Proses Metabolisme Karbohidrat Kategori Proses Metabolisme
Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolism diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis.
Glikolisis Hingga Glikogenesis
Proses glikolisis mencakup oksidasi glukosa atau glikogen yang diurai menjadi piruvat juga laktat dengan jalan emben-meyerhof Pathway atau biasa disingkat EMP. Proses glikolisis ini terjadi di semua jaringan. Proses selanjutnya adalah oksidasi piruvat ke asetik KoA. Langkah ini dibutuhkan sebelum proses masuknya hasil glikolisis di dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir oksidasi semua komponen senyawa protein, karbohidrat, dan juga lemak. Sebelum asam piruvat memasuki asam nitrat, ia terlebih dahulu harus disalurkan ke mitokondria dengan jalan transport piruvat khusus yang membantu pasasi melewati membran di area mitokondria. Setelah sampai di wilayah mitokondria, piruvat mengalami proses dekarboksilasi dan diolah menjadi senyawa asetil KoA. Proses dekarboksilasi ini terjadi karena bantuan tiamin difosfat yang berperan sebagai derivate hidroksietil ci ncin tiazol dan terkait dengan enzim. Proses metabolisme karbohidrat selanjutnya selanjutnya adalah tahapan glikogenesis. Secara umum proses ini menghasilkan sintesis glikogen dari glukosa. Merupakan lintasan metabolisme dimana glikogen dihasilkan dan disimpan di di dalam organ gati. Hormon yang berperan dalam proses ini adalah insulin sebagai reaksi atas rasio gula di dalam darah yang kadarnya meningkat. Glikogenolisis Hingga Glukoneogenesis Glukoneogenesis
Selanjutnya adalah tahapan glikogenolisis. Ia merupakan lintasan metabolisme yang
dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis glikogenolisis mencakup gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga terlibat antara lain adrenalin dan glucagon. Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau bias a disingkat HMP Shunt dan juga dikenal dengan istilah isti lah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesi s asam lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan pentose untuk digunakan digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat. Sementara itu ribose 5-fosfat bereaksi dengan komponen ATP menjadi komponen 5-fosforibosil-1-pirofosfar atau biasa disingkat PRPP. Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis. Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah hasi l dari lintasan aatau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam oksaloasetat dan suksinat.
Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat adalah
derivate aldehid atau keton dari alkohol polihidris atau senyawa lain yang
menghasilkan derivat tersebut pada hidrolisinya. Karbohidrat dikelompokkan menjadi: 1. Monosakarida, tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa karbohidrat yang lain tanpa kehilangan sifat-sifat sebagai karbohidrat. Misalnya: gliserol, ribose, gal aktosa, dan fruktosa. 2. Disakarida, jika dihidrolisis menjadi 2 molekul monosakarida. Misalnya: maltose, skrosa, laktosa dan trehalosa. 3. Olisakarida, jika dihidrolis menghasilkan sampai 10 molekul monosakarida. Misalnya: raffinosa. 4. Polisakarida, jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10 molekul monosakarida. Misalnya: amilum, dekstran, dekstrin, glikogen, selulosa, galaktan, dll. Pencernan karbohidrat kompleks dimulai dalam mulut dengan amilase saliva yang menghidrolisis pati (amylase, amilo pectin, glikogen) menjadu unit-unit yang lebih kecil dan sebagian menjadi disakarida. Dari sana, sudah sangat sedikit pemecahan karbohidrat kompleks sampai mencapai usus kecil bagian atas, dimana banyak terjadi pencernaan karbohidrat. Enzim pancreas dan i ntestine, terutama amlas pancreas, mereduksi kompleks karbohidrat menjadi unit-unit dimerik maltose (glukosa-glukosa). Sintesis amylase penkreas diatur oleh insulin dan proses ini akan terganggu pada saat menderita diabetes. Kemudian enzim-enzim disakarida (sukrosa dan laktosa) menjadi heksosaheksosa penyusunnya. Unit heksosa tersebut diserap ke dalam mukosa intestine seperti proses pemecahan disakarida dan diangkat dari tempat pemecahan tersebut ke hati melalui peredaran darah portal.
dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis glikogenolisis mencakup gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga terlibat antara lain adrenalin dan glucagon. Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau bias a disingkat HMP Shunt dan juga dikenal dengan istilah isti lah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesi s asam lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan pentose untuk digunakan digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat. Sementara itu ribose 5-fosfat bereaksi dengan komponen ATP menjadi komponen 5-fosforibosil-1-pirofosfar atau biasa disingkat PRPP. Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis. Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah hasi l dari lintasan aatau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam oksaloasetat dan suksinat.
Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat adalah
derivate aldehid atau keton dari alkohol polihidris atau senyawa lain yang
menghasilkan derivat tersebut pada hidrolisinya. Karbohidrat dikelompokkan menjadi: 1. Monosakarida, tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa karbohidrat yang lain tanpa kehilangan sifat-sifat sebagai karbohidrat. Misalnya: gliserol, ribose, gal aktosa, dan fruktosa. 2. Disakarida, jika dihidrolisis menjadi 2 molekul monosakarida. Misalnya: maltose, skrosa, laktosa dan trehalosa. 3. Olisakarida, jika dihidrolis menghasilkan sampai 10 molekul monosakarida. Misalnya: raffinosa. 4. Polisakarida, jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10 molekul monosakarida. Misalnya: amilum, dekstran, dekstrin, glikogen, selulosa, galaktan, dll. Pencernan karbohidrat kompleks dimulai dalam mulut dengan amilase saliva yang menghidrolisis pati (amylase, amilo pectin, glikogen) menjadu unit-unit yang lebih kecil dan sebagian menjadi disakarida. Dari sana, sudah sangat sedikit pemecahan karbohidrat kompleks sampai mencapai usus kecil bagian atas, dimana banyak terjadi pencernaan karbohidrat. Enzim pancreas dan i ntestine, terutama amlas pancreas, mereduksi kompleks karbohidrat menjadi unit-unit dimerik maltose (glukosa-glukosa). Sintesis amylase penkreas diatur oleh insulin dan proses ini akan terganggu pada saat menderita diabetes. Kemudian enzim-enzim disakarida (sukrosa dan laktosa) menjadi heksosaheksosa penyusunnya. Unit heksosa tersebut diserap ke dalam mukosa intestine seperti proses pemecahan disakarida dan diangkat dari tempat pemecahan tersebut ke hati melalui peredaran darah portal.
