Post on 07-Apr-2017
KARBOHIDRAT
RIZALDI AL-FAUZAN WITA HERYANA
2017UNIVERSITAS NEGERI
JAKARTA
KARBOHIDRAT
• Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hidrogen dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H2O)n.
DEFINISI KARBOHIDRAT
KARBOHIDRAT• Karbohidrat adalah senyawa polihidroksi
aldehid atau polihidroksiketon. Oleh karena itu karbohidrat mempunyai dua gugus fungsional yang penting :
• * Gugus hidroksil• * Gugus keton/aldehid
DEFINISI KARBOHIDRAT
Penggolongan Karbohidrat• Monosakarida :
Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut
• DisakaridaKarbohidrat yang mengandung 2 satuan monosakarida
• OligosakaridaKarbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 10 satuan monosakarida
• PolisakaridaKarbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan banyak satuan monosakarida
Monosakarida• Satuan karbohidrat yang paling sederhana
dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8 C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa dan seterusnya.
• Macam-macam monosakaridaa. Aldosa : monosakarida yang mengandung
gugus aldehid Contoh : Glukosa, Galaktosa,Manosa
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
b. Ketosa : monosakarida yang mengandung gugus keton
• Contoh : fruktosa
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
H
CHO
OH
H OH
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
H OH
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
HO H
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
HO H
CH2OH
H OH
H
C
OH
CH2OH
H OHHO
C
H
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
HO
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
HO H
H OH
CH2OH
H
C
OH
CH2OH
O
H
O
HO
OH
D-(-)-eritrosa D-(-)-tetrosa
D-(+)-gliseraldehida
D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-liksosa
D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa D-+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
Turunan D-aldosaSTRUKTUR ALDOSA DAN TURUNAN GLUKOSA, GALAKTOSA, MANOSA
CH2OH
O
CH2OH
H OH
CH2OH
O
HO H
CH2OH
H OH
CH2OH
O
HO H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
O
HO H
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
O
H OH
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
O
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
O
CH2OH
CH2OH
O
H OH
CH2OH
H OH
Dihidroksiaseton
D-eritulosa
D-ribulosa D-xilulosa
D-psikosa D-sorbosa D-fruktosa D-tagatosa
Turunan D-ketosa
STRUKTUR KETOSA DAN TURUNAN FRUKTOSA
Heksosa yang paling banyak di alam :CHO
CH OH
CHO H
CH OH
CH OH
CH2OH
CHO
CH OH
CHO H
CHO H
CH OH
CH2OH
CH2OH
CHO H
CH OH
CH OH
CH2OH
O
D - glukosa D-galaktosa D - fruktosa
D - aldoheksosa D - ketoheksosa
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Struktur siklis Monosakarida • Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan
alcohol membentuk hemiasetal atau hemiketal.
R CO
HH3C O H C
OH
R OCH3
H
Hemiasetal
CR R'
O
H3C O H C
OH
R OCH3
R'
Hemiketal
Aldehid
Keton
+
+
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Struktur siklis Monosakarida• Hemiasetal atau hemiaketal siklis terbentuk
jika gugus keton/aldehid dan alkohol terdapat dalam 1 molekul.
• Contoh : 4 – hidroksipentanal
CHH3C OH
CH2 CH2
CHO
CH
H2C
H3C OCH
CH2
OHhemiasetal siklis
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Struktur siklis Monosakarida
• Monosakarida mempunyai gugus carbonil (aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam tiap molekulnya. Oleh karena itu monosakarida dapat membentuk hemiasetal atau hemiketal siklis.
• Misal : glukosa
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
COH
C OHH
CHHO
C OHH
C OHH
CH2OH
C OHH
C OHH
CHO
C OHH
C
C HHO
C OHH
C
C OH
C
HHO
CH2OH CH2OH
**
- glukosa]= + 112o
- glukosa]= + 19o
karbon anomerik
OO
Contoh : GlukosaKLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Struktur siklis Monosakarida
• Pada glukosa, hemiasetal – siklis terbentuk antara gugus aldehid pada C - 1 dengan gugus – OH pada C – 5 sehingga membentuk cincin – 6 yang stabil.
• Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1 bersifat kiral karbon anomerik sehingga memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D – glukosa : - D – glukosa dan - D – glukosa dimana sifat keduanya sangat berbeda.
