BAB I
PENDAHULUAN
a.
Latar Belakang
Dalam
menjalankan aktifitas kehidupan mahluk hidup membutuhkan energi. Dan energi itu
berasal dari makanan. Mahluk hidup yang dapat membuat makanan sendiri adalah
tumbuhan, dengan cara fotosintesis. Tumbuhan sebagai autotrof dalam
fotosintesis menghasilkan beberapa produk yang digunakan makhluk hidup lain
sebagai pembangun energi, salah satu dari produk itu adalah karbohidrat.
Nama karbohidrat dikemukakan pertama kali oleh
para ahli kimia Perancis. Nama tersebut diberikan untuk golongan senyawa-senyawa
organik yang tersusun atas
unsur karbon, hidrogen, dan oksigen; dalam senyawa-senyawa ini, dua unsur yang
terakhir mempunyai perbandingan 2:1, seperti perbandingan hidrogen dan oksigen
pada air. Mereka menganggap senyawa-senvawa ini merupakan hidrat dari karbon (hydrate de carbone) yang mempunyai rumus
perbandingan Cn,(H2O)m; n = m atau kelipatan urutan bilangan bulat
seterusnya, misalnya glukosa adalah C6H12O6
atau laktosa adalah C12H22O11. Akhirnya, pada
tahun 1880-an disadari bahwa anggapan “hidrat
dari karbon” merupakan anggapan yang keliru, dan karbohidrat sebenarnya
adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton atau turunan dari
keduanya.
Karbohidrat
memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan
bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan
glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan,
kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tumbuhan hijau mengubah
karbon dioksida menjadi karbohidrat.
b.
Tujuan
1. Untuk
mengetahui definisi karbohidrat.
2. Untuk
mengetahui klasifikasi karbohidrat beserta contohnya.
3. Untuk
mengetahui sumber-sumber karbohidrat.
4. Untuk
mengetahui peranan karbohidrat bagi tubuh.
c.
Manfaat
1. Untuk
mengetahui definisi karbohidrat.
2. Untuk
mengetahui klasifikasi karbohidrat beserta contohnya.
3. Untuk
mengetahui sumber-sumber karbohidrat.
4. Untuk
mengetahui peranan karbohidrat bagi tubuh.
BAB II
PEMBAHASAN
a.
Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat
adalah senyawa organik yang terdiri dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), dan
Oksigen (O). Contohnya glukosa C6H12O6,
sukrosa C12H22O11, selulosa (C6H10O5)n.
Unsur-unsur tersebut bergabung dalam suatu ikatan kimia dengan rumus umum
Cm(H2O)n. Dimana, jumlah m dan n berbeda tergantung jenis karbohidrat yang disusunnya.
Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Melalui fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu
membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO2) berasal dari udara
dan air (H2O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat
sederhana glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O2) yang lepas
di udara.
klorofil
b.
Klasifikasi Karbohidrat
Berdasarkan
jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat diklasifikasikan menjadi 4 golongan
utama yaitu:
1.
Monosakarida
Monosakarida
ialah gula ringkas dan merupakan unit yang paling kecil (yang tidak dapat di
hidrolisis lagi menjadi unit yang lebih kecil). Monosakarida terdiri atas 3-6
atom C. Beberapa molekul monosakarida mengandung unsur nitrogen
dan sulfur. Rumus
umum monosakarida sesuai dengan nama karbohidrat yaitu (CH2O)n, di mana jumlah n
sesuai dengan jumlah atom karbon yang dimiliki.
Sifat-sifat
monosakarida adalah:
1. Reaksi dengan basa dan asam
Apabila glukosa dilarutkan ke dalam
basa encer, beberapa jam kemudian dihasilkan campuran yang terdiri dari
fruktosa, manosa, dan sebagian glukosa semula. Sedangkan, dalam basa encer,
monosakarida sangat stabil, tetapi jika aldoheksosa dipanaskan dalam asam kuat,
akan mengalami dehidrasi dan diperoleh bentuk hidroksimetil furtural. Dalam
bentuk yang sama, pentose juga akan berubah menjadi bentuk furtural.
2. Gula pereduksi
Sebagian karbohidrat bersifat gula pereduksi. Sifat gula pereduksi
ini disebabkan adanya gugus aldehida dan gugus keton yang bebas, sehingga dapat
mereduksi ion-ion logam. Gugus aldehida pada aldoheksosa mudah teroksidasi
menjadi asam karboksilat dalam pH netral oleh zat pengoksidasi atau enzim.
Dalam zat pengoksidasi kuat, gugus aldehida dan gugus alkohol primer akan
teroksidasi membentuk asam dikarboksilat atau asam ardalat. Gugus aldehida atau
gugus keton monosakarida dapat direduksi secara secara kimia menjadi gula
alkohol, misalnya D-sorbito yang berasal dari D-glukosa.
3. Pembentukan glikosida
Monosakarida dapat membentuk glikosida
dan asetal. Jika gugus hidroksil pada sebuah molekul gula bereaksi dengan
hidroksil dari hemiasetal atau hemiaketal molekul gula yang lain, maka akan terbentuk
glikosida yang disebut disakarida. Ikatan ini dinamakan ikatan glikosida yang
berfungsi untuk menghubungkan sejumlah besar unit monosakarida menjadi
polisakarida.
4. Pembentukan ester
Semua monosakarida atau polisakarida
dapat terasetilasi oleh asam asetat anhidrida yang berlebihan membentuk
O-asetil-α-D-glukosa. Gugus asetil yang berikatan secara ester ini bisa
dihidrolisis oleh asam atau basa. Sifat ini sering juga digunakan untuk
penentuan struktur karbohidrat. Senyawa ester yang penting dalam metabolisme
adalah ester fosfat.
5. Fenilosazon dan Osazon
Monosakarida dapat bereaksi dengan larutan fenil hidrazin
dalam suasana asam pada suhu 100oC, membentuk ozazon. Senyawa ini
tidak larut dalam air dan mudah mengkristal. Glukosa, fruktosa, dan manosa akan
menghasilkan fenolsazon yang sama, selanjutnya, akan terbentuk asazon yang
berwarna, mengkristal secara khas, dan dapat digunakan untuk menentukan jenis
karbohidrat.
Monosakarida-monosakarida penting:
a.
D-glukosa (karbohidrat terpenting dalam diet)
Glukosa
adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat
dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Monosakarida ini mengandung
lima gugus hidroksil dan sebuah gugus aldehida yang dilekatkan pada rantai enam
karbon. Fungsi utama glukosa adalah sumber energi dalam sel hidup. Glukosa
disebut juga gula anggur karena terdapat dalam buah anggur, gula darah karena
terdapat dalam darah atau dekstrosa karena memutarkan bidang polarisasi
kekanan.
Glukosa
merupakan monomer dari polisakarida terpenting yaitu amilum, selulosa dan
glikogen. Glukosa merupakan senyawa
organik terbanyak terdapat pada hidrolisis amilum, sukrosa, maltosa, dan
laktosa. Di alam, glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah.
Gambar: D-glukosa (perhatikan
bahwa glukosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
b.
D-fruktosa (termanis dari semua gula)
Fruktosa
adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke
kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Fruktosa mengandung lima gugus
hidroksil dan gugus karbonil keton pada
C-2 dari rantai enam-karbon. Molekul ini kebanyakan berada dalam bentuk siklik.
Fruktosa terdapat dalam
buah-buahan, merupakan gula
yang paling manis. Bersama dengan glukosa merupakan komponen
utama dari madu.
Gambar: D-fruktosa (perhatikan bahwa fruktosa mengalami siklisasi membentuk
struktur cincin)
c.
D-galaktosa (bagian dari susu)
Galaktosa merupakan monosakarida yang jarang terdapat bebas di alam. Akan tetapi, terdapat dalam tubuh sebagai
hasil pencernaan laktosa. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk
laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang
manis dari pada glukosa dan kurang larut dalarn air. Galaktosa mempunyai sifat
memutar bidang polarisasi ke kanan.
Gambar: D-galaktosa (perhatikan bahwa galaktosa mengalami siklisasi
membentuk struktur cincin)
Gambar: Perbedaan pokok antara D-glukosa dan D-galaktosa (perhatikan daerah berarsis lingkaran)
d.
D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)
Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid
(aldosa) sehingga dinamakan aldotriosa.
Gambar: D-gliseraldehid (gula ini hanya memiliki 3 atom C sehingga disebut
paling sederhana)
e.
D-ribosa (digunakan dalam pembentukan RNA)
Karena merupakan penyusun kerangka RNA maka ribosa penting artinya bagi
genetika bukan merupakan sumber energi. Jika atom C nomor 2 dari ribosa
kehilangan atom O, maka akan menjadi deoksiribosa yang merupakan penyusun kerangka
DNA.
Gambar: D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki 5 atom C)
2.
Disakarida
Disakarida
adalah senyawa yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang sejenis atau
tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai
menjadi dua molekul monosakarida. Disakarida terdiri atas unit sukrosa,
maltosa, laktosa dan selobiosa. Keempat disakarida ini mempunyai rumus molekul
sama (C12H22O11) tetapi struktur molekulnya berbeda.
Disakarida disusun oleh dua unit gula, seperti sukrosa disusun oleh glukosa dan
fruktosa, maltosa dibangun oleh dua unit glukosa dan laktosa dibangun oleh
glukosa dan galaktosa.
Beberapa disakarida
penting bagi tubuh kita di antaranya adalah sukrosa, laktosa dan maltosa.
a.
Sukrosa
Sukrosa ialah gula yang kita kenal
sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun dari bit. Selain pada tebu dan
bit, sukrosa terdapat pula pada turnbuhan lain, rnisalnya dalarn buah nanas dan
dalam wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa
terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon nomor 1 pada glukosa dengan
karbon nomor 2 pada fruktosa.
Gambar: Sukrosa
(berbeda dengan maltosa dan laktosa, ikatan yang menghubungkan kedua
monosakarida adalah ikatan C1-2)
b.
Laktosa
Laktosa merupakan hidrat utama
dalam air susu hewan. Laktosa bila dihidrolisis akan menghasilkan D-galaktosa
dan D-glukosa, karena itu laktosa adalah suatu disakarida. Ikatan galaktosa dan
glukosa terjadi antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor
4 pada glukosa. Oleh karenanya molekul laktosa masih mempunyai gugus –OH
glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi dan merotasi.
Gambar: β-laktosa (ikatan antara kedua
monosakarida merupakan ikatan C1 -4)
c.
Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida
yang terbentuk dari dua molekul glukosa. Maltosa terbentuk melalui ikatan
glikosida α antara atom karbon nomor 1 dari glukosa satu dengan atom karbon
nomor 4 dari glukosa yang lain. Ikatan yang terjadi ialah
antara atom karbon
nomor I dan atom
karbon -nomor 4,
oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus -OH glikosidik dan dengan demikian
masih mempunyai sifat mereduksi. Maltosa merupakan hasil antara dalam proses,
hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan enzim.
Gambar: β-maltosa
(ikatan antara kedua monosakarida merupakan ikatan C1-4. Atom C nomor 1 yang
tak berikatan dengan glukosa lain dalam posisi beta)
3.
Oligosakarida
Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga
sepuluh monosakarida.
Ø Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah
oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa.
Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan
kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim perncernaan.
Ø Fruktan
adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit
fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam
serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan
secara berarti. Sebagian besar di dalam usus besar difermentasi.
4.
Polisakarida
Polisakarida
merupakan kelas karbohidrat yang mempunyai lebih dari delapan unit
monosakarida. Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih
kompleks daripada monosakarida dan oligosakarida. Polisakarida dapat
dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri
atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida (contohnya kanji,
glikogen dan selulosa), sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida (contohnya
heparin). Rumus kimia polisakarida adalah (C6H10O5)n.
Molekul ini dapat digolongkan menjadi polisakarida struktural seperti selulosa,
asam hialuronat dan sebagainya.
Umumnya
polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak
mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Polisakarida yang
dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang
penting di antaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selulosa. Amilum
Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan.
Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun,
batang dan biji-bijian. Polisakarida adalah senyawa dalam mana molekul-molekul
mengandung banyak satuan monosakarida yang disatukan dengan ikatan gukosida.
Contoh-contoh
polisakarida:
a.
Amilum
Pati merupakan polisakarida yang berfungsi sebagai cadangan energi bagi tumbuhan. Pati merupakan polimer α-D-glukosa dengan ikatan α (1-4). Kandungan glukosa pada pati bisa mencapai 4000 unit. Ada 2 macam amilum yaitu amilosa (pati berpolimer lurus) dan amilopektin (pati berpolimer bercabang-cabang). Sebagian besar pati merupakan amilopektin.
Struktur amilosa (perhatikan bahwa amilosa tidak bercabang)
Struktur amilopektin (bandingkan dengan amilosa)
b.
Glikogen
Glikogen merupakan polimer glukosa dengan ikatan α (1-6). Glikogen
serupa dengan amilopektin. Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan
bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama
terdapat di dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan
dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan
untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati
dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh.
Kelebihan glukosa melampaui kemampuan
menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.
menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.
Struktur
glikogen (bandingkan dengan amilum)
c.
Selulosa
Struktur selulosa yang
merupakan polimer dari glukosa
(bandingkan
dengan pati)
c. Sumber-sumber
Karbohidrat
Bahan baku biosintesis
karbohidrat melalui proses fotosintesis adalah karbon dioksida dari udara dan
air dari dalam tanah. Melalui proses fermentasi, amilum atau zat tepung
dapat diubah menjadi etil alkohol dan karbon dioksida. Dalam tumbuhan
yang berklorofil, monosakarida diproduksi lewat fotosintesis, suatu proses
biologi yang mengubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Dalam
tumbuhan hijau, fotosintesis terdiri dari dua golongan reaksi. Satu golongan
terdiri dari reaksi cahaya yang sesungguhnya mengubah energi elektromagnetik
menjadi potensi kimiawi. Golongan lain terdiri dari reaksi enzimatik yang
menggunakan energi dari reaksi cahaya untuk mengfiksasi karbon dioksida menjadi
gula. Reaksi terakhir ini sering disebut reaksi gelap Hasil dari kedua reaksi tersebut
dapat disimpulkan menjadi reaksi sederhana sebagai berikut.
2H2O + CO2
+ cahaya (CH2O) + H2O + O2
Sumber
karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang
kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti,
tepung-tepungan, selai, sirup dan sebagainya. Sebagian besar sayur
dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel
dan bit serta kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat
daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan,
telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang
banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi,
singkong, talas, dan sagu.
d.
Peranan Karbohidrat
1.
Sumber Energi
Fungsi utama karbohidrat adalah
menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi
penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif
murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di
dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi
segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan
sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi
di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah
berlebihan akan menjadi gemuk.
2.
Pemberi Rasa Manis
pada Makanan
Karbohidrat memberi rasa manis pada
makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang
sama. Fruktosa adalah gula yang paling manis. Bila tingkat
kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7;
glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.
3.
Penghemat Protein
Bila karbohidrat makanan tidak
mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan
mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat
makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.
4.
Pengatur
Metabolisme Lemak
Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi
lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam
asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk
menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan
ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.
5.
Membantu
Pengeluaran Feses
Karbohidrat membantu pengeluaran feses
dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa
dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat makanan mencegah
kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus
besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan
kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium.
Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan
pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.
BAB III
PENUTUP
a.
Kesimpulan
1.
Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri
dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Unsur-unsur tersebut
bergabung dalam suatu ikatan kimia dengan rumus umum Cm(H2O)n. Dimana, jumlah m
dan n berbeda tergantung jenis karbohidrat yang disusunnya.
2.
Karbohidrat dapat diklasifikasikan menjadi 4
kelompok penting yaitu Monosakarida, disakarida, oligosakarida dan
polisakarida.
3.
Sumber karbohidrat banyak ditemukan
pada bahan makanan pokok seperti beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.
4.
Beberapa peranan karbohidrat antara lain sebagai
sumber energi, pemberi rasa manis pada makanan, penghemat protein, pengatur
metabolisme lemak dan membantu pengeluaran feses.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, R. J dan Fessenden, J. S. 1997. Dasar-Dasar Kimia Organik. Binarupa Aksara: Jakarta.
Heinrich,
M. Dkk. 2010. Farmakognosi dan Fitoterapi.
Penerbit Buku Kedokteran EGC: Jakarta.
K. Murray, Robert, dkk. 2003. Biokimia Harper. Penerbit Buku Kedokteran EGC: Jakarta
Lehninger, L Albert. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Erlangga: Surabaya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar