1 Karbohidrat

DIKTAT

BIOKIMIA KARBOHIDRAT

Oleh :

YULIATI SIPAHUTAR

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERIKANAN

TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERIKANAN

SEKOLAH TINGGI PERIKANAN

JAKARTA

2013

C

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-glucose

OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

D-fructose

Laboratorium Kimia Dasar Sekolah Tinggi Perikanan - Jakarta

2

BAB I KARBOHIDRAT

1. Pendahuluan

Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk

dunia, khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Walaupun jumlah

kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 Kal (kkal) bila dibanding

protein dan lemak, karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah.

Karbohidrat banyak tardapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana,

heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi seperti pati,

pectin, selulosa, dan lignin.Karbohidrat juga dapat pula disentesis secara kimia,misalnya

pada pembuatan sirup Formosa yang dibuat dengan menambahkan larutan alkali encer

pada formaldehida.

Karbohidrat juga mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik

bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur, dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh,

karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein tubuh yang

berlebihan, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolisme lemak dan

protein.

Karbohidrat yang terdapat dalam hasil ternak terutama terdiri dari glikogen.

Glikogen yang terdapat dalam tenunan, terutama hati, cepat sekali mengalami

pemecahan menjadi D-glukosa setelah ternak dipotong. Dalam daging yang berwarna

merah terdapat gula dalam jumlah yang kecil (D-glukosa, D-fruktosa, dan D-ribosa) dan

gula-gula tersebut biasanya terekstrasi ke dalam kaldu daging. Dalam susu karbohidrat

yang utama adalah laktosa; air susu sapi mengandung sekitar 5% laktosa, tetapi pada

susu skim kering terkandung lebih dari 50% laktosa

Cara yang lebih mudah untuk mendapatkan karbohidrat adalah dengan

mengekstraknya dari bahan-bahan nabati sumber karbohidrat, yaitu serelia, umbi-

umbian, dan batang tanaman misalnya sagu. Sumber karbohidrat yang merupakan

bahan makanan pokok di berbagai daerah di Indonesia adalah biji-bijian, khususnya

beras dan jagung.

Dalam tubuh manusia karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan

sebagian dari gliserol lemak. Tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan

makanan yang dimakan sehari-hari, terutama bahan makanan yang berasal dari tumbuh-

tumbuhan.

Penyerapan sinar matahari dilaksanakan oleh kloroplas daun yaitu pada lapisan-

lapisan yang disebut thylakoid. Energi sinar matahri akan menaikkan tingkat (level)

energi elektron klorofil dalam thylakoid, dan membebaskan beberapa elektron yang

kemudian akan ditangkap oleh akseptor elektron dalam suatu reaksi oksidasi. Dalam

reaksi tersebut pada prinsipnya terjadi oksidasi H2O dengan membebaskan O2 dan

membentuk ko-enzim tereduksi, misalnya FADH2 dan NADH + H+. Selanjutnya terjadi

reduksi CO2 yang membentuk rantai CO2 teroksigenasi yang dapat menghasilkan

karbohidrat, asam amino, lipida, serta asam-asam hidroksil. Bila kloroplas daun


3

dianalisis akan didapat sejumlah sukrosa, pati, enzim, dan gula fosfat. Adanya

komponen-komponen tersebut mengakibatkan kloroplas dapat mensintesis beberapa

senyawa lain misalnya pektin, selulosa, hemiselulosa, pati, pentosan, dan sebagainya.

Sirup formusa mengandung lebih dari 13% heksosa dan campuran tersebut dapat

diubah menjadi gula alam seperti D-glukosa, D-fruktosa, dan D-mannosa. Beberapa

reaksi yang dapat menghasilkan sirup dengan kandungan heksosa yang lebih tinggi

telah ditemukan.

2. Energi dan Analisis Karbohidrat

Dari reaksi yang terjadi dalam fotosintesis dapat dihitung energi yang dihasilkan

per gram karbohidrat :

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 CO2 – 675 Kal (kkal)

Setiap molekul heksosa akan membebaskan 675 Kal dalam suatu reaksi

kebalikan dari reaksi yang terlihat di atas. Dari pengukuran dengan menggunakan

kalorimeter, pembakaran sempurna 1 mol heksosa sederhana menjadi CO2 dan H2O

akan menghasilkan energi sebesar 675/180 = 3,75 Kal per gram.

Pembakaran sukrosa memberikan 3,95 Kal per gram. Pencernaan sukrosa dalam

tubuh hanya mempunyai efisiensi 98%, karena itu kalori yang dihasilkan untuk tubuh

dari 1 gram sukrosa adalah 3,95 x 0,98 = 3,87 Kal per gram. Bila terjadi polimerisasi,

beberapa molekul heksosa membentuk homoglikan, misalnya pati (C6H6O5)x akan

dihasilkan 4,18 Kal per gram. Karena efisiensi pencernaan pati 98 – 99%, maka 1 gram

karbohidrat akan menghasilkan : 0,98 x 4,18 = 4,0 Kal.

Ada beberapa cara analisis yang dapat digunakan untuk memperkirakan

kandungan karbohidrat dalam bahan makanan. Yang paling mudah adalah dengan cara

perhitungan kasar (proximate analysis) atau juga disebut Carbohydrate by Difference.

Yang dimaksud dengan proximate analysis adalah suatu analisis di mana

kandungan karbohidrat termasuk serat kasar diketahui bukan melalui analisis tetapi

melalui perhitungan, sebagai berikut :

% karbohidrat = 100% % (protein + lemak + abu + air)

Perhitungan Carbohydrate by Difference adalah penentuan karbohidrat dalam

bahan makanan secara kasar, dan hasilnya ini biasanya dicantumkan dalam daftar

komposisi bahan makanan.

3. Beberapa sifat kimia

Berbeda dengan sifat fisika yang diuraikan, yaitu aktifitas optik, sifat kimia

karbohidrat berhubungan erat dengan gugus fungsi yang terdapat pada molekulnya,

yaitu gugus -OH, gugus aldehida dan gugus keton.

Sifat Mereduksi

Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi,

terutama dalam suasana basa. Sifat sebagai reduktor ini dapat digunakan untuk


4

keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat mereduksi ini

disebabkan oleh adanya gugus aldehida dan keton bebas dalam molekul karbohidrat.

Sifat ini tampak pada reaksi reduksi ion – ion logam misalnya ion Cu dan Ag yang

terdapat pada pereaksi – peeaksi tertentu.

Apabila karbohidrat mereduksi suatu ion logam, karbohidrat akan teroksidasi.

Gugus aldehida pada karbohidrat akan teroksidasi menjadi gugus karboksilat dan

terbentuklah asam monokarboksilat. Sebagai contoh galaktosa akan teroksidasi menjadi

asam Galaktonat, sedangkan glukosa akan menjadi asam glukonat

Pembentukan Purpural

Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan, monosakarida umumnya

stabil tetapi apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida

menghasilkan furfural atau derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi

dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.

Pentosa-Pentosa hampir secara kuantitatif semua terhidrasi menjadi

furfural.Dengan dehidrasi heksosa – heksosa menghasilkan hidroksimetilfurfural. Oleh

karena itu furfural atau derivatnya dapat membentuk senyawa yang berwarna apabila

direaksinya ini dapat dijadikan reaksi pengenalan untuk karbohidrat.

Reaksi molisch terdiri atas larutan naftol dalam alcohol. Apabila periaksi ini

ditambahkan pada larutan glukosamisa;lnya, kemudian secara hati – hati ditambahkan

asam sulfat pekat, akan terbentuk dua lapisan zat cair. Pada batas antara kedua lapisan

itu terjadi warna ungu karena terjadi reaksi kondensasi antara furfural dengan

naftol.Walaupun reaksi ini tidak spesifik untuk karbohidrat, namun dapat dugunakan

sebagai reaksi pendahuluan dalam analisis kualitatif karbohidrat.

Pembentukan osazon

Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas akan

membentuk asozan bila dipanaskan bersama fenilhidrazinber lebih. Osazon yang terjadi

mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing – masing karbohidrat.

Hal ini sangat penting artinya karena dapat digunakan untuk mengidentifikasikan

karbohidrat dan merupakan salah satu cara untuk membedakan beberapa monosakarida,

misalnya antara glukosa dan galaktosa yang terdapat dalam ureniwanita yang sedang

dalam masa menyusui.

3.4 Pembentukan Ester

Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan terjadinya ester

apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa guguss –OH dan

dengan asam fosfat dapat menghendakinya menghasilkan esterasam fosfat. Ester yang

penting dalam tubuh kita adalah ά-D-glukosa-6-fosfat dan ά –D-fruktosa 1,6-difosfat.

Kedua jenis ini terjadi dari reaksi monosakarida adenosintrifosfat

(ATP) dengan bantuan enzim tertentu dalam tubuh kita. Proses esterifikasi

dngan asam fosfat yang berlangsung dengan dalam tubuh kita disebut juga proses

fosforilasi. Padag lukosa dan fosfat dapat terikat pada atom karbon nomor 1,2,3,4 atau


5

6. Pada ά –D-glukosa-6-fosfat, gugus fosfat terikat pada atom karbon nomor 6,

sedangkan pada ά –D-fruktosa-1,6-difosfat gugus fosfat terikat pada atom karbon

nomor 1 dan 6.

3.5 Pembentukan Glikosida

Apabila glukosa direaksikan dengan metilalkohol, menghasilkan dua senyawa.

Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki

sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa yang menjadi pusat reaksi adalh gugus

– OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suaru

asetal dan disebut secara umum glikosida.Ikatan yang terjadi antara gugus metal dengan

monosakarida disebut ikatan glikosida dan guggus –OH yang bereaksi disebut gugus –

OH glikosidik.

4. Serat bahan makanan

Dietary fiber merupakan komponen dari jaringan tanaman yang tahan terhadap

proses hidrolisis oleh enzim dalam lambung dan usus kecil. Serat-serat tersebut banyak

berasal dari dinding sel berbagai sayuran dan buah-buahan. Secara kimia dinding sel

tersebut terdiri dari beberapa jenis karbohidrat seperti selulosa, hemiselulosa, pektin,

dan nonkarbohidrat seperti polimer lignin, beberapa gumi, dan mucilage. Karena itu

dietary fiber pada umumnya merupakan karbohidrat atau polisakarida. Berbagai jenis

makana nabati pada umumnya banyak mengandung dietary fiber.

Hanya dalam beberapa dasa warsa terakhir ini diungkapkan oleh para ilmuwan,

bahwa serat-serat yang terdapat dalam bahan pangan yang tidak tercerna mempunyai

sifat positif bagi gizi dan metabolisme. Nama atau istilah yang digunakan untuk serat

tersebut adalah dietary fiber.

Walaupun demikian serat kasar tidaklah identik dengan dietary fiber. Menurut

Scala (1975) kira-kira hany sekitar seperlima sampai setengah dari seluruh serat kasar

yang benar-benar berfungsi sebagai dietary fiber

Pengaruh konsumsi dietary fiber pada kadar kolesterol tinggi telah dibuktikan

pada pasien sukarelawan, yang kemudian juga dibuktikan pada hewan percobaan,

bahwa pasien yang memiliki kandungan kolesterol tinggi tetapi rendah konsumsi serat

bahan makanan, dengan meningkatkan konsumsi dietary fiber akan nyata turun kadar

kolesterol dalam darahnya, terumata bila hal tersebut dilakukan secara kontinyu.

Fungsi dietary fiber dalam hal ini ternyata melibatkan asam empedu (bile acid).

Pasien dengan konsumsi serat yang tinggi dapat mengeluarkan lebih banyak asam

empedu, juga lebih banyak sterol dan lemak dikeluarkan bersama feses; serat-serat

tersebut ternyata mencegah terjadinya penyerapan kembali asam empedu, kolesterol,

dan lemak.

Penyakit diverticulitis merupakan penyakit yang disebabkan terjadinya

pembengkakan keluar setempat pada usus besar, terutama pada bagian depan (bagian

ascending dan menyilang); bagian usus besar tersebut dapat menggembung, pecah, dan

terjadilah infeksi. Dengan alasan yang tidak jelas, orang yang menderita diverticulitis


6

biasanya juga menderita penyakit usus buntu, hemarrhoid, serta vena vericose.

Meskipun hal-hal tersebut ada sangkut-pautnya dengan keturunan, tetapi derajat

konsumsi serat (dietary fiber) ada juga peranannya.

Dari penelitian secara klinis didapat bahwa dietary fiber khususnya dari

serealoa, sangat efektif dalam menanggulangi gejala penyakit divverticulitis. Dengan

konsumsi dietary fiber yang tinggi, maka feses lebih mudah menyerap air, menjadi

lebih empuk dan halus, dan mudah didorong keluar, sehingga mengurangi kesakitan

para penderita diverticulitis. Dengan kurangnya konsumsi serat atau dietary fiber, feses

menjadi keras, kasar, dan sukar didorong keluar, sehingga terpaksa harus ditekan

dengan kuat. Hal ini akan dapat menyebabkan tekanan yang kuat terhadap vena usus

besar dan kaki. Akibatnya dapat menyebabkan hemarrhoid dan vericose.


7

BAB II PENGGOLONGAN KARBOHIDRAT

Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul

yang bebeda- beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang mempunyai

berat molekul 90 hingga senyawa yang sederhana yang mempunyai beratmolekul

500.000 bahkan lebbih. Berbagai senyawa itu dibagi dalam tiga golongan yaitu

golongan monosakarida, golongan oligosakarida dan golongan polisakarida.

Monosakarida

Monosakarida ialah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya

terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis

dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana

ialah gliseraldehida dan dihidroksiaseton. Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena

terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton

dinamakan ketotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.

Monosakarida yang terdiri atas empay atom karbon disebut tetrosa dengan rumus

C4H4O4.

Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimiliki dan

letak gugus hidroksilnya. Monosakarida yang mengandung satu gugus aldehida disebut

aldosa, sedangkan ketosa mempunyai satu gugus keton. Monosakarida dengan enam

ataom C disebut heksosa, misalnya glukosa (dekstrosa atau gula anggur), fruktosa

(levulosa atau gula buah), dan galaktosa. Sedangkan yang mempunyai lima atom C

disebut pentosa, misalnya xilosa, arabinosa, dan ribosa.

Ada beberapa cara penulisan rumus bangun molekul-molekul gula. Cara

penulisan yang paling sederhana adalah menurut Fischer yang disebut Fischer

projection formula, seperti terlihat pada rumus di bawah ini.

Huruf D yang terlihat pada nama gula seperti D-glukosa merupakan singkatan

dari kata dekstro dan L dari kata levo. Biasanya huruf D atau L ditulis di depan nama

gula sederhana. Bentuk L merupakan bayangan cermin dari bentuk D. Pemberian nama

D atau L berdasarkan penulisan rumus bangun gliseraldehida menurut Fischer. Bila

gugus hidroksil pada karbon 2 (di tengah) pada sebuah molekul gliseraldehida terlatak

di sebelah kanan, dinamakan D dan bila berada di sebelah kiri, dinamakan L.

Beberapa monosakarida seperti D-glukosa, D-galaktosa, dan D-fruktosa dengan

cepat dan mudah terserap melalui dinding usus kecil manusia, sedang monosakarida

lain yang mempunyai BM sama atau lebih kecil seperti D-mannosa, L-arabinosa, dan L-

sorbosa hanya sebagian kecil saja yang dapat terserap.


8

H C = O X X H C = O

H C = OH H C OH HO C H HO C H

CH2OH Y Y CH2OH

D-Gliseraldehida L-Gliseraldehida

Meskipun ada bentuk D dan L, tetapi monosakarida-monosakarida yang terdapat

di alam pada umumnya berbentuk D, dan jarang sekali dalam bentuk L, kecuali L-

fukosa, yang terdapat dalam mukopolisakarida dan mukoprotein. Beberapa pentosa

yang secara alam terdapat dalam bentuk L ialah L-arabinosa dan L-xilosa, yaitu terdapat

pada urin penderita pentosuria.

Meskipun D-glukosa dan D-fruktosa sama-sama mempunyai bentuk yang sama

yaitu D, tetapi terhadap cahaya yang terpolarisasi D-fruktosa bersifat pemutar kiri,

sedang D-glukosa pemutar kanan. Karena itu untuk menggambarkan lebih lengkap

dapat ditulis sebagai D(+)-glukosa dan D()-fruktosa)

Posisi H dan OH pada karbon anomerik disebut atau ditentukan dengan

mereaksikannya dengan asam borat; -glukosa bereaksi dengan cepat sedang -glukosa

tidak muda bereaksi dengan asam borat. Haworth berhasil menggambarkan rumus

tersebut dalam bentuk perspektif dengan atom H dan hidroksil (OH) di atas atau di

bawah bidang cincin yang letaknya tegak lurus pada permukaan kertas. Ikatan-ikatan

yang digambarkan, tebal terletak di depan, sedang yang tipis di bagian belakang.

6

CH2OH = D

5

CH2OH = D

O

H H

O

H OH

H, OH 4 1 = H, OH =

3 2 OH

H

H OH H OH

H OH H OH


9

Cara penulisan simbol D dan L pada heksosa berdasarkan letak karbon nomor 6.

Bila berada di atas bidang cincin, maka diberi simbol D, sedang bila di bawah bidang

cincin diberi simbol L. pada D heksosa, pemberian simbol dan ditentukan oleh

gugus hidroksil pada karbon no. 1. Bila letak hidroksil berada di bawah bidang cincin

diberi simbol , bila hidroksil tersebut berada di atas bidang cincin diberi simbol .

Oleh karena D dan L merupakan bayangan cermin, maka pemberian simbol san

pada L-heksosa dilakukan secara kebalikannya, yaitu bila hidroksil berada di atas

bidang cincin, maka diberi simbol dan seterusnya.

Oligosakarida

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas

beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu

dengan yang lain, mebentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain adalah

trisakarida yaitu terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk

dari empat molekul monosakarida. Oligosakarida yang paling banyak terdapat dalam

alam ialah disakarida.

Oligosakarida adalah polimer dengan derajat polimerisasi 2 sampai 10 dan

biasanya bersifat larut dalam air. Oligosakarida yang terdiri dari molekul disebut

disakarida, dan bila tiga molekul disebut triosa; bila sukrosa (sakarosa atau gula tebu)

terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul glukosa dan

galaktosa.

Ikatan antara dua molekul monosakarida disebut ikatan glikosidik. Ikatan ini

terbentuk antara gugus hidroksil dari atom C no. 1 yang juga disebut karbon anomerik

dengan gugus hidroksil dan atom C pada molekul gula yang lain. Ikatan glikosidik

biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 atau dengan melepaskan 1

mol air. Ikatan-ikatan glikosidik jarang terjadi antara karbon anomerik dengan karbon

yang ganjil, misalnya 1,3, 1,5, 1,7, tetapi biasanya dengan ikatan karbon genap yaitu 2,

4, atau 6.

Ada tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula ditentukan oleh ada

tidaknya gugus hidroksil (OH) bebas yang reaktif. Gugus hidroksil yang reaktif pada

glukosa (aldosa) biasanya terletak pada karbon nomor satu (anomerik), sedangkan pada

fruktosa (ketosa) hidroksil reaktifnya terletak pada karbon nomor 2.

Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang reaktif karena keduanya sudah

salin terikat, sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom C no. 1 pada gugus

glukosanya. Karena itu, laktosa bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat

nonpereduksi

Sukrosa adalah oligosakarida yang mempunyai peran penting dalam pengolahan

makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan, da kelapa kopyor. Untuk industri-

industri makanan biasa digunakan sukrosa dalam bentuk kirstal halus atau kasar dan

dalam jumlah yang banyak dipergunakan dalam bentuk cairan sukrosa (sirup). Pada


10

pembuatan sirup, gula pasir (sukrosa) dilarutkan dalam air dan dipanaskan, sebagian

sukrosa akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut gula invert.

Inversi sukrosa terjadi dalam suasana asam. Gula invert ini tidak dapat

berbentuk kristal karena kelarutan fruktosa dan glukosa sangat besar. Gambar 1

memperlihatkan peningkatan jumlah padatan terlarut dan gula invert. Garis terputus

pada grafik, menunjukkan komposisi campuran pada berbagai suhu. Terlihat bahwa

dengan semakin tingginya suhu, semakin tinggi juga persentase gula invert yang dapat

dibentuk. Pada suhu 200 C misalnya dapat terbentuk 72% gula invert dan pada suhu 30

0

C terbentuk hampir 80%.

80

75

70

65

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Prosen gula invert

Gambar 1. Grafik campuran sukrosa dan gula invert pada berbagai suhu (Dvis

and Prince, 1955)

Oligosakarida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis polisakarida dengan bantuan

enzim tertentu atau hidrolisis dengan asam. Pati dapat dihidrolisis dengan enzim

amilase menghasilkan maltosa (G, G-1,6). Bila pati dihidrolisis dengan enzim

transglukosidase (dari Bacillus macerans) akan dihasilkan suatu oligosakarida dengan

derajat polimerisasi lebih besar daripada 6 dan berbentuk siklik. Senyawa tersebut

disebut dekstrin Schardinger. Senyawa ini sangat larut dalam air dan karena dapat

mengikat zat-zat hidrofobik maka dipergunakan sebagai food additive untuk

memperbaiki tekstur bahan makanan.

400 C

300 C

200 C

100 C

00 C

Pro

sen p

adat

an t

erla

rut


11

Polisakarida

Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks

daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul

monosakarida. Polisakarida terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut

homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut

heteropolisakarida.Umumnya polisakarida beruoa senyawa berwarna putih dan tidak

berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi.

Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat

berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik

kerjanya. Hasil hidrolisis sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai

untuk menentukan struktur molekul polisakarida.

Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa,

hemiselulosa, pektin, lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen,

fruktan). Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna oleh tubuh, tetapi

merupakan serat-serat (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan.

Polisakarida ini banyak dialam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan.amilum

atau dalam bahasa sehari – hari disebut pati terdapat pada umbin,daun, batang dan biji –

bijian. Batang pohon sagu mengandung pati yang setelah dikeluarkan dapat disajikan

bahan makanan rakyat didaerah maluku.

Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat

berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik

kerjanya. Hasil hidrolisis sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai

untuk menentukan struktur molekul polisakarida.

Menurut jenis monosakaridanya dikenal pentosan dengan unit-unit pentosa dan

heksosan dengan monomer heksosa. Beberapa polisakarida mempunyai nama kebiasaan

(trivial) yang berakhiran “in” misalnya : kitin, dekstrin, dan pektin.

Pati

Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan -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 larut

disebut amulopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan -(1,4)-D-

glukosa, sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan -(1,4)-D-glukosa

sebanyak 4 – 5% dari berat total.

Peranan perbandingan amilosa dan amilopektin terlihat pada serealia, contohnya

pada beras. Semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan

amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. bEras ketan praktis tidak ada amilosanya

(1 – 2%), sedang beras yang mengandung amilosa lebih besar dari 2% disebut beras

biasa atau beras bukan ketan. Berdasarkan kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat

dibagi menjadi empat golongan yaitu : (1) beras dengan kadar amilosa tinggi 25 – 35%;


12

(2) beras dengan kadar amilosa menengah 20 – 25%; (3) beras dengan kadar amilosa

rendah (9 – 20%); dan (4) beras dengan kadar amilosa sangat rendah (<9%).

Secara umum penduduk di negara-negara Asean, khususnya Filipina, Malaysia,

Thailand dan Indonesia menyenangi rasa nasi dari beras dengan kandungan amilosa

medium (20 – 25%), sedang Jepang dan Korea menyenangi beras dengan amilosa

rendah (13 – 20%). Meskipun nasi Jepang lebih lekat dan mengkilat, kedua jenis nasi

tersebut mempunyai kepulenan yang sama dan tidak cepat mengeras meskipun

dibiarkan semalam.

Gelatinasi

Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula (butir) yang berbeda-

beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk, ukuran,

letak hilum yang unik, dan juga dengan sifat birefringent-nya. Sifat birefringent akan

dibahas kemudian.

Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula patinya akan

menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air yang terserap dan

pembengkakannya terbatas. Air yang terserap tersebut hanya dapat mencapai kadar

30%. Peningkatan volume granula pati yang terjadi di dalam air pada suhu antara 550

sampai 650 C merupakan pembengkakan yang sesungguhnya, dan setelah

pembengkakan ini granula pati dapat kembali pada kondisi semula. Granula pati dapat

dibuat membengkak luar biasa, tetapi bersifat tidak dapat kembali lagi pada kondisi

semula. Perubahan tersebut disebut gelatinasi. Suhu pada saat granula pati pecah disebut

suhu gelatinasi yang dapat dilakukan dengan penambahan air panas. Air dapat

ditambahkan dari luar seperti halnya pembuatan kanji dan puding, atau air yang ada

dalam bahan makanan tersebut, misalnya air dalam kentang yang dipanggang atau

dibakar.

Bila suspensi pati dalam air dipanaskan, beberapa perubahan selama terjadinya

gelatinasi dapat diamati. Mula-mula suspensi pati yang keruh seperti susu tiba-tiba

mulai menjadi jernih pada suhu tertentu, tergantung jenis pati yang digunakan.

Terjadinya translusi larutan pati tersebut biasanya diikuti pembengkakan granula. Bila

energi kinetik molekul-molekul air menjadi lebih kuat daripada daya tarik-menarik

antarmolekul pati di dalam granula, air dapat masuk ke dalam butir-butir pati. Hal inilah

yang menyebabkan bengkknya granula tersebut. Indeks refraksi butir-butir pati yang

membengkak itu mendekati indeks refraksi air dan hal inilah yang menyebabkan sifat

translusen.

Karena jumlah gugus hidroksil dalam molekul pati sangat besar, maka

kemampuan menyerap air sangat besar. Terjadinya peningkatan viskositas disebabkan

air yang dulunya berada di luar granula dan bebas bergerak sebelum suspensi

dipanaskan, kini sudah berada dalam butir-butir pati dan tidak dapat bergerak dengan

bebas lagi.

Pati yang telah mengalami gelatinasi dapat dikeringkan, tetapi molekul-molekul

tersebut tidak dapat kembali lagi ke sifat-sifatnya sebelum gelatinasi. Bahan yang telah


13

kering tersebut masih mampu menyerap air kembali dalam jumlah yang besar. Sifat

inilah yang digunakan agar instant rice dan instant pudding dapat menyerap air kembali

dengan mudah, yaitu dengan menggunakan pati yang telah mengalami gelatinasi.

Suhu gelatinasi tergantung juga pada konsentrasi pati. Makin kental larutan,

suhu tersebut makin lambat tercapai, sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah,

bahkan kadang-kadang turun. Dari Gambar 3 terlihat bahwa konsentrasi terbaik untuk

membuat larutan gel adalah 20%; makin tinggi konsentrasi, gel yang terbentuk makin

kurang kental dan setelah beberapa waktu viskositas akan turun.

Suhu gelatinasi berbeda-beda bagi tiap jenis pati dan merupakan suatu kisaran.

Dengan viskosimeter suhu gelatinasi dapat ditentukan, misalnya pada jagung 62 – 700

C, beras 68 – 780 C, gandum 54,5 – 64

0 C, kentang 58 – 66

0 C, dan tapioka 52 – 64

0 C.

suhu gelatinasi juga dapat ditentukan dengan polarized microscope. Granula pati

mempunyai sifat merefleksikan cahaya terpolarisasi sehingga di bawah mikroskop

terlihat kristal hitam-putih. Sifat ini disebut sifat birefringent. Pada waktu granula mulai

pecah, sifat birefringent ini akan menghilang

Selain konsentrasi, pembentukkan gel ini dipengaruhi pula oleh pH larutan

seperti terlihat pada Gambar 4. Pembentukkan gel optimum pada pH 4 – 7. Bila pH

terlalu tinggi, pembentukan gel makin cepat tercapai tapi cepat turun lagi, sedangkan

bila pH terlalu rendah terbentuknya gel lambat dan bila pemanasan diteruskan,

viskositas akan turun lagi. Pada pH 4 – 7 kecepatan pembentukan gel lebih lambat

daripada pH 10, tapi bila pemansan diteruskan, viskositas tidak berubah.

Penambahan gula juga berpengaruh pada kekentalan gel yang terbentuk. Gula

akan menurunkan kekentalan, hal ini disebabkan gula akan mengikat air, sehingga

pembengkakan butir-butir pati terjadi lebih lambat, akibatnya suhu gelatinasi lebih

tinggi. Adanya gula akan menyebabkan gel lebih tahan terhadap kerusakan mekanik.

Retrogradasi dan Sineresis

Beberapa molekul pati, khususnya amilosa yang dapat terdisperasi dalam air

panas, meningkatkan granula-granula yang membengkak dan masuk ke dalam cairan

yang ada di sekitarnya. Karena itu, pasta pati yang telah mengalami gelatinasi terdiri

dari granula-granula yang membengkak tersuspensi dalam air panas dan molekul-

molekul amilosa tersebut akan terus terdispersi, asalkan pasta pati tersebut tetap dalam

keadaan panas. Karena itu dalam kondisi panas, pasta masih memiliki kemampuan

untuk mengalir yang fleksibel dan tidak kaku.

Bila pasta tersebut kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi

untuk melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk bersatu kembali.

Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan

cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula. Dengan demikian mereka

menggabungkan butir pati yang membengkak itu menjadi semacam jaring-jaring

membentuk mikrokristal dan mengendap. Proses kristalisasi kembali pati yang telah

mengalami gelatinasi tersebut disebut retrogradasi. Sebagian besar pati yang telah


14

menjadi gel bila disimpan atau didinginkan untuk beberapa hari atau minggu akan

membentuk endapan kristal di dasar wadahnya.

Pada pati yang dipanaskan dan telah dingin dan telah dingin kembali ini

sebagian air masih berada di bagian luar granula yang membengkak. Air ini

mengadhakan ikatan yang erat dengan molekul-molekul pati pada permukaan butir-butir

pati yang membengkak; demikian juga dengan amilosa yang mengakibatkan butir-butir

pati yang membengkak. Sebagian air pada pasta yang telah dimasak tersebut berada

dalam rongga-rongga jaringan yang terbentuk dari butir pati dan endapan amilosa. Bila

gel dipotong dengan pisau atau disimpan

Untuk beberapa hari, air tersebut dapat keluar dari bahan. Keluarnya atau

merembesnya cairan dari suatu gel dari pati disebut sineresis (syneresis).

Pemecahan Pati oleh Enzim

Enzim-enzim yang terdaat pada tanaman yang dapat menghidrolisis pati adalah

-amilase, -amilase, dan fosforilase. Enzim -amilase dapat memecah pati menjadi

fraksi-fraksi yang kecil-kecil, misalnya pemecahan amilosa menjadi fraksi kecil yang

disebut maltosa, suatu disakarida dari glukosa. Bila -amilase direaksikan terhadap pati

biasa, hanya diperoleh 60% sampai 70% dari hasil maltosa teoretis. Bagian pati yang

tidak terurai menjadi residu yang disebut -amilase limit dextrin. Hal ini disebabkan

karena ternyata -amilase tidak mampu menghidrolisis amilopektin di luar batas

cabang-cabang tertentu.

Dibanding -amilase, kemampuan menghidrolisis -amilase lebih hebat. Enzim

ini dapat menghidrolisis pati menjadi fraksi-fraksi molekul yang terdiri dari 6 sampai 7

unit glukosa.

Enzim fosforilase mampu memcah ikatan, 1,4-glukosidik pati dengan bantuan

asam atau ion fosfat, sedangkan amilase memerlukan molekul air.

fosforilase

Pati + 3

4PO -D-glukosa-1-fosfat

Proses tersebut disebut proses fosforilasi, dan biasanya tidak disebut proses

hidrolisis. Fosforilase dapat memecah amilosa secara tuntas, tetapi bila substratnya

amilopektin, di samping glukosa terbentuk dekstrin yang disebut “dekstrin tahan

fosforilase” yang molekulnya mengandung cabang-cabang dengan ikatan -1,6.

Reaksi dengan Iodin

Pati yang berikatan dengan iodin (I2) akan menghasilkan warna biru. Sifat ini

dapat digunakan untuk menganalisa adanya pati. Hal ini disebabkan oleh struktur

molekul pati yang berbentuk spiral, sehingga akan mengikat molekul iodin dan

terbentuklah warna biru. Bila pati dipanaskan, spiral merenggang, molekul-molekul

iodin terlepas sehingga warna biru hilang. Dari percobaan-percobaan didapat bahwa pati

akan merefleksikan warna biru bila berupa polimer glukosa yang lebih besar dari dua

puluh, misalnya molekul-molekul amilosa. Bila polimernya kurang dari dua puluh


15

seperti amilopektin, maka akan dapat dihasilkan warna merah. Sedang dekstrin dengan

polimer 6, 7, dan 8 membentuk warna coklat. Polimer yang lebih kecil dari lima

memberikan warna dengan iodin.

Selulosa

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa,

pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman.

Pada proses pematangan, penyimpanan, atau pengolahan, komponen selulosa dan

hemiselulosa mengalami perubahan sehingga terjadi perubahan tekstur.

Seperti juga amilosa, selulosa adalah polimer berantai lurus -(1,4)-D-glukosa.

Bedanya dengan amilosa adalah pada jenis ikatan glukosidanya. Selulosa bila dihirolisis

oleh enzim selobiase, yang cara kerjanya serupa dengan -amilase, akan terhidrolisis

dan menghasilkan dua molekul glukosa dari ujung rantai, sehingga dihasilkan selobiosa

(-(1,4)-G-G).

Pada penggilingan padi, dihasilkan hampir 50% sekam yang banyak

mengandung selulosa, lignin, dan mineral Na dan K yang mempunyai daya

saponifikasi. selulosa dalam sekan padi dapat dipergunakan untuk makanan ternak,

tetapi kandungan ligninnya harus dihilangkan terlebih dahulu, biasanya dengan

menggunakan KOH. Di beberapa negara misalnya Taiwan, telah diusahakan untuk

melarutkan lignin dengan NH4OH sebagai pengganti KOH. Penambahan NH4OH ini

mempunyai keuntungan berupa penambahan sumber N dalam makanan ternak. Di

samping itu NH4OH harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan KOH.

Turunan selulosa yang dikenal sebagai 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. CMC juga sering dipakai dalam bahan makanan untuk

mencegah terjadinya retrogradasi.

CMC yang banyak dipakai pada industri makanan adalah garam Na

carboxymenthyl cellulose disingkat CMC yang dalam bentuk murninya disebut gum

selulosa. Pembuatan CMC ini adalah dengan cara mereaksikan Na kloroasetat.

ROH + NaOH RONa + HOH

R ONa + ClCJ2COONa RCH2COONa + NaCl

Karena CMC mempunyai gugus karboksil, maka viskositas larutan CMC dipengaruhi

oleh pH larutan; pH optimumnya adalah 5, dan bila pH terlalu rendah (<3), CMC akan

mengendap.

Hemiselulosa

Bila komponen-komponen pembentuk jaringan tanaman dianalisis dan dipisah-

pisahkan, mula-mula lignin akan terpisah dan senyawa yang tinggal adalah

holoselulosa. Lebih lanjut lagi ternyata holoselulosa terdiri dari selulosa dan senyawa


16

lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisis hemiselulosa, diperkirakan unti

monomer yang membentuknya tidak sejenis (heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa

terutama adalah D-xilosa, pentosa, dan heksosa lain.

Beda hemiselulosa dengn selulosa yaitu : hemiselulosa mempunyai derajat

polimerisasi rendah dan mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedang

selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa tidak merupakan serat-serat yang panjang

seperti selulosa, juga suhu bakarnya tidak setinggi selulosa. Hasil hidrolisis selulosa

akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hemiselulosa terutama akan menghasilkan D-

xilosa dan monosakarida lainnya.

Pektin

Pektin secara umum terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di

sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa-senyawa pektin juga berfungsi

sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain. Bagian antara dua

dinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamela tengah (middle lamella).

Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dari asam D-galakturonat yang

dihubungankan dengan ikatan -(1,4)-glukosida; asam galakturonat merupakan turunan

dari galaktosa.

Pada umumnya senyawa-senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga

kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. Pada

asam pektat, gugus karboksil asam galakturonat dalam ikatan polimernya tidak

teresterkan. Asam pektat dapat membentuk garam seperti halnya asam-asam lain. Asam

pektat terdapat dalam jaringan tanaman sebagai kalsium atau magnesium pektat.

Asam pektinat, disebut juga pektin, dalam molekulnya terdapat ester metil pada

beberapa gugusan karboksil sepanjang rantai polimer dari galakturonat. Bila pektinat

mengandung metil ester cukup yaitu lebih dari 50% dari seluruh karboksil, disebut

pektin. Pektin mempunyai sifat terdispersi dalam air, dan seperti halnya asam pektat,

pektin juga dapat membentuk garam yang disebut garam pektinat. Dalam bentuk garam

inilah pentik tersebut berfungsi dalam pembuatan jeli dengan gula dan asam.

Pektin dengan kandungan metoksil rendah adalah asam pektinat yang sebagian

besar gugusan karboksilnya bebas tidak teresterkan. Pektin dengan metoksil rendah ini

dapat membentuk gel dengan ion-ion bervalensi dua.

Protopektin merupakan istilah untuk senyawa-senyawa pektin yang tidak larut,

yang banyak terdapat pada jaringan tanaman yang muda. Bila jaringan-jaringan

tanaman ini dipanaskan di dalam air yang juga mengandung asam, protopektin dapat

diubah menjadi pektin yang dapat terdispersi dalam air. Karena alasan stersebut, maka

jaringan-jaringan dalam sayuran dan buah-buahan menjadi lunak dan empuk bila

dimasak dalam air panas. Buah apel dan bagian albedo yang berbentuk spons putih pada

kulit buah jeruk biasanya banyak mengandung pektin dan digunakan secara komersial

sebagai sumber pektin.


17

Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik berdasar jenis

tanamannya maupun dari bagian-bagian jaringannya. Bagian kulit (core) dan albedo

buah jeruk lebih banyak mengandung pektin daripada jaringan parenkimnya.

Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah

sangat bervariasi dan tergantung pada derajat pematangan buah. Pada umumnya,

protopektin yang tidak larut itu lebih banyak terdapat pada buah-buah yang belum

matang. Kekuatan membentuk gel suatu senyawa akan lebih tinggi bila residu asam

galakturonatnya dalam molekul juga lebih besar. Potensi pembentukan jeli dari pektin

menjai berkurang dalam buah yang terlalu matang. Selama proses pematangan terjadi

proses demetilasi pektin dan hal ini menguntungkan untuk tujuan pembuatan gel, tetapi

sebaliknya demetilasi yang terlalu lanjut atau sempurna akan menghasilkan asam pektat

yang tidak lagi mudah membentuk gel.

Buah-buahan yang dapat digunakan untuk membuat jeli adalah jambu biji, apel,

lemon, plum, jeruk, serta anggur.

Gel Pektin

Pektin dapat membentuk gel dengan gula bila lebih dari 50% gugus karboksil

telah termetilasi (derajat metilasi = 50), sedangkan untuk pembentukan gel yang baik

ester metil harus sebesar 8% dari berat pektin. Makin banyak ester metil, makin tinggi

suhu pembentukan gel. Misalnya untuk pembentukan jam, dipergunakan pektin dengan

derajat metilasi 74. Jenis pektin yang termasuk rapid set adalah pektin dengan suhu

pembentukan gel 880 C, sedangkan slow set adalah pektin yang membentuk gel pada

suhu 540 C dan berderajat metilasi 60.

Pembentukan gel dari pektin dengan derajat metilasi tinggi dipengaruhi juga

oleh konsentrasi pektin, prosentase gula, dan pH. Makin besar konsentrasi pektin, makin

keras gel yang terbentuk. Konsentrasi 1% telah menghasilkan kekerasan yang cukup

baik. Gula yang ditambahkan tidak boleh lebih dari 65% agar terbentuknya kristal-

kristal di permukaan gel dapat dicegah.

