Makalah Karbohidrat
-
Upload
azdasiandari -
Category
Documents
-
view
333 -
download
29
description
Transcript of Makalah Karbohidrat
KARBOHIDRAT
OLEH :
Ni Putu Rina Widyasih P07134014003
Ni Putu Devi Kartika P07134014006
I Wayan Adi Setiawan P07134014013
Ni Made siandari P07134014015
Ni Komang Nesa Wiartini P07134014021
IGA Arista Wedanthi P07134014022
KEMENTERIAN KESEHATAN
POLITEKNIK KESEHATAN DENPASAR
JURUSAN ANALIS KESEHATAN
TAHUN AKADEMIK 2014/2015
SEMESTER II
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktivitas, baik yang telah merupakan
kebiasaan misalnya berdiri,berjalan,mandi,makan dan sebagainya energy atau yang hanya
kadang-kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktivitas itu kita memerlukan energy
yang diperoleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makanan itu
mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat,protein, dan lemak atau
lipid.
Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan atau
metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam darah,
sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan oleh sel-sel
pada jaringan otot sebagai sumber energy. Energy yang terkandung dalam karbohidrat itu
pada dasarnya berasal dari energy matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa, dibentuk dari
karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya
glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada
buah atau umbi.
Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai
penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak
menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari
sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang
berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-
daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi
hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung
karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun
protein.
Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan
sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat termasuk penyusun
sel karena penyusun sel terdiri dari molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom
karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi
sebagai bahan baku sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati
dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan,
karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-
sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber
dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh
tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah
akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari
untuk mencegah terjadinya ketosis. Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan
keseimbangan tertentu dalam utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.
1.2 Tujuan
Mengetahui apa yang dimaksud dengan karbohidrat
Mengetahui klasifikasi karbohidrat
Mengetahui struktur dari karbohidrat
Mengetahui sifat kimia karbohidrat
Mengetahui cara identifikasi karbohidrat
Mengetahui metabolisme karbohidrat dalam tubuh
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Karbohidrat
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida adalah segolongan besar
senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat merupakan senyawa
makromolekul yang tersusun atas unsur karbon ( C ), hidrogen ( H ), dan oksigen ( O ).
Karbohidrat merupakan senyawa organik. Memiliki rumus senyawa CnH2nOn. Di dalam
tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak.
Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi
sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati
dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan,
karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintesis di dalam
sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan
sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan
dijumpai.
Jadi, karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar mataharidan
zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan suatu molekul yang
tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Rumus umumnya adalah
CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi. Karbohidrat merupakan sumber
kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat
dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori. Daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan
pada negara maju hanya sekitar 40-60%. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras,
gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
2.2 Klasifikasi karbohidrat
Secara garis besar karbohidrat dapat dibedakan menjadi 3 yaitu monosakarida,
disakarida dan poli sakarida.
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri
atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat
yang lain. Monosakarida di klasifikasikan menjadi 6 jenis, yaitu: Diosa (C2H4O2), Triosa
(C3H6O3), Tetrosa (C4H8O4), Pentosa (C5H10O5), Heksosa (C6H12O6), dan Heptosa
(C7H14O7) . Namun sebagian besar monosakarida yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari
adalah dari kelompok Heksosa dan Pentosa.
Glukosa
Glukosa adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber
tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis
dan awal bagi respirasi. Glukosa merupakan komponen utama gula darah, menyusun
0,065- 0,11% darah kita. Glukosa dapat terbentuk dari hidrolisis pati, glikogen, dan
maltosa. Glukosa sangat penting bagi kita karena sel tubuh kita menggunakannya
langsung untuk menghasilkan energi. Glukosa dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi
lembut seperti pereaksi Tollens sehingga sering disebut sebagai gula pereduksi.
Galaktosa
Galaktosa merupakan suatu aldoheksosa. Monosakarida ini jarang terdapat bebas di
alam. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat
dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis jika dibandingkan dengan glukosa
dan kurang larut dalam air. Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula
pereduksi. Glukosa dan galaktosa bereaksi positif terhadap Larutan fehling, yaitu dengan
menghasilkan endapan merah bata dari Cu2O.
