KIMIA MAKANANKARBOHIDRAT

OLEHNENGAH RIANI

PENDAHULUAN

• Karbohidrat merupakan sumber energi utama• Dinegara berkembang ± 80 % energi yg

dibutuhkan berasal karbohidrat dr biji-bijian, buah-buahan dan sayur-sayuran.

• Di negara maju karbodyrat berasal dari makanan-makanan manis seperti kembang gula, jam dll

• Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan

• Melalui proses fotosintesa, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat

• Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana (glukosa) dan oksigen (O2) yang lepas diudara

Proses Fotosintesa

Sinar matahari6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6O2

Klorofil

Susunan Kimia

• Semua jenis karbohidrat terdiri dari unsur-unsur - Karbon (C ) - Hidrogen (H)- Oksigen (O)

* Perbandingan hidrogen dan oksigen adalah 1 : 2 karena itu diberi nama karbohidrat dalam bentuk sederhana

• Formula umum karbohidrat adalah CnH2nOn

• Hanya heksosa (6-ataom karbon) C 6H12O6 atau C6(H2O)6

• serta pentosa (5-atom karbon) C5H10O5 atau C5(H2O)5

Kepentingan Biomedis

• Massa karbohidrat makanan diserap kedalam aliran darah atau dalam bentuk glukosa

• Karbohidrat dikonversi didalam hati• Dari glukosa semua bentuk karbohidrat lain

dalam tubuh dapat dibentuk.• Glukosa merupakan bahan bakar utama bagi

jaringan mamalia.• Dan bahan bakar universal bagi janin

• Unsur ini diubah menjadi jenis karbohidrat lain yg mempunyai fungsi yg sangat spesifik, mis ; – glikogen untuk simpanan– ribosa dalam asam nukleat – galaktosa dalam latosa susu– Dalam senyawa lipid komplek tertentu– Dalam bentuk gabungan dengan protein yaitu

dlm glikoprotein serta proteoglikan

Penyakit yg Berhubungan dgnKarbohidrat

• Diabetes Melitus• Galaktosemia• Penyakit penyimpangan glikogen• Intoleransi laktosa

Klasifikasi Karbohidrat

A. Karbohidrat Sederhana terdiri atas1. Monosakarida adalah

karbohidrat yg tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana.Jumlah atom C nya sama dgn molekul air, yaitu {C6 (H2O)6 } dan {C5 (H2O)5}

• Bentuk monosakarida dibagi menjadi :- Triosa (C3H6O3)

- Tetrosa (C4H8O4)

- Pentosa (C5H10O5)

- heksosa (C6H12O6)

- heptosa atau oktosa

• Heksosa terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon.

• Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pd rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH)

Ada tiga jenis heksosa yaitu

a. Glukosab. Fruktosac. GalaktosaKetiga macam monosakarida ini mengandung

jenis dan jumlah atom yg sama yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen dan 6 atom oksigen. Hanya susunannya yg berbeda

Struktur Kiamia

O

C H

H C OH

HO C H

H C OH

H C OH

H C OH

H D-Glukosa

Struktur Kiamia

H

H C O H

C O

HO C H

H C OH

H C OH

H C OH

H D-Fruktosa

O

C H

H C OH

HO C H

HO C H

H C OH

H C OH

H D-Galaktosa

• Perbedaan susunan ini menyebabkan perbedaan tingkat kemanisan, daya larut dll

• Jenis heksosa lain yang kurang penting adalah manosa C6H1206

• Jenis heksosa yang mempunyai 5 atom karbon disebut pentosa seperti, xilosa dan arabinosa

• Monosakarida utama terdpt bebas dlm makanan adalah glukosa(suatu aldoheksosa)

D-Manosa

O

C H

HO C H

HO C H

H C OH

H C OH

H C OH

H

• Galaktosa dan manosa adalah bentuk lain aldoheksosa (terikat dlm mkn)

• Struktur kimia Kimia monosakarida :- Bentuk terbuka atau- Bentuk cincin

CH2O O OH OH

HO OH

D-Glukosa

CH2OH O OH HO CH2O

HO

D-Fruktosa

CH2O OOH OH OH OH

D-Galaktosa

Glukosa

• Merupakan monosakarida terpenting secara medis• Glukosa dinamakan juga dekstrosa atau gula

anggur. Terdapat luas dialam dalam jumlah sedikit yaitu ; sayur, buah, sirup jagung dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu

• Tubuh hanya dapat menggunakan glukosa dalam bentuk D. glukosa

• Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa dan laktosa pd hewan ,manusia

• Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yg beredar di dlm tubuh dan didalam sel merupakan sumber energi.

• Tingkat kemanisan glukosa hanya separuh dari sukrosa.

Struktur GlukosaOC H

H C OHHO C HH C OHH C OH C H20OH

D-GlukosaBentuk lurus

HOCH2 O

H

H OHOH H

OH H OH

Proyeksi Haworth

Bentuk KursiH HOCH2 O OH H H OH H HO H H

Terdapat Ikatan C1-4 melalui jembatan oksigen sebagai ikatan furan maka disebut glukofuranosa

CH2OO O

HCOH H OH

H CH H OH

Α-D-Gukofuranosa Furan

Fruktosa

• Fruktosa dinamakan juga levulosa atau gula, buah, adalah paling manis.

• Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama degan glukosa C6H12O6 namun strukturnya berbeda

• Fruktosa terutama terdapat dlm madu bersama glukosa, dlm buah, nektar bunga dan sayur.

• Fruktosa dapat diolah dari pati menjadi pemanis.

• Dalam tubuh fruktosa merupakan hasil pencernaan sakarosa

Galaktosa

• Tdk terdapat bebas dalam alam• Terdapat dalam tubuh sebagai hasil

pencernaan laktosa.

• Manosa, jarang terdapat didalam makanan, terdapat dalam manna yang diolah untuk pembuatan roti

• Pentosamerupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami, krn jumlahnya sangat kecil shg tdk penting sbg sumber energi

• Ribosa dan deoksiribosa merupakan bagian asam nukleat dalam inti sel.

D-Ribosa O

C OHH C OHH C OHH C OHH C OH H D-Glukosa

2. Disakarida

• Disakarida terdiri atas ikatan 2 monosakarida di mana untu tiap 12 atom C ada 11 molekul air {C12(H2O)11}

• Ada empat jenis disakarida, yaitu :- Sukrosa atau sakarosa- Maltosa- Laktosa

- Trehalosa

Struktur Maltosa

CH2OH CH2OH

O O OH O

HO OH OH OH OH

Struktur Sukrosa

CH2OH CH2OH CH2OH

O O OH O HO

HO OH OH

Struktur LaktosaCH2OH CH2OH CH2OH

O O OH O

HO OH OH OH OH

`• Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida

yg terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi

• Kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O).

• Ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dgn atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa dengan melepaskan satu molekul air

• Hanya karbohydrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yg dapat dicernakan.

• Disakarida dapat dipecah lagi menjadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis.

• Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida

Sukrosa

• Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit.

• Sukrosa juga terdapat didalam buah, sayuran dan madu.

• Sukrosa bila dicerna atau dihidrolisis, sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa.

• Pada pembuatan sirup sebagian sukrosa (gula pasir) akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa yg disebut invert.

• Gula invert secara alami terdapat didalam madu dan rasanya lebih manis drpada sukrosa

Maltosa (gula malt)

• Tidak terdapat bebas dialam• Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan

pati• Dlm proses berkecambah pati yg terdapat dlm

padi-padian pecah menjadi maltosa• Terdiri dari 2 molekul glukosa dengan ikatan

1-4

Laktosa

• Laktosa (gula susu) hanya trdapat dlm susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Dgn ikatan 1-4 glikosidik

• Kadar laktosa pd susu sapi adalah 6,8 gr/100 ml, pada air susu ibu (ASI) 4,8 grm/100 ml.

• Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dlm saluran pencernaan.

• Memerlukan enzim laktosa untuk memecah menjadi glukosa dan galaktosa

• Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pd orang tua.

• Laktosa adalah gula yg rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut drpd disakarida lain.

Trehalosa

• Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gula jamur.

• 15 % bagian kering jamur terdiri atas trehalosa.

• Trehalosa juga terdapat dalam serangga.

3. Gula Alkohol

• Gula alkohol merupakan bentuk alkohol dari monosakarida

• Terdapat dalm alam dandapat pula dibuat secara sintetis

• Ada 4 jenis gula alkohol yaitu:- sorbitol- manitol- dulsitol- inositol

Struktur Sorbitol

HH C OHH C OHHO C HH C OHH C OHH C OH

Struktur Manitol

HH C OHHO C HHO C HH C OHH C OHH C OH

H

Sorbitol

• Sorbitol terdapat didlm beberapa buah dan secara komersial dibuat dari glukosa

• Enzim aldosa reduktase dpt mengubah gugus aldehida (CHO) dlm glukosa menjadi alkohol (CH2OH)

• Struktur kimianya …………• Banyak digunakan dlm minuman dan

makanan khusus pasien diabetes

• Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dgn sukrosa,

• Sorbitol diabsorpsi lebih lambat dan diubah didlm hati menjadi glukosa

• Tdk mudah dimetabolisme oleh bakteri di dalam mulut shg tidak menimbulkan karies gigi. Digunakan dlmpembuatan permen karet

Manitol dan Dulsitol

• Adalah alkohol yg dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa

• Manitol terdapat didalam nanas, asparagus, ubi jalar dan wortel.

• Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dlm industri pangan

Inositol

• Inositol merupakan alkohol siklis yg merupakan glukosa.

• Inositol dlm sekam serelia, bentuk esternya dengan asam fitat menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dlm usus halus.

4. Oligosakarida

• Oligosakarida adalah gula rantai pendek yg dibentuk oleh galaktosa, glukosa, dan fruktosa

• Terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida (oligo brarti sedikit)

• Ada 3 jenis oligosakarida yaitu :- Rafinosa- Stakiosa- Verbaskosa

• Rafinosa, stakiosa dan verbaskosa adalah oligosakarida yg terdiri dari unit-unit glukosa , fruktosa dan galaktosa.

• Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat didalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tdk dpt dipecah oleh enzim-enzim pencernaan.

• Oligo sakarida didalam usus besar mengalami fermentasi

Fruktan

• Adalah sekelompok oligo dan polisakarida yg terdiri atas beberapa unit fruktosa yg terikat dengan satu molekul glukosa

• Terdapat didalam serelia, bawang merah, bawang putih dan asparagus

• Sebagian besar didalam usus besar difermentasi.

B. Karbohidrat Kompleks

• Mengandung derivat gula lain, seperti ; gula amino, asam uronat dan asam sialat.mencakup proteoglikan serta glikosaminoglikan yg bergabung dengan unsur struktur jaringan.

• Terdiri atas :1. Polisakarida yg terdiri atas lebih dr dua

ikatan monosakarida2. Serat yg dinamakan juga polisakarida nonpati

1. Polisakarida• Karbohidrat kompleks ini dpt mengandung

sampai 3 rb unit gula sederhana yg tersusun dlm bentuk rantai panjang lurus atau bercabang.

• Jenis polisakarida yg penting adalah : - Pati- Dekstrin- Glikogen- Polisakarida non pati

Pati

• Merupakan simpanan karbohidrat dlm tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yg kita makan.

• Pati terutama terdapat pd padi-padian, biji-bijian dan umbi-umbian

• Jumlah unit glukosa dan susunannya dlm satu jenis pati berbeda satu dgan yg lain

• Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dgn karakteristik tersendiri dlm hal daya larut, daya mengentalkan dan rasa

• Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yg tdk bercabang

• Amilopektin adalah polimer yng susunannya bercabang-cabang

Gambar

Molekul Amilosa

Struktur Kumparan Amilosa(Kumparan Heliks)

o o

o o o o o o

Molekul Amilopektin

•

Struktur AmilopektinMenunjukkan Rantai Bercabang

•

• Komposisi amilose dan amilopektin berbeda dlm pati, amilopektin terdapat lebih besar

• Contoh ; beras semakin kecil amilosenya beras semakin pulen.

• Butiran pati, rantai-rantai amilose dan amilopektin tersusun dlm bentuk semi kristal yg menyebabakan tdk larut dlm air dan memperlambat pencernaanya oleh amilase pankreas

• Pati bila dipanaskan dng air, struktur kristal rusak dan rantai polisakarida akan mengambil posisi acak. Sehingga menyebabkan mengembang dan padat (gelatinisasi)

• Struktur amilopektinlah yang menyebabkan dpt membentuk gel, melunakkan dan memecah sel.

• Dlm proses pencernaan semua bentuk pati dihidrolisa menjadi glukosa ...dihaslkan dektin dan maltosa

Dekstrin

• Merupakan produk antara pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati.

• Mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil shg tdk mudah menimbulkan diare

• Pati yang dibakar akan menghasilkan dektrin

Glikogen

• Glikogen dinamakan juga pati hewan krn merupakan bentuk simpanan karbohidrat didlm tubuh manusia dan hewan, terdpt dlm hati dan otot.

• Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dlm bentuk rantai lebih bercabang drpd amilopektin

• Glikogen lebih mudah pecah krn struktur bercabang

• Kelebihan glukosa melampui kemampuan menyimpan dlm bentu glikogen akan diubah menjadi lemak, disimpan dlm jaringan lemak

Polisakarida Nonpati/Serat

• Serat makanan adalah polisakarida nonpati yg menyatakan polisakarida dingding sel

• Ada 2 golongan serat yaitu :– Tidak larut air– Larut air

Serat Tidak Larut Air

• Adalah : - Selulosa - Hemiselulosa- Lignin

Serat Larut Air

• Adalah :- Pektin- Gum- Mukilase- Glukan- Algal

METABOLISMEKARBOHIDRAT

Beberapa jalur oksidasi karbohidrat yaitu :1. Glikolisis anerob; Jalur oksidasi ini berlangsung tanpa adanya oksigen (dikenal sbg jalur Embden Meyerhof) 2. Glikolisis aerob ;

• 2. Glikolisis aerob ; Dikenal sbg siklus Krebs

Siklus TCA = Trikarboksilat ; siklus asam sitrat .

Siklus ini membutuhkan oksigen 3. Jalur Glikogenesis dan glikogenolisis 4. Jalur asam glukuronat

5. Jalur HMP-shunt (Hexose Mono Phosphate Shunt)

6. Jalur glukoneogenesis

TUGASMembuat Ringkasan tentang metabolisme

karbohidrat ;No. 1 : 1No. 2 : 2No. 3 : 3No. 4 : 4No. 5 : 5No. 6 : 6Ketikan dengan 1,5 spasi dan menggunakan kertas

kuarto. Kumpul Pertemuan selanjutnya.