KarbohidratKomponen bahan pangan yang tersusun oleh 3 unsur utama, yaitu karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Kelompok karbohidrat berdasar struktur kimia dibagi menjadi 3 yaitu struktur yang sederhana (monosakarida dan disakarida), oligosakarida (stakiosa, rafinosa, fruktooligosakarida, galaktooligosakarida) dan dekstrin yang memiliki rantai lebih pendek dari polisakarida, dan yang terakhir adalah struktur yang kompleks atau polisakarida (pati, glikogen, selulosa, dan hemiselulosa).Kelompok karbohidrat berdasar kemampuan untuk dicerna oleh tubuh manusia ada dua yaitu karbohidrat dapat dicerna (monosakarida, disakarida, dekstrin, dan pati) dan karbohidrat tidak dapat dicerna (serat/selulosa dan hemiselulosa).1.MonosakaridaGula ini adalah kelompok karbohidrat yang paling sederhana, berasa manis, larut dalam air, dan dapatr dikristalkan. Karbohidrat selain monosakarida dapat diubah menjadi monosakarida melalui proses hidrolisis sempurna (asam atau enzim). Monosakarida mengandung 3-6 atom karbon yang disebut triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa.Ditinjau dari gugus fungsionalnya monosakarida mengandung gugus aldehida atau karbonil (-C=CO) pada Cl yang disebut aldosa (glukosa, galaktosa) dan juga mengandung gugus keton (-C=O) pada C2 yang disebut ketosa (fruktosa). Gula banyak mengandung gugus hidroksil (-OH) yang mudah membentuk ikatan hidrogen antar molekul-molekulnya atau dengan molekul lain (misal air).Struktur cincin karbohidrat (proyeksi Haworth) berbentuk struktur piranosa (segi 6) dan furanosa (segi 5). Gula-gula sederhana, teruutama yang memiliki gugus karbonil (seperti glukosa dan galaktosa) dapat teroksidasi membentuk gugus karboksiil dan mereduksi komponen lain yang disebut gula pereduksi (reducing sugar).Analisis penetapan gula berdasarkan kemampuan gula pereduksi untuk mereduksi komponen lain (metode Lane-Eynon dan Somogyi). Gula pereduksi berperan dalam reaksi Maillard yaitu reaksi pencoklatan non-enzimatis. Gula pereduksi bereaksi dengan protein (asam amino).

2.DisakaridaTerbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui ikatan glikosida/glikosidik dengan membebaskan 1 molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa dengan ikatan -1,2; maltosa yang terbentuk dari 2 molekul glukosa dengan ikatan -1,4; laktosa yang terbentuk dari glukosa dan galaktosa dengan ikatan -1,4. Disakarida dapat disakarida dengan asam atau enzim membentuk molekul monosakarida penyusunnya.

3.PatiPolisakarida yang diekstrak dari tanaman seperti beras, jagung, ketela pohon, ubi jalar, pisang mentah, sukun mentah, buah mentah, dsb. Tanaman oleh 2 kelompok makromolekul yaitu mannosa dan amilopektin. Amilosa dan amilopektin disusun oleh monomer -D-glukosa yang berikatan satu sama lain melalui ikatan glikosida.Amilosa tersusun oleh molekul glukosa dengan ikatan -1,4-glikosida membentuk homopolimer yang linier yang terdiri dari 200-20000 unit glukosa berbentuk heliks. Amilopektin tersusun oleh molekul glukosa dengan ikatan -1,4-glikosida membentuk homopolimer yang linier dan juga terdapat ikatan -1,6-glikosida membentuk struktur percabangan. Terdiri lebih dari 2 juta unit glukosaa dan setiap 20-30 unit glukosa membentuk strruktu percabangan. Pati dalam bahan pangan terdapat dalam bentuk granula (tempat dimana amilosa dan amilopektin berada). Perbandingan antara amilosa dan amilopektin berbeda-beda pada bahan pangan.