Penyerapan beberapa monosakarida (glukosa, fruktosa, dan galaktosa) terjadi dalam proses yang membutuhkan energimelibatkan inklinasi kimiawi Na+ ekstraselular melintasi brush border, pompo Na+. Antara gukosa dan galaktosa berkompetisi untuk system pengangkutan yang sama. Disakarida, sucrose diserap secara bersama atau lebih cepat sebagai glukosa dan fruktosa pada saat dipecah dalam brush border sel mukosa intestine. Oleh karena kebiasaan mukosa intestine mengambil mono dan disakarida maka konsumsi gula-gula ini dan banyak karbohidrat lain akan meningkatkan kadar glukosa, fruktosa, dan galaktosa plasma dengan cepat dan secara nyata. Hal ini akan menghasilkan suatu seri aktivitas adaptasi guna mempertahankan homeostasis plasma. Memakan beberapa bahan makanan yang mengandung karbohidrat kompleks (polimerik) yang dapat dicerna tidak akan mengubah konsentrasi gukosa darah scara cepat, hal ini kemungkinan di sebabkan oleh pencernan pati yang lebih lamban oleh amylase saliva dan pancreas. Akibatnya aktivitas a daptasi yan gkurang drastic (trmasuk sekersi insulin) mungkin diperlukan kalau karohidrat yang dimakan dalam bentuk pati dengan gula. Masuknya glukosa ke dalam darah, meningkatkan kadar gl ukosa darah, yang menyebabkan tersekresinya insulin dari pancreas dan menurunkan sekresi glucagon. Selanjutnya menyebabkan peningkatan pengambilan glukosa oleh hati, urat daging dan jaringan lemak. Juga merangsang sintesis glikogen dalam hati dan urat daging dengan jalan mengurangi produksi cyclic Adenin Monofosfat (cAMP) dan proses fosforilasi atau sintesis glukogen terbatas secara fisik, oleh karena sifat molekul glikogen yang sangat voluminous (terhidrasi) dan diperkirakan bahwa tidak lebih dari 10-15 jam setara energy glukosa dapat disimpan dalam hati (sekitra 100 g). dalam kondisi pengambilan atau konsumsi glukosa maksimal ada kemungkinan lebih banyak lagi glikogen (sekitar 0,5 kg) yang diencerkan dalam massa jaring yang lebih besar, disimpan dalam urat daging. Kelebihan glukosa akan dikonversi menjadi asam-asam lemak dan tigliserida terutama oleh hati dan jaringan lemak. Trigliserida yang terbentuk dalam dalam hati dibebaskan ke plasma sebagai sebagai Veri Low Density Lipoprotein (VLDL) yang akan diambil oleh jaringan lemak untuk disimpan. Setiap substrat yang akan masuk ke dalam siklus krebs harus berupa asam karboksilat (senyawa gula). Oleh karena itu substrat respirasi yang berasal dari karbohidrat dan lemak serta protein harus mengalami proses penguraian menjadi substrat respirasi yang sederhana. Contoh dari penyakit yang disebabkan karena k elebihan karbohidrat dan adalah obesitas yaitu suatu keadaan dimana terjadi penumpukan lemak tubuh yang berlebih. Obesitas terjadi karena karena ketidakseimbangan antara energi yang masuk dengan energi y ang keluar. Body Mass Index (BMI) atau Indeks Massa Tubuh (IMT) telah diakui sebagai metoda yang paling praktis dalam menentukan tingkat overweight dan obesitas pada orang dewasa di bawah umur 70 tahun.
BIOMOLEKUL Disusun oleh : Rafael Yovan Staf pengajar Akper Dharma Insan Pontianak
Nutrien (zat gizi) adalah komponen kimia dalam makanan yang digunakan oleh tubuh sebagai sumber energi & membantu pertumbuhan, perbaikan, & perawatan sel-sel tubuh. Terdapat enam kelas zat gizi :
- protein - karbohidrat
makronutrien
- lemak
- vitamin - mineral
mikronutrien
- air
Pertumbuhan, perkembangan & kesehatan yang optimal bergantung pada nutrisi yang baik serta jumlah & kualitas nutrien yang memadai bagi sel. Makromolekul makanan yang tidak larut harus dicerna agar menjadi subunit yang larut & dapat diserap. Komponen utama makanan (makronutrien) adalah karbohidrat, protein & lemak. Mikronutrien esensial adalah vitamin & mineral. Air juga merupakan bagian penting dari makanan. Diet yang seimbang mengandung semua jenis nutrien dalam jumlah yang cukup untuk mempertahankan kesehatan. Diet yang seimbang harus mengikuti aturan berikut ini : - makan berbagai jenis makanan. - sebagian besar makanan yang dimakan adalah karbohidrat, misalnya pasta, nasi & kentang. - makan 4 – 6 porsi buah-buahan atau sayuran setiap harinya.
- makan kacang, produk susu, & daging tanpa lemak dalam jumlah sedang. - gunakan lemak, gula, & garam seminimal mungkin. - alkohol diminum dalam jumlah yang sedikit. Sebagian besar molekul yang mendapat perhatian dalam fisiologi manusia memiliki 3 unsur pokok : karbon (C), hidrogen (H), & oksigen (O). Molekul2 yang mengandung karbon dikenal sebagai molekul organik, karena pada awal mulanya molekul2 ini dianggap hanya ada / bisa didapatkan dari tumbuh-tumbuhan & hewan saja. Kata ‘organik’ berarti ‘didapat dari makhluk hidup’ tetapi sekarang beribu-ribu senyawa organik seperti obat-obatan & plastik dibuat secara artifisial di laboratorium. Molekul2 organik yang berhubungan dengan organisme hidup dinamakan juga biomolekul.
Terdapat 4 jenis biomolekul : karbohidrat, lipid, protein & nukleotida. 3 jenis yang pertama digunakan oleh tubuh untuk energi & sebagai penyusun komponen2 seluler. Sedangkan nukleotida meliputi DNA & RNA ; komponen struktural materi genetik. Senyawa yang membawa energi seperti ATP, atau meregulasi metabolisme seperti cAMP juga merupakan nukleotida.
KARBOHIDRAT Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam sebagian besar makanan manusia. Monosakarida, misalnya glukosa, fruktosa & galaktosa biasanya tidak dikonsumsi dalam jumlah besar walaupun ketiganya terdapat di buah-buahan. Sumber utama karbohidrat dalam makanan adalah zat pati dari sumber tumbuhan, ditambah glikogen dari hati & otot hewan. Karbohidrat
hanya
mengandung
karbon,
hidrogen
&
oksigen.
Dinamakan
karbohidrat karena rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, yang sama dengan rasio pada air. Semua karbohidrat mengandung gugus fungsional hidroksil –OH yang termasuk kelompok alkohol. Senyawa karbohidrat adalah p o l i h i d r o k s i a l d e h i d a atau p o l i h i d r o k s i k e t o n yang mengandung unsur2 karbon (C), hidrogen
(H), & oksigen (O) dengan rumus empiris total (CH2O)n. Karbohidrat dalam tubuh manusia & hewan dibentuk dari beberapa asam amino, gliserol lemak, & sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuhtumbuhan. Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok berdasarkan ukuran & kelarutannya :
akarida → ‘satu unit gula’ & larut dalam air. Merupakan unit pembangun karbohidrat lainnya. rida → ‘dua unit gula’ & larut dalam air. arida → ‘banyak unit gula’ & tidak larut dalam air.
Karbohidrat adalah suatu polimer yang tersusun atas monomer2. Berdasarkan monomer yang menyusunnya, karbohidrat dibedakan menjadi 3 golongan, yaitu : monosakarida, oligosakarida, & polisakarida. 1. Monosakarida : karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat lain. Bentuk ini dibedakan kembali menurut jumlah atom C yang dimiliki & sebagai aldosa atau ketosa. Monosakarida yang terpenting adalah glukosa, galaktosa & fruktosa. Contoh lainnya tercantum pada tabel.
Monosakarid Rumus Aldosa a molek ul Triosa C3H6O3 Gliseros a Tetrosa C4H8O4 Eritrosa Pentosa
C5H10O
Ketosa
Ribosa
Dihidrok si aseton Eritrulos a Ribulosa
Glukosa
Fruktosa
5
Heksosa
C6H12O 6
Monosakarida
mengandung
banyak
gugus
fungsional hidroksil (-OH). Gugus hidroksil dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, membuat monosakarida larut dalam air. Adanya gugus –OH pada atom karbon dalam molekul juga dianggap memberikan rasa ‘manis’ pada gula. Monosakarida
terdapat
dalam
bentuk
‘rantai
terbuka’ & bentuk cincin. Kedua bentuk ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Di dalam larutan bentuk ‘rantai terbuka’ menutup & membentuk struktur cincin yang lebih stabil. Lht gbr . Tiga monosakarida yang sering terdapat dalam makanan adalah glukosa (gula darah / dekstrosa),
fruktosa (gula buah), & galaktosa. Ketiganya memiliki rumus molekul C6H12O6 & disebut juga heksosa karena memiliki enam atom karbon. Monosakarida dengan 5 atom karbon disebut pentosa, contohnya ribosa & deoksiribosa. Rumus molekulnya C5H10O5. Lht jg tabel . Fruktosa, galaktosa, & glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda). Jadi ketiganya memiliki sifat kimiawi yang berbeda.
Gambar 4.2 Isomer monosakarida.
Glukosa mengandung gugus fungsional aldehida (gambar bawah) & disebut aldosa.
Fruktosa memiliki gugus fungsional keton (gambar bawah) & disebut ketosa.
Semua monosakarida merupakan gula pereduksi karena mudah bereaksi dengan reagen seperti larutan Benedict & Fehling. Monosakarida akan mereduksi larutan reagen yang berwarna biru menjadi merah bata. Glukosa digunakan oleh sel tubuh sebagai sumber energi. Nilai normal glukosa darah adalah 3,5 – 5,5 mmol/L. Saat ini, paramedis dapat menguji glukosa dalam urin menggunakan reagen urinalisis berbentuk strip yang akan berubah warna berdasarkan konsentrasi glukosa, misalnya Clinistix® atau Labstix®. Tes darah dapat memberikan pengukuran glukosa darah secara langsung. Sampel darah didapat dengan menusuk ujung jari & meneteskan darah pada strip reagen &
memasukkannya ke glukometer, misalnya Glukotrend ® yang menampilkan hasil pengukuran secara digital.
2. Oligosakarida : karbohidrat yang tersusun dari dua sampai sepuluh satuan monosakarida. Oligosakarida yang umum adalah disakarida, yang terdiri atas dua satuan monosakarida & dapat dihidrolisis menjadi monosakarida. Disakarida yang penting dalam makanan adalah sukrosa (gula meja / gula tebu), laktosa (gula susu), & maltosa (gula malt). Laktosa & maltosa merupakan gula pereduksi, tetapi sukrosa bukan merupakan gula pereduksi. Disakarida terbentuk bila dua monosakarida bergabung dengan melepas satu molekul air dalam reaksi kondensasi. Ikatan kovalen yang menggabungkan dua unit monosakarida disebut ikatan glikosidik. Ikatan –C-O-C- ini merupakan gugus fungsional eter.
Gambar 4.5 Sintesis disakarida.
Disakarida di usus harus dicerna menjadi monosakarida sebelum diabsorpsi. Hal ini terjadi melalui proses hidrolisis (hidro = air, lisis = pemecahan). Hidrolisis merupakan kebalikan dari kondensasi & melibatkan penambahan air, biasanya dibantu enzim sebagai katalis.
3. Polisakarida : karbohidrat yang tersusun lebih dari 10 satuan m onosakarida & dapat berantai lurus / bercabang. Polisakarida adalah rantai panjang molekul2 gula. Struktur seperti ini disebut polimer / makromolekul. Polisakarida dapat mengandung hingga 26.000 molekul glukosa & biasanya tidak larut air karena ukurannya yang besar. Polisakarida dapat dihidrolisis oleh asam / enzim tertentu yang kerjanya spesifik. 3 polisakarida yang penting adalah selulosa, glikogen & pati (amilum).
a. Selulosa (serat).
Selulosa terdapat dalam semua tumbuhan sebagai bagian dari dinding selnya. Selulosa terdiri dari rantai lurus molekul glukosa yang panjang & tidak dapat dicerna karena manusia tidak memiliki enzim selulase. Selulosa bersifat higroskopik,
yaitu
menyerap
air
sehingga
membuat tinja lebih bermassa & lebih lunak untuk dikeluarkan. Serat yang berlebihan dapat menyebabkan flatulensi (buang gas) karena fermentasi selulosa & makanan yang tidak tercerna oleh bakteri di usus besar menghasilkan gas seperti metana & hidrogen sulfida yang menyebabkan bau. Diet tinggi serat dapat mencegah kanker usus besar.
b. Glikogen Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen. Glikogen dapat ditemukan di hati & otot rangka, & terbentuk dari banyak molekul glukosa yang saling bertautan dalam rantai2 bercabang.
Susunan yang bercabang ini memungkinkan hidrolisis glikogen secara cepat. Sekitar sepertiga cadangan glikogen tubuh terdapat pada hati & dua pertiga pada otot rangka. Di sel hati (hepatosit) glukosa diubah menjadi
glikogen dengan adanya insulin, proses ini disebut glikogenesis. Proses sebaliknya (glikogen menjadi glukosa) disebut glikogenolisis. Dalam tubuh terdapat cadangan karbohidrat yang cukup berupa glikogen untuk persediaan energi satu hari, & glukosa untuk kebutuhan energi selama satu jam. Glikogen yang disimpan dalam otot rangka juga dapat diubah menjadi glukosa oleh enzim fosforilase otot. Glukosa yang dihasilkan di otot dengan cara ini hanya digunakan untuk energi kontraksi otot. Jika cadangan glikogen penuh maka glukosa dapat diubah menjadi lemak & disimpan di jaringan adiposa.
c. Pati (amilum) Tumbuhan menyimpan kelebihan glukosa sebagai pati → ratusan atau ribuan molekul glukosa yang saling bertautan membentuk rantai yang panjang & lurus (amilosa) atau bercabang (amilopektin).
Pati & glikogen merupakan zat cadangan yang baik karena tidak terlalu larut dalam air. Tes untuk pati adalah dengan pemberian iodin, dimana larutan coklat iodin akan berubah menjadi biru kehitaman jika ada pati. Pencernaan pati dimulai dari mulut. Amilase saliva pada ludah akan memecah pati menjadi dekstrin & maltosa. Semakin lama makanan dikunyah, enzim akan bekerja lebih efektif. Sebagian besar pencernaan karbohidrat dilakukan di usus halus. Pankreas akan mensekresi amilase pankreas ke duodenum & akan menghidrolisis setiap pati yang ada menjadi maltosa. Kemudian pencernaan akan diselesaikan oleh enzim pada sel-sel permukaan (brush border ). Semua gula diabsorpsi ke dalam kapiler darah usus halus & ditranspor ke hati melalui sistem porta hepatika.
Monosakarida & disakarida memiliki rasa manis, sehingga sering disebut gula. Rasa manis dari gula disebabkan oleh gugus hidroksilnya. Kebanyakan monosakarida & disakarida, kecuali sukrosa, adalah gula pereduksi. Sifat mereduksi disebabkan oleh adanya gugus aldehida / keton bebas dalam molekulnya. Larutan gula bereaksi
positif dengan pereaksi Fehling , pereaksi Tollens, maupun pereaksi Benedict . Sebaliknya, kebanyakan polisakarida adalah gula nonpereduksi. Karbohidrat olahan umumnya dominan gula & tepung, tetapi miskin zat-zat penting lainnya terutama vitamin, mineral, enzim, & serat. Karbohidrat olahan dapat menyebabkan kegemukan karena sebagian besar tidak bisa diserap, sehingga menumpuk di dalam tubuh serta disimpan sebagai glikogen & lemak tubuh. Sebaliknya, karbohidrat alami atau yang tidak terlalu banyak diproses seperti buahbuahan, sayur-sayuran, & biji-bijian alami (wholegrains) tidak menyebabkan kegemukan karena kaya akan serat, vitamin, mineral, & enzim. Serat menyebabkan perut cepat kenyang meskipun hanya dimakan sedikit. Serat pun mengikat & sekaligus membuang lemak & kolesterol jahat di saluran usus. Sebaliknya, enzim, vitamin & mineral sangat penting dalam proses metabolisme karbohidrat.
Karbohidrat merupakan jenis biomolekul yang paling berlimpah. Monosakarida merupakan penyusun karbohidrat kompleks & memiliki 5 karbon (ribosa) atau 6 karbon (glukosa/dekstrosa, fruktosa, & galaktosa). Suatu molekul besar yang tersusun atas unit2 yang berulang dinamakan polimer. Dengan demikian seluruh karbohidrat kompleks merupakan polimer glukosa. Karena polimer2 ini hanya memiliki 1 jenis molekul (glukosa), perbedaan dalam polisakarida2 didapatkan dari cara bagaimana molekul2 glukosa tersebut terhubung. Seluruh sel hidup menyimpan glukosa untuk energi dalam bentuk suatu polisakarida, & sel-sel tertentu juga menghasilkan polisakarida untuk kepentingan struktural. Selsel hewan membuat suatu simpanan polisakarida yang dinamakan glikogen, dijumpai dalam seluruh jaringan tubuh. Tumbuhan membuat 2 jenis polisakarida : pati sebagai molekul penyimpanan yang dapat dicerna manusia, & selulosa sebagai molekul struktural yang tidak dapat dicerna manusia.
Gambar 2-13. Karbohidrat.
Gula sederhana seperti glukosa merupakan nutrien utama dari sel. Pemecahannya menyediakan sumber energi seluler & bahan baku untuk mensintesis unsur pokok sel yang lain. Polisakarida merupakan bentuk simpanan dari gula & membentuk komponen struktural sel. Glukosa (C 6H12O6) sangat penting di dalam sel karena ia merupakan sumber utama energi seluler. Monosakarida dapat saling berikatan
melalui reaksi dehidrasi dimana H2O dihilangkan & gula2 dihubungkan oleh ikatan glikosidik. (gambar bawah).
Gambar 2.3. Pembentukan ikatan glikosidik.
2 gula sederhana dihubungkan melalui suatu reaksi dehidrasi (reaksi dimana air dihilangkan). Pada contoh yang diperlihatkan, 2 molekul glukosa dalam konfigurasi α dihubungkan melalui suatu ikatan antara karbon 1 & 4, sehingga dinamakan ikatan glikosidik α (1→ 4). Jika hanya sedikit gula yang saling berikatan, polimer yang dihasilkan dinamakan oligosakarida. Jika sejumlah besar (ratusan / ribuan) gula yang terlibat, polimer yang dihasilkan merupakan makromolekul yang dinamakan polisakarida. Gula dengan 5 karbon / lebih dapat melingkar membentuk cincin, yang ada dalam 2 bentuk alternatif (α & β) tergantung pada konfigurasi karbon 1. Dua polisakarida umum (glikogen & pati) merupakan bentuk simpanan karbohidrat pada sel hewan (untuk glikogen) & sel tumbuhan (untuk pati). Struktur glikogen & pati pada dasarnya mirip, dengan fungsi menyimpan glukosa.
Sebaliknya selulosa memiliki fungsi yang cukup berbeda, sebagai komponen struktural utama dari dinding sel tumbuhan. Namun ternyata selulosa juga secara keseluruhan terdiri dari molekul glukosa. Glikogen, zat tepung (= pati) & selulosa semuanya secara keseluruhan terdiri dari residu glukosa yang dihubungkan melalui ikatan glikosidik α (1→ 4) pada glikogen & zat tepung, tapi melalui ikatan β (1→ 4) pada selulosa. Glikogen & satu bentuk dari zat tepung (amilopektin) juga sesekali mengandung ikatan α (1→ 6) yang bertindak sebagai titik percabangan dengan menghubungkan dua rantai α (1→ 4) yang terpisah.
Selain peranan mereka dalam penyimpanan energi & struktur sel, oligosakarida & polisakarida penting dalam berbagai proses pengiriman sinyal sel. Sebagai contoh : oligosakarida seringkali terhubung dengan protein, & mereka bertindak sebagai pemberi tanda bagi protein sasaran untuk diangkut ke permukaan sel / digabungkan ke dalam organel2 subseluler yang berbeda. Oligosakarida & polisakarida juga bertindak sebagai pemberi tanda pada permukaan sel, berperan penting dalam pengenalan sel & interaksi antara sel dalam jaringan or ganisme multiseluler. Karbohidrat Selain diperoleh secara langsung dari makanan / dihasilkan melalui fotosintesis, glukosa dapat disintesis dari molekul organik lain. Pada sel-sel hewan, sintesis glukosa (glukoneogenesis) biasanya dimulai dengan laktat (dihasilkan melalui glikolisis anaerob), asam amino (didapat dari pemecahan protein), atau gliserol (dihasilkan melalui pemecahan lipid). Tumbuh-tumbuhan (tetapi tidak pada hewan) juga dapat mensintesis glukosa dari asam lemak. Baik pada sel-sel hewan maupun
sel-sel
tumbuhan,
gula-gula
sederhana
dipolimerisasi
&
disimpan
sebagai
polisakarida. Glukoneogenesis meliputi konversi piruvat menjadi glukosa → pada dasarnya kebalikan dari glikolisis. Konversi glikolitik glukosa menjadi piruvat merupakan suatu jalur penghasil energi, menghasilkan molekul ATP & NADH. Secara keseluruhan, pembentukan glukosa dari 2 molekul piruvat memerlukan 4 molekul ATP, 2 GTP & 2 NADH. Pada sel tumbuhan, glukosa disimpan dalam bentuk polisakarida yaitu pati. Sedangkan pada sel hewan, glukosa juga disimpan dalam bentuk polisakarida yaitu glikogen. Sintesis polisakarida, seperti halnya semua makromolekul lainnya, merupakan suatu reaksi yang memerlukan energi.
Keterangan gambar halaman berikutnya : Glukosa 1 fosfat bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) menghasilkan UDP-glukosa & pirofosfat yang dihidrolisis menjadi fosfat dengan pelepasan energi bebas tambahan. (lihat gambar). UDP-glukosa merupakan suatu senyawa antara aktif yang kemudian mendonasikan residu glukosanya kepada rantai polisakarida yang sedang bertumbuh. Energi kimiawi dalam bentuk ATP & UTP mendorong sintesis polisakarida dari gula2 sederhana.
BIOMOLEKUL PROTEIN Biomolekul merupakan senyawa-senyawa organik sederhana pembentuk organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersama-sama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenis gugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi mempunyai sifat dan reaksi kimia sendiri-sendiri. Senyawa-senyawa biomolekul biasanya dikenal dalam empat bentuk: protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Keempat golongan biomolekul tersebut mempunyai sifat umum memiliki struktur yang relatif besar (berat molekul besar), dan karenanya disebut makromolekul. PROTEIN
Protein merupakan salah satu kelompok bahan makronutrien. Tidak seperti bahan makronutrien lainnya (karbohidrat, lemak), protein ini berperan lebih penting dalam pembentukan biomolekul daripada sumber energi. Namun demikian apabila organisme sedang kekurangan energi, maka protein ini dapat juga di pakai sebagai sumber energi. Keistimewaan lain dari protein adalah strukturnya yang selain mengandung N, C, H, O, kadang mengandung S, P, dan Fe (Sudarmadji, 1989). Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen ; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama protein, karena terdapat di dalam semua protein akan tetapi tidak terdapat di dalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya (Almatsier. S, 1989).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih “mentah”, hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat disebut asam amino. Semua jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino. Setiap jenis protein mempunyai jumlah dan urutan asam amino yang khas. Di dalam sel, protein terdapat baik pada membrane plas ma maupun membran internal yang menyusun organel sel seperti mitokondria, retikulum endoplasma, nukleus dan badan golgi dengan fungsi yang berbeda-beda tergantung pada tempatnya. Protein-protein yang terlibat dalam reaksi biokimia sebagian besar berupa enzim banyak
terdapat di dalam sitoplasma dan sebagian terdapat pada kompartemen dari organel sel. Protein merupakan kelompok biomakromolekul yang sangat heterogen. Ketika berada di luar makhluk hidup atau sel, protein sangat tidak stabil. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus −NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus −COOH. Rumus umum untuk asam amino ialah : Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton, dan kloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri atas beberapa atom karbon umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian amina pula umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik (Poejiadi. A, 1994). Asam amino adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih gugus karboksil (−COOH) dan satu atau lebih gugus amino (−NH 2) yang salah satunya terletak pada atom C tepat disebelah gugus karboksil (atom C alfa). Asam-asam amino bergabung melalui ikatan peptida yaitu ikatan antara gugus karboksil dari asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang disampingnya (Sudarmadji. S, 1989).
Ciri-ciri Protein
Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan biosintesis protein. Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh: 1. Susunan kimia yang khas Setiap protein individual merupakan senyawa murni 2. Bobot molekular yang khas Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya. 3. Urutan asam amino yang khas Urutan asam amino dari protein tertentu adalah terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino dari protein tertentu (Page, D.S. 1997) Struktur Protein
Keistimewaan lain dari protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C (52,40%), H (6,90-7,30%), O (21- 23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein). Dengan demikian maka salah satu cara terpenting yang cukup spesifik untuk menentukan jumlah protein secara kuantitatif adalah dengan penentuan kandungan N yang ada dalam bahan makanan atau bahan lain (Sudarmaji, S, dkk. 1989) Molekul protein merupakan rantai panjang yang tersusun oleh mata rantai asam-asam amino. Dalam molekul protein, asam-asam amino saling dirangkaikan melalui reaksi gugusan karboksil asam amino yang satu dengan gugusan amino dari asam amino yang lain, sehingga terjadi ikatan yang disebut ikatan peptida. Ikatan pepetida ini merupakan ikatan tingkat primer. Dua molekul
asam amino yang saling diikatkan dengan cara demikian disebut ikatan dipeptida. Bila tiga molekul asam amino, disebut tripeptida dan bila lebih banyak lagi disebut polypeptida. Polypeptida yang hanya terdiri dari sejumlah beberapa molekul asam amino disebut oligopeptida. Molekul protein adalah suatu polypeptida, dimana sejumlah besar asam-asam aminonya saling dipertautkan dengan ikatan peptida tersebut (Gaman, P.M, 1992) Sifat Protein Protein merupakan molekul yang sangat besar, sehingga mudah sekali mengalami perubahan
bentuk fisik maupun aktivitas biologis. Banyak faktor yang menyebabkan perubahan sifat alamiah protein misalnya : panas, asam, basa, pelarut organik, pH, garam, logam berat, maupun sinar radiasi radioaktif. Perubahan sifat fisik yang mudah diamati adalah terjadinya penjendalan (menjadi tidak larut) atau pemadatan (Sudarmadji. S, 1989). Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak seperti misalnya etil eter. Daya larut protein akan berkurang jika ditambahkan garam, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein. Adanya gugus amino dan karboksil bebas pada ujung-ujung rantai molekul protein, menyebabkan protein mempunyai banyak muatan dan bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun basa). Dalam larutan asam (pH rendah), gugus amino bereaksi dengan H +, sehingga protein bermuatan positif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, molekul protein akan bergerak kearah katoda. Dan sebaliknya, dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksi sebagai asam atau bermuatan negatif, sehingga molekul protein akan bergerak menuju anoda (Winarno. F.G, 1992).
Jenis – jenis Protein
a. Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk membentuk kulit, tulang dan ikatan tisu. b Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi badan daripada serangan penyakit. c Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah kita. d Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan. e Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa oksigen f Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh kuman. g Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa dalam darah. h Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.
Sumber Protein
Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya, telah kita ketahui protein hewani dan protein nabati. Sumber protein hewani dapat berbentuk daging dan alat-alat dalam seperti hati, pankreas, ginjal, paru, jantung , jerohan. Yang terakhir ini terdiri atas babat dan iso (usus halus dan usus besar). Susu dan telur termasuk pula sumber protein hewani yang berkualitas tinggi. Ikan, kerang-kerangan dan jenis udang merupakan kelompok sumber protein yang baik, karena mengandung sedikit lemak, tetapi ada yang alergis terhadap beberapa jenis sumber protein hasil laut ini. Jenis kelompok sumber protein hewani ini mengandung sedikit lemak, sehingga baik bagi komponen susunan hidangan rendah lemak. Namun kerang-kerangan mengandung banyak kolesterol, sehingga tidak baik untuk dipergunakan dalam diet rendah kolesterol. Ayam dan jenis burung lain serta telurnya, juga merupakan sumber protein hewani yang berkualitas baik. Harus diperhatikan bahwa telur bagian merahnya mengandung banyak kolesterol, sehingga sebaiknya ditinggalkan pada diet rendah kolesterol (Sediaoetama. A.D, 1985). Sumber protein nabati meliputi kacang-kacangan dan biji-bijian seperti kacang kedelai, kacang tanah, kacang hijau, kacang koro, kelapa dan lain-lain. Asam amino yang terkandung dalam protein ini tidak selengkap pada protein hewani, namun penambahan bahan lain yaitu dengan mencampurkan dua atau lebih sumber protein yang berbeda jenis asam amino pembatasnya akan saling melengkapi kandungan proteinnya. Bila dua jenis protein yang memiliki jenis asam amino esensial pembatas yang berbeda dikonsumsi bersama-sama, maka kekurangan asam amino dari satu protein dapat ditutupi oleh asam amino sejenis yang berlebihan pada protein lain. Dua protein tersebut saling mendukung (complementary) sehingga mutu gizi dari campuran menjadi lebih tinggi daripada salah satu protein itu. Contohnya yaitu dengan mencampurkan dua jenis bahan makanan antara campuran tepung gandum dengan kacang-kacangan, dimana tepung gandum kekurangan asam amino lisin, tetapi asam amino belerangnya berlebihan, sebaliknya kacang-kacangan kekurangan asam amino belerang dan kelebihan asam amino lisin. Pencampuran 1: 1 antara tepung gandum dan kacang-kacangan akan membentuk bahan makanan campuran yang telah meningkatkan mutu protein nabati. Karena itu susu dengan serealia, nasi dengan tempe, kacang-kacangan dengan daging atau roti, bubur kacang hijau dengan ketan hitam merupakan kombinasi menu yang dapat meningkatkan mutu protein (Winarno. F.G, 1992).
Kualitas protein didasarkan pada kemampuannya untuk menyediakan nitrogen dan asam amino bagi pertumbuhan, pertahanan dan memperbaiki j aringan tubuh. Secara umum kualitas protein tergantung pada dua karakteristik berikut: 1. Digestibilitas protein (untuk dapat digunakan oleh tubuh, asam amino harus dilepaskan dari komponen lain makanan dan dibuat agar dapat diabsorpsi. Jika komponen yang tidak dapat dicerna mencegah proses ini asam amino yang penting hilang bersama feses). 2. Komposisi asam amino seluruh asam amino yang digunakan dalam sintesis protein tubuh harus tersedia pada saat yang sama agar jaringan yang baru dapat terbentuk.dengan demikian makanan harus menyediakan setiap asam amino dalam jumlah yang mencukupi untuk membentuk asam amino lain yang dibutuhkan.
