Karbohidrat

Makalah karbohidrat

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktifitas, baik yang telah merupakan kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, mandi, makan dan sebagainya atau yang hanya kadang-kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktifitas itu kita memerlukan enrgi. Energi yang diperlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya  bahan makanan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat, protein dan lemak atau lipid.

Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa, dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada buah atau umbi. Proses pembentukan glukosa dari karbon dioksida dan air disebut proses fotosintesis.

Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus(CH₂O)n ,yaitu senyawa-senyawa yang  n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur. Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrient utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi selular untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monoksakarida juga berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organic kecil lainnya,termasuk asam amino dan asam lemak. Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori. Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70%-80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan  beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa definisi karbohidrat?

2.      Apa fungsi karbohidrat?

3.      Bagaimana klasifikasi karbohidrat?

C.     Tujuan dan Manfaat penulisan

1.      Mengetahui definisi dari karbohidrat

2.      Mengetahui fungsi karbohidrat

3.      Mengetahui klasifikasi karbohidrat

4.      Menyelesaikan tugas terstruktur mata kuliah Biokimia

 

 

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Definisi Karbohidrat

Karbohidrat biasanya didefinisikan sebagai polihidroksi aldehida dan keton atau zat yang dihidrolisis menghasilkan polihidroksi aldehidaa dan keton. Karbohidrat biasa disebut juga karbon hidrat, hidrat arang, sacharon (sakarida) atau gula. Karbohidrat berarti karbon yang terhidrat. Rumus umumnya adalah C_x(H₂O)_y. Karbohidrat dibuat oleh tanaman melalui proses fotosintesis.[1]

x CO₂ + y H₂O + energi matahari  ͢      C_x (H₂O)_y + x O₂

Karbohidrat adalah senyawa karbonil alami dengan beberapa gugus hidroksil. Yang tergolong karbohidrat adalah gula (monosakarida) dan polimernya yaitu oligosakarida dan polisakarida. Berdasarkan letak gugus karbonilnya, dapat dibedakan 2 jenis monosakarida yaitu: aldosa yang gugus karbonilnya berada di ujung rantai dan berfungsi sebagai aldehida dan keosa yang gugus karbonilnya berlokalisasi di dalam rantai[2].

B.     Fungsi Karbohidrat

Karbohidrat mempunyai beberapa fungsi yakni:[3]

1.      Sumber bahan bakar.

2.      Sumber energi utama dan dapat diganti dengan sumber energy yang lain pada beberapa organ tubuh manusia, yaitu otak, lensa mata dan sel saraf.

3.      Bahan sintesis senyawa organic lainnya.

4.      Pati dan glikogen berperan sebagai cadangan makanan.

5.      Menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh.

6.      Membantu proses penyerapan kalsium.

7.      Sebagai materi pembangun.

8.      Berperan penting dalam penurunan sifat, misalnya karbohidrat dengan atom C lima buah merupakan komponen asam nukleat (DNA dan RNA).

9.      Polimer karbohidrat yang tidak larut berperan sebagai unsur struktural dan penyangga dalam dinding sel bakteri dan tanaman.

10.  Sebagai pelumas sendi kerangka.

C.    Klasifikasi Karbohidrat

Jika diuraikan, ternyata karbohidrat hanya terdiri dari 3 unsur, yaitu karbon (C), hydrogen (H), dan oksigen (O). Senyawa yang termasuk karbohidrat sangat banyak mulai dari senyawa sederhana hingga senyawa dengan berat molekul 500.000 atau lebih. Senyawa-senyawa tersebut dapat digolongkan menurut jumlah senyawa penyusunnya yaitu monosakarida, oligosakarida,  oligosakarida dan polisakarida.[4]

1.      Monosakarida (gula sederhana/saccharum)

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana. Jika dihidrolisis, senyawa-senyawa monosakarida sudah tidak dapat diuraikan lagi menjadi senyawa gula menjadi senyawa gula yang lebih sederhana.[5]

Contoh: glikosa dan fruktosa.

Monosakarida dapat diklasifikasikan menjadi dua:[6]

a.       Menurut banyaknya atom karbon yang menyusun molekul monosakarida.

Ø  Monosakarida yang mengandung 3 atom karbon disebuttriosa

Ø  Monosakarida yang mengandung 4 atom karbon disebuttetrosa

Ø  Monosakarida yang mengandung 5 atom karbon disebutpentose

Ø  Monosakarida yang mengandung 6 atom karbon disebutheksosa

b.      Menurut kandungan gugus aldehida dan keton.

Dikatakan aldehida jika ikatan rangkap dua antara atom C dengan O nya (C=O) berada di ujung rantai. Sedangkan keton jika ikatan rangkap antara atom C dan O nya berada selain dari pada diujung.

Ø  Monosakarida yang mengandung gugus aldehida disebutaldose

Ø  Monosakarida yang mengandung gugus keton disebutketosa

Kedua klasifikasi tersebut sering digabungkan.

Contoh:

2.      Disakarida

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang terikat satu sama lain dengan ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan melepaskan 1 mol air. Ikatan glikosidik terdapat pada gugus fungsi dalam karbohidrat, yaitu gugus aldehid pada glukosa dan gugus keton pada fruktosa. Disakarida dapat terbentuk dari hasil antara proses hidrolisis oligosakarida dan poli sakarida. Disakarida biasanya larut dalam air (hidrofilik). Beberapa contoh disakarida yakni:[7]

a.       Sukrosa.

Sukrosa terdapat dalam batang tebu, bit, sorgum, nanas dan wortel. Hidrolisis dengan enzim sukrase menghasilkan glukosa dan fruktosa (fruktosa + glukosa = sukrosa).

b.      Laktosa.

