KARBOHIDRAT

Minggu ke-6

BIOKIMIA

KARBOHIDRAT

• Mengapa nasi, sagu, gandum, jagung dapat menjadi makanan pokok?

• Mengapa kurma atau sesuatu yang manis dianjurkan digunakan untuk berbuka?

• Bagaimana tanaman menjaga struktur dirinya?

• Mengapa bioetanol prospek untuk dijadikan sumber energi di masa depan?

DEFINISI

• Atom karbon yang terhidrasi• (CH2O)n• Kimia: polihidroksi aldehida/keton• Sakarida: Yunani=gula• Energi 4 kkal/gram• Hasil proses organisme fotosintetik

CO2 + H2O C6H12O6

FUNGSI

• Sumber energi– Glukosa, fruktosa, pati

• Cadangan energi– Glikogen, pati pada tumbuhan

• Penyusun struktur– Selulosa

• Penjaga tekanan osmotik– Glukosa, sukrosa

• Pembawa informasi genetik– Ribosa, deoksiribosa

KARBOHIDRAT BERDASARKAN JUMLAH UNIT GULA

1. Monosakarida2. Disakarida/oligosakarida

• 2 – 10 unit gula• Laktosa, sukrosa, maltosa

3. Polisakarida• Pati, selulosa, inulin

MONOSAKARIDA

• Satu unit molekul gula• Tidak berwarna, kristal, larut air,

manis• Memiliki 1 gugus karbonil dan

banyak gugus hidroksil• Rantai karbon tidak bercabang

MONOSAKARIDA BERDASARKAN STRUKTUR

• Aldosa– Polihidroksi aldehida– Co: gliseraldehida, glukosa

• Ketosa– Polihidroksi keton– Co: dihidroksi aseton, fruktosa

MONOSAKARIDA BERDASARKAN JUMLAH KARBON

1. Triosa• 3 atom C: gliseraldehida

2. Tetrosa• 4 atom C: eritrosa

3. Pentosa• 5 atom C: ribosa

4. Heksosa• 6 atom C: glukosa

5. Heptosa• 7 atom C: sedoheptulosa

Zat gizi: pentosa dan heksosa

PROYEKSI FISCHER

D-ALDOSA

KIRALITAS KARBOHIDRAT

ADISI ALKOHOL

MUTAROTASI

PROYEKSI HAWORTH

ISTILAH-ISTILAH

• Stereoisomer: kesamaan rumus dan struktur kimia, berbeda pada dimensi ruang molekul– Isomer geometri– Isomer optik

• Isomer optik: isomer yang memutar polarisasi ke arah yang berlawanan, senyawanya disebut enantiomer– Dekstrorotatori/D/+– Levorotatori/L/-

• Diastereoisomer: enantiomer yang bukan merupakan bayangan cerminnya

ISTILAH-ISTILAH

• Cincin monosakarida– Piranosa: bersudut 6– Furanosa:bersudut 5

• Mutarotasi: perubahan aktivitas optik, senyawanya disebut anomer– –

APLIKASI

• Pembawa informasi genetik: -D-ribosa, -D-deoksiribosa

• Glukosa tubuh dan pati: -D-glukosa• Dinding sel: -D-glukosa, L-ramnosa, L-

fukosa• Membran sel otak dan syaraf: D-

galaktosa• Monosakarida buah dan madu: D-

fruktosa

REAKSI

• Reaksi dengan asam dan basa• Gula pereduksi• Pembentukan glikosida• Pembentukan ester• Fenilosazon dan osazon

REAKSI DENGAN BASA DAN ASAM

• Reaksi dengan basa lemah– Transformasi Bruyn-Alberda van Ekenstein– D-glukosa D-fruktosa + D-manosa

• Reaksi dengan basa kuat– Oksidasi, degradasi, polimerisasi

• Reaksi dengan asam encer: tidak ada• Reaksi dengan asam kuat

– Dehidrasi• Heksosa hidroksimetil furfural• Pentosa furfural

GULA PEREDUKSI• Disebabkan gugus

aldehida dan keton bebas

• Dideteksi dengan Cu dan Ag

• Benedict: CuSO4, NaOH, Na-sitrat

• Aldehida asam aldonat

PEMBENTUK GLIKOSIDA• Terjadi pada

suasana asam dan adanya zat metilasi (metanol, metil iodida, dll)

• Stabil pada kondisi basa

• Ikatannya disebut ikatan glikosidik

• Aldehida asetal/hemiasetal

PEMBENTUK ESTER

• Terjadi karena penambahan asam asetat anhidrat berlebih

• Glukosa O-asetil--D-glukosa• Dapat dihidrolisis kembali oleh

asam atau basa• Contoh di alam: ATP

FENILOSAZON DAN OSAZON

• Terjadi dalam larutan fenil hidrazin dengan suasana asam

• Spesifik untuk tiap jenis monosakarida

DISAKARIDA

• Pereduksi:– Laktosa: -D-galaktopiranosil-(14)-

glukopiranosa– Maltosa: -D-glukopiranosil-(14)-D-

glukopiranosa– Selobiosa: -D-glukopiranosil-(14)-D-

glukopiranosa

• Non pereduksi:– Sukrosa: -D-fruktofuranosil--D-

glukopiranosa– Trehalosa: -D-glukopiranosil--D-

glukopiranosida

OLIGOSAKARIDA

• Rafinosa• Stakiosa• Verbaskosa• Fruktan

POLISAKARIDA BERDASARKAN PENYUSUNNYA

POLISAKARIDA BERDASARKAN FUNGSI

1. Simpanan• Co: pati (amilosa dan amilopektin),

glikogen, inulin2. Struktur

• Co: selulosa

AMILOSA

• Ikatan -(14)-glikosidik• Rantai linier• Memberikan warna biru dengan iod• Terhidrolisis oleh enzim amilase

pada manusia dan hewan

AMILOPEKTIN

• Ikatan -(14) dan -(16)-glikosidik

• Rantai bercabang

• Memiliki 1 ujung pereduksi dan banyak ujung non pereduksi

• Terhidrolisis oleh enzim -(16)-glikosidase pada manusia dan hewan

SELULOSA

• Ikatan -(14)-glikosidik• Dapat membentuk banyak ikatan hidrogen intramolekul• Tidak bercabang• Rapat dan stabil• Terhidrolisis oleh selulase pada rayap dan sapi

HETEROPOLISAKARIDA STRUKTUR

PERAN POLISAKARIDA LAIN

GULA ALKOHOL

• Sering dibuat untuk keperluan industri

• Co: vitamin C (asam askorbat), manitol dan dulsitol (manosa dan galaktosa nanas, asparagus, wortel, rumput laut), sorbitol, inositol (glukosa serealia), xylitol

KARBOHIDRAT PENTING

• Glukosa, fruktosa, dan sukrosa umum dibuat sirup

• Laktosa ada dalam susu sapi 6,8 % dan ASI 4,8 %

• Sorbitol digunakan dalam makanan penderita diabetes

• Dekstrin digunakan pada penderita diare dan gangguan pencernaan

SERAT

• Serat tidak larut air– Selulosa, hemiselulosa, lignin– Sangat stabil– Berbentuk kristal

• Serat larut air– Pektin, gum, mukilase, glukan, algal, gum

arab– Berbentuk gel

TERIMA KASIH