BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Karbohidrat (aidrat arang) adalah makanan pokok kita, Bangsa Indonesia. Pada umumnya sumber karbohidrat dalam makanan berasal dari beras, namun ada juga yang berasal dari sagu, ketela pohon atau jagung. Di negara yang sudah maju, daging merupakan menu utama dari makanan mereka. Karbohidrat dalam daging disebut dinamakan glikogen. Karbohidrat merupakan senyawa biomolekul yang paling banyak jumlahnya di permukaan bumi ini. Polimer karbohidrat yang tidak larut merupakan pelindung dan membentuk dinding sel bakteri. Pada tumbuhan senyawa ini berfungsi sebagai penopang dan pada binatang berfungsi sebagai jaringan ikat dan ―cell coat‖. Karbohidrat adalah gula. Beberapa gula sederhana, dan lainnya lebih kompleks. Sukrosa (gula meja) dibuat dari dua gula yang lebih sederhana yaitu glukosa dan fruktosa. Laktosa (gula susu) terbuat dari glukosa dan galaktosa. Baik sukrosa maupun laktosa harus dipecahkan ke dalam gula pembentuknya dengan enzim sebelum badan bisa menyerap dan memakai mereka. Karbohidrat pada roti, pasta, padi, dan makanan lain yang berisi karbohidrat adalah rangkaian panjang molekul gula sederhana. Molekul ini yang lebih panjang juga harus dibongkar oleh tubuh. Jika enzim yang diperlukan untuk mengolah gula tertentu hilang, gula bisa menumpuk di badan, menyebabkan masalah. Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Fungsi utama dari metabolisme karbohidrat adalah untuk menghasilkan energi dalam bentuk senyawa yang mengandung ikatan fosfat yang tinggi. Kelainan metabolisme seringkali disebabkan oleh kelainan genetik yang mengakibatkan hilangnya enzim tertentu yang diperlukan untuk merangsang suatu proses metabolisme.
B. Tujuan 1. Mengetahui definisi karbohidrat. 2. Mengetahui klasifikasi karbohidrat. 3. Mengutahui cara penentuan gugus D dan L pada karbohidrat. 4. Mengetahui cara penamaan gula.
1
5. Mengetahui cara pembentukkan hemiketal dan hemiasetal pada karbohidrat. 6. Mengetahui cara mengidentifikasi gula pereduksi pada karbohidrat. 7. Mengetahui turunan dari gula.
C. Perumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud karbohidrat? 2. Apa saja klasifikasi karbohidrat? 3. Bagaimana penentuan gugus D dan L pada karbohidrat? 4. Bagaimana cara penamaan gula? 5. Bagaimana pembentukkan hemiketal dan hemiasetal pada karbohidrat? 6. Bagaimana cara mengidentifikasi gula pereduksi pada karbohidrat? 7. Apa saja turunan dari gula?
2
BAB II ISI
A. Pengertian Karbohidrat Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau keton atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisa. Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen. Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus –OH, gugus aldehid atau gugus keton. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosfor dan sulfur. Karbohidrat sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti berolahraga atau bekerja. Berdasarkan gugus fungsinya, karbohidrat dikelompokkan menjadi: 1. Aldosa, adalah karbohidrat yang memiliki gugus fungsi aldehid pada atom C terminal CH=O. 2. Ketosa adalah karbohidrat yang memiliki gugus fungsi keton pada atom C kedua =O.
B. Klasifikasi karbohidrat Berdasarkan kompleksitasnya, karbohidrat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu: 1. Monosakarida atau disebut juga gula sederhana, terdiri dari satu unit polihidroksi aldehid atau keton (karbohidrat tunggal).
3
Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Glukosa di alam banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Fruktosa di alam banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa) dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukkan senyawa karbohidrat kompleks pati (strach) atau selulosa. 2. Oligosakarida, terdiri dari rantai pendek (6-8) unit monosakarida yang digabungkan bersama-sama oleh ikatan kovalen. Oligosakarida adalah karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 2-8 gugus monosakarida. Contoh: Maltotriose glukosa + glukosa + glukosa. Kelompok oligosakarida diantaranya juga termasuk disakarida. Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan seharihari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi seharihari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul sukrosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan galaktosa. Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi seharihari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6,8 g/100 mL. 3. Polisakarida, terdiri dari rantai panjang yang mempunyai ratusan atau ribuan unit monosakarida. Polisakarida adalah karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 6 gugus monsakarida. Contohnya glikogen, amilum, selulosa dan dextrin.
