TUGAS PAPER BIOKIMIAKARBOHIDRAT

OLEH:Putu Diana Sari (007)Komang Nina Shintarini (009)Putu Puri Artini(014)Ni Made Andini Dewi(016)Thalia Anggrea Noor(018)Vitri Anastasia Irianto(020)

POLITEKNIK KESEHATAN DENPASARURUSAN ANALIS KESEHATANTAHUN 2014/2015

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangDalam kehidupan sehari-hari tentunya setiap orang selalu melakukan aktifitas baik itu aktifitas rutin maupun olahraga. Dalam melakukan aktifitas tersebut tentunya kita memerlukan energi bagi tubuh kita agar tubuh dapat melakukan metabolisme dengan baik. Energi tersebut tentunya berasal dari bahan makanan yang kita konsumsi sehari-hari. Secara umum, kandungan dalam bahan kimia tersebut terbagi menjadi tiga, yaitu karbohidrat, protein dan lemak.Dalam paper ini kami akan membahas karbohidrat, karbohidrat adalahkomposisi yang terdiri dari elemen karbon, hydrogen dan oksigen, terdapat dalam tumbuhan seperti beras, jagung, gandum, umbi-umbian, dan terbentuk melalui proses asimilasi dalam tumbuhan (Pekik,2007). Dalam keseimbangan rantai makanan, karbohidrat memegang peranan penting karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan. Karbohidrat pada dasarnya berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui proses fotosintesis, klorofil dalam tanaman yang dibantu oleh sinar matahari akan membentuk karbohidrat dari bahan karbondioksida (CO2) yang berasal dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana glukosa.Disampingitu proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2) yang akan digunakan oleh manusia dan hewan.Secara biokimia, karbohidrat merupakan merupakan senyawa organik yang mengandung tiga unsur utama yaitu, C, H dan O. Sumber utama karbohidrat di alam adalah senyawa sintetis tumbuhan, seperti padi, kentang, dan jagung. Sintesis karbohidrat oleh tumbuh-tumbuhan merupakan suatu reaksi anabolisme yang menyusun atau memproduksi senyawa dari unsur atau bahan yang lebih sederhana. Reaksi anabolisme atau reaksi penyusunan tentunya membutuhkan energi, sebaliknya reaksi pemisahan atau pemecahan akan menghasilkan energi.1.2 Tujuan1. Mahasiswa mampu memahami definisi, struktur dan klasifikasi karbohidrat2. Mahasiswa mampu memahami metabolisme karbohidrat dalam tubuh3. Mahasiswa mampu memahami sifat kimia dan cara identifikasi karbohidrat

BAB IIPEMBAHASAN2.1. DefinisiKarbohidrat merupakan salah satu penghasil energi utama dalah tubuh kita. Walaupun seperti yang kita ketahui bahwa lemak penghasil terbesar dalam tubuh, namun nyatanya karbohidrat. Menurut Hardjono Sastrohamidji dalam bukunya yang berjudul Kimia Organik, mengungkapkan bahwa Karbohidrat merupakan suatu senyawa komplex yang terdiri dari unsur C ( karbon), H (Hidrogen), O (Oksigen). Penamaan karbohidrat diberikan, karena senyawa ini sebagai hidrat dan karbon, yang mana perbandingan antara H dan O ialah 2 berbanding 1 seperti air. Secara kimia Karbohidrat dapat dikatakan polihidroksi aldehida atau keton. Nama ini berdasarkan atas fakta bahwa kebanyakan mempunyai rumus empiris CnH2On atau Cn(H2O)n, atau (CH2O)n, sehingga orang perancis menyebut hydrate de carbone, namun Secara struktur karbohidrat adalah makromolekul yang dibangun oleh satuan-satuan (unit) molekul dari pol ihidroksi aldehida atau keton. (Abun,2008). Karbohidrat juga disintesis di dalam semua tanaman hijau dengan suatu proses yang disebut fotosintesis. Gambaran mengenai proses fotosintesis ialah sebagai berikut. CO2 + H2O + cahaya -> C6H12O6 + O2 + energi. Karbohidrat dihasilkan bersamaan dengan oksigen dan energi. Dalam proses fotosintesis berlangsung dalam dua fase. Fase I menghasilkan ATP dan NADPH2 yang berlangsung pada grana, sedangkan fase kedua berlangsung pada stroma yang barulah menghasilkan karbohidrat. Adapun reaksi-reaksi yang terjadi pada fase II ialah reaksi termokimia, reaksi fiksasi/reduksi CO2, reaksi gelap. Dalam fase II terdapat reaksi gelap, karena tidak banyak memerlukan cahaya maahari dalam proses berlangsungnya. Untuk penghasilan karbohidrat berlangsung pada siang hari ketika stomata tertutup, karena pada malam harinya ketika stomata terbuka maka yang dihasilkan ialah asam malat.2.2. KlasifikasiKarbohidrat dalam pengklasifikasiannya didasarkan atas jumlah monomer yang menyusun polimer ialah: monosakarida, disakarida, trisakarida, seterusnya sampai polisakarida, yang mana jumlah monomer penyusunnya ialah: satu, dua, tiga, dan seterusnya. Namun untuk lebih mudah memahami, maka karbohidrat dibagi menjadi tiga golongan utama antara lain: 1. Monosakarida2. Disakarida3. Polisakarida1. MonosakaridaMonosakarida merupakan karbohidrat dasar dalam penyusun karbohidrat. Monosakarida sendiri juga dicirikan dengan jumlah atom c, seperti c-3,c-4,c-5. Serta oleh konfirasi strukturalnya (aldosa dan ketosa). Umumnya monosakarida yang dihasilkan bebas di alam ialah glukosa dan fruktosa. Sebagian besar monosakarida diperoleh melalui hidrolisis dari unsur pokok yang lebih kompleks dari tanaman. Monosakarida sering kali mengacu pada kelompok gula-gulaan sederhana, larut dalam air, dan manis rasanya. Gula-gulaan sederhana penyusun monosakarida yang dimaksud ialah pentosa dan heksosa. Pentosa dalam perumusan kimia ialah C5H10O5. Pentosa sendiri banyak terdapat di alam sebagai penyusun dari molekul yang kompleks yaitu pentosan. Berdasarkan buku kimia organis karangan Hardjono Sasrohamidjoja,adapun yang membedakan pentosa dengan hektosa yaitu pentosa tidak dapat difermentasikan dengan ragi, melainkan mudah membentuk furfural bila dididihkan dengan asam klorida. Adanya furfural tersebut ditandai dengan kertas yang dibasahi dengan larutan anilin asetat, bila kertas terkena uapnya akan berwarna merah. Dalam pentosa, senyawa yang tergolong ialah ribosa, xilosa dan arabinosa. Berdasarkan buku kimia organik karangan Hardjono Sastrohamidjojo, L-Arabinosa diperoleh dari hasil hidrolisis dari grum arab dengan asam sulfat encer, Sedangkan D-Arabinosa diperoleh dari hasil hidrolisis dari glikosida-glikosida tertentu. Untuk D-Xilosa diperoleh dari hasil hidrolisis jerami. Heksosa memiliki rumus formula umum yaitu C6H12O6 yang mana heksosa sendiri memiliki empat macam gula-gulaan yaitu glukosa, galaktosa, dan mannosa yang berdasarkan gugus fungsinya merupakan aldosa. Sedangkan fruktosa tergolong ketosa. Glukosa pada golongan heksos merupakan senyawa dekstrorotarory dan merupakan senyawa yang paling penting. (Sastrohsmidjojo Hardjono, 2005). Dalam biologi, glukosa memegang peranan yang sangat penting, antara lain sebagai sumber energi dan intermediet metabolisme. Glukosa merupakan salah satu produk fotosintesis dan merupakan bahan bakar respirasi seluler. Glukosa berada dalam beberapa struktur yang dapat dibagi menjadi dua stereoisomer. Glukosa adalah gula yang dihasilkan dari hasil hidrolisis yang sempurna dari selulosa, seperti pati dan maltosa. Monosakarida terdapat pula dalam bentuk molekul siklik atau ring atau molekul dengan ikatan karbon tertutup seperti contoh berikut di bawah ini. Manfaat Glukosa Glukosa merupakan salah satu senyawa organik yang mempunyai banyak manfaat. Penggunaan glukosa dalam kehidupan sehari-hari adalah: 1. Sumber energi Glukosa merupakan suatu bahan bakar pada sebagian besar makhluk hidup. Penggunaan glukosa antara lain adalah sebagai respirasi aerobik, respirasi anaerobik, atau fermentasi. Glukosa adalah bahan bakar utama manusia. Melalui respirasi aerob, dalam satu gram glukosa mengandung sekitar 3,75 kkal (16 kilo Joule) energi. Pemecahan karbohidrat menghasilkan monosakarida dan disakarida, dengan hasil yang paling banyak adalah glukosa. Melalui glikolisis dan siklus asam sitrat, glukosa dioksidasi membentuk CO2 dan air, menghasilkan sumber energi dalam bentuk ATP. Glukosa merupakan sumber energi utama untuk otak. Kadar glukosa yang rendah akan mengakibatkan efek tertentu.2. Analit dalam tes darah Glukosa merupakan analit yang diukur pada sampel darah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi tetap yaitu antara 70-100 mg tiap 100 3 mL darah. Glukosa dalam darah dapat bertambah setelah memakan makanan berkarbohidrat. Namun 2 jam setelah itu, jumlah glukosa akan kembali pada keadaan semula. Pada penderita diabetes mellitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 mL darah. Galaktosa merupakan salah satu monomer pembentuk laktosa, senyawa ini dapat ditemukan pada susu. Galaktosa Galaktosa umumnya dijumpai dalam bentuk gabungan dengan monosakarida lainnya (disakarida) dan jarang dijumpai dalam bentuk bebasnya. Galaktosa merupakan komponen penyusun laktosa, galaktolipid, getah(gums), dan lendir(musilage). Fruktosa adalah penyusun sukrosa yang merupakan kelompok gula yang paling manis. Fruktosa diketahui sebagai pemberi rasa manis yang luar biasa pada madu. Fruktosa banyak dijumpai dalam bentuk bebas pada jaringan tanaman dan buah-buahan. Reaksi dari fruktosa tidak seperti keto-keto biasa, ia dioksidasi oleh larutan fehling. Fruktosa mereduksi larutan Fehling lebih cepat daripada glukosa. Fruktosa mereduksi larutan fehling lebih cepat dari pada glukosa. Kemudian monosakarida yang terakhir adalah mannosa. Mannosa terbentuk bila glukosa dreduksi dengan natrium amalgama dalam air atau h2(Pt) akan diperoleh alkohol mannitol, dimana bila dioksidasi tidak menjadi glukosa melainkan menjadi mannosa sendiri. Mannosa dapat diubah menjadi n-asam heptilat, dari sini telah menunjukkan bahwa mannosa, seperti glukosa yaitu merupakan rantai lurus aldoheksosa.

Gambar diatas merupakan struktur molekul terbuka monosakarida.

Gambar diatas merupakan struktur cincin dari monosakarida.

2. DisakaridaDisakarida merupakan kombinasi dari dua molekul monosakarida. Formula kimiawinya adalah C12H22O11, yang menunjukkan bahwa satu molekul air telah dieliminasi sebagai akibat dari penggabungan dua monosakarida. Menurut pembagian gula, disakarida juga termasuk dalam oligosakarida. Bila gugus asetal dari glikosida adalah gula monosakarida, maka glikosida ialah disakarida. Berdasarkan buku kimia organik karangan Hardjono Sastrohamidjojo tahun 2005 Disakarida dibagi menjadi empat yaitu: sukrosa, laktosa, maltosa, dan selobiosa. a. Sukrosaumumnya diperoleh dari gula anggur. Rumus empirisnya ialah: C12H22O11. Sukrosa tidak membentuk fenilosason hingga tidak menunjukkan adanya sifat-sifat karbonil. Serta bila dihidrolisis dengan asam encer, akan menghasilkan glukosa dan fruktosa.

C12H22O11 + H2O H3O+ C6H12O6 + C6H12O6Sukrosaglukosa fruktosa Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan -D-glukosa dan -D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa. Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal.Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi. b. LaktosaLaktosa terdapat dalam air susu dari binatang yang menyusui, dalam air susu manusia terkandung 5-8%, dalam air susu sapi 4-6%. Laktosa tersusun dari molekul -D-galaktosa dan -D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-. Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.c. MaltosaMaltosa merupakan disakarisa yang dihasilkan oleh hidrolisis sebagian atau oleh pemecahan enzim amilase dari pati. Rumus empirisnya sama dengan sukrosa. Sifat-sifat dari maltosa ialah:1. Merupakan gula yang dapat mereduksi Fehling2. Pada hidrolisis dengan asam encer menghasilkan dua molekul glukosa3. Dengan fenilhidrasin membentuk fenilosason4. Pada metilasi sempurna diikuti dengan hidroksi dalam asam encer, diperoleh2,3,6-trimetilglukosa dan 2,3,4,6-tetrametilglukosa.Struktur maltosa adalah sebagai berikut

d. SelobiosaSelobiosa dapat juga dikatakan selosa dapat diperoleh dari hidrolisis sempurna dari selulosa (kayu atau kapas). Selobiosa dapat dipecah oleh emulsin, hingga ia merupakan beta glukosida. Struktur selobiosa adalah sebagai berikut:

3. PolisakaridaDalam penggolongan polisakarida meliputi: pati, selulosa, glikogen, pektin. Polisakarida juga merupakan gabungan heksosa-heksosa atau monosakarida-monosakarida, yang biasanya jumlah atom Cnya menjapai ratusan bakhan lebih. Rumus molekul dari polisakarida ialah (C6H10O5)H2O, atau biasanya ditulis (C6H10O5)X. a. Pati Pati adalah polisakarida yang terdapatdalam semua tanaman terutama jagung, kentang, biji-bijian, ubi akar dan padi atau gandum. Bagian yang larut dalam air disebut amilosa, bagian yang lain yaitu yang tak larut dalam air, disebut amilo pektin. Baik amilosa maupun amilopektin, bila dihidrolisis menunjukkan adanya sifat-sifat karbonil, dan kenyataan pati tersusun atas satuan-satuan maltosa. Struktur dari pati adalah sebagai berikut:

Struktur dari amilum

Merupakan struktur dari amilo pektin

Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa.

b. Selulosamerupakan polisakarida yang merupakan pembentuk sel-sel kayu hampir 50%. Selulosa bila dihidrolisis sempurna menghasilkan glukosa, tetapi pada hidrolisis sebagian memberikan selobiosa. Adapun struktur dari selulosa adalah sebagai berikutDalam sistem pencernaan manusia terdapat enzim yang dapat memecahkan ikatan -glikosida, tetapi tidak terdapat enzim untuk memecahkan ikatan -glikosida yang terdapat dalam selulosa sehingga manusia tidak dapat mencerna selulosa. Dalam sistem pencernaan hewan herbivora terdapat beberapa bakteri yang memiliki enzim -glikosida sehingga hewan jenis ini dapat menghidrolisis selulosa. Contoh hewan yang memiliki bakteri tersebut adalah rayap, sehingga dapat menjadikan kayu sebagai makanan utamanya.

c. GlikogenGlikogen merupakan pati hewan banyak terdapat pada hati dan otot, bersifat larut dalam air (pati nabati tidak larut dalam air). Jika bereaksi dengan iodin akan menghasilkan warna merah. Senyawa yang mirip dengan glikogen telah ditemukan dalam kapang, khamir, dan bakteri. 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 suatu polimer yang struktur molekulnya hampir sama dengan struktur molekul amilopektin. Glikogen mempunyai banyak cabang (20 30 cabang) yang pendek dan rapat. Glikogen mempunyai berat molekul (BM) sekitar 5 juta dan merupakan molekul terbesar di alam yang larut dalam air. Adapun struktur dari glikogen ialah sebagai berikut:

d. PektinPektin 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 (midle lamella). Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dari asam d-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan -(1,4)-glukosida. Asam galakturonat merupakan turunan dari galaktosa. Pektin terdapat dalam buah-buahan seperti jambu biji, apel, lemon, jeruk, dan anggur. Kandungan pektin dalam berbagai tanaman sangat bervariasi. Bagian kulit (core) dan albeda (bagian dalam yang berbentuk spons putih) buah jeruk lebih banyak mengandung pektin daripada jaringan perenkimnya. Pektin berfungsi dalam pembentukan jeli. Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang. Selama proses pematangan terjadi proses dimetilasi pektin dan ini menguntungkan untuk pembuatan gel. Akan tetapi dimetilasi yang terlalu lanjut atau sempurna akan menghasilkan asam pektat yang menyebabkan pembentukan gel berkurang. Adapun struktutr dari pektin ialah sebagai berikut:

2.3Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidratdikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuhdapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin. Unsur ini diubahmenjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan,ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipidkompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein sertaproteoglikan. Ada 3 kategori metabolisme yaitu: Anabolisme merupakan reaksi penyusunan atau sintesa senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks.Contohnya glikogenesis (perubahan glukosa menjadi glikogen). Katabolisme merupakan reaksi penguraian zat yang strukturnya kompleks menjadi struktur yang lebih sederhana.Contohnya glikolisis (penguraian glukosa menjadi asam piruvat). Amfibolik merupakan senyawa-senyawa yang terjadi di persilangan metabolisme yang menghubungkan jalur anabolisme dan katabolisme (misal dalam siklus Asam Sitrat).

Semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini terjadi di usus halus. Glukosa dan galaktosa memasuki aliran darah dengan jalan transfer aktif, sedangkan fruktosa dengan jalan difusi. Para ahli sepakat bahwa karbohidrat hanya dapat diserap dalam bentuk disakarida. Hal ini dibuktikan dengan dijumpainya maltosa, sukrosa dan laktosa dalam urine apabila mengkonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhimya berbagai jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikut sertakan dalam proses metabolisme. Proses metabolisme karbohidrat yaitu sebagai berikut:

I. GlikolisisGlikolisis adalah rangkaian reaksi kimia penguraian glukosa (yang memiliki 6 atom C) menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. NADH (Nikotinamida Adenina Dinukleotida Hidrogen) adalah koenzim yang mengikat elektron (H), sehingga disebut sumber elektron berenergi tinggi. ATP (adenosin trifosfat) merupakan senyawa berenergi tinggi. Setiap pelepasan gugus fosfatnya menghasilkan energi. Pada proses glikolisis, setiap 1 molekul glukosa diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.Glikolisis memiliki sifat-sifat,antara lain: glikolisisdapat berlangsung secaraaerob maupun anaerob,glikolisis melibatkan enzimATP dan ADP, sertaperanan ATP dan ADPpada glikolisis adalah memindahkan(mentransfer)fosfat dari molekul yangsatu ke molekul yang lain.Pada sel eukariotik,glikolisis terjadi di sitoplasma(sitosol). Glikolisisterjadi melalui 10 tahapanyang terdiri dari 5 tahapanpenggunaan energi dan 5tahapan pelepasan energi.Proses pembentukanATP inilah yang disebut fosforilasi. Pada tahapan glikolisis tersebut,enzim mentransfer gugus fosfat dari substrat (molekul organicdalam glikolisis) ke ADP sehingga prosesnya disebut fosforilasi tingkatsubstrat.

II. Dekarboksilasi oksidatifTahapan dekarboksilasi oksidatif, yaitu tahapan pembentukan CO2 melalui reaksi oksidasi reduksi (redoks) dengan O2 sebagai penerima elektronnya. Dekarboksilasi oksidatif ini terjadi di dalam mitokondria sebelum masuk ke tahapan siklus Krebs. Oleh karena itu, tahapan ini disebut sebagai tahapan sambungan (junction) antara glikolisis dengan siklus Krebs. Pada tahapan ini, asam piruvat (3 atom C) hasil glikolisis dari sitosol diubah menjadi asetil koenzim A (2 atom C) di dalam mitokondria. Pada tahap 1, molekul piruvat (3 atom C) melepaskan elektron (oksidasi) membentuk CO2 (piruvat dipecah menjadi CO2 dan molekul berkarbon 2). Pada tahap 2, NAD+ direduksi (menerima elektron) menjadi NADH + H+. Pada tahap 3, molekul berkarbon 2 dioksidasi dan mengikat Ko-A (koenzim A) sehingga terbentukasetil Ko-A. Hasil akhir tahapan ini adalah asetil koenzim A, CO2, dan2NADH. Berikut gambar di bawah ini reaksi dekarboksilasi oksidatif dan reaksinya.

III. Siklus KrebsSiklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan disebut juga siklus asam trikarboksilat. Hal ini disebabkan siklus Krebs tersebut menghasilkan senyawa yang mempunyai gugus karboksil, seperti asam sitrat dan asam isositrat. Asetil koenzim A hasil dekarboksilasi oksidatif memasuki matriks mitokondria untuk bergabung dengan asam oksaloasetat dalam siklus Krebs, membentuk asam sitrat. Demikian seterusnya, asam sitrat membentuk bermacam-macam zat dan akhirnya membentuk asam oksaloasetat lagi.

Berikut ini tahapan-tahapan dari 1 kali siklus Krebs:1. Asetil Ko-A (2 atom C) menambahkan atom C pada oksaloasetat (4 atom C) sehingga dihasilkan asam sitrat (6 atom C).2. Sitrat menjadi isositrat (6 atom C) dengan melepas H2O dan menerima H2O kembali.3. Isositrat melepaskan CO2 sehingga terbentuk - ketoglutarat (5 atom C).4. - ketoglutarat melepaskan CO2. NAD+ sebagai akseptor atau penerima elektron) untuk membentuk NADH dan menghasilkan suksinil Ko-A (4 atom C).5. Terjadi fosforilasi tingkat substrat pada pembentukan GTP (guanosin trifosfat) dan terbentuk suksinat (4 atom C).6. Pembentukan fumarat (4 atom C) melalui pelepasan FADH2.7. Fumarat terhidrolisis (mengikat 1 molekul H2O) sehingga membentuk malat (4 atom C).8. Pembentukan oksaloasetat (4 atom C) melalui pelepasan NADH. satu siklus Krebs tersebut hanya untuk satu molekul piruvat saja.Sementara itu, hasil glikolisis menghasilkan 2 molekul piruvat (untuk 1 molekul glukosa). Oleh karena itu, hasil akhir total dari siklus Krebs tersebut adalah 2 kalinya. Dengan demikian, diperoleh hasil sebanyak 6 NADH, 2FADH2dan 2ATP.

IV. Transfer elektronSebelum masuk rantai tanspor elektron yang berada dalam mitokondria, 8 pasang atom H yang dibebaskan selama berlangsungnya siklus Krebs akan ditangkap oleh NAD dan FAD menjadi NADH dan FADH. Pada saat masuk ke rantai transpor elektron, molekul tersebut mengalami rangkaian reaksi oksidasi-reduksi (Redoks) yang terjadi secara berantai dengan melibatkan beberapa zat perantara untuk menghasilkan ATP dan H2O. Beberapa zat perantara dalam reaksi redoks, antara lain flavoprotein, koenzim A dan Q serta sitokrom yaitu sitokrom a, a3, b, c, dan c1. Semua zat perantara itu berfungsi sebagai pembawa hidrogen/pembawa elektron (electron carriers) untuk 1 molekul NADH2 yang masuk ke rantai transpor elektron dapat dihasilkan 3 molekul ATP sedangkan dari 1 molekul FADH2 dapat dihasilkan 2 molekul ATP.Molekul pertama yang menerima elektron berupa . avoprotein, dinamakan avin mononukleotida (FMN). Selanjutnya, elektron dipindahkan berturut-turut melewati molekul protein besi-sulfur (Fe-S), ubiquinon (Q atau CoQ), dan sitokrom (Cyst). Elektron melewati sitokrom b, Fe-S, sitokrom c1, sitokrom c, sitokrom a, sitokrom a3, dan oksigen sebagai penerima elektron terakhir. Akhirnya terbentuklah molekul H2O (air). Pada sistem transportasi elektron, NADH dan FADH2 masing-masing menghasilkan rata-rata 3 ATP dan 2 ATP. Sebanyak 2 NADH hasil glikolisis dan 2 NADH hasil dekarboksilasi oksidatif masing-masing menghasilkan 6 ATP. Sementara itu, 6 NADH dan 2 FADH2 hasil siklus Krebs masing-masing menghasilkan 18 ATP dan 4 ATP. Jadi, sistem transportasi elektron menghasilkan 34 ATP.

Setiap molekul glukosa akan menghasilkan 36 ATP dalam respirasi. Hasil ini berbeda dengan respirasi pada organism prokariotik. Telah diketahui bahwa oksidasi NADH atau NADPH2 dan FADH2 terjadi dalam membrane mitokondria, namun ada NADH yang dibentuk di sitoplasma (dalam proses glikolisis). Pada organism eukariotik, untuk memasukkan setiap 1 NADH dari sitoplasma ke dalam mitokondria diperlukan 1 ATP. Dengan demikian, 2 NADH dari glikolisis menghasilkan hasil bersih 4 ATP setelah dikurangi 2 ATP. Sementara itu, pada organisme prokariotik, karena tidak memiliki sistem membran dalam maka tidak diperlukan ATP lagi untuk memasukkan NADH ke dalam mitokondria sehingga 2 NADH menghasilkan 6 ATP. Akibatnya total hasil bersih ATP yang dihasilkan respirasi aerob pada organisme prokariotik, yaitu 38 ATP

V. GlikogenesisKelebihan glukosa dalam tubuh akan disimpan dalam hati dan otot (glikogen) ini disebut glikogenesis. Glukosa yang berlebih ini akan mengalami fosforilasi menjadi glukosa-6-phospat. Di otot reaksi ini dikatalis oleh enzim heksokinase sedangkan di hati dikatalis oleh glukokinase. Glukosa-6-phospat diubah menjadi glukosa-1-phospat dengan katalis fosfoglukomutase menjadi glukosa-1,6-biphospat. Selanjutnya glukosa-1-phospat bereaksi dengan uridin triphospat (UTP) untuk membentuk uridin biphospat glukosa (UDPGlc) dengan katalis UDPGlc pirofosforilase. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikantan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan UDP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glokogenin. Setelah rantai glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 1 ke 4 (panjang minimal 6 residu glukosa0 pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 1 ke 6 sehingga membuat titik cabang pad molekul tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan cabang selanjutnya. Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif bertambaah, jumlah total tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehinggaa akan mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.

VI. GlikogenolisisProses perubahan glikogen menjadi glukosa atau kebalikan dari glikogenesis.

VII. GlikoneogenesisProses pembentukan glukosa dari senyawa prekursor karbohidrat pada jaringan hewan (hati), tumbuhan (biji), dan mikroorganisme. Pada hewan prekursor penting dalam glukoneogenesis :piruvat, gliserol dan asam amino. Reaksi glukoneogenesis berlangsung di semua organisme dengan pola yang sama, perbedaan terjadi pada beberapa senyawa metabolit dan sistem pengaturannya. Perbedaan utama glikolisis dan glukoneogenesis:Glikolisis : glukosa menjadi piruvatGlukoneogenesis : piruvat menjadi glukosaPengaturan glikolisis dan glukoneogenesis adalah secara berlawanan. Asetil KoA akan menghambat secara allosterik pembentukan piruvat menjadi asetil Ko A, tetapi meningkatkan piruvat menjadi oksaloasetat.

Kelebihan glukosa pada organisme akan diubah menjadi glikogen (pada hewan), amilum, sukrosa dan polisakarida yang lain (pada tumbuhan). Glukosa akan diubah menjadi glukosa nukleotida yakni glukosa-UDP (uridin difosfat) yang dikatalisis oleh glikogen sintetase untuk pembentukan ikatan a1 menjadi 4, untuk pembentukan ikatan 1 menjadi 6 oleh glikosil (1 menjadi 6) transferase atau amilo (1 menjadi 4) menjadi (1 menjadi 6) transglikosilase Glukosa-UDP juga merupakan substrat bagi sintesis sukrosa sedangkan glukosa-ADP merupakan substrat bagi sintesis amilum.

2.4 Sifat Kimia dan Cara Identifikasi Terdapat beberapa sifat kimia dari karbohidrat, antara lain : 1. Sifat MereduksiMonosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi, terutama dalam suasana basa. Sifat sebagai reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat mereduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul karbohidrat. 2. Pembentukan FurfuralDalam 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 terdehidrasi menjadi furfural. Dengan dehidrasi heksosa-heksosa menghasilkan hidroksimetilfurfural. Oleh karena furfural apabila direaksikan dengan naftol atau timol, reaksi ini dapat dijadikan reaksi pengenal untuk karbohidrat.3. Pembentukan OsazonSemua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidarat. Hal ini sangat penting artinya karena dapat digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat dan merupakan salah satu cara untuk membedakan beberapa monosakarida, misalnya antara glukosa dan galaktosa yang terdapat dalam urine wanita yang sedang dalam masa menyusui.Pada reaksi antara glukosa dengan fenilhidrazin, mula-mula terbentuk D-glukosafenilhidrazon, kemudian reaksi berlanjut hingga terbentuk D-glukosazon. Glukosa, fruktosa dan manosa dengan fenilhidrazin menghasilkan osazon yang sama.4. Pembentukan EsterAdanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa gugus OH dan dengan asam fosfat dapat menghedakinya menghasilkan ester asam fosfat. Gugus hidroksil dari monosakarida bereaksi dengan asam fosfat membentuk ester sebagai berikut : OH OH-CH2OH + HO-P=O -CH2-O-P=O+H2O OH OH5. IsomerisasiDalam larutan asam encer monosakarida dapat stabil, tidak demikian halnya apabila monosakarida dilarutkan dalam basa encer. Glukosa dalam larutan basa encer akan berubah sebagian menjadi fruktosa dan manosa. Ketiga monosakarida ini ada dalam keadaan keseimbangan. Demikian pula, apabila yang dilarutkan itu fruktosa atau manosa, keseimbangan antara ketiga monosakarida akan tercapai juga. Reaksi ini dikenal sebagai transformasi Lobry de Bruin van Eckenstein yang berlangsung melalui proses enolisasi.6. Pembentukan GlikosidaApabila 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 adalah gugus OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suatu asetal dan disebut secara umum glikosida. Ikatan yang terjadi antara gugus metil dengan monosakarida disebut ikatan glikosida dan gugus OH yang bereaksi disebut gugus OH glikosidik.Glikosida banyak terdapat dalam alam, yaitu pada tumbuhan. Bagian yang bukan karbohidrat dalam glikosida ini dapat berupa metilalkohol, gliserol atau lebih kompleks.

Beberapa cara yang digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat, yaitu : A. Uji MolischUji molisch adalah reaksi yang paling umum untuk mengidentifikasi adanya karbohidrat. asam sulfat pekat akan menghidrolisis ikatan glikosidik (ikatan yang menghubungkan monosakarida satu dengan monosakarida yang lain) menghasilkan monosakarida yang selanjutnya didehidrasi menjadi fultural dan turunannya.Molish dengan menguji keenam larutan karbohidrat yang telah ditetesi dengan pereaksi molish selanjutnya dihidrolisis dengan asam sulfat pekat (H2SO4) maka terjadi pemutusan ikatan glikosidik dari rantai karbohidrat polisakarida menjadi disakarida dan monosakarida. Larutan yang bereaksi positif akan memberikan cincin yang berwarna ungu ketika direaksikan dengan alfa-naftol dan asam sulfat pekat. Konsentrasi asam sulfat pekat bertindak sebagai agen dehidrasi yang bertindak pada gula untuk membentuk furfural dan turunannya yang kemudian dikombinasikan dengan alfa-naftol untuk membentuk produk berwarna. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa. Dimana pereaksi molish membentuk cincin berwarna ungu pada larutan glukosa, fruktosa, laktosa, sukrosa, dekstrin dan amilum. Cincin ungu pada glukosa dan fruktosa lebih banyak karena merupakan monosakarida. Sedangkan amilum adalah polisakarida yang harus dihidrolisis menjadi monosakarida terlebih dahulu sebelum terdehidrasi menjadi furfural. Berdasarkan prinsip percobaan dengan uji molish, hasilnya (fulfural) mengalami sulfonasi dengan alfa naftol dan memberikan senyawa berwarna ungu kompleks.

B. Uji MooreUji Moore dilakukan untuk mengetahui adanya aldehid pada karbohidrat. Uji ini menggunakan NaOH (alkali) yang berfungsi sebagai sumber ion OH- yang akan berikatan dengan rantai aldehid dan membentuk aldol aldehid (aldehida dengan cabang gugus alkanol) yang berwarna kekuningan. Pemanasan bertujuan untuk membuka ikatan karbon dengan hidrogen dan menggantikannya dengan gugus OH-. Reaksi positif ditunjukkan dengan adanya warna coklat sebagai akibat dari adanya proses karamelisasi atau browning non enzymatic basa kuat NaOH.

C. Uji BenedictUji benedict bertujuan untuk mengidentifikasi gula pereduksi. Fruktosa merupakan larutan yang lebih cepat bereaksi (memberikan warna merah dan endapan merah bata) daripada larutan karbohidrat lainnya. Hal ini disebabkan karena adanya kecepatan mereduksi dari fruktosa. Dimana kecepatan mereduksi dari fruktosa tersebut karena fruktosa mempunyai molaritas yang tinggi. Selain itu, sifat mereduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehid dan keton bebas dalam molekul karbohidrat. Pada fruktosa yang mengandung gugus keton lebih cepat bereaksi dari glukosa yang mengandung gugus aldehid. Karena gugus keton langsung didehidrasi menjadi furfural. Sedangkan gugus aldehid mengalami transformasidahulu menjadi ketosa kemudian didehidrasi menjadi furfural.Sedangkan untuk dekstrin dan amilum tidak bereaksi seperti pada kedua larutan karbohidrat lainnya. Karena pada dekstrin dan amilum tidak terdapat endapan dan tidak terjadi perubahan warna. Penyebab terjadinya endapan pada monosakarida (glukosa dan fruktosa) dan disakarida (sukrosa dan laktosa) yang di uji menunjukan adanya sifat mereduksi. Hal ini disebabkan oleh adanya gugus aldehid (glukosa) atau keton (fruktosa) bebas dalam molekul karbohidrat yang diuji tersebut. Dalam asam polisakarida atau disakarida akan terhidrolisis pasial menjadi sebagian kecil monomernya. Hal inilah yang dijadikan dasar untuk membedakan polisakarida, disakarida, dan monosakarida.

D. Uji SelliwanoffBeberapa karbohidrat memiliki gugus keton. Adanya gugus keton dapat dibuktikan melalui uji seliwanoff. Fruktosa dan sukrosa adalah karbohidrat yangmemiliki gugus keton.Jika karbohidrat yang mengandung gugus keton direaksikan dengansaliwanoff akan menunjukkan warna merah sebagai reaksi positifnya.Adanya warna merah merupakan hasil kondensasi dari resorsinol yang sebelumnya didahului dengan pembentukan hidroksi metil furfural. Proses pembentukan hidroksi metil furfural berasal dari konversi dari fruktosa oleh asamklorik panas yang kemudian menghasilkan asam livulenik dan hidroksi metal furfural. Fruktosa dan sukrosa cepat bereaksi karena merupakan jenis karbohidrat yang memiliki gugus keton (ketosa). Ketosa bila di dehidrasi oleh pereaksi saliwanoff memberikan turunan fulfural ynag selanjutnya berkondensasi denganresorsinol memberikan warna merah kompleks.Hal tersebut diatas menunjukkan bahwa uji saliwanof digunakan untuk membedakan antara karbohidrat yang mengandung aldehid dan keton.

E. Uji BarfoedUji barfoed bertujuan untuk memisahkan antara monosakarida dan disakarida. Pereaksi barfoed bersifat asam lemah dan hanya diredusi oleh monosakarida. Pemanasan yang lama menghidrolisis disakarida sehingga bereaksi positif. Larutan karbohidrat yang paling cepat bereaksi adalah larutanfruktosa. Sementara untuk larutan karbohidrat jenis laktosa, sukrosa, dekstrin dan amilum tidak bereaksi atau menunjukkan hasil negatif. Sekalipun aldosa atau ketosa berada dalam bentuk sikliknya. Namun bentuk ini berada dalam kesetimbangannya dengan sejumlah kecil aldehid atau keton rantai terbuka,sehingga gugus aldehid atau keton ini dapat mereduksi berbagai macam reduktor. Oleh karena itu, karbohidrat yang menunjukkan hasil reaksi positif (endapan merah bata) dinamakan gula pereduksi. Pada sukrosa walupun tersusun oleh glukosa dan fruktosa, namun atom karbon anomerik keduanya saling terikat,sehingga pada setiap unit monosakarida tidak lagi terdapat gugus aldehid atau keton yang dapat bermutarotasi menjadi rantai terbuka. Hal ini menyebabkan sukrosa tak dapat mereduksi pereaksi benedict. Pada amilum, sekalipun terdapat glukosa rantai terbuka pada ujung rantai polimer, namun konsentrasinya sangatlah kecil, sehingga warna hasil reaksi tidak tampak oleh penglihatan.Pereaksi barfoed merupakan pereaksi yang bersifat asam lemah dan hanya dapat direduksi oleh monosakarida dan disakarida meskipun terdapat perbedaan kecepatan mereduksi diantara keduannya. Glukosa dan fruktosa adalah monosakarida. Sehingga hanya kedua larutan karbohidrat tersebut yang memberikan reaksi (endapan merah bata). Artinya hanya kedua larutan tersebut yang ada sifat mereduksi. Sementara amilum dan dekstrin termasuk dalam polisakarida dimana pada amilum dan dekstrin tersebut tidak terjadi endapan karena tidak adannya sifat mereduksi pada kedua larutan karbohidrat tersebut.Disakarida (sukrosa dan laktosa) sebenarnya dapat bereaksi.Dimana disakarida tersebut akan dapat dihidrolisis sehingga bereaksi positif tetapi hal tersebut hanya dapat terjadi dengan pemanasan yang lebih lama.

BAB IIIPENUTUP

Simpulan1. Karbohidrat merupakan salah satu penghasil energi utama dalah tubuh kita. Walaupun seperti yang kita ketahui bahwa lemak penghasil terbesar dalam tubuh, namun nyatanya karbohidrat. Karbohidrat merupakan suatu senyawa komplex yang terdiri dari unsur C ( karbon), H (Hidrogen), O (Oksigen).2. Karbohidrat dalam pengklasifikasiannya didasarkan atas jumlah monomer yang menyusun polimer ialah: monosakarida, disakarida, trisakarida, seterusnya sampai polisakarida, yang mana jumlah monomer penyusunnya ialah: satu, dua, tiga, dan seterusnya.3. Manfaat dari karbohidrat adalah sebagai sumber energy terbesar dalam tubuh dan manfaat lainnya adalah dapat digunakan untuk analit dalam tes darah.4. Ada tiga proses metabolisme dalam tubuh yaitu anabolisme, katabolisme, dan amfibolik Semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida.5. Proses metabolisme karbohidrat adalah glikolisis, dekarbosilasi oksidatif, siklus krebs, transfer electron, glikogenesis, glikogenolisis, dan glikoneogenesis.6. Karbohidrat memiliki beberapa sifat kimia dan cara identifikasi yaitu sifat mereduksi, pembentukan fruktural, pembentukan osazon, pembentukan ester, isomerisasi, pembentukan glikosida.7. Terdapat lima cara untuk megidentifikasi karbohidrat yaitu dengan uji molisch, uji moore, uji benedict, dan uji barfoed.

Daftar Pustaka

Hermawan. 2014. BIOKIMIA karbohidrat. [online]. Tersedia: https://hermawanbtl.wordpress.com. [diakses: 5 maret 2015; 21:07 WITA]Irianto,PekikDjoko,2007.PanduanGiziLengkapKeluargadanOlahraga.Yogyakarta: ANDI offsetHutagalung, Halomoan. 2004. Karbohidrat. Sumatra Utara: Fakultas Kedokteran Universitas Sumatra Utara. [online]. Tersedia: respository.usu.ac.id/bistream/123456789/356/1/9121-halaman.pdf. [diakses: 5 Maret 2015 ; 21:07 WITA] Sastohamidjojo, hardjono. 2009. Kimia Organik. Yogyakarta: Gadjah Mada Universitas Press.Sulistiawati, DKK. 2011. Laporan Praktikum Biokimia Identifikasi Karbohidrat. Sukabumi: Universitas Muhammadiyah