4.Serat MakananKarbohidrat yang tidak dapat dicerna dan terdapat dalam bahan pangan. Serat makanan terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin, pektin, dan gom. Serat ada yang bersifat larut dalam air contohnya pektin dan gom, serta ada yangtidak larut air contohnya selulosa, hemiselulosa, lignin.Selulosa adalah polimer linier dari D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan -1,4. Hemiselulosa merupakan heteropolisakarida yang mengandung berbagai gula terutama pentosa yang dihubungkan dengan ikatan -1,4. Derajat polimerisasi hemiselulosa lebih rendah dibandingkan selulosa karena hemiselulosa mudah terhidrolisis dengan asam.Subtansi pektat merupakan poligalakturonat dengan rantai linier terdiri dari unit asam -D-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan -1,4. Lignin merupakann kompleks polimer aromatik yang mempunyai struktur tiga dimensi.

Analisis Karbohidrat yang Dapat Dicerna Beberapa metode analisis karbohidrat analisis karbohidrat yang banyakk digunakan dalam bahan pangan adalah penentuan total karbohidrat dengan metodeby differencedan kadar gula dengan metode refraktometri, polarometri, kalorimetri, volumetrik/titrimetri, metode enzim, dan HPLC.Kadar karbohidratby differencedipakai untuk tabel komposisi bahan pangan atau analisis proksimat. Karbohidrat totalby differencediperleh dari hasil pengurangan angka 100 dengan presentasi komponen lain seperti air, abu, lemak, dan protein.Karbohidrat total = 100 (%air + %abu + %protein + %lemak) Bila hasil ini dikurangi dengan presentasi serat maka diperoleh kadar karbohidrat yang dapat dicerna.Persiapan contoh analisis gula bertujuan untuk memisahkan gula dari matrik bahan pangan. Hasil persiapan contoh adalah untuk analisis total gula, analisis gula pereduksi,, dan analisis gula non pereduksi. Contoh dipisahkan terlebih dahulu dari komponen/senyawa yang dapat mengganggu analisis seperti senyawa nitrogen, lipida, fenolik, dan pigmen-pigmen yang larut. Senyawa-senyawa tersebut dapat mengganggu filtrasi atau ikut bereaksi sehingga dapat mengganggu pengukuran gula. Alkohol atau gas-gas yang terlarut misalnya pada produk karbonasi atau terfermentasi dibuang dengan cara penguapan pada suhu rendah (vakum) untuk mencegah terurainya gula.Pada persiapan contoh analisis gula pigmen (klorofil, karotenoid) dan lipida dipisahkan dengan mengekstrak dengan petrolium ether (gula tidak larut). Pigmen, senyawa berwarna, dan koloiid jugga dapat dihilangkan dengan arang aktif atau timbul asetat basa (Pb-asetat). Kelebihan Pb-asetat dihilangkan dengan menambahkan natrium atau kalium oksalat.Protein dihilangkan dengan cara mengendapkan karena protein dapat mengganggu penetapan gula metode reduksi dan kolorimetri. Cara penghilangannya dengan menambahkan etanol atau aseton sehingga protein menggmpal lalu dapat dipisahkan dengan penyaringan atau sentrifugasi. Selain itu juga dapat dengan mengendapkan protein menggunakan logam-logam berat seperti Zn(OH)2-.Persiapan contoh cair adalah dengan membuat sampel dalam kondisi basa dengan penambahan CaCO3. Asam-asam yang terdapat dalam contoh tidak menghidrolisis ghula selama pemanasan. Pemansan contoh untuk inaktivasi enzim-enzim penghidrolisis gula. Penambahan Pb-asetat basa digunakan untuk menghilangkan pigmen, senyawa berwarna, dan koloid. Kelebihan Pb-asetat dapat dihilangkan dengan penambahan Natrium atau Kalium oksalat.Persiapan contoh padat diekstraksi terlebih dahulu dengan alkohol 80% untuk memisahkan gula dalam contoh dengan komponen lain. Kebanyakan gula sensitif terhadap alkohol konsentrasi tinggi, sehingga alkohol perlu dihilangkan dengan pemansan rendah.1.Analisis total gula (Metode Anthrone)Gula dapat bereaksi dengan sejumlah pereaksi menghasilkan warna spesifik. Intensitas warna dipengaruhi oleh konsentrasi gula. Intensitas warna yang terbentuk diukur dengan spektofotometer. Pereaksi Anthrone (9,10-dihidro-9-oksoantrasena) 0,1% dalam asam sulfat pekat. Pereaksi Anthrone bereaksii dengan karbohidrat dalam asam sulfat pekat menghasilkan warna biru kehijauan. Intensitas absorbansnya diukur pada =630nm. Metode ini digunakan untuk analisis total gula bahan padat atau cair.Perhitunagn metode ini adalah dengan menentukan konsentrasi gula dalam contoh mengguanakan kurva standar (hubungan antara konsentrasi gula standar dengan absorbans) dan memperhitunkan pengenceran yang dilakukan. Rumusnya dapat ditulis sebagai berikut.Total gula (%) =((GxFP)/W)x100Dimana:G= konsentrasi gula dari kurva standar (gram)FP= faktor pengenceranW= berat contoh (gram)

2.Analisis total gula (Metode Fenol)Metode ini digunakan untuk menetapkan total gula semua bahan pangan. Sebelumnya contoh harus disiapkan seperti pada persiapan contoh untuk analisis gula. Gula sederhana, oligosakarida, polisakarida, dan turunannya dapat bereaksi dengan fenol dalam asam sulfat pekat menghasilkan warna oranye kekuningan yang stabil.Perhitungan menggunakan metode fenol adalah konsentrasi gula dalam contoh ditentukan dengan menggunakan kurva standar (hubungan antara konsentrasi gula standar dengan absorbans) dan memperhitungkan pengenceran yang dilakukan. Rumus perhitungannya dapat ditulis sebagai berikut.Total gula (%) =((GxFP)/W)x100Dimana:G= konsentrasi gula dari kurva standar (gram)FP= faktor pengenceranW= berat contoh (gram)

3.Analisis gula reduksi (Metode Lane-Eynon)Gula pereduksi dalam bahan pangan dapat ditentukan konsentrasinya berdasarkan pada kemampuannya untuk mereduksi pereaksi lain. Analisis gula pereduksi dengan metode Lane-Eynon dilakukan secara volumetri dengan titrasi/titrimetri. Metode ini digunakan untuk penentuan gula pereduksi dalam bahan padat atau cair seperti laktosa, glukosa, fruktosa, maltosa.Metode Lane-Eynon didasarkan pada reaksi reduksi pereaksi Fehling oleh gula-gula pereduksi. Penetapan gula pereduksi dengan melakukan pengukuran volume larutan gula pereduksi standar yang dibuthkan untuk mereduksi pereaksi tembaga (II) basa menjadi tembaga (II) oksida (Cu2O). Udara yang mempengaruhi reaksi dikeluarkan dari campuran reaktan dengan cara mendidihkan laruta selama titrasi.Titik akhir titrasi ditunjukkan dengan metilen blue yang warnanya akan hilang karena kelebihan gula pereduksi di atas jumlah yang dibutuhkan untuk mereduksi semua tembaga. Reaksi kimia yang terjadi selama analisis adalah sebagai berikut.R-COH (gula pereduksi) + Cu2+RCOOH (gula teroksidasi + Cu+Pereaksi yang digunakan adalah Fehling A berisi tembaga (II) yaitu CuSO4.5H2O dan H2SO4serta Fehling B berisi garam Rochelle atau potasium sodium tartat teirahidrat (KnaC4H6O6.4H2O) dan NaOH.Perhitungan dalam metode ini adalah sebagai berikut.Gula pereduksi (%) =[(V0-Vs)xGxTsxFx100]/(TxW)Dimana:Vo= volume larutan glukosa standar untuk titrasi larutan Fehling (ml)Vs= volume larutan glukosa standar untuk titrasi contoh (ml)G= konsentrasi larutan glukosa standar (g/ml)Ts= volume contoh total dari persiapan contoh (ml)T= volume contoh yang diperlukan untuk titrasi (ml)W= berat contoh (g)F= faktor pengenceran

4.Analisis Gula Reduksi (Nelson-Somogyi)Dalam menentukan gula pereduksi dalam bahan padat atau cair perlu persiapan contoh gula terlebih dahulu. Metode Nelson-Somogyi didasarkan pada reaksi reduksi pereaksi tembaga sulfat oleh gula-gula pereduksi. Gula pereduksi mereduksi pereaksi tembaga (II) basa menjadi tembaga (I) oksida (Cu2O). Cu2O ini bersama dengan arsenomolibdat membentuk senyawa komplek berwarna. Intensitas warna menunjukkan banyaknya gula pereduksi dengan pengujian menggunakan =520 nm.Dalam metode ini digunakan pereaksi tembaga sulfat yanng mengandung Na2HPO4, sodium potasium tartrat, NaOH, CuSO4, Na2SO4-dan pereaksi arsenomolibdat yang mengandung amonium molibdat, H2SO4, Na2H2SO4.7H2O.Perhitungan dalam metode ini adalah kandungan gula pereduksi dalam contoh ditentukan dengan menggunakan kurva standar (hubungan antara konsentrasi gula standar dengan absorbans) dan memperhitungkan pengenceran yang dilakukan. Apabila kandungan gula pereduksi diketahui, maka kandungan gula non-pereduksi dapat ditentukan sebagai selisih antara kadar total gula dengan kadar gula pereduksi.Total gula = gula pereduksi + gula non-reduksi

5.Analisis Total Pati, Amilosa, AmilopektinKandungan pati dalam bahan pangan dapat ditentukan secara volumetrik/titrimetri atau kolorimetri. Penentuan total pati adalah dengan cara menghidrolisis pati secara sempurna menjadi glukosa. Hidrolisis pati menjadi gula dapat terjadi saat ada perlakuan asam yaitu memecah ikatan glikosidik yang menghubungkan antar glukosa. Dapat juga terjadi secara enzimatis (enzim -amilase dan glukoamilase) yang memecah molekul-molekul amilosa dan amilopektinn menjadi gula sederhana.Kandungan glukosa dapat ditentukan menggunakan metode penetapan gula seperti metode Anthrone, metode fenol, metode Lane-Eynon, metode Nelson-Somogyi. Kandungan pati ditentukan menggunakan fakor pengali (0,9). Sehingga kandungan pati adalah kandungan glukosa x 0,9. Dapat ditentukan untuk analisis kadar pati pada contoh padat atau cair.Kandungan amilosa ditentukan berdasarkan kemampuan amilosa untuk bereaksi dengan senyawa iod yang menghasilkan kompleks berwarna biru. Intensitas warna biru tergantung pada kadar amilosa dan dapat ditentukan secara spektofotometri. Kandungan amilopektin ditentukan sebagai selisih antara kandungan pati dengan amilosa.Pati = amilosa + amilopektinPerhitungan dalam menentukan berat pati dalam contoh diperoleh dengan mengalikan berat glukosa dengan 0,9. Angka 0,9 adalah faktor konversi untuk pembentukan glukosa dari hidrolisa pati.Perhitungan kadar amilosa ditentukan dengan menggunakan kurva standar, dengan menggunakan rumus:Kadar amilosa (%) =(CxVxFPx100)/WDimana,C= konsentrasi amilosa contoh dari kurva standar (mg/ml)V= volume akhir contog (ml)FP= faktor pengenceranW= berat contoh (mg)Kadar amilopektin (%) = Kadar pati (%) Kadar amilosa (%)

Analisis Karbohidrat yang Dapat DicernaAnalisis karbohidrat yang tidak dapat dicerna adalah analisis serat kasar (crude fiber) dan analisis serat makanan (dietary fiber). Serat kasar ditentukan dari residu setelah contoh diperlakukan dengan asam dan basa kuat. Serat makanan ditentukan berdasarkan kadaracid detergent fiber(ADF) danneutral detergent fiber(NDF). ADF terdiri sebagian besar selulosa dan lignin, dan sebagian kecil hemiselulosa dan subtansi pektat yang umunya dianggap sebagai selulosa dan lignin. NDF terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Penetapan lignin adalah dengan metode Klason sedangkan penetapan substansi pektat dengan metode spketofotometri.Kadar hemiselulosa diperoleh dengan menghitung selisih kadar NDF dengan kadar ADF. Kadar selulosa diperoleh dengan menghitung selisih kadar ADF dan kadar lignin. Total serat makanan dihitung dengan menjumlahkan kadar NDF dengan kadar substansi pektat.1.Analisis Serat Kasar (Crude fiber)Serat kasar, residu dari bahan makanan yang telah diperlakukan dengan asam dan alkali mendidih. Biasanya terdiri dari selulosa, sedikit lignin, dan pentosa. Cara menghitung kadar serat kasar dengan metode ini adalah sebagai berikut.Kadar serat kasar (g/100 g contoh) =[(W2-W1)/W]/x100Dimana:W2= berat residu kertas saring yang telah dikeringkan (g)W1= berat kertas aringW= berat contoh yang dianalisis.

2.Analisis Serat Makanan (Dietary fiber)a.Analisis ADF (Acid Detergent Fiber)Dengan mengekstrak contoh dengan larutan ADF (setiltrimetri amonium bromida dalam H2SO41 N) sehingga seluruh komponen selain komponen ADF larut. Komponen yang tidak larut disaring, dikeringkan, ditimbang, dan dikoreksi dengan kandungan mineral yang ada dalam komponen (dengan cara menyabunkannya sehingga yang tinggal hanya mineralnya.Kadar ADF dinyatakan sebagai selisih antara berat residu kering setelah perlakuan dengan larutan ADF dengan berat abu dibagi dengan berat awal contoh (dinyatakan dalam persen).b.Analisis NDF (Neutral Detergent Fiber)Dengan mengekstrak contoh dengan larutan NDF yang terdiri dari campuran EDTA, Na2B2O7.10.H2O, lauril sulfat, Na2HPO4dan 2-etoksi-etanol sehingga seluruh komponen selaain komponen NDF larut. Komponen yang tidak larut disaring, dikeringkan, ditimbang, dan dikoreksi dengan kandungan mineral yang ada dalam komponen. Sampel yang mengandung pati dihidrolisis dahulu dengan enzim -amilase karena pati menyulitykan dalam proses penyaringan.Kadar NDF dinyatakan sebagai selisih antara berat residu kering setelah perlakuan dengan larutan NDF dengan berat abu dibagi dengan berat awal contoh yang dinyatakan dalam persen.c.Analisis LigninDengan mengekstrak contoh dengan larutan ADF sehingga seluruh komponen selain selulosa dan lignin larut. Selulosa yang ada dalam residu kemudian dihidrolisis dengan menggunakan H2SO472% sehingga yang tertinggal dalam residu hanya lignin.Residu disaring, dikeringkan, ditimbang, dan dikoreksi dengan kandunga mineral yang ada dalam komponen. Kadar lignin inyatakan sebagai selisih antara berat residu kering yang mengandung lignin dengan berat abu dibagi dengan berat awal contoh dan dinyatakan dalam persen.d.Analisis Substansi PektatAnalisis substansi pektat dengan metode spektofotometri didasarkan atas reaksi antara O-hidroksidifenil dengan anhidrogalakturonat menghasilkan warna yang dapat diukur pada panjang gelombang 520 nm. substansi pektat dihidrolisis dengan enzim pektinase menjadi asam galakturonat.Analisis substansi pektat dengan metode gravimetri, pektin yang telah diekstrak dari contoh disaponifikasi dengan alkali dan diendapkan sebagai kalsium pektat dengan menambahkan kalsium klorida dalam suasana asam. Endapan kalsium pektat dicuci sampai bebas klorida, kemudian dikeringkan dan ditimbang beratnya.