karbohidrat

• A.    Pengertian karbohidrat
• Karbohidrat atau dikenal juga sebagai sakarida merupakan senyawa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan senyawa aldehid (mengandung gugus keton) dan senyawa ketosa (mengandung gugus keton).secara umum, rumus molekul dari karbohidrat yaitu (ch2o)n. Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Contoh; glukosa c6h12o6, sukrosa c12h22o11, sellulosa (c6h10o5)n.
• 
  
• B.     Fungsi karbohidrat
• Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat inikemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinyaseperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.
• Bagi manusia; sbg sumber energi. Bagi tumbuhan; amilum sebagai cadangan makanan, sellulosa sbg pembentuk kerangka bagi tumbuhan.
• Tumbuhan mendapat amilum dan selulosa dari glukosa. Glukosa dihasilkan pada fotosintesis
• 
  
• C.     Klasifikasi
• Berdasar kompleksitasnya, dapat dibagi menjadi 3 golongan, yaitu
• Monosakarida; karbohidrat tunggal
• Oligosakarida; karbohidrat yg tersusun dr beberapa(6 - 8) monosakarida
• Polisakarida; karbohidrat yang tersusun dari lebih dari 10 monosakarida
• 1. Monosakarida 
• Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Monosakarida, terdiri atas 3-6 atom c dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yg lebih sederhana. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa.
• 1. Glukosa
  Glukosa dapat diperoleh dari hidrolisis sukrosa (gula tebu) atau pati (amilum). Di alam glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun serta mempunyai sifat:
• Memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan (+52.7⁰)
• Dapat mereduksi larutan fehling dan membuat larutan merah bata
• Dapat mengalami mutarotasidapat difermentasi menghasilkan alkohol (etanol) dengan reaksi sebagai berikut: 
• `           C₆h₁₂o₆ --> 2C₂H₅OH + 2CO₂
• 
  
• 2. Fruktosa
  
  Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Fruktosa mempunyai rasa lebih manis dari pada gula tebu atau sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3 dhidroksi-benzena) dalam asam clorida. Disebut juga sebagai gula buah, dperoleh dari hdrolisis sukrosa; dan mempunyai sifat:
• Memutar bidang polarisasi cahaya ke kiri (-92.4^OC)
• Dapat mereuksi larutan fehling dan membentuk endapan merah bat
• Dapat difermentasi
• 
  
• 3. Galaktosa
  
  Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan. Pada proses oksidasi oleh asam nitrat pekat dan dalam keadaan panas galaktosa menghasilkan asam musat yang kurang larut dalam air bila dibandingkan dengan asam sakarat yang dihasilkan oleh oksidasi glukosa. Dapat diperoleh dari hidrolisis gula susu (laktosa), dan mempunyai sifat:
• Dapat mereduksi larutan fehling membentuk endapan merah bata
• Tidak dapat difermentasi
• 
  
• 2. Disakarida
• Disakarida adalah kh yang jika dihidrolisis menghasilkan 2 -8 gugus monosakarida. Disakarida,  senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dpt dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida contoh:
• Maltotriose glukosa + glukosa + glukosa
• Kelompok oligosakarida ini diantaranya juga termasuk disakarida.
• Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk darigabungan 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 moleku glukosa & galaktosa. Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml.
• 1. Laktosa

Laktosa memiliki gugus karbonil yang berpotensi bebas pada residu glukosa. Laktosa adalah disakarida pereduksi. Selama proses pencernaan, laktosa mengalami proses hidrolisis enzimatik oleh laktase dari sel-sel mukosa usus.
Beberapa sifat lakotsa:

• Hidrolisis laktosa menghasilkan molekul glukosa dan galaktosa
• Hanya terdapat pada binatang mamalia dan manusia
• Dapat dperoleh dari hasil samping pembuatan keju
• Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens

2. Maltosa

Beberapa sifat maltosa:

• Hidrolisis maltosa menghasilkan 2 molekul glukosa
• Digunakan dalam makanan bayi dan susu bubuk beragi (malted milk)
• Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens

3. Sukrosa

Sukrosa atau gula tebu adalah disakarida dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa dibentuk oleh banyak tanaman tetapi tidak terdapat pada hewan tingkat tinggi. Sukrosa mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Hasil yang diperoleh dari reaksi hidrolisis adalah glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang ekuimolekular. Sukrosa bereaks negatif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens.

