KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah polihidroksidehida dan keton polhidroksil atau turunannya. Selain itu juga disusun oleh dua sampai delapan monosakarida yanag dirujuk sebagai oligosakarida. Karbohidrat mempunyai rumus umum berupa CnH2nOn atau mendekati Cn(H2O)n, yaitu karbon yang engalami hidratasi. Di alam, karbohiddrat merupakan hsasil sintesa CO2 dan H2O dengan pertolongan sinar matahari dan hijau daun (klorofil). Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.

Karbohidrat berasal dari pengertian atom karbon yang terhidrasi dengan rumus (CH2O)n. Tetapi pengertian ini sebenarnya sudah tidak tepat lagi karena banyak senyawa karbohidrat yang tidak mengandung atom hidrogen dan oksigen dengan perbandingan 2:1, misalnya gula deoksiribosa yang mempunyai rumus C5H10O4. Disamping itu banyak pula karbohidrat yang mengandung atom lain seperti, nitrogen, sulfur dan lain-lain yang menunjukkan tidak sesuainya dengan rumus karbohidrat tersebut. Walaupun demikian, nama karbohidrat sampai sekarang masih terus dipergunakan.

Penggolongan karbohidrat :

Karbohidrat dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu karbohidrat sederahana dan karbohidrat kompleks atau dapat pula menjadi 3 macam, yaitu:

a) Monosakarida (karbohidrat tunggal)

Kelompok monosakarida dibedakan menjadi dua macam, yaitu pentosa yang tersusun dari 5 atom karbon (arabinosa, ribose, xylosa) dan heksosa yang tersusun dari 6 atom karbon (fruktosa/levulosa, glukosa dan galaktosa). Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas enam (6) rantai atau cincin karbon. Atom –atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atuai cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga (3) jenis heksosa yang penting, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, 6 atom oksigen. Perbedaanya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen disekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam

susunan atom ini menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida ini. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). Gugus hidroksil ada karbon nomor 2terletak disebelah kanan. Struktur kimia dapar berupa struktur terbuka dan struktur cincin. Monosakarida yang mempunyai lima (5) atom karbon yang disebut pentosa, seperti ribosa dan anaribosa.

1. Glukosa, dinamakan dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.

2. Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, dalah gula paling manis. Fruktosa memiliki rumus kimia yang sama dengan glukosa, yaitu C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.

3. Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya fruktosa dan glukosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

4. Manosa, jarang terdapat di dalam makanan.5. Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami.

Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.

Struktur glukosa dan fruktosa dugunakan sebagai dasar untuk membedakan antara gula reduksi dan gula non reduksi. Penamaan gula reduksi ialah didasarkan pada adanya gugus aldehid (-CHO pada glukosa dan galaktosa) yang dapat mereduksi larutan Cu2SO4 membentuk endapan merah bata. Adapun gula non reduksi ialah gula yang tidak dapat mereduksi akibat tidak adanya gugus aldehid seperti pada fruktosa dan sukrosa/dekstrosa yang memiliki gugus keton (C=O).

Stereoisomer monosakarida

Bentuk stereoisomer ada 2 macam, yaitu isomser optic dan isomer geometri. Isomer geometri dikenal dengan bentuk cis-trans, contohnya asam mufarat dan maleat. Sedangkan yang biasanya terdapat pada karbohidrat berupa isomer optic.

Molekul monosakarida mempunyai atom asimetris, yaitu tom karbon yang mengikat gugus berlainan pada tiap ikatan kovalennya, sehingga dapt membentuk 2 senyawa yang merupakan bayangan cermin bagi yang lain, contohnya D-glukosa dan L-glukosa.

Dua senyawa yang merupakan pasangan bayangan cermin seperti ini disebut enansiomer dan mempunyai sifat yang hampir sama, diantaranya titik didih, titik beku, dan daya larut dalam berbagai zat pelarut. Senyawa monosakarida dapat memutar bidang polarisasike kanan searah putaran jarum jam (dekstrorotari atau +) dam memutar bidang polarisasi ke kiri (levarorotari atau -). Semua monosakarida mempunyai aktivitas optic, tetapi tidak semua senyawa yang mempunyai atom karbon asimetris beraktivitas optic. Sebuah molekul bias saja mempunyai aktivitas optic wlaupun tidak mempunyai atom karbon asimetris.

b) Oligosakarida (tersusun dari beberapa monosakarida)

Oligosakarida terdiri dari banyak jenis, seperti disakarida, trisakarida, tetraskarida, dll. Namun yang paling banyak dipelajari adalah disakarida yang terdiri dari maltosa, laktosa dan sukrosa. Dua dari jenis disakarida termasuk gula reduksi (laktosa dan maltosa). Sedangkan sukrosa tidak termasuk gula reduksi (nonreducing).

Ada empat (4) jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa. Disakrida terdiri atas dua unit disakarida yang terikat satu sama lain melelui reaksi kondensasi. Kedua monosakrida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen. Ikatan glikosidik in biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepas satu molekul air. Hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali menjadi dua (2) molekul monosakrida melalui reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida; monosakrida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa.

Suskrosa atau sakarosa, dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan melalui proses penyulingan dan kristalisasi.

Maltosa (gula malt), gula ini tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terrbentuk pada setiap pemecahan pati.

Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susudan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa.

Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gila jamur. Sebagian 15% bagian kering jamur terdiri aras trehalosa.

Oligosakarida yang terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida:

Rafinosa, stakiosa, verbaskosa adalah oligosarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa dan galaktosa.

Fruktan dalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa.

c) Polisakarida (tersusun lebih dari sepuluh monosakarida)

Karbohidrat kompleks ini mengandung samapai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati.

Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat uatama yang dimakan manusia . jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang yan gtidak bercabang, sedangkan amilopektin adalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15 – 30 unit glukosa pada tiap cabang.

Dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa. Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat dalam hati dan otot.