Faktor yang mempengaruhi kebutuhan protein: a. Perkembang jaringan Periode dimana perkembangn terjadi dengan cepat seperti pada masa janin dan kehamilan membutuhkan lebih banyak protein. b. Kualitas protein Kebutuhan protein dipengaruhi oleh kualitas protein makanan pola asam aminonya. Tidak ada rekomendasi khusus untuk orang-orang yang mengonsumsi protein hewani bersa ma protein nabati. Bagi mereka yang tidak mengonsumsi protein hewani dianjurkan untuk memperbanyak konsumsi pangan nabatinya untuk kebutuhan asam amino. c. Digestibilitas protein Ketersediaan asam amino dipengaruhi oleh persiapan makanan. Panas menyebabkan ikatan kimia antara gula dan asam amino yang membentuk ikatan yang tidak dapat dicerna. Digestibitas dan absorpsi dipengaruhi oleh jarak antara waktu makan, dengan interval yang lebih panjang akan menurunkan persaingan dari enzim yang tersedia dan tempat absorpsi. d. Kandungan energi dari makanan Jumlah yang mencukupi dari karbohidrat harus tersedia untuk mencukupi kebutuhan energi sehingga protein dapat digunakan hanya untuk pembagunan jaringn. Karbohidrat j uga mendukung sintesis protein dengan merangsang pelepasan insulin. e. Status kesehatan Dapat meningkatkan kebutuhan energi karena meningkatnya katabolisme. Setelah trauma atau operasi asam amino dibutuhkan untuk pembentukan jaringan, penyembuhan luka dan produksi faktor imunitas untuk melawan infeksi (Anonim. 2007). Fungsi dan Peranan Protein
Protein memegang peranan penting dalam berbagai proses biologi. Peran-peran tersebut antara lain: 1. Katalisis enzimatik Hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalisis oleh enzim dan hampir semua enzim adalah protein. 2. Transportasi dan penyimpanan Berbagai molekul kecil dan ion-ion ditansport oleh protein spesifik. Misalnya transportasi oksigen di dalam eritrosit oleh hemoglobin dan transportasi oksigen di dalam otot oleh mioglobin. 3. Koordinasi gerak Kontraksi otot dapat terjadi karena pergeseran dua fil amen protein. Contoh lainnya adalah pergerakan kromosom saat proses mitosis dan pergerakan sperma oleh flagela. 4. Penunjang mekanis Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh kolagen yang merupakan protein fibrosa. 5. Proteksi imun Antibodi merupakan protein yang sangat spesifik dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel dari organisma lain. 6. Membangkitkan dan menghantarkan impuls saraf Respon sel saraf terhadap rangsang spesifik diperantarai oleh oleh protein reseptor. Misalnya rodopsin adalah protein yang sensitive terhadap cahaya ditemukan pada sel batang retina. Contoh lainnya adalah protein reseptor pada sinapsis. 7. Pengaturan pertumbuhan dan diferensiasi Pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan diferensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan. Misalnya faktor pertumbuhan saraf mengendalikan pertumbuhan jaringan saraf. Selain itu, banyak hormon merupakan protein (Santoso, H. 2008)
Penggolongan Protein
Protein adalah molekul yang sangat vital untuk organisme dan terdapat di semua sel. Protein merupakan polimer yang disusun oleh 20 macam asam amino standar. Rantai asam amino dihubungkan dengan ikatan kovalen yang spesifik. Struktur & fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah dan urutan asam amino sedangkan sifat fisik dan kimiawi dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya. Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain: 1. Berdasarkan struktur molekulnya Struktur protein terdiri dari empat macam : 1. Struktur primer (struktur utama) Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida.
2. Struktur sekunder Protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping as am amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan hidrogennya. Ada dua jenis struktur sekunder, yaitu: 3. Struktur Tersier Terbentuk karena adanya pelipatan membentuk struktur yang kompleks. Pelipatan distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan disulfida, interaksi ionik, ikatan hidrofobik, ikatan hidrofilik. 4. Struktur Kuartener Terbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit. Interaksi intermolekul antar sub unit protein ini membentuk struktur keempat/kuartener.
2. Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik: 1. Protein globular Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat) membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol. 2. Protein serabut (fibrous protein) Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-s erat yang tersusun memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut dalam air, asam, basa, maupun etanol. 3. Berdasarkan Fungsi Biologi Pembagian protein didasarkan pada fungsinya di dalam tubuh, antara lain: 1. Enzim (ribonukease, tripsin) 2. Protein transport (hemoglobin, mioglobin, serum, albumin) 3. Protein nutrien dan penyimpan (gliadin/gandum, ovalbumin/telur, kasein/susu, feritin/jaringan hewan) 4. Protein kontraktil (aktin dan tubulin) 5. Protein Struktural (kolagen, keratin, fibrion)
6. Protein Pertahanan (antibodi, fibrinogen dan trombin, bisa ular) 7. Protein Pengatur (hormon insulin dan hormon paratiroid) 4. Berdasarkan Daya Larutnya 1. Albumin Larut air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya albumin telur dan albumin serum 2. Globulin Glutelin Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer. Glutenin (gandum), orizenin (padi). 3. Gliadin (prolamin) Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%. Gliadin/gandum, zein/jagung 4. Histon Bersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel. Globin bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut air, garam encer dan pekat (j enuh 3050%). Misalnya globulin serum dan globulin telur. 5. Protamin Larut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam nukleat menjadi nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin. 5. Protein Majemuk Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein 1. Fosfoprotein Protein yang mengandung fosfor, misalnya kasein pada susu, vitelin pada kuning telur 2. Kromoprotein Protein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu 3. Fosfoprotein Protein yang mengandung fosfor, misalnya kasein pada susu, vitelin pada kuning telur 4. Kromoprotein Protein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu 5. Protein Koenzim Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+ 6. Protein Koenzim Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+ 7. Lipoprotein Mengandung asam lemak, lesitin 8. Metaloprotein Mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Mg dsb) 9. Glikoprotein Gugus prostetik karbohidrat, misalnya musin (pada air liur), oskomukoid (pada tulang) 10.Nukleoprotein Protein dan asam nukleat berhubungan (berikatan valensi sekunder) misalnya pada jasad renik
BIOMOLEKUL
Biomolekul merupakan
senyawa-senyawa
organik
sederhana
pembentuk
organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersamasama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenis gugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi mempunyai sifat dan reaksi kimia sendiri-sendiri.
Terdapat 4 jenis biomolekul : karbohidrat, lipid, protein & nukleotida. 3 jenis yang pertama digunakan oleh tubuh untuk energi & sebagai penyusun komponen2 seluler. Sedangkan nukleotida meliputi DNA & RNA ; komponen struktural materi genetik. Senyawa yang membawa energi seperti ATP, atau meregulasi metabolisme seperti cAMP juga merupakan nukleotida.
KARBOHIDRAT Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam sebagian besar makanan manusia. Monosakarida, misalnya glukosa, fruktosa & galaktosa biasanya tidak dikonsumsi dalam jumlah besar walaupun ketiganya terdapat di buah-buahan. Sumber utama karbohidrat dalam makanan adalah zat pati dari sumber tumbuhan, ditambah glikogen dari hati & otot hewan. Karbohidrat
hanya
mengandung
karbon,
hidrogen
&
oksigen.
