Makalah Kimia Organik II KARBOHIDRAT DISUSUN OLEH : RIANITA SALI (1513052) KA02
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan
oksigen. Contoh; glukosa C6H12O6, sukrosa C12H22O11, sellulosa (C6H10O5)n. Karbohidrat berasal dari kata karbon dan hidrat sehingga disebut hidrat dari karbon. Karbohidrat memiliki rumus umum Cn(H2O)m yang pada umumnya harga n = harga m. Karbohidrat merupakan kelompok besar senyawa polihidroksialdehida dan polihidroksiketon atau senyawa-senyawa yang dapat dihidrolisis menjadi polihidroksialdehida atau polihidroksiketon (Wahyudi,dkk, 2003:94). Karbohidrat memiliki rumus struktur dari Fisher dan Haworth. Struktur Fisher merupakan struktur rantai terbuka sedangkan struktur Haworth merupakan struktur tertutup (siklik) (Partana,dkk., 2003:178). Karbohidrat merupakan produk awal dari proses fotosintesis. Karbohidrat selalu kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Karbohidrat di alam terdapat dalam jumlah yang besar, terutama dalam tumbuh-tumbuhan, berkisar antara 60-90 % dari bahan padatnya. Pati, rayon serat, kapas, dan bermacam-macam gula, adalah tergolong senyawaan karbohidrat. Selain itu sumber karbohidrat sangat mudah dan banyak dijumpai di alam, terutama dalam serelia, sayuran (kentang dan kacang-kacangan), buah-buahan susu dan gula murni (sukrosa). Karena komposisi yang demikian, senyawa ini pernah disangka sebagai hidrat karbon. Tetapi sejak 1880, senyawa tersebut bukan hidrat dari karbon. Nama lain dari karbohidrat adalah sakarida, berasal dari bahasa Arab”sakkar” artinya gula. Karbohidrat sederhana mempunyai rasa manis sehingga dikaitkan dengan gula. Melihat struktur molekulnya, karbohidrat lebih tepat didefinisikan sebagai suatu polihidroksialdehid atau polihidroksiketon. Contoh glukosa; adalah suatu polihidroksialdehid karena mempunyai satu gugus aldehid dan 5 gugus hidroksil (OH) (Anonim, 2010).
1.2
Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud karbohidrat? 2. Apa saja klasifikasi dari karbohidrat? 3. Bagaimana struktur dari karbohidrat? 4. Apa sifat-sifat dari karbohidrat?
5. Apa saja fungsi dan aplikasi karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari dan di industri? 1.3
Tujuan Masalah 1. Memahami definisi dari karbohidrat 2. Mengetahui klasifikasi penggolongan karbohidrat 3. Memahami dan mengetahui struktur dari karbohidrat 4. Mengetahui sifat-sifat dari karbohidrat 5. Mengetahui aplikasi karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari dan di industri
BAB II ISI 2.1
Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil enersi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Definisi Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen clan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Sumber karbohidrat nabati dalam glikogen bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO 2 dan H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai. Reaksi fotosintese Sinar matahari 6CO2 + 6H2O ---------------> C6H12O6 + 6 O2 Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO 2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Enersi kimia yang terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian. 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 (rangkaian beberapa monosakarida).
Butir-butir pati, salah satu jenis karbohidrat cadangan makanan pada tumbuhan, dilihat dengan mikroskop cahaya. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus
fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton)
dan
banyak
gugushidroksil. 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, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.
2.2
Struktur dan Rumus Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus fungsi yaitu gugus – OH,gugus aldehida atau gugus keton. Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil –sebuah ikatan rangkap C=O. ALDEHID mempunyai gugus karbonil yang diikat oleh satu gugus alkil dan satu atom H. Rumus umum senyawa aldehid : R─COH
Apabila satu atom H itu diganti oleh gugus alkil , maka senyawa itu menjadi senyawa keton. Keton merupakan senyawa karbon yan mengandun gugus karbonil yang diapit oleh 2 gugus alkil. Rumus umum senyawa keton : R─COR’ Struktur karbohidrat selain mempunnyai hubungan dengan sifat kimia yang ditentukan oleh gugus fungsi,ada pula hubungannya dengan sifat fisika,dalam hal ini aktifitas optic.
Rumus-rumus:
Rumus Fischer Seperti senyawa organic lainnya,molekul karbohidrat terbentuk dari rantai atom karbon dan tiap atom karbon mengikat atom atau gugus tertentu.Apabila atom karbon mengikat empat buah atom atau gugus,makan terbentuk sudut antara dua ikatan yang besarnya 109º, sehingga antara atom karbon dengan keempat etom atau gugus yang diikatnya akan terbentuk suatu tetrahedron dengan atom karbon sebagai pusatnya. Apabila atom karbon mengikat empat etom atau gugus yang berlainan,maka atom karbon tersebut dinamakan atom karbon asimetrik atau tidak simetrik,karena pada molekul tersebut tidak terdapat bidang simetri. Emil Fischer(1852-1919)seorang ahli kimia organic bangsa Jerman yang memperoleh hadiah Nobel untuk ilmu kimia pada tahun 1902 atas hasil karyanya tentang kimia ruang(stereo-kimia )dan rumus struktur karbohidrat,menggunakan rumus proyeksi untuk menuliskan rumus struktur karbohidrat. Rumus struktur gliseraldehida dapat digambarkan dengan model bola dan batang maupun dengan rumus proyeksi.Gliseraldehida terdapat dalam dua bentuk atau
konfigurasi(I dan II)yang saling merupakan bayangan cermin.Dengan demikian bentuk I dan II merupakan pasangan enansiomer.
Proyeksi Fischer dapat diputar 180˚ pada bidang kertas (tidak 90˚ atau 270˚), tanpa merubah arti. Proyeksi Fischer dapat digunakan untuk menggambarkan lebih dari satu atom karbon kiral dalam sebuah molekul, dengan ketentuan bahwa atom karbon selalu ditempatkan diatas Aktifitas Optik Kedua enansiomer gliseraldehida itu mempunyai titik lebur yang sama serta kelarutannya dalam air pun sama pula. Demikian pula semua sifat kimia kedua enansimer itu sama. Perbedaan sifat antara kedua enansiomer itu ialah pada pemutaran bidang getar cahaya terpolarisasi. Cahaya biasa dipancarkan dalam bentuk gelombang yang tegak lurus pada arah jalan cahaya tersebut. Apabila cahaya tersebut dipancarkan melalui kristal kalsit atau melalui prisma polarisator,maka hanya ada satu gelombang cahaya yang mempunyai posisi tertentu yang dapat diteruskan ini disebut cahaya terpolarisasi. Gelombang itu terletak pada satu bidang yaitu bidang getar cahaya tersebut. Apabila cahaya terpolarisasi dilewatkan pada larutan salah satu enansiomer,maka bidang getarnya akan mengalami perubahan posisi,yaitu berputar ke arah kanan atau kiri.Proses pemutaran bidang getar cahaya terpolarisasi dinamakan juga rotasi optic,sedangkan senyawa yang dapat menyebabkan terjadinya pemutaran cahaya terpolarisasi itu dikatakan mempunyai aktivitas optic.Oleh Karena itu kedua enansimer itu juga disebut isomer optic. Besarnya sudut putar atau sudut rotasi tergantung pada jenis senyawa,suhu,panjang gelombang cahaya terpolarisasi dan banyaknya molekul pada jalan yang dilalui cahaya.Rotasi spesifik adalah putaran atau rotasi yang dihasilkan
oleh 1,00 gram senyawa dalam 1,00 ml larutan dalam suatu sel sepanjang 1,00 dm,pada suhu dan panjang gelombang yang ditentukan. Konfigurasi Molekul Konfigurasi molekul adalah khas struktur suatu senyawa.Hubungan antara rotasi optic dengan konfigurasi molekul ini belum dapat dijelaskan.asam gliserat yang mempunyai konfigurasi sama dengan(+)gliseraldehida ternyata memutar cahaya terpolarisasi ke kiri.Oleh karena itu konfigurasi molekul(+)gliseraldehida dijadikan patokan dengan diberi tanda D. Struktur Gula D Semua gula yang ada di alam yang mempunyai gugus hidroksil pada atom karbon kiral paling bawah terletak dikanan disebut dengan gula D
Keluarga D Aldosa
Erithro dan Threo Batasan yang digunakan untuk diastereomer dengan dua atom C kiral bertetangga, tanpa ujung simetris. Untuk molekul simetris gunakan istilah meso.
=> Struktur Siklis Glukosa Glukosa siklis adalah hemiasetal yang terbentuk dari reaksi -CHO dengan -OH pada C5.
Struktur Siklis Fruktosa Hemiasetal siklis yang terbentuk melalui reaksi C=O pada C2 dengan -OH pada C5.
Anomer Untuk menghasilkan piranosa, gugus hidroksil pada karbon 5 dari glukosa menyerang karbon aldehida, yaitu karbon 1. Terbentuklah suatu gugus hemiasetal. Dua akibat terpenting dari reaksi siklisasi ini bahwa terbentuk sebuah karbon kiral baru(karbon 1) dan bahwa dihasilkan sepasang diastereomer. Diastereomer ini, merupakan monosakarida yang berbeda hanya dalam konfigurasi pada karbon 1 disebut anomer satu terhadap yang lain. Karbon karbonil dalam monosakarida apa saja adalah karbon anomerik. Dalam rumus Haworth untuk untuk suatu D-gula, struktur dimana OH anomerik diproyeksikan kebawah( trans terhadap CH2OH ujung disebut -anomer. Sedangkan struktur dimana OH anomerik diproyeksikan keatas ( cis terhadap CH2OH ujung) disebut -anomer.
=> Mutarotasi Pemasukkan 100 % α-glukosa (padat) ke dalam air, daya putar optiknya mulai berubah ketika bentuk α, rantai terbuka, dan β menuju keadaan setimbang (dari +112° +52,6°). Efek ini disebut sebagai mutarotasi
Struktur gula L Semua gula L memiliki gugus hidroksil pada atom karbon kiral paling bawah terletak dikiri dalam proyeksi Fischer, jadi gula L adalah bayangan cermin dari gula D .
Rumus Haworth Walter Norman Haworth (1883-1950) ”molekul glukosa kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segi enam Sehingga ia menuliskan rumus karbohidrat dengan bentuk cincin furan atau piran”
Proyeksi Haworth untuk Cincin Furan
1CH2OH 2 C=O
HO 3C-H H
C-OH
4
H C-OH 5
6
CH2OH
D-fruktosa
2.3
Klasifikasi Karbohidrat
Berbagai senyawa yang temasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya.Berbagai senyawa itu dibagi menjadi beberapa golongan pula,yaitu:
Monosakarida(Tetrosa)
Monosakarida adalah karbohidrat yang sederhana,dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton. a. Gliseraldehida (Aldotriosa) Terdiri dari tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida. Contoh : Glukosa Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kea rah kanan.Glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah.Dalam darah manusia normal juga terdapat glukosa dalam jumlah yang tetap,yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah.Glukosa dapat bertambah setelah kita mengkonsumsi karbohidrat. Pada orang yang menderita Diabetes Mellitus,jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 ml darah.Penderita diabetes mellitus yang sangat tinggi maka gula akan dikeluarkan melalui urine.Gula disaring oleh glomerolus ginjal secara terus menerus,tetapi kemudian akan dikembalikan ke dalam system aliran darah melalui sistem reabsorpsi tubulus ginjal.
Gambar. Glukosa
Galaktosa Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam.Umumnya berkaitan dengan
glukosa dalam bentuk laktosa,yaitu gula yang terdapat dalam susu.Galaktosa mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang larut dalam air.Glukosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan. b. Dihidroksiaseton (Ketotriosa) Terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton. Contoh : Fruktosa Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa.Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa,juga lebih manis daripada gula tebu atau sukrosa.
Disakarida
Disakarida merupakan krbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus –OH dengan melepaskan molekul air. Contoh : o Sukrosa Sukrosa adalah gula yang kita kenal sehari-hari,baik yang berasal dari tebu maupun dari bit.Selain pada tebu dan bit,sukrosa terdapat pula pada tumbuhan lain,misalnya dalam buah nanas dan wortel.Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa. CH2OH O H H OH OH H H
2
1
O
H HOH2C 1
O 2
OH
glukosa
H
H OH
CH2OH
OH H fruktosa
sukrosa
o Laktosa Dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa,karena itu laktosa adalah disakarida.Laktosa mempunyai sifat mereduksi dan mutarotasi.dalam susu biasanya terdapat laktosa yang sering disebut gula susu.Pada wanita yang sedang dalam masa laktasi atau masa menyusui,laktosa kadang-kadang terdapat dalam urine dengan konsentrasi yang sangat rendah.laktosa mempunyai rasa yang kurang manis daripada glukosa.
H 4
CH2OH O H OH H
1
OH /
2
CH2OH O H OH O glukosa OH H 1 H OH H H 2
H OH galaktosa
laktosa 4-O-(-D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
Laktosa tidak dapat diserap dari usus ke aliran
darah,kecuali
molekul
ini
dihidrolisis
terlebih
dulu
menjadi
monosakarida.Sedangkan pada orang yang intoleran terhadap laktosa,laktosa tetap tidak bias terserap oleh usus sehingga menyebabkan diare berair,aliran zat makanan pada usus menjadi abnormal dan sakit mulas.
o Maltosa Maltosa adalah suatu disakarida yang termasuk dari dua molekul glukosa.Maltosa mempunyai sifat mereduksi.Maltosa merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan anzim.Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa,tetapi kurang manis daripada sukrosa.
CH2OH O H H 1 OH H OH H
2
H OH glukosa
H 4
O
CH2OH O H OH H H
1
OH /
2
OH glukosa
maltosa 4-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
CH2OH O H H 1 OH H OH 2 O H OH glukosa 6 CH2 H
H 4
OH
H 4
1
OH /
2
O
H OH H H
CH2OH O H OH H
1
OH /
2
CH2OH O H OH O H H glukosa 1 OH H H OH
OH glukosa
isomaltosa
2
H OH glukosa
selobiosa
4-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
6-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
Polisakarida Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang panjang. Polisakarida
dapat dibagi menjadi dua kelas utama yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida. Homopolisakarida
yang
mengalami
hidrolisis
hanya
menghasilkan
satu
jenis
monosakarida, sedangkan heteropolisakarida bila mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih dari satu jenis monosakarida. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n.
Jenis polisakarida adalah :
Selulosa Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat,
dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.Molekul selulosa merupakan rantai-rantai atau mikrofibil, dari D-glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang terdapat sebagai berkasberkas terpuntir mirip tali, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer lurus dari 1,4’-β D-glukosa. Hidrolisis lengkap dalam HCl 40% dalam-air, hanya menghasilkan D-glukosa. Selulosa merupakan polisakarida yang terdiri dari molekul-molekul β-D-glukosa dan mempunyai massa molekul relatif yang sangat tinggi, tersusun dari 2.000-3.000 glukosa. Rumus molekul selulosa adalah (C6H10O5)n. Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel dan serat tumbuhan. Sifat fisik selulosa adalah zat yang padat, kuat, berwarna putih, dan tidak larut dalam alkohol dan eter. Kayu terdiri dari 50% selulosa, daun kering mengandung 10-20% selulosa, sedangkan kapas mengandung 90% selulosa. Selulosa digunakan dalam industri pulp, kertas, dankrayon. Selulosa tidak dapat dihidrolisis oleh sistem pencernaan manusia. Oleh karena itu, selulosa tidak dapat digunakan sebagai makanan. Namun, selulosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayur, dan buah-buahan berguna untuk memperlancar pencernaan makanan.
Glikogen
Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Pada manusia dan vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot. Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai percabangan (α1→6). Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi dengan lebih banyak percabangan, yaitu setiap 8-12 residu.Beda antara glikogen dan amilopektin ialah bahwa glikogen lebih bercabang daripada amilopektin. Glikogen pada tubuh manusia terdapat dalam hati dan otot dengan rumus molekul (C6H10O5)n. Hati berfungsi sebagai tempat pembentukan glikogen dari glukosa. Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian diubah menjadi glikogen sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali. Sebaliknya apabila kadar glukosa darah menurun, glikogen dalam hati diuraikan menjadi glukosa kembali, sehingga kadar glukosa darah normal kembali. Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel. Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan Glikogen yang ada di otot digunakan sebagai sumber energi. Glikogen dapat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan dan struktur glikogen serupa dengan struktur amilopektin yaitu merupakan rantai glukosa yang mempunyai cabang.
Pati atau amilum
Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin. Pati adalah polisakarida yang terdapat dalam semua tanaman terutama dalam jagung, kentang, biji-bijian, ubi akar, padi dan gandum. Pati bila dipanaskan dalam air akan membentuk larutan koloidal. Dalam pati terdapat dua bagian, bagian yang larut dalam air disebut amilosa (10-20%), yang bila ditambah iodium akan memberikan warna biru. Bagian yang lain yaitu tak larut dalam air, disebut amilopektin (89-90%), dengan iodium memberikan warna ungu hingga merah. Kedua bagian tersebut mempunyai rumus empiris C6H10O5. Amilosa maupun amilopektin bila dihidrolisis menunjukan sifat-sifat karbonil , dan tersusun atas satuan-satuan maltose. Bila pati yang terdapat dalam sel dihidolisis oleh enzim maka pati akan pecah menjadi bagian yang lebih kecil disebut dekstrin. Dekstrin biasanya digunakan untuk membuat lem, pasta, dan kanji tekstil.
Amilosa Hidrolisis lengkap amilosa menghasilkan D-glukosa, hidrolisis parsial menghasilkan maltose sebagai satu-satunya disakarida. Amilosa adalah polimer linear dari α-D-glukosa yang dihubungkan secara-1,4’.
Amilopektin Suatu polisakarida yang jauh lebih besar daripada amilosa karena mengandung 1000 satuan glukosa atau lebih per molekul. Rantai utama amilopektin mengandung 1,4’-
α-D-glukosa, dan bercabang sehingga terdapat satu glukosa ujung untuk kira-kira tiap 25 satuan glukosa. Ikatan pada titik percabangan ialah ikatan 1,6’-α-D-glikosida.
Inulin Inulin juga bentuknya seperti amilopektin , hanya terdiri atas molekul-molekul
fruktosa , yang berjumlah kurang-lebih 100 molekul . Terdapat dalam tumbuhan seperti umbi dahlia ( cadangan ).
Pektin Pektin terdiri atas 20-100 molekul asam galakturonat. Ikatannya sepirtinya jaringan
yang dihubungkan dengan ion-ion Cad an Mg dan mudah melepaskan diri, sehingga dayanya elastis dan mudah merubah bentuk. Mudah larut dalam campuran kalium klorat dan asam nitrat (Schulz).
Hemiselulosa Hemiselulosa memiliki molekul yang terdiri atas xilosa dan manosa. Bentuknya
seperti pectin dan fungsinya sebagai zat cadangan selulosa dan sebagai perekat (lem) tumbuhan. Terdapat juga gula yang terdiri atas 5 atau 6 atom-C , yaitu sebagai pentose dan heksosana.
Kitin
Kitin memiliki dinding sel dari jamur biasanya terdiri atas kitin. Merupakan sebuah makromolekul yang terdiri atas asetil-glukosamin dan terikat secara β-glukosidin. Betuknya seperti selulosa. Fungsinya sebagai substansi penunjang pada insekta dan crustacae (kepiting). Dalam hal ini merupakkan sebuah polisakarida yang mengandung setelah diuraikan, sebagian sebagai kitobiosa yang terdiri atas kitosamin (aminomanosa) dan sebagian lagi sebagai asam asetat.
=>
Agar-agar Merupakan sebuah polisakarida yang terdiri atas galaktosa dan asam sulfat.
Fungsinya sebagai dasar makan dalam pembiakan bakteri (voedinginsboden).Agar-agar dapat membentuk suatu sel yang kaku dan sebagai bahan bakunya terdapat dalam ganggang laut (Algae). Komponen karbohidratnya tergolong D- dan L-galaktosa dalam ikatan C1-C3. Sepintas lalu agar-agar kelihatannya seperi protein . Bentukya panjang .putih dan agak mengkilat , disamping berbentuk bubuk tepung. 2.4
Sifat-Sifat pada Karbohidrat 1. Semua karbohidrat bersifat optis aktif 2. Monosakarida dan disakarida rasanya manis dan larut pada air, sedangkan polisakarida rasanya tawar dan tidak larut pada air. 3. Sifat Mereduksi Monosakarida
dan
beberapa
disakarida
mempunyai
sifat
dapat
mereduksi,terutama dalam suasana basa.Sifat berbagai reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat reduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul karbohidrat. Sifat ini tampak pada pereaksi-peraksi tertentu:
Pereaksi Fehling Pereaksi ini dapat direduksi selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat
mereduksi,juga dapat direduksi oleh reduktor lain. Contoh : Pereaksi fehling terdiri atas dua larutan,yaitu larutan Fehling A dan laruatn Fehling B.Larutan Fehling A adalah laruatan garam KNatartrat dan NaOH dalam air. Kedua macam larutan ini disimpan terpisah dan baru dicampur menjelang digunakan untuk memeriksa suatu karbohidrat.