4
Berdasarkan fungsinya, polisakarida dibagi menjadi polisakarida sebagai bahan bakar (glikogen dan amilin) dan polisakarida sebagai struktural (dextran, kitin dan selulosa). a. Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh, glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas, yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 12002000 kkal. Namun kapasitas penyimpanan ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga bersifat endurans seperti maraton atau juga sepak bola. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot. b. Amilum (pati) merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan berbentuk butiran-butiran kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-550 nm. Struktur pati terdiri dari α-amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan bercabang-cabang. Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk dicerna. Di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung, biji-bijian seperti kacnag merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung di dalam berbagai umbiumbian seperti singkong, kentang atau umbi. c. Kitin merupakan polimer dari N-asetil-D-glukosamin yang digabungkan oleh ikatan β. Kitin terdapat pada cangkang lukit luar insekta.
5
d. Dextran merupakan polimer dari glukosa, dimana masing-masing residu glukosa dihubungkan dengan ikatan α.
C. Identifikasi Karbohidrat Pemisahan dan identifikasi karbohidrat dapat dilakukan dengan teknik kromatografi. Secara kualitatif, karbohidrat dapat dikenali dengan beberapa uji, yaitu: 1. Uji Molish Uji ini merupakan uji yang paling umum untuk pengetesan adanya karbohidrat dan senyawa organik lainnya. Karbohidrat memberikan reaksi positif dengan uji ini. Prinsip reaksi ini adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat pekat. Pada uji ini asam sulfat pekat berfungsi untuk menghidrolisis ikatan glikosidik, menghasilkan monosakarida yang akan didehidrasi menjadi furfural dan turunannya. Furfural mengalami sulfonasi dengan alpha naftol yang akan menghasilkan cincin warna ungu kompleks (merah-ungu) yang menunjukan adanya karbohidrat. 2. Uji Benedict Uji ini merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid atau keton bebas, seperti yang terdapat pada laktosa atau maltosa. Uji ini digunakan untuk pengetesan adanya gula pereduksi. Uji Benedict berdasarkan reduksi Cu2+ menjadi Cu+ oleh gugus aldehid atau keton bebas dalam suasana alkalis, biasanya ditambahkan zat pengompleks seperti sitrat atau tartat untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3. Hasil tes ini memberikan endapan warna hijau, kuning atau merah jingga yang memberikan perkiraaan semikualitatif adanya sejumlah gula yang mereduksi. 3. Uji Barfoed Uji ini digunakan untuk membedakan monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Barfoed merupakan pereaksi yang bersifat asam lemah dan hanya direduksi oleh monosakarida. Disakarida akan dapat dihidrolisis sehingga bereaksi positif dengan pemanasan yang lebih lama. Dengan kata
6
lain untuk membedakan monosakarida, disakarida, polisakarida tergantung berapa lama pemanasan sampai terbentuk endapan tembaga oksida yang berwarna merah bata. 4. Uji Bial Uji ini digunakan untuk menguji adanya gula pentosa. Pemanasan pentosa dengan HCL pekat akan menghasilkan furfural yang berkondensasi dengan orcinol dan ion feri . Hasil pemanasan akan menghasilkan warna biru-hijau yang menunjukan adanya gula pentosa. 5. Uji Selliwanof Uji ini merupakan uji spesifik untuk karbohidrat yang mengandung gugus keton atau disebut juga ketosa. Ketosa akan didehidrasi lebih cepat dari aldosa. Furfural akan berkondensasi dengan recorcinol (1,3- dihidroksi benzena) yang akan memberikan warna merah kompleks (merah-cherry). 6. Uji Iodium Uji ini digunakan untuk menguji adanya polisakarida. Pada uji iodium, kondensasi
iodine
dengan
karbohidrat,
selain
monosakarida
dapat
menghasilkan warna yang khas. Pembentukan warna biru menunjukan adanya pati,
sedangkan
warna
merah
menunjukan
adanya
glikogen
atau
eritrodekstrin. D.Penentuan Notasi D dan L Glukosa adalah adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (Dglukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.
7
Karbohidrat glukosa merupakan karbohidrat terpenting dalam kaitannya dengan penyediaan energi di dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena semua jenis karbohidrat baik monosakarida, disakarida maupun polisakarida yang dikonsumsi oleh manusia akan terkonversi menjadi glukosa di dalam hati. Glukosa ini kemudian akan berperan sebagai salah satu molekul utama bagi pembentukan energi di dalam tubuh. Berdasarkan bentuknya, molekul glukosa dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu molekul D-Glukosa dan L-Glukosa. Faktor yang menjadi penentu dari bentuk glukosa ini adalah posisi gugus hidrogen (-H) dan alkohol (–OH) dalam struktur molekulnya. Glukosa yang berada dalam bentuk molekul D & L-Glukosa dapat dimanfaatkan oleh sistim tumbuh-tumbuhan,
sedangkan
sistim
tubuh
manusia
hanya
dapat
memanfaatkan DGlukosa. Glukosa juga akan berperan sebagai sumber energi utama bagi kerja otak. Melalui proses oksidasi yang terjadi di dalam sel-sel tubuh, glukosa kemudian akan digunakan untuk mensintesis molekul ATP (adenosine triphosphate) yang merupakan molukel molekul dasar penghasil energi di dalam tubuh. , proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui 2 mekanisme utama yaitu melalui proses anaerobik dan proses aerobik. Proses metabolisme secara anaerobik akan berlangsung di dalam sitoplasma (cytoplasm) sedangkan proses metabolisme anaerobik akan berjalan dengan mengunakan enzim ysebagai katalis di dalam mitochondria dengan kehadiran Oksigen (O ).
8
Notasi D & L dilakukan karena adanya atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada gliseraldehida.
Masing-masing dari empat karbon C-2 melalui C-5 yang kiral , artinya bahwa empat obligasi tersebut terhubung ke empat bagian yang berbeda dari molekul. Dalam D-glukosa, keempat bagian harus dalam tiga dimensi tertentu pengaturan. Yakni, ketika molekul ditarik dalam proyeksi Fischer , yang hydroxyls pada C-2, C-4, dan C-5 harus berada di sisi kanan, sementara pada C-3 harus berada di sisi kiri. E.Penamaan Gula Gula dengan atom C asimetrik lebih dari 1, notasi D atau L ditentukan oleh atom C asimetrik terjauh dari gugus aldehida atau keto. Gula yang ditemui di alam adalah dalam bentuk isomer D.
9
Gula dalam bentuk D merupakan bayangan cermin dari gula dalam bentuk L. Kedua gula tersebut memiliki nama yang sama, misalnya D-glukosa & Lglukosa. Posisi keempat hydroxyls yang terbalik dalam diagram Fischer LGlukosa; D- dan L- glukosa adalah dua dari 16 kemungkinan aldoheksosa 14 lainnya allose , altrose , mannose , gulose , idose , galaktosa , dan talose , masing-masing dengan dua isomer, 'D -' dan 'L -'.
Pada gula yang lebih panjang, bentuk L- atau D- ditentukan dari atom karbon kiral yang paling jauh dari gugus karbonil.
10
Bentuk kiral yang berbeda dari suatu gula, disebut isomer optik atau stereoisomer. BENTUK SIKLIK Pentosa dan heksosa dapat membentuk struktur siklik melalui reaksi gugus keton atau aldehida dengan gugus OH dari atom C asimetrik terjauh. Glukosa membentuk hemiasetal intra-molekular sebagai hasil reaksi aldehida dari C1 & OH dari atom C5, dinamakan cincin piranosa.
11
F. Pembentukan hemiasetal & hemiketal Aldehida dapat bereaksi dengan alkohol membentuk hemiasetal. Keton dapat bereaksi dengan alkohol membentuk hemiketal.
Fruktosa dapat membentuk : Cincin piranosa, melalui reaksi antara gugus keto atom C2 dengan OH dari C6. Cincin furanosa, melalui reaksi antara gugus keto atom C2 dengan OH dari C5.
Siklisasi D-glukosa
12
Cincin beranggota enam = PIRANOSA Pembentukan cincin siklik glukosa menghasilkan pusat asimetrik baru pada atom C1. Kedua stereoisomer disebut anomer, a & b. Proyeksi Haworth menunjukkan bentuk cincin dari gula dengan perbedaan pada posisi OH di C1 anomerik : a (OH di bawah struktur cincin) b (OH di atas struktur cincin).
Dalam solusi, rantai-bentuk terbuka glukosa ('baik' D - atau 'L -') ada dalam keseimbangan dengan beberapa isomer siklik , masing-masing berisi sebuah cincin karbon ditutup dengan satu atom oksigen. Dalam larutan air, bagaimanapun, glukosa ada sebagai pyranose selama lebih dari 99%. Bentuk rantai terbuka terbatas sekitar 0,25% dan furanose ada dalam jumlah diabaikan. Istilah "glukosa" dan "D-glukosa" biasanya digunakan untuk bentuk-bentuk siklik juga. Cincin ini berasal dari bentuk rantai terbuka oleh
13
adisi nukleofilik reaksi antara kelompok aldehid - (C = O) H pada C-1 dan kelompok hidroksil-OH pada C-4 atau C-5, menghasilkan hemiacetal kelompok-C (OH) HO-. Hemiasetal siklik dapat terbentuk sebagai hasil reaksi antara gugus hidroksil dan karbonil pada rantai yang sama
Reaksi antara C-1 dan C-5 menciptakan sebuah molekul dengan cincin beranggota enam, disebut pyranose , setelah eter siklik pyran , molekul sederhana dengan cincin karbon-oksigen yang sama. Reaksi antara C-1 dan C4 menciptakan sebuah molekul dengan cincin beranggota lima, yang disebut furanose , setelah eter siklik furan. Dalam kedua kasus, setiap karbon di atas ring memiliki satu hidrogen dan satu hidroksil terpasang, kecuali untuk karbon terakhir (C-4 atau C-5) dimana hidroksil diganti oleh sisa molekul terbuka (yang - (CHOH) 2-H atau - (CHOH)-H, masing-masing). Reaksi cincin-penutupan membuat karbon C-1 kiral juga, karena empat obligasi menyebabkan-H, ke-OH, untuk karbon C-2, dan oksigen cincin. Keempat bagian dari molekul dapat diatur sekitar C-1 ( karbon anomeric ) dalam dua cara yang berbeda, yang ditunjuk oleh prefiks 'α-' dan 'β-'. Ketika molekul glukopiranosa ditarik dalam proyeksi Haworth , penunjukan 'α-' berarti bahwa kelompok hidroksil yang melekat pada C-1 dan-CH 2 OH pada C-5 terletak di sisi berlawanan dari ring pesawat (a trans pengaturan ), 'sedangkan' β-berarti bahwa mereka berada di sisi yang sama dari pesawat (a
14
cis pengaturan). Oleh karena itu, terbuka isomer D-glukosa menimbulkan empat isomer siklik yang berbeda: α-D-glukopiranosa, β-D-glukopiranosa, αD-glucofuranose,
dan
β-D-glucofuranose, α-D
-
Glucopyranose
Glukopiranosa, β-D - Glucopyranose Glukopiranosa, α-D - Glucofuranose Glucofuranose, β-D - Glucofuranose Glucofuranose.
Rantai lainnya terbuka-isomer L-glukosa juga menimbulkan empat bentuk siklik berbeda L-glukosa, masing-masing cermin gambar dari D-glukosa yang sesuai. Cincin glukopiranosa (α atau β) dapat mengasumsikan bentuk nonplanar beberapa, analog dengan 'kursi' dan 'perahu' konformasi dari sikloheksana. Demikian pula, cincin glucofuranose mungkin beranggapan beberapa bentuk, analog dengan 'amplop' konformasi dari cyclopentane .
15
Glukopiranosa bentuk glukosa yang mendominasi dalam larutan, dan merupakan bentuk yang diamati dalam keadaan padat. Mereka adalah padatan kristal berwarna, sangat larut dalam air dan asam asetat , buruk larut dalam metanol dan etanol . Mereka meleleh pada 146 ° C (α) dan 150 ° C (β), dan terurai pada suhu tinggi ke karbon dan air.
Karena sifat ikatan karbon yang berbentuk tetrahedral, gula piranosa membentuk konfigurasi ―kursi" atau ―perahu", tergantung dari gulanya. Penggambaran konfigurasi kursi dari glukopiranosa di atas lebih tepat dibandingkan dengan proyeksi Haworth. G.Gula Pereduksi Gula pereduksi merupakan golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-senyawa penerima elektron, contohnya adalah glukosa dan fruktosa. Ujung dari suatu gula pereduksi adalah ujung yang mengandung gugus aldehida atau keto bebas. Semua monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa) dan disakarida (laktosa,maltosa), kecuali sukrosa dan pati (polisakarida), termasuk sebagai gula pereduksi. Umumnya gula pereduksi yang dihasilkan berhubungan erat dengan aktifitas enzim, dimana semakin tinggi aktifitas enzim maka semakin tinggi pula gula pereduksi yang dihasilkan. Jumlah gula pereduksi yang dihasilkan selama reaksi diukur dengan menggunakan pereaksi asam dinitro salisilat/dinitrosalycilic acid (DNS) pada panjang
16
gelombang 540 nm. Semakin tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan, semakin banyak pula gula pereduksi yang terkandung. Gula reduksi adalah gula yang dalam bentuk larutan alkali membentuk aldehida
atau
keton.
Gula
reduksi
dapat
mereduksi
ion
logam
karenamempunyai gugus aldehida atau keton yang dapat menarik kembali O2 dari logambasa, sehingga logam basa akan tereduksi dan mengendap sebagai Cu2O. Gula invert termasuk golongan gula reduksi karena dapat mereduksi ion tembaga dalamlarutan alkali.Salah satu yang termasuk gula reduksi adalah gula invert. Gula invert dihasilkan dari hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa bereaksi bersama asam dalam campuran air dengan bantuan enzim invertase. Maltosa dan laktosa adalah contoh gula reduksi. Reaksi antara gugus karbonil gula pereduksi dengan gugus amino protein disebut reaksi maillard yang menghasilkan warna coklat pada bahan, yang dikehendaki atau malah menjadi pertanda penurunan mutu. Warna coklat pada penggorengan ubi jalar dan singkong, serta pencoklatan pencoklatan yang indah dari berbagai roti adalah warna yang dikehendaki (Winarno, 2002). Dengan kata lain, dalam kimia pangan gula reduksi berkontribusi membentuk warna coklat apabila berikatan dengan asam amino. H. Turunan Karbohidrat
Hemiselulosa Hemiselulosa merupakan suatu polisakarida lain yang terdapat dalam tanaman dan tergolong senyawa organik bersifat non-kristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang karena itu hemiselulosa sangat berpengaruh terhadap bentuknya jalinan antara serat pada saat pembentukan lembaran, lebih mudah larut dalam pelarut alkali dan lebih mudah dihidrolisis dengan asam. Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaitu hemiselulosa mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedang selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa juga bukan merupakan serat-serat panjang seperti selulosa.
17
Hasil hidrolisis selulosa akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa akan menghasilkan D-xilosa dan monosakarida lainnya. Hemiselulosa tersusun dari gabungan gula-gula sederhana dengan lima atau enam atom karbon. Degradasi hemiselulosa dalam asam lebih tinggi dibandingkan dengan delignifikasi, dan hidrolisis dalam suasana basa tidak semudah dalam suasana asam. Adanya hemiselulosa mengurangi waktu dan tenaga yang diperlukan untuk melunakkan serat selama proses mekanis dalam air. Hemiselulosa berfungsi sebagai pendukung dinding sel dan berlaku sebagai perekat antar sel tunggal yang terdapat didalam batang pisang dan tanaman lainnya. Hemiselulosa memiliki sifat non-kristalin dan bukan serat, mudah mengembang, larut dalam air, sangat hidrofolik, serta mudah larut dalam alkali. Kandungan hemiselulosa yang tinggi memberikan kontribusi pada ikatan antar serat, karena hemiselulosa bertindak sebagai perekat dalam setiap serat tunggal. Pada saat proses pemasakan berlangsung, hemiselulosa akan melunak, dan pada saat hemiselulosa melunak, serat yang sudah terpisah akan lebih mudah menjadi berserabut. Glikosida Senyawa ini merupakan turunan karbohidrat, tersusun atas molekul-molekul gula dan molekul – molekul non gula yang bergabung antara satu sama lain dengan ikatan glikosida. Bila gula yang terbentuk adalah glukosa maka golongan senyawa itu disebut glukosida, sedangkan bila terbentuk gula lainnya disebut glikosida. Di alam terdapat O-glikosida (dioscin), C-glikosida (barbaloin), N-glikosida (adenosine), dan S-glikosida (sinigrin). Secara kimia, senyawa ini merupakan asetal, yaitu hasil kondensasi gugus hidroksil gula dengan gugus hidroksil dari komponen aglikon, serta gugus hidroksil sekunder di dalam molekul gula itu sendiri juga mengalami kondensasi membentuk cincin oksida. Secara sederhana glikosida merupakan gula eter. Bentuk alfa dan beta mungkin saja ada, namun di alam atau di dalam tanaman hanya bentuk beta (ß) yang ada.
