A. PENDAHULUAN
- Ilmu Kimia : Sain yang mempelajari sifat-sifat, susunan dan struktur materi dan perubahan – perubahan yang terjadi didalam materi serta energi yang keluar / diambil selama proses perubahan tersebut
- Sifat Materi : Sifat Intensif (Sifat dari dalam) dan Sifat Ekstensif (ukuran dan bentuk)
- Susunan Materi : Unsur-unsur yang terdapat dalam materi (zat), ex:pasir mengandung Si dan O2
- Struktur Materi : Bentuk atau kerangka unsur-unsur yang menyusun materi (dimensi)
- Massa : Banyaknya materi dalam suatu benda
SEJARAH TIMBULNYA KIMIA / ORGANIK
- Pada abad 16 dan 17, para ahli mulai tertuju kepada senyawa organik
- Beberapa cara penemuan para ahli antara lain:
1. PIROLISA (Penguraian dengan cara pemanasan)
Kayu dipirolisakan ----> pyroligium, etanol, aseton, asam asitat, zat damar ---->asam suksinat dan asam Benzoat
2. EKSTRAKSI (Penguraian dengan pelarut tertentu)
Tumbuhan dipotong-potong / dihaluskan ---->bubuk & eksrak yang sempurna ---> senyawa organik
Perbedaan antara 1 dan 2:
Bahan pada 1, zat dipanaskan ----> hanya beberapa zat organik baru
Bahan pada 2 (Ekstraksi), zat terurai -----> zat organik baru yang murni
Penguraian dengan cara 2(ekstraksi) lebih menguntungkan daripada cara 1(Pirolisa)
Ø Beberapa orang yang berjasa dalam penemuan zat-zat organik, antara lain:
1. SCHEELE, menemukan: Asam Tastrat, Asam Litrat, Asam Sitrat, Asam Oksalat, Asam Laktat, Asam Ureat, Glyserol, Urea
2. LIEBIG, menemukan Asam Hippurat, Cholesterol
3. SERTURNER, menemukan: dari Opium ----> Morphin (Candu), Strychuine ----> Racun yang melumpuhkan, Bencine
4. LAVOISIER, dengan cara pembakaran ----> tiap-tiap zat banyak mengandung C-H-O-N, jumlah terbanyak adalah C
5. BERZILLIUS, didalam jasad hidup ada sesuatu gaya yang dapat membantu membuat zat-zat organik ----> teori VISVISALIS
6. WOHLER, berhasil membuat Asam Oksalat
7. KOLBE, membuat Asam Dichloro Asetat dari zat-zat anorganik
SENYAWA / ZAT
Terutama berbeda dalam komposisi unsur-unsur yang dikandung
Zat dialam terdiri dari: - Zat Organik dan Zat An_organik
a. Zat Organik:
1. Mengandung unsur C 1. Kebanyakan tidak mengandung unsur C
2. Unsur C sebagai kerangka utama
3. Juga ada unsur H,O,N,P,S
4. Agregat dari molekul-molekul netral 2. Berikata ionis
5. Sebagai molekul yang nin-polar 3. Agregat dari ion-ion bermuatan berlawanan
6. Atom-atom didalam molekul diikat 4. Sebagian besar mudah larut dalam air
Dengan ikatan kovalen
7. Molekul-molekul terjadi saling tarik menarik yang kekuatannya tergantung gaya electrostatik pada bagian permukaannya.
Sifat-sifat fisika, pada umumnya:
- Titik didih dan titik cair yang rendah
- Molekulnya sedikit polar, pada suhu kamar berbentuk gas
- Kelarutan yang relatif kecil dalam air
8. Molekul-molekul yang hanya sedikit polar/non polar tidak larut dalam air, karena zat-zat tersebut tidak mudah mengalami SOLVATASI oleh air
B. KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa organik terbesar diseluruh mahluk hidup, dengan rumus umum Cn(H2O)n. Secara kimia senyawa-senyawa ini adalah turunan ALDEHID atau KETON dari Polialkohol. Karbohidrat adalah bagian dari zat gizi utama dan berperan sebagai sumber energi. Sebagai sumber energi terutama pada manusia, karbohidrat dikonsumsi sebagai Polisakarida, Disakarida dan Monosakarida. Polisakarida adalah polimer dari monosakarida dan mempunyai rumus umum {Cn(H2O)n}n. Polisakarida yang menjadi sumber makanan manusia terpenting adalah pati (amilum) yang dijumpai pada biji-biji seperti padi, gandum, jagung serta berbagai umbi seperti kentang, talas, ketela, ubi jalar, dan sebagainya.
Disakarida (C12H22O11) adalah dimer (ikatan dari dua unit) monosakarida dan yang lazim dikonsumsi adalah Maltosa dan Sakrosa. Maltosa terdiri dari dua molekul glukosa dan berasal dari pemecahan pati dan banyak dijumpai dalam sirup dan terdiri atas dua molekul glukosa. Sukrosa dan Sakarosa lebih sering dikenal sebagai gula pasir. Secara kimia, Sukrosa terdiri dari Gukosa dan Sukrosa. Satu-satunya Disakarida yang dihasilkan oleh mamalia adalah Laktosa, yang merupakan komponen karbohidrat dari air susu ibu. Laktosa terdiri atas agalukosa dan Galaktosa, yang terikat satu dengan yang lain. Glukosa, Galaktosa dan Fruktosa adalah Monosakarisa atau karbohidrat elementer yang mempunyai 6 atom C, karena itu merupakan Heksosa sehingga rumusnya adalah C6H12O6. Glukosa dan Galaktosa merupakan Aldosa (Gula dengan gugus Aldehida), sedangkan Fruktosa adalah Ketosa (gula dengan gugus keton)
PERCOBAAN KARBOHIDRAT DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA SEBAGAI BERIKUT:
1. Uji Molisch
Tujuannya: Membedakan karbohidrat dengan senyawa bukan karbohidrat
Dasarnya : Pembentukan fulfural atau turunannya karena penarikan molekul air oleh asam sulfat pekat. Fulfural yang terbentuk berekasi dengan ɋ-naftol, membentuk senyawa yang berwarna ungu.
2. Uji Iodium
Tujuannya: Membedakan polisakarida dari disakarida dan monosakarida
Dasarnya : Molekul pati mempunyai struktur tiga dimensi berupa spiral, dalam struktur ini molekul pati dapat mengikat molekul iodium secar fisik, dengan cara menempatkan iodium tersebut kedalam spiral, sehingga kompleks tersebut berwarna biru. Bila larutan dipanaskan, struktur spiral akan hilang sehingga molekul pati tidak dapat lagi mengikat iodium. Akibatnya, warna biru juga hilang. Monosakarida dan isakarida tidak memberikan warna biru dengan iodium.
3. Uji Barfoed
Tujuannya: Membedakan disakarida dengan monosakarida
Dasarnya : Reduksi oleh karbohidrat dalam suasana asam. Pada reaksi yang positif, alrutan akan berwarna biru tua setelah penambahan pereaksi fosfomolibdat. Reaksi ini positif untuk monosakarida.
4. Uji Seliwanoff
Tujuannya: Membedakan ketosa dengan aldosa
Dasarnya : mirip dengan uji molisch, hanya disini ketosa membentuk 4-hidroksimetilfurt yang dengan resorsinol membentuk senyawa baru berwarna anggu.
5. Uji Benedict dan Sifat Antioksidan Vitamin C
a. Uji Benedict
Tujuannya: Memperlihatkan sifat mereduksi dari beberapa kabohidrat dan vitamin C
Dasarnya : Gugus aldehid atau keton bebas dalam suatu senyawa, seperti pada karbohidrat, akan mereduksi Cu2+ menjadi Cu+ yang tidak larut dalam suasana basa. Sifat mereduksi ini juga ditemikan pada vitamin C
b. Uji Sifat Antioksidan
Tujuannya: Memperlihatkan sifat antioksidan vitamin C.
Dasarnya : Buah-buahan, antara lain pisang, mengandung senyawa-senyawa fenol yang mudah dioksidasi oleh udara membentuk senyawa berwarna coklat kehitaman. Adanya vitamin C mencegah oksidasi senyawa fenol oleh udara.
6. Peragian
Tujuannya: - Memperlihatkan bahwa mikroorganisme dapat mengoksidasi karbohidrat tanpa adanya O2.
- Memperlihatkan bahwa laktosa tidak dapat diragikan
Dasarnya : Dalam peragian, karbohidrat dioksidasi dalam keadaan anaerob (tidak ada oksigen) oleh mikroorganisme. Hasilnya, terbentuk gas CO2 (berupa gelembung) dan etanol (C2H5OH).
C. LEMAK
Lemak adalah senyawa organik alamiah yang tidak terlarutkan dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti Etanol panas, eter, aseton, kloroform, karbontetraklor, benzena, toluena dan lain-lain.
Fungsi utama lemak: sebagai penyekat, bantalan dan cadangan energi. Fungsi penyekat tampak jelas pada membran sel. Seluruh sel mahluk hidup dibungkus oleh membran yang antara lain terdiri dari molekul-molekul lemak yang tersusun sedemikian rupa sehingga isi sel terpisah dari dunia luar. Fungsi penyekat tampak jelas pula pada sel-sel syaraf. Baik sel syaraf maupun serat syaraf diliputi oleh sarung pembungkus yang disebut MIELIN, yang terutama terdiri atas lemak. Fungsi sebagai bantalan tampak misalnya pada jaringan bawah kulit, yang menebal ditempat-tempat tertentu dan juga disekitar berbagai alat didalam rongga tubuh dan dibelakang bola mata. Lemak juga merupakan bentuk cadangan energi bagi tubuh. Senyawa ini dibentuk bila tubuh kelebihan makanan dan dipecah bila tubuh kekurangan energi. Secara kasar tampak dalam bentuk perubahan berat badan atau dalam bentuk gemuk dan kurus.
SECARA KIMIA, LEMAK TERBAGI TIGA (3), yaitu:
1. Lemak Sederhana
Lemak jenis ini bila dihidrolisis akan menghasilkan alkohol, biasanya berupa gliserol, serta menghasilkan asam lemak. Contoh yang paling banak ditemukan adalah Triasilgliserol yang disebut juga Trigliserida (TG), yang ditemukan antara lain dalam serum, dalam minyak kelapa dan dalam berbagai minya lain yang berasal dari mahluk hidup. Yang dimaksud dengan minyak adalah lemak yang dalam suhu ruang berada dalam bentuk cair , lemak yang dalam suhu ruang masih berbentuk padat disebut lemak saja. Biasanya minyak berasal dari tumbuhan dan lemak dari hewan. Konsistensi cair atau padat pada suhu ruang ini biasanya ditentukan dari jumlah atom C yang menyusun asam lemak dari TG. Makin panjang atom C, biasanya makin padat. Dilain pihak, makin banyak ikatan rangkap, konsistensi semakin cair. Lemak yang banyak mengandung ikatan rangkap ini disebut asam lemak essensial, yang harus ada dalam makanan. Lemak tumbuhan berupa minyak karena jumlah atom C-nya lebih pendek dan ikatan rangkapnya relatif lebih banyak.
2. Lemak Majemuk
Lemak jenis ini bila dihidrolisis akan menghasilkan alkohol, asam lemak dan senyawa lain seperti fosfat, asam amino, basa organik, sepert kolin atau betain. Umumnya lemak majemuk mengandung listrik atau paling tidak mempunyai pengkutuban muatan dalam molekulnya, sehingga menjadi lebih mudah berinteraksi dengan air. Lemak Majemuk ini ikut menyusun membran sel dan juga selubung sel dan serat syaraf.
3. Turunan Lemak
Yaitu berbagai senyawa yang diperoleh dari hidrolisis atau pemecahan kedua jenis lemak terdahulu. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah Gliserol dan berbagai alkohol lain yang ikut menyusun lemak, asam lemak, dengan ikatan rangkap (ikatan tak jenuh) dan asam lemak tanpa ikatan rangkap (jenuh), kolesterol dan berbagai macam senyawa steroid seperti hormon steroid (kortisol, prednison, estrogen, progesteron, testosteron, dan aldosteron).
Meskipun bukan termasuk lemak, perlu juga diketahui bahwa vitamin-vitamin A, D, E dan K sangat memerlukan lemak untuk dapat diserap dan digunakan tubuh. Karena vitamin-vitamin ini tidak larut dalam air dan hanya larut dalam lemak atau pelarut lemak.
PERCOBAAN LEMAK DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA:
a. Uji Kelarutan
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa lemak tidak larut dalam air dan hanya larut dalam pelarut organik.
Dasarnya : Molekul lemak berinteraksi dengan molekul pelarut organik dalam bentuk interaksi hidrofobik, sehingga lemak tersebar merata diantara pelarut organik dan dikelilingi oleh senyawa tersebut. Interaksi ini tidak terjadi dengan molekul air.
b. Uji Pengemulsian Lemak
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa minyak dan air dapat dicampur secara merata dalam bentuk emulsi, dengan bantuan suatu bahan pengemulsi.
Dasarnya : Suatu senyawa dikatakan pengemulsi jika dapat larut, baik dalam air maupun dalam minyak. Adanya bahan pengemulsi ini menyebabkan minyak tersebar merata dan stabil diantara molekul-molekul air.
c. Uji Kejenuhan Lemak
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa minyak, terutama minyak nabati, ada yang jenuh (tidak mempunyai ikatan rangkap) dan ada pula yang tidak jenuh (mempunyai ikatan rangkap)
Dasarnya : Minyak tidak jenuh akan mengaddisi iodium (I2) sehingga ikatan rangkapnya hilang. Bersamaan dengan itu, warna coklat di iodium juga akan hilang.
d. Pembentukan Sabun
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa lemak padat dapat dibuat larut setelah dihidrolisis dalam asam. Penambahan basa akan menyebabkan terbentuknya sabun.
Dasarnya : Lemak dipecah menjadi gliserol dan asam lemak rantai panjang oleh asam, sehingga lemak padat tersebt akan menjadi lemak cair yang dibentuk oleh asam lemak. Penambahan basa akan menyebabkan terbentuknya sabun, yang ditandai oleh hilangnya bidang batas.
e. Uji Kolesterol
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa kolesterol tidak terdapat dalam minyak nabati, melainkan dalam sumber hewani.
Dasarnya : Kolesterol akan membentuk warna merah, biru dan ungu bila direaksikan dengan H2SO4 pekat (reaksi Salkowski)
f. Vitamin A dan D dalam Minyak Ikan
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa Vitamin A dan Vitamin D larut dalam lemak dan terdapat dalam minyak ikan.
Dasarnya : Vitamin A dalam minyak ikan akan bereaksi dengan pereaksi Carr-Price (SbCl3 dalam kloroform) membentuk senyawa berwarna biru. Untuk melacak vitamin D dalam bahan yang sama dan dengan pereaksi yang sama, vitamin A dirusak dahulu secar oksidatif dengan penambahan H2O2 dan pemanasan. Adanya warna jingga-kuning pada minyak ikan pada penambahan pereaksi Carr-Price sesudah oksidasi menunjukkan adanya vitamin D.
D. PROTEIN
Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu Proteos, artinya yang terutama atau terbanyak adalah senyawa organik yang terbanyak dalam sel mahluk hidup. Secara kimia, protein adalah Heterobioplimer yang terdiri atas satuan-satuan monomer yang disebut asam amino yang dihubungkan dengan ikatan Peptida. Protein ditemukan dalam seluruh mahluk hidup mulai dari virus sampai manusia. Ada puluhan ribu macam protein berbeda, yang tersebar diberbagai mahluk hidup tersebut. Meskipun demikian diperlukan hanya 20 jenis asam amino saja untuk menyusun berbagai macam protein tersebut. Tumbuhan dan bakteri dapat membuat sendiri bahan penyusun protein yaitu asam amino, dari nitrogen organik, akan tetapi binatang dan manusia memerlukan sebagian asam amino yang sudah jadi untuk membentuk protein.
Asam Amino yang diperlukan tubuh dapat dibagi menjadi dua (2) kelompok, yaitu:
1. Asam amino essensial, yaitu asam amino yang mutlak harus ada dalam makanan, karena tidak dapat dibentuk oleh tubuh. Asam amino tersebut adalah Triptofan, Fenilalanin, Lisin, Treonin, Valin, Metionin, Leusia, Isoleusin, Arginin, dan Histidin.
2. Asam amino non essensial, yaitu asam amino yang dapat dibentuk oleh tubuh.
Rumus umum protein adalah:
H O R H O
H2N — C — C — N — C — C = O -----> N — C — C — OH
R1 H H R(n)
- NH2 : gugus amino
- CO - : gugus karboksil
- CO – NH - : ikatan peptida
- R1, R2, dan Rn : rantai samping asam-asam amino pembentuk protein
Secara Kimia, protein dibagi menjadi dua (2) jenis:
1. Protein Sederhana
Protein ini bila dihidrolisis hanya menghasilkanasam amino alfa atau turunannya.
Contoh:albumin dan globulin
2. Protein Terkonjugasi
Protein dapat dihidrolisis menjadi asam amino:
a. Dengan asam kuat, misalnya HCl atau H2SO4, disertai dengan pemanasan, atau
b. Dengan basa, atau
c. Dengan enzim proteolitik, seperti pepsin, tripsin atau papain.
Struktur protein:
Asam-asam amino dalam molekul protein dihubungkan oleh ikatan peptida menjadi polipeptida yang membentuk struktur primer. Rangkaian asam-asam amino dalam polipeptida berinteraksi satu sama lain, sehingga rangkaian tersebut mengambil bentuk tertentu yang dapat berupa kumparan (heliks), gelombang atau sulur tidak beraturan. Struktur tersebut dinamakan struktur sekunder. Secara keseluruhan suatu protein atau polipeptida mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu yang dinamakan struktur tersier. Suatu protein mempunyai struktur tersier berbeda-beda susuai kondisi lingkungan. Hanya dalam kondisi fisiologis struktur tersier ini mengambil bentuk tertentu yang mendukung fungsi protein tersebut. Secara garis besar, struktur tersier ada dua (2) macam, yaitu yang lebih kurang berbentuk bola (globuler) dan yang berupa serat (fibriler)
Fungsi protein ditentukan oleh struktur tersier yang tepat (fisiologis). Fungsi tersebut sangat rentan terhadap perubahan lingkungan, seperti keasaman (pH) dan suhu ektrim. Selain itu, fungsi protein juga hilang oleh adanya logam berat seperti Pb, Cd, dan Hg.
Umumnya fungsi protein adalah:
1. Sebagai Katalis dan dinamakan enzim
2. Sebagai alat pertahanan tubuh seperti imunoglobulin (antibodi)
3. Sebagai alat pembawa senyawa lain (transport), seperti Hb (untuk oksigen), transferin (untuk besi) atau lipoprotein (untuk lemak)
4. Sebagai pembawa isyarat dari sel lain, seperti hormon FSH, LH, hCG
5. Sebagai penggumpal darah pada luka, seperti fibronogen
6. Sebagai cadangan asam amino, seperti albumin
7. Sebagai penerima isyarat dari luar, seperti reseptor hormon dalam sel
8. Sebagai pengatur kegiatan inti sel
Didalam air, protein larut dalam bentuk larutan koloid. Untuk itu sangat diperlukan interaksi antara berbagai gugus R dari asam-asam amino dalam protein dengan molekul air. Semua keadaan yang menyebabkan tertariknya air yang mengelilingi molekul protein ini sangat mengurangi kelarutan protein.
PERCOBAAN PROTEIN DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA:
a. Reaksi Biuret
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung ikatan peptida
Dasarnya : Gugus –CO dan –NH dari ikatan peptida dalam molekul protein membentuk warna lembayung bila direaksikan dengan ion Cu2+ dalam suasana alkali
b. Reaksi Xantoprotein
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein tertentu mengandung asam amino dan inti benzen
Dasarnya : Nitrasi inti benzen dari asam amino dalam molekul protein (tirosin, fenilalanin, triptofan) menjadi senyawa nitro yang berwarna kuning. Dalam lingkungan alkalis terionisasi dan warnanya berubah menjadi tua atau jingga.
c. Reaksi Millon
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung asam amino dengan inti fenol (tirosin)
Dasarnya : Nitrasi derivat monofenol dari asam amino tirosin dalam protein
d. Reaksi Hopkins-Cole
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung asam amino triptofan
Dasarnya : triptofan yang terdapat dalam protein berkondensasi dengan asam glioksilat yang dengan asam pekat membentuk kompleks berwarna
e. Pengendapan Protein dengan garam konsentrasi Tinggi (Salting Out)
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein dapat dipisahkan dengan cara diendapkan dengan menggunakan larutan garam dengan konsentrasi berbeda
Dasarnya : protein larut dalam air sebagai larutan koloid. Bila molekul air yang mengelilinginya ditarik, misalnya dengan larutan garam konsentrasi tinggi atau dengan alkohol, maka protein akan mengendap. Beberapa jenis protein dalam suatu larutan akan diendapkan oleh garam dalam konsentrasi berbeda
f. Kelarutan Protein pada kondisi Lingkungan Ekstrim
Tujuannya: memperlihatkan bahwa sifat alamiah protein, antara lain daya larut, sangat dipengaruhi oleh suhu dan keasaman (pH) tertentu. Perubahan yang ekstrim pada salah satu kondisi ini akan merusak sifat alamiah protein (denaturasi), yang tampak berupa hilangnya daya larut.
Dasarnya : sifat alamiah protein, termasuk daya larut, tampak bila struktur tersier protein tersebut dalam suhu dan pH tertentu dapat berinteraksi dengan air. Bila salah satu dari kedua faktor ini berubah, struktur tersier juga berubah dan molekul protein tidak dapat lagi dikelilingi air. Akibatnya, sifat alamiah, termasuk daya larut hilang dan protein mengendap.
g. Pengendapan protein oleh logam berat
Tujuannya: Memperlihatkan logam berat seperti timah hitam (Pb) dan air raksa (Hg) dapat mengganggu sifat protein, antara lain kelarutannya, sehingga tidak berfungsi lagi dan mengendap. Disatu pihak logam berat sebagai pencemar lingkungan sangat berbahaya, sedangkan dipihak lain sifat ini dapat dipakai sebagai antiseptik pembunuh kuman, seperti yang tampak pada penggunaan sublimat (HgCl2). Keracunan logam berat yang akut maupun kronis dapat dikurangi dengan mengkonsumsi protein dalam jumlah lebih banyak seperti susu dan telur. Pada keracunan akut, pemberian susu atau putih telur akan mengendapkan logam berat dalam bentuk garam protein, sehingga penyerapan logam berkurang. Pada keracunan kronis, fungsi protein sel yang telah rusak oleh ikatan dengan logam berat dapat diimbangi dengan sintosis protein baru, yang asam aminonya berasal dari protein makanan ekstra tersebut.
Dasarnya : Logam berat, termasuk Pb dan Hg, dengan protein membentuk garam proteinat yang tidak dapat larut, sehingga fungsi protein tersebut hilang.
- Ilmu Kimia : Sain yang mempelajari sifat-sifat, susunan dan struktur materi dan perubahan – perubahan yang terjadi didalam materi serta energi yang keluar / diambil selama proses perubahan tersebut
- Sifat Materi : Sifat Intensif (Sifat dari dalam) dan Sifat Ekstensif (ukuran dan bentuk)
- Susunan Materi : Unsur-unsur yang terdapat dalam materi (zat), ex:pasir mengandung Si dan O2
- Struktur Materi : Bentuk atau kerangka unsur-unsur yang menyusun materi (dimensi)
- Massa : Banyaknya materi dalam suatu benda
SEJARAH TIMBULNYA KIMIA / ORGANIK
- Pada abad 16 dan 17, para ahli mulai tertuju kepada senyawa organik
- Beberapa cara penemuan para ahli antara lain:
1. PIROLISA (Penguraian dengan cara pemanasan)
Kayu dipirolisakan ----> pyroligium, etanol, aseton, asam asitat, zat damar ---->asam suksinat dan asam Benzoat
2. EKSTRAKSI (Penguraian dengan pelarut tertentu)
Tumbuhan dipotong-potong / dihaluskan ---->bubuk & eksrak yang sempurna ---> senyawa organik
Perbedaan antara 1 dan 2:
Bahan pada 1, zat dipanaskan ----> hanya beberapa zat organik baru
Bahan pada 2 (Ekstraksi), zat terurai -----> zat organik baru yang murni
Penguraian dengan cara 2(ekstraksi) lebih menguntungkan daripada cara 1(Pirolisa)
Ø Beberapa orang yang berjasa dalam penemuan zat-zat organik, antara lain:
1. SCHEELE, menemukan: Asam Tastrat, Asam Litrat, Asam Sitrat, Asam Oksalat, Asam Laktat, Asam Ureat, Glyserol, Urea
2. LIEBIG, menemukan Asam Hippurat, Cholesterol
3. SERTURNER, menemukan: dari Opium ----> Morphin (Candu), Strychuine ----> Racun yang melumpuhkan, Bencine
4. LAVOISIER, dengan cara pembakaran ----> tiap-tiap zat banyak mengandung C-H-O-N, jumlah terbanyak adalah C
5. BERZILLIUS, didalam jasad hidup ada sesuatu gaya yang dapat membantu membuat zat-zat organik ----> teori VISVISALIS
6. WOHLER, berhasil membuat Asam Oksalat
7. KOLBE, membuat Asam Dichloro Asetat dari zat-zat anorganik
SENYAWA / ZAT
Terutama berbeda dalam komposisi unsur-unsur yang dikandung
Zat dialam terdiri dari: - Zat Organik dan Zat An_organik
a. Zat Organik:
1. Mengandung unsur C 1. Kebanyakan tidak mengandung unsur C
2. Unsur C sebagai kerangka utama
3. Juga ada unsur H,O,N,P,S
4. Agregat dari molekul-molekul netral 2. Berikata ionis
5. Sebagai molekul yang nin-polar 3. Agregat dari ion-ion bermuatan berlawanan
6. Atom-atom didalam molekul diikat 4. Sebagian besar mudah larut dalam air
Dengan ikatan kovalen
7. Molekul-molekul terjadi saling tarik menarik yang kekuatannya tergantung gaya electrostatik pada bagian permukaannya.
Sifat-sifat fisika, pada umumnya:
- Titik didih dan titik cair yang rendah
- Molekulnya sedikit polar, pada suhu kamar berbentuk gas
- Kelarutan yang relatif kecil dalam air
8. Molekul-molekul yang hanya sedikit polar/non polar tidak larut dalam air, karena zat-zat tersebut tidak mudah mengalami SOLVATASI oleh air
B. KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa organik terbesar diseluruh mahluk hidup, dengan rumus umum Cn(H2O)n. Secara kimia senyawa-senyawa ini adalah turunan ALDEHID atau KETON dari Polialkohol. Karbohidrat adalah bagian dari zat gizi utama dan berperan sebagai sumber energi. Sebagai sumber energi terutama pada manusia, karbohidrat dikonsumsi sebagai Polisakarida, Disakarida dan Monosakarida. Polisakarida adalah polimer dari monosakarida dan mempunyai rumus umum {Cn(H2O)n}n. Polisakarida yang menjadi sumber makanan manusia terpenting adalah pati (amilum) yang dijumpai pada biji-biji seperti padi, gandum, jagung serta berbagai umbi seperti kentang, talas, ketela, ubi jalar, dan sebagainya.
Disakarida (C12H22O11) adalah dimer (ikatan dari dua unit) monosakarida dan yang lazim dikonsumsi adalah Maltosa dan Sakrosa. Maltosa terdiri dari dua molekul glukosa dan berasal dari pemecahan pati dan banyak dijumpai dalam sirup dan terdiri atas dua molekul glukosa. Sukrosa dan Sakarosa lebih sering dikenal sebagai gula pasir. Secara kimia, Sukrosa terdiri dari Gukosa dan Sukrosa. Satu-satunya Disakarida yang dihasilkan oleh mamalia adalah Laktosa, yang merupakan komponen karbohidrat dari air susu ibu. Laktosa terdiri atas agalukosa dan Galaktosa, yang terikat satu dengan yang lain. Glukosa, Galaktosa dan Fruktosa adalah Monosakarisa atau karbohidrat elementer yang mempunyai 6 atom C, karena itu merupakan Heksosa sehingga rumusnya adalah C6H12O6. Glukosa dan Galaktosa merupakan Aldosa (Gula dengan gugus Aldehida), sedangkan Fruktosa adalah Ketosa (gula dengan gugus keton)
PERCOBAAN KARBOHIDRAT DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA SEBAGAI BERIKUT:
1. Uji Molisch
Tujuannya: Membedakan karbohidrat dengan senyawa bukan karbohidrat
Dasarnya : Pembentukan fulfural atau turunannya karena penarikan molekul air oleh asam sulfat pekat. Fulfural yang terbentuk berekasi dengan ɋ-naftol, membentuk senyawa yang berwarna ungu.
2. Uji Iodium
Tujuannya: Membedakan polisakarida dari disakarida dan monosakarida
Dasarnya : Molekul pati mempunyai struktur tiga dimensi berupa spiral, dalam struktur ini molekul pati dapat mengikat molekul iodium secar fisik, dengan cara menempatkan iodium tersebut kedalam spiral, sehingga kompleks tersebut berwarna biru. Bila larutan dipanaskan, struktur spiral akan hilang sehingga molekul pati tidak dapat lagi mengikat iodium. Akibatnya, warna biru juga hilang. Monosakarida dan isakarida tidak memberikan warna biru dengan iodium.
3. Uji Barfoed
Tujuannya: Membedakan disakarida dengan monosakarida
Dasarnya : Reduksi oleh karbohidrat dalam suasana asam. Pada reaksi yang positif, alrutan akan berwarna biru tua setelah penambahan pereaksi fosfomolibdat. Reaksi ini positif untuk monosakarida.
4. Uji Seliwanoff
Tujuannya: Membedakan ketosa dengan aldosa
Dasarnya : mirip dengan uji molisch, hanya disini ketosa membentuk 4-hidroksimetilfurt yang dengan resorsinol membentuk senyawa baru berwarna anggu.
5. Uji Benedict dan Sifat Antioksidan Vitamin C
a. Uji Benedict
Tujuannya: Memperlihatkan sifat mereduksi dari beberapa kabohidrat dan vitamin C
Dasarnya : Gugus aldehid atau keton bebas dalam suatu senyawa, seperti pada karbohidrat, akan mereduksi Cu2+ menjadi Cu+ yang tidak larut dalam suasana basa. Sifat mereduksi ini juga ditemikan pada vitamin C
b. Uji Sifat Antioksidan
Tujuannya: Memperlihatkan sifat antioksidan vitamin C.
Dasarnya : Buah-buahan, antara lain pisang, mengandung senyawa-senyawa fenol yang mudah dioksidasi oleh udara membentuk senyawa berwarna coklat kehitaman. Adanya vitamin C mencegah oksidasi senyawa fenol oleh udara.
6. Peragian
Tujuannya: - Memperlihatkan bahwa mikroorganisme dapat mengoksidasi karbohidrat tanpa adanya O2.
- Memperlihatkan bahwa laktosa tidak dapat diragikan
Dasarnya : Dalam peragian, karbohidrat dioksidasi dalam keadaan anaerob (tidak ada oksigen) oleh mikroorganisme. Hasilnya, terbentuk gas CO2 (berupa gelembung) dan etanol (C2H5OH).
C. LEMAK
Lemak adalah senyawa organik alamiah yang tidak terlarutkan dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti Etanol panas, eter, aseton, kloroform, karbontetraklor, benzena, toluena dan lain-lain.
Fungsi utama lemak: sebagai penyekat, bantalan dan cadangan energi. Fungsi penyekat tampak jelas pada membran sel. Seluruh sel mahluk hidup dibungkus oleh membran yang antara lain terdiri dari molekul-molekul lemak yang tersusun sedemikian rupa sehingga isi sel terpisah dari dunia luar. Fungsi penyekat tampak jelas pula pada sel-sel syaraf. Baik sel syaraf maupun serat syaraf diliputi oleh sarung pembungkus yang disebut MIELIN, yang terutama terdiri atas lemak. Fungsi sebagai bantalan tampak misalnya pada jaringan bawah kulit, yang menebal ditempat-tempat tertentu dan juga disekitar berbagai alat didalam rongga tubuh dan dibelakang bola mata. Lemak juga merupakan bentuk cadangan energi bagi tubuh. Senyawa ini dibentuk bila tubuh kelebihan makanan dan dipecah bila tubuh kekurangan energi. Secara kasar tampak dalam bentuk perubahan berat badan atau dalam bentuk gemuk dan kurus.
SECARA KIMIA, LEMAK TERBAGI TIGA (3), yaitu:
1. Lemak Sederhana
Lemak jenis ini bila dihidrolisis akan menghasilkan alkohol, biasanya berupa gliserol, serta menghasilkan asam lemak. Contoh yang paling banak ditemukan adalah Triasilgliserol yang disebut juga Trigliserida (TG), yang ditemukan antara lain dalam serum, dalam minyak kelapa dan dalam berbagai minya lain yang berasal dari mahluk hidup. Yang dimaksud dengan minyak adalah lemak yang dalam suhu ruang berada dalam bentuk cair , lemak yang dalam suhu ruang masih berbentuk padat disebut lemak saja. Biasanya minyak berasal dari tumbuhan dan lemak dari hewan. Konsistensi cair atau padat pada suhu ruang ini biasanya ditentukan dari jumlah atom C yang menyusun asam lemak dari TG. Makin panjang atom C, biasanya makin padat. Dilain pihak, makin banyak ikatan rangkap, konsistensi semakin cair. Lemak yang banyak mengandung ikatan rangkap ini disebut asam lemak essensial, yang harus ada dalam makanan. Lemak tumbuhan berupa minyak karena jumlah atom C-nya lebih pendek dan ikatan rangkapnya relatif lebih banyak.
2. Lemak Majemuk
Lemak jenis ini bila dihidrolisis akan menghasilkan alkohol, asam lemak dan senyawa lain seperti fosfat, asam amino, basa organik, sepert kolin atau betain. Umumnya lemak majemuk mengandung listrik atau paling tidak mempunyai pengkutuban muatan dalam molekulnya, sehingga menjadi lebih mudah berinteraksi dengan air. Lemak Majemuk ini ikut menyusun membran sel dan juga selubung sel dan serat syaraf.
3. Turunan Lemak
Yaitu berbagai senyawa yang diperoleh dari hidrolisis atau pemecahan kedua jenis lemak terdahulu. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah Gliserol dan berbagai alkohol lain yang ikut menyusun lemak, asam lemak, dengan ikatan rangkap (ikatan tak jenuh) dan asam lemak tanpa ikatan rangkap (jenuh), kolesterol dan berbagai macam senyawa steroid seperti hormon steroid (kortisol, prednison, estrogen, progesteron, testosteron, dan aldosteron).
Meskipun bukan termasuk lemak, perlu juga diketahui bahwa vitamin-vitamin A, D, E dan K sangat memerlukan lemak untuk dapat diserap dan digunakan tubuh. Karena vitamin-vitamin ini tidak larut dalam air dan hanya larut dalam lemak atau pelarut lemak.
PERCOBAAN LEMAK DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA:
a. Uji Kelarutan
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa lemak tidak larut dalam air dan hanya larut dalam pelarut organik.
Dasarnya : Molekul lemak berinteraksi dengan molekul pelarut organik dalam bentuk interaksi hidrofobik, sehingga lemak tersebar merata diantara pelarut organik dan dikelilingi oleh senyawa tersebut. Interaksi ini tidak terjadi dengan molekul air.
b. Uji Pengemulsian Lemak
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa minyak dan air dapat dicampur secara merata dalam bentuk emulsi, dengan bantuan suatu bahan pengemulsi.
Dasarnya : Suatu senyawa dikatakan pengemulsi jika dapat larut, baik dalam air maupun dalam minyak. Adanya bahan pengemulsi ini menyebabkan minyak tersebar merata dan stabil diantara molekul-molekul air.
c. Uji Kejenuhan Lemak
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa minyak, terutama minyak nabati, ada yang jenuh (tidak mempunyai ikatan rangkap) dan ada pula yang tidak jenuh (mempunyai ikatan rangkap)
Dasarnya : Minyak tidak jenuh akan mengaddisi iodium (I2) sehingga ikatan rangkapnya hilang. Bersamaan dengan itu, warna coklat di iodium juga akan hilang.
d. Pembentukan Sabun
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa lemak padat dapat dibuat larut setelah dihidrolisis dalam asam. Penambahan basa akan menyebabkan terbentuknya sabun.
Dasarnya : Lemak dipecah menjadi gliserol dan asam lemak rantai panjang oleh asam, sehingga lemak padat tersebt akan menjadi lemak cair yang dibentuk oleh asam lemak. Penambahan basa akan menyebabkan terbentuknya sabun, yang ditandai oleh hilangnya bidang batas.
e. Uji Kolesterol
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa kolesterol tidak terdapat dalam minyak nabati, melainkan dalam sumber hewani.
Dasarnya : Kolesterol akan membentuk warna merah, biru dan ungu bila direaksikan dengan H2SO4 pekat (reaksi Salkowski)
f. Vitamin A dan D dalam Minyak Ikan
Tujuannya: Memperlihatkan bahwa Vitamin A dan Vitamin D larut dalam lemak dan terdapat dalam minyak ikan.
Dasarnya : Vitamin A dalam minyak ikan akan bereaksi dengan pereaksi Carr-Price (SbCl3 dalam kloroform) membentuk senyawa berwarna biru. Untuk melacak vitamin D dalam bahan yang sama dan dengan pereaksi yang sama, vitamin A dirusak dahulu secar oksidatif dengan penambahan H2O2 dan pemanasan. Adanya warna jingga-kuning pada minyak ikan pada penambahan pereaksi Carr-Price sesudah oksidasi menunjukkan adanya vitamin D.
D. PROTEIN
Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu Proteos, artinya yang terutama atau terbanyak adalah senyawa organik yang terbanyak dalam sel mahluk hidup. Secara kimia, protein adalah Heterobioplimer yang terdiri atas satuan-satuan monomer yang disebut asam amino yang dihubungkan dengan ikatan Peptida. Protein ditemukan dalam seluruh mahluk hidup mulai dari virus sampai manusia. Ada puluhan ribu macam protein berbeda, yang tersebar diberbagai mahluk hidup tersebut. Meskipun demikian diperlukan hanya 20 jenis asam amino saja untuk menyusun berbagai macam protein tersebut. Tumbuhan dan bakteri dapat membuat sendiri bahan penyusun protein yaitu asam amino, dari nitrogen organik, akan tetapi binatang dan manusia memerlukan sebagian asam amino yang sudah jadi untuk membentuk protein.
Asam Amino yang diperlukan tubuh dapat dibagi menjadi dua (2) kelompok, yaitu:
1. Asam amino essensial, yaitu asam amino yang mutlak harus ada dalam makanan, karena tidak dapat dibentuk oleh tubuh. Asam amino tersebut adalah Triptofan, Fenilalanin, Lisin, Treonin, Valin, Metionin, Leusia, Isoleusin, Arginin, dan Histidin.
2. Asam amino non essensial, yaitu asam amino yang dapat dibentuk oleh tubuh.
Rumus umum protein adalah:
H O R H O
H2N — C — C — N — C — C = O -----> N — C — C — OH
R1 H H R(n)
- NH2 : gugus amino
- CO - : gugus karboksil
- CO – NH - : ikatan peptida
- R1, R2, dan Rn : rantai samping asam-asam amino pembentuk protein
Secara Kimia, protein dibagi menjadi dua (2) jenis:
1. Protein Sederhana
Protein ini bila dihidrolisis hanya menghasilkanasam amino alfa atau turunannya.
Contoh:albumin dan globulin
2. Protein Terkonjugasi
Protein dapat dihidrolisis menjadi asam amino:
a. Dengan asam kuat, misalnya HCl atau H2SO4, disertai dengan pemanasan, atau
b. Dengan basa, atau
c. Dengan enzim proteolitik, seperti pepsin, tripsin atau papain.
Struktur protein:
Asam-asam amino dalam molekul protein dihubungkan oleh ikatan peptida menjadi polipeptida yang membentuk struktur primer. Rangkaian asam-asam amino dalam polipeptida berinteraksi satu sama lain, sehingga rangkaian tersebut mengambil bentuk tertentu yang dapat berupa kumparan (heliks), gelombang atau sulur tidak beraturan. Struktur tersebut dinamakan struktur sekunder. Secara keseluruhan suatu protein atau polipeptida mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu yang dinamakan struktur tersier. Suatu protein mempunyai struktur tersier berbeda-beda susuai kondisi lingkungan. Hanya dalam kondisi fisiologis struktur tersier ini mengambil bentuk tertentu yang mendukung fungsi protein tersebut. Secara garis besar, struktur tersier ada dua (2) macam, yaitu yang lebih kurang berbentuk bola (globuler) dan yang berupa serat (fibriler)
Fungsi protein ditentukan oleh struktur tersier yang tepat (fisiologis). Fungsi tersebut sangat rentan terhadap perubahan lingkungan, seperti keasaman (pH) dan suhu ektrim. Selain itu, fungsi protein juga hilang oleh adanya logam berat seperti Pb, Cd, dan Hg.
Umumnya fungsi protein adalah:
1. Sebagai Katalis dan dinamakan enzim
2. Sebagai alat pertahanan tubuh seperti imunoglobulin (antibodi)
3. Sebagai alat pembawa senyawa lain (transport), seperti Hb (untuk oksigen), transferin (untuk besi) atau lipoprotein (untuk lemak)
4. Sebagai pembawa isyarat dari sel lain, seperti hormon FSH, LH, hCG
5. Sebagai penggumpal darah pada luka, seperti fibronogen
6. Sebagai cadangan asam amino, seperti albumin
7. Sebagai penerima isyarat dari luar, seperti reseptor hormon dalam sel
8. Sebagai pengatur kegiatan inti sel
Didalam air, protein larut dalam bentuk larutan koloid. Untuk itu sangat diperlukan interaksi antara berbagai gugus R dari asam-asam amino dalam protein dengan molekul air. Semua keadaan yang menyebabkan tertariknya air yang mengelilingi molekul protein ini sangat mengurangi kelarutan protein.
PERCOBAAN PROTEIN DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA:
a. Reaksi Biuret
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung ikatan peptida
Dasarnya : Gugus –CO dan –NH dari ikatan peptida dalam molekul protein membentuk warna lembayung bila direaksikan dengan ion Cu2+ dalam suasana alkali
b. Reaksi Xantoprotein
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein tertentu mengandung asam amino dan inti benzen
Dasarnya : Nitrasi inti benzen dari asam amino dalam molekul protein (tirosin, fenilalanin, triptofan) menjadi senyawa nitro yang berwarna kuning. Dalam lingkungan alkalis terionisasi dan warnanya berubah menjadi tua atau jingga.
c. Reaksi Millon
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung asam amino dengan inti fenol (tirosin)
Dasarnya : Nitrasi derivat monofenol dari asam amino tirosin dalam protein
d. Reaksi Hopkins-Cole
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein mengandung asam amino triptofan
Dasarnya : triptofan yang terdapat dalam protein berkondensasi dengan asam glioksilat yang dengan asam pekat membentuk kompleks berwarna
e. Pengendapan Protein dengan garam konsentrasi Tinggi (Salting Out)
Tujuannya: memperlihatkan bahwa protein dapat dipisahkan dengan cara diendapkan dengan menggunakan larutan garam dengan konsentrasi berbeda
Dasarnya : protein larut dalam air sebagai larutan koloid. Bila molekul air yang mengelilinginya ditarik, misalnya dengan larutan garam konsentrasi tinggi atau dengan alkohol, maka protein akan mengendap. Beberapa jenis protein dalam suatu larutan akan diendapkan oleh garam dalam konsentrasi berbeda
f. Kelarutan Protein pada kondisi Lingkungan Ekstrim
Tujuannya: memperlihatkan bahwa sifat alamiah protein, antara lain daya larut, sangat dipengaruhi oleh suhu dan keasaman (pH) tertentu. Perubahan yang ekstrim pada salah satu kondisi ini akan merusak sifat alamiah protein (denaturasi), yang tampak berupa hilangnya daya larut.
Dasarnya : sifat alamiah protein, termasuk daya larut, tampak bila struktur tersier protein tersebut dalam suhu dan pH tertentu dapat berinteraksi dengan air. Bila salah satu dari kedua faktor ini berubah, struktur tersier juga berubah dan molekul protein tidak dapat lagi dikelilingi air. Akibatnya, sifat alamiah, termasuk daya larut hilang dan protein mengendap.
g. Pengendapan protein oleh logam berat
Tujuannya: Memperlihatkan logam berat seperti timah hitam (Pb) dan air raksa (Hg) dapat mengganggu sifat protein, antara lain kelarutannya, sehingga tidak berfungsi lagi dan mengendap. Disatu pihak logam berat sebagai pencemar lingkungan sangat berbahaya, sedangkan dipihak lain sifat ini dapat dipakai sebagai antiseptik pembunuh kuman, seperti yang tampak pada penggunaan sublimat (HgCl2). Keracunan logam berat yang akut maupun kronis dapat dikurangi dengan mengkonsumsi protein dalam jumlah lebih banyak seperti susu dan telur. Pada keracunan akut, pemberian susu atau putih telur akan mengendapkan logam berat dalam bentuk garam protein, sehingga penyerapan logam berkurang. Pada keracunan kronis, fungsi protein sel yang telah rusak oleh ikatan dengan logam berat dapat diimbangi dengan sintosis protein baru, yang asam aminonya berasal dari protein makanan ekstra tersebut.
Dasarnya : Logam berat, termasuk Pb dan Hg, dengan protein membentuk garam proteinat yang tidak dapat larut, sehingga fungsi protein tersebut hilang.