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Sifat Fisik - D – glukosa - D – glukosa• - kristal - padat > 98C• - m.p. 146 - m.p. = 150C• - []D = + 112C - []D = + 19C
• - D – glukosa - D – glukosa []D = + 52• - D – galaktosa - D – galaktosa• + 151 + 84 - 53• - D – fruktosa - D – fruktosa• + 21 -92 -133
dalam air
Mutarotasi
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Stereokimia Monosakarida
• Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam 3 bentuk stereokimia : Proyeksi Fisher Struktur Haworth Konformasi kursi
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Proyeksi Fisher dan Struktur Haword
O
OH OH ()
OH
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
*Struktur Haworth()
C OH
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
H C O
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
H
H OH
C H
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
HO
O
- D - glukosa proyeksi Fisher - D - glukosa
O
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Struktur Haworth dan Konformasi Kursi
O
OH OH ()
OH
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
*Struktur Haworth
HOO
HO
OH ()
OH
HOH2C
*HO
O
HO
H
OH
HOH2C
OH*
( a )
( e )
Konformasi kursi
()
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Sifat-sifat Fisik Monosakarida
Padatan kristal tidak berwarna Larut dalam air ikatan hidrogen Sedikit larut dalam alkohol Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena Rasanya manis. Diantara monosakarida fruktosa yang paling manis
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Beberapa Reaksi Monosakarida1. Reaksi Oksidasi• Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi
senyawa/pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling), monosakarida dapat digolongkan :
Gula pereduksiGula non pereduksi
• Kemampuan monosakarida untuk mereduksi pereaksi-pereaksi tersebut di atas didasarkan pada adanya gugus aldehid atau gugus -hidroksi keton, dimana dengan adanya pereaksi-pereaksi tersebut gugus aldehid atau -hidroksi keton akan teroksidasi menjadi karboksilat/keton.
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
HC
CHO
OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2+
C
O
OH
C OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2O
merah bata
D - glukosa asam- D - glukonat
Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
• Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling’s, Benedict’s atau Tohlen’s membentuk asam monokarboksilat Asam Aldonat.
• Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat (HNO3 panas) menghasilkan asam dikarboksilat karena HNO3 selain mengoksidasi gugus aldehid juga mampu mengoksidasi gugus CH2OH terminal
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
C
CHO
OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
C
COOH
OH
CHO
C OH
C OH
COOH
HNO3
D - glukosa asam D - glukarik
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag+
C
COOH
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag
Cermin perak
Reaksi dg HNO3
Reaksi dg Tohlens
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
2. Gugus karbonil dari monosakarida dapat direduksi menjadi alcohol dengan beberapa pereaksi menghasilkan alditol
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D - glukosa
HO katalislogam
C
CH2
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
HO
OH
+ H2
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
3. Pembentukan Glikosida
• Reaksi monosakarida hemiasetal atau hemiketal siklis dengan 1 molekul alcohol lagi membentuk asetal atau ketal. Pada reaksi ini gugus – OH pada C – anomerik digantikan oleh gugus – OR dari alcohol.
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
* + CH3OH
O
OH
OCH3
H
OH
OH
CH2OH
* + H2OH+
-D-glukopiranosa metil--D-glukopiranosidaIkatan glikosida
Gula Non Pereduksi
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
Ikatan Glikosidik
• Asetal/ketal seperti ini dinamakan Glikosida dan ikatan dari karbon anomerik dengan gugus OR disebut ikatan glikosidik.
• Glikosida dinamai berdasarkan nama monosakaridanya, dengan mengganti akhiran –a dengan –ida.
• Misal: glukosa glukosida manosa manosida
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
DISAKARIDA• Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari
2 satuan monosakarida. • Dua monosakarida dihubungkan dengan ikatan
glikosidik antara C-anomerik dari satu unit monosakarida dengan gugus –OH dari unit monosakarida yang lainnya.