Fruktosa
Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang
polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam. Fruktosa
murni rasanya sangat manis, warnanya putih, berbentuk kristal padat, dan sangat mudah
larut dalam air. Fruktosa merupakan gula termanis, terdapat dalam madu dan buah-
buahan bersama glukosa. Di tanaman, fruktosa dapat berbentuk monosakarida dan/atau
sebagai komponen dari sukrosa. Sukrosa merupakan molekul disakarida yang merupakan
gabungan dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Sama seperti glukosa,
fruktosa adalah suatu gula pereduksi.
Manosa
Manosa adalah gula aldehida yang dihasilkan dari oksidasi manitol dan memiliki
sifat-sifat umum yang serupa dengan glukosa. Manosa, jarang terdapat di dalam makanan.
Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk
membuat roti.
Ribosa
Ribosa adalah gula pentosa yang ditemukan dalam semua sel tumbuhan dan hewan
dalam bentuk furanosa. Ribosa merupakan komponen RNA yang digunakan untuk
transkripsi genetika. Selain itu Ribosa juga berhubungan erat dengan deoksiribosa, yang
merupakan komponen dari DNA. Ribosa juga meupakan komponen dari ATP, NADH,
dan beberapa kimia lainnya yang sangat penting bagi metabolisme.
Xilosa
Xilosa suatu gula pentosa, yaitu monosakarida dengan lima atom karbon dan
memiliki gugus aldehida. Gula ini diperoleh dengan menguraikan jerami atau serat nabati
lainnya dengan cara memasaknya dengan asam sulfat encer. Xilosa berbentuk serbuk
hablur tanpa warna yang digunakan dalam penyamakan dan pewarnaan dan dapat juga
digunakan sebagai bahan pemanis untuk penderita kencing manis (diabetes mellitus).
Arabinosa
Arabinosa disebut juga gula pektin atau pektinosa. Arabinosa bersumber dari Getah
Arab , Plum, dan Getah Ceri , namun tidak memiliki fungsi Fisiologis. Arabinosa berupa
kristal putih yang larut dalam air dan gliserol namun tidak larut dalam alkohol dan eter.
Arabinosa digunakan dalam obat-obatan dan medium pembiakan bakteri. Arabisa dalam
reaksi Orsinol - HCl memberi warna : Violet , Biru , dan Merah , dengan memberi
Floroglusional- HCl.
2. Disakarida
Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang
dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu
monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan
menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di
alam.
Maltosa
Maltosa atau gula gandum, adalah disakarida yang terbentuk dari dua unit glukosa
bergabung dengan ikatan α(1 → 4), terbentuk dari reaksi kondensasi. Para isomaltose
isomer memiliki dua molekul glukosa dihubungkan melalui ikatan α(1 → 6). Maltosa
adalah anggota kedua dari seri biokimia penting dari rantai glukosa. Maltosa adalah
disakarida dihasilkan ketika amilase memecah pati. Hal ini ditemukan dalam biji
berkecambah seperti gandum. Hal ini juga dihasilkan ketika glukosa terbakar.
Maltosa dapat dipecah menjadi dua molekul glukosa dengan hidrolisis. Dalam
organisme hidup, enzim maltase dapat mencapai ini dengan sangat cepat. Di
laboratorium pemanasan dengan asam yang kuat untuk beberapa menit akan
mendapatkan hasil yang sama.
Maltosa memiliki rasa yang manis, sekitar setengahnya glukosa dan sekirat seperenam
manisnya fruktosa.
Sukrosa
Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya
yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa
ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme
lain seperti hewan. Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan
sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa
dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 –α.
Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-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.
Laktosa
Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi
bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan
susu, baik pada air susu ibu maupun susu sapi dan merupakan 2-8 persen bobot susu
keseluruhan. Mempunyai rumus kimia C12H22O11.
3. Polisakarida
Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida yang
dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
polisakarida simpanan dan polisakarida structural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai
materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula
bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel
atau keseluruhan organisme. Arsitektur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah
monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya.
Pati
Pati adalah polisakarida simpanan dalam tumbuhan. Monomer-monomer glukosa
penyusunnya dihubungka dengan ikatan alfa 1-4. Bentuk pati yang paling sederhana
adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus. Sedangkan bentuk pati yang lebih
kompleks adalah amilopektin yang merupakan polimer bercabang dengan ikatan alfa 1-6
pada titik percabangan.
Glikogen
Glikogen adalah polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Struktur glikogen mirip
dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan. Manusia dan vertebrata
lainnya menyimpan glikogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan
dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi
yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi
dalam jangka lama.
Dekstran
Dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-
hlukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabang alfa 1-3 dan beberapa memiliki cabang
alfa 1-2 atau alfa 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui
kayak akan dekstran. Dekstran juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstran
sintetis.
Selulosa
Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan. Selulosa adalah
senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi hampir 100 miliar ton per tahun.
Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya
terdapat dalam konfigurasi beta.
Kitin
Kitin adalah karbohidrat penyusun eksoskeleton artropoda (serangga, laba-laba,
krustase. Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen.
Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium
karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel cendawan. Kitin telah digunakan untuk
membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau
sayatan sembuh.
2.3 Struktur Karbohidrat
1. Struktur kimia Monosakarida adalah sebagai berikut
1. D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)
Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa),
berupa aldehid (aldosa) sehingga dinamakan aldotriosa.
D-gliseraldehid (gula ini hanya memiliki 3 atom C sehingga
disebut paling sederhana)
2. Dihidroksiaseton
Dihidroksiaseton adalah monosakarida sederhana yang
mengandung gugus ketosa.
3. D-glukosa (karbohidrat terpenting dalam diet)
Glukosa merupakan aldoheksosa, yang sering kita sebut
sebagai dekstrosa, gula anggur atau pun gula darah.Gula ini
terbanyak ditemukan di alam.
D-glukosa (glukosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
4. D-fruktosa
Gula ini berbeda dengan gula yang lain karena merupakan
ketoheksosa.
D-fruktosa (fruktosa mengalami siklisasi membentuk struktur
cincin)
5. D-galaktosa (bagian dari susu)
Gula ini tidak ditemukan tersendiri pada sistem biologis namun
merupakan bagian dari disakarida laktosa.
D-galaktosa (galaktosa mengalami siklisasi membentuk struktur
cincin)
Perbedaan pokok antara D-glukosa dan D-galaktosa (perhatikan daerah berarsis
lingkaran)
6. D-ribosa (digunakan dalam pembentukan RNA)
Karena merupakan penyusun kerangka RNA maka ribosa penting
artinya bagi genetika bukan merupakan sumber energi. Jika atom C
nomor 2 dari ribosa kehilangan atom O, maka akan menjadi
deoksiribosa yang merupakan penyusuna kerangka DNA.
(D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki 5 atom C)
2. Struktur kimia Disakarida
a. Maltosa
Maltosa adalah disakarida yang paling sederhana,
mengandung dua residu D-gluksa yang dihubungkan
oleh suatu ikatan glikosida diantara atom karbon 1
( karbon anomer) dari residu glukosa yang pertama
dan atom karbon 4 dari glukosa yang
kedua.Konfigurasi atom karbon anomer dalam ikatan
glikosida diantara kedua residu D-glukosa adalah
bentuk α, dan ikatan ini dilambangkan sebagai α(1→4 ). Unit monosakarida yang
mengandung karbon anomer di tunjukan oleh nomor pertama atau lokan pada lambang ini.
Kedua residu glukosa pada maltosa berada dalam bentuk piranosa.
Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antar unit yaitu
menghubungkan atom karbon 1 dari α-D-glukosa dengan atom karbon 4 dari α-D-glukosa.
Maltosa adalah gula pereduksi karena gula ini memilki gugus karbonil yang berpotensi bebas
yang dapat dioksidasi. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul D-glukosa
oleh enzim usus maltose, yang bersifat spesifik bagi ikatan α(1-4).
b. Sukrosa
Sukrosa termasuk disakarida yang disusun oleh glukosa dan fruktosa. Gula ini banyak
terdapat dalam tanaman. Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit.
Struktur sukrosa (α- D- glukopiranosil –β-D-fruktofuranosida)
Atom-atom isomer unit glukosa dan fruktosa berikatan dengan konfigurasi ikatan
glikosilik yakni α untuk glukosa dan β untuk fruktosa. Dengan sendirinya, sukrosa tidak
mempunyai gugus pereduksi bebas (ujung aldehid atau keton). Sukrosa mempunyai sifat
memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
dikatalis oleh sukrase (disebut juga invertase karena menubah aktivitas optic dari putaran ke
kanan menjadi ke kiri).
c. Laktosa
Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa
tersusun dari molekul β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4′-β.
