Fenomena Hilus dan Lamela Pada Solanum Tuberosum

KARBOHIDRAT

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Biokimia dengan dosen pengampu Desi Purwaningsih, S. Pd., M. Si.

TEORI 4

ANGGOTA :

1. Elisabeth Siwi H                                (22164912A)
2. Pratiska Ika S                                    (22164913A)
3. Miftahul Ngizzah                              (22164916A)
4. Ayu Angsari D.P                               (22164917A)
5. Afifah Fauziyyah                              (22164918A)
6. Novia Dwi S                                      (22164919A)
7. Reynanda Tangke D                         (22164920A)

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SETIA BUDI SURAKARTA

TAHUN 2017/2018

KARBOHIDRAT

v    Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat (‘hidrat dari karbon‘, hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunaniberupasákcharon yang berarti “gula“) yang berarti segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi (Reece-Mitchell,2002: 65).

Golongan karbohidrat merupakan salah satu golongan utama bahan organik yang terdapat dialam. Karbohidrat terdapat di semua bagian bahan sel baik sebagai komponen struktur maupun komponen berfungsi. Bobot kering tumbuh-tumbuhan secara khas terrdiri atas 50-80 persen karbohidrat polimer selulosa bersama dengan bahan struktