MAKALAH FARMAKOGNOSI “KARBOHIDRAT”
Disusun Oleh : Penny Suryaninghias P!"##$!!%&$& Firi Ri'(y Nur)anah P!"##$!!%&$" Ra*i(a +ahraeni
P!"##$!!%&,-
Kelas : II .A
POLT/KK/S K/M/NK/S BAND0NG 10R0SAN FARMASI -&!$
KATA KATA P/NGAN P/ NGANT TAR
Syukur Alhamdulilah, kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah farmakognosi yang berjudul “ Karbohidrat” “ Karbohidrat” dengan tepat waktu. an terima kasih kami u!apkan kepada dosen farmakognosi kami yang telah membimbing kami dalam menyelesaikan makalah ini. "akalah ini se!ara keseluruhan berasal dari beberapa literatur. "akalah ini menjel menjelaska askan n tentan tentang g defini definisi, si, sifat, sifat, ma!am ma!am dan klasifi klasifikas kasii dari dari karboh karbohidr idrat. at. ise isert rtai ai pula pula deng dengan an berb berbag agai ai ma!a ma!am m gamb gambar ar rant rantai ai pemb pemben entu tuk k ma!a ma!am m karbohidrat karbohidrat.. an kami harapkan harapkan makalah makalah ini bermanfaat bagi kita semua, dalam penambahan literatur belajar kita. #ami sebagai mahasiswa menyadari bahwa makalah ini belum sempurna. #are #arena na itu itu kriti kritik k dan dan saran saran dari dari para para pemb pemba!a a!a selalu selalu kami kami harap harapka kan n dala dalam m perbaikan pembuatan makalah kami selanjutnya.
$andung, esember %&'(
)enyusun
1
KATA KATA P/NGAN P/ NGANT TAR
Syukur Alhamdulilah, kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah farmakognosi yang berjudul “ Karbohidrat” “ Karbohidrat” dengan tepat waktu. an terima kasih kami u!apkan kepada dosen farmakognosi kami yang telah membimbing kami dalam menyelesaikan makalah ini. "akalah ini se!ara keseluruhan berasal dari beberapa literatur. "akalah ini menjel menjelaska askan n tentan tentang g defini definisi, si, sifat, sifat, ma!am ma!am dan klasifi klasifikas kasii dari dari karboh karbohidr idrat. at. ise isert rtai ai pula pula deng dengan an berb berbag agai ai ma!a ma!am m gamb gambar ar rant rantai ai pemb pemben entu tuk k ma!a ma!am m karbohidrat karbohidrat.. an kami harapkan harapkan makalah makalah ini bermanfaat bagi kita semua, dalam penambahan literatur belajar kita. #ami sebagai mahasiswa menyadari bahwa makalah ini belum sempurna. #are #arena na itu itu kriti kritik k dan dan saran saran dari dari para para pemb pemba!a a!a selalu selalu kami kami harap harapka kan n dala dalam m perbaikan pembuatan makalah kami selanjutnya.
$andung, esember %&'(
)enyusun
1
DAFTAR ISI
#ata pengantar........................ pengantar............................................... .............................................. ............................................ ..................... i aftar isi .............................................. ..................................................................... .............................................. ..............................ii .......ii aftar gambar...................... gambar............................................. .............................................. ..............................................iii .......................iii *si .............................................. ..................................................................... .............................................. .........................................' ..................' )endahuluan ............................................. ..................................................................... ....................................' ............' )embahasan ............................................. .................................................................... .....................................' ..............' efinisi karbohidrat ............................................. ..........................................................' .............' Sifat fisik dan kimia karbohidrat ......................................% ......................................% #lasifikasi karbohidrat ............................................ .....................................................+ .........+ "a!am ma!am proses metabolisme karbohidrat ........%& Turunan karbohidrat .............................................. .......................................................%+ .........%+ #arbohidrat sederhana ............................................. ....................................................% .......% atihan soal .............................................. ..................................................................... .............................................. ........................// .// 0awaban soal ............................................. .................................................................... .............................................. ......................./+ /+ 1angkuman ............................................. .................................................................... .............................................. ........................./2 ../2 Tes formatif ............................................. .................................................................... .............................................. ......................../ ./ 0awaban tes formatif .............................................. ..................................................................... .................................+' ..........+' aftar pustaka ............................................. .................................................................... ........................................... .................... i3
2
DAFTAR GAMBAR
#lasifikasi karbohidrat menurut lokasi gugus karbonil .......................................( .......................................( #lasikasi karbohidrat menurut jumlah atom 4 ....................................................5 ....................................................5 Struktur -glukosa ........................................... .................................................................. .............................................. .............................2 ......2 Struktur -fruktosa ........................................... .................................................................. .............................................. ............................ ..... )erbedaan pokok struktur -galaktosa dan -glukosa........................................ -glukosa........................................ )royeksi 6is!her daru -glukosa ............................................. .................................................................... .........................'& ..'& )royeksi haworth atas struktur a-D-glukopiranosa ........................................... ...........................................'' '' Struktur sukrosa ............................................. .................................................................... .............................................. .............................'% ......'% Struktur 7-laktosa ............................................ ................................................................... .............................................. ............................'/ .....'/ Struktrur 7-maltosa........................... 7-maltosa.................................................. .............................................. ............................................' .....................'/ / Struktur aimlosa .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................'5 .....'5 Struktur amilopektin ............................................ ................................................................... .............................................. .......................'5 '5 Struktur glikogen ............................................. .................................................................... .............................................. ............................'2 .....'2 Struktur glikoprotein ............................................ ................................................................... .............................................. .......................'8 '8 Struktur mukopolisakarida ............................................ ................................................................... .....................................'8 ..............'8
3
ISI I2
Pen3ahuluan
#arbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung unsur utama 4, 9, dan :. Sumber utama karbohidrat di alam adalah hasil sintesis tumbuh-tumbuhan, seperti padi, jagung, kentang, ubi, dan sagu. #arbohidrat, berdasarkan pada massa, merupakan kelas biomolekul yang paling berlimpah di alam. ebih la;im dikenal sebagai
gula,
karbohidrat
merupakan
produk
akhir
utama
penggabungan fotosintetik dari karbon anorganik <4: %= ke dalam ;at hidup. )erubahan energi matahari ini menjadi energi kimiawi dari biomolekul menjadikan karbohidrat sumber utama dari energi metabolik bagi organisme hidup. #arbohidrat juga bertindak sebagai sumber karbon untuk sintesis biomolekul lain dan sebagai bentuk !adangan polimerik dari energi.
i samping itu, karbohidrat
merupakan komponen dari banyak bahan sekretorik strukural dan selular serta nukleotida, yang pada gilirannya, juga digunakan untuk beragam fungsi. 0adi pada sistem kehidupan, karbohidrat digunakan untuk banyak tujuan yang berbeda dan merupakan !ontoh terkemuka dari berbagai kemampuan fungsional yang dapat dimiliki suatu kelas biomolekul.
II2
Pe45ahasan
A. efinisi #erbohidrat #arbohidrat didefinisikan sebagai polihidroksialdehid atau polihidroksiketon dan derivatnya. Suatu karbohidrat merupakan suatu aldehid <-49:= jika oksigen karbonil berkaitan dengan suatu atom karbon terminal, dan suatu keton <>4>:= jika oksigen karbonil berkaitan dengan suatu karbon
1
internal. efinisi ini menghindari klasifikasi melalui formula empirik dan men!akup deri3at seperti gula deoksi- dan amino-. alam alam, karbohidrat terdapat sebagai monosakarida
indi3idual
atau
sederhana=,
oligosakarida,
dan
polisakarida. #arbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk dunia, khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Walaupun jumlah kalori yang dapat dihasilkan oleh ' gram karbohidrat hanya + #al
yang berguna bagi
pen!ernaan.
$. Sifat 6isik dan #imia Se!ara umum, karbohidrat digolongkan menjadi / kelompok, yaitu? monosakarida dan turunannya, oligosakarida serta
polisakarida.
keunggulan
serta
"asing-masing fungsi
yang
kelompok khas
memiliki
dalam
pangan.
9igroskopisitas karbohidrat ber3ariasi dan tergantung pada struktur,
isomer
dan
kemurnian.
Sedangkan
solubilitas
karbohidrat akan berkurang jika karbohidrat lengket satu sama lain. "onosakarida
dan
oligosakarida
larut
dalam
air.
"onosakarida juga larut dalam etanol tetapi tidak larut dalam pelarut organi!
pereduksi
karamelisasi.
$eberapa
turunan
monosakarida
adalah -glu!itolsorbitol
plak
menghambat
menjadi
mudah
demineralisasi
pada
dihilangkan, lapisan
membantu
enamel,
dan
menstimulasi keluarnya kelenjar sali3a untuk menetralisir asam. Dnergi yang dihasilkan oleh polyols antara % + kkalg
dari
molekul-
molekul monosakarida. :ligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida, dst. Sebagian besar oligosakarida dihasilkan dari 3
proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang se!ara alami terdapat di alam. :ligosakarida yang paling banyak digunakan dalam industri pangan adalah maltosa, laktosa dan sukrosa. "altosa terdiri dari % molekul glukosa. "altosa diperoleh dari hasil hidrolisa pati. #egunan maltosa yang paling menonjol adalah sebagai bahan pemanis. aktosa terdiri dari ' molekul glukosa dan ' molekul galaktosa. Se!ara alami, laktosa terdapat pada air susu. aktosa yang terfermentasi akan berubah menjadi asam laktat. aktosa dapat menstimulasi penyerapan kalsium. a!tose intoleran!e merupakan gangguan ketidakmampuan tubuh men!erna laktosa akibat kurangtidak adanya en;im la!tase. Sukrosa merupakan gabungan
dari
E--glukopyranosilglukosa
dan
7--
fruktofuranosilfruktosa. Sukrosa biasa diperoleh di alam sebagai gula tebu dan gula bit
4
'.