Dalam perdagangan dikenal istilah jelly grade yang ditentukan berdasarkan

jumlah gula yang diperlukan oleh 1 lb pektin untuk membentuk gel. Grade pektin 100

berarti untuk membentuk jeli, diperlukan 100 lb gula untuk setiap 1 lb pektin. Pengaruh

pH pada pembentukan gel adalah makin rendah pH, gel makin keras, dan jumlah pektin

yang diperlukan makin sedikit. Tetapi pH yang terlalu rendah akan menimbulkan

sineresis, yaitu air dalam gel akan keluar pada suhu kamar, sedangkan pH yang terlalu

tinggi juga akan menyebabkan gel pecah; pH yang baik adalah 3,1 – 3,2.

Setting time adalah waktu yang diperlukan untuk terbentuknya gel sejak

ditambahkan bahan-bahan pembentukan gel. Kecepatan pembentukan gel

mempengaruhi mutu gel. Bila gel telah terbentuk sebelum penambahan komponen

selesai, akan terbentuk gel yang tidak merata (curdle). Dikenal istilah rapid set untuk

pektin yang cepat membentuk gel dan slow set untuk yang lambat membentuk gel.

Untuk memperlambat pembentukan gel biasa ditambahkan garam atau hidrolisis

sebagian pektin dengan enzim.


18

Pektin dengan metil lebih rendah dari 7% (low ester pection) dapat membentuk

gel bila ada ion-ion logam bivalen. Ion bivalen dapat bereaksi dengan gugus-gugus

karboksil dari 2 molekul asam pektat dan membentuk jembatan. Pada pembentukan gel

ini, tidak diperlukan gula dan tekstur gel yang terbentuk kurang keras.

Glikogen

Glikogen merupakan “pati hewan”, banyak terdapat pada hati dan otot, bersifat

larut dalam air (pati nabati tidak larut dalam air), serta bila bereaksi dengan iodin akan

menghasilkan warna merah. Senyawa yang mirip dengan glikogen telah ditemukan

dalam kapang, khamir, dan bakteria. Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih

jagung (sweet corn). Hal ini penting diketahui karena sejak lama orang berpendapat

bahwa glikogen hanya terdapat pada hewan.

Glikogen merupakan sutau polimer yang struktur molekulnya hampir sama

dengan struktur molekul amilopektin. Glikogen mempunyai banyak cabang (20 – 30

cabang) yang pendek-pendek dan rapat, sedangkan amilopektin hanya mempunyai kira-

kira 6 cabang. Glikogen mempunyai berat molekul (BM) sekitar 5 juta dan merupakan

molekul terbesar di alam yang larut dalam air.

Glikogen terdapat pada otot-otot hewan, manusia, dan ikan. Pada waktu hewan

disembelih, terjadi kekejangan (rigor mortis) dan kemudian glikogen dipecah menjadi

asam laktat selama post mortem. Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai

cadangan energi yang sewaktu-waktu dpaat diubah menjadi glukosa.

Oleh enzim atau asam, glikogen dipecah menjadi glukosa. Enzim yang dapat

memecah glikogen adalah fosforilase. Bedanya dengan fosforilase tanaman, fosforilase

ini memerlukan adanya ko-enzim adenin-ribosa-5-fosfat atau dikenal juga sebagai asam

adenilat. Fosforilase memecah ikatan 1,4 antara residu-residu glukosa dan bila tiba pada

ikatan 1,6 kerja enzim terhenti. Dalam keadaan ini enzim lain diperlukan, yaitu enzim

amilo-1,6-glukosidase yang mampu memecahkan ikatan 1,6 dan baru fosforilase

bekerja lagi sampai menghasilkan molekul-molekul glukosa. Enzim fosfatase

memerlukan ion fosfat, sedangkan amilo-1,6-glukosidase tidak.

Glikosida adalah suatu kompleks antara gula pereduksi (glikon) dan buka gula

(aglikon). Glikon bersifat mudah larut dalam air dan glikosida-glikosida mempunyai

tegangan permukaan yang kuat. Misalnya saponin yang ditambahkan pada pembuatan

minuman atau yang terdapat pada pembuatan gula alam. Pada konsentrasi 0,4 ppm

saponin dalam proses refining gula dapat menimbulkan busa dan hal ini harus

dihindarkan dengan cara membuat suasana menjadi asam.

Polisakarida Lain

Polisakarida lain banyak terdapat di alam seperti gumi, agar, asam alginat,

karagenan, dan dekstran. Gumi dihasilkan dari batang pohon akasia dan merupakan

polimer heterosakarida dengan rantai utamanya terdiri dari molekul (1,3)-galaktosa

dengan rantai cabang asam uronat. Nama perdagangannya adalah gum arabik. Agar

didapat dari ganggang merah dan merupakan polimer rantai lurus galaktan sulfat yang


19

berkaitan (1,3)-galaktosida dan tiap 10 molekul berikatan (1,4). Sulfatnya terdapat

dalam bentuk garam Ca.

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

California (Macrocystis pyrifera) yang diekstraksi dengan Na2CO3. Asam alginat terdiri

dari (1,4)-asam manurat.

Karagenan didapat dengan mengekstraksi lumut Irlandia dengan air panas.

Karagenan adalah polisakarida yang terdiri dari asam galakturonat, dan dipergunakan

sebagai stabilizer pada industri coklat dan hasil produk susu.

Dekstran merupakan polisakarida dengan berat molekul (BM) sekitar 50.000

dan menyerupai glikogen. Dekstran dapat diperoleh melalui sintesis dari sukrosa oleh

suatu jenis bakteri tertentu dan merupakan polimer dari unit-unit D-glukopiranosa.

Dekstran terdiri dari rantai dengan ikatan -1,6 dan -1,4.


20

BAB III DERIVAT KARBOHIDRAT

Monosakarida mempunyai gugus fungsi yang dapat dioksidasi menjadi gugus

karboksilat. Asam yang terbentuk dapat dipandang sebagai derivate monosakarida.

Disampaing itu dikenal pula gula amino, yaitu monosakarida yang mengandung gugus –

NH2. Selain dapat dioksidasigugus aldehida dan keton dapat pula direduksi menjadi

gugus alcohol.

3.1 Asam – asam

Oksidasi terdapat monosakarida dapat menghasilkan beberapamacam asam.

Sebagai contoh oksidasi glukosa dapat menghasilkan asam glukonat, asam glukarat dan

asam glukuronat. D-glukarat mungkin tidak terbentuk dalam tubuh kitaa, tetapi dapat

terjadi pada oksidasi glukosa dengan asam kuat, seperti halnya pembentukan asam

musat dari galaktosa.

Asam glukarat mudah larut dalam air, sedangkan asam musat sukar larut.

Asam glukonat dan asam gulukuronat terdapat dalam tubuh kita sebagai hasil

metabolisme gluktosa. Asam gglukuronat dapat mengikat senyawa yang

membahayakan tubuh atau bersifat racun. Dengan cara pengikatan senyawa tersebut

dapat dikurangi daya racunya dan mudah dikeluarkan dari dalam tubuh melalui ureni.

Suatu asam yang mempunyai peranan penting bagi bagi tubuh kita adalah

asam askorbat atau yang dikenal sebagai vitamin c. Asam ini terdapat pada tumbuhan

misalnya pada buah jeruk, advokat, apel dalam kentang dan kol. Kekurangan asan

askorbat dalam tubuh menyebabkan terjadinya skurbut dengan gejalah pendarahan pada

gusi. Asam askorbat dibuat dipabrik dari glukosa.

3.2 Gula Amino

Ada tiga senyawa yang penting dalam kelompok ini, yaitu D-glukosamina,

D-galaktosamina, dan D-manosamina. Pada umumnya senyawa – senyawa ini berikatan

dengan asam uronat dan merupakan bagian dari mukopolisakareida. Asam hialuronat

adalah suatu polimer yang terdiri atas unit – unit disakarida.

3.3 Alkohol

Baik gugus aldehida maupun gugus keton pada monosakarida dapat

direduksi menjadi gugus alcohol dan senyawa yang terbentuk adalah polihidroksi

alcohol.


21

BAB IV

ANALISIS SAKARIDA DALAM BAHAN MAKANAN

Berdasarkan sifat-sifat sakarida dan reaksi-reaksi kimia yang spesifik,

karbohidrat dapat dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif.

4.1 Analisis Kualitatif

Karbohidrat dengan zat tertentu akan menghasilkan warna tertentu yang daoat

digunakan untuk analisis kualitatif. Bila karbohidrat direaksikan dengan larutan naftol

dalam alkohol, kemudian ditambahkan H2SO4 pejat secara hati-hati, pada batas cairan

akan terbentuk furfural yang berwarna ungu. g berbeda. Fenol yang sering dipakai

adalah resorsinol (pereaksi Seliwanoff), floroflusinol, dan orsinol.

4.2 Uji Antron

Sebanyak 0,2 ml larutan contoh di dalam tabung reaksi ditambahkan ke dalam

larutan antron (0,2% dalam H2SO4 pekat). Timbulnya warna hijau atau hijau kebiruan

menandakan adanya karbohidrat dalam larutan contoh. Uji ini sangat sensitif sehingga

juga dapat memberikan hasil positif jika dilakukan pada kertas saring yang mengandung

selulosa. Uji antron ini telah dikembangkan untuk uji kuantitatif secara colorimetric

bagi glikogen inulin, dan gula dalam darah.

4.3 Uji Barfoed

Pereaksi terdiri dari kupri asetat dan asam asetat. Ke dalam 5 ml pereaksi dalam

tabung reaksi ditambahkan 1 ml larutan contoh, kemudian tabung reaksi ditempatkan

dalam air mendidih selama 1 menit. Endapan berwarna merah oranye menunjukkan

adanya monosakarida dalam contoh.