Pereaksi Benedict
Pereaksi ini berupa larutan yang mengandung kuprisulfat,natrium karbonat dan Natrium sitrat sehingga bersifat basa lemah. Biasanya diguanakan dalam pemeriksaan glukosa dalam urine. Contoh : Glukosa dapat mereduksi ion Cu++ dari kuprisulfat menjadi ion Cu+ yang kemudian mengendap sebagai Cu2O.
Pereaksi Barfoed Pereaksi ini terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air,dan
digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida. Contoh : Mengganti asam asetat dengan asam laktat dan ion Cu + yang dihasilkan direaksikan dengan pereaksi warna fosfomolibdat hingga mengghasilkan warna biru yang menunjukkan adanya monosakarida.
4. Pembentukan Furfural Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan, monosakarida umumnya stabil. Tetapi apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida menghasilkan furfural atau derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa. Pentosa-pentosa hampir secara kuantitatif semua terdehidrasi menjadi furfural. Dengan dehidrasi heksosa-heksosa menghasilkan hidroksimetilfurfural. Oleh karena furfural apabila direaksikan dengan α naftol atau timol, reaksi ini dapat dijadikan reaksi pengenal untuk karbohidrat. Pereaksi Molisch terdiri atas larutan α naftol dalam alkohol. Apabila perekasi ini ditambahkan pada larutan glukosa misalnya, kemudian secara hati-hati ditambahkan asam sulfat pekat, akan terbentuk dua lapisan zat cair. Pada batas antara kedua lapisan itu akan terjadi warna ungu karena terjadi reaksi kondensasi antara furfural dengan α naftol. Walaupun reaksi ini tidak spesifik untuk karbohidrat, namun dapat digunakan sebagai reaksi pendahuluan dalam analisis kualitatif karbohidrat. Hasil negatif merupakan suatu bukti bahwa tidak ada karbohidrat. 5. Pembentukan Osazon Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidarat. Hal ini sangat penting artinya karena dapat digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat dan merupakan salah satu cara untuk membedakan beberapa monosakarida, misalnya antara glukosa dan galaktosa yang terdapat dalam urine wanita yang sedang dalam masa menyusui. Pada reaksi antara glukosa dengan fenilhidrazin, mula-mula terbentuk D-glukosa fenilhidrazon, kemudian reaksi berlanjut hingga terbentuk D-glukosazon. Glukosa, fruktosa dan manosa dengan fenilhidrazin menghasilkan osazon yang sama. 6. Pembentukan Ester
Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa gugus –OH dan dengan asam fosfat dapat menghedakinya menghasilkan ester asam fosfat. 7. Isomerisasi Dalam larutan asam encer monosakarida dapat stabil, tidak demikian halnya apabila monosakarida dilarutkan dalam basa encer. Glukosa dalam larutan basa encer akan berubah sebagian menjadi fruktosa dan manosa. Ketiga monosakarida ini ada dalam keadaan keseimbangan. Demikian pula, apabila yang dilarutkan itu fruktosa atau manosa, keseimbangan antara ketiga monosakarida akan tercapai juga. Reaksi ini dikenal sebagai transformasi Lobry de Bruin van Eckenstein yang berlangsung melalui proses enolisasi. 8. Pembentukan Glikosida Apabila glukosa direaksikan dengan metilalkohol, menghasilkan dua senyawa. Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa yang menjadi pusat reaksi adalah gugus –OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suatu asetal dan disebut secara umum glikosida. Ikatan yang terjadi antara gugus metil dengan monosakarida disebut ikatan glikosida dan gugus –OH yang bereaksi disebut gugus –OH glikosidik.Glikosida banyak terdapat dalam alam, yaitu pada tumbuhan. Bagian yang bukan karbohidrat dalam glikosida ini dapat berupa metilalkohol, gliserol atau lebih kompleks.
2.5
Fungsi Karbohidrat Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan, disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel, misalnya selulosa dan khitin. (Sudarmadji, 1996)
Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan seperti rasa, warna dan tekstur. Sedangkan fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:
Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori ) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktifitas tubuh, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan
eritrosit hanya dapat menggunakan energi yang berasal dari karbohidrat saja. Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai penghasil energi. Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas pertama, bila karbohidrat yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan energi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil energi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus-menerus, maka keadaan
kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi. Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan demikian dapat mencegah
terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa misalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan komponen
2.6
yang penting dalam asam nukleat. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat
(dietary fiber) berguna untuk pencernaan, seperti selulosa, pektin dan lignin. Aplikasi Karbohidrat di Industri Sirup Glukosa Sirup glukosa (Glucose syrup) didefinisikan sebagai cairan jernih dan kental yang mengandung D-glukosa, maltose, dan polimer D-glukosa yang diperoleh dari hidrolisis pati. Bahan baku untuk pembuatan sirup glukosa adalah pati, misalnya tapioka, sagu, pati jagung, dan pati umbi-umbian. Proses hidrolisis pati menjadi sirup glukosa dapat menggunakan katalis enzim, asam, atau gabungan keduanya. Glukosa banyak digunakan sebagai bahan baku industri makanan dan minuman, serta industri farmasi. Hal ini didasari oleh beberapa kelebihan sirup glukosa
dibandingkan sukrosa diantaranya sirup glukosa tidak mengkristal seperti halnya sukrosa jika dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan sirup glukosa mencapai kejenuhan 75%. Permasalahan pada industri glukosa saat ini adalah kontinuitas penyediaan bahan baku dan fluktuasi harga bahan baku. Pada pembuatan produk es krim, glukosa dapat meningkatkan kehalusan tekstur dan menekan titik beku dan untuk kue dapat menjaga kue tetap segar dalam waktu lama dan mengurangi keretakan. Untuk permen, glukosa lebih disenangi karena dapat mencegah kerusakan mikrobiologis, dan memperbaiki tekstur. Sirup Fruktosa Sirup fruktosa dibuat dari glukosa melalui proses isomerisasi menggunakan enzim glukosa
isomerase.
Proses
perubahan
tersebut
disebut
“enzymatic glucose-
isomerization”. Karena enzim tersebut reversibel artinya dapat mengkatalis ke aksi bolakbalik maka produk akhir selalu merupakan campuran dari glukosa maupun fruktosa. Sirup fruktosa memiliki tingkat kemanisan 2,5 kali lebih besar dibandingkan dengan sirup glukosa dan 1,4-1,8 kali lebih tinggi dari gula sukrosa. Di samping itu, sirup fruktosa memiliki indeks glikemik lebih rendah (32+2) dibandingkan dengan glukosa (138+4), sedangkan sukrosa memiliki indeks glikemik sebesar (87+2). Kegunaan Produk Pada saat ini sirup glukosa (glucose syrup) banyak digunakan dalam industri makanan, seperti penyedap rasa, pembuatan monosodium glutamat, High Boiled Sweet, Caramels, Toffee, Fondants Creams, Gums, Jelies, Pastilles, Marsh mallow, Nougat, Frozen Dessert, Dried Glucose Syrup, Maltodextrins (Dried Starch Hydrolisates), Soup sauce
mixes,
Coffee
whitener,
topping,
dessert
powders,
plefillings,
sugar
confectionery,Dextrose Monohydrate (D Glucose) dan lain-lain. Sirup fruktosa dapat digunakan sebagai pemanis bagi penderita diabetes. Sirup fruktosa akan terasa lebih manis jika dalam keadaan dingin. Berdasarkan keunggulan sirup fruktosa ini maka sirup fruktosa juga dimanfaatkan untuk produk minuman ringan(softdrink), jelly, sirup, selai, cocktail, dan masih banyak lagi.
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan Karbohidrat merupakan senyawa yang sangat dibutuhkan oleh manusia, karena senyawa
ini adalah penentu kelangsungan hidup manusia. Berdasarkan lokasi gugus –C=O, monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu: o o
Aldosa (berupa aldehid) Ketosa (berupa keton)
Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu: Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula) ; Disakarida (terdiri atas 2 unit gula) ; Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula) ; Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula) Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula sederhana ini kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida. Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan, disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel, misalnya selulosa dan khitin. 3.2
Daftar Pustaka o o
o o o o o o o
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/3561/1/gizi-halomoan.pdf http://indaharitonangfakultaspertanianunpad.blogspot.com/2013/05/definisi-jenis-struktur-danfungsi.html https://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat https://nadafauzannablog.wordpress.com/2014/05/27/makalah-biokimiakarbohidrat/ http://www.slideshare.net/milamnurhayati/makalah-karbohidrat-41426771 http://sheaishie.blogspot.com/ https://nabsya.wordpress.com/2013/06/01/kimia-organik-karbohidrat/ http://riski-andho-firdian.blogspot.com/2012/10/karbohidrat.html https://www.academia.edu/9948928/MAKALAH_KIMIA_ORGANIK_KARBOHID RAT