18
Dari segi pandang biologi, glikosida berperan dalam tumbuhan terlibat dalam fungsi pengaturan-pengaturan, perlindungan, dan kesehatan. Sedangkan untuk manusia ada yang digunakan dalam pengobatan. Dalam segi pengobatan, glikosida menyumbang hampir setiap kelas pengobatan, misalnya sebagai obat jantung (kardiotonika), contohnya: glikosida digitalis, strophantus, squill, convallaria, apocynum, dll. Sebagai obat pencahar (laxantia), misalnya antrakinon dalam sena, aloe, kelembak, kaskara sagrada, frangula, dll. Sebagai penyedap atau lokal iritan, misalnya alil-isotiosianat; sebagai analgesika, misalnya gaulterin dan gondopuro menghasilkan metilsalisilat. Struktur glikosida senbiri adalah sebagai berikut: Glikon
- O - Aglikon
Biosintesis glikosida secara singkat dapat dirangkum dalam reaksi sebagai berikut: UTP + gula-1-fosfat —-(1)——-à UDP-gula + Ppi UDP-gula + —septor —-(2)–à septon – gula + UDP (glikosida) (1) enzim uridil tranferase (2) enzim glikosil transferase Glikosida dapat digolongkan menjadi beberapa macam antara lain: a.
Glikosida saponin adalah glikosida yang aglikonnya berupa sapogenin.
Saponin merupakan senyawa berasa pahit menusuk dan menyebabkan bersin dan sering mengakibatkan iritasi terhadap selaput lendir. Saponin juga bersifat bisa menghancurkan butir darah merah lewat reaksi hemolisis, bersifat racun bagi hewan berdarah dingin, dan banyak diantaranya digunakan sebagai racun ikan. b.
Glikosida steroid adalah glikosida yang aglikonnya berupa steroid.
Glikosida steroid disebut juga glikosida jantung karena memiliki daya kerja kuat dan spesifik terhadap otot jantung. Beberapa jenis obat pencahar yang 19
berasal dari tanaman mengandung glikosida sebagai isi aktifnya. Glikosidaglikosida yang terdapat di dalam obat pencahar tersebut mengandung turunan antrasen atau antrakinon sebagai aglikonnya. c.
Glikosida sianopora adalah glikosida yang pada ketika dihidrolisis akan
terurai menjadi bagian-bagiannya dan menghasilkan asam sianida (HCN). Sejak lama orang telah mengenal sifat racun dari akar Manihot sp.( singkong hutan ). Mereka menggunakan sebagai cadangan makanan setelah terlebih dahulu mengolah dan dihilangkan racunnya. Pada tahun 1830 racun singkong telah berhasil diisolasi dan diketahui bahwa senyawanya berupa glikosida manihotoksin. d.
Glikosida flavonol dan aglikon biasanya dinamakan flavonoid.
Glikosida ini merupakan senyawa yang sangat luas penyebarannya di dalam tanaman Secara umum arti penting glikosida bagi manusia adalah untuk sarana pengobatan dalam arti luas yang beberapa diantaranya adalah sebagai obat jantung, pencahar, pengiritasi lokal, analgetikum dan penurunan tegangan permukaan. Fungsi glikosida : 1. Fungsi glikosida sebagai cadangan gula temporer 2. Proses pembentukan glikosida merupakan proses detoksikasi 3. Glikosida sebagai pengatur tekanan turgor 4. Proses glikosidasi untuk menjaga diri terhadap pengaruh luar yang mengganggu 5. Glikosida sebagai petunjuk sistematik A. Kondroitin
20
Kondroitin yang lebih dikenal dengan nama Kondroitin sulfat adalah glikosaminoglikan (GAG) tersulfatisasi yang tersusun atas rantai gula bercabang (N-asetilgalaktosamin dan asam glukuronat). Ia biasanya ditemukan menempel pada protein sebagai bagian dari senyawa proteoglikan. Rantai kondrotin dapat memiliki lebih dari 100 gula individual yang dapat tersulfatisasi di setiap bagian variabel. Kondroitin sulfat merupakan komponen struktural penting penyusun jaringan kartilago dan berperan dalam meningkatkan ketahanannya terhadap tekanan. Bersama dengan glukosamin, kondroitin sulfat digunakan secara luas sebagai suplemen makanan untuk mencegah osteoartritis. Struktur kimia dari sebuah unit dalam rantai kondroitin sulfat. Kondroitin-4sulfat: R1 = H; R2 = SO3H; R3 = H. Kondroitin-6-sulfat: R1 = SO3H; R2, R3 = H. Kondroitin sulfat diisolasi terlebih dahulu sebelum struktur utamanya diketahui dengan pasti sehingga memungkinkan terjadinya perubahan terminologi di masa yang akan datang. P ara peneliti menandai setiap substansi baru yang mereka temukan dengan huruf. Identifikasi Huruf
Sistematika
Situs sulfasi
Nama
Kondroitin
Karbon ke-4 dari gula N-
Kondroitin-
sulfat A
asetilgalaktosamin (GalNAc)
4-sulfat
Kondroitin
Karbon
Kondroitin-
sulfat C
GalNAc
Kondroitin
Karbon
sulfat D
glukuronat dan ke-6 dari gula
ke-6
dari
gula
6-sulfat ke-2
dari
asam
Kondroitin2,6-sulfat
21
GalNAc Kondroitin
Karbon ke-4 dan ke-6 dari
Kondroitin-
sulfat E
gula GalNAc
4,6-sulfat
Istilah "kondroitin sulfat B" tidak digunakan lagi untuk mengklasifikasikan variasi bentuk kondroitin sulfat dan merupakan nama lama untuk menyebut senyawa dermatan sulfat. Kondroitin, tanpa "sulfat", telah digunakan untuk mendeskripsikan fraksi dengan sedkit atau tanpa sulfasi.[3] Walaupun demikian, pembedaan istilah ini tidak digunakan oleh kebanyakan orang. Fungsi dari kondroitin sangat tergantung pada sifat proteoglikan yang ditempelinya. Fungsi dari senyawa ini dapat dibedakan secara struktural atau regulatoral. walaupun demikian, tidak tertutup kemungkikan bahwa beberapa proteoglikan dapat memiliki kedua fungsi tersebut sekaligus.Kondroitin sulfat merupakan komponen mayor dari matriks ekstraselular dan penting dalam mempertahankan kesatuan dari jaringan. Fungsi ini merupakan karakteristik khusus dari proteoglikan agregat besar seperti aggrekan, versikan, brevikan, dan neurokan. Sebagai bagian aggrekan, kondroitin sulfat adalah komponen mayor penyusun kartilago. Kondrotin sulfat yang bermuatan dapat menimbulkan gaya elektrostatik yang mampu meningkatkan tahanan kartilago terhadap tekanan. Kekurangan kondroitin sulfat dari jaringan kartilago merupakan penyebab mayor dari osteoartritis.Di dalam matriks ektraseluler, kondroitin sulfat dapat berinteraksi dengan protein karena muatan negatifnya. Interaksi ini penting untuk meregulasi jalur lalulintas aktivitas seluler. Di dalam jaringan saraf, kondroitin sulfat meregulasi pertumbuhan dan perkembangan sistem saraf dan respons sistem saraf terhadap cedera. Kondroitin merupakan bahan yang umumnya dapat ditemukan di dalam suplemen makanan. Ia juga biasa digunakan sebagai obat alternatif untuk
22