4.4 Uji Benedict

Peraksi terdiri dari kupri sulfat, natrium sitrat, dan natrium karbonat. Ke dalam 5

ml peraksi dalam tabung reaksi ditambahkan 8 tetes larutan contoh, kemudian tabung

reaksi ditempatkan dalam air mendidih selama 5 menit. Timbulnya endapan warna

hijau, kuning, atau merah oranye menunjukkan adanya gula pereduksi dalam contoh.

O

C

C

H2


22

4.5 Uji Orsinol Bial-HCl

Ke dalam 5 ml pereaksi ditambahkan 2 – 3 ml larutan contoh, kemudian

dipanaskan sampai timbul gelembung-gelembung gas ke permukaan larutan. Timbulnya

endapan dan larutan berwarna hijau menandakan adanya pentosa dalam contoh.

4.6 Uji Hayati

Pereaksi terdiri dari garam, Rochelle atau kalium natrium tartrat, gliserol, dan

kupri sulfat. Uji dan tanda-tanda dilakukan sama seperti uji Benedict.

4.7 Uji Iodin

Larutan contoh diasamkan dengan HCl. Sementara itu dibuat larutan iodin dalam

larutan KI. Larutan contoh sebanyak satu tetes ditambahkan ke dalam larutan iodin.

Timbulnya warna biru menunjukkan adanya pati dalam contoh, sedangkan warna merah

menunjukkan adanya glikogen atau eritrodekstrin.

4.8 Uji Molisch

Ke dalam 2 ml larutan contoh dalam tabung reaksi ditambahkan dua tetes

pereaksi -naftol 10% (baru dibuat) dan dikocok. Secara hati-hati 2 ml H2SO4 pekat

ditambahkan ke dalam tabung reaksi di mana larutan contoh akan berada di lapisan atas.

Cincin berwarna merah ungu pada batas kedua cairan menunjukkan adanya karbohidrat

dalam contoh.

4.9 Uji Seliwanoff

Pereaksi dibuat segera sebelum uji dimulai. Pereaksi ini dibuat dengan

mencampurkan 3,5 ml resorsinol 0,5% dengan 12 ml HCl pekat, kemudian diencerkan

menjadi 35 ml dengan air suling. Uji dilakukan dengan menambahkan 1 ml larutan

contoh ke dalam 5 ml pereaksi, kemudian ditempatkan dalam air mendidih selama 10

menit. Warna merah cherry menunjukkan adanya fruktosa dalam contoh.

4.10 Uji Tauber

Sebanyak dua tetes larutan contoh ditambahkan ke dalam 1 ml larutan benzidina,

didihkan, dan dinginkan cepat-cepat. Timbulnya warna ungu menunjukkan adanya

pentosa dalam contoh.


23

BAB V SUSUNAN KIMIA

Molekul karbohidrat terdiri atas atom – atom karbon, hydrogen dan

oksigen.Sebagai contoh molekul glukosa mempunyai rumus kimia C6H12O6 sedangkan

rumus sukrosa adalah C12H22O11. Dengan demikian dahulu orang berkesimpulan adanya

air dalam karbohidrat. Karena hal inilah maka dipakai kata karbohidrat. Walaupun pada

kenyataanya senyawa karbohidrat tidak mengandung molekul air, namun kata

karbohidrat tetap digunakan disamping nama lain yaitu sakarida.

Dari rumus stuktur akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat

pada molekul karbohidtar. Gugus – gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa

tersebut. Berdasarkan gugus yang ada pada molekul karbohidtar, maka karbohidrat

didefinisikan sebagai polihidrosialdehida atau polihidrosiketon. Sehubungan dengan itu

berikut ini dibahas stuktur molekul senyawa yang temasuk karbohidrat.

5.1 Rumus Fischer

Seperti senyawa organic lainnya, molekul karbohidrat terbentuk dari

rantai ataom karbon dan tiap atom karbon mangikat atom atau gugus tertentu.

Apabila atom karbon mengikat empat buah atom atau gugus maka, sudut antara

ikatan yang besarnya 109. Sehingga antara atom karbon dengan keempat atom atau

gugus yang diikatnya akan terbentuk suatu tetrahedron dengan atom karbon sebagai

pusatnya.

Apabila atom karbonmengikat empat atom atau gugus yang berlainan,

maka atom tersebut dinamakan atom karbon asimetrik atau tidak simetrik.

5.2 Aktivitas Optik

Kedua ena siomer gliseraldehida itu mempunyai titik lebur yang sama

serta kelarutannya dalam air pun sama pula. Demikianlah pula semua sifat kimia

enansiomer itu ialah pada pemutaran bidang getra cahaya terpolirisasi.

Cahaya biasa dipancarakan dalam bentuk gelombang yang tegak lurus

pada arah jalan cahaya tersebut. Apabila cahaya tersebut dipancarakan melalaui

kristal atau melalaui prisma atau polasisator, maka hanya ada satu gelombang yang

mempunyai posisi tertentu yang dapat diteruskan.

Gelombang cahaya terpolarisasi terletak pada satu yaitu bidang getar

cahaya tersebut. Apabila cahaya terpolarisasi dilewatkan pada larutan salah satu

enansiomer, maka bidang getarnya akan mengalami perubahan posisis.

5.3 Konfigrasi Molekul

Sebelum pada tahun 1951 para ahli kimia belum mengatahui molekul

gliseraldehida mana yang memutar cahaya yang terpolarisasi kekanan dan keman

memutar kekiri. Namun demikian untuk kepentingan penulisan rumus stuktur dan

guna memudahkan pekerjaan mereka.

Arah putaran cahaya terpolarisasi oleh suatu senyawa atau rotasi optic ini

adalah sifat fisika senyawa tersebut. Konfigrasi molekul adaalah khas struktur suatu


24

senyawa.Hubungan antara rotasi optic dengan konfigrasi molekul ini belum dapat

dijelaskan.Asam gliserat yang mempunyai konfigrasi sama sengan (+)

gliseraldehida ternyata memutar cahaya terpolirisasi kekiri.

5.4 Rumus Hanworth

Jika kristal glukosa murni dilarutkan dalam air maka larutanya akan

memutar cahaya terpolirisasi kearah kanan. Namun bila larutan itu dibiarkan

beberapa waktu dan diamati putaranya, terlihat bahwa sudut putaran berubah

menjadi makin kecil, sehingga lama kelamaan menjadi tetap. Peristiwa ini disebut

mutarotasi, yang berarti perubahan rotasi atau perubahan putaran.Beberapa jenis

karbohidrat juga menunjukan adanya sifat demikian itu.

Pada peristiwa mutarosasi ini glukosa yang larut air brubah menjadi

bentuk lain yang mempunyai rotasi spesifik yang berbeda. Dengan demikian sudut

putaranya akan berubah pula. Lama – kelamaan sudut putaran menjapai harga tetap

karena telah tercapai keseimbangan antara kedua bentuk glukosa tersebut.


25

BAB VI KEMANISAN,PENCOKLATAN,VITAMIN C,DAN

REAKSI MAILLARD.

Adanya glukosa , sukrosa,pati dan lain – lain dan dapat meningkatkan cita rasa

pada bahan makanan. Misalnya sukrosa menimbulkan rasa manis , pati menimbulkan

rasa khusus pada makanan karena tekstur yang dipunyainya, demikian juga bila gula

dipanaskan atau bereaksi dengan asam amino akan terbentuk warna coklat yang

membuat bahan lebih menarik.

6.1 Kemanisan

Beberapa monosakarida dan oligosakarida mempunyai rasa manis sehingga

sering kali digunakan sebagai bahan pemanis. Yang sering digunakan adalah sukrosa

(kristal), glukosa (dalam sirup jagung), dan dekstrosa (kristal D-glukosa). D-fruktosa

dan maltosa jarang dijual dalam bentuk kristal, tetapi merupakan bahan pemanis

makanan yang penting. D-fruktosa terdapat dalam gula invert, dan sirup jagung

mengandung 45% D-fruktosa atau maltosa. Sebagai standar kemanisan dipergunakan

rasa manis sukrosa.

Kemanisan larutan D-fruktosa terhadap sukrosa akan menurun bila suhu

dinaikkan. Pada suhu 50 C, D-fruktosa kira-kira 1,4 kali lebih manis daripada sukrosa.

Tetapi pada suhu 600 C kemanisan D-sukrosa, dan L-sorbosa. Sedang kemanisan

maltosa tidak dipengaruhi oleh perubahan-perubahan suhu.

Kemanisan larutan D-fruktosa terhadap sukrosa akan menurun bila suhu

dinaikkan. Pada suhu 50 C, D-fruktosa kira-kira 1,4 kali lebih manis daripada sukrosa.

Tetapi pada suhu 600 C kemanisan D-sukrosa, dan L-sorbosa. Sedang kemanisan

maltosa tidak dipengaruhi oleh perubahan-perubahan suhu.

Suatu teori yang menjelaskan terjadinya kemanisan telah diajukan oleh

Shallenberger dan Acree yang mendasarkan sifat-sifat ikatan hidrogen pada senyawa

yang manis. Suatu senyawa yang manis dengan atom-atom elektronegatif A dan B,

dengan sebuah atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada A, kemungkinan besar

akan membentuk pasangan ikatan hidrogen dengan struktur yang sama dari resepto pada

ujung syaraf rasa, sehingga menghasilkan respon manis. A-H mewakili gugusan donor

proton, sedang B sebagai gugusan fungsional bertindak sebagai akseptor proton.

6.2 Pencoklatan (browning)

Proses pencoklatan atau browning sering terjadi pada buah-buahan seperti

pisang, peach, pear, salak, pala, dan apel. Buah yang memar juga mengalami proses

pencoklatan.

Pada umumnya proses pencoklatan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu proses

pencoklatan yang enzimatik dan yang nonenzimatik.

Pencoklatan enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung

substrat senyawa fenolik yang dapat bertindak sebagai substrat dalam proses


26

pencoklatan enzimatik pada buah-buahan dan sayuran. Di samping katekin dan

turunannya seperti tirosin, asam kafeat, asam klorogenat, serta leukoantosianin dapat

menjadi substrat proses pencoklatan.

