Karbohidrat

Karbohidrat merupakan bahan yang penting untuk metabolisme tubuh manusia dan hewan sebagai sumber energi.

Banyak terdapat pada tumbuh-tumbuhan, dimana mereka terbentuk secara fotosintesis dari karbondioksida dan air.

Glukosa merupakan bentuk karbohidrat dalam makanan yang diserap dalam jumlah besar ke dalam darah. Unsur ini diubah menjadi jenis karbohidrat lainnya, yang mempunyai fungsi sangat spesifik, misalnya :

Glikogen untuk simpanan energi.

Ribosa dalam asam nukleat. Galaktosa dalam laktosa susu. Dalam bentuk gabungan dengan

protein, sebagai glikoprotein serta proteoglikan.

Penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat, mencakup: penyakit diabetes mellitus, galaktosemia, glycogen storage disease dan intoleransi laktosa.

Nama karbohidrat didasarkan dari rumus umumnya , misalnya: cn (H2O)m (karbohidrat) . Jadi diduga mereka berasal dari hidrat dan karbon.

Pembagian karbohidrat

Senyawaan karbohidrat yang sangat banyak jenisnya itu perlu dibuat

pengelompokan/penggolongan untuk memudahkan pembahasan. Pembagian golongan karbohidrat ini didasarkan pada banyak monosakarida yang terikat dalam molekul suatu jenis karbohidrat. Pengelompokannya dibuat menjadi tiga golongan, yakni monosakarida,oligosakarida,dan polisakarida.

I Monosakarida

Monosakarida dibedakan berdasarkan dua macam gugusan fungsional yang terikat pada molekulnya, yakni: a). yang mengandung gugus aldehid,diberi nama umum aldosa;b). yang mengandung gugus keto, diberi nama umum ketosa.

Rumus umum molekul monosakarida adalah Cn (H2O)n.

Contoh : n=3 : Triosa (C3H6O3) a aldotriosa B ketotriosa N=4 : tetrosa (C4H8O4) a aldotetrosa B ketotetrosa N=5 Pentosa C5H10O5 a aldopentosa B ketopentosa N6 Heksosa (C6H12O6) a aldoheksosa B ketoheksosa

II Oligosakarida Oligosakarida adalah kelompok senyawa karbohidrat yang

pada reaksi hidrolisis menghasilkan 2 sampai kira-kira 10 molekul monosakarida (oligos). Dari kelompok oligosakarida ini yang paling banyak dikenal adalah senyawaan yang terbentuk dari 2 molekul monosakarida dinamakan disakarida dan trisakarida,yakni molekul karbohidrat yang terbentuk dari rangkaian 3 molekul monosakarida.

III Polisakarida

Polisakarida merupakan polimer kondensasi dari sejumlah molekul monosakarida yang tidak dibatasi lagi banyaknya, dan jumlahnya jauh diatas oligosakarida. Contohnya amilum /pati selulosa dan glikogen.

Gula

Istilah gula biasanya dimaksudkan bagi karbohidrat yang dapat membentuk kristal, mudah larut dalam air,biasanya manis,dan termasuk golongan monosakarida,disakarida atau trisakarida. Monosakarida Struktural terdapat dua derivat,masing-masing : 1. Aldosa, yaitu derivat polihidroksi

keton, berisi gugus I c = o Aldosa yang paling sederhana I Yaitu aldotriosa ( gliseraldehida ) dan ketosa yang paling sederhana adalah ketotriosa ( dihidroksiaseton ).

H – C = O CH2OH I IH – C – OH C = O I I CH2OH CH2OH Gliseraldehida dihidroksiasetonPerpanjangan rantai molekul monosakarida paling sederhana ini dapat dilakukan menurut sintesis Kiliani (reaksi Hidrosianida).

Konfigurasi aldosa Pengaturan tentang cara penulisan konfigurasi molekul untuk kelompok senyawaan aldosa diambil dengan patokan dari aldosa paling sederhana. Aldosa paling sederhana adalah triosa, atau nama yang lebih spesifik gliserosa (= gliseraldehid), yang dianggap sebagai senyawaan induk

aldosa yang lebih tinggi. Rumusnya CH2OH-CHOH-CHO dan ia bersifat AKTIF optik,karena mempunyai sebuah atom C asimetrik. Dengan demikiangliserosa mempunyai 2 buah isomer optik yang konfigurasi molekulnya adalah :

CHO CHO I I H-C-OH HO-C-H I I CH2OH CH2OH

I II

Konfigurasi I menurut perjanjian dituliskan dengan gugus -OH pada atom C asimetrik disisi kanan dan diberi kode dengan lambang D (dextro =kanan). Triosa bentuk I ini diberi nama lengkapnya D-gliserosa, sedangkan yang

bentuk II (gugus OH disisi kiri=levo) dinamakan L-gliserosa. D-gliserosa disebut sebagai bentuk antipoda (bayangan cermin) dari L-gliserosa, atau sebaliknya. Dua buah molekul yang berisomer optik antipod sesamanya, seperti dalam bentuk D dan L itu disebut sepasang enantiomer.

Konfigurasi ketosa Ketosa yang paling sederhana ialah dihidroksimetilketon (ketotriosa), CH-OH-CO-CH2OH. Senyawa ini tidak mengandung atom C asimetrik. Ketotetrosa dengan rumus umum CH2OH – CHOH –CO-CH2OH adalah seolah 2 dibentuk dari ketotriosa dengan tambahan satu mata rantai =CHOH. Tambahan satu = CHOH ini terikAT LANGSUNG PADA GUGUS =co DAN AKAN SELALU DEMIKIAN SETIAP TAMBAHAN=CHOH berikutnya.Pada

molekul ketotetrosa ini mulai terdapat atom C asimetrik pada bagian sebelah –CO yg sama, sehingga ia mempunyai dua buah isome optik yang juga menjadi induk untuk pemberian kode bentuk2 D dan L berikut keturunannya sebagaimana yang dikenakan padaAldosa.

Konfigurasi mutlak

Konfigurasi Ketosa Ketos yang paling sederhana ialah dihidroksimetilketon (ketotriosa), CH2OH-CO-CH2OH. Senyawa ini tidak mengandung atom C asimetrik. Ketotetrosa dengan rumus umum CH2OH-CHOH-CO-CH2OH adalah seolah-olah dibenuk dari ketotriosa dengan tambahan satu mata rantai =CHOH. Tambahan satu CHOH ini terikat langsung pada gugus =CO(dan akan selalu demikian setiap tambahan =CHOH berikutnya).Pada molekul Ketotetrosa ini mulai terdapat atom C

asimetrik pada bagian sebelah =CO yang sama,sehingga ia mempunyai dua buah isomer optik yang juga menjadi induk untuk pemberian kode bentuk-bentuk D dan L berikut keturunannya sebagaimana yang dikenakan pada aldosa

Konfigurasi mutlak Fischer menetapkan 2,3 dihidrosipropanal atau gliseraldehida sebagai zat standard dalam pembentukan konfigurasi karbohidrat sebab gliseraldehida adalah karbohidrat yang paling sederhana (suatu aldotriosa) dan mengandung hanya sebuah atom C khiral.

CHO CHO I I H-C+ -OH HO- C+ -H I I CH2OH CH2OH

D(+) Gliseraldehida L(-) Gliseraldehida

Semua monosakarida dengan komposisi atom C khiral terbawah seperti D Gliseraldehida dinamakan senyawa2 seri D,dan seperti L Gliseraldehida disebut senyawa2 seri L.Konfigurasi dari D-glukosa dan D-fruktosa terdapat dibawah ini.

CHO CH2OH I I H- C – OH C = O I I HO-C - H HO- C-H I I H- C- OH H-C-OH I I H- C- OH H-C-OH I I CH2OH CH2OH

D-glukosa D- fruktosaAdapun konfigurasi dari L-glukosa dan Lfruktosa adalah bayangan cermin dari D-glukososa dan D-fruktosa.Mengenai arah rotasinya tidak dapat ditetapkan dari konfigurasi melainkan merupakan hasil eksperimental.D-glukosa umpama berotasi (+) dan D(-) fruktosa berotasi (-), sehingga nama lengkap masing2 adalah :

D (+) -glukosa dan D(-) –fruktosa

Bukti rumus Heksosa

1. Berdasarkan analisis dapat diketahui bahwa rumus molekulnya C6H12O6.

2. Pada reduksi suatu heksosa dengan Na-amalgama terbentuklah

heksitol. C6H14O6 yaitu alkanol norma yang heksavalen.Dengan ini nyatalah bahwa rantai C-nya tidak bercabang’

H2-C-CH-CH-CH-CH-CH2 I I I I I I OH OH OH OH OH OH

3. Jika suatu heksosa dipanaskan dengan anhidrida asam asetat,terbentuklah suatu penta-asetat,sehingga jelaslah bahwa dalam molekul heksosa terdapat 5 gugus- OH.

4. Oksidasi dengan hati2

Pada oksidasi aldoheksosa,terbentuklah suatu asam hidroksi alkanoat dengan jumlah atom C yang sama. (asam glukonat)

H – C – CH – CH – CH – CH-COOH I I I I I OH OH OH OH OH

Pada oksidasi ketoheksosa terbentuk dua macam asam yaitu:a. Asam glikolat CH2OHCOOHb. Asam trihidroksi butanoat.

CH2OH-(CHOH)2-COOH.

Berdasarkan oksidasi tersebut jelaslah bahwa dalam molekul aldoheksosa harus terdapat gugus –CHO sedang dalam ketoheksosa harus ada gugus C=O.Jadi aldoheksosa berisi 5 buah gugus-OH dan sebuah gugus CHO sedang ketoheksosa berisi 5 gugus –OH dan sebuah gugus karbonil -C- II O

OIIC – H CH2OHI I

H- C – OH C = O I I H- C – OH H- C – OH I I H- C – OH H- C - OH I I H- C – OH H- C - OH I I CH2OH CH2OH

Epimer

Selain enantiomer juga dikenal pasangan isomer optic yang disebut Epimer. Epimer ialah dua bentuk konfigurasi isomer optic dari monosakarida yang hanya berbeda letak

gugus –OH pada salah satu atom c asimetrik. Sebagai contoh, D-glukosa dan D-manosa merupakan sepasang epimer atau pasangan D-glukosa dan D-galaktosa. Epimerisasi adalah peristiwa pertukaran susunan molekul suatu monosakaridamenjadi bentuk epimernya. Umpamanya, jika D-glukosa mengalami perubahan menjadi D-manosa maka ini disebut sebagaiperistiwa epimerisasi. Nomenklatur monosakarida secara lengkap harus menyebutkan aspek :1. Derivatnya yaitu apakah aldosa atau

ketosa2. Jumlah atom karbon yang terdapat

dalam molekulnya3. Sifat stereo dan optical –isomernya

yaitu D/L dan d(+)/l(-)4. Derivat struktur lingkaran

Haworth yang paling stabil Piran-Furan dengan anomer alfa/beta

GlukosaDari rumus strukturnya ternyata bahwa dalam molekul glukosa terdapat empat atom c khiral, sehingga harus mempunyai 2 atau 16 stereoisomer (8 pasang enantiomer). Semua stereoisomer tersebut teleh dikenal,baik sebagai hasil sintesis maupun terdapat dialam. Dari stereoisomer2 tersebut hanya tiga yang terdapat banyak dialam,yaitu D (+) glukosa D(+) mannose dan D(+) galaktosa.Alkanal dan alkanon masing2 dapat bereaksi dengan 1 ekivalen alkanol sehingga dihasilkan hemiasetal/hemiketal atau disebut juga semi asetal/semi ketal. R – CHO + R1 – OH

OR1 IR - C - OH I

H Hemiasetal

R – CO – R + R1- OH

OR1 I R - C - OH I R Hemiketal

Demikian pula dalam molekul glukosa dapat terbentuk suatu siklohemiasetal asal letak gugus karbonil dan hidroksil memungkinkannya. Dalam hal ini terbentuklah suatu lingkaran bersegi lima (glukofuranosa) atau bersegi enam (glukopiranosa).Pembentukan

siklohemiasetal) pada glukosa menyebabkan adanya sebuah atom c khiral baru/sehingga stereoisomernya bertambah 2 buah yaitu yang dinamakan alfa dan beta isomer.alfa dan jika terletak disebelah kiri disebut isomer beta.

__________ | | H- C- OH H- C- OH O HO-C- H | H----C------------- I H-- C – OH I CH2OH

Alfa – D- glukofuranosa.

_________

| | HO- C - H H - C - OH O I HO- C – H I I H - C ------------ I H-- C----- OH I CH2OH

B –D- glukofuranosa

CHO I H ---------------------- OH I HO -----------------------H I H -----------------------OH I H ---------------------------OH

I CH2OH D- glukosa

-----------------| | |

H - C - OH I | H - C - OH O I HO - C - H I H- C - OH I H - C--------------- I CH2OH Alfa-D-glukopiranosa ----------------

I I HO - C – H O I I H - C - OH I I I HO - C - H I I I H - C - OH I I I H - C------------- I CH2OH B-D-glukopiranosa

Haworth mengemukakan rumus lain.Rantai tertutup terletak pada suatu bidang, sedang gugus H dan OH terletak diatas atau dibawah bidang ini : Kalau gugus OH pada C-1, terletak dibawah bidang dinamakan isomer alfa.Kalau gugus OH pada C-1, terletak diatas bidang, dinamakan isomer Beta

Mutarotasi

Alfa-D-glukosa pada saat baru saja dilarutkan mempunyai efek pemutaran bidang sinar polarisasi dengan perputaran spesifik sebesar +113,4. Tetapi selang beberapa waktu kemudian rotasi spesifiknya perlahan-lahan terus menurun, sampai pada perputaran sebesar +52,5 ia tidak turun lagi (tetap).Bila yang dilarutkan B-D-glukosa, rotasi spesifiknya mula2 sebesar + 19, tetapi lambat laun ia akan bertambah besar dan sampai nilai sebesar +52.5 tidak naik lagi.Peristiwa perubahan rotasi spesifik suatu sakarida didalam larutannya sampai mencapai nilai yang tetap disebut mutarotasi.Peristiwa ini dapat berlangsung oleh karena terjadinya perubahan struktur molekul dari anomer alfa menjadi

anomer B, melalui pembentukan zat perantara dengan rantai terbuka.Tidak tergantung pada anomer mana yang mula2 dilarutkan, hasilnya ialah suatu campuran dalam keadaan keseimbangan yang terdiri dari : 37% alfa-D-glukosa, 63 % B-D glukosa, dan 0,02% bentuk rantai terbuka.Rotasi spesifik sebesar +52,5 itu bagi senyawaan D-glukosa dinyatakan sebagai nilai rotasi optis resultan dari perputaran jenis anomer alfa dan beta. Peristiwa mutarotasi bias terjadi pada senyawaan2 monosakarida dan disakarida yang mengandung gugus –OH laktol bebas dengan masing2 derajat rotasi optis yang ber-beda2 nilainya. Proses mutarotasi ini dapat dipercepat dengan pemanasan, diberi suatu asam atau suatu basa.Reaksi petunjuk glukosa

Reaksi glukosa didasarkan atas adanya karbonil, maka berlaku untuk se3mua manosa, hanya apabila gugus karbonil terikat sebagai ketonHanya reaksi2 yang berlaku untuk keton yang positif :

1. Glukosa dapat mengadisi HCN, dapat bereaksi dengan hidroksilamine membentuk oxim, dengan fenil hydrazine membentuk osazon,dapat mengaddisi sodium bisulfit dan menghilangkan warna larutan Schiff.

2. Dapat mereduksi larutan Tollen,s, Fehling dan Benedict.

Misalnya :

- Glukosa + larutan Tollen,s (AgNO3 + NH4OH + NaOH) :

CHO COOH I I

H COH HCOH I IHO CH + Ag2OHOCH +Ag I I cermin perak HCOH HCOH

I I HCOH HCOH I I CH2OH CH2OH Glukosa asam glukonat

-Glukosa + larutan Fehling (CuSO4 + NaOH + K-Na-tartrat)

CHO COOH I I HCOH HCOH I I HO CH + CuO HOCH + Cu2O I I Merah coklat

HCOH HCOH I I HCOH HCOH I I CH2OH CH2OH

Glukosa + Benedict(CUSO4+NaOH+K.citrat)

CHO CHOH I IHCOH HCOH I IHOCH+CuOHOCH+Cu2O Merah coklat

I IHCOH HCOH I IHCOH HCOH I I CH2OH CH2OH

3.glukosa bila ditambah basa kuat dan dipanaskan,maka terbentuklah dammar/resin yang berwarna kuning coklat.

Reaksi Fenil Hidrazine dengan heksosa :

HCO HC=NNHC6H5 I I(HCOH)4 (HCOH)4 I +H2NNHC6H5 I +H2OCH2OH CH2OH

Glukosa fenilhidrazina glukosafenilhidrazon

+Fenilhidrazina

HC=NNHC6H5 I

C=O + NH3+H2NC6H5 (HCOH)3 anilina I CH2OH + H2NNHC6H5 - HC=NNHC6H5 I C=NNHC6H5 I (HCOH)3 I CH2OH +H2O Glukosazon

D(-) Fruktosa

D(-) fruktosa mempunyai rumus seperti heksosa yang lain Yaitu:C6H12O6, juga sering disebut Leuvulosa,karena fruktosa yang

banyak yerdapat pada tumbuh2an merupakan zat optis aktif putar kiri.Apabila difermentasi menghasilkan CO2 dan alcohol.

Struktur Fruktosa

1. Asetilasi + as.asetat lima gugus hidroksida

2. Direduksi polihidroksialkohol

3. + fenilhydrszine osazon4. +oksidatorlemah tidak

bereaksi +oksidator kuat menghasilkan asam glikolat dan asam trihidroksi butanoat.

HgOFruktosa Oksidasi----------

CH2OH-COOH+CH2OH-CHOH-CHOH-COOH.

Asam glikolat + asam trihidroksi butanoat.

Jadi struktur fruktosa

CH2OH I C=O I HOCH I HCOH I HCOH I CH2OH Epimer ialah: isomer pada monosakarida yang hanya berbeda

letak gugus hidroksida pada atom karbon no. 2 misalnya:

- Eritrosa epimer dari treosa- Ksilosa epimer dari liksosa- Arabinosa epimer dari robosa- Glukosa epimer dari mannose- Galaktosa epimer dari talosa.

D. Mannosa Senyawa yang terdapat dalam polisakarida yang disebut mannan dalam bentuk glikosida. -Dapat diperoleh dari hidrolisa kulit keras kenari +reduksi. -Dapat di fermentasi.

D.galaktosa -diperoleh dari hidrolisa laktosa -terdapat pada protein(glikolipid),terikat sebagai

glikosida,juga terdapat pada otak dan jaringan otot/syaraf.

Monosakarida dengan adanya gugus karbonil dan gugus hidroksida,maka dapat mengadakan reaksi2 yang terdapat pada senyawa yang mengandung gugus fungsionil tersebut:

1.-dapat direduksi - polihydroksida alcohol.Glukosa atau fruktosa -sorbitol suatu senyawa yang dapat digunakan untuk membuat vitamin C.

2.dap

at dioksidasi D.glukosa -----------D-asam glukonat

+ HNO3

Asam sakarat

Fruktosa + HNO3Asam glikolat asam trihidroksi butanoat Asam oksalat Asam mesotartrat

3.dapat mengaddisi asam dengan asam sianida.4.dapat bereaksi dengan fenil hydrazine---- osazon5.dari sifat dapat direduksi dan dioksidasi maka senyawa dapat diubah dari ketosa menjadi aldosa.Misalnya dari fruktosa menjadi glukosa.6’penambahan atom karbon pada aldosa (Methode Kiliant Ficher)Berdasarkan sifat aldosa dapat mengaddisi asam sianida mka kita dapat menambah panjang rantai

karbon pada aldosa misalnya dari pentose menjadi heksosa.7.atom karbon pada monosakarida juga dapat dikurangi dengan beberapa cara:a. Methode Wohlb.Methode Ruff8.perubahan aldosa menjadi epimernya.Aldosa dioksidasi sehingga terbentuk asamnya yang apabila ditambah piridin maka sebagian akan berubah membentuk asam epimernya.Asamnya pada pemanasan menghasilkan Laktonnya yang bila direduksi terbentuk aldosa kembali.

Mannosa merupakan epimer dari glukosa.9.Kesetimbangan Lobry De Bruyn Glukosa apabila dilarutkan dalam basa encer, maka terbentuklah

antara glukosa,mannose, fruktosa dan bentuk enolnya.

Didalam larutan tersebut campuran berada dalam keadaan kesetimbangan.

Uraian beberapa jenis monosakarida dan turunannya.

1.D-ribosa,merupakan bagian dari asam ribonukleat(RNA)yang terdapat dalam intisel2. D-deoksiribosa,merupakan bagian dari asam deoksiribonukleat(DNA)yang terdapat dalam inti sel.3.D-arabinosa, digunakan untuk identifikasi/determinasi suatu bakteri4, D-liksosa, merupakan bagian dari liksoflavin(suatu co-enzim)yang terdapat dalam otot jantung.

5.D-xilosa, digunakan untuk identikikasi/determinasi suatu bakteri. 6.D-glukosa dialam terdapat dalam madu dan buah2an yang masak dan rasanya manis.Glukosadisebut juga dekstrosa karena memutar bidang sinar polarisasi ke kanan. Kadar normal glukosa darah 100 mg% (1 mg/ml) dengan variasi 80-140 mg%. Pada penderita kencing manis(diabetes mellitus)kadar gkukosa dalam darah akan bertambah dan sering dikeluarkan bersama urin.Urin normal bisa jadi mengandung glukosa,tetapi kadarnya sangat kecil sehingga dapat diabaikan.Adanya glukosa dalam urine penderita diabetes mellitus disebut glukosuria. Kadar glukosa dalam urine mungkin juga meninggi kalau seseorang merasa takut(glukosuria emosi)atau setelah makan sejumlah besar gula. Glukosa dalam tubuh digunakan sebagai sumber energy yang utama,dan

dalam keadaan darurat dapat diberikan untuk sementara menangkal kelaparan.Glukosa tidak mengalami pencernaan,sehingga dapat diberikan secara langsung kedalam pembuluh darah pada penderita yang pemberian makannya melalui mulut tidak memungkinkan. Biasanya diberikan secara intravena dengan kadar 5% dalam aquades steril atau dalam larutan garam fisiologis, atau dengan larutan Ringer untuk mendapatkan keadaan yang isotonus terhadap eritrosit. Glukosa digunakan pula untuk pengobatan insulin shock yang timbul bila kadar insulin terlalu tinggi dalam darah.Selain itu glukosa dapat diragikan sehingga sering dipakai untuk identifikasi/terminasi suatu bakteri.

7. D-galaktosa, dalam tubuh terdapat di hepar, dan dibutuhkan untuk membuat

laktosa dalam glandula mammae (kelenjar susu).D-glukosa dalam tubuh dapat diubah menjadi D-galaktosa, atau sebaliknya, dengan pengaruh suatu enzim.Pada bayi dapat timbul suatu keadaan yang disebut galaktosemia (kadar galaktosa dalam darah diatas normal) yang disebabkan oleh karena tidak adanya enzim untuk mengubah galaktosa menjadi glukosa. Gejalanya beraneka ragam, mulai dari muntah2 sampai hambatan mental dan jasmani.Penderita harus dihindarkan dari makanan atau minuman yang mengandung susu.selain itu galaktosa sukar diragi (berlangsung sangat lama)

8. D-fruktosa, disebut juga levulosa karena ia memutar bidang sinar polarisasi ke kiri. Di alam, D-fruktosa terdapat dalam buah2an yang manis dan madu. Dalam tubuh terdapat di

hepar,usus, dan cairan seminal (cairan medium spermatozoa). Fruktosa dapat diragikan.9. Asam D-glukuronat,dalam tubuh berperan untuk penetralan zat2 yang bersifat racun ,terutama yang mengandung gugus OH(fenol,mentol dan kloral).reaksinya berlangsung dalam hepar,dan hasil reksinya dibuang bersama-sama urin.10. Asam L- askorbat Terkenal sebagai vitamin C,terdapat dalam buah2-an segar dan sayuran.Biosintesis vitamin C dimulai dari D-glukosa dengan reaksi yang rumit melalui pembentukan gama=L-gulonolakton atau D-galaktosa melalui gama-L-galaktonolakton.Pembuatan vitamin C dalam industry dilakukan dengan proses fermentasi dari sorbitol.

11.Deoksimonosakarida,ialah monosakarida yang mengandung atom oksigen kurang satu jika dibandingkan jumlah atom karbonnya.Deoksi sama artinya dengan desoksi, yakni awalan yang menyatakan suatu senyawaan dengan salah satu gugus hidroksilnya telah diganti dengan H.

HOCH---------- I | HCH O I | HCOH I HC------------- I CH2OH 2-deoksi-B-D-ribofuranosa

Senyawaan ini merupakan bagian dari

DNA yang terdapat dalam inti sel. Contoh lain adalah 6-deoksi-L-galaktosa yang disebut juga L-fukosa, dan 6-deoksi-L-mannosa dengan nama L-ramnosa.

12. Aminomonosakarida, ialah monosakarida yang molekulnya mengandung gugus –NH2. Apabila gugus –NH2 sebagai pengganti gugus –OH pada atom Cnomor 2,maka tata nama umum senyawaannya adalah dinyatakan dengan mengganti achiran-a dari aldosa/ketosa dengan akhiran amin. Umpamanya: glukosamin , manosamin, dan galaktosamin.

OH I HC---------- I I

H2NCH I O HOCH I HC-OH I I HC---------- I CH2OH

Manosamin =2-amino-2deoksi-alfa-D-manopiranosa.Ada beberapa jenis senyamaan aminomonosakarida terikat dalam suatu molekul antibiotic, bahkan ada bagian aminomonosakaridanya menentukan derajat keaktifan dari antibiotiknya. Contoh 3-amino-3deoksi-D-ribosa sebagai bagian dari antibiotic Puromisin dan N-metil-L-glukosamin sebagai bagian dari streptomisin.

Oligosakarida

DisakaridaDisakarida adalah senyawa karbohidrat yang pada reaksi hidrolisis setiap molekulnya akan terurai menjadi 2 molekul monosakarida.Ikatan 2 molekul monosakarida menjadi satu molekul disakarida dianggap sebagai hasil reaksi kondensasi yang terjadi pada suatu bagian gugus –OH dari masing2 monosakarida.

M-OH + M-OH M-O-M -H2O

Senyawaan disakarida yang banyak dikenal dalam kehidupan adalah maltose,laktosa,dan sukrosa (sakarosa)

Maltosa

Molekul maltose (C12H22O11) tersusun dari 2 molekul D-glukopyranosa.Ikatan glikosidiknya yang terjadi selalu dijumpai berasal dari –OH laktol bentuk alfa glukosa yang pertama dengan –OH alcohol pada atom C nomor 4 bagian glukosa ke kedua. Ikatan glikosidik alfa(1,4).Karena molekul maltosa mempunyai gugus –OH laktol,maka bisa jadi ia terdapat dalam bentuk alfa atau dalam bentuk beta.Nama yang lebih terinci untuk maltose adalah 4-o(alfa-D-glukopyranosil)-alfa-D-glukopiranosa.Maltosa dianggap lebih mudah dicerna dalam lambung disbanding gula2 yang lain. Campuran maltose dengan dekstrin disebut Dextrimaltosa atau fantomalt,diberikan pada bayi dan orang sakit sebagai bahan makanan (sumber

energy). Dalam bidang mikrobiologis,maltose dipakai juga untuk identtfikasi/determinasi suatu bakteri.Semua maltose didapat dari hasil peruraian(hidrosis) terbatas dari polisakarida. Maltosa yang secara bebas berdiri sendiri di alam boleh kikatakan tidak dijumpai.

Laktosa

Molekul Laktosa(C12H22O11) tersusun dari satu molekul B-D-galaktopiranosa dan alfa atau B-D-glukopiranosa, dengan ikatan glikosidik B(1,4).Dengan demikian laktosa mempunyai gugus –OH laktol dari bagian glukosanya.Nama lengkapnya bentuk alfa laktosa ini adalah 4-o-B-D-galaktopiranosil-alfa-D-glukopiranosa.

Laktosa disebut juga gula susu, terdapat dalam air susu ibu (asi)Dengan kadar 6-7%. Kadang2 terdapat dalam urin wanita sedang menyusui.Susu yang tercemar oleh mikroorganisme akan menjadi asam sifatnya, karena laktosa diuraikan oleh mikroba membentuk terutama asam laktat (fermentasi asam laktat):

(fermentasi)C12H22O11 +H2OCH3-CH(OH)-COOH Laktosa Asam Laktat

Laktosa memutar bidang sinar polarisasi ke kanan,bersifat reduktor kuat,dan dapat membentuk laktosazon.,banyak dipakai dalam bidang farmasi dan dapat dipakai untuk determinasi suatu bakteri.

Sukrosa

Disebut juga sakarosa dan dikenal dalam masyrakat umum sebagai gula pasir biasa.Molekulnya tersusun dari satu molekul alfa-D-glukopiranosa dan satu molekul B-D-frukto furanosa, dengan jenis ikatan glikosidik alfa(1,2),maka ia termasuk golongan glikosil-ketosida.Nama spesifiknya adalah –alfa-D-glukopiranosil-B-D-fruktofuranosida.Molekul sukrosa tidak mudah dioksidasi sebagaimana gula2 yang mempunyai gugus –OH laktol bebas.Sukrosa banyak terdapat dalam tebu(15-20%) dan dalam bit(10-15%),mudah dikristalkan,dapat dipakai untuk identifikasi suatu penyakit,mudah terhidrolisis, dan dapat difermentasi,dipakai sebagai pengawet bahan makanan dan obat2an,dapat

sebagai zat warna yang tidak bersifat racun. Sakarosa memutar bidang sinar polarisasi ke kanan dengan rotasi spesifik +66,5. Bila dihidrolisa akan terurai membentuk D-glukosa yang rotasi spesifiknya +52,7 dan D-fruktosa yang kini dalam keadaan bebas berlingkar piranosa dengan rotasi spesifik -92,4 rotasi spesifik hasil hidrolisa sakarosa nilainya adalah jumlah aljabar dari kedua nilai rotasi spesifik komponen tersebut,yakni menjadi sebesar -39,7.Hal ini menunjukkan bahwa proses hidrolisis sakarosa di sertai dengan peristiwa inversi(pembalikan)arah rotasi spesifik yang tadinya putar kanan sebelum hidrolisis menjadi putar kiri sesudah hidrolisis.Berkenaan dengan peristiva inversi ini kemudian diturunkan nama gula inver.

Disakarida lainnya

Selain dari ketiga jenis disakarida yang telah diuraikan diatas,masih ada jenis2 disakarida lainnya yang untuk sementara ini belum perlu dibahas.Hanya sekedar untuk diketahui saja yaiotu :

Selobios, suatu D-glukosil-glukosa, dengan ikatan glikosidik B (1,4)

- Trehalosa, suatu D-glukosil-glukosa, dengan ikatan glikosidik alfa (1,1)

- Gentiobiosa, suatu D-glukosil-glukosa,, dengan ikatan glikosidik alfa(1,6

- Meliobiosa, suatu D-galaktosil glukosa, dengan ikatan glikosidik alfa(1,6).

- Primeverosa, suatu D-xylosil-glukosa, dengan ikatan glikosidik B (1,4).

- Visianosa, suatu L-arabinosil-glukosa, dengan ikatan glikosidik B(1,4).

Trisakarida

Trisakarida ialah senyawaan karbohidrat yang pada reaksi hidrolisis molekulnya akan menghasilkan 3 buah molekul monosakarida.Jenis trisakarida yang banyak dikenal dari tumbuhan adalah rafinosa dan gentianosa. Rafinosa dapat digunakan untuk determinasi suatu bakteri,dan

molekulnya tersusun dari satu molekul galaktosa,satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.Penamaan terinci yang menyiratkan bentuk ikatan molekulnya adalah –alfa-D-galaktopiranosil-(1,6)-alfa-Dglukopyranosil-(1,2)-B-D-fruktofuranosida,sedangkan gentianosa molekulnya tersusun dari dua molekul glukosa dan satu molekul fruktosa, dengan nama terinci adalah –alfa-D-glukopiranosil-(1,6)-alfa-D-glukopiranosil-(1,2)-B-D-fruktofuranosida. Dari nama terinci seperti tersebut diatas berarti kedua jenis trisakarida itu tidak mempunyai sifat mereduksi.

Polisakarida(C6H10O5)n

Polisakarida ialah senyawaan polimer kondensasi dari sejumlah besar monosakarida atau turunannya yang masing2 bertautan dengan ikatan glikosidik.Ikatan glikosidik ini terjadi antara –OH laktol dari molekul monosakarida yang pertama dengan –OH alcohol dari molekul yang kedua kemudian antara –OH laktol dari molekul yang kedua dengan –OH alcohol dari molekul yang ketiga, dan demikian seterusnya. Jenis ikatannya mungkin dari alfa atan beta anomer , dan ikatan glikosidiknya terutama (1,4) di samping itu ada yang (1,3), (1,6), (2,6) atau mungkin juga yang lainnya. Jenis2 ikatan tersebut sedikit banyak menentukan sifat2 fisiko-kimia senyawaan polisakarida.

Kebanyakan polisakarida berupa zat padat amorf berwarna putih.Sukar larut dalam air,karena satuan partikelnya sebagai makromolekul dengan berat molekul bernilai ribuan sampai ratusan ribu.Dalam keadaan murni tidak terasa manis dan tidak lagi menunjukkan sifat2 aldosa atau spt ketosa monomer pembentuknya.

KLASIFIKASI BERDASARKAN FUNGSINYA ADALAH1.POLISAKARIDA ARSITEKTURAL

YAKNI SENYAWAAN2 POLISAKARIDA YANG BERFUNGSI SEBAGAI BAHAN KERANGKA PANJANG JARINGAN2 TUBUH DAN PELINDUNG SEL2 ORGANISME BIOLOGIS MISALNYA:SELULOSA ,KITIN,DAN PEKTIN.

II Polisakarida nutrisi, yakni senyawaan2 polisakarida yang berlaku sebagai bahan makanan,misalnya:Amilum, glikogen,dan inulin.

III Poloisakarida lainnya, merupakan produk persenyawaan polisakarida dengan zat lain. Termasuk golongan ini misalnya: heparin,kondroitin sulfat, dan asam hialuronat.

Klasifikasi polisakarida berdasarkan jenis monosakarida pembentuknya adalah:

1, Homopolisakarida, yakni golongan polisakarida yang apabila dihidrolisis menghasilkan hanya satu jenis monosakarida. Kalau hasil hidrolisa hanya glukosa saja, yang berarti juga

polisakarida semula terbentuk dari glukosa semata-mata, maka polisakarida tersebut dinamakan glukosan. Bila hasil hidrolisa hanya fruktosa ,maka polisakarida itu disebut fruktosan.Manan,xilan lebih umum sebagai pentosan,heksosan,kecuali polisakarida dari galaktosa disebut galaktan bukan galaktosan dan dari arabinosa disebut araban.

II Heteropolisakarida

Yaitu golongan polisakarida yang apabila dihidrolisis memghasilkan lebih dari satu jenis(campuran) monosakarida atau turunannya.

Homopolisakarida

1. Amilum Orang awan menamakan pati untuk bahan yang disebut amilum ini.Sumber amilum adalah berasal dari tumbuhan yang mengandung klorofil.Sintesis amilum oleh tumbuhan dengan bantuan klorofil dikenal sebagai reaksi fotosintesis. Proses reaksinya melalui tingkat2 reaksi yang sangat rumit.Reaksi pembentukan amilum dalam tumbuhan secara ringkas dapat dinyatak dengan persamaan reaksi:

6n CO2 + 5n H2O-(C6H10O5)n +6nO2

Dalam reaksi tersebut yang dominan adalah tingkat pembentukan molekul2 glukosa ,sebelum berpolimerisasi membentuk amilum ,energi foton yang terdapat dalam sinar matahari diserap dan ditransformasi menjadi bentuk

energi kimia dalam senyawaan karbohidrat. Amilum terdapat hampir di semua bagian tumbuhan sebagai bahan makanan cadangan.Biasanya banyak terdapat pada umbiakar ubi kayu,ubi jalar,kentang,pada biji2an (beras,gandum,jagung),pada batang pohon sagu dan bercampur dengan zat2 lain pada buah2an.Kebanyakan amilum terdapat sebagai bahan makanan cadangan pada tumbuhan dalam bentuk granula (butiran) yang spesifik dari masing2 sumbernya. Amilum yang dicampur dengan larutan iodine (yodium) akan memberikan warna biru ini akan hilang apabila dipanaskan.Hidrolisa amilum dalam keadaan asam

akan berlangsung sempurna sampai seluruhnya menghasilkan

satuan2(monomer) pembentuknya, yakni glukosa.

Proses hidrolisis ini berlangsung melalui tahap2 peruraian amilum menjadi karbohidrat yang berat molekulnya semakin kecil.Tahapan proses hidrolisis tersebut dapat dilukiskan sebagai berikut:

Amilum Maltosa <-------------- Amilodekstrin +j2 (berwarna ungu) Maltosa <-------------- --- Eritrodekstrin + J2 berwarna merahMaltosa <--------------------- -- Akrodekstrin + j2

Tidak berwarna Maltosa <------------------------- --

- Dekstrin-dekstrin sederhana. -

Maltosa Glukosa

Tahap2 proses hidrolisis amilum sampai bentuk glukosa.Enzim amylase menghidrolisis Amilum dan menghasilkan satuan2 maltosa sampai sebanyak kira2 60-70% dari total amilum serta sisanya sebagai dekstrin. Amilum tampaknya tidak larut dalam air, dan dengan air panas butir2Amilum akan mengembang karena masuknya molekul2 air ke dalam butir2 tersebut dan membentuk system koloid. Amilum ini sebenarnya bukan satu kesatuan senyawaan.Ternyata ia

merupakan kumpulan dua jenis polisakarida yang kemudian diberi nama amilosa dan amilopektin.Komposisi dalam amilum bervariasi,tetapi pada umumnya mengandung lebih banyak amilopektin(70-85%),Bahkan amilum dari beras ketan hampir seluruhnya amilopektin.

A Amilosa

Polisakarida ini molekulnya dianggap sebagai polimer berantai panjang(tidak bercabang) tetapi berbentuk spiral. Molekulnya terbentuk dari sejumlah 300-400 satuan glukosa(monomer)dengan jenis ikatan glikosidik alfa(1,4). Glukosan ini dengan larutan iodine akan member warna biru,diduga karena terjadinya adsorpsi molekul iodine yang masuk dalam uliran spiral amilosa(bukan reaksi kimia).Apabika dipanaskan molekul akan

meregang dan kehilangan daya adsorpsinya terhadap iodine sehingga ia kembali menjadi tidak berwarna. Enzim amilase dapat menghidrolisis amilosa sampai habis dengan produk akhir berupa maltose. Enzi mini rupanya mempunyai kemampuan khusus untuk memutus rantai polisakarisa pada ikatan glikosidik alfa (1,4) berselang satu (sehingga menghasilkan maltosa).

B. Amilopektin

Polisakarida ini juga dikenal sebagai glukosan,tetapi molekulnya mempunyai banyak rantai bercabang.Rantai utama molekulnya dengan ikatan glikosidik alfa (1,4) seperti amilosa, sedangkan ikatan pada titik percabangannya adalah glikosidik alfa (1,6). Bentuk struktur molekul amilopektin ber-cabang2

memperlihatkan jenis ikatan glikosidik alfa (1,4) dalam rantai molekul dan ikatan glikosidik alfa (1,6) pada titik percabangan rantainya.Penentuan berat molekulnya memberikan hasil rata2 sekitar 550.000,yang berarti amilopektin terbentuk dari tiga ribuan glukosa. Hidrolisis amilopektin dalam larutan asam dapat berlangsung sampai habis menghasikan glukosa.Tetapi proses hidrolisis dengan enzim amilase hanya menghasilkan kira2 50% maltosa dan sisanya adalah dekstrin.Amilase tidak mampu memutus ikatan glikosidik alfa(1,6),selain itu ,hidrolisis oleh amilase ini dimulai dari tiap ujung rantai kemudian berhenti pada titik percabangan rantai yang mengandung ikatan alfa glikosidik (1,6).Hidrolisis tidak akan terjadi pada titik percabangan ini sekalipun rantai berikutnya terdapat lagi ikatan alfa (1,4)

Amilopektin dengan iodine akan memberi warna merah kotor keungguan.Amilum yang dicampur dengan iodine berwarna biru tua adalah berasal dari fraksi amilosa yang walaupun kadarnya lebih rendah daripada amilopektin namun lebih dominan warnanya. 2.glikogen----- Karbohidrat sebagai bahan makana cadangan(sumber energy) pada hewan yang penting adalah sekumpulan polisakarida yang diberi nama glikogen.Polisakarida ini ditemukan terutama dalam hepar 91,5-4,00 dan otot (0,5 -1,0).Struktur molekul polisakarida yang tergabung dalam glikogen adalah mirip dengan amilopektin.Bedanya molekul yang termasuk glikogen adalah lebih besar.(BM 1-4 juta) dan lebih banyak mengandung rantai cabang (20-30 cabang) daripada amilopektin. Glikogen relative lebih mudah larut dalam air daripada amilum,disamping ada bagian

yang membentuk disperse koloid. Dengan iodine glikogen akan berwarna merah coklat.Hidrolisis glikogen dalam larutan asam akan menghasilkan glukosa tanpa sisa,sedangkan untuk penguraian glikogen dalam tubuh sampai menghasilkan glukosa diperlukan beberapa jenis enzim.

3.Selulosa Polisakarida2 yang dikenal tergolong sebagai selulosa banyak ditemukan dalam dunia tumbuhan sebagai penunjang struktur,pembangun kerangka dan pembentuk dinding sell tumbuhan bersama zat lainDalam ukuran kering ,daun2an mengandung kira2 15% selulosa,pada kaju2an terdapat 50% dan kapas hamper seluruhnya selulosa.Struktur molekul selulosa berupa rantai lurus ,tidak bercabang,dan tidak spiral

berongga,denga satuan monomer D-glukosa dan ikatannya glikosidik B(1,4). Penentuan berat molekulnya berdasarkan ultracentrifus member hasin antara 200 ribu sampai 2 juta.Tetapi bobot molekul yang demikian besar itu ternyata bukan dari satu rantaipolimer melainkan dari satu agregasi beberapa rantai yang terentang berdekatan parallel satu sama lain ,bahkan diduga terpilin dengan ikatan .Hal inilah yang menyebabkan selulosa berbentuk serat2 panjang yang dapat larut dalam air serta pelarut organic Selulosa hanya dapat larut dalam pelarut Schweitzer,yakni larutan yang dibuat dari campuran Cu(OH)2 dan NH3 dalam larutan campuran ZnCl * Hcl ,serta larut dalam larutan benzilamonium hidroksida,tanpa banyak merusak struktur molekulnya.Selulosatidak mempunyai nilai gizi sebagai bahan makanan bagi kita.Tubuh manusia tidak mengandung enzim yang

dapat memutus rantai ikatan glikosidik beta,sehingga selulosa tidak bisa dicerna.Sungguhpun denikian baru diketahui bahwa serat2 halus selulosa(dietary fiber) dalam bahan pangan nabati (sayuran dan buah2an sangat bermanfaat bahkan mungkin diperlukan.Pengaruhnya antara lain mengurangi penyerapan lemak dan kolestrol dari saluran pencernaan serta tidak menjadikan feses kekurangan air(kering/keras).Dengan demikian feses mudah terdorong gerak peristaltik usus sehingga dapat mencegah konstipasi(sembelit).4.Inulin.(kira2 30 satuan fruktosa)

Adalah suatu polifruktosan furanosa,terdapat banyak pada tumbuhan misalnya ubiPada hidrolisis terdapat D(-) fruktopyranosa,tidak mempunyai sifat reduksi,dengan j2 warna kuning,larut dalam air,berputar

bidang polarisasi ke kiri,hidrolisa dengan : -larutan asam -enzim inulinase.

Muco-polisakarida

Polisakarida yang mengandung gula amino dan asam uronat dan terdapat pada jaringan hewan.Analog dengan selulosa pada tumbuh2an contohnya:1. Asam hialuronat

Mengandung B-D-glukosamin2. Chondroitin sulfat

Mengandung 2-N-asetil B-D-galaktosamina

3. HeparinMengandung 2-N-asetil galaktosaminaBanyak mucopolisakarida terdapat dalam jaringan sebagai gugus prostetik dari mocoprotein atau glikoprotein

Perbedaan Amilona &Amilopektin.

Amilona amilopektin

-larut dalam air -tak larut Dalam air.

-+j2-biru -+j2merah Dan lembayung

-lurus -bercabang.-ikatan 1-4 gluko -1-4 glukosidik

Sidik. (rantai utama) . -1-6 glukosidik

(cabang)- BM 50 ribu -BM 70 ribu-1juta

Pembagian karbohidrat

I Monosakarida; Hexosa:-glukosa,Mannosa,galaktosa

(aldosa) -fruktosa (ketosa)Pentosa:-ribosa,ksilosa,liksosa,arabinosa (aldosa) -ribulosa (ketosa)TetrosaTriosa : gliseraldehide/gliserosa (aldosa) Dihidroksimetilketon (ketosa)

II disakarida:-maltosa,sukrosa/sakarosa, Laktosa Trisakarida : RafinosaIII polisakarida : amilum,glikogen,selulosa,inulin,

Amilum

Jagung 75%

Beras 75%

Kentang 20%

Sinkong 30%