mengatasi osteoartritis dan juga diterima sebagai obat gejala aksi-lambat untuk penyakit serupa di Europa dan negara lain. Dosis oral dari kondroitin untuk digunakan di dalam uji klinis manusia adalah 800–1,200 mg per hari. Kebanyakan kondroitin dibuat dari jaringan kartilago sapi dan babi (trakea sapi dan telinga serta hidung babi). Beberapa sumber lain seperti kartilago hiu, ikan dan unggas juga digunakan. Dikarenakan kondroitin bukanlah substansi yang seragam dan secara alami muncul dalam berbagai variasi dan bentuk, komposisi pasti dari setiap suplemen dapat berbeda. Hal ini dapat disebabkan karena perusahaan-perusahaan pembuat suplemen membuat produknya dengan memenuhi Proses Manufaktor yang Baik (Good Manufacturing Process/GMP) untuk makanan manusia, bukan dengan standar pembuatan bagi industri farmasi sehingga produk yang dihasilkan juga tidak memenuhi standar farmasi. Belum ada efek yang signifikan dari overdosis kondroitin untuk pemakaian jangka panjang. European League Against Rheumatism (EULAR) mengonfirmasi kondrotin sulfat sebagai salah satu obat teraman untuk mengatsi osteoartritis. Saat ini, belum ada sumber alami yang signifikan bagi kondroitin sulfat mengingat banyaknya variasi bentuknya. Sumber kondroitin yang signifikan dapat diperoleh dari suplemen makanan. Gum dan Pektin Suatu eksudat tanaman berupa getah yang mengandung karbohidrat2) Musilago, suatu eksudat berupa lendir yang mengandung karbohidrat. Pektin, suatu eksudat tanaman berupa gel yang mengandung karbohidrat asam. Pektin dibentuk oleh satuan-satuan gula dan asam galakturonat dalam jumlah asam galakturonat yang lebih banyak. Pektin biasanya terdapat di dalam buahbuahan dan sayur-sayuran terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, di antara dinding sel dan sel tanaman, disela-sela selulosa dan hemiselulosa. Pektin sebagai perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lainnya. Pektin larut dalam air terutama air panas, sedangkan
23
dalam bentuk larutan pekat akan berbentuk pasta. Jika pektin di dalam larutan ditambahkan gula dan asam maka akan terbentuk jel, dan prinsip ini digunakan sebagai dasar pembuatan jeli dan selai. Contoh gum di dalam tanaman adalah gum arabik yang mengandung satuan-satuan arabinosa, gum karaya, dan gum tragakan, sedangkan dari tanaman laut dapat dihasilkan agar-agar dan gum karagenan. Pektin dan gum dapat ditambahkan
ke
Karbohidrat
sebagai
dalam makanan sebagai pengikat atau penstabil. bahan
makanan
sebelum
dikonsumsi
biasanya
mengalami pengolahan baik secara kimia ataupun secara fisik. Kita mengenal berbagai bentuk karbohidrat yang memiliki fungsi berbeda-beda. Adanya glukosa, sukrosa, pati dll dapat meningkatkan cita rasa pada bahan makanan. Sukrosa manis, pati menimbulkan rasa khusus pada makanan karena tekstur yang dipunyainya. Dari pengolahan yang dilakukan sering terjadi berbagai unsur yang terbuang, hal ini akan menyebabkan fungsi karbohidrat sebagai sumber energi akan berkurang, tetapi mempunyai nilai tambah yaitu diperoleh variasi bentuk bahan makanan dan akan lebih mudah dicerna. Ciri-ciri kandungan karbohidrat : rasanya manis, tawar, pahit, asam, padat.
24
BAB III DAFTAR PUSTAKA http://agusnurul.blogspot.com/2011/02/struktur-konformasi-glukosa.html http://nugrohob.wordpress.com/2007/12/03/karbohidrat-dalam-industri-pangan/ Mochamad Saefulloh. 2011. Sifat Kimia Dinding Sel Tumbuhan. http://biosaefful.blogspot.com/2011/04/sifat-kimia-dinding-sel-tumbuhan.html. Diakses tanggal 28 September 2012 http://blog.ub.ac.id/indah19/archives/40 http://iepoktarina.blogspot.com/2009/11/apa-itu-hemiselulosa.html http://id.wikipedia.org/wiki/Gula_pereduksi http://afifabdul.blogspot.com/2012/03/uji-benedict-uji-gula-pereduksi.html
KESIMPULAN
1. Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau keton atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisa. Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen. 2. Klasifikasi karbohidrat terdiri dari monosakarida, oligosakarida dan polisakarida. 3. Uji yang dapat dilakukan untuk mengidentifikasi suatu karbohidrat adalah uji Molish, uji Benedict, uji Barfoed, uji Bial, uji Selliwanof dan uji Iodium.
25
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, A. L, 1997, Dasar-dasar Biokimia Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Suhara, 2009, Dasar-Dasar Biokomia, Prima Press, Bandung.
26