"onosakarida "onosakarida ialah gula ringkas dan merupakan unit yang paling ke!il
berdasarkan
jumlah
atom
karbon
yang
dikandungnya
Gambar: Klasifikasi karbohidrat menurut lokasi gugus karbonil "onosakarida mempunyai rumus kimia <49 %:=n dimana n>/ atau lebih. 0ika gugus karbonil pada ujung rantai
monosakarida
adalah
turunan
aldehida,
maka
monosakarida ini disebut aldosa. an bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakarida tersebut disebut ketosa. "onosakarida aldosa yang paling sederhana adalah gliseraldehida. Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah dihidroksiaseton.
5
#edua monosakarida sederhana tersebut masingmasing
mempunyai
"onosakarida
lain
tiga
atom
mempunyai
karbon
empat
atom
Gambar: Klasifikasi karbohidrat menurut umlah atom ! Sifat-sifat monosakarida adalah '. Semua monosakarida ;at padat putih, mudah larut dalam air. %. arutannya bersifat optis aktif. /. arutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi. +. 4ontoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis F ''/G akhirnya tetap pada F (%,2G. (. Hmumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak. 5. Semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi. 2. #ebanyakan tidak berwarna, padat kristalin
!2! M6n6sa(ari3a746n6sa(ari3a 8ening yaiu :
a. -glukosa
Gambar: D-glukosa (perhatikan bah"a glukosa mengalami siklisasi membentuk struktur #in#in)
7
b. -fruktosa
yang
paling
manis.
$ersama
dengan
glukosa
merupakan komponen utama dari madu.
Gambar: D-fruktosa (perhatikan bah"a fruktosa mengalami siklisasi membentuk struktur #in#in) !. -galaktosa
dari
susu=
.
@alaktosa merupakan monosakarida yang jarang terdapat bebas di alam. Hmumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. @alaktosa mempunyai rasa kurang manis dari pada glukosa dan kurang larut dalam air. @alaktosa mempunyai sifat memutar bidang polarisasi kekanan.
8
Gambar: $erbedaan pokok antara D-glukosa dan D galaktosa (perhatikan daerah berarsis lingkaran)
d. -gliseraldehid
#arbohidrat ini hanya memiliki / atom 4
Gambar: D-gliseraldehid (perhatikan bah"a gula ini hanya memiliki % atom ! sehingga disebut paling sederhana) e. -ribosa
#arena merupakan penyusun kerangka 1NA maka ribosa penting artinya bagi genetika bukan merupakan sumber energi. 0ika atom 4 nomor % dari ribosa kehilangan atom :, maka akan menjadi deoksiribosa yang merupakan penyusuna kerangka NA.
Gambar: D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki & atom !) !2- Penulisan Sru(ur M6n6sa(ari3a
a. )royeksi 6is!her
9
)royeksi 6is!her sangat bermanfaat dalam penulisan struktur molekul gula
Gambar: $royeksi 'is#her dari D-glukosa b. )royeksi 9aworth )royeksi 9aworth ialah !ara umum menggambarkan struktur lingkar monosakarida dengan perspektif tiga dimensi sederhana. )royeksi 9aworth dinamai menurut kimiawan *nggris Sir Walter N. 9aworth. )royeksi 9aworth memiliki !iri-!iri sebagai berikut a)
#arbon ialah jenis implisit atom. alam !ontoh di kanan, atom-atom yang diberi angka ' hingga 5 semuanya atom karbon. #arbon ' dikenal sebagai karbon anomer. 10
b)
Atom hidrogen pada karbon itu implisit. alam !ontoh ini, atom ' sampai 5 memiliki atom hidrogen akstra yang tak digambarkan.
!=
@aris yang dipertebal menandai atom yang lebih dekat ke pengamat. alam !ontoh ini di kanan, atom % dan /
1. 2.
Gambar: $royeksi a"orth atas struktur -D glukopiranosa
-2
Disa(ari3a
isakarida adalah senyawa yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang sejenis atau tidak. isakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi dua molekul monosakarida. isakarida terdiri atas unit sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa.#eempat disakarida ini mempunyai rumus molekul sama <4'%9%%:''= tetapi struktur molekulnya berbeda. isakarida disusun oleh dua unit gula, seperti sukrosa disusun oleh glukosa dan fruktosa, maltoda dibangun oleh dua unit glukosa, dan laktosa dibangun oleh glukosa dan galaktosa. Sifat-sifat disakarida ? '.
$ersifat optis aktif putar kanan 11
%.
erajat kemanisan ? Sukrosa I "altos I aktosa
/.
apat
mengalami
hidrolisis
menjadi
%
molekul
monosakarida +.
"udah larut dalam air.
-2! Disa(ari3a73isa(ari3a 8ening yaiu
a.
Sukrosa Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun dari bit. Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada turnbuhan lain, rnisalnya dalarn buah nanas dan dalam wortel. engan
hidrolisis
sukrosa
akan
terpe!ah
dan
menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon nomor ' pada glukosa dengan karbon nomor % pada fruktosa.
Gambar: *ukrosa (berbeda dengan maltosa dan laktosa, ikatan yang menghubungkan kedua monosakarida adalah ikatan !+-) b.
aktosa aktosa merupakan hidrat utama dalam air susu hewan. aktosa bila dihidrolisis akan menghasilkan -
12
galaktosa dan -glukosa, karena itu laktosa adalah suatu disakarida. *katan galaktosa dan glukosa terjadi antara atom karbon nomor ' pada galaktosa dan atom karbon nomor + pada glukosa. :leh karenanya molekul laktosa masih mempunyai gugus :9 glikosidik. engan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi dan merotasi.
Gambar: -laktosa (ikatan antara kedua monosakarida merupakan ikatan !+-) !.
"altosa "altosa
adalah
suatu
disakarida
yang
terbentuk dari dua mol!kul glukosa. "altosa terbentuk melalui ikatan glikosida E antara atom karbon nomor ' dari glukosa satu dengan atom karbon nomor + dari glukosa yang lain. *katan yang terjadi ialah antara atom karbon nomor * dan atom karbon -nomor +, oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus -:9 glikosidik dan dengan demikian masih mempunyai sifat mereduksi. "altosa merupakan hasil antara dalam proses, hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan en;im.
13
Gambar: -maltosa (ikatan antara kedua monosakarida merupakan ikatan !+-. /tom ! nomor + yang tak berikatan dengan glukosa lain dalam posisi beta) d. Selobiosa Selobiosa merupakan unit ulangan dalam selulosa. Selobiosa tersusun dari dua monosakarida glukosa yang berikatan glikosida 7 antara karbon ' dengan karbon +. #2
P6lisa(ari3a
)olisakarida merupakan kelas karbohidrat yang mempunyai lebih daripada delapan unit monosakarida. )ada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks
daripada
monosakarida
dan
oligosakarida.
)olisakarida dapat dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. )olisakarida yang terdiri atas satu ma!am monosakarida saja disebut homopolisakarida
lain
disebut
heteropolisakarida
heparin=. 1umus kimia polisakarida adalahn <459'&:(=n. "olekul ini dapat digolongkan menjadi polisakarida struktural seperti selulosa, asam hialuronat, dan sebagainya. an polisakarida nutrien seperti amilum
14
dan bakteri=, glikogen
a. Amilum
15
Amilum terdiri dari dua ma!am polisakarida, yaitu amilosa
dan
amilopektin.
#edua-duanya
merupakan
polimer glukosa. Amilosa terdiri atas %(&-/&&& unit glukosa. Sedangkan amilopektin terdiri atas lebih dari '&&& unit glukosa. Hnit glukosa amilosa dirangkaikan dalam bentuk linier oleh ikatan glikosida E
<'
+=. Amilosa
mempunyai ujung non reduksi dan ujung reduksi. $erat molekulnya ber3ariasi dari beberapa ratus sampai '(&.&&&. Amilopektin adalah polisakarida ber!abang. alam molekul ini, rantai pendek dari rangkaian glikosida E <'
+= unit
glukosa digabungkan dengan rangkaian glikosida lain melalui ikatan glikosida E <'
5=.
Sifat-sifat amilum
dan
bagian
yang
ber!abang
disebut
amilopektin /. Tidak dapat mereduksi fehling +. 9idrolisis pati dengan asam en!er menghasilkan glukosa.
16
Gambar: Struktur amilosa (perhakan bahwa amilosa dak bercabang)
Gambar: Struktur amilopekn (bandingkan dengan amilosa)
b. Asam 9ealuronik Asam
healuronik
merupakan
mukopolisakarida
+= dengan unit
ulangan berikutnya. !. @likogen @likogen merupakan bentuk !adangan glukosa pada sel-sel hewan dan manusia yang disimpan di hati dan otot sebagai granula. @likogen merupakan polimer E-' dari glukosa dan umumnya mempunyai ikatan !abang E-',5 untuk setiap satuan glukosa. Sifat-sifat glikogen antara lain ?
17
'.
@likogen disebut juga pati hewan yang tidak larut dalam air
%.
1eaksi glikogen dengan iodium memberi warna merah
/.
)ada hidrolisis dengan en;im amilosa
+.
Tidak dapat mereduksi fehling.
Gambar: *truktur glikogen (bandingkan dengan amilum)
d. Selulosa Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel. Serat kapas seluruhnya adalah selulosa. Selulosa tidak dapat di!erna dalam tubuh manusia, sehingga tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan. Akan tetapi selulosa yang terdapat sebagai serat tumbuhan, 18
sayurt-sayuran,
atau
buah-buahan
berguna
untuk
memperlan!ar pen!ernaan makanan. #egunaan selulosa adalah untuk rayon dan kertas. Sifat-sifat selulosa ? '. Aelulosa tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pereaksi S!heit;er, yaitu larutan tetramino tembaga <**= hidroksida %. Selulosa tidak dapat di!erna oleh manusia tetapi dapat di!erna oleh sapi dan hewan lain dengan bantuan bakteri. engan asam en!er dapat terhidrolisis menjadi glukosa. /. engan 9N:/ pekat dan 9 %S:+ pekat terbentuk selulosa nitrat yang digunakan untuk pembuatan l ilin. #2- P6lisa(ari3a lain yang 3ihasil(an 6leh sel7sel eu(ari6 a3alah
'. @likoprotein @likoprotein adalah protein yang mengandung polisakarida. #arbohidrat ini terikat pada protein melalui ikatan glikosidik- ke serin, treonin, hidrosilisin atau hidroksiprolin. @likoprotein ialah suatu protein yang mengikat unit karbohidrat dengan ikatan ko3alen. Struktur ini memainkan beberapa peran penting di antaranya dalam proses proteksi imunologis, pembekuan darah, pengenalan sel-sel, serta interaksi dengan bahan kimia lain.
19
Gambar: Glikoprotein %. "ukopolisakarida )roteoglikan atau mukopolisakarida terdiri atas rantai
protein
dengan
berulang."ukopolisakarida
adalah
polisakarida suatu
materi
tipis,
kental, menyerupai jelly dan melapisi sel.
Gambar: *tuktur dari mukopolisakarida /. @likosaminoglikan @likosaminoglikan
adalah
satuan
berulang
polisakarida proteoglikan tanpa rantai proteinnya. +. :ligosakarida
:ligosakarida
ialah
kelas
karbohidrat
yang
mengandungi dua hingga delapan unit monosakarida. Setiap unit monosakarida ini dihubungkan oleh ikatan glikosida.
20
:ligosakarida dapat digolongkan menjadi kumpulan disakarida, trisakarida, dan seterusnya menurut bilangan unit monosakarida yang terdapat dalam molekulnya.
D2 Maa47Maa4 Pr6ses Mea56lis4e Kar56hi3ra !2
Gli(6lisis
@likolisis adalah sebuah rangkaian reaksi biokimia dimana glukosadioksidasi menjadi molekul asam piru3at. )roses
glikolisis
sendiri
menghasilkan
lebih
sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Dnergi yang dihasilkan disimpan
dalam senyawa
triphosphate atau
yang
lebih
organik berupa adenosine umum
dikenal
dengan
istilah AT) dan NA9 - Terjadi dalam semua sel tubuh manusia - egradasi an-aerob glukosa menjadi laktat @likolisis berlangsung di dalam sitosol semua sel. intasan katabolisme ini adalah proses peme!ahan glukosa menjadi asam piru3at dan asam laktat. #eseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang menghasilkan laktat adalah? Glu(6sa ; -ADP ;-Pi
→
-L<;=7La(a ;-ATP
;-H-O
Se!ara rin!i, tahap-tahap dalam lintasan glikolisis adalah sebagai berikut?
21
!2
O(si3asi 8iru>a
alam jalur ini, piru3at dioksidasi
22
1angkaian reaksi kimia yang terjadi dalam lintasan oksidasi piru3at adalah sebagai berikut? '.
engan
adanya T)
diphosphate=,
piru3at didekarboksilasi menjadi deri3ate hidroksietil tiamin difosfat terikat en;im oleh komponen kompleks en;im
piru3at
dehidrogenase. )roduk sisa
yang
dihasilkan adalah 4:%. %.
9idroksietil
tiamin
difosfat akan
bertemu
dengan lipoamid teroksidasi, suatu kelompok prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya T) lepas. /.
Selanjutnya
dengan
adanya #oA-S9, asetil
lipoamid akan diubah menjadi asetil #oA, dengan hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi. +.
Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh fla3oprotein, yang mengandung 6A, pada kehadiran dihidrolipoil
dehidrogenase.
Akhirnya
fla3oprotein tereduksi ini dioksidasi oleh NA F, yang akhirnya
memindahkan
ekui3alen
pereduksi
kepada rantai respirasi. Piru>a ; NAD; ; K6A ? Aseil K6A ; NADH ; H; ; 9O-2
Si(lus Kre5s
Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus #rebKs dan siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein.
23
Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang menyebabkan
katabolisme
asetil
#oA,
dengan
membebaskan sejumlah ekui3alen hidrogen yang pada oksidasi
menyebabkan
pelepasan
dan
penangkapan
sebagaian besar energi yang tersedia dari bahan baker jaringan, dalam bentuk AT). 1esidu asetil ini berada dalam bentuk asetil-#oA <49 /-4:L#oA, asetat aktif=, suatu ester koen;im A. #o-A mengandung 3itamin asam pantotenat. 6ungsi utama siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. 9al ini terjadi karena glukosa, asam lemak dan banyak asam amino dimetabolisir menjadi asetil #oA atau intermediat yang ada dalam siklus tersebut.
#2
Glu(6ne6genesis
@lukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat
tidak
tersedia lagi.
"aka tubuh adalah
menggunakan lemak sebagai sumber energi. 0ika lemak juga tak tersedia, barulah meme!ah protein untuk energi 24
yang sesungguhnya protein
berperan pokok
sebagai
pembangun tubuh. 0adi
bisa
disimpulkan
bahwa glukoneogenesis
adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein. /2 Turunan (ar56hi3ra
'.
@likoprotein @likoprotein
adalah
senyawa
organik
yang
mengandung protein dan karbohidrat yang bergabung bersama
dalam
ikatan
kimia
ko3alen.
efinisi
lain
menyebutkan senyawa molekul protein dengan substansi yang
mengandung
karbohidrat
kelompok
mungkin
dalam
karbohidrat. bentuk
#elompok
monosakarida,
disakarida, oligosakarida, polisakarida atau turunannya
25
%.
@lukosamin @lukosamin <459'/N:(= merupakan gula amino dan prekursor penting dalam sintesis biokimia dari protein glikosilasi dan lemak. @lukosamin ditemukan sebagai komponen utama dari rangka luar krustasea, artropoda, dan !endawan. @lukosamin merupakan salah satu monosakarida yang
banyak
dijumpai.
alam
industri,
glukosamin
diproduksi dengan !ara hidrolisis rangka luar krustasea. @lukosamin ditemukan se!ara alami dalam tubuh, yang tersusun dari glukosa dan asam amino glutamin. @lukosamin
diperlukan
untuk
menghasilkan
gly!osaminogly!an, yang penting dalam pembentukan dan perbaikan tulang dan jaringan tubuh lainnya. )roduksi glukosamin akan menurun seiring dengan pertambahan usia. /.
#ondroitin Sulfat #ondroitin #ondroitin
sulfat
yang
lebih
adalah
dikenal
dengan
glikosaminoglikan
nama <@A@=
tersulfatisasi yang tersusun atas rantai gula ber!abang
bagian 3ariabel. #ondroitin sulfat merupakan
komponen struktural penting penyusun jaringan kartilago 26
dan berperan dalam meningkatkan ketahanannya terhadap tekanan. $ersama dengan glukosamin, kondroitin sulfat digunakan se!ara luas sebagai suplemen makanan untuk men!egah osteoartritis. #ondroitin sulfat se!ara alami ditemukan dalam tulang rawan. #ebanyakan kondroitin dibuat dari jaringan kartilago sapi dan babi
#ondroitin memberikan elastisitas tulang rawan dan men!egah kerusakan tulang rawan.
%.
Hntuk meringankan gejala osteoarthitis, seperti nyeri dan kelemahan fungsi akibat osteoarthritis.
/.
"engontrol fungsi kandung kemih. #ondroitin sulfat dapat membantu pada pasien dengan kandung kemih terlalu aktif atau kontrol kandung kemih yang tidak stabil.
+.
Asam "uramat Asam-N-asetil muramat
lisin atau asam diaminopimelik <A)=-asam amino langka yang hanya
ditemukan
pada dinding
sel
prokariot.
)eptidoglikan adalah komponen utama dinding sel bakteri yang bersifat kaku dan bertanggungjawab untuk menjaga integritas sel serta menentukan bentuknya. Struktur dasar peptidoglikan adalah sebuah selubung yang
menyelimuti
sel
yang
tersusun dari utas-utas
peptidoglikan yang berdampingan satu sama lain dan dihubungkan dengan ikatan silang tetrapeptida yang terbuat dari asam amino. (.
Asam Sialat Asam sialat adalah karbohidrat yang pembentuk gangliosida
pada
sel
otak.
@angliosida
berperan
merangsang saraf bekerja optimal dan membentuk memori jangka
panjang.
@angliosida
dibutuhkan
dalam
pertumbuhan, perkembangan, migrasi dan pamatangan sel saraf otak, serta pembentukan synaps
dan
asam
lemak
:mega-5
arakhidonatA1A=. #etiganya merupakan ;at pembangun independent jaringan saraf untuk fungsi otak yang lebih
28
baik. 9ati mampu mensintesis asam sialat tapi dalam jumlah ke!il, sehingga perlu asupan dari luar seperti AS*. )roduk susu formula banyak yang menambahkan asam sialat.
F2 Kar56hi3ra Se3erhana
#arbohidrat sederhana terdiri dari? '.
"onosakarida, Ssebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 5-rantai atau !in!in karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau !in!in ini se!ara terpisah atau sebagai gugus hidroksil <:9=. Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gi;i, yaitu glukods,
fruktosa,
dan
galaktosa.
#etiga
ma!am
monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 5 atom karbon, '% atom hidrogen, dan 5 atom oksigen. )erbedaannya hanya terletak pada !ara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. )erbedaan
dalam susunan
atom
inilah yang
menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut,
dan
sifat
lain
ketiga
monosakarida
tersebut.
"onosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro <=. gugus hidroksil ada karbon nomor % terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur !in!in. 0enis heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gi;i adalah manosa. "onosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa.
29
'.' 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. @lukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gi;i. @lukosa
merupakan hasil akhir pen!ernaan pati,
sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. alam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.
'.% 'ruktosa, dinamakan juga le3ulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. 6ruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, 4 59'%:5, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot ke!apan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.
'./
Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pen!ernaan laktosa.
'.+ 0anosa, jarang terdapat di dalam makanan. i gurun pasir, seperti di *srael terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti. '.(
$entosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. 0umlahnya sangat ke!il, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.
%. isakarida Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa.
30
Trehaltosa tidak begitu penting dalam milmu gi;i, oleh karena itu akan dibahas se!ara terbatas. isakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen <:=. ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom 4 nomor ' dengan atom 4 nomor + dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat di!ernakan. isakarida dapat dipe!ah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. @lukosa terdapat pada ke empat jenis disakaridaM monosakarida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa. %.' *ukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Se!ara komersial gula pasir yang 88 terdiri atas sukrosa dibuat dari keuda ma!am bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. @ula merah yang banayk digunakan di *ndonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu. %.% 0altosa
dan
di
dalam
usus
manusia
pada
pen!ernaan pati. %./ 1aktosa
satu
unit
glukosa
dan satu
unit
galaktosa.
#ekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa. aktosa yang tidak di!erna tidak dapat
31
diserap dan tetap tinggal dalam saluran pen!ernaan. 9al ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. #etidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. "laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis
/. @ula Alkohol @ula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat se!ara sintesis. Ada empat jenis gula alkohol yaitu sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol. /.' *orbitol , terdapat di dalam beberapa jenis buah dan se!ara komersial dibuat dari glukosa. Dn;im aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida <49:= dalam glukosa menjadi alkohol <49%:9=. Struktur kimianya dapat dilihat di bawah. Sorbitol
banyak
digunakan
dalam
minuman
dan
makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 5& bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. )engaruhnya terhadap kadar gula darah lebih ke!il daripada sukrosa. #onsumsi lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes.
32
/.% 0anitol dan Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa. "anitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Se!ara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis rumput laut. #edua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan. /./ 3nositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa.
*nositol
terdfapat
dalam
banyak
bahan
makanan, terutama dalam sekam serealia. +. :ligosakarida :ligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida. +.' 4afinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. #etiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan ka!ang-ka!angan serta tidak dapat dipe!ah oleh en;im-en;im pern!ernaan. +.% 'ruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. 6ruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. 6ruktan tidak di!ernakan se!ara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi.
33
LATIHAN SOAL
'. 0elaskan mengenai glikoprotein O %. Sebutkan 6ungsi #ondroitin Sulfat dalam Tubuh O /. 0elaskan se!ara singkat mengenai fruktan O +. 0elaskan se!ara singkat mengenai fruktosa O (. Sebutkan proses-proses pada metabolisme karbohidrat O 5. 0elaskan persamaan dan perbedaan antara aldosa dan ketosa O 2. Tuliskan persamaan reaksi hidrolisis maltosa, laktosa, dan sukrosa O . 0elaskan persamaan dan perbedaan antara amilum, glikogen, dan selulosa O 8. Apakah arti dari istilah hemi asetalP 0elaskanO '&. Sebut dan jelaskan ma!am-ma!am polisakarida O
34
35
1A@ABAN LATIHAN SOAL
'. @likoprotein adalah senyawa organik yang mengandung protein dan karbohidrat yang bergabung bersama dalam ikatan kimia ko3alen. efinisi lain menyebutkan senyawa molekul protein dengan substansi yang mengandung kelompok karbohidrat. %. '. #ondroitin memberikan elastisitas tulang rawan dan men!egah kerusakan
tulang
rawan.
%.Hntuk meringankan gejala osteoarthitis, seperti nyeri dan kelemahan fungsi
akibat
osteoarthritis.
/. "engontrol fungsi kandung kemih. #ondroitin sulfat dapat membantu pada pasien dengan kandung kemih terlalu aktif atau kontrol kandung kemih yang tidak stabil. /. 'ruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. 6ruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. 6ruktan tidak di!ernakan se!ara berarti. Sebagian besar di dalam usus besar difermentasi. +. 'ruktosa, dinamakan juga le3ulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. 6ruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, 459'%:5, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot ke!apan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. (. a= b= != d= e= f= g= h=
@likolisis @likogenesis dan glikogenesis otot dan hati @lukogeogenesis 9") Shunt <9eBose "ono )hosphate Shunt= "etabolisme asam uronat "etabolisme fruktosa "etabolisme galaktosa )engaturan metabolisme karbohidrat
i=
)engaturan glukosa darah
36
5. )ersamaan dan perbedaan antara aldosa dan ketosa
)ersamaan
? Aldosa dan ketosa yang memiliki jumlah atom 4 sama,
rumus molekulnya juga sama, !ontoh senyawa heksosa, 4 59'%:5. #eduanya tergolong monosakarida.
)erbedaan
? Aldosa adalah monosakarida yang memiliki gugus fungsi
aldehid, -49: sedang ketosa merupakan monosakarida yang mengandung gugus fungsi keton, yaitu gugus karbonil, -4:-. 2. )ersamaan reaksi hidrolisis maltosa, laktosa, dan sukrosa
"altosa F air Q glukosa F glukosa
aktosa F air Q glukosa F galaktosa
Sukrosa F air Q glukosa F fruktosa
. )ersamaan dan perbedaan antara amilum, glikogen, dan selulosa
)ersamaan
? #etiganya polisakarida, gabungan dari -glukosa, rumus
molekulnya sama, rantai polimer R-4 5<9%:=(-n
)erbedaan o
?
Amilum memiliki % isomer, amilosa dan amilopektin. Amilosa berantai terbuka dan tak ber!abang. Amilopektin juga rantai terbuka, namun sebagian ke!il rantainya ber!abang. "olekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Amilum tidak larut dalam air, namun ketika dipanaskan membentuk suatu koloid kental.
o
@likogen berantai terbuka dan ber!abang mirip amilopektin dan dapat memutar bidang getar !ahaya terpolarisasi ke kanan.
o
Selulosa berantai terbuka dan ber!abang banyak, sukar larut dalam air.
8. 9emi asetal adalah rantai lingkar sakarida yang terbentuk dari gabungan gugus aldehid, -49: dengan gugus hidroksil, -:9 menjadi rantai lingkar yang mengandung -4-:-4-. "isalnya glukosa, rantai hemi asetalnya membentuk segi 5 yang terdiri atas ( atom 4 dan satu atom :.
37
'&. )olisakarida adalah senyawa yang memgandung satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glukosida. 9idrolisis lengkap akan menghasilkan monosakarida. $eberapa yang penting yaitu M selulosa, pati, glikogen dan kitin.
SelulosaM adalah polimer tak ber!abang dari glukosa yang dihubungkan melalui ikatan ',+ 7-glikosida /&&-'(&&& unit -glukosa membentuk rantai lurus. "anusia tidak dapat men!erna selulosa karena sistem pen!ernaan manusia tidak mempunyai en;im untuk menghidrolisis 7glikosida <7 glukosidase=.
)atiM merupakan polisakarida yang banyak terdapat pada padi-padian, kentang, jagung dan lainnya. Serta berfungsi sebagai penyimpan energi. )ati dapat dipisahkan menjadi dua komponen utama berdasarkan kelarutan bila dibubur dalam air panas. Sekitar %& pati adalah amilosa
@likogenM polisakarida yang berfungsi sebagai penyimpan glukosa dalam hewan
keseimbangan
gula
dalam
tubuh,
dengan
jalan
menyimpan kelebihan gula yang di!erna dari makanan dan mensuplainya ke dalam darah jika diperlukan.
#itinM adalah polisakarida linier yang mengandung N-asetil--glukosamin terikat 7. 9idrolisis kitin menghasilkan %-amino-%-deoksi--glukosa. #itin banyak terikat dalam protein dan lipida, merupakan komponen utama dalam bangunan serangga.
38
RANGK0MAN
#arbohidrat didefinisikan sebagai polihidroksialdehid atau polihidroksiketondan derivatnya. Suatu karbohidrat merupakan suatu aldehid <-49:= jika oksigen karbonil berkaitan dengan suatu atom karbon terminal, dan suatu keton <>4>:= jika oksigen karbonil berkaitan dengan suatu karbon internal. efinisi ini menghindari klasifikasi melalui formula empirik dan men!akup deri3at seperti gula deoksi- dan amino-.alam alam, karbohidrat terdapat sebagai monosakarida
39
T/S FORMATIF
'. @lukosa dan fruktosa berbeda se!ara struktur sebab . . . . . A. @lukosa aldehid dan fruktosa eter $. @lukosa keton dan fruktosa aldehid 4. @lukosa aldehid dan fruktosa keton . @lukosa aldehid dan fruktosa ester D. @lukosa amida dan fruktosa asam %. #arbohidrat yang tergolongdisakaridaadalah . A. )ati $.
@lukosa
4.
@alaktosa
. 6ruktosa D.
"altosa
/. $erikut ini adalah fungsi karbohidrat, ke!uali . . . . . A. Sumberkarbon $. Sebagai!adanganmakanan 4. )enyusundindingsel . )enggantisel yang rusak D. )elumassendikerangka +. Hnit yang menyusun amilosa dalam sebuah rantai adalah . . . . . A. -glukosa yang terikat dengan ikatan
',+-glikosidik
$. -glukosa yang terikat sebagian besar dengan ikatan ',+-glikosidik dan
sebagian ke!il dengan ikatan ',5-glikosidik. 4. -glukosa yang terikat dengan ikatan ',5-glikosidik
40
. -glukosa yang terikat sebagian besar dengan ikatan
',5-glikosidik dan
sebagian ke!il dengan ikatan ',+-glikosidik. D. -fruktosa yang terikat dengan ikatan ',(-glikosidik
(. Struktur glukosa atau karbohidrat dapat digambarkan dalam berbagai bentuk. Salah satunya adalah bentuk siklik atau !in!in sederhana, yang disebut dengan... A. )royeksi 6isher $. )royeksi 9aworth 4. #onfigurasi kursi . #onfigurasi perahu D. #onformasi 5.
1umus umum karbohidrat yang benar adalah . . . A. 4n9%:m $. 4n<9%:=m 4. 4n9%: . 4m9%: D. 4m<9%:=n
2. @ula yang ditemukan di alam, merupakan gula dalam bentuk . . . . A. *somer $. *somer 4. *somer E . *somer 7 D. Semua benar
41
. Salah satu bentuk "onosakarida adalah @alaktosa , bisanya dtemukan dalam kehidupan sehari-hari dalambentuk . . . A. Amilum Susu $. "adu 4. Sagu . @ula D. #ayu 8. Senyawa karbohidrat yang memiliki struktur @lukosa tipe E adalah . . . A. Amilum $. @lukosa 4. Selulosa . Amilopektin D. "anosa '&. @ugus aldehida pada struktur molekul monosakarida selalu berada pada atom 4 bernomor ? A. Satu $. ua 4. Tiga . Dmpat D. ima
42
1A@ABAN T/S FORMATIF
'. 4 %. D /. +. A (. $ 5. $ 2. A . A 8. 4 '&. A
43