Karena laktosa memiliki gugus karbonil yang berpotensi bebas pada residu glukosa,
laktosa adalah disakarida pereduksi. Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase
yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-
glukosa dan β-D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat
mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang
bayi.
3. struktur kimia polisakarida
1. Selulosa
Selulosa adalah polisakarida yang tidak dapat dicerna oleh tubuh, tetapi berguna dalam
mekanisme alat pencernaan, antara lain : merangsang alat pencernan untuk mengeluarkan
getah cerna, membentuk volume makanan sehingga menimbulkan rasa kenyang, serta
memadatkan sisa-sisa zat gizi yang tidak diserap lagi oleh dinding usus.
Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dan ditemukan dalam dinding
sel tumbuhan. Selulosa terdapat pada bagian-bagian yang keras dari biji kopi, kulit kacang,
buah-buahan dan sayuran.
Selulosa merupakan polimer yang tidak bercabang, terbentuk dari β-D-glukosa (dimana
monosakarida yang berdekatan) terikat bersama dengan ikatan β (1→4) glikosidik. Panjang
ikatan bervariasi dari beberapa ratus sampai beberapa ribu unit glukosil. Dalam dinding sel
tanaman, sejumlah besar selulosa terkumpul menjadi rantai silang serabut paralel dan bundel-
bundel yang merupakan rantai tersendiri.
2. Chitin
Chitin merupakan polisakarida struktural ekstraselular yang ditemukan dalam jumlah
besar pada kutikula arthropoda dan dalam jumlah kecil ditemukan dalam spons, molusca, dan
annelida. Juga telah diidentifikasi dari dinding sel fungi. Polisakaridanya merupakan rantai
tak bercabang dari polimer asetil-glukosamin dan terdiri atas ribuan unit. Bentuknya seperti
selulosa. Fungsinya sebagai substansi penunjang pada insekta dan crustaceae (kepiting).
Kitin mempunyai rumus empiris (C6H9O4.NHCOCH3)n dan merupakan zat padat yang
tidak larut dalam air, pelarut organik, alkali pekat, asam mineral lemah tetapi larut dalam
asam-asam mineral yang pekat. Polisakarida ini mempunyai berat molekul tinggi dan
merupakan polimer berantai lurus dengan nama lain β-(1,4)-2-asetamida-2-dioksi-D-
glukosa (N-asetil-D-Glukosamin) (Suryanto et al., 2005).
Kitin mempunyai persamaan dengan selulosa, dimana ikatan yang terjadi antar
monomernya terangkai dengan ikatan glukosida pada posisi -1,4. Sedangkan perbedaannya
pada selulosa adalah gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon nomor 2, pada kitin
digantikan oleh gugus asetamida (NHCOCH3) sehingga kitin menjadi sebuah polimer berunit
N-asetil-glukosamin. Struktur kitin dapat dilihat pada gambar.
3. Glikogen
Glikogen merupakan homopolisakarida nutrien bercabang yang terdiri atas glukosa
dalam ikatan 1→4 dan 1→6. Banyak ditemukan dalam hampir semua sel hewan dan juga
dalam protozoa serta bakteri. Glikogen merupakan cadangan karbohidrat dalam tubuh yang
disimpan dalam hati dan otot. Jumlah cadangan glikogen ini sangat terbatas. Bila diperlukan
oleh tubuh, diubah kembali menjadi glukosa.
Glikogen ini merupakan polisakarida yang penting sehingga lebih intensif dipelajari.
Pada manusia dan vertebrata, glikogen didapat dalam hati serta otot yang merupakan
cadangan karbohidrat. Glikogen dapat dengan cepat disintesis kembali dari glukosa. Glikogen
terdiri atas jutaan unit glukosil. Unit glukosil terikat dengan ikatan 1→4 glikosidik
membentuk rantai panjang, pada titik cabang terbentuk ikatan 1→6. Hal ini mengakibatkan
terbentuknya struktur yang menyerupai pohon. Dalam molekul tunggal glikogen hanya ada
satu unit glukosa dimana atom karbon nomor 1 memegang satu gugus hidroksil. Semua
gugus 1-OH lainnya terikat dalam formasi ikatan 1→4 dan 1→6 glikosidik. Gugus 1-OH
tunggal yang bebas dinamakan “ujung pereduksi” (reducing end) dari molekul ditandai
dengan R dalam gambar. Sebaliknya “ujung non-pereduksi” didapat (gugus 4-OH dan 6-OH
bebas) pada terminal di luar rantai.
4. Pati
Pati merupakan polisakarida yang berfungsi sebagai cadangan energi bagi tumbuhan.Pati
merupakan polimer α-D-glukosa dengan ikatan α (1-4). Kandungan glukosa pada pati bisa
mencapai 4000 unit. Ada 2 macam amilum yaitu amilosa (pati berpolimer lurus) dan
amilopektin (pati berpolimer bercabang-cabang).Sebagian besar pati merupakan amilopektin.
Pati adalah nutrien polisakarida yang ditemukan dalam sel tumbuhan dan beberapa
mikroorganisme dalam beberapa hal mempunyai kesamaan dengan glikogen (glikogen
terkadang disebut dengan “pati hewani”). Beberapa sifat pati adalah mempunyai rasa yang
tidak manis, tidak larut dalam air dingin tetapi di dalam air panas dapat membentuk sol atau
jel yang bersifat kental. Sifat kekentalannya ini dapat digunakan untuk mengatur tekstur
makanan, dan sifat jel nya dapat diubah oleh gula atau asam. Pati di dalam tanaman dapat
merupakan energi cadangan; di dalam biji-bijian pati terdapat dalam bentuk granula.
mempunyai diameter beberapa mikron, sedangkan dalam mikroorganisme hanya berkisar
0,5-2 mikron.Pati dapat dihidrolisis dengan enzim amylase. Pati terdiri dari amilosa dan
amilopektin.
Komponen amilosa pati merupakan polisakarida tak bercabang yang terikat 1→4
glikosidik, terdiri atas glukosa dan beberapa ribu unit glikosil. Rantai polisakarida
membentuk sebuah heliks. Amilopektin merupakan polisakarida bercabang yang
mengandung ikatan 1→4 dan 1→6 unit glikosil, hal sama seperti dalam glikogen. Tentu saja
amilopektin mempunyai lebih banyak struktur terbuka dengan sedikitnya ikatan 1→6 dan
rantai lebih panjang.
Potongan Amilosa
Lokasi terbentuknya cabang amilopektin
5. Asam Hialuronat
Asam Hialuronat merupakan heteropolisakarida dan bercabang yang terdiri atas
disakarida dari N-asetilglukosamin dan asam glukoronat. Asam glukoronat terikat kepada N-
asetilglukosamin pada masing-masing disakarida dengan ikatan 1→3 glikosidik, tetapi
disakarida yang berurutan terikat 1→4. Asam hialuronat didapat dalam cairan sinovial
persendian, vitreous humor mata, dan substansi dasar kulit.
2.4 Sifat Kimia Karbohidrat
Adapun sifat-sifat kimia dari karbohidrat antara lain :
1. Sifat mereduksi
Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi terutama dalam
suasan 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. Sifat ini tampak pada reaksi reduksi
ion-ion logam misalnya ion Cu 2+ dan ion Ag+ yang terdapat pada pereaksi-pereaksi tertentu.
Beberapa contoh sebagai berikut:
a. Pereaksi Fehling
Pereaksi ini dapat direduksi selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat mereduksi, juga
dapat direduksi oleh reduktor lain. Pereaksi fehling terdiri atas 2 laruten, yaitu larutan Fehling
A dan B. Larutan Fehling A adalah larutan CuSO4 dalam air, sedangkan larutan Fehling B
adalah larutan garam K Natartat dan NaOH dalam air. Dalam pereaksi ini ion Cu2+ direduksi
menjadi ion Cu+ yang dalam suasana basa akan diendapkan sebagai Cu2O.
Dengan larutan glukosa 1%, pereaksi Fehling menghasilkan endapan berwarna merah bata,
sedangkan apabila digunakan larutan yang lebih encer misalnya larutan glukosa 0,1%,
endapan yang terjadi berwarna hijau kekuningan. (McGilvery&Goldstein, 1996)
b. Pereaksi Benedict
Pereaksi benedict berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium karbonat dan
natrium sitrat. Glukosa dapat mereduksi ion Cu2+ dari kuprisulfat menjadi ion Cu+ yang
kemudian mengendap sebagai Cu2O. Adanya natrium karbonat dan natrium sitrat membuat
peraksi benedict bersifat basa lemah. Endapat yang terbentuk dapat berwarna hijau, kuning
atau merah bata. Warna endapan ini tergantung pada konsentrasi karbohidrat yang diperiksa.
