Halaman
Makromolekul195MakromolekulIXBABPernahkah kamu memancing ikan? Tali yang digunakan untuk memancing terbuat darinilon. Nilon tergolong suatu polimer sintetis. Polimer merupakan suatu makromolekul yangmempunyai struktur yang teratur dan karakteristik. Polimer ini dibedakan atas polimer alamdan sintetis. Apa saja yang tergolong polimer alami dan polimer sintetis? Bagaimana strukturdan kegunaan makromolekul itu?Sumber: Microsoft Student, 2006
196Kimia SMA dan MA Kelas XIIPeta KonsepKata kunci : polimer, monosakarida, disakarida, polisakarida, asam amino, proteincontohnyamakromolekulPolimerDisakaridaMonosakaridaKarbohidrat/sakaridadibedakanSintetisPolisakaridamembentukAsam aminotersusun dariJenis MonomerSifat TermalReaksi PembentukancontohnyadiklasifikasikanAlamyang sederhanaProtein
Makromolekul197akromolekul didefinisikan sebagai molekul yang sangatbesar dengan ukuran 10 – 10.000 A°, yang terbentuk dariratusan bahkan ribuan atom. Sebagian makromolekulmempunyai struktur yang teratur dan karakteristik, tersusundari unit-unit terkecil yang berulang. Makromolekul inidinamakan polimer dengan unit-unit terkecilnya dinamakanmonomer.Pembentukan polimer dari monomer-monomernya dapatdigambarkan seperti berikut.Polimer berdasarkan asalnya dibedakan menjadi polimersintetis dan polimer alam. Marilah kita pelajari lebih lanjutpolimer sintetis dan polimer alam agar lebih jelas.Tahukah kamu polimer sintetis? Polimer sintetis merupakanhasil sintesis senyawa-senyawa organik di mana molekul-molekul yang berupa monomer bergabung membentuk rantaipanjang melalui ikatan kovalen.Contoh:Pada contoh di atas monomer-monomer etena bereaksipolimerisasi membentuk polietena. Bagaimana klasifikasipolimer sintetis ini? Dan apakah kegunaannya?1. Klasifikasi Polimer SintetisPolimer diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok antaralain berdasarkan jenis monomernya, sifat termal, dan reaksipembentukannya.a. Berdasarkan Jenis MonomernyaBerdasarkan jenis monomernya, polimer, sintetis dibedakanatas homopolimer dan kopolimer.1) HomopolimerHomopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satumacam monomer, dengan struktur polimer sepertiberikut.... – A – A – A – A – A – A ... .A. Polimer SintetisMmonomermonomerpolimerHHCCHHHHCCHHHHCCHHHCHHCHHCHHCHHCHHCH++etenapoli etana
198Kimia SMA dan MA Kelas XIIContohHCl HClCC CCHH HHHCl HClCC CCHH HH+ vinil klorida polivinil klorida2) KopolimerKopolimer merupakan polimer yang tersusun dari duamacam atau lebih monomer.ContohPolimer Buna S tersusun atas monomer butadiena danstirena.Berdasarkan susunan dari monomer-monomernya,kopolimer dibedakan sebagai berikut.a) Kopolimer acak, yaitu kopolimer yang mempunyaisejumlah satuan berulang yang berbeda, tersusunsecara acak dalam rantai polimer.Strukturnya:... – A – B – A – A – B – B – A – A – ...b) Kopolimer bergantian, yaitu kopolimer yangmempunyai beberapa satuan ulang yang berbeda danberselang-seling dalam rantai polimer.Strukturnya:... – A – B – A – B – A – B – A – B – ...c) Kopolimer balok (blok), yaitu kopolimer yangmempunyai suatu kesatuan berulang berselang-selingdengan kesatuan berulang lainnya dalam rantaipolimer.Strukturnya:... – A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A – ...d) Kopolimer tempel/grafit, yaitu kopolimer yangmempunyai satu macam kesatuan berulang yangmenempel pada polimer tulang punggung lurus yangmengandung hanya satu macam kesatuan berulangdari satu jenis monomer.Strukturnya:AAAAAADDDDDDCH2 = CH – CH = CH2 + → – CH2CH = CHCH2CHCH2 –CH = CH2butadienastirenabuna s
Makromolekul199b . Polimer Berdasarkan Sifat TermalnyaBerdasarkan sifat termalnya, polimer dibedakan menjadidua, yaitu termoplas dan termoset. Bagaimana sifat termoplasdan termoset itu? Coba kamu perhatikan plastik.Plastik adalah salah satu bentuk polimer yang sangatberguna dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa plastikmemiliki sifat-sifat khusus, antara lain lebih mudah larut padapelarut yang sesuai, pada suhu tinggi akan lunak tetapi akanmengeras kembali jika didinginkan dan struktur molekulnyalinier atau bercabang tanpa ikatan silang antarrantai. Prosesmelunak dan mengeras ini dapat terjadi berulang kali. Sifatini dijelaskan sebagai sifat termoplas.Bahan-bahan yang bersifat termoplastik mudah untuk diolahkembali karena setiap kali dipanaskan, bahan-bahan tersebutdapat dituangkan ke dalam cetakan yang berbeda untukmembuat produk plastik yang baru. Contoh jenis polimerini adalah polietilen (PE) dan polivinilklorida (PVC).Adapun beberapa plastik lainnya mempunyai sifat tidakdapat larut dalam pelarut apapun, tidak meleleh jikadipanaskan, lebih tahan terhadap asam dan basa, jikadipanaskan akan rusak dan tidak dapat kembali sepertisemula, dan struktur molekulnya mempunyai ikatan silangantarrantai. Polimer seperti ini disusun secara permanendalam bentuk pertama kali mereka dicetak, polimerdemikian disebut polimer termosetting.Plastik-plastik termosetting biasanya bersifat keras karenamereka mempunyai ikatan-ikatan silang. Plastik termosetmenjadi lebih keras ketika dipanaskan karena panas itumenyebabkan ikatan-ikatan silang lebih mudah terbentuk.Bakelit, polimelanin formaldehid dan poliurea formaldehidadalah contoh polimer ini. Sekalipun polimer-polimertermosetting lebih sulit untuk dipakai ulang daripadatermoplastik, namun polimer tersebut lebih tahan lama.Polimer ini banyak digunakan untuk membuat alat-alatrumah tangga yang tahan panas seperti cangkir dan gelas.Perbedaan sifat-sifat polimer termoplas dan termosetdisimpulkan pada Tabel 9. 1.c. Polimer Berdasarkan Reaksi PembentukannyaPolimerisasi merupakan reaksi kimia di mana monomer-monomer bereaksi membentuk rantai yang besar.- Keras dan rigid- Tidak fleksibel- Mengeras jika dipanaskan- Tidak meleleh jika dipanaskan- Tidak dapat dibentuk ulangTabel 9.1Perbedaan Sifat Plastik Termoplas dan Plastik TermosetPolimer TermoplasPolimer Termoset- Mudah direnggangkan- Fleksibel- Melunak jika dipanaskan- Titik leleh rendah- Dapat dibentuk ulangSumber:Kimia Organik
200Kimia SMA dan MA Kelas XIIBerdasarkan reaksi pembentukannya, polimerisasidibedakan atas polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama sepertimonomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimerkondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikitkarena terbentuk produk samping selama berlangsungnyaproses polimerisasi.1) Polimer AdisiContoh polimer adisi adalah teflon yang terbentuk darimonomer-monomernya tetrafluoroetilen. Contoh lainadalah monomer etilena mengalami reaksi adisimembentuk polietilena yang digunakan sebagai tasplastik, pembungkus makanan, dan botol.Perhatikan reaksi polimerisasi adisi berikut.Monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkapdua saling bergabung membentuk rantai panjang.Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisimengandung semua atom dari monomer awal. Jadipolimer adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksipolimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkapdiikuti oleh adisi dari monomer-monomernya yangmembentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidakdisertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2Oatau NH3.Contoh lain dari polimer adisi adalah permen karet yangdibentuk dari monomer vinil asetat.Pada reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkanreaksi rantai. Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagimenjadi tiga tahap yaitu:Tahap inisiasi: yaitu tahap pembentukan pusat-pusataktif.Tahap propagasi : yaitu tahap pembentukan rantaimelalui adisi monomer secarakontinu.Tahap terminasi : yaitu tahap deaktivasi pusat aktif.Perhatikan mekanisme polimerisasi adisi pada pem-bentukan polietilena berikut.a) InisiasiIn . + CH2In CH2CHRCHR.monomer etilenapolietilenaHHCCHHHHCCHH+HCHHCHHCHHCH→monomerradikal karbonGambar 9.1PolivinilasetatDigunakan dalamPembuatan PermenKaretSumber: www.alcanthang.com
Makromolekul201Pada langkah inisiasi, inisiator biasanya mengadisikarbon yang paling kurang tersubstitusi darimonomer yaitu gugus CH2.b) PropagasiInCH2CHInCHCH2CHR.RR.InCH2CHCH2CHCH2CHRRR.Pada tahap propagasi rantai dapat terjadi dengan carayang sama seperti inisiasi, sehingga unit monomerterhubung secara kepala ke ekor dengan subtituenpada atom karbon yang berseling.Propagasi rantai dapat berlanjut dari beberapa ratussampai beberapa ribu monomer terhubung. Di manapada tahap ini dipengaruhi faktor yang sama yaitusuhu, tekanan, pelarut, dan konsentrasi monomer.c) Tahap terminasi (penamatan)Pada tahap terminasi terjadi dua reaksi penamatanrantai yang umum yaitu penggandengan radikal dandisproporsional radikal dengan reaksi seperti berikut.2CH2CHCHCH2RRRCH2CH.~Adapun pada disporporsional adalah sebagai berikut.2CH2CH+ ~ CHRRCH2CH2.~CHRPada reaksi terminasi, radikal dimusnahkan dan tidakada radikal baru yang muncul.2) Polimer KondensasiPolimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsipada monomer yang sama atau monomer yang berbeda.Pada polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertaidengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3,atau HCl. Pada reaksi kondensasi ini, monomer-monomer bereaksi secara eliminasi untuk membentukrantai. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harusmempunyai dua gugus fungsional.Pada polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen darisatu ujung monomer bergabung dengan gugus –OH dariujung monomer yang lainnya untuk membentuk air.Contoh reaksi polimerisasi kondensasi adalah pembuatannilon dari monomer yang berbeda yaitu 1,6-diamino-heksana dan asam adipat. Perhatikan reaksi berikut.