Dinamakan
karbohidrat karena rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, yang sama dengan rasio pada air. Semua karbohidrat mengandung gugus fungsional hidroksil –OH yang termasuk kelompok alkohol. Senyawa karbohidrat adalah p o l i h i d r o k s i a l d e h i d a atau p o l i h i d r o k s i k e t o n yang mengandung unsur2 karbon (C), hidrogen
(H), & oksigen (O) dengan rumus empiris total (CH2O)n. Karbohidrat dalam tubuh manusia & hewan dibentuk dari beberapa asam amino, gliserol lemak, & sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuhtumbuhan.
KARBOHIDRAT terbagi menjadi tiga bagian monosakarida , disakarida , oligosakarida ,dan polisakarida
1. Monosakarida : karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat lain. Bentuk ini dibedakan kembali menurut jumlah atom C yang dimiliki & sebagai aldosa atau ketosa. Monosakarida yang terpenting adalah glukosa, galaktosa & fruktosa. Contoh lainnya tercantum pada tabel.
Monosakarida Triosa Tetrosa Pentosa Heksosa
Rumus molekul C3H6O3 C4H8O4 C5H10O5 C6H12O6
Aldosa Gliserosa Eritrosa Ribosa Glukosa
Ketosa Dihidroksi aseton Eritrulosa Ribulosa Fruktosa
Monosakarida mengandung banyak gugus fungsional hidroksil (-OH). Gugus hidroksil dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, membuat monosakarida larut dalam air. Adanya gugus –OH pada atom karbon dalam molekul juga dianggap memberikan rasa ‘manis’ pada gula.Monosakarida terdapat dalam bentuk ‘rantai terbuka’ & bentuk cincin. Kedua bentuk ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Di dalam larutan bentuk ‘rantai terbuka’ menutup & membentuk struktur cincin yang lebih stabil.iga monosakarida yang sering terdapat dalam makanan adalah glukosa (gula darah / dekstrosa), fruktosa (gula buah), & galaktosa. Ketiganya memiliki rumus molekul C6H12O6 & disebut juga heksosa karena memiliki enam atom karbon. Monosakarida dengan 5 atom karbon disebut pentosa, contohnya ribosa & deoksiribosa. Rumus molekulnya C5H10O5. Fruktosa, galaktosa, & glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda). Jadi ketiganya memiliki sifat kimiawi yang berbeda.
A. LATAR BELAKANG
Kita sering menemukan senyawa organik yang diperlukan tubuh seperti lemak, protein, karbohidrat, dan lainnya. Salah satu senyawa yang sangat berguna bagi tubuh adalah karbohidrat.
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat. Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangakaian beberapa monosakarida). Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuhtumbuhan. Dari uraian diatas maka kami dari kelompok III tertarik ingin mengkaji tentang karbohidrat.
B.
TUJUAN PENULISAN
1. Tujuan Umum Untuk mengetahui ruang lingkup tentang karbohidrat
2.
Tujuan Khusus
1. Untuk mengetahui ruang lingkup karbohidrat 2. Untuk mengetahui pengertian karbohidrat
3. Untuk mengetahui jenis-jenis karbohidrat 4. Untuk mengetahui sumber karbohidrat 5. Umtuk mengetahui metabolisme karbohidrat 6. Untuk mengetahui peran karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari 7. Untuk mengetahui penyakit yang ditimbulkan oleh karbohidrat
C. MANFAAT PENULISAN
1. Manfaat Teoritis 1. Sebagai pengembangan bahan masukan atau pengkajian baru khususnya tentang karbohidrat 2. Dapat menjadi acuan bagi pengkajian selanjutnya.
2. Manfaat Praktis 1.
Manfaat bagi institusi Kepada institusi makalah ini diharapkan dapat dijadikan bahan
literature
atau refrensi pembuatan
makalah selanjutnya 2.
Manfaat bagi mahasiswa Kepada mahasiswa diharapkan makalah ini sebagai sumber informasi tentang senyawa organik, karbohidrat khususnya.
BAB II
TINJAUAN TEORI
A. PENGERTIAN
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat merupakan senyawa organik yang di sintesis dari senyawa organik yang mengandung unsur-unsur karbon (C).hidrogen (H) dan oksigen (O).
B.
JENIS-JENIS KARBOHIDRAT
Komponen
dasar
karbohidrat
adalah
monosakarida,yaiitu
karbohidrat
yang
paling
sederhana,yang hanya memiliki satu gugus gula dan mempunyai rasa manis. Selain monosakarida ,dikenal juga disakarida, polisakarida, dan oligosakarida. Disakarida dan polisakarida merupakan hasil dari gabungan beberapa monosakarida . 1.
MONOSAKARIDA
Monosakarida adalah gula sederhana yang hanya tersusun atas satu molekul gula. Monosakarida memiliki rumus umum C nH2nOn. Ada tiga jenis monosakarida yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Berdasarkan kandungan unsur karbon (C), molekul monosakarida dapat dibedakan menjadi : 1. Triosa : mengandung tiga atom C, contohnya gliseroldehida dan hidroksi aseton. 2. Tetrosa : mengandung empat atom C, contohnya eritrosa dan treosa. 3. Pentose : mengandung lima atom C, contohnya ribose dan arabinosa. 4. Heksosa : mengandung enam atom C, contohnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. a.
Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses
metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi. b.
Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan pada li dah sehingga menimbulkan rasa manis.
c.
Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.
2. DISAKARIDA
Ada tiga jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, dan laktosa. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang 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 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. Hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. a.
Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari keuda macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi.
b. Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih ata u bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati. c.
Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa.
3.
POLISAKARIDA
Polisakarida tersusun atas banyak unit monosakarida. Rumus umu polisakarida adalah (C6H10O5)n. Contoh polisakarida adalah amilum, glikogen, dan selulosa.
(Butir-butir pati, salah satu jenis karbohidrat cadangan makanan pada tumbuhan, dilihat dengan mikroskop cahaya.)
4.
OLIGOSAKARIDA
Oligosakarida
terdiri
atas
polimer
dua
hingga
sepuluh
monosakarida.
Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacangkacangan
serta
tidak
dapat
dipecah
oleh
enzim-enzim
perncernaan.
Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi. C. SUMBER KARBOHIDRAT
Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbiumbian, seperti wortel dan kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali
mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu. D. METABOLISME KARBOHIDRAT
Karbohidrat diserap tubuh oleh usus halus dalam bentuk glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Setelah diserap, zat makanan akan masuk ke kapiler venula pada vili usus yang akan bergabung pada vena porta hepatica menuju hati. Di dalam sel-sel hati, galaktosa dan fruktosa di ubah menjadi glukosa dan ditimbun sebagai glikogen. Glukosa kemudian memasuki tahapan respirasi sel, yang terdiri atas glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan rantai transpor elektron. Respirasi sel akan menghasilkan energi yang terkandung dalam ATP. Reaksi respirasi sel adalah: C6H12O6+ 6O2
6CO2+6H2O+ ATP
Satu gram karbohidrat menghasilkan 4,1 kilokalori (kkal)
E.
PERAN KARBOHIDRAT DALAM KEHIDUPAN
1. Peran dalam biosfer Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada organisme autotrof untuk mendapatkan makanan. Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat.menurut Rozison (2009), senyawa ini merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan pati. 2. Peran sebagai bahan bakar dan nutrisi
Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.
(Kentang merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung banyak karbohidrat.) Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori. Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70 –80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.
3. Pemberi Rasa Manis pada Makanan Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, k hususnya monosakarida dan disakarida. 4. PenghematProtein Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun. 5. Membantu Pengeluaran Feses Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah
tinggi.
Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan. 6. Peran sebagai materi pembangun Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut, liat, tidak larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan. Kayu terutama terbuat dari selulosa dan polisakarida lain, misalnya hemiselulosa dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari selulosa. Polisakarida struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar (eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel berbagai jenis fungi. Sementara itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan karbohidrat polisakarida dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel ini membentuk suatu kulit kaku dan berpori membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran sel yang lunak dan sitoplasma di dalam sel. Karbohidrat struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat, sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan misalnya pada perekat antarsel pada jaringan, tulang rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot. Sementara itu, glikoprotein dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan pada permukaan sel hewan. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, empat golongan darah manusia pada sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah. 7. Menjaga keseimbangan asam basa dalam tubuh manusia.
F.
PENYAKIT YANG DITIMBULKAN OLEH KARBOHIDRAT
Penyakit yang disebabkan karena kelebihan karbohidrat adalah obesitas yaitu suatu keadaan dimana
terjadi
penumpukan
lemak
tubuh
yang
berlebihan.
Obesitas
terjadi
karena
ketidakseimbangan antara energy yang masuk dengan energy yang keluar. Didalam tubuh manusia,glukosa merupakan jenis monosakarida penghasil energi utama. Dalam keadaan normal,darah seseorang mengandung 70-100 mg glukosa setiap 100 ml darah.Jika kadar glukosa darah lebih rendah dari kisaran normal disebut HIPOGLIKEMIA,sebaliknya jika kadar glukosa darah lebih tinggi dari kisaran normal disebut HIPERGLIKEMIA.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. 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 ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti materi fotosintesis tumbuhan, sebagai bahan energi, dan lainnya. Berdasarkan penyusunnya, karbohidrat terbagi atas tiga macam, yakni monosakarida, diakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Sumber karbohidrat dapat didapat dari padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembulu darah melalui dinding usus halus.
Karbohidrat yang merupakan polimer alam (biopolimer) adalah polisakarida. Polisakarida terbentuk dari monomer-monomer monosakarida yang bergabung melalui ikatan kovalen berupa ikatan glikosida dalam reaksi polimerisasi kondensasi. Monasakarida + Monosakarida + …
Polisakarida + H2O
Karbohidrat dengan rumus umum Cx(H2O)y biasanya diklasifikasikan menjadi gula dan nongula. Gula biasanya berasa manis, berbentuk kristal, dan larut dalam air. Selain itu gula masih dikelompokkan menjadi mono, di, ataupun trisakarida. Karbohidrat nongula yaitu polisakarida.
1. Monosakarida Monosakarida adalah bentuk paling sederhana dari karbohidrat yang tidak dapat terhidrolisis lagi. Rumus umumnya adalah (CH 2O)n dimana n adalah bilangan positif umumnya kurang dari 10. Monosakarida merupakan senyawa karbonil dengan gugus fungsi berupa aldehida (-CHO) atau keton (-CO-). Berdasarkan gugus fungsi ini, monosakarida dapat dibedakan menjadi aldosa dengan gugus –CHO atau ketosa dengan gugus –CO. Selanjutnya berdasarkan gugus fungsinya, monosakarida juga dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah atom C dalam molekulnya, yaitu triosa (3 atom C), tetrosa (4 atom C), pentosa (5 atom C), heksosa (6 atom C), dan seterusnya. Rumus molekul monosakarida biasa ditulis dengan struktur rantai terbuka seperti yang diajukan Emil Fischer . Rangka C ditulis secara vertikal, dengan gugus aldehida atau keton diletakkan di atas. Kedua gugus OH terakhir diarahkan ke kanan untuk D-isomer atau ke kiri untuk Lisomer. Semua monosakarida mempunyai atom C asimetris sehingga monosakarida mempunyai isomer optis (diastereo isomer ), misalnya antara glukosa dan galaktosa keduanya mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda.
Monosakarida rantai terbuka juga dapat melangsungkan reaksi intramolekul dan membentuk struktur cincin (siklik). Suatu aldosa seperti glukosa membentuk cincin lingkar 6, sedangkan suatu ketosa seperti fruktosa membentuk cincin lingkar 5. Perubahan dari struktur rantai terbuka ke struktur cincin dapat digambarkan dengan struktur Haworth. Misalnya: pembentukan struktur cincin atau siklik dari glukosa:
Keterangan: glukosa dengan struktur rantai terbuka akan menekuk gugus karbonil (CH=O) bereaksi secara adisi deng an gugus –OH pada atom C lainnya. terbentuklah struktur cincin atau siklik.
Sifat-sifat mo nosakarida Mempunyai rasa manis Larut dalam air tetapi tidak terhidrolisis Bersifat optis aktif Merupakan reduktor (gula pereduksi)
2. Disakarida Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari dua monosakarida melalui reaksi kondensasi. reaksi yang terjadi melibatkan gugus –OH dari atom C anomerik pada monosakarida pertama, dengan suatu gugus –OH yang terikat pada suatu atom C dari monosakarida kedua. Jenis ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen antara atom C anomerik dengan atom O. Ikatan ini disebut dengan ikatan glikosida (ikatan C-O).
Disakarida mempunyai rumus umum C12H22O12. Karena disakarida diperoleh dari reaksi kondensasi dua monosakarida, maka sebaliknya disakarida juga dapat terurai kembali melalui reaksi hidrolisis. Reaksi ini dapat berlangsung dengan bantuan asam atau enzim invertase. Disakarida + H2O ----------------- > Monosakarida + Monosakarida (Katalis:Enzim, ss. Asam)
Sifat-sifat disak arida Mempunyai rasa manis Larut dalam air Terhidrolisis menjadi dua monosakarida sejenis ataupun berlainan jenis Laktosa dan maltosa adalah gula pereduksi sedangkan sukrosa tidak
Contoh disakarida adalah:
a. Sukrosa Merupakan gula tebu Bersifat optik aktif Bukan gula pereduksi Terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa
b. Maltosa Merupakan gula gandum Menunjukkan mutarotasi Merupakan Gula pereduksi Terhidrolisis menjadi glukosa dan glukosa
c. Laktosa Merupakan gula susu Menunjukkan mutarotasi Merupakan Gula pereduksi Terhidrolisis menjadi glukosa dan galalktosa
3. Polisakarida Polisakarida adalah karbohidrat berupa polimer yang terbentuk dari banyak monomermonomer monosakarida melalui ikatan glikosida dalam suatu reaksi polimerisasi kondensasi. Polisakarida mempunyai rumus umum (C6H10O5)n di mana n adalah bilangan positif.
a. Amilum
Amilum terdiri dari dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan amilosa dan amilopektin yaitu terletak pada sifat-sifatnya yaitu:
b. Glikogen Glikogen terdiri dari banyak -glukosa membentuk rantai bercabang melalui ikatan glukosida -(1,4) pada rantai lurus dan -(1,6) pada percabangan.
c. Selulosa Selulosa terdiri dari rantai-rantai lurus ß-D-glukosa yang terikat dengan ikatan glikosida ß-(14). Panjang rantai lurus selulosa rata-rata mengandung 3.000 monomer glukosa. Rantai-rantai lurus ini terikat oleh ikatan hidrogen karena terdapat banyak gugus –OH pada rantai. Adanya banyak ikatan hidrogen membuat selulosa memiliki kekuatan yang cukup besar. Ikatan ini menyebabkan selulosa tidak larut dalam air dan semua pelarut organik tetapi larut dalam Scweiteaer.
4. Karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari
