Klasifikasi karbohidrat
Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula, ukuran dari rantai karbon, lokasi gugus karbonil (-C=O), serta stereokimia. Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu:
1. Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)
termasuk gula sederhana yang tidak bias dihidrolisis menjadi bagian yang lebih ke cil. Monosakarida mengandung 3 atom karbon disebut triosa yang rumusnya sesuai nama Karbohidrat, yaitu Cx(H2O)y, maka rumus triosa C8H6O3 empat atom karbon tetrosa (C4 H6O4), lima aton karbon pentose (C2H18O3), enam atom karbon heksosa (C6H12O6). (C4H6O4). Monosakarida terdiri dari dua seri yaitu aldosa (aldotetrosa, aldopentrosa, aldoheksosa) dan ketosa ( ketotetrosa, ketopentosa, ketoheksosa). Monosakarida yang paling umu dialam adalah heksosa ( glukosa, galaktosa, dan manosa), aldopentosa terdapat sebagai komponen penting asam nukleat, turunan triosa dan heptosa ditemukan sebagai senyawa “antara” dalam metabolism karbohidrat. Semua karbohidrat. Semua monosakarida sederhana berbentuk Kristal putih , larut dalam air, tidak laurt dalam pelarut non polar, dan hamper semua berasa manis. 2. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)
gula jika dihidrolisis menghasilkan 2 sampai 10 satuan gula monosakarida yang terikat bersama. Disakarida yang banyak terdapat dialam adalah laktosa dan sukrosa. Maltose dihasilkan bila pati dihidrolisis oleh enzim β-amilase. β -amilase. Pada multosa molekul glukosa dihubungkan oleh ikatan glikosida melalui atom karbon pertama dengan gugus hidroksil ataom karbon ke 4 pada molekul glukosa lainnya.
Selobiosa merupakan disakarida yang diperoleh dari hidrolisis selulosa. Selobiosa diobentuk dari 2 molekul glukosa melaluji ikatan β-1,4-glikosida β -1,4-glikosida dan merupakan gula pereduksi. Laktosa disebut gula susu terdiri dari D-glaktosa dan D-glukosa D- glukosa yang berikatan melalui β-1,4-glikosida, β -1,4-glikosida, luktosa juga merupakan gula pereduksi. Sukrosa adalah disakarida yang terbentuk dari gluktosa dan fruktosa yang dihubungkan melalui ikatan α-1,2-glikosida. α-1,2-glikosida. Gula ini banyak terdapat dalam t anaman. Sukrosa tidak mempunyai atom karbon hemiasetal dan hemiketal, karena kedua atom ini saling berikatan, sehingga sukrosa tidak bersifat gula pereduksi.
3. Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)
karbohidrat, jika dihirolisis menghhasilkan lebih dari 10 satuan monosakarida. Jenis karbohidrat ini umumnya tidak berasa, tidak larut, dan berupa senyawa amorf dengan bobot molekul tinggi. Contohnya pati dan glikogen.
Pati mempunyai bobot molekul 20.000-1000000 merupakan karbohidrat cadangan pada banyak tumbuhan dan merupakan penyusun utama pada gadum, padi, jagung, dan kentang. Pati tersusun dari monomer glukosa dengan ikatan β-1,4-glikosida sebagai rantai lurus dan disebut amilosa, sedangkan pati yang memiliki rantai cabang pada ikatan α-1,6-glikosida disebut amilopektin.
Glikogen merupakan karbohidrat cadangan pada hewan dan dibuat pada jaringan hati dan otot. Bobot molekulnya lebih tinggi dari pati dan lebih bercabang tersusun dari monomer glukosa dengan ikatan β 1,4-glikosida sebagai rantai lurus dan percabangan β-1,6-glikosida.
Berdasarkan lokasi gugus –C=O, monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu: 1. Aldosa (berupa aldehid) 2. Ketosa (berupa keton)
Klasifikasi karbohidrat menurut lokasi gugus karbonil
Berdasarkan jumlah atom C pada rantai, monosakarida digolongkan menjadi: 1. Triosa (tersusun atas 3 atom C) 2. Tetrosa (tersusun atas 4 atom C) 3. Pentosa (tersusun atas 5 atom C) 4. Heksosa (tersusun atas 6 atom C) 5. Heptosa (tersusun atas 7 atom C) 6. Oktosa (tersusun atas 3 atom C )
B. FUNGSI KARBOHIDRAT
1. Sumber energi Karbohidrat
merupakan
sumber
energi
terbesar
bagi
tubuh.
Satu
karbohidrat
menghasilkan 4 kilokalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera, sebagiannya disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian lagi diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. 2. Pemberi rasa manis pada makanan Karbohidrat, khususnya monosakarida dan disakarida berfungsi untuk memberi rasa manis pada makanan. Fruktosa merupakan gula yang paling manis. 3. Penghemat protein Jika karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi dan protein tersebut tidak lagi berfungsi sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun. 4. Pengatur metabolisme lemak Karbohidrat dapat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna sehingga dapat menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi butirat. Bahan-bahan tersebut dibentuk dalam hati dan dikeluarkan melalui urine dengan mengikat
basa
berupa
ion
natrium.
Proses
pengeluaran
ini
dapat
menyebabkan
ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi, serta pH cairan tubuh menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. Oleh karena itu, kita membutuhkan karbohidrat antara 50-100 gram perhari untuk mencegah ketosis. 5. Membantu pengeluaran feses Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam makanan mengatur peristaltik usus, sedangkan hemiselulosa dan pektin mampu menyerap banyak air dalam usus besar sehingga memberi bentuk pada sisa makanan yang akan dikeluarkan. A. Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat merupakan salah satu bahan makanan yang penting dan tersebar luas dalam jaringan binatang maupun tumbuh-tumbuhan. Karbohidrat adalah senyawa yang memiliki rumus umum Cn(H2O)m. Dalam karbohidrat terdapat gugus fungsional yaitu aldehid (polihidroksialdehid) dan keton (polihidroksiketon). Fungsi karbohidrat yaitu sebagai sumber energi dan penyusun sel tumbuhan. Karbohidrat terbentuk dari hasil fotosintesis tumbuhan. H2O + CO2 (C6H12O5)n + O2
B. Klasifikasi Karbohidrat 1. Berdasarkan Gugus Fungsi Utama
Aldosa (Polihidroksialdehid) : Karbohidrat yang memiliki gugus fungsi aldehid. Ketosa (Polihidroksiketon) : Karbohidrat yang memiliki gugus fungsi keton.
2. Berdasarkan Jumlah Monomer Penyusunnya :
Monosakarida Karbohidrat yang paling sederhana (C6H12O6). Merupakan karbohidrat yang tidak dapat terhidrolisis lagi menjadi satuan yang lebih kecil. a. Monosakarida berdasarkan jumlah atom C : - Jumlah atom C = 3 --> Triosa - Jumlah atom C = 4 --> Tetrosa
- Jumlah atom C = 5 --> Pentosa - Jumlah atom C = 6 --> Heksosa b. Monosakarida berdasarkan struktur molekul : - Model Fischer
- Model Howarth
c. Contoh Monosakarida :
Monosakarida
Komposisi
Terdapat dalam
Glukosa
C6H12O6
Buah-buahan
Fruktosa
C6H12O6
Buah-buahan, Madu
Galaktosa
C6H12O6
Tidak terdapat secara alami
Disakarida Karbohidrat yang tersusun dari 2 monosakarida (C6H12O6)2. Dan juga merupakan hidrolisis dari polisakarida. Dua molekul monosakarida dalam disakarida dihubungkan melalui ikatan C-O-C yang disebut ikatan glikosida. Contoh karbohidrat disakarida, antara lain :
a. Maltosa Terbentuk dari 2 molekul glukosa. " α – D – Glukosa + α – D – Glukosa --> Maltosa + H 2O"
Senyawa ini biasa terdapat pada makanan pokok (nasi) dan kecambah biji-bijian.
Ikatan α - 1,4 - Glikosida b. Selubiosa " β – D – Glukosa + α – D – Glukosa --> Selubiosa + H 2O "
Senyawa ini biasa terdapat pada tumbuh-tumbuhan seperti serat kayu.
Ikatan β - 1,4 - Glikosida c. Laktosa Terbentuk dari molekul glukosa dan galaktosa. " β – D – Galaktosa + α – D – Glukosa --> Laktosa + H 2O " Senyawa ini biasa terdapat pada susu.
d. Sukrosa Terbentuk dari molekul glukosa dan fruktosa. " α – D – Glukosa + α – D – Fruktosa --> Sukrosa + H 2O " Senyawa ini biasa terdapat pada gula tebu, gula bit.
Polisakarida Karbohidrat yang tersusun dari banyak mono/disakarida (C 6H12O5)n dan dapat terhidrolisis menjadi banyak monosakarida. Semua polisakarida sukar larut dalam air dan tidak d apat mereduksi larutan fehling. a. Amilosa / Amilum (Pati) Yaitu maltosa yang memanjang. Amilum digunakan sebagai simpanan energi tumbuhan.
b. Amilopektin
Ikatan α - 1,4 - Glikopiranosa dan cabang 1,6 - Glikopiranosa c. Selulosa Digunakan sebagai serat tumbuhan.
Ikatan β - 1,4 - Glukopiranosa d. Glikogen Digunakan sebagai simpanan energi hewan. Dan juga biasa disebut dengan gula otot.
C. Uji Karbohidrat a. Uji Fehling Uji ini dilakukan untuk menentukan karbohidrat sebagai gula pereduksi atau bukan. Pada u ji ini, reaksinya ditunjukkan dengan terbentuknya endapan merah bata.
b. Uji Tollens Pada karbohidrat, reaksinya akan membentuk endapan perak atau biasa disebut dengan cermin perak.
c. Uji Iodium Uji ini dilakukan untuk membedakan amilum, glikogen, dan selulosa. Amilum + I2 --> Biru Glikogen + I2 --> Merah coklat Selulosa + I 2 --> Negatif d. Uji Molish Pereaksi Molish adalah α -naftol dalam alcohol 95%. Reaksi ini sangat efektif untuk uji senyawa-senyawa yang
dapat di dehidrasi oleh asam sulfat pekat menjadi senyawa furfural atau furfural yang tersubtitusi. Seperti hidroksimetilfurfural. Warna merah ungu yang terasa disebabkan oleh kondensasi furfural atatu turunannya dengan α-naftol.
Selain dari furfural dapat terkondensasi dengan bermacam-macam senyawa fenol atu amin memberikan turunan yang berwarna. Uji molish adala uji umum untuk karbohidrat walaupun hasilnya bukan merupakan reaksi yang spesifik untuk karbohidrat. Hasil yang negated merupakan petunjuk yang jelas tidak adanya karbohidrat dalam sample.
e. Uji Benedict Uji Benedict berdasarkan pada reduksi dari Cu
+2
+
menjadi Cu oleh karbohidrat yang mempunyai gugus aldehid
atau ketom bebas. Pereaksi Benedict mengandung CuSO 4, Na2CO3 dan Na-sitrat. Pada proses reduksi dalam dalam
ssuasana basa biasanya di tambah zat pengompleks, seperti sitrat untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3 dalam larutan natrium bikarbonat. Larutan tembaga alkalis dapat di reduksi oleh karbohidrat yang mempunyai gugus
aldehid
bebas
atau
monoketo
bebas.
Disakarida seperti maltosa dan laktisa dapat mereduksi larutan Benedict karena mempunyai gugus keto bebas. Uji Benedict dapat pula dipakai untuk memperkirakan konsentrasi karbohidrat bebas karena berbagai konsentrasi karbohidrat
akan
membetikan
intensitas
warna
yang
berlainan.
f. Uji Barfoed Pereaksi Barfoed merupakan larutan tembaga asetat dalam air yang ditambahkan asam asetat atau asam laktat. Pereaksi ini digunakan untuk membedakan monosakarida dan disakarida dengan cara mengontrol kondisi 2+
percobaan, seperti pH dan waktu pemanasan. Senyawa Cu tidak membentuk Cu(OH)2 dalam suasana asam. Jadi Cu2O terbentuk lebih cepat oleh monosakarida dari pada oleh disakarida. g.
Uji
Seliwanoff
Uji Seliwanoff merupakan uji spesifik untuk karbohidrat golongan ketosa. Uji ini didasrkan atas terjadinya perubahan fruktosa oleh asam klorida panas menjadi asam levulenat dan 4-hidroksimetil furfural, yang selanjutnya terjadi kondensasi 4-hidroksimetil furfural dengan resorsonol (1,3-dihydroksibenzen0 yang dihidrolisa menjadi glukosa dan fruktosa memberi reaksi positif dengan uji Seliwanoff. Glukosa dan karbohidrat lain dalam jumlah banyak dapat juga memberi warna yang sama.
