusun dari satu molekul gliserol dengan tiga
molekul asam lemak (fatty acid) melalui ikatan-ikatan ester (ester bonds).
Asam lemak susu berasal dari aktivitas mikrobiologi dalam rumen (lambung
ruminansia) atau dari sintesis dalam sel sekretori. Asam lemak disusun rantai
hidrokarbon dan golongan karboksil (carboxyl group). Salah satu contoh dari
asam lemak susu adalah asam butirat (butyric acid) berbentuk asam lemak

rantai pendek (short chain fatty acid) yang akan menyebabkan aroma tengik
(rancid flavour) pada susu ketika asam butirat ini dipisahkan dari gliserol
dengan enzim lipase.
Lemak susu dikeluarkan dari sel epitel ambing dalam bentuk butiran lemak
(fat globule) yang diameternya bervariasi antara 0,1 - 15 mikron. Butiran
lemak tersusun atas butiran trigliserida yang dikelilingi membran tipis yang
dikenal dengan Fat Globule Membran (FGM) atau membran butiran lemak
susu. Komponen utama dalam FGM adalah protein dan fosfolipid
(phospholipid). FGM salah satunya berfungsi sebagai stabilisator butiranbutiran lemak susu dalam emulsi dengan kondisi encer (aqueous) dari susu,
karena susu sapi mengandung air sekira 87%.
1

Lemak susu mengandung beberapa komponen bioaktif yang sanggup
mencegah kanker (anticancer potential), termasuk asam linoleat konjugasi
(conjugated linoleic acid), sphingomyelin, asam butirat, lipid eter (ether
lipids), b-karoten, vitamin A, dan vitamin D. Meskipun susu mengandung
asam lemak jenuh (saturated fatty acids) dan trans fatty acids yang
dihubungkan dengan atherosklerosis dan penyakit jantung, namun susu juga
mengandung asam oleat (oleic acid) yang memiliki korelasi negatif dengan
penyakit tersebut. Lemak susu mengandung asam lemak esensial, asam

linoleat (linoleic acid) dan linolenat (linolenic acid) yang memiliki bermacammacam fungsi dalam metabolisme dan mengontrol berbagai proses fisiologis
dan biokimia pada manusia (D. Mc Donagh dkk., 1999).

1.1.2 PROTEIN
Susu merupakan salah satu sumber protein hewani yang memiliki daya
cerna tinggi dan kaya akan protein, laktosa, mineral dan vitamin (Buckle et al,.
1987; Varnam dan Sutherland, 1994). Protein susu terdiri atas kasein,
laktalbumin dan laktoglobulin. Kasein merupakan protein yang terbanyak
jumlahnya daripada laktalbumin dan laktoglobulin. Namun di samping ketiga
jenis protein tersebut terdapat pula protein lainnya sebagai enzim dan
immunoglobulin (Hadiwiyoto, 1994). Protein dalam susu dapat dibedakan
menjadi dua kelompok utama yaitu kasein (protein yang dapat diendapkan
oleh asam dan enzim rennin) dan protein whey (protein yang dapat
terdenaturasi oleh panas dengan suhu sekitar 650C) (Buckle et al,. 1987).
Protein dalam susu mencapai 3,25%. Struktur primer protein terdiri atas rantai
polipeptida dari asam-asam amino yang disatukan ikatan-ikatan peptida
(peptide linkages). Beberapa protein spesifik menyusun protein susu.
Kasein merupakan komponen protein yang terbesar dalam susu dan
sisanya berupa whey protein. Kadar kasein pada protein susu mencapai 80%.
Kasein terdiri atas beberapa fraksi seperti alpha-casein, betha-casein, dan

2

kappa-casein. Kasein merupakan salah satu komponen organik yang berlimpah
dalam susu bersama dengan lemak dan laktosa.
Kasein penting dikonsumsi karena mengandung komposisi asam amino yang
dibutuhkan tubuh. Dalam kondisi asam (pH rendah), kasein akan mengendap
karena memiliki kelarutan (solubility) rendah pada kondisi asam. Susu adalah
bahan makanan penting, karena mengandung kasein yang merupakan protein
berkualitas juga mudah dicerna (digestible) saluran pencernaan.
(Sumber : Lainpert, H.L. 1965. Modern Uairy Products. Chemical Publishing Co.,
Inc. New York).

Kasein asam (acid casein) sangat ideal digunakan untuk kepentingan
medis, nutrisi, dan produk-produk farmasi. Selain sebagai makanan, acid
casein digunakan pula dalam industri pelapisan kertas (paper coating), cat,
pabrik tekstil, perekat, dan kosmetik.
Pemanasan, pemberian enzim proteolitik (rennin), dan pengasaman
dapat memisahkan kasein dengan whey protein. Selain itu, sentrifugasi pada
susu dapat pula digunakan untuk memisahkan kasein. Setelah kasein
dikeluarkan, maka protein lain yang tersisa dalam susu disebut whey protein.

Whey protein merupakan protein butiran (globular). Betha-lactoglobulin,
alpha-lactalbumin, Immunoglobulin (Ig), dan Bovine Serum Albumin (BSA)
adalah contoh dari whey protein. Alpha-lactalbumin merupakan protein
penting dalam sintesis laktosa dan keberadaannya juga merupakan pokok
dalam sintesis susu.
Dalam whey protein terkandung pula beberapa enzim, hormon,
antibodi, faktor pertumbuhan (growth factor), dan pembawa zat gizi (nutrient
transporter). Sebagian besar whey protein kurang tercerna dalam usus. Ketika
whey protein tidak tercerna secara lengkap dalam usus, maka beberapa protein
utuh dapat menstimulasi reaksi kekebalan sistemik. Peristiwa ini dikenal
dengan alergi protein susu (milk protein allergy).
1.1.3 KARBOHIDRAT
Karbohirat merupakan zat organik yang terdiri atas karbon, hidrogen,
dan oksigen. Karbohidrat dapat dikelompokan berdasarkan jumlah molekul
gula-gula

sederhana

(simple

sugars)

dalam

karbohidrat

tersebut.

Monosakarida, disakarida, dan polisakarida merupakan beberapa kelompok
karbohidrat. Laktosa adalah karbohidrat utama susu dengan proporsi 4,6% dari
total susu. Laktosa tergolong dalam disakarida yang disusun dua
monosakarida, yaitu glukosa dan galaktosa. Rasa manis laktosa tidak semanis
3

disakarida lainnya, semacam sukrosa. Rasa manis laktosa hanya seperenam
kali rasa manis sukrosa.
Laktosa dapat memengaruhi tekanan osmosa susu, titik beku, dan titik
didih. Keberadaan laktosa dalam susu merupakan salah satu keunikan dari
susu itu sendiri, karena laktosa tidak terdapat di alam kecuali sebagai produk
dari kelenjar susu. Laktosa merupakan zat makanan yang menyediakan energi

bagi tubuh. Namun, laktosa ini harus dipecah menjadi glukosa dan galaktosa
oleh enzim bernama laktase agar dapat diserap usus.

1.2 Laktosa
Laktosa yang terdapat pada susu, perlu dihidrolisa menjadi glukosa dan
galaktosa terlebih dahulu supaya bisa diserap oleh dinding usus dan memasuki
peredaran darah (Ingram et al. 2009). Untuk proses hidrolisa tersebut diperlukan
enzim laktase, yang terdapat pada brush border mukosa usus halus. Adanya
defisiensi ensim tersebut akan menyebabkan kondisi yang disebut intoleransi
laktosa (Sinuhaji, 2006).
Laktosa, β galacotse 1,4 glukosa merupakan komposisi gula pada susu
mammalia yang unik. Laktosa merupakan disakarida yang terdiri dari glukosa dan
galaktosa (Solomons, 2002). Laktosa merupakan sumber energi yang memasok
hampir setengah dari keseluruhan kalori yag terdapat pada susu (35-45%). Selain
itu, laktosa juga diperlukan untuk absorbsi kalsium. Hasil hidrolisa laktosa yang
berupa galaktosa, adalah senyawa yang penting untuk pembentukan sebrosida.
Serebrosida ini penting untuk perkembangan fan fungsi otak. Galaktosa juga dapat
dibentuk oleh tubuh dari glukosa di hati. Karena itu keberadaan laktosa sebagai
karbohidrat utama yang terdapat di susu mammalia, termasuk ASI, merupakan hal
yang unik dan penting (Sinuhaji, 2006). Laktosa hanya dibuat di sel-sel kelenjar

4

mamma pada masa menyusui melalui reaksi antara glukosa dan galaktosa uridin
difosfat dengan bantuan lactosesynthetase. Kadar laktosa dalam susu sangat
bervariasi antara satu mammalia dengan yang lain. ASI mengandung 7% laktosa,
sedangkan susu sapi hanya mengandung 4% (Sinuhaji, 2006).
Struktur laktosa:

1.3 Metabolisme Laktosa
Karbohidarat yang dimakan diserap dalam bentuk monosakarida (glukosa,
galaktosa, dan fruktosa). Karena itu laktosa harus dihidrolisa menjadi glukosa dan
galaktosa terlebih dahulu agar proses absorbsi dapat berlangsung. Hidrolisa ini
dilakukan oleh laktase (β-galactosidase), suatu enzim yang terdapat pada brush border
mukosa usus halus (Mattews, 2005). Laktosa dalam bentuk bebas dan tidak terikat
dengan molekul lainnyahanya dapat ditemukan pada susu. Laktosa disintetase dengan
menggunakan UDP-galaktose dan glukosa sebagai substrat. Sintetase laktose terdiri
dari 2 subunit: galactosyltransferase dan α-lactalbumin. α-lactalbumin merupakan
subunit yang meyebabkan galactosyltransferase mengubah galaktosa menjadi glukosa.
Subunit katalitik meningkat selama kehamilan, dimana kadar α-lactalbumin
dipengaruhi oleh hormon dan meningkat hanya pada akhir kehamilan ketika kadar

prolaktin meningkat (Campbell et al. 2005).

5

Gambar 1. Laktosa yang merupakan disakarida terdiri dari gugus galaktose
dan glukosa akan dihidrolisa dengan bantuan ensim laktase menghasilkan
monosakarida yaitu galaktosa dan glukosa.

1.4 Intoleransi Laktosa
Intoleransi laktosa merupakan suatu kondisi yang sering terjadi di seluruh
dunia dimana laktosa tidak bisa tercerna dengan baik karena adanya defisiensi
ensim laktase. Laktosa yang tidak bisa terpecah menjadi glukosa dan galaktosa
inilah yang akan menimbulkan beberapa manifestasi klinis yang beragam, mulai
dari sakit perut, mual, muntah, kembung, hingga diare (Heyman, 2006).
Intoleransi laktosa merupakan sindroma klinis yang ditandai oleh satu atau lebih
manifestasi klinis seperti sakit perut, diare, mual, kembung, produksi gas di usus
meningkat setelah konsumsi laktosa atau makanan yang mengandung laktosa.
Jumlah laktosa yang menyebabkan gejala bervariasi dari individu ke individu,
tergantung pada jumlah laktosa yang dikonsumsi, derajat defisiensi laktosa, dan
bentuk makanan yang dikonsumsi (Heyman, 2006). Beberapa terminologi yang

berkaitan dengan intoleransi laktosa antara lain:
Malabsorbsi laktosa
Permasalahan fisiologis yang bermanifestasi sebagai intoleransi laktosa dan
disebabkan karena ketidakseimbangan antara jumlah laktosa yang yang
dikonsumsi dengan kapasitas laktase untuk menghidrolisa disakarida (Heyman,
2006).
6

Defisiensi laktase primer
Tidak adanya laktase baik secara relatif maupun absolut yang terjadi pada
anak-anak pada usia yang bervariasi pada kelompok ras tertentu dan merupakan
penyebab tersering malabsorbsi laktosa dan intoleransi laktosa. Defisiensi laktase
primer juga sering disebut hipolaktasia tipe dewasa, laktase nonpersisten, atau
defisiensi laktase herediter (Heyman, 2006).
Defisiensi laktase sekunder
Defisiensi laktase yang diakibatkan oleh injuri usus kecil, seperti pada
gastroenteritis akut, diare persisten, kemoterapi kanker, atau penyebab lain injuri
pada mukosa usus halus, dan dapat terjadi pada usia berapapun, namun lebih
sering terjadi pada bayi (Heyman, 2006).
Defisiensi laktase kongenital

Merupakan kelainan yang sangat jarang yang disebabkan karena mutasi pada
gen LCT. Gen LCT ini yang memberikan instruksi untuk pembuatan ensim
laktase (Madry, 2010).
2

Tujuan
Terampil melakukan isolasi laktosa dari susu skim.

BAB II
METODE KERJA
I. Prosedur
Place 25 gram of nonfat dry milk powder in a 250 ml beaker, add 75 ml of
warm water and stir to mix. Adjust the temperature of the mixture to between 40 and
50oC by heating or cooling. Add about 10 ml of 10% acetic acid solution and stir the
mixture to coagulate the casein. Precipitation can be judge to be complete when the
liquid changes from milky to clear. Remove the precipitated casein by filtering the
mixture by gravity through cheesecloth. Collect the filtrate in a 250 ml beaker. Add
about 2 grams of calcium carbonate powder to the filtrate, stir it well, and boil the
7

suspension for about 10 minutes. Add to the hot mixture as much decolorizing carbon
as would cover a nickel, stir the mixture thoroughly, and filter it by suction through a
layer of wet filter aid on a Buchner funnel. Transfer the filtrate to a 250 ml beaker and
concentrate in to a volume of about 30 ml by boiling over a low flame with wire
gauze between the flame and the beaker. When the volume has been reduced to 30 ml,
turn off the burner and add 125 ml of 95% ethanol and about the same amount of
decolorizing carbon as used before. Stir the mixture well and filter it through a layer
of wet filter aid on Buchner funnel. Allow the clear filtrate to stand for crystallization
for at least 24 hours in a stoppered Erlenmeyer flask. Collect the crystals of lactose by
suction filtration. They may be washed with a small amount of 95% ethanol. Yield
between 2,5 and 4,5 gram.
Sumber: J.Cason, H.Rapoport. 1950. Laboratory in Organic Chemistry.Prentice
Hall,New York.,p.113.
II. Alat dan Bahan
Alat
-

Gelas ukur
Beaker glass
Pengaduk
Termometer
Labu hisap
Corong buchner

Bahan
-

Susu skim 12,5 gram
Asam asetat 5 ml
CaCO3 2,61 gram
Etanol 65 ml
Air 104,6 ml

III.Skema Kerja

8

IV. Gambar Pemasangan Alat

9

104,6 ml
air
Susu skim 12,5
gram

Diuapkan hingga
15,7 ml

10

Etanol 65
ml

V. Struktur Laktosa

4-O(β-D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa

11

BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
I.
-

Hasil
Hasil teoritis
:12,5 gram
Hasil percobaan
:1,7 gram
1,7 gram
x 100 =13,60
Rendemen :
12,5 gram

II. Pembahasan
Dalam percobaan ini dilakukan dengan susu skim yang didalamnya hanya
mengandung laktosa dan protein, sedangkan lemaknya sudah dihilangkan. Percobaan
ini diawali dengan menimbang susu skim sebanyak 12,5 gram lalu dimasukkan ke
dalam beaker glass 500 ml dan ditambah air 104,6 ml didapat dari perhitungan :
12,5
x 200 ml = 104,6 ml kemudian diaduk sampai semua susu larut.
23,9
Dalam campuran tersebut kemudian dipanaskan sampai 40˚C karena suhu 40˚ C
merupakan suhu konstan untuk mengendapkan kasein. Jika suhu di atas 400C casein
12

akan tidak stabil dan terurai menjadi asam amino tetapi jika suhu kurang dari 40 0C
maka pembentukan caseinnya tidaksempurna. Kemudian saat mencapai suhu konstan
api dimatikan lalu menambahkan asam asetat encer sebanyak 1:10 dari jumlah air
1
x 104,6=10,46 ml tetapi pada saat meneteskan sedikit demi sedikit
yaitu :
10
sampai 5 ml asam asetat, endapan casein sudah mengendap sempurna ditandai dengan
pada saat meneteskan sudah tidak terjadi endapan. Penambahan asam asetat tidak
boleh berlebih karena laktosa bisa terhidrolisis menjadi D-glukosa dan D-galaktosa.
Seperti pada gambar berikut.

Kemudian campuran tersebut disaring dan ditambah 2,61 gram CaCO 3didapat dari
12,5
x 5 gram = 2,61 gram. Kegunaan adalah untuk menurunkan
perhitungan:
23,9
kelarutan protein akibat penambahan garam konsentrasi tinggi. Dalam hal ini akan
terjadi pengendapan protein (albumin ) sehingga interaksi hidrofobik akan lebih besar
jika dibandingkan dengan hidrofilik membentuk Ca-albumin. Lalu dipanaskan selama
10 menit. Karena Ca albumin memiliki kelarutan rendah pada suhu tinggi, setelah
dipanaskan lalu disaring kembali dan filtratnya diuapkan sampai volume 15,7 ml dari
12,5
perhitungan:
x 30 ml = 15,7 ml.
23,9
Pada saat penguapan diberi batu didih agar tidak terjadi bumping. Kemudian pada
larutan panas ditambahkan 65 ml etanol 95% tujuannya agar etanol mendesak air
sehingga kristal laktosa mengendap. Kemudian dilakukan penyaringan lalu filtratnya
dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan kertas perkamen yang telah dilubangi
dengan peniti agar etanol dapat menguap, lalu didiamkan selama semalam, setelah itu
disaring dengan corong buchner dan labu hisap, lalu kristal dikeringkan dengan
diangin- anginkan sebentar.
Skema:

13

Berikut perbedaan laktosa
dan laktulosa.
 Laktosa merupakan disakarida yang terdiri atas satu molekul D-glukosadan Dgalaktosa yang terikat dengan ikatan 1,4’-β-glikosidik, sedangkan laktulosa
adalah suatu disakarida sintetis yang mengandung senyawa galaktosa dan
fruktosa, (1,4)-galactosido-fructose.
 Laktulosa tingkat kemanisannya lebih tinggi dibandingkan dengan laktosa,
karena fruktosa memiliki tingkat kemanisan yang tinggi.
 Struktur molekular laktulosa terbagi menjadi α-laktulosa dan β-laktulosa, yang
digambarkan sebagai berikut
 Laktulosa tidak termetabolisme ataupun terserap pada usus kecil pencernaan
manusia. Karena tubuh tidak memiliki enzim untuk mencernanya,
menyebabkan laktulosa tidak dapat dicerna oleh usus. Dikarenakan senyawa
laktulosa adalah senyawa sintetik atau buatan, sehingga proses sintesisnya
tidak terjadi secara biologis, tetapi secara kimiawi.

14

 Terdapat tiga tahap utama dalam pembuatan laktulosa laktulosa untuk
kepentingan dalam bilang farmasi yaitu, tahap konsentrasi, kristalisasi, dan
purifikasi. Secara umum, whey atau air dadih adalah bagian dari susu yang
akan dihasilkan dari proses produksi keju, kaya akan senyawa laktosa.Laktosa
ini kemudian yang diisomerasi gugus glukosanya, menjadi fruktosa.
Didapatkan ikatan antara galaktosa-fruktosa = laktulosa.
 Salah satu fungsi dari laktulosa adalah menyembuhkan gejala konstipasi pada
manusia umumnya pada wanita, anak-anak atau usia lanjut. Pada konstipasi,
laktulosa bekerja dengan meningkatkan kandungan air di usus, untuk
melunakkan feses.
 Laktulosa dalam dosis besar digunakan sebagai obat untuk mengurangi
komplikasi terkait hepatic encephalopathy. Laktulosa juga berperan penting
dalam mengembalikan fungsi saluran intestinal pra dan pasca operasi.

BAB IV
KESIMPULAN

Jadi dalam mengisolasi laktosa digunakan susu skim yang sudah tidak lagi
mengandung lemak. Selain laktosa, didalam susu juga mengandung beberapa komponen
protein seperti casein dan albumin yang mudah larut dalam air. Di dalam dunia kesehatan
dilakukan isolasi adalah untuk penderita intoleransi laktosa dimana laktosa tidak bisa tercerna
dengan baik karena adanya defisiensi ensim laktase oleh karena itu dilakukan isolasi.

15