3. Polysakarida

Polisakarida adalah kh yang jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 6 gugus monosakarida. Contohnya yaitu: glikogen,amilum, selulosa dan dextrin. Polisakarida,  senyawa yg terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yg banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida.

Berdasarkan fungsinya polisakarida dibagi menjadi polisakarida sebagai bahan bakar  dan polisdakarida sebagai struktural :

·         glikogen

Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapatdihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salahsatu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga.

Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500

Gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200-2.000 kkal. Namun kapasitas penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi

Karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekunicabang olahraga bersifat endurans (endurance) seperti maraton atau juga sepakbola.

Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot.

·       Selulosa

Seulosa merupakan suatu senyawa homopolisakarida yang linier, berbentuk seperti rambut, dan tidak larit dalam air. Selain itu, merupakan polosakarida ekstraseluler pada dinding sel tumbuhan tinggi, mikroorganisme dan permukaan luar membran sel hewan.

Unit pembentuk selulosa adalah d- glukosa dengan ikatan β 1-4.

 

• Merupakan komponen utama penyusun serat dinding sel tumbuhan
• Polimer dari glukosa
• Hirolisis lengkap dengan katalis asam dan enzim akan menghasilkan glukos
•    Pati atau amilum

• Polimer dari glukosa
• Apabila dilarutkan dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi amilosa dan amilopektin
• Amilopektin merupakan polimer yang lebih besar dari amilosa
• Hirdolisis parsial akan menghasilkan amilosa
• Hidrolisis lengkap akan menghasilkan glukosa

·         Glikogen

• Hidrolisis glikogen akan menghasilkan glukosa
• Dalam sistem hewan, glikogen digunakan sebagai cadangan makanan (glukosa)

·         Kitin

Kitin merupakan polimer dari n-asetil – d- glukosamin yang digabungkan oleh ikatan β. Kitin terdapat [pada cangkang kulit luar insekta.

• Bangungan utama dari hewan beraki banyak seperti kepiting
• Merupakan polimer dari glukosamina
• Hidrolisis akan menghasilkan 2-amino-2-deoksi-glukosa

·         Dextran

Dextran merupakan polimer dari glukosa, dimana masing-masing residu glukosa dihibun gkan dengan ikatan α 1-6. Dextan juga memilki rantai cabang yang dibentuk khusus dengan ikatan α 1-2, α 1-3 atau α 1-4 tergantung pada spesies bakteri yang menggunakan dextran sebagai sumber casdangan makanannya.

·         Amilum (pati)

Pati merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan berbentuk butiran-butiran

Kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm. Struktur pati terdiri dari α- amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang

Yang tidak bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang bercabang-cabang. Komposisi kandungan amilosa dan amilopektinini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk dicerna.

Di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung, biji-bijian seperti kacang merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung di dalam berbagai jenis umbi-umbian seperti singkong, kentang atau ubi.

A.    Identifikasi karbihidrat

Karbohidrat merupakan polimer alami yang dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan dan sangat dibutuhkan oleh manusia dan hewan. Karbohidrat juga merupakan sumber energi yang terdiri atas unsur-unusr c, o, dan h dengan rumus molekul c_n(H₂O)_n. Pada senyawa karbohidrat terdapat berbaga gugus fungsi yang diikatnya yaitu gugus fungsi keton, aldehid, dan gugus hidroksi. Pemisahan dan identifikasi karbohidrat dapat dilakukan dengan teknik kromatografi, akan tetapi terdapat sejumlah test-test kualitatif yang dapat dilakukan diantaranya :

1. Uji molish

Uji ini merupakan uji yang paling umum untuk pengetesan adanya karbohidratdan senyawa organik lainnya. Pada uji ini asam sulfat pekat berfungsi untuk menghidrolisis ikatan glikosidik, menghasilkan monosakarida yang akan didehidrasi menjadi furfural dan turunanya. Furfural mengalami sulfonasi dengan alpha naftol yang akan menghasilkan cincin warna ungu kompleks (merah-ungu), yang menunjukan adanya karbohidrat. Prinsip reaksi ini adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat pekat.

Dehidrasi heksosa menghasilkan senyawa hidroksi metil furfural, sedangkan dehidrasi pentosa menghasilkan senyawa fulfural. Uji positif jika timbul cincin merah ungu yang merupakan kondensasi antara furfural atau hidroksimetil furfural dengan alpha-naftol dalam pereaksi molish.

2. Uji benedict

Uji ini digunakan untuk pengetesan adanya gula pereduksi. Hasil tes ini memberikan endapan warna hijau, kuning, atau merah jingga yang memberikan perkiraaan semikualitatif adanya sejumlah gula yang mereduksi. Merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid atau keton bebas. Uji benedict berdasarkan reduksi cu²⁺ menjadi cu⁺ oleh gugus aldehid atau keton bebas dalam suasana alkalis Biasanya ditambahkan zat pengompleks seperti sitrat atau tatrat untuk mencegah terjadinya pengendapan cuco₃. Uji positif ditandai dengan terbentuknya larutan hijau, merah, orange atau merah bata serta adanya endapan.

3. Uji barfoed

Uji ini digunakan untuk membedakan monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Barfoed merupakan pereaksi yang bersifat asam lemah dan hanya direduksi oleh monosakarida. Disakarida akan dapat dihidrolisis sehingga bereaksi positif dengan pemanasan yang lebih lama. Dengan kata lain untuk membedakan monosakarida, disakarida, polisakarida tergantung berapa lama pemanasan sampai terbentuk endapan tembaga oksida yang berwarna marah bata. Digunakan untuk menunjukkan adanya monosakarida dalam sampel. Uji positif ditunjukkan dengan terbentuknya endapan merah orange

4. Uji bial

Uji ini digunakan untuk menguji adanya gula pentosa. Pemanasan pentosa dengan hcl pekat akan menghasilkan furfural yang berkondensasi dengan orcinol dan ion feri . Hasil pemanasan akan menghasilkan warna biru-hijau yang menunjukan adanya gula pentosa.

5. Uji selliwanof

Uji ini digunakan untuk menguji adanya gugus keton. Ketosa akan didehidrasi lebih cepat dari aldosa. Furfural akan berkondensasi dengan recorcinol (1,3- dihidroksi benzena) yang akan memberikan warna merah kompleks (merah-cherry). Merupakan uji spesifik untuk karbohidrat yang mengandung gugus keton atau disebut juga ketosa

Jika dipanaskan karbohidrat yang mengandung gugus keton akan menghasikan warna merah pada larutannya

6. Uji iodium

Uji ini digunakan untuk menguji adanya polisakarida. Pembentukan warna biru menunjukan adanya pati, warna merah menunjukan adanya glikogen atau eritrodekstrin. Digunakan untuk menunjukkan adanya polisakaridaAmilum dengan iodine dapat membentuk kompleks biru. Amilopektin dengan iodin akan memberi warna merah ungu, Sedangkan dengan glikogen dan dekstrin akan membentuk warna merah coklat

7.      Uji fehling

Digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat pereduksi (monosakarida, laktosa, maltosa, dll). Uji positif ditandai dengan warna merah bata

Ditinjau dari gugus fungsi yang diikat:

1. Aldosa: karbohidrat yang mengikat gugus aldehid. Contoh: glukosa, galaktosa, ribosa
2. Ketosa: karbohdrat yang mengikat gugus keton. Contoh: fruktosa

Ditinjau dari hasil hidrolisisnya:

1. Monosakarida: karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul-molekul karbohidrat yang lebih sederhana lagi. Misalnya: glukosa, fruktosa, ribosa, galaktosa
2. Disakarida: karbohidrat yang terbentuk dari kondensasi 2 molekul monosakarida. Misalnya: sukrosa (gula tebu), laktosa (gula susu), dan maltosa (gula pati)
3. Oligosakarida: karbohidrat yang jika dihidrolisis akan terurai menghasilkan 3 – 10 monosakarida, misalnya dekstrin dan maltopentosa
4. Polisakarida: karbohirdat yang terbentuk dari banyak molekul monosakarida. Misalnya pati (amilum), selulosa, dan glikogen.

Berdasarkan gugus fungsinya kh dikelompokkan menjadi:

• aldosa, adalah kh yang memiliki gugus fungsi aldehid pada atom c terminal ch=o

• ketosa adalah kh yang memiliki gugus fungsi keton pada

Atom c kedua =o

Berikut adalah struktur dari kedua gugus fungsi tersebut:

Didalam organisme, karbohidrat memiliki berbagai peranan, diantaranya:

·simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antarametabolisme pati, glikogen; dgn cepat dpt diubah mjd glukosa

·bagian dr kerangka struktural pembentuk rna dandna; gula ribosa dan deoksiribosa

·elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri & eksoskleleton arthropoda; polisakarida

·identitas sel; berikatan dgn protein atau lipid

·berfunsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell recognition); oligosakarida.