ASAL KATA “ HIDRAT DE CARBON ”, ATAU ATOM KARBON ( C ) YG MENGALAMI HIDRASI ( H2O )

RUMUS UMUM : Cn ( H2O )n

DEFINISI :Karbohidrat adalah suatu senyawa turunan dari aldehid atau keton dari alkohol polihidris atau senyawa turunan sebagai hasil dari hidrolisis senyawa kompleks ( mis. Glikolipid, glikoprotein ).

Nama lain Karbohidrat = Hidrat arang = Sakarida

Sumber Karbohidrat :

Tumbuhan : merupakan hasil dari Fotosintesis dalam tanaman

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

Hewan : berupa Glukosa, Glikogen, Laktosa, Ribosa, dll

♣

♣

( Biasanya berupa Tepung / amilum / kanji / gula )

H2O

Monosakarida : Gula Sederhana : Karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis tanpa kehilangan sifatnya sebagai Karbohidrat. Contoh :

Disakarida : adalah Karbohidrat yang apabila dihidrolisis menghasil-kan 2 molekul monosakarida yang sama atau berbeda Contoh : Maltosa, Sukrosa, Laktosa.

Maltosa Glukosa + Glukosa Sukrosa Glukosa + Fruktosa Laktosa Glukosa + Galaktosa

Oligosakarida : adalah Karbohidrat yang apabila dihidrolisis meng-hasilkan 3 – 10 molekul monosakarida Contoh : Rafinosa

Rafinosa Glukosa + Fruktosa + Galaktosa

Polisakarida : Karbohidrat yang apabila dihidrolisis menghasilkan lebih dr 10 mol. monosakarida Cth : Amillum, Glikogen, Selulosa, dll

Glukosa, Fruktosa, Galaktosa, Ribosa, dll.

Pada umumnya mempunyai rasa manis, berdasar jumlah atom C, dapat dibedakan menjadi : triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa, dst.

Kelompok Jumlah atom C Keterangan

Triosa 3 Bisa bentuk aldehid / keton

Tetrosa 4 Bisa bentuk aldehid / keton

Pentosa 5 Bisa bentuk aldehid / keton

Heksosa 6 Bisa bentuk aldehid / keton

Heptosa 7 Bisa bentuk aldehid / keton

Yang banyak ditemukan pada makhluk hidup : paling banyak denga 5 atom C (Ribosa), atau 6 atom C ( Glukosa, Galaktosa dan Fruktosa )

( MONOSAKARIDA YG BERBENTUK ALDEHIDA )

( MONOSAKARIDA YG BERBENTUK KETON )

PENTOSA ( Jumlah C = 5 ) yang penting : Ribosa (bentuknya aldehida, aldosa ), terdapat pada RNA, ATP, NAD, NADP. Derivat ribosa yang penting adalah : Deoksi ribosa ( dalam DNA )

HEKSOSA ( jumlah C = 6 ) yg penting : Yg berbentuk Aldehid : aldosa : Glukosa, Galaktosa. Yang berbentuk keton : ketosa : Fruktosa

GLUKOSA :

Terdapat pada buah yang rasanya manis.

Merupakan hasil hidrolisis dari : amilum, sukrosa, maltosa, laktosa dan rafinosa.

Glukosa yg memutar bidang polarisasi ke kanan disebut Dekstrosa.

♦

♦

♦

FRUKTOSA :

Terdapat pada buah yang rasanya manis madu.

Merupakan hasil hidrolisis dari : Sukrosa, Rafinosa dan Inulin

Disebut juga levulosa. ( memutar bidang polarisasi ke kiri )

GALAKTOSA :

Adl. karbohidrat struktural & berfungsi menyusun jaringan syaraf.

♦

♦

♦

♦

♦

Diperoleh dari hasil hidrolisis : laktosa dan rafinosa

Glukosa + HI Iodoheksan

Monosakarida dg gugus karbonil bebas ( C = O ) pd aldehid maupun keton, dlm larutan alkali (basa) berubah mjd bentuk enol yang reaktif & mudah mengalami oksidasi. Jadi Monosakarida sebagai pereduksi, sedang zat yang direduksi adalah : Cu, Fe (CN)6, dll.

Ada beberapa sifat yang bisa dipakai dasar untuk identifikasi mono-sakarida, antara lain :

Mereduksi lrtn Fehling, benedic atau Luff ( Cu++ ) membentuk endapan merah bata Cu2O

Dengan adanya asam kuat, monosakarida akan mengalami dehidrasi menjadi furfural ( ungu ).

Dlm suasana basa encer, monosakarida akan tjd perubahan pd atom C anomerik & tetangganya.

Bila dipanaskan dg asam jodida ( HI ), monosakarida akan kehilangan semua oksigennya membentuk senyawa Jodo.

Glukosa Fruktosa + Manosa

1.

2.

3.

4.

Monosakarida dan beberapa disakarida dlm keadaan sedikit asam, pd temperatur 100o C akan bereaksi dg fenilhidrasin berlebihan memben-tuk kristal fenil osazon berwarna kuning.

☻ Terdapat dlm jamur dan ragi, dan dapat dihidrolisis dg ensim trehalase

1. MALTOSA : GULA TEPUNG :☻ Terbentuk dari 2 molekul glukosa dengan ikatan 1-4

☻ Bersifat mereduksi, dan membentuk kristal osazon

☻ Dapat dihidrolisis dengan ensim diastase / Ptialin.

2. SUKROSA : GULA PASIR :☻ Terbentuk dari glukosa dan fruktosa dengan ikatan 1 – 2☻ Tidak bersifat mereduksi, dan tidak membentuk kristal osazon.

☻ Campuran glukosa dan fruktosa dg jml yg sama disebut gula invert.☻ Dapat dihidrolisis dengan ensim sukrase.

3. LAKTOSA : GULA SUSU :☻ Terbentuk dari glukosa dan galaktosa dengan ikatan 1 - 4☻ Bersifat mereduksi, dan membentuk kristal osazon☻ Dapat dihidrolisis dengan ensim laktase

4. TREHALOSA :

☻ Terbentuk dari 2 molekul glukosa dengan ikatan 1 – 1

☻ Tidak bersifat mereduksi, dan tidak membentuk kristal asazon

◙ Adl. polimer monosakarida & penamaan sesuai dg monosakaridanya

♦ Glukosan, terbentuk dari banyak glukosa

♦ Fruktosan, terbentuk dari banyak fruktosa, dst

◙ Mempunyai berat molekul (BM) tinggi

◙ Biasanya tidak larut dalam air, dan tidak berasa manis.

◙ Ada yang bisa dicerna, dan sebagian tidak dapat dicerna.

AMILUM :

☺ Merupakan polimer dari glukosa, sehingga disebut glukosan

☺ Tetdapat dalam umbi, buah dan biji-bijian.

☺ Terdiri dari 2 polimer :

a. Amilosa ( dg ikatan 1 – 4 ), dg iodium membentuk warna biru

b. Amilopektin ( ikatan 1 – 4 ), cabang 1 – 6, dengan iodium (I2)

membentuk warna ungu

☻ Banyak terdapat dalam ganggang laut ( algae)

2. GLIKOGEN :

☻ Terdapat dalam otot dan hati

☻ Glukosan 1 -4, dg cabang 1 – 6, rantai pendek tp cabang banyak

☻ Tidak mereduksi, dan dengan iodium memberikan warna biru

3. SELULOSA :

☻ Terdapat dalam dinding sel tumbuhan

☻ Merupakan glukosan 1 – 4, tidak memberikan warna dg iodium

☻ Sukar larut dan tidak dapat dicerna ( kecuali oleh hewan )

4. INULIN :

☻ Terdapat dalam umbi

☻ Merupakan fruktosan

☻ Tidak dapat dicerna

5. AGAR-AGAR :

☻ Merupakan galaktosa 1 – 3 dengan asam sulfat

☻ Biasanya dipakai sebagai media biakan

DARAH

SERAT/PATI/AMILUMSUKROSALAKTOSA

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi

Sel mahluk aerob yg cukup dipasok oksigen ( O2 ) akan menghasilkan energi melalui oksidasi molekul Zat gizi ( Karbohidrat, lemak, protein ).

Karbohidrat menempati kedudukan yg penting dlm metabolisme sel, peran pembantu dimainkan oleh lipid & protein. Sedangkan bintang metabolisme karbohidrat adl GLUKOSA dengan rumus struktur sbb:

Reaksi umum :

KARBOHIDRAT PENCERNAAN GLUKOSA DARAH

SEL TUBUHOKSIDASI + CO2 + AIRENERGI

Secara singkat tahapan reksi tersebut dapat digambarkan sbb :

Lintasan reaksi yg digunakan sel untuk mengoksidasi Glukosa secara sempurna mjd Karbondioksida ( CO2 ) & air ( H2O ) terdiri dari banyak reaksi kimia yg berbeda. Tp pd dasarnya semua sel aerob melakukan tiga tahapan reaksi yang sama, Yaitu :Tahap I : Pemecahan Glukosa menjadi Piruvat ( disebut Glikolisis ).Tahap II : Pemecahan Piruvat menjadi asetil koensim A.Tahap III : Pemcahan/oksidasi sempurna asetil koensim A mjd CO2 + H2O

OOO OOO

OOO OOO

OO O

O O O O

GLUKOSA

PIRUVAT PIRUVAT

Ast.CoA + CO2 Ast.CoA + CO2

CO2 CO2 CO2 CO2

Gliko lisis

Siklus Krebs

Tahap I

Tahap II

Tahap III + 2 ATP 6 NADH = + 18 ATP

2 FADH2 = + 4 ATP

Total = + 38 ATP

OO O

ATP yang dihasilkan :

- 2 ATP+ 4 ATP

2 NADH = + 6 ATP

2 NADH = + 6 ATP

PADA KEADAAN CUKUP OKSIGEN

Reaksi

Tahap II

( Reaksi terjadi di sitoplasma )

1. GLUKOSA Glukosa 6-fosfat

Glukosa 6-fosfat Fruktosa 6-fosfat

Fruktosa 6-fosfat Fruktosa 1,6-difosfat

Fruktosa 1,6-difosfat 2 Gliseraldehida 3-fosfat

2 Gliseraldehida 3-fosfat 2 1,3-difosfogliserat

2 1,3-difosfogliserat 2 3-fosfogliserat

2 3-fosfogliserat 2 2-fosfogliserat

2 2-fosfogliserat 2 fosfoenolpiruvat

2 Fosfoenolpiruvat 2 PIRUVAT2 ADP 2 ATP

2 ADP 2 ATP

2 NAD + 2 NADH

ATP ADP

ATP ADP

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

MASUK REAKSI TAHAP II

Reaksi thp III ( Siklus KREBS )

( Reaksi terjadi di dalam mitokondria )

CH3 – C – C

O O

O –

+ HS - CoA CH3 – C – S - CoA

O

+ CO2

PIRUVAT Koensim AASETIL CoA2 NAD + 2 NADH

2 2 2 2

Struktur Kimia Koensim A

( Vitamin B Kompleks )

( SIKLUS ASAM SITRAT )

Oksalo asetat

Sitrat

Sis-akonitat

Isositrat

Oksalosuksintat

α – keto glutararat

Suksinil KoA

Suksinat

Fumarat

Malat

Asetil-KoA

KoA

SITRAT SINTASE

H2O

AKONITASE

H2O

Fe2+

Fe2+

NAD +

NADH

CO2

Mn2+

NAD +

NADH

ATP

ADP + PiKoA

Mg2+

FADH 2

FAD

H2O

NADH NAD +

AKONITASE

DEHIDROGENASE

DEHIDROGENASEDEHIDROGENASE

SUKSINAT TIOKINASE

SUKSINAT DEHIDROINASE

FUMARASE

MALAT DEHIDROGENASE

Fluoroasetat

Arsenat

Malonat

CO2

( SIKLUS ASAM SITRAT )

( SIKLUS ASAM SITRAT )

Isositrat

α-ketoglutarat

Suksinil KoASuksinat

Fumarat

Malat

OksaloasetatSitrat

Cis akonitat

NADH

NADH

NADH

FADH2

Fp

Q

Cyt b

Cyt c

Cyt aa

ATP

ATP

ATP

H2OHipoksia / Anoksia

Fosforilasi oksidatif

Asetil KoA

Karbohidrat

Lipid

Protein

Rantai pernafasan

( Perubahan NADH dan FADH2 menjadi ATP )

OOO OOO

OOO OOO

GLUKOSA

PIRUVAT PIRUVAT

LAKTAT LAKTAT

Gliko lisis

ATP yang dihasilkan :

- 2 ATP+ 4 ATP

PADA KEADAAN KEKURANGAN OKSIGEN ( HIPOKSIA )

OOO OOO

2 NADH

FOSFORILASI OKSIDATIF TDK BERJALAN ( SHG TDK DPT DIUBAH MENJADI ATP )

Hipoksia bisa terjadi karena : Latihan berat spt. Angkat besi, maraton, kerja keras, tercekik, dll.

Jika hipoksia berlanjut keletihan kejang otot pingsan

Konsentrasi tinggi toksik bg otot

Pada keadaan istirahan, proses katabolisme akan kembali normal, laktat akan diubah menjadi piruvat Asetil CoA Siklus Krebs

1. ATP Investasi - 2 ATP

2. ATP dari reaksi Glikolisis ( Reaksi Tahap I ) + 4 ATP

3. ATP dari Siklus Krebs ( Reaksi Tahap III ) + 2 ATP

4. 2 NADH dari reaksi Glikolisis ( Reaksi Tahap I ) + 6 ATP

5. 2 NADH dr pembentukan Asetil KoA ( R. Thp II ) + 6 ATP

6. 6 NADH dari siklus Krebs ( Reaksi tahap III ) + 18 ATP

7. 2 FADH2 dari siklus Krebs ( Reaksi tahap III ) + 4 ATP

Jumlah keseluruhan ATP + 38 ATP

1 ATP setara dengan energi sebesar 7 Kkal.