• Beberapa disakarida yang sering dijumpai : • Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa
KLASIFIKASI DISAKARIDA
MALTOSAO
OH
H
O
OH
OH
CH2OH
*
H O OH
H
OH
OH
CH2OH
*1'4
Ikatan -1',4 glikosidik
HOO
HO
OOH
HOH2C
O
HO
H
OH
HOH2C
OH
1'
4
Karbon glikosidik
()
4-O-( D-glukopiranosil)- D-glukopiranosa(Maltosa)
KLASIFIKASI DISAKARIDA
IKATAN PADA MALTOSA
• Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4 dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya disebut ikatan 1’,4-glikosidik
• Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan pada maltosa dalam bentuk hemiasetal, sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt bereaksi + dg Tohlens
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
SELOBIOSA
O
OH
o
OH
OH
CH2OH
*
H O OH
H
OH
OH
CH2OH
*
1'4
Ikatan -1',4 glikosidik
HOO
HO
HOH
HOH2C
O
CH2OHO
1' 4()
4-O-( D-glukopiranosil)- D-glukopiranosa(Selubiosa)
H
OH
H
HO
H
H
OH
KLASIFIKASI DISAKARIDA
LAKTOSA
• Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi (4-8 % laktosa).• Karbon anomerik pada unit galaktosa mempunyai
konfigurasi pada C-1 dan berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit glukosa
• Galaktosemia adalah penyakit yang disebabkan karena tidak memiliki enzim yang dpt mengisomerisasi galaktosa menjadi glukosa, sehingga tidak dapat mencerna susu.
KLASIFIKASI DISAKARIDA
OH O o
OH
OH
CH2OH
*
H O H
OH
OH
OH
CH2OH
*
1'4
Ikatan -1',4 glikosidik
4-O-( D-galaktopiranosil)- D-glukopiranosa(Laktosa)
H
HO
HO
OH
HOH2C
O O
HO
OH
OH
HOH2C
H1'
4
(
OH
H
Struktur Laktosa
KLASIFIKASI DISAKARIDA
SUKROSA
• Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit gula
• Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1 pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa, sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.
KLASIFIKASI DISAKARIDA
OH O
OH
OH
CH2OH
* 1'
konfigurasi
D-glukopiranosil- D-fruktofuranosida(Sukrosa)
H
H
O
HOOH
HOH2C
CH2OH H
CH2OHO
1'
2
HO
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
OO
()
H
OHOH
H
2
Struktur Sukrosa
KLASIFIKASI DISAKARIDA
Oligosakarida• Contoh oligosakarida adalah rafinosa
(3 molekul gula) yang tersusun atas molekul galaktosa, glukosa, dan fruktosa.
KLASIFIKASI OLIGOSAKARIDA
POLISAKARIDA• Karbohidrat yang mengandung banyak
monosakarida dan mempunyai berat molekul yang besar
• Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan menghasilkan satu jenis monosakarida
• Unit monosakarida dapat dihubungkan secara linier atau dapat bercabang
• Jenis Polisakarida : Pati dan Glikogen
KLASIFIKASI POLISAKARIDA
PATI• Polisakarida yang tersimpan dalam tumbuhan.• Merupakan komponen utama pada biji-bijian,
kentang, jagung dan beras• Tersusun atas unit D-glukosa yang
dihubungkan oleh ikatan 1,4--glikosidik• Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan 1,6--
glikosidik
KLASIFIKASI POLISAKARIDA
JENIS PATI• AMILOSA : 20 % bagian pati, tersusun atas 50 – 300
unit glukosa melalui ikatan 1,4 glikosidik• Amilosa larut di dalam air• AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, tersusun atas 300 –
5.000 unit glukosa melalui ikatan 1,4 glikosidik dan 1,6.
• Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh ikatan 1,4 . Rantai-rantai tesebut dihubungkan dengan ikatan 1,6 sehingga menghasilkan struktur yang bercabang
• Karena strukturnya bercabang sehingga sangat besar, maka dari itu amilopektin tidak larut dalam air
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
GLIKOGEN• Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan dalam
hewan• Mr Glikogen > pati• Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa• Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6
glikosidik• Tidak larut dalam air• Larut dalam pelarut organik non polar : eter,
kloroform, heksana.
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
POLISAKARIDA LAIN• Selulosa : polimer tidak bercabang dari
glukosa melalui ikatan 1,4--glikosidik• Kitin : polisakarida yang mengandung
nitrogen, membentuk cangkang krustasea dan kerangka luar serangga
• Pektin : polimer linier dari D-galakturonat melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat pada buah-buahan dan buni-bunian
KLASIFIKASI POLISAKARIDA
PEMANFAATAN
INDUSTRI PANGAN INDUSTRI FARMASI
INDUSTRI KIMIA
APLIKASI KARBOHIDRAT
TERIMA KASIH