202Kimia SMA dan MA Kelas XIINilon diberi nama menurut jumlah atom karbon padasetiap unit monomer. Oleh karena terdapat enam atomkarbon di setiap monomer, maka jenis nilon ini disebutnilon 66.Contoh lain polimerisasi kondensasi adalah dacron, yangdigunakan sebagai pakaian dan karpet; pendukung padatape-audio dan video tape; dan kantong plastik.Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasisecara kondensasi adalah monomer-monomer yangmempunyai gugus fungsi seperti gugus –OH; –COOH;dan NH3.Untuk mengetahui jenis-jenis polimer pada suatu kainikutilah percobaan berikut.Kegiatan 9.1 Uji Polimer KainA. TujuanMengklasifikasikan polimer-polimer kain dengan uji nyala, dan uji kimia.B. Alat dan Bahan–==––=–==––=HOOHHO – N – H + HO – C – (CH2)4 – C – OH + H – N – (CH2)6 – N – H + HO – C –HOOHHOPolimerisasikondensasi⎯⎯⎯⎯⎯→– N – C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 –N –CMolekul air dihasilkan oleh reaksiasam adipat1,6-diaminoheksanapolimer nilon 66-7 jenis sampel kain yang berbedadengan ukuran 0,5 × 0,5 cm2(A sampai G)-Pembakar bunsen-Tabung reaksi dan rak tabungreaksi-Neraca-Kaca arloji-Kertas lakmus merah-Pengaduk kaca-Gelas kimia 100 mL-Pipet volume 10 mL-Gelas ukur 25 mL-Gunting tang-Penjepit tabung reaksi-Larutan Ca(OH)2; BaCl2 1 M;H2SO4 pekat; larutan iodin;CuSO4 0,05M; NaOH 3M; danasetonC. Cara KerjaUji nyala1. Gunakan gunting tang untuk memegang sepotong kain A di atas nyala api selama2 detik.
Makromolekul203<2. Jauhkan kain dari nyala, dan matikan nyala api tersebut setelah kain terbakarsedikit.3. Amati bau melalui hembusan asap dari kain yang terbakar dekat hidungmu.Pastikan kain tidak terbakar lebih lama dengan mencelupkannya ke dalam gelaskimia yang berisi air.4. Catat pengamatanmu dalam tabel, meliputi cara kain terbakar di atas nyala api,bau yang ditimbulkan, dan karakteristik residu yang tertinggal setelah terbakar.5. Ulangi langkah 1 hingga 4 untuk sampel kain B - G6. Gunakan tabel berikut untuk membantumu identifikasi awal terhadap sampelkain.Uji Kimia1. Uji nitrogen.Masukkan sepotong kain ke dalam tabung reaksi dan tambahkan 1 gram Ca(OH)2.Dengan menggunakan penjepit tabung, panaskan tabung tersebut sambilmemegang sepotong kertas lakmus merah dengan gunting tang di atas muluttabung. Jika kertas lakmus berubah warna biru, berarti ada unsur nitrogen. Jeniskain yang mengandung unsur nitrogen hanya kain sutra, wool, nilon, dan akrilat.2. Uji sulfur.Celupkan sepotong kain ke dalam 10 mL NaOH 3 M di dalam tabung reaksi, danpanaskan dengan hati-hati hingga mendidih. Dinginkan larutan tersebut,tambahkan 30 tetes larutan BaCl2 dan amati apakah terbentuk endapan atau tidak.Jenis kain mengandung sulfur hanya wool sehingga memberikan endapan bariumsulfida.3. Uji selulosa.Masukkan sepotong kain ke dalam gelas kimia, tambahkan kira-kira 2 mL H2SO4pekat. Selanjutnya dengan hati-hati tuangkan isinya ke dalam gelas kimia lainyang mengandung 10 tetes larutan iodin dalam 25 mL air. Kain cotton memberikanwarna biru tua selama 1 hingga 2 menit dan kain asetat memberikan warna selama1 hingga 2 jam (perhatian : pegang gelas kimia yang mengandung asam sulfatdengan hati-hati).4. Uji protein.Masukkan sepotong kain di atas kaca arloji, dan tambahkan 10 tetes CuSO4 0,05 M.Tunggu selama 5 menit, kemudian masukkan kain tersebut dengan gunting tangke dalam larutan NaOH 3 M di dalam tabung reaksi selama 5 detik. Jika uji proteinpositif maka akan terbentuk warna violet tua di atas kain-kain tersebut. Kainsutra dan wool merupakan polimer protein.Jenis Polimer Jenis Pembakaran Bau Pembakaran Jenis ResiduSutra dan WoolTerbakar dan hangusRambutButiran yang dapatdiremukkanCottonTerbakar dan hangusKertasAbuNilon, poliester,Terbakar dan hangusBahan kimiaButiran plastikasetat atau akrilat
204Kimia SMA dan MA Kelas XII5. Uji asam formiat.Masukkan sedikit kain ke dalam tabung reaksi. Lakukan uji dalam lemari asamdengan menambahkan 1 mL asam formiat dalam tabung dan mengaduk denganpengaduk. Amati, apakah kain tersebut larut dalam larutan asam formiat atautidak. Kain sutra, asetat dan nilon larut dalam asam formiat.6. Uji aseton.Masukkan sepotong kain ke dalam 1 mL aseton di dalam tabung reaksi, adukdengan batang pengaduk. Amati, apakah kain itu larut atau tidak. Hanya kainasetat yang larut dalam aseton. (Perhatian: hati-hati dalam melakukan uji ini selamamasih ada nyala).D. Hasil PercobaanUji NyalaUji KimiaE. Analisa Data1. Bagaimana kesimpulan mengenai cara terbakarnya polimer dan polimer sintetisalam?2. Mengapa dalam uji sulfur perlu ditambahkan NaOH dan dipanaskan sebelumpenambahan BaCl2?3. Berdasarkan data yang kamu peroleh dari uji nyala dan uji kimia, tentukan jeniskain yang digunakan dalam percobaan ini!SampelBau PembakaranABCDEFGJenis PembakaranJenis ResiduSampelSulfurABCDEFGNitrogenAsetonSelulosaAsam FormiatProtein
Makromolekul2052. Kegunaan Polimer Sintetis dalam Kehidupan Sehari-hariPerkembangan industri polimer di Indonesia masih tertinggaljauh dari negara-negara lainnya. Adapun kegunaan polimersebenarnya sangat luas. Oleh karena itu, tugasmu adalah memaju-kan penelitian untuk kemajuan industri polimer di Indonesia.Salah satu contoh polimer sintetis adalah plastik. Plastik merupakanpolimer yang dapat dicetak menjadi berbagai bentuk yang berbeda.Jenis plastik dan penggunaannya sangat luas. Plastik yangbanyak digunakan berupa lempeng, lembaran dan film. Ditinjaudari penggunaannya plastik digolongkan menjadi dua yaituplastik untuk keperluan umum dan plastik untuk bahankonstruksi (engineering plastics).Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan,diantaranya:a. Umumnya kuat namun ringan;b . Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam,alkali dan berbagai zat kimia lain);c. Merupakan isolator listrik yang baik;d. Mudah dibentuk, khususnya dengan dipanaskan;e. Biasanya transparan dan jernih;f. Dapat diwarnai;g. Fleksibel/plastis;h. Dapat dijahit;i. Harganya relatif murah.Beberapa contoh plastik yang banyak digunakan antara lainpolietilena, polivinil klorida, polipropilena, polistirena, polimetilpentena, dan politetrafluoroetilena atau teflon.a. PolietilenaPolietilena adalah bahan termoplastik yang kuat. Ada duajenis polietilena yaitu polietilena densitas rendah (low-densitypolyethylene/LDPE) dan polietilena densitas tinggi (high-density polyethylene/HDPE). Polietilena densitas rendah relatiflemas dan kuat, digunakan antara lain untuk pembuatankantong kemas, tas, botol, dan industri bangunan.Polietilena densitas tinggi sifatnya lebih keras, kurangtransparan dan tahan panas sampai suhu 100° C. Campuranpolietilena densitas rendah dan polietilena densitas tinggidapat digunakan sebagai bahan pengganti karet, dan mainananak-anak.b . PolipropilenaPolipropilena mempunyai sifat sangat kaku, berat jenisrendah, tahan terhadap bahan kimia, asam, basa, tahanterhadap panas, dan tidak mudah retak. Plastik polipropilenadigunakan untuk membuat alat-alat rumah sakit, komponenmesin cuci, komponen mobil, pembungkus tekstil, botol,permadani, tali plastik, serta bahan pembuat karung.