Pereaksi Benedict lebih banyak digunakan pada pemeriksaan glukosa dalam urine daripada
pereaksi Fehling karena beberapa alasan. Apabila dalam urine terdapat asam urat atau
kreatinin, kedua senyaea ini dapat mereduksi pereaksi Fehling, tetapi tidak dapat mereduksi
pereaksi Benedict. Di samping itu pereaksi Benedict lebih peka daripada pereaksi Fehling.
Penggunaan pereaksi Benedict juga lebih mudah karena hanya terdiri atas satu macam
larutan, sedangkan pereaksi Fehling terdiri atas dua macam larutan. (McGilvery&Goldstein,
1996)
c. Pereaksi Barfoed
Pereaksi ini terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air, dan digunakan untuk
membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Monosakarida dapat mereduksi lebih
cepat daripada disakarida. Jadi Cu2O terbentuk lebih cepat oleh monosakarida daripada oleh
disakarida, dengan anggapan bahwa konsentrasi mopnosakarida dan disakarida dalam larutan
tidak berbeda banyak. Tauber dan Kleiner membuat modifikasi atas pereaksi ini, yaitu
dengan jalan mengganti asam asetat dengan asam laktat dan ion Cu+ yang dihasilkan
direaksikan dengan pereaksi warna fosfomolibdat hingga menghasilkan warna biru adanya
monosakarida. Disakarida dengan konsentrasi rendah tidak memberikan hasil positif.
Perbedaan antara pereaksi Barfoed dengan pereaksi Fehling atau Benedict ialah bahwa
pereaksi Barfoed digunakan pada suasana asam. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Apabila karbohidrat mereduksi suatu ion logam, karbohidrat ini akan teroksidasi menjadi
gugus karboksilat dan terbentuklah asam monokarboksilat. Sebagai contoh galaktosa akan
teroksidasi menjadi asam galaktonat, sedangkan glukosa akan menjadi asam glukonat.
(McGilvery&Goldstein, 1996).
2. Pembentukan furfural
Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan, monosakarida umumnya stabil. Tetapi
apabila dipanaskan dengan kuat yang pekat, monosakarida menghasilkan furfural atau
derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul
air dari seatu senyawa. (McGilvery&Goldstein, 1996). Pentosa-pentosa hampir secara
kuantitatif semua terdehidrasi menjadi furfural. Dengan dehidrasi heksosa-heksosa
menghasilkan hidroksimetilfurfural. Oleh karena furfural dan derivatnya dapat membentuk
senyawa yang berwarna naftol atau timol, reaksi ini dapat apabila direaksikan dengan
digunakan sebagai reaksi pengenal karbohidrat. (McGilvery&Goldstein, 1996).
3. Pembentukan Osazon
Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas akan membentuk
osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazina berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai
bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidrat. Hal ini sangat
penting 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 dalam masa menyusui. (McGilvery&Goldstein, 1996)
Pada reaksi antara flukosa dengan fenilhirazina, mula-mula terbentuk D-
glukosafenilhidrazon, kemudian reaksi berlanjut hingga terbentuk D-glukosazon. Glukosa,
fruktosa dan amanosa dengan fenilhidrazon menghasilkan osazon yang sama. Dari struktur
ketiga monosakarida tersebut tampak bahwa posisi gugus –OH dan atom H pada atom karbon
nomor 3,4, dan 5 sama. Dengan demikian osazon yang terbentuk memiliki struktur yang
sama. (McGilvery&Goldstein, 1996).
2.5 Cara Identifikasi Karbohidrat
identifikasi karbohidrat dapat dilakukan dengan uji kualitatif dan uji kuantitatif sebagai
berikut :
1. UJI KUANTITATIF
Pemeriksaan Gula Reduksi
Gula pereduksi merupakan golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-
senyawa penerima elektron, contohnya adalah glukosa dan fruktosa. Ujung dari suatu gula
pereduksi adalah ujung yang mengandung gugus aldehida atau keto bebas. Semua
monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa) dan disakarida (laktosa,maltosa), kecuali sukrosa
dan pati (polisakarida), termasuk sebagai gula pereduksi. Umumnya gula pereduksi yang
dihasilkan berhubungan erat dengan aktifitas enzim, dimana semakin tinggi aktifitas enzim
maka semakin tinggi pula gula pereduksi yang dihasilkan. Jumlah gula pereduksi yang
dihasilkan selama reaksi diukur dengan menggunakan pereaksi asam dinitro
salisilat/dinitrosalycilic acid (DNS) pada panjang gelombang 540 nm. Semakin tinggi nilai
absorbansi yang dihasilkan, semakin banyak pula gula pereduksi yang terkandung.
Secara alami, terdapat tiga bentuk karbohidrat yang terpenting, yaitu monosakarida,
oligosakarida (terdiri atas 2-10 unit monoskarida), dan polisakarida (terdiri lebih dari 10 unit
monosakarida). Contoh monosakarida adalah glukosa. Contoh oligosakarida adalah sukrosa.
Contoh polisakarida adalah pati, amilum, selulosa, pektin, gum. Karbohidrat sebagai
polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton mempunyai kemampuan untuk mereduksi suatu
senyawa. Sifat reduktif ini terdapat pada gugus hidroksil atom C nomor 1 untuk aldosa dan
pada atom C nomor 2 untuk ketosa
Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk menentukan kandungan karbohidrat dalam
bahan pangan, misalnya dengan cara kimiawi, fisik, enzimatis, biokimia, maupun
kromatografi. Penentuan kandungan karbohidrat dengan cara kimia didasarkan pada reaksi
oksidasi cupri menjadi cupro. Metode penetapan secara kimia meliputi: luff schoorl ,
munson-walker, lane eynon , nelson-somogy , Oksidasi ferri ,Iodometri (Sukatiningsih,
2010). Analisa karbohidrat dapat dilakukan terhadap kandungan total karbohidrat, kandungan
total gula, kandungan pati, serat kasar, serat pangan, dan senyawa pektin. Semua senyawa
karbohidrat tersebut dapat menentukan nilai gizi pangan bahan sumber karbohidrat.
METODE Luff Schoorl
Pada penentuan karbohidrat dengan metode Luff Schoorl, yang ditentukan bukan Cu2O
yang mengendap tapi dengan menggunakan CuO dalam larutan yang belum direaksikan
dengan gula reduksi (titrasi blanko) dan sesudah direaksikan dengan gula reduksi (titrasi
sampel). Penentuannya dengan menggunakan titrasi volumetri. Setelah diketahui selisih
banyaknya titrasi blanko dan titrasi sampel kemudian dikonsultasikan dengan tabel yang telah
tersedia yang menggambarkan hubungan antara banyaknya Na2S2O3 dengan banyaknya gula
pereduksi. Pada metode Luff Schoorl terdapat dua cara pengukuran yaitu :
1. Penentuan Cu tereduksi dengan I2
2. Menggunakan prosedur Lae-Eynon
Metode Luff Schoorl mempunyai kelemahan yang terutama disebabkan oleh komposisi
yang konstan. Hal ini diketahui dari penelitian A.M Maiden yang menjelaskan bahwa hasil
pengukuran yang diperoleh dibedakan oleh pebuatan reagen yang berbeda.
Monosakarida akan mereduksikan CuO dalam larutan Luff menjadi Cu2O. Kelebihan CuO
akan direduksikan dengan KI berlebih, sehingga dilepaskan I2. I2 yang dibebaskan tersebut
dititrasi dengan larutan Na2S2O3. Pada dasarnya prinsip metode analisa yang digunakan
adalah Iodometri karena kita akan menganalisa I2 yang bebas untuk dijadikan dasar
penetapan kadar. Dimana proses iodometri adalah proses titrasi terhadap iodium (I2) bebas
dalam larutan. Apabila terdapat zat oksidator kuat (misal H2SO4) dalam larutannya yang
bersifat netral atau sedikit asam penambahan ion iodida berlebih akan membuat zat oksidator
tersebut tereduksi dan membebaskan I2 yang setara jumlahnya dengan dengan banyaknya
oksidator. I2 bebas ini selanjutnya akan dititrasi dengan larutan standar Na2S2O3 sehinga I2
akan membentuk kompleks iod-amilum yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu, jika
dalam suatu titrasi membutuhkan indikator amilum, maka penambahan amilum sebelum titik
ekivalen.
2. UJI KUALITATIF
Uji Fehling
- Digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat pereduksi (monosakarida, laktosa,
maltosa, dll)
- Uji positif ditandai dengan warna merah bata
Uji Iodin
- Digunakan untuk menunjukkan adanya polisakarida
- Amilum dengan iodine dapat membentuk kompleks biru
- Amilopektin dengan iodin akan memberi warna merah ungu
- sedangkan dengan glikogen dan dekstrin akan membentuk warna merah coklat
Uji Tollens
uji ini dapat digunakan untuk membedakan senyawa-senyawa yang mengandung gugus
karbonil, -CO-. Senyawa karbonil ini dapat berupa aldehid, -CHO jika gugus karbonilnya
terletak di ujung (atom C nomor 1), dan dapat berupa keton, -CO- jika gugus karbonil
berada di tengah rantai C, atau paling tidak pada atom C nomor 2. Karena sifat
pengoksidasinya lemah, maka tollens tidak dapat mengoksidasi senyawa keton.
Pereaksi tollens ini dapat dibuat dari larutan perak nitrat, AgNO3. Mula-mula larutan ini
direaksikan dengan basa kuat, NaOH(aq), kemudian endapan coklat Ag2O yang terbentuk
dilarutkan dengan larutan amonia sehingga membentuk kompleks perak amoniakal,
Ag(NH3)2+(aq).
2.6 Macam-Macam Proses Metabolisme Karbohidrat
1. Glikolisis
Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses
pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom
C menjadi dua molekul asam piruvat yang
memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung di
sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.
2. Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah
awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada langkah ini 2 molekul asam
piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil
koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH dengan melepas CO2
3. Daur Krebs
Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut
juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat dan
berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang
terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini.
Setelah mengalami peristiwa oksidasi dan fosforilasi pada
akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.
4. Rantai Transpor Elektron
Tempat: membran dalam mitokondria
Rantai transpor elektron adalah tahapan
terakhir dari reaksi respirasi aerob.
Transpor elektron sering disebut juga
sistem rantai respirasi atau sistem
oksidasi terminal.
Transpor elektron berlangsung pada
krista (membran dalam) dalam
mitokondria.
Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan
pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs.
Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q
(Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.
Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH sebanyak 10 dan
FADH2 2 molekul.
Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut
mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut.
Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP dan kira-kira 2 ATP untuk setiap
oksidasi FADH2.
Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.
Ditambah dari hasil Glikolisis (2ATP) dan siklus Krebs (2 ATP), maka secara keseluruhan
reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP
Jadi dari satu molekul glukosa menghasilkan total 38 ATP.
Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari
setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.
BAB III
PENUTUP
3.1 Simpulan
1. Karbohidrat merupakan senyawa makromolekul yang tersusun atas unsur karbon ( C ),
hidrogen ( H ), dan oksigen ( O ). Karbohidrat merupakan senyawa organik. Memiliki
rumus senyawa CnH2nOn.
2. Karbohidrat dibagi menjadi dua:
Sederhana : karbohidrat yang cepat diserap oleh tubuh
Kompleks : karbohidrat yang memerlukan waktu untuk bisa di serap oleh tubuh.
Karbohidrat berdasarakan ukuran molekulnya dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1) Monosakarida : merupakan karbohidrat yang paling sederhana, tidak dapat
dihidrolisis lagi menjadi karbohidrat yang lebih kecil.
2) Disakarida : karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang
dihubungkan oleh ikatan glikosida
3) Polisakarida : polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida
yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik
3. struktur karbohidrat
Monosakarida : D-gliseraldehid, dihydroxyacetone, dll
Disakarida : - D- glukopiranosil –β-D-fruktofuranosida, dll
Polisakarida : β-D-glukosa , β (1→4) glikosidik, dll
4. macam-macam proses metabolisme karbohidratdalam tubuh yaitu glikolisis,
deoksiribosa, siklus krebs, transport electron.
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier,sunita. 2001. Prinsip dasar ilmu gizi. Jakarta : PT sun
Anonim. 2013. Biokimia Pengertian dan Proses, [Online]. Tersedia :http://catatan
anakpeternakan.blogspot.com, (diakses 17 Maret 2014. 18:28 wita)
Foju Veronika. 2014. Biokimia Karbohidrat, [Online]. Tersedia:
http://veronikafoju .wordpress.com. (dikases 17 Maret 2014. 17:56 wita)
Panil, zulbardar. 2008. Memahami teori dan praktik biokimia dasar medis. Jakarta : buku
kedokteran EGC