Senyawa fenolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling

nerdekatan merupakan substrat yang baik untuk proses pencoklatan. Proses pencoklatan

enzimatik memerlukan adanya enzim fenol oksidase dan oksigen yang harus

berhubungan dengan substrat tersebut.

Enzim-enzim yang dapat mengkatalisis oksidasi dalam proses pencoklatan

dikenal dengan berbagai nama, yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase, fenolase, atau

polifenolase; masing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu.

Terjadinya reaksi pencoklatan diperkirakan melibatkan perubahan dari bentuk

kuinol menjadi kuinon seperti terlihat pada gambar berikut ini.

OH O

OH O

Kuinol Kuinon

Reaksi pencoklatan yang nonenzimatik belum diketahui atau dimengerti penuh.

Pencoklatan yang nonenzimatik belum diketahui atau dimengerti penuh. Tetapi pada

umumnya ada tiga macam reaksi pencoklatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi

Maillard, dan pencoklatan akibat vitamin C.

6.3 Karamelisasi

Bila suatu larutan sukrosa diuapkan, maka konsentrasinya akan meningkat,

demikian juga titik didihnya. Keadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh air

menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan diteruskan, maka

cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa yang lebur. Titik lebur

sukrosa adalah 1600 C.

Bila gula yang telah mencari tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya

melampui titik leburnya, misalnya pada suhu 1700 C, maka mulailah terjadi

karamelisasi sukrosa.

Gula karamel sering dipergunakan sebagai bahan pemberi cita rasa makanan.

Reaksi yang terjadi bila gula mulai hancur atau terpecah-pecah tidak diketahui pasti,

tetapi paling sedikit melalui tahap-tahap seperti berikut: Mula-mula setiap molekul

2H

Oksidasi


27

sukrosa dipecah menjadi sebuah molekul glukosa dan sebuah molekul fruktosan

(fruktosa yang kekurangan satu molekul air). Suhu yang tinggi mampu mengeluarkan

sebuah molekul yang analog dengan fruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti

dengan polimerisasi, dan beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.

Bila soda ditambahkan ke dalam gula yang telah terkaramelisasi, maka adanya

panas dan asam akan mengeluarkan gelembung-gelembung CO2 yang mengembangkan

cairan karamel. Bila didinginkan akan membentuk benda yang kropos dan rapuh.

6.4 Reaksi Maillard

Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut :

Suatu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu

gugus amino dari protein sehingga menghasilkan basa Schiff.

Perubahan terjadi menurut reaksi Amadori sehingga menjadi amino

ketosa.

Dehidrasi dari hasil reaksi Amadori membentuk turunan-turunan

furfuraldehida, misalnya dari heksosa diperoleh hidroksimetil furfural.

Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metil -

dikarbonil yang diikuti penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan

-dikarboksil seperti metilglioksal, asetol, dan diasetil.

Aldehida-aldehida aktif dari 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa

mengikutisertakan gugus amino (hal ini disebut kondensasi aldol) atau

dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna coklat yang

disebut melanoidin.

6.5 Pengcoklatan

Vitamin C (asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat

bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna coklat nonenzimatik. Asam-

asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidroaskorbat. Dalam

suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan

membentuk suatu senyawa diketogulonat; dan kemudian berlangsunglah reaksi Maillard

dan proses pencoklatan.


28

BAB VII KANDUNGAN SERAT BAHAN MAKANAN.

Daftar komposisisi bahan makanan diindonesia belum memeuat kandunan serta

bahan makanan. Daftar bahan makanan luar negri memuat angka – angka yang berbeda

untuk bahan makanan yang sama. Ini disebabkan karena belum ada kesempakatan

defenisi serat makanan dalam teknik analisis yang digunakan.

7.1 Pengaruh faali karbohidrat makanan yang tidak dicernakan usus halus.

Pada tahun 1940 Burkitt dan trowel memperhatikan bahwa penduduk asli diafrika

mempunyai penyakitsangat berbeda dari penduduk kulit putih dan penduduk eropa,

penduduk asli jarang menderita penyakit peradaban seprtikonstipasi,

apendisitis,divertikulitis,hemoroid, diabetes mellitus, kanker kolon, penyakit jantung

koroner dan batu ginjal. Mereka menghubungkannya dengan buang air besar lunak dan

lebih banyak dan serta lebih sering dan lebih lancer keluar yang tampaknya merupakan

akibat dari makanan tinggi serat.Kekurangan serat makanan dihubungkan pula dengan

berbagai penyakkit gastrointestinal.

7.2 Berat feses

Makanan yang rendah serat menghasilkan feses yang keras dan kering yang susah

dikeluarkan dan membutuhkan peningkatan tekanan saluran yang luar biasa untuk

mengeluarkanya. Makanan tinggi serat cenderung meningkatkan berat feses, menurunkan

waktu transit didalam saluran cerna dan dapat mengontrol metabolisme glukosa dan

lipida. Jenis dan jumlah serat makanan menentukan pengaruh ini.

Serat larut air mudah difermentasi, sehingga pertumbuhan dan perkembangan bakteri

kolon menyebabkan bertambahnya berat feses. Gas yang terbentuk selama fermentasi

membantu gerakan sisa makanan melalui kolon. Serat tidak larut air terutama liknin yang

terdapat dalam dedak gandum pada umunya tidak mengalami proses fermentasi. Serat ini

paling banyak mengalami peningkatanberat kaerna lebih banyak menyerap air, sehingga

mempunyai pengaruh laksatif paling besar.

Feses yang sedikit dank eras dan dihubungkan dengan obstipasi atau sukar

kebelakang. Tekanan yang diperlukan untuk menesak feses keluar akanmenimbulkan

kantung – kantung kecil pada dinding usus besar yang dinamakan divertikula. Bila

kantung – kantung ini terisi oleh sisa – sisa makanan,kuman – kuman dapat

mengubahnya menjadi asam dan gas yang kemudian dapat menimbulkan infeksi pada

akntung – kantung tersebut.ini dinamakan divertikulasi.

7.3 Metabolisme kolesterol

Data epidemologik menunjukan bahwa konsumsi serat makan mempunyai

hubungan negative dengan insiden penyakit jantung koroner dan batu ginjal,

terutam pada kolestrol darah. Polisakarida nonpati larut air paling berpengaruh

sedangkan polisakarida nonpati yang tidak larut air hanya mempunyai pengaruh

lecil terhadap kadar kolestrol. Penurunan ini terutama terlihat pada fraksi LDL


29

yang disertai dengan penurunan kandungan kolesterol dalam hati dan lain

jaringan.

Pengaruh ini dikaitkan dengan metabolisme asam empedu. Asam empedu

dan steroid netral disentesis dalam hati dari kolestrol, disekresi kedalam empedu dan

biasanya kehati melalui reabsorbsi dalam usus halus. Serat makanan diduga

menghalangi siklus ini dengan menyerap asam empedu baru dari kolestrol

persediaan. Penururna kolestrol diduga terjadi melalui proses ini.

Penelitian in vitro dan in vivo kemudian menunjukan bahwa beberapa jenis

serat ,seperti yang terdapat dalam dedak, yang mengabsorpsi asam empedu tidak

tidak menurunkan kolestrol darah, sedangkan yang terdapat dalam kacang –

kacangan menurunkan kolestrol darah tanpa mengabsorpsi asam empedu. Jelas

tampak bahwa peningkatan asam empedu bukan merupakan factor satu – satunya

yang menyebabkan turunnya kolesterol darah.

Cbien dan Anderson (1984) menduga bahwa sintesis kolesterol dalam hati

mungkin berubah oleh asam lemak rantai pendek yang diperoleh dari hasil

fermentasi serat larut-air. Jadi mekanisme lengkap Karena pengaruh serat terhadap

kolesterol darah hingga sekarang belum diketahui dengan pasti.

Pengaruh terhadap penyakit diabetes mellitus diduga disebabkan oleh serat

larut air, terutama pectin dan gum, yang mempunyai pengaruh hipoglikemik karena

memperlambat pengosongan lambun, memperpendek waktu transit dalam saluran

cerna dan mengurangi absorpsi glukosa. Mungkin pula serat memperlambat

hidrolisis pati.

7.4 Waktu Transit

WAktu transit makanan setelah ditelan adalah waktu yang diperlukan

makananmelalui mulut sampai keanus. Waktu transi dalam kolon biasanya kurang

lebih sepuluh kali lebih lama daripada waktu transit dari mulut keawal kolon dan

merupakan tahap utama yang mempengaruhi seluruh waktu yang transit makanan.

Waktu transit dari mulut kebagian awal usus besar dipengaruhi oleh penggosokan

lambumg dan transit dalam usus halus. Kedua tahap ini mungkin dipengaruhi oleh

viskositas polisakarida. Viskositas polisakarida yang tinggi seperti yang terdapat

dalam gum dan dedak sereali memperlambat penggosokan lambung, yang

menimbulkan rasa kenyang lebih besar dan keterlambatan penyampaian zat – zat

gizi dengan berat mo;ekul rendah seperti gula, terutam bagian bawah usus halus

dimana viskositas meningkat karena absorpsi air dari usus.

Waktu transit dalam kolon tidak banyak dipengaruhi viskositas polisakarida,

yang cepat turun bila fermentasi terjadi. Serat tidak larut air menurunkan waktu

transit dalam kolon dan menghasilkan feses lebih lembek dan kebih banyak.


30

7.5 Perubahan susunan mikroorganisme

Hubungan kanker kolon dengan kekurangan serat makanan diduga karena

terjadinya perubahan pada susunan mikrooganisme dalam saluran cerna.

Mikrooranisme yang terbentuk menguntungkan pembentukan karsinogen yang

berpengaruh terhadap terjadinya kanker. Mikrooganisme ini juga diduga mencegah

atau membatasi pemecahan karsinogen yang terjadi secara normal bila serat

makanan lebih tinggi. Teori lain mengatakan bahwa serat makanan mempercepat

waktu transit makanan dalam saluran cerna, sehingga karsinogen mempunyai

kesempatan bersentuhan dengan dengan dinding kolon untuk waktu yang pendek.

Disamping itu gumpalan besar feses dan air yang dikandungnya mengencerkan

kasinogen ketingkat yang sifatnya tidak toksik.


31

BAB VIII PENCERNAAN, ABSORPSI, EKSKRESI, DAN

METABOLISME

Tujuan akhir pencernaan dan mabsorpsi karbohidrat adalah mengubah

karbohidratmenjadi ikatan – ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa,

sehingga dapt diserap oleh pembuluh darah melalui dinding usus halus. Pencernaan

karbohidrat kompleks dimulai dimulut dan berakhir diusus halus. Karbohidrat yang

tidak dicernakan memasuki usus besar untuk sebagian besar dikelurkan dari tubuh.

8.1 Mulut

Pencernaan karbohidrat dimulai dimulut. Bolus makanan yang diperoleh

setelah makanan yang dikunyah bercampur denga ludah yang mengandung enzim

amylase. Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat lebih

sederhana, yaitu destrik. Bila berada dimulut cukup lama, sebagian diubah menjadi

disakarida meltosa. Karena makanan berada dimulut hanya sebentar pencernaan

didalam ,mulut tidak berarti. Enzim amylase ludah bekerja paling baik pada pH ludah

yang besifat netral. Bolus yang ditelan masuk kedal lambung. Amilase ludah yang ikut

masuk kelambung, sehingga pencernaan karbohidrat didalam lambung terhenti.

8.2 Usus Halus

Sebagian besar pencernaan karbohidrta terjadi didalam usus halus. Enzim

amilase yang dikeluarkan oleh pancreas, mencernakan pati menjadi dekstrik dan

maltosa. Penyelesaian pencernaan karbohidrat dilakukan oleh enzim – enzim

disakaridase yang dikeluarkan oleh sel – sel mukosa usus halus berupa maltase, sukrase,

dan lactase.

Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi melalui

sel epitel usus halus dan diangkut oleh system sirkulasi darah melalui vena porta.

Setelah makan, kadar gluktosa darah naik hingga kurang lebih tiga puluh menit dan

secara perlahan kembali kekadar gula puasa. Kadar maksimal gula darah dan kecepatan

untuk kembali pada kadar normal bergantung pada jenis makannan.

8.3 Usus Besar

Produk utama fermentasi karbohidrat didalam usus besra adalah karbon

dioksida , hydrogen, mentan dan asam – asam lemak rantai pendek yang mudah

menguap, seperti asam asetat, asam propionate dan asam butirat. Pada kadar rendah,

sebagian besar gas – gas hasil fermentasi diabsorpsi dan dikelurka melalui paru – paru.

Bila melebihi kemampuan kolon untuk mengabsorpsi, gas – gas ini akan dikeluarkan

melalui anus. Sebanyak 60 – 70 % asam lemak yang mudah menguap diabsorpsi

kembali dan dapat digunakan sebagian sumber energi oleh berbagai jaringan tubuh.

Jadi, sebagian besar karbohidrat yang lolos dari pencernaan didalam usus halus akhirnya

dapat dimanfaatkan kembali oleh tubuh.


32

8.4 Ketidaktahanan terhadap laktosa.

Dalam keadaan normal laktosa yang terdapat didalam susu dihidrolisis oleh

enzim laktosa yang terdapat didalam mikrovili usus halus. Dengan demikian laktosa

dipecah dan deserap secara efisien. Kadar lactase didalam tubuh paling tinggi pada

waktu bayi dilahirkan, karena makanan utama bayi adalah susu / ASI. Dengan

meningkatkanya umur , kadar laktesa biasanya menurun.

Kadang – kadang bayi dilahirkan dengan dalam keadaan tubuh tidak mampu

memproduksi lactase. Keadaan ini menyebabkan ketidaktahan terhadaplaktosa. Laktosa

yang tidak dihidrolisis ini secar omosis menarik air kedalam saluran pencernaan.

8.5 Sekilas metabolisme karbohidrat

Peranan utama karbohidrat didalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi

sel – sel tubuh, yang kemudian diubah menjadi energi. Glukosa memegang perana

sentral dengan metabolisme karbohidrat. Jaring tertentu hanya memperoleh energi dari

karbohidrat seprti sel darah merah serta sebagian besar otak dan system saraf.

8.6 Menyimpan glukosa dalam bentuk glikogen

Salah satu fungsi utam hati adalah menyimpan dan mengeluarkan glukosa

sesuai kebutuhan tubuh. Kelebihan glukosa akan disimpan didalam hati dalam bentuk

glikogen. Bila pesediaan glukosa darah menurun hati akan mengubah sebagian dari

glikogen menjadi glukosa dan mengeluarkannya kedalam aliran darah. Glukosa ini akan

dibawah oleh darah keseluruh bagian tubuh yang memerlukan seperti otak, system

saraf, jantung dan organ tubuh lain. Sel – sel otot dan sel – sel lain disamping glukosa

menggunakan lemak sebaai sumber energi. Sel – sel otot juga menyimpan glukosa

dalam bentu glikogen

Tubuh hanya menyimpan glikogen dalam jumlah terbatas yaitu untuk

keperluan energi beberapa jam.

8.7 Penggunaan glukosa untuk energi

Bila glukosa memasuki sel enzim – enzim akan memecahkan menjadi

bagian – bagian kecil yang pad aakhirnya akan menghasilkan energi karbindioksida dan

air. Bagian –bagian kecil ini dapt pula disusn kembali menjadi lemak.

Agar tubuh selalu memperoleh glukosa untuk keperluan energi hendaknya

seseorang tiap hari memakan sumber karbohidrat pada selang waktu tertentu, karena

persediaan glikogen hanya bertahan untuk keperluan beberapa jam.

Protein dapat diubah menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis dalam

batas – batas tertentu, tetapi protein fungsi lain yang tidak dapat diganti oleh zat gizi

lain, seperti untuk pertumbuhan. Lemak tubuh tidak dapat diubah menjadi glukosa

dalam jumlah berarti. Glukosa sebagai sumber energi untuk sel – sel otak, sel saraf lain

dan sel merah tidak dapat diganti oleh lemak. Jadi, sehari –hari harus mengandung

karbohidrat. Karbohidrat yang cukup akan mencegah penggunaan protein untuk energi.


33

8.8 Perubahan glukosa menjadi lemak

Kelebihan karbohidrat didalm tubuh diubah menjadi lemak. Perubahan ini

terjadi didalam hati. Lemak ini kemudian dibawah kesel – sel lemak yang dapat

menyimpan lemak dalam jumlah tidak terbatas.

8.9 Gula darah

Agar dapat berfungsi secara optimal, tubuh hendaknya dapat

mempertahankan konsentrasi darah gula dalam batas – batas tertentu, yaitu 70 – 120

mg/100 ml dalam keadaan puasa.Bila gula darah naik diatas 170 mg/ 100 ml, gula akan

dikeluarkanmelalui urine. Bila sebaliknya gula darah turun hingga 40-50 mg/100ml,

kita akan merasa gugup, pusing, lemas, dan lapar. Gula darah terlalu tinggi disebut

hiperglikemia dan bila terlalu rendah disebut hipoglikema. Beberapa macam hormone

terlibat dalam pengaturan gula darah ini.

Hormon insulin yang diproduksi oleh sel – sel beta pulau langarhans

pancreas menurunkan gula darah. Mekanisme penurunan gula darah oleh insulin,

meliputi peningkatan laju penggunaan glukosa melalui oksidasi, glikogenesis. Difusi

fasilitasi glukosa kedalam sel – sel otot dan sel – sel lemak meningkat, glukosa

disimpan dalam hati dan otot – otot disimpan dalam bentuk glikogen, serta pengambilan

glukosauntuk diubah menjadi lemalk oleh sel – sel lemak dan hati meningkat.

Pengeluaran insulin dirangsang oleh hormone glukagon dan hormone – hormone

saluran cerna.

Bila gula darah turun secara mencoloknproduksi hormontiroksin akan

meningkat. Glikogenolisis dan glukoneogenesis dalam hati meningkat sehingga gula

darah naik. Tiroksin juga meningkatkan laju absorpsi heksosa dari usus halus.


34

DAFTAR PUSTAKA

Cantarow, A. and Schepartz, B., 1962 . Biochemistry . 3th ed . Saunders Company . Philadelphia .

Fakultas MIPA Unibraw . 1995 . Penuntun Praktikum Biokimia . FMIPA-Kimia . Malang

Kusnawidjaya, K., 1993 . Petunjuk Praktikum Biokimia . Alumni . Bandung .

Lehninger, A.L., 1982 . Dasar-Dasar Biokimia . Alih bahasa : M. Thenawijaya . Erlangga . Jakarta .

Muhamad Wirahadi Kusumah. 1977. Biokimia (protein, enzim, dan asam nukleat).

Bandung: ITB

Murray, R. K. et. al., 1992 . Harper's Biochemistry . 23th ed . Appleton & Lange . California

Plumper, D., 1982 . An Introduction to Practical Biochemistry . 2rd ed . McGraw-Hill . New Dehli .

Poedjiadi, A., 1994 . Dasar-Dasar Biokimia . UI Press . Jakarta .

Purwo Arbianto. 1994. Biokimia (konsep-konsep dasar). Jakarta : Departemen

Pendidikan dan kebudayaan

Sabirin Matsjeh, dkk. 1994. Kimia Organik II. Yogyakarta :Departemen pendidikan dan

kebudayaan

Smith, E. L. et. al., 1983 . Principles Of Biochemistry : General Aspecs . 7th ed . McGraw-Hill . Singapura .

Soewoto, H. dkk., 2000 . Biokimia Eksperimen Laboratorium . Widya Medika . Jakarta .

Stryer L, 1996, Biokimia, Edisi IV, Penerjemah: Sadikin dkk (Tim Penerjemah Bagian Biokimia FKUI), Jakarta: EGC Sudarmadji, B. dkk., 1982 . Analisa Bahan Makanan dan Pertanian . Liberty . Yogyakarta .

Yohannes Ngili, 2009, Biokimia, metabolisme dan bioenergitika, Graha Ilmu, Yogyakarta

Wirahadikusumah, M., 2001 . BIOKIMIA : Protein, Enzim dan Asam Nukleat . ITB . Bandung .

1 Karbohidrat

Documents

Transcript of 1 Karbohidrat