206Kimia SMA dan MA Kelas XIIc. PolistirenaPolistirena adalah jenis plastik termoplast yang termurah danpaling berguna serta bersifat jernih, keras, halus, mengilap,dapat diperoleh dalam berbagai warna, dan secara kimiatidak reaktif. Busa polistirena digunakan untuk membuatgelas dan kotak tempat makanan, polistirena juga dibuatuntuk peralatan medis, mainan, alat olahraga, dan sikat gigi.d. Polivinil Klorida (PVC)Plastik jenis ini mempunyai sifat keras, kuat, tahan terhadapbahan kimia dan dapat diperoleh dalam berbagai warna.Banyak barang yang dahulu dibuat dari karet sekarangdibuat dari PVC. Penggunaan PVC terutama untukmembuat jas hujan, kantong kemas, isolator kabel listrik,ubin lantai, piringan hitam, fiber, kulit imitasi untuk dompet,dan pembalut kabel.e. Politetrafluoroetilena (Teflon)Teflon memiliki daya tahan kimia dan daya tahan panas yangtinggi (sampai 260 °C). Keistimewaan teflon adalah sifatnyayang licin sehingga bahan lain tidak melekat padanya. Teflonbiasanya digunakan untuk penggorengan sehingga bahanmakanan yang digoreng tidak lengket.f. Polimetil pentena (PMP)Plastik polimetil pentena adalah plastik yang ringan danmelebur pada suhu 240 °C. Barang yang terbuat dari PMPtidak berubah bentuknya bila dipanaskan hingga 200 °C dandaya tahannya terhadap benturan lebih tinggi daripadabarang yang dibuat dari polistirena.Bahan ini tahan terhadap zat-zat kimia yang korosif dan tahanterhadap pelarut organik, kecuali pelarut organik yangmengandung klor, misalnya kloroform dan karbon tetra-klorida. PMP cocok untuk membuat alat-alat laboratoriumdan kedokteran yang tahan panas dan tekanan, tanpamengalami perubahan. Barang-barang dari bahan ini bersifattahan lama.1. Jelaskan yang dimaksud dengan polimer!2. Uraikan klasifikasi polimer berdasarkan jenis monomer, sifat termal dan reaksipembentukannya!3. Jelaskan perbedaan polimer alam dan polimer sintetis! Berikan masing-masing lima contoh!4. Jelaskan dengan contoh tahap-tahap reaksi adisi!5. Jelaskan proses pembuatan karet sintetis! Informasi dapat kamu peroleh dari literatur lainatau melalui internet.Latihan 9.1
Makromolekul207B. Polimer AlamPolimer alam terjadi secara alamiah. Contohnya amilum,selulosa, karet, wol, karbohidrat dan protein. Mari kita pelajaribeberapa polimer alam berikut ini.1. KaretKaret alam merupakan polimer adisi alam yang paling penting.Karet disadap dari pohon karet dalam bentuk suspensi di dalamair yang disebut lateks. Karet banyak dikembangkan di PulauJawa dan Sumatra. Karet alam adalah polimer isoprena. Lateksatau karet alam bersifat lunak atau lembek dan lengket jikadipanaskan. Kekuatan rantai dalam elastomer (karet) terbatas,akibat adanya struktur jaringan, tetapi energi kohesi harusrendah untuk memungkinkan peregangan. Contoh elastomerlain yang banyak digunakan adalah polivinil klorida, dan polimerstirena-butadiena-stirena (SBS).2. KarbohidratNasi, jagung, sagu, ataupun roti mengandung karbohidrat.Karbohidrat adalah golongan senyawa organik yang terjadisecara alamiah dan berjumlah terbanyak. Potensi karbohidratdi wilayah Indonesia tersebar hampir merata. Hal ini karenaiklim Indonesia yang cocok untuk tanaman penghasilkarbohidrat. Misal padi banyak dihasilkan di Pulau Jawa,Propinsi Riau, Sumatra Utara, Bali, dan Nusa Tenggara Barat.Jagung dihasilkan di Propinsi Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan,Nusa Tenggara Timur, Maluku, Daerah Istimewa Jogjakarta, danPulau Jawa. Adapun sagu dihasilkan di Propinsi SulawesiSelatan, Papua, Maluku, dan Riau.Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampirseluruh penduduk dunia. Karbohidrat dalam tubuh manusiadapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian darigliserol dan lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidratdiperoleh dari bahan makanan yang dimakan sehari-hari,terutama bahan makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.Istilah karbohidrat diciptakan oleh ahli kimia Perancis pada abadke-19, dengan memperhatikan bahwa senyawa karbon ini terdiridari hidrogen dan oksigen. Senyawa ini dijuluki hydrates decarbon atau karbohidrat. Karbohidrat disebut juga dengansakarida. Karbohidrat yang paling sederhana adalah gula. Gulayang paling sederhana adalah monosakarida. Gula yang tersusundari dua unit sakarida dinamakan disakarida. Adapunkarbohidrat kompleks yang terdiri atas banyak unit mono-sakarida disebut polisakarida.a. MonosakaridaMonosakarida ialah karbohidrat yang paling sederhana yaitukarbohidrat yang tidak dapat diuraikan atau dihidrolisismenjadi karbohidrat lain.Gambar 9.2Polimer Isoprenadalam Karet Alam.Sumber: Indonesia Heritage, 2002
208Kimia SMA dan MA Kelas XII1) Penggolongan MonosakaridaMonosakarida dapat digolongkan berdasarkan berikut.a) Jumlah Atom KarbonBerdasarkan jumlah atom karbon (C), monosakaridadibedakan seperti dalam tabel berikut. Perhatikanjuga nama monosakarida-monosakarida tersebut.b) Gugus Karbonil atau Gugus Keton yang TerikatMonosakarida yang mengandung satu gugus aldehidadisebut aldosa sedangkan monosakarida yangmengandung satu gugus keton disebut ketosa.Tata nama monosakarida ini sama dengan penamaanmonosakarida berdasarkan jumlah atom karbonnya,hanya ditambahkan awalan aldosa (mengandungaldehida) dan keto (mengandung keton). Contohnyaadalah heksosa yang mengandung aldehida dinamakanaldoheksosa dan yang mengandung keton dinamakanketoheksosa.Contoh monosakarida yang mengandung aldehidayaitu glukosa (aldoheksosa). Adapun contoh mono-sakarida yang mengandung keton adalah fruktosa(ketoheksosa).2) Struktur Monosakarida dan PenamaannyaAda beberapa cara menulisan rumus bangun dari mono-sakarida, antara lain seperti berikut.a) Rumus Fischer (Fischer Projection Formula)Dalam rumus Fischer digunakan istilah dekstro (d)dan levo (A). Biasanya huruf d atau A ditulis di depannama gula sederhana. Bentuk A merupakanbayangan cermin dari bentuk d. Bila gugus hidroksilpada karbon nomor 2 (di tengah) dari sebuah molekulstruktur linier gliseraldehida terletak di sebelah kanan,dinamakan d dan bila berada di sebelah kiri,dinamakan A.Perhatikan contoh berikut.Tabel 9.2Monosakarida Berdasarkan Jumlah Atom KarbonJumlah CNamaRumusTriosaTetrosaPentosaHeksosa3456C3H6O3C4H8O4C5H10O5C6H10O6HOCOHCHCH2OHHOCHCHOCH2OHdAkanankiri
Makromolekul209Secara umum dapat dituliskan seperti berikut.XCHOHYXHOCHYContohMeskipun terdapat bentuk d dan A, tetapimonosakarida-monosakarida yang terdapat di alampada umumnya berbentuk d, dan jarang sekali dalambentuk A, kecuali A-fruktosa yang terdapat dalammukopolisakarida dan mukoprotein. Beberapapentosa yang secara alam terdapat dalam bentuk Aialah A-arabinosa dan A-xilosa, yang terdapat padaurin penderita pentosuria.Fischer menggunakan (d) untuk menyatakankonfigurasi (+) gliseraldehida, dengan gugus hidroksildi sebelah kanan; enantiomernya dengan gugushidroksil di sebelah kiri, ditetapkan sebagai A(-)gliseraldehida. Karbon yang paling teroksidasi (CHO)ditetapkan di bagian atas.CHOHOHCH2OHCHOHOHCH2OHd-(+) gliseraldehidaA-(+) gliseraldehidab) Rumus Proyeksi HowarthKimiawan karbohidrat Inggris WN. Howarthmemperkenalkan cara proyeksi yang dikenal denganproyeksi Howarth. Sudut valensi antara atom karbonbukan 180° tetapi 109,5°. Oleh karena itu, gugusaldehida pada karbon pertama menjadi sangat dekatdengan gugus hidroksil pada atom karbon nomorlima jika rantai dipuntir.dAd–glukosal–glukosad–fruktosal–fruktosaHCOCHHCOHOHCOHHO C HCH2OHHOHCOHC OHHO C HHCOHHC OHCH2OHH2COHCOHO C HHCOHHC OHCH2OHH2COHCOHC OHOHCHHOCHCH2OH
210Kimia SMA dan MA Kelas XIIPada proyeksi ini cincin digambarkan seolah-olahplanar dan dipandang dari tepinya, dengan oksigendi kanan-atas. Substituen melekat pada cincin di atasatau di bawah bidang.Perhatikan cara penulisan Howarth untuk beberapagula sederhana berikut ini.Dalam mengonversi satu jenis rumus proyeksi menjadiproyeksi lain yang perlu diperhatikan bahwa gugushidroksil di sebelah kanan pada proyeksi Fischer akanterletak di bawah pada proyeksi Howarth dansebaliknya, gugus hidroksi di sebelah kiri pada proyeksiFischer akan terletak di atas pada proyeksi Howarth.c) Sistem Kursi (Contur Motional Formula)Sistem kursi hampir sama dengan proyeksi Howarth.Pada bentuk ,α gugus OH pada atom karbon nomorsatu berada di bawah bidang, sedangkan pada bentukβletak gugus OH di atas bidang.C = OHO – C – HH – C – OHH – C – OHCH2OH–– ––––CH2OHHC = OH – C – OHHO – C – HHO – C – HH – C – OHCH2OH–– ––––––HC = OH – C – OHHO – C – HH – C – OHH – C – OHCH2OH–– ––––––NamaProyeksi FischerProyeksi Howarthd-glukosad-galaktosad-fruktosaCH2OHOHHOOHOHOHHHHHCH2OHOHOHOHOHOHHHHHOCH2OHOHCH2OHOHOHHHH
Makromolekul211Perhatikan contoh struktur monosakarida berdasarkansistem kursi berikut.ContohSifat d–d–g lukosa berbeda dengan β–d–glukosa.Rumus proyeksi Howarth lebih banyak digunakan dari-pada cara kursi, karena lebih mudah penulisannya.3) Sifat-Sifat Monosakaridaa) Mengalami Reaksi ReduksiGugus karbonil dari aldosa dan ketosa dapat direduksioleh berbagai reagen. Produksinya ialah poliol, yangdisebut alditol. Contohnya, hidrogenasi katalitik ataureduksi dengan natrium boronhidrida (NaBH4)mengonversi d-glukosa menjadi d-glusitol.Contohd-glukosa (siklik)CHOCH2 OHOHHOHOHHHOHHCH2OHCH2 OHOHHOHOHHHOHHZZXYZZ24H, katalisNaBH⎯⎯⎯⎯→d-glukosa (asiklik)d-glusitol (sorbitol)OHHOHHOHOHHCH2OHOHHReaksi yang terjadi adalah reaksi reduksi sejumlahkecil aldehida dalam kesetimbangan denganhemiasetal siklik. Jika aldehida yang sedikit itudireduksi, keseimbangan bergeser ke kanan, sehinggaakhirnya semua gula terkonversi. Sorbitol digunakansecara komersial sebagai pemanis dan pengganti gula.HOHOHHHOHCHOHH6CH2OHO12345HOHOHHHOHOHH6CH2OH12345HHOHOHHHOHHH6CH2OH12345OHooZZXYZZZZXYZZd-glukosa(bentuk aldehida asiklik)α- d-glukosaβ- d-glukosa
212Kimia SMA dan MA Kelas XIIb) Mengalami Reaksi OksidasiAldosa berada terutama dalam bentuk hemiasetalsiklik, tetapi struktur ini juga ada meskipun sedikitdalam bentuk aldehida rantai terbuka. Gugusaldehida ini dapat dengan mudah dioksidasi menjadiasam. Produknya dinamakan asam aldonat (aldonicacid). Contohnya, d-glukosa mudah dioksidasimenjadi asam d-glukonat.Oksidasi aldosa mudah terjadi sehingga senyawa inibereaksi dengan bahan pengoksidasi ringan sepertireagen Tollens (Ag+ dalam larutan amonia berair),reagen Fehling (kompleks Cu2+ dengan ion tartrat),atau reagen Benedict (kompleks Cu2+ dengan ionsitrat). Reagen Tollens menghasilkan uji cermin perak,dan reagen Fehling menyebabkan terbentuknyaendapan merah dari tembaga oksida (Cu2O).Karbohidrat yang bereaksi dengan Ag+ atau Cu2+disebut gula pereduksi (reducing sugar) sebab reduksiterhadap logam diiringi dengan oksidasi terhadapgugus aldehida. Reagen ini digunakan di laboratoriumuntuk menguji keberadaan gula pereduksi.Reaksi aldosa dengan pereaksi Fehling dituliskanseperti berikut.ORCH = O + 2 Cu2+ + 5 OH →RCO– + Cu2O + 3 H2Olarutan biru (endapan merah)Bahan pengoksidasi yang lebih kuat, seperti larutanberair asam nitrat, mengoksidasi gugus aldehida, dangugus alkohol primer menghasilkan asamdikarboksilat yang disebut asam aldarat (aldaric acid).Contohnya, d-glukosa menghasilkan asam d-glukaratseperti gambar di samping.c) Pembentukan Glikosida dari MonosakaridaOleh karena monosakarida berada sebagai hemiasetalsiklik, senyawa ini dapat bereaksi dengan satuekuivalen alkohol membentuk asetat. Contohnyaialah reaksi β-d-glukosa dengan metanol.Perhatikan bahwa hanya gugus –OH pada karbonanomerik yang digantikan oleh gugus –OR. Asetalseperti ini dinamakan glikosida, dan ikatan dariGambar 9.3d-glukosa DioksidasiMenghasilkan Asamd-glukarat+ H2Oikatan glikosidikHHOHHOHHOHOHCH2OHCHOHHOHHOHHOHOHCOOHCOOH2HO⎯⎯⎯→d-glukosaasam d-glukaratβ-d-glukosida+H⎯⎯→metilβ-d-glukosidaCH2OHOHOHOHOHOHHHHHCH2OH+CH2OHOHOHOHOHOCH3HHHH
Makromolekul213karbon anomerik dengan gugus–OR dinamakanikatan glikosidik. Tata nama glikosida berdasarkannama monosakaridanya dengan mengganti akhiran-a dengan akhiran -ida.d) Isomeri pada MonosakaridaMonosakarida mempunyai isomer optis. Contoh(+)glukosa mempunyai isomer α dan β. Dalamlarutan air, konsentrasi α-glukosa adalah 36% danβ-glukosa adalah 64%. Isomer-isomer tersebutmempunyai sifat fisika dan kimia yang berbedasehingga dapat dipisahkan.4) Penggunaan MonosakaridaBerikut beberapa monosakarida dan kegunaannya.a) GlukosaGlukosa disebut juga dekstrosa, gula anggur atau guladarah. Glukosa mempunyai peranan yang pentingdalam proses biologis. Semua karbohidrat dalamtubuh diubah menjadi glukosa. Glukosa merupakanmakanan berenergi yang nantinya dioksidasi menjadikarbon dioksida dan air dalam sel-sel. Semua jaringantubuh menggunakan glukosa sebagai bahan bakaruntuk pertumbuhan dan kegiatan. Glukosa banyakditemukan dalam buah-buahan masak terutamaanggur. Glukosa mempunyai rasa manis tetapi tidaksemanis gula tebu. Glukosa dapat difermentasikanoleh ragi menjadi etil alkohol dan karbon dioksida.b) GalaktosaGalaktosa adalah suatu aldoheksosa yang terdapatpada gula susu dalam kombinasi dengan glukosa.Berbagai ikatan dari galaktosa, yaitu galaktosidaterdapat dalam otak dan jaringan saraf.c) FruktosaFruktosa disebut juga levulosa atau gula buah.Fruktosa merupakan satu-satunya ketoheksosa yangpenting. Fruktosa merupakan gula termanis yangterdapat bebas bersama-sama dengan glukosa dalambuah-buahan dan madu dan dalam bentukkombinasi karbohidrat tingkat tinggi.HOHCH2 OHHOHOOHHHOHHbentuk αHOHCH2 OHHOHOOHHHHOHbentuk βGambar 9.4Madu dan Buah-buahan Mengan-dung FruktosaSumber: Photo Image
214Kimia SMA dan MA Kelas XIIb . DisakaridaDisakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari duamonosakarida melalui reaksi kondensasi. Pada reaksikondensasi melibatkan gugus –OH dari atom C anomerikpada monosakarida pertama, dengan suatu gugus –OH yangterikat pada suatu atom C dari monosakarida kedua danikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen antara atom Canomerik dengan atom O.Perhatikan contoh berikut.Berdasarkan reaksi di atas, dapat kita ketahui bahwa rumusumum disakarida adalah C12H22O12. Contoh disakarida yangpenting adalah laktosa yang terbentuk dari glukosa dangalaktosa; sukrosa, yang terbentuk dari glukosa danfruktosa; dan maltosa yang terbentuk dari glukosa danglukosa. Bagaimana sifat-sifat disakarida? Untuk mengetahuisifat-sifat disakarida lakukan kegiatan berikut.Kegiatan 9.2Uji DisakaridaA. TujuanMempelajari sifat dan reaksi karbohidrat golongan disakarida.B. Alat dan Bahan-Tabung reaksi-Pereaksi molishch's-Penangas air-Selulosa-Kompor listrik-Laktosa-Pembakar spiritus-Maltosa-Pipet tetes-Glukosa-Larutan HCl encer-Fruktosa-Larutan H2SO4 pekat-Kertas lakmus-Larutan NaOH 10%-Pereaksi FehlingC. Cara Kerja1.Uji Molisch'sa. Ambil 5 mL larutan glukosa 2%. Masukkan ke dalam tabung reaksi.b . Tambahkan 3 tetes pereaksi molisch’s kemudian kocok hingga larut.c. Tuangkan secara hati-hati larutan glukosa yang telah dicampur dengan pereaksimolisch’s melalui pinggir tabung reaksi yang berisi H2SO4 pekat, sehinggamengapung pada permukaan asam tanpa bercampur.OHOHOHOHOOHOHOHOH+OOHOHOHOHOHOHO++ H2OHCH2OHHHHHCH2OHHHHHOHOHHHCH2OHHCH2OHOHHHHHmonosakaridamonosakaridadisakarida
Makromolekul215d. Perhatikan dan catat warna cincin yang terbentuk antara kedua lapisan tersebut.e. Ulangi langkah a – d untuk fruktosa, sukrosa, laktosa dan maltosa.2.Uji Fehlinga. Masukkan 2 mL pereaksi Fehling ke dalam tabung reaksi.b . Tambahkan 1 mL larutan glukosa 2% ke dalam tabung reaksi tersebut.c. Panaskan campuran tersebut pada pembakar spiritus.d. Ulangi langkah a – c untuk fruktosa, sukrosa, laktosa dan maltosa.3.Hidrolisis Sukrosaa. Campurkan 10 mL larutan sukrosa dengan 2 mL HCl encer.b . Panaskan campuran tersebut dalam penangas air.c. Netralkan campuran di atas dengan NaOH 10%.d. Uji dengan pereaksi Fehling.D. Hasil PercobaanE. Analisa Data1. Bagaimana perbedaan glukosa dan flukosa berdasarkan uji Fehling dan Molish?2. Sebutkan jenis gula yang dihasilkan dari hidrolisis sukrosa!3. Mengapa untuk menguji hasil hidrolisis sukrosa dilakukan uji Fehling?Sifat-sifat disakarida antara lain sebagai berikut.1) Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi, sedangkanlaktosa dan maltosa adalah gula pereduksi karena dapatmereduksi larutan Fehling. Dan hal ini disebabkan padalaktosa dan maltosa masih menyisakan satu gugushemiasetal bebas yang merupakan gugus pereduksi.Adapun sukrosa merupakan gula pereduksi karenapembentukan sukrosa melibatkan gugus hemiasetalglukosa dan gugus hemiasetal fruktosa, sehingga tidakmemiliki gugus pereduksi.PercobaanPengamatanA. Uji Molish glukosafruktosasukrosalaktosamaltosaB. Uji FehlingglukosafruktosasukrosalaktosamaltosaC. Uji Fehlinghasil hidrolisissukrosa
216Kimia SMA dan MA Kelas XII2) Mempunyai rasa manis3) Larut dalam air.4) Mengalami hidrolisis menjadi dua monosakarida yangsejenis ataupun berlainan.Apakah kegunaan disakarida dalam kehidupan sehari-hari?Berikut beberapa disakarida dan kegunaannya.1) SukrosaDisakarida komersial yang paling penting ialah sukrosa,atau gula tebu. Lebih dari 100 juta ton diproduksi setiaptahun di dunia. Sukrosa terdapat dalam semua tumbuhanfotosintetik, yang berfungsi sebagai sumber energi. Sukrosadiperoleh secara komersial dari batang tebu dan bit gula,yang kadarnya 14 sampai 20% dari cairan tumbuhan tersebut.2) LaktosaLaktosa merupakan gula utama dalam ASI dan susu sapi(4 sampai 8% laktosa)3) MaltosaMaltosa ialah disakarida yang diperoleh melalui hidrolisisparsial pati. Maltosa biasa disebut juga gula malt dandisentesis dari proses hidrolilis amilum. Matosadigunakan dalam produk minuman bir, wiski malt, danmakanan bayi.c. PolisakaridaPolisakarida terdiri dari banyak satuan monosakarida.Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagaipenguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin) dansebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen, fruktan).Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna olehtubuh, tetapi merupakan serat-serat (dietary fiber) yang dapatmenstimulasi enzim-enzim pencernaan.Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul mono-sakarida yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapatdihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik kerjanya. Hasilhidrolisis sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapatdipakai untuk menentukan struktur molekul polisakarida.Polisakarida dengan satuan monosakaridanya gula pentosa(C5H10O5) maka polisakarida tersebut dikelompokkansebagai pentosan (C5H8O4)x. Adapun jika satuan mono-sakaridanya adalah gula heksosa (C6H12O6) maka polisakaridatersebut dikelompokkan sebagai heksosan (C6H10O5)x.Beberapa polisakarida mempunyai nama trivial yangberakhiran dengan -in misalnya kitin, dekstrin, dan pektin.Berikut beberapa polisakarida yang penting.1) PatiPati termasuk polisakarida jenis heksosan. Patimerupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya,tergantung dari panjang rantai C-nya, serta rantaiGambar 9.5Susu MengandungLaktosa.Sumber: Dokumen Penerbit
Makromolekul217molekulnya lurus atau bercabang. Pati terdiri dari duafraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksiterlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebutamilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus denganikatan α-(1,4)-d-glukosa, sedang amilopektin mempunyaicabang dengan ikatan α-(1,4)-d-glukosa sebanyak 4–5 %dari berat total. Perhatikan struktur amilosa berikut.Peranan perbandingan amilosa dan amilopektin terlihatpada serealia, contohnya pada beras. Semakin kecilkandungan amilosa atau semakin tinggi kandunganamilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Beras ketanpraktis tidak ada amilosanya (1 – 2%), sedang beras yangmengandung amilosa lebih besar dari 2% disebut berasbiasa atau beras bukan ketan. Berdasarkan kandunganamilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi empatgolongan 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) SelulosaSelulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentukstruktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman.Pada proses pematangan, penyimpanan, atau pengolahan,komponen selulosa dan hemiselulosa mengalamiperubahan sehingga terjadi perubahan tekstur.Perhatikan struktur selulosa berikut.Seperti juga amilosa, selulosa adalah polimer berantailurus α-(1,4)-d-glukosa. Perbedaan selulosa denganamilosa adalah pada jenis ikatan glukosidanya. Selulosaoleh enzim selobiose, yang cara kerjanya serupa denganCH2OHOHOHOHOHHHHHCH2OHOHOHOHHHHHOCH2OHOHOHOHHHHHOOHamilosaCH2OHOHOHOHOHHHHHCH2OHOHOHHHHOCH2OHOHOHOHHHHOOHHHHOCH2OHOOHHHOHHOHHselulosa××
218Kimia SMA dan MA Kelas XIIβ-amilase, akan menghasilkan dua molekul glukosa dariujung rantai.Pada penggilingan padi, dihasilkan hampir 50% sekamyang banyak mengandung selulosa, lignin, serta mineralNa dan K yang mempunyai daya saponifikasi. Selulosadalam sekam padi dapat dipergunakan untuk makananternak, tetapi kandungan ligninnya harus dihilangkanterlebih dahulu, biasanya dengan KOH. Di beberapanegara, misalnya Taiwan, telah diusahakan untukmelarutkan lignin dengan NH4OH sebagai penggantiKOH. Penambahan NH4OH ini mempunyai keuntunganberupa penambahan sumber N dalam makanan ternak.Di samping itu NH4OH harganya jauh lebih murahdibandingkan dengan KOH.Selulosa sebagai bahan pembuatan kertas. Kayu dipotongkecil-kecil dan dimasak dalam kalsium bisulfit untukmelarutkan ligninnya. Selanjutnya selulosa diambildengan penyaringan. Kegunaan selulosa yang lain adalahsebagai bahan benang rayon.3) HemiselulosaBila komponen-komponen pembentuk jaringantanaman dianalisis dan dipisah-pisahkan, mula-mulalignin akan terpisah dan senyawa yang tinggal adalahhemiselulosa. Hemiselulosa terdiri dari selulosa dansenyawa lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisishemiselulosa, diperkirakan bahwa monomernya tidaksejenis (heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa yangutama adalah d-xilosa, pentosa dan heksosa lain.Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaituhemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi rendah danmudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam,sedangkan selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa tidakmempunyai serat-serat yang panjang seperti selulosa, dansuhu bakarnya tidak setinggi selulosa.4) Pektina) Senyawa PektinPektin secara umum terdapat di dalam dinding selprimer tanaman, khususnya di sela-sela antaraselulosa dan hemiselulosa. Senyawa-senyawa pektinjuga berfungsi sebagai bahan perekat antara dindingsel yang satu dengan yang lain. Bagian antara duadinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamelatengah (midle lamella).Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dariasam d-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatanβ- (1,4)-glukosida. Asam galakturonat merupakanturunan dari galaktosa.Pektin terdapat dalam buah-buahan seperti jambubiji, apel, lemon, jeruk, dan anggur. Kandungan pektin
Makromolekul219dalam berbagai tanaman sangat bervariasi. Bagiankulit (core) dan albeda (bagian dalam yang berbentukspons putih) buah jeruk lebih banyak mengandungpektin daripada jaringan perenkimnya.Pektin berfungsi dalam pembentukan jeli. Potensipembentukan jeli dari pektin menjadi berkurangdalam buah yang terlalu matang. Selama prosespematangan terjadi proses dimetilasi pektin dan inimenguntungkan untuk pembuatan gel. Akan tetapidimetilasi yang terlalu lanjut atau sempurna akanmenghasilkan asam pektat yang menyebabkan pem-bentukan gel berkurang.b) Gel PektinPektin dapat membentuk gel dengan gula bila lebihdari 50% gugus karboksil telah termetilasi (derajatmetilasi = 50). Adapun untuk pembentukan gel yangbaik maka ester metil harus sebesar 8% dari beratpektin. Makin banyak ester metil, makin tinggi suhupembentukan gel.5) GlikogenGlikogen merupakan “pati hewan” banyak terdapat padahati dan otot, bersifat larut dalam air (pati nabati tidaklarut dalam air). Jika bereaksi dengan iodin akanmenghasilkan warna merah. Senyawa yang mirip denganglikogen telah ditemukan dalam kapang, khamir, danbakteri. Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benihjagung (sweet corn). Hal ini penting diketahui karena sejaklama orang berpendapat bahwa glikogen hanya terdapatpada hewan.Glikogen merupakan suatu polimer yang strukturmolekulnya hampir sama dengan struktur molekulamilopektin. Glikogen mempunyai banyak cabang (20 –30 cabang) yang pendek dan rapat. Glikogen mempunyaiberat molekul (BM) sekitar 5 juta dan merupakan molekulterbesar di alam yang larut dalam air.Glikogen terdapat pula pada otot-otot hewan, manusia,dan ikan. Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagaicadangan energi yang sewaktu-waktu dapat diubahmenjadi glukosa. Glikogen dipecah menjadi glukosadengan bantuan enzim yaitu fosforilase.Latihan 9.21. Apakah yang dimaksud dengan:a. amilosa,b. glikogen?2. Apakah perbedaan antara monosakarida dan disakarida? Berilah masing-masing contohnya!3. Bagaimana monosakarida dan disakarida?4. Berilah contoh kegunaan polisakarida dalam kehidupan sehari-hari!5. Apakah yang dimaksud glikosida?Gambar 9.6Albeda Buah JerukMengandung PektinSumber: Dokumen Penerbit
220Kimia SMA dan MA Kelas XIIgugus aminagugus karboksilNH2HC COOHHH2NCH COOHRPernahkah kamu minum susu? Atau makan kacang-kacangan? Dalam menu sehari-hari kamu, kadang terdapatkacang-kacangan, biji-bijian, buncis, telur ataupun daging.Bahan-bahan tersebut semuanya mengandung protein. Apakahprotein itu? Protein merupakan polimer alam yang terbentukdari banyak monomer asam amino yang saling berikatan satusama lain melalui ikatan peptida dengan reaksi polimerisasikondensasi.Asam amino + Asam amino + .....→protein + n H2O1. Asam AminoAsam amino merupakan senyawaan dengan molekul yangmengandung gugus fungsional amino (–NH2) maupun karboksil(–CO2H). Secara umum, struktur asam amino dapat dituliskanseperti berikut.R dapat berupa gugus alkil, suatu rantai karbon yang meng-andung atom-atom belerang, suatu gugus siklik atau gugus asamataupun basa.Asam amino yang paling sederhana adalah glisin. Perhatikanstruktur glisin berikut.Asam amino diperoleh dengan menghidrolisis protein, danditemukan 20 asam amino. Asam amino ini dibedakan menjadiasam amino esensial dan asam amino nonesensial.Asam amino esensial merupakan asam amino yang sangatpenting untuk tubuh tetapi tubuh tidak dapat membuat sendiri.Oleh karena itu, harus diperoleh dari luar yaitu dari makanan.Contoh asam amino esensial adalah threonin, valin, leusin,isoleusin, lisin, metionin, fenilalanin, tirosin, dan triptofan.Adapun asam amino nonesensial merupakan asam amino yangdapat dibuat oleh tubuh sendiri. Contoh asam aminononesensial adalah glisin, alanin, serin, arginin, histidin, asamaspartat, asam glutamat, aspartin, glutamin, sistein, dan prolin.Gambar 9.7Bahan Makananyang MengandungProteinSumber: Dokumen PenerbitC. Asam Amino dan Protein
Makromolekul221Perhatikan contoh rumus struktur asam amino esensial danasam amino nonesensial pada tabel berikut.NoNamaStrukturHNH2OCH3– C – C – COH HOH–––=––Tabel 9.3Asam Amino Esensial dan Asam Amino NonesensialNH2OCH3–CH– CH2– C – CCH3HOH–––=–NH2OH2N –CH2– CH2– CH2 – CH2 – C – CHOH–––=NH2O– CH2 – C – CHOH–––=HO –NH2O– CH2 – C – CHO–––=1. Threonin (Thr)2. Leusin (Leu)3. Lisin (Lys)4. Fenilananin (Phe)5. Tirosin (Tyr)6.Alanin (Ala)7.Arginin8.Asam Glutamat9.SisteinNH2OCH3– C – CHOH–=––NH2OH2N –C – NH – CH2 – CH2 – CH2 – C – CNHHOH–––== ONH2OC – CH2–CH2– C – COHHOH–––=–=NH2OHS – CH2– C – CHOH–––=
222Kimia SMA dan MA Kelas XIIa. Sifat Asam AminoAsam amino memiliki sifat-sifat, antara lain seperti berikut.1) Sifat Asam BasaAsam amino bersifat amfoter artinya dapat berperilakusebagai asam dan mendonasikan proton pada basa kuatatau dapat juga berperilaku sebagai basa denganmenerima proton dari asam kuat.Pada pH rendah asam amino bersifat asam sedangkanpada pH tinggi asam amino bersifat basa. Perhatikankeseimbangan bentuk asam amino berikut.RCHCO2H -+OHH⎯⎯⎯→←⎯ ⎯⎯RCHCO2–-+OHH⎯⎯⎯→←⎯ ⎯⎯ RCHCO2–NH3+NH3+NH2Perhatikan kurva titrasi alanin pada berbagai pH berikut.Pada kurva tersebut memperlihatkan bahwa pada pHrendah (larutan asam) asam amino berada dalam bentukion amonium tersubstitusi dan pada pH tinggi (larutanbasa) alanin hadir sebagai ion karboksilat tersubstitusi.Pada pH pertengahan yaitu 6,02, asam amino beradasebagai ion dipolar.Jadi secara umum, asam amino dengan satu gugus aminodan satu gugus karboksilat dan tidak ada gugus asamatau basa lain di dalam strukturnya, memiliki dua nilaipKa di sekitar 2 sampai 3 untuk proton yang lepas darigugus karboksil dan di sekitar 9 sampai 10 untuk protonyang lepas dari ion amonium serta memiliki titikisoelektrik di antara kedua nilai pKa, yaitu sekitar pH 6.asam amino padapH rendah(asam)bentuk ion dipolarasam amino padapH tinggi(basa)Gambar 9.8Kurva Titrasi untuk AlaninSumber: Kimia untuk Universitas
Makromolekul223ContohTuliskan struktur serin pada:1.pH rendah,2.pH tinggi.Penyelesaian:1. Pada pH tinggi sebagai ion negatif.HO CH2CNH2HCO2-2. Pada pH rendah sebagai ion positif.HO CH2CNH3+HCOOHBagaimanakah sifat asam basa dari asam amino yangmemiliki gugus asam atau basa lebih dari satu?Asam aspartat dan asam glutamat memiliki dua guguskarboksil dan satu gugus amino. Dalam asam kuat ketigagugus tersebut berada dalam bentuk asam (terprotonasi).Jika pH dinaikkan dan larutan menjadi lebih basa. Setiapgugus berturut-turut melepaskan proton dan titikisoelektriknya berada pada pH 2,87.2) Terdapat Muatan Positif dan Negatif pada Asam AminoAsam amino dapat memiliki muatan positif dan muatannegatif tergantung pada pH lingkungannya.Asam amino-asam amino yang berbeda muatan dapatdipisahkan berdasarkan perbedaan muatannya. Metodeyang digunakan adalah elektroforesis. Dalam suatupercobaan elektroforesis yang umum, campuran asamamino diletakkan pada penyangga padat, contohnyakertas dan penyangga itu ditetesi dengan larutan berairhingga basah pada pH yang diatur. Medan listrikkemudian dipasang melintang kertas. Asam amino yangbermuatan positif pada pH tersebut akan bergerak kekatode yang bermuatan negatif. Asam amino yangbermuatan negatif akan bergerak ke anode bermuatanpositif. Gerakan ini berhenti bila medan listrik dimatikan.Perhatikan gambar hasil percobaan elektroforesis asamamino -αalanin di samping.Pada alat elektroforesis perpindahan asam amino dalamhal ini alanin dalam medan listrik tergantung pada pH.Pada pH tinggi alanin bermuatan negatif dan bergerakke anode positif (Gambar 9.9 a) dan pada titik isoelektrikyaitu pH 6,02 alanin netral dan tidak bergerak (Gambar9.9 b), sedangkan pada pH rendah, alanin bermuatanpositif dan bergerak ke katode yang bermuatan negatif(Gambar 9.9 c).Gambar 9.9Percobaan Elektro-foresis pada AsamAmino α-alaninSumber: Kimia untuk Universitas
224Kimia SMA dan MA Kelas XIIRCHNH3+CO2COClRHC2 H2OClCOR+NHCO2R'++___3) Reaksi Asam AminoAsam amino dapat menjalin reaksi pada gugus asamkarboksilat atau amino.a) Reaksi esterifikasi pada gugus karboksilat, dapatdituliskan seperti berikut.b) Reaksi diasilasi gugus amino menjadi amida.Kedua jenis reaksi ini bermanfaat dalam modifikasiatau pelindung sementara bagi kedua gugus tersebut,terutama sewaktu mengendalikan penautan asamamino untuk membentuk peptida atau protein.c) Reaksi NinhidrinNinhidrin adalah reagen yang berguna untuk mendeteksiasam amino dan menetapkan konsentrasinya dalamlarutan. Senyawa ini merupakan hidrat dari triketonsiklik. Bila bereaksi dengan asam amino akan menghasil-kan zat warna ungu. Perhatikan reaksi seperti berikut.OOOHOH+RCHCO2NH2Hanya atom nitrogen dari zat ungu yang berasal dariasam amino, selebihnya terkonversi menjadi aldehidadan karbon dioksida. Jadi, zat warna ungu yangdihasilkan dari asam amino α dengan gugus aminoprimer, intensitas warnanya berbanding lurus dengankonsentrasi asam amino yang ada. Adapun prolinayang mempunyai gugus amino sekunder bereaksidengan ninhidrin menghasilkan warna kuning.4) Ikatan DisulfidaAsam amino dapat membentuk ikatan disulfida (disulfidabond) dengan asam amino yang lain yaitu ikatan tunggalanion unguninhidrinasam aminoRCHNH3+CO2-RCHH2OR'OH++NH3+CO2R'+OONO-O+ RCHO + CO2 + 3 H2O + H+
Makromolekul225S – S. Perhatikan terbentuknya ikatan disulfida darireaksi oksidasi dua unit sistein berikut.b . Kegunaan Asam AminoDalam teknologi pangan asam amino ada yang meng-untungkan tetapi juga ada yang kurang menguntungkan.1) Asam amino yang menguntungkan.Contoh asam amino yang menguntungkan adalah d-triptofan yang mempunyai rasa manis 35 kali kemanisansukrosa, sehingga dapat dijadikan sebagai bahan pemanis.Contoh lainnya adalah asam glutamat yang sangatpenting peranannya dalam pengolahan makanan karenadapat menimbulkan rasa yang lezat. Dalam kehidupansehari-hari dikenal monosodium glutamat, di mana gugusglutamat akan bergabung dengan senyawa lain sehinggamenghasilkan rasa enak.2) Asam amino yang merugikan.Contoh putih telur (albumen) yang mengandung avidindan mukadin, di mana asam amino tersebut dapatmengikat biotin (sejenis vitamin B), sehingga biotin tidakdapat diserap oleh tubuh.2. ProteinProtein ialah biopolimer yang terdiri atas banyak asam aminoyang berhubungan satu dengan lainnya dengan ikatan amida(peptida). Protein memainkan berbagai peranan dalam sistembiologis. Protein mengandung karbon, hidrogen, nitrogen,oksigen, sulfat, dan fosfat.a. Sifat-Sifat ProteinSifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung padajumlah dan jenis asam aminonya. Berat molekul proteinsangat besar sehingga bila protein dilarutkan dalam air akanmembentuk suatu dispersi koloidal. Molekul protein tidakdapat melalui membran semipermiabel, tetapi masing-masing dapat menimbulkan tegangan pada membrantersebut.ikatandisulfidadua unit sistein– Cys – S – S – Cys –NHCHCH2SHCOCH2SHNHCH CO+NHCHCH2COH2CNHCH CO+SSTabel 9.4Komposisi DasarProteinPersentase (%)Karbon51,0 – 55Hidrogen6,5 – 7,3Nitrogen15,5 – 18Oksigen21,5 – 23,5Sulfat0,5 – 2,0Phospat0,0 – 1,5Sumber:Kimia Pangan dan Gizi
226Kimia SMA dan MA Kelas XIIAda protein yang larut dalam air, dan ada pula yang tidaklarut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarutlemak seperti etil eter. Bila dalam suatu larutan proteinditambahkan garam, maka daya larut protein akanberkurang, akibatnya protein mengendap. Prinsip inidigunakan untuk memisahkan protein dari larutannya.Proses pemisahan protein seperti ini disebut salting out.Garam-garam logam berat dan asam-asam mineral kuatternyata baik digunakan untuk mengendapkan protein.Prinsip ini dipakai untuk mengobati orang yang keracunanlogam berat dengan memberi minum susu atau makan telurmentah kepada pasien.Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol, makaprotein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkoholmenarik mantel air yang melingkupi molekul-molekulprotein. Selain itu penggumpalan juga dapat terjadi karenaaktivitas enzim-enzim proteolitik.Adanya gugus amino dan karboksil bebas pada ujung-ujungrantai molekul protein, menyebabkan protein mempunyaibanyak muatan (polielektrolit) dan bersifat amfoter (dapatbereaksi dengan asam maupun dengan basa). Daya reaksiberbagai jenis protein terhadap asam dan basa tidak sama,tergantung dari jumlah dan letak gugus amino dan karboksildalam molekul. Dalam larutan asam (pH rendah), gugusamino bereaksi sebagai basa, sehingga protein bermuatanpositif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, makamolekul protein akan bergerak ke arah katode. Sebaliknya,dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksisebagai asam atau bermuatan negatif, sehingga molekulprotein akan bergerak menuju anode. Pada pH tertentu yangdisebuttitik isolistrik(pI), muatan gugus amino, dankarboksil bebas akan saling menetralkan sehingga molekulbermuatan nol. Tiap jenis protein mempunyai titik isolistrikyang berlainan. Perbedaan inilah yang dijadikan pedomandalam proses-proses pemisahan serta pemurnian protein.b. Struktur ProteinPenyusun utama protein adalah urutan berulang dari satuatom nitrogen dan dua atom karbon. Protein tersusun atasbeberapa asam amino melalui ikatan peptida. Perhatikanstruktur molekul protein berikut ini.ikatan peptidaHNCRCOOHHHHNCRCOOHHH+NCRCOHHNCRCOHH→
Makromolekul227Secara teoritik dari 20 jenis asam amino yang ada di alamdapat dibentuk protein dengan jenis yang tidak terbatas.Namun diperkirakan hanya sekitar 2.000 jenis protein yangterdapat di alam. Para ahli pangan sangat tertarik padaprotein, karena struktur dan sifatnya yang dapat digunakanuntuk berbagai keperluan. Struktur protein dapat dibagimenjadi sebagai berikut.1) Struktur PrimerSusunan linier asam amino dalam protein merupakanstruktur primer. Susunan tersebut merupakan suaturangkaian unik dari asam amino yang menentukan sifatdasar dari berbagai protein dan secara umum menentukanbentuk struktur sekunder dan tersier.2) Struktur SekunderKekuatan menarik di antara asam amino dalam rangkaianprotein menyebabkan struktur utama membelit,melingkar, dan melipat diri sendiri. Bentuk-bentuk yangdihasilkan dapat spriral, heliks, dan lembaran. Bentukini dinamakan struktur sekunder.Dalam kenyataannya struktur protein biasanyamerupakan polipeptida yang terlipat-lipat dalam bentuktiga dimensi dengan cabang-cabang rantai polipeptidanyatersusun saling berdekatan.Contoh bahan yang memiliki struktur sekunder ialahbentuk α-heliks pada wol, bentuk lipatan-lipatan (wiru)pada molekul-molekul sutra, serta bentuk heliks padakolagen. Perhatikan bentuk α-heliks protein di samping.Pada struktur ini ikatan peptida, dan ikatan hidrogenantara gugus N - H dan C = O berperan sebagai tulangpunggung struktur.3) Struktur TersierKebanyakan protein mempunyai beberapa macamstruktur sekunder yang berbeda. Jika digabungkan,secara keseluruhan membentuk struktur tersier protein.Bagian bentuk-bentuk sekunder ini dihubungkan denganikatan hidrogen, ikatan garam, interaksi hidrofobik, danikatan disulfida. Ikatan disulfida merupakan ikatan yangterkuat dalam mempertahankan struktur tersier protein.Ikatan hidrofobik terjadi antara ikatan-ikatan nonpolardari molekul-molekul, sedang ikatan-ikatan garam tidakbegitu penting peranannya terhadap struktur tersiermolekul. Ikatan garam mempunyai kecenderunganbereaksi dengan ion-ion di sekitar molekul.Perhatikan ikatan-ikatan pada struktur tersier proteinberikut.Gambar 9.10Skema Alfa - HeliksSumber:Kimia Pangan dan Gizi
228Kimia SMA dan MA Kelas XII4) Struktur KuartenerStruktur primer, sekunder, dan tersier umumnya hanyamelibatkan satu rantai polipeptida. Akan tetapi bilastruktur ini melibatkan beberapa polipeptida dalammembentuk suatu protein, maka disebut strukturkuartener. Pada umumnya ikatan-ikatan yang terjadisampai terbentuknya protein sama dengan ikatan-ikatanyang terjadi pada struktur tersier.c. Klasifikasi ProteinProtein dapat digolongkan berdasarkan berikut ini.1) Struktur Susunan MolekulBerdasarkan struktur susunan molekul, protein dibagimenjadi protein fibriler/skleroprotein dan proteinglobuler/sferoprotein.Protein fibriler/skleroprotein adalah protein yangberbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik larutan garam, asam, basa, ataupunalkohol. Berat molekulnya yang besar belum dapatditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan. Susunanmolekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjangsejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal danbila rantai ditarik memanjang, dapat kembali padakeadaan semula. Kegunaan protein ini terutama hanyauntuk membentuk struktur bahan dan jaringan. Kadang-kadang protein ini disebut albuminoid dan sklerin.Contoh protein fibriler adalah kolagen yang terdapat padatulang rawan, miosin pada otot keratin pada rambut, danfibrin pada gumpalan darah.Protein globuler/sferoprotein yaitu protein yangberbentuk bola. Protein ini banyak terdapat pada bahanGambar 9.12Protein pada RambutTergolong ProteinFibrilerSumber: www.furiae.comGambar 9.11Ikatan pada Struktur Tersier Proteina. Interaksi Elektrostatik; b. Ikatan Hidrogen; c. Interaksi Hidrofobik;d. Interaksi Hidrofilik; e. Interaksi Disulfida.Sumber: Kimia Pangan dan Gizi
Makromolekul229pangan seperti susu, telur, dan daging. Protein ini larutdalam garam dan asam encer; lebih mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam,dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudahterdenaturasi, yaitu perubahan susunan molekul yangdiikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologinyaseperti yang dialami oleh enzim dan hormon.2) KelarutanBerdasarkan kelarutannya, protein globuler dapat dibagidalam beberapa kelompok, yaitu albumin, globulin,glutelin, prolamin, histon, dan protamin.Albumin, larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas.Contohnya albumin telur, albumin serum, dan laktal-bumin dalam susu.Globulin, tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas,larut dalam larutan garam encer, dan mengendap dalamlarutan garam konsentrasi tinggi (salting out). Contohglobulin adalah miosinogen dalam otot, ovoglobulindalam kuning telur, amandin dari buah almonds,legumin dalam kacang-kacangan.Glutelin, tidak larut dalam pelarut netral tetapi larutdalam asam/basa encer. Contohnya glutelin dalamgandum dan oriznin dalam beras.Prolamin atau gliadin, larut dalam alkohol 70 - 80% dantak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contohnyagliadin dalam gandum, hordain dalam barley, dan zeindalam jagung.Histon, larut dalam air dan tidak larut dalam amoniaencer. Histon dapat mengendap dalam pelarut proteinlainnya. Histon yang terkoagulasi karena pemanasandapat larut lagi dalam larutan asam encer. Contohnyaglobin dalam hemoglobin.Protamin, protein paling sederhana dibanding protein-protein lain, tetapi lebih kompleks daripada pepton danpeptida. Protein ini larut dalam air dan tidak terkoagulasioleh panas. Larutan protamin encer dapat mengandungprotein lain, bersifat basa kuat, dan dengan asam kuatmembentuk garam kuat. Contohnya salmin dalam ikansalmon, klupein pada ikan herring, skombrin (scombrin)pada ikan mackarel dan spirinin (cyprinin) pada ikan karper.3) Adanya Senyawa Lain pada ProteinBerdasarkan keberadaan senyawa lain pada protein, makaprotein dibagi menjadi protein konjugasi dan proteinsederhana.Protein konjugasi yaitu protein yang mengandungsenyawa lain yang nonprotein.Contohnya hemoglobindarah. Protein pada heme yaitu suatu senyawaan besikompleks berwarna merah.
230Kimia SMA dan MA Kelas XIIProtein sederhana yaitu protein yang hanya mengandungsenyawa protein.4) Tingkat DegradasiProtein dapat dibedakan menurut tingkat degradasinya.Degradasi merupakan tingkat permulaan denaturasi.a) Protein alami adalah protein dalam sel.b) Turunan protein yang merupakan hasil degradasiprotein. Pada tingkat permulaan denaturasi, dapatdibedakan menjadi protein turunan primer (proteindan meta-protein) dan protein turunan sekunder(proteosa, pepton, dan peptida).Protein turunan primer merupakan hasil hidrolisisyang ringan, sedangkan protein turunan sekunderadalah hasil hidrolisis yang berat.Protein adalah hasil hidrolisis oleh air, asam encer, atauenzim, yang bersifat tidak larut. Contohnya adalahmiosan dan endestan.Metaprotein merupakan hasil hidrolisis lebih lanjutoleh asam dan alkali dalam asam serta alkali encer tetapitidak larut dalam larutan garam netral. Contohnyaadalah asam albuminat dan alkali albuminat.Proteosa bersifat larut dalam air dan tidak terkoagulasioleh panas. Diendapkan oleh larutan (NH4)2SO4jenuh.Pepton juga larut dalam air, tidak terkoagulasikan olehpanas, dan tidak mengalami salting out denganamonium sulfat, tetapi mengendap oleh pereaksialkohol seperti asam fosfotungstat.Peptida merupakan gabungan dua atau lebih asamamino yang terikat melalui ikatan peptida.d. Kegunaan Protein bagi TubuhProtein mempunyai fungsi, antara lain seperti berikut.1) Sebagai EnzimHampir semua reaksi biologi dipercepat oleh suatusenyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim,mulai dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksitransportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumitseperti replikasi kromosom.Sampai saat ini lebih dari seribu enzim telah dapat diketahuisifat-sifatnya dan jumlah tersebut masih terus bertambah.2) Alat Pengangkut dan Alat PenyimpanBanyak molekul dengan massa molekul relatif (Mr) kecilserta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan olehprotein tertentu. Misalnya hemoglobin mengangkutoksigen dalam eritrosit, sedangkan mioglobin mengangkutoksigen dalam otot. Ion besi diangkut dalam plasma darahGambar 9.13Enzim Triosa FosfatIsomerase Meng-katalisasi PelepasanEnergi dari Glukosadalam DarahSumber: Tempo 20 Agustus 2006
Makromolekul231oleh transterin dan disimpan dalam hati sebagai kompleksdengan feritin, suatu protein yang berbeda dengantransferin.3) Pengatur PergerakanProtein merupakan komplek utama daging. Gerakanotot terjadi karena adanya dua molekul protein yangsaling bergeseran. Contohnya pergerakan flagela spermadisebabkan oleh protein.4) Penunjang MekanisKekuatan serta daya tahan kulit dan tulang disebabkanadanya kalogen yaitu suatu protein berbentuk bulatpanjang dan mudah membentuk serabut.5) Pertahanan Tubuh/ImunisasiPertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitusuatu protein khusus yang dapat mengenal danmenempel atau mengikat benda-benda asing yang masukke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel-sel asinglain. Protein ini pandai sekali membedakan benda-bendayang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing.6) Media Perambatan Impuls SarafProtein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentukreseptor. Misalnya rodopsin, yang bertindak sebagaireseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.7) Pengendalian PertumbuhanProtein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yangdapat memengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yangmengatur sifat dan karakter bahan.Untuk menguji protein dalam suatu bahan, lakukan kegiatanberikut ini.Kegiatan 9.3Uji ProteinA. TujuanMenguji adanya protein terhadap beberapa jenis bahan.B. Alat dan Bahan-Gelas kimia 250 mL-Larutan NaOH 6 M-Pipet tetes-Larutan NaOH 0,1 M-Tabung reaksi-Larutan CH3COOH 3 M-Rak tabung reaksi-Larutan HNO3 pekat-Penjepit tabung-Larutan timbel (II) asetat-Penangas air-Susu cair-Kompor-Agar-agar-Kaki tiga dan kawat kasa-Kapas-Spatula kaca-Gelatin-Sendok plastik-Kertas saring-Larutan putih telur-Air-Larutan CuSO4 1%
232Kimia SMA dan MA Kelas XIIC. Cara kerja:1.Uji Timbel (II) Asetata. Ke dalam tabung reaksi yang berisi kira-kira 0,5 mL larutan NaOH 6 M,tambahkan 1 mL larutan putih telur. Didihkan selama 2 menit dengan penangasair, lalu dinginkan. Kemudian asamkan dengan kira-kira 2 mL CH3COOH 3 M.Tutuplah tabung dengan kertas saring yang dibasahi timbel (II) asetat.b. Panaskan tabung reaksi tersebut dengan penangas air dan amati perubahanyang terjadi pada kertas timbel (II) asetat.c. Ulangi percobaan ini untuk putih telur, susu, gelatin, agar-agar, dan kapas.2.Uji Xantoproteata. Ambil putih telur dan tambahkan 2 tetes larutan HNO3 pekat. Panaskan 1 – 2menit dengan penangas air. Amati warna yang terjadi, setelah dingin tambahkanNaOH 6 M tetes demi tetes.b . Ulangi untuk susu, gelatin, agar-agar, dan kapas.3.Uji Biureta. Ambil 1 mL larutan putih telur, tambahkan 2 – 3 tetes larutan CuSO4 1%.Kemudian ditambah 1 mL NaOH 0,1 M. Amati yang terjadi!b . Ulangi percobaan ini untuk susu, gelatin, agar-agar, dan kapas.D. Hasil PercobaanE. Analisa Data1. Dari hasil percobaan, tunjukkan:a. Bahan yang mengandung ikatan peptida.b . Protein yang mengandung benzena dan belerang.2. Tunjukkan bagaimana terjadinya ikatan peptida dalam protein!3. Apakah kesimpulan dari percobaan ini?PercobaanSusu1. Uji Biuret2. Uji Xanto-proteat3. Uji TimbelAsetatPutih TelurGelatinKapasAgar-agar
Makromolekul233DMakromolekul adalah molekul yang sangat besar dengan ukuran 10–10.000 A0 yangterbentuk dari ratusan bahkan ribuan atom. Makromolekul yang mempunyaistruktur teratur, bersifat karakteristik dan tersusun dari unit-unit terkecil dan berulangdinamakan polimer. Berdasarkan asalnya polimer dibedakan menjadi polimer sintetisdan polimer alamiah.DContoh polimer alam yaitu amilum, selulosa, karet, wol, protein, dan karbohidrat.DPolimer sintetis dibedakan menjadi:a. Berdasarkan jenis monomernya-Homopolimer, yaitu polimer yang terdiri dari monomer-monomer sejenis.-Kopolimer, yaitu polimer yang terdiri dari dua macam atau lebih monomer.b . Berdasarkan sifat termalnya yaitu termoplas dan termoset.c. Berdasarkan reaksi pembentukannya.-Polimer adisi terbentuk dari penggabungan monomer-monomer melalui reaksipolimerisasi adisi yang disertai pemutusan ikatan rangkap.-Polimer kondensasi terbentuk dari penggabungan monomer-monomer melaluireaksi polimerisasi kondensasi yang terkadang disertai terbentuknya molekulkecil seperti H2O, HCl, dan NH3.DKarbohidrat atau disebut juga sakarida. Karbohidrat yang paling sederhana adalahmonosakarida, sedangkan karbohidrat kompleks yang terdiri dari banyak unitmonosakarida disebut polisakarida.Contoh polimer sintetis yang banyak digunakan adalah plastik. Jenis-jenis plastikantara lain polietilena, polipropilena, polistirena, PVC, teflon, dan polimetil pentena.DMonosakarida adalah satuan unit terkecil dari karbohidrat yang tidak dapatdihidrolisis lagi menjadi molekul karbohidrat yang terkecil.DStruktur monosakarida dapat digambarkan dengan cara Fischer, Howarth, dan sistemKursi. Jika gugus hidroksil pada struktur Fischer berada di sebelah kanan, maka padarumus Howarth posisinya berada di bawah demikian sebaliknya. Jika gugus OH padaatom C yang berasal dari gugus karbonil (C = O) mengarah ke bawah, maka senyawayang ditandai dengan alfa (α). Adapun yang mengarah ke atas ditandai dengan beta(β).DMonosakarida memiliki sifat-sifat antara lain mengalami reaksi reduksi, oksidasi,membentuk glikosida, dan berisomeri.DMonosakarida yang penting adalah glukosa, galaktosa, dan fruktosa.1. Tuliskan struktur leusin, pada:a.pH normal,c.pH rendah.b.pH tinggi,2. Jelaskan pengertian berikut.a. ikatan peptidac. titik isoelektrikb . ion dipolar3. Jelaskan manfaat asam amino dalam makanan!LatihanRangkuman9.3
234Kimia SMA dan MA Kelas XIIDDisakarida dibentuk dari dua monosakarida melalui ikatan kondensasi. Disakaridamempunyai rumus molekul C12H22O11. Contoh dari disakarida adalah sukrosa,maltosa, dan laktosa.DPolisakarida tersusun atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang pentingadalah selulosa, hemiselulosa, pektin, dan glikogen.DAsam amino memiliki struktur seperti berikut.DAsam amino dibedakan menjadi asam esensial yaitu asam amino yang sangatdiperlukan tubuh, tetapi tidak dapat disintesis oleh tubuh dan asam aminononessensial yang dapat disintesis tubuh.DAsam amino bersifat amfoter; terdapat muatan positif dan negatif; mengalami reaksiesterifikasi, diasilasi, dan ninhidrin; serta terdapat ikatan disulfida.DProtein ialah biopolimer yang terbentuk dari asam-asam amino melalui ikatan peptida.DSifat fisikokimia protein tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya.DProtein memiliki struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener.DKlasifikasi protein berdasarkan struktur susunan molekul, kelarutan, keberadaansenyawa lain, dan tingkat degradasi.DProtein berfungsi sebagai enzim; alat pengangkut dan alat penyimpan; pengaturpergerakan; penunjang mekanis, pertahanan tubuh, media perambatan impuls saraf,dan pengendalian pertumbuhan.DUntuk menguji keberadaan protein dapat ditunjukkan dengan uji reaksi sepertiberikut.a. Uji biuret untuk menunjukkan adanya ikatan peptida.b . Uji xantoproteat untuk menunjukkan adanya gugus fenil atau inti benzena.c. Uji timbel (II) asetat untuk menunjukkan adanya belerang dalam protein.HOR – C – CNH2OH–=––I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!Latih KemampuanIX1. Polimer berikut yang termasuk polimersintetis adalah ....A. poliisoprena, asam nukleatB. neoprena, amilumC. selulosa, proteinD. polivinil kloridaE. protein2. Polimer berikut merupakan jenis plastik,kecuali ....A. polietilenaD. teflonB. PVCE. tetronC. PVA3. Senyawa berikut yang tidak terbentukmelalui polimerisasi adisi adalah ....A. teflonD. dakronB. PVCE. polietenaC. poliisoprena4. Senyawa di bawah ini termasuk mono-sakarida kelompok aldoheksosa, kecuali ....A. glukosaD. manosaB. galaktosaE. idosaC. fruktosa
Makromolekul235C.D.E.10. Sakarida yang memiliki banyak guladisebut ....A. oligosakaridaD. oksisakaridaB. trisakaridaE. metasakaridaC. polisakarida11. Komponen dasar penyusun proteinterutama struktur primernya adalah asamamino. Secara umum asam amino memilikistruktur ....A.B.C.D.E.CH2 OHOHOHHOOHO5. Istilah lain dari bayangan cermin adalah ....A. enantiomerD. polimerB. stereomerE. monomerC. stereoisomer6. Perhatikan struktur hemiasetal senyawamonosakarida berikut ini.Senyawa di atas diberi nama ....A.A-glukosaD. d-galaktosaB. d-glukosaE. d-manosaC.A-galaktosa7. Dalam senyawa manosa dikenal bentukd-manosa dan A-manosa. Perbedaannyaadalah ....A. gugus aldehida dan ketonB. jumlah gugus OHC. ikatannyaD. rumus molekulnyaE. letak gugus OH pada atom C sebelumterakhir8. Polisakarida yang tersimpan di hati sertajaringan otot manusia dan hewan adalah ....A. amilumD. melizitozaB. selulosaE.gentianozaC. glikogen9. Senyawa glukosa membentuk senyawaglikosida oleh pengaruh alkohol. Rumusstruktur glikosida adalah ....A.B.HHHHHCH3CH2 OHOHHOOOHHHHHCH2 OHOHHOOHOOHHHHHCH2 OHCH2 OHOHHOOOHCH2 OHOHHOOOHORCHOCH2 OHOHHOOOHHHHHHHHHHHHHHHR – C – C – C = ONH2HH––––HHR – C – C – C = OHNH2 H––––HR – C – C = ONH2 OH–––HHHH –N –C –C –C – RHOHH––––––=HHR – C – C – C – RNH2OH––––=––
236Kimia SMA dan MA Kelas XII12. Adanya gugus amino dan asam karboksilatmenyebabkan asam amino memiliki duamuatan. Keadaan demikian dinamakan ....A. amfoterD. metaloidB. zwitter ionE. atom netralC. amfiprotik13. Struktur primer senyawa proteindigambarkan sebagai berikut.Dari struktur tersebut yang merupakanikatan peptida adalah ....A. 1D. 4B. 2E. 5C. 3B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!1. Berilah contoh polimer alam dan polimer sintetis masing-masing lima!2. Apakah perbedaan antara selulosa dengan glukosa?3. Mengapa sukrosa merupakan gula nonperuduksi tetapi moltosa merupakan gula pereduksi?Jelaskan!4. Jelaskan kegunaan protein bagi tubuh kita!5. Apakah yang dimaksud dengan ikatan peptida?14. Di bawah ini yang tidak tergolong proteinglobular adalah ....A. albuminD. timinB. globulinE. protaminC. histidin15. Senyawa di bawah ini termasuk asamamino nonesensial adalah ....A. alaninD. leusinB. argininE. metioninC . glisinO HHO HHO H H– C – C – N – C – C – N – C – C – N –RRR=––=––=–––––12345