Laktosa (gula susu) terdapat dalam air susu hewan mamalia. Pada proses hidrolisis menggunakan asam atau enzim lactase, dihasilkan glukosa dan galaktosa (galaktosa + glukosa = laktosa).

c.       Maltosa.

Maltose termasuk gula pereduksi yang dapat diperoleh dari amilum, glikogen, dan biji gandum yang sedang berkecambah. Hidrolisis maltose menghasilkan dua molekul glukosa (gukosa + glukosa = maltose).

3.      Oligosakarida.

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai moleku 2-10 monosakarida, yaitu trisakarida yang terdiri dari 3 molekul monoskarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Salah satu trisakarida penting adalah rafinosa tang terdiri atas tiga molekul monoakarida yamg berikatan yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Ikatan tersebut terbentuk antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dengan atom karbon 6 pada glukosa. Selanjutnya atom karbon nomor 1 pada glukosa berikatan dengan atom karbon 2 ada fruktosa.[8]

4.      Polisakarida.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida, sehingga molekul polisakarida mempunyai berat molekul hingga beberapa ratus ribu. Polisakarida yang dihasilkan antara monosakarida sejenis (satu macam monosakarida) disebut homo polisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. Polisakarida pada umumnya berupa senyawa putih dan tidak berasa manis. Beberapa polisakarida dapat larut dalam air.[9]

Senyawa polisakarida terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, misalnya pati, inulin (seagai zat cadangan), dan selulosa (sebagai bagian dinding sel). Dalam jazad hewan juga terdapat zat yang sejenis dengan zat pati, yaitu glikogen.

Polisakarida mempuyai rumus molekul (C₆H₁₀O₅)_n dengan harga nyang besar.[10] Contoh golongan polisakarida yang penting antara lain pati (amilum), glikogen, dan selulosa.

a.       Pati (amilum atau zat tepung)

Pati merupakan cadangan makanan pada biji, akar, batang, dan umbi.[11]zat pati terdiri atas rantai-rantai tidak bercabang (amilosa) dan rantai-rantai yang bercabang (amilopektin). Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah  lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Pati sediki sekali larut dalam air dingin, tetapi jika dipanaskan dengan air, butir-butir zat pati tersebut berkembang menjadi sebuah gel (kanji) dan pada pemanasan selanjutnya yang disertai cukup air menghasilkan koloid.[12]

Amilum dapat dihidrolisis sempurna menggunakan asam sehingga menghasilkan glukosa. Hidrolisis juga dapat dilakukan mengguakan enzim amilase. Amilase dikeluarkan oleh ludah dan cairan yang dikeluarkan oleh pangkreas.

b.      Glikogen.

Glikogen juga sering disebut gula otot, karena jenis gula ini banyak ditemukan dalam otot dan hati vertebrata, yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Glikogen menunjukkan sifat kimia yang sama dengan zat tepung. Zat ini dapat larut oidal dalam air dingin, tetapi tidak membentuk gel-gel seperti pada kanji. Larutan koloidal glikogen tidak menunjukkan daya reduksi yang kuat terhadap larutan fehling. Hidrolisis dengan asam-asam encer menghasilkan glukosa, sedangkan hidrolisis dengan amilosa terutama menghasilkan maltosa.[13]

Dalam pertanian Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn).

c.       Selulosa.

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Atau dapat dikatakan selulosa merupakan penyusun utama dinding sel tumbuhan.

Tanaman kapas sebagian besar terdiri selulosa. Kertas saring seluruhnya terdiri atas selulosa. Selulosa dapat diubah oleh asam sulfat menjadi hasil yang dapat larut, jika larutan ini diencerkan dengan air dan direbus, terjadi hidrolisis dan terbentuk glukosa sebagai hasil akhir.

Selulosa tudak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut Schweitzer (larutan kuprioksida-amonia). Tidak seperti amilum, selulosa tidak dapat dicerna ileh perut manusia atau mamalia lainnya, tetapi dapat dicerna oleh sapi dan dan hewan ruminansia lain dengan prtolongan bakteri.[14]

Turunan selulosa yang dikenal dengan carboxymethyl cellulose (CMC) sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang terbentuk akan lebih halus.[15]

d.      Pektin.

Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antara dinding sel satu dengan yang lain. Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian jaringannya. Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat pematangan buah.

Pada umumnya protopektin yang tidak dapat larut itu terdapat dalam jaringan tanaman yang belum matang. Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang. Di antara buah-buahan yang dapat digunakan untuk membuat jeli adalah jambu biji, apel, lemon, plum, jeruk, serta anggur.[16]

e.       Senyawa-senyawa polosakarida lainnya.[17]

Ø  Gum Arabik yang dihasilkan dari batang pohon akasia.

Ø  Agar-agar didapatkan dari ganggang merah.

Ø  Asam alginat  atau Na-alginat dihasilkan dari suatu ganggang laut yang besar.

Ø  Karagenan didapat dengan mengekstraksi lumut Irlandia dengan air panas. Dipergunakan sebagai stabilizer pada industri coklat dan hasil produksi susu.

 

BAB III

PENUTUP

A.     Kesimpulan

Karbohidrat merupakan senyawa yang sangat dibutuhkan oleh manusia, karena senyawa ini adalah penentu kelangsungan hidup manusia.

Berdasarkan lokasi gugus –C=O, monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu:

•         Aldosa (berupa aldehid)

•         Ketosa (berupa keton)

Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu:

       Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)

       Disakarida (terdiri atas 2 unit gula)

       Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)

       Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)

Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula sederhana ini kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida

Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan, disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel, misalnya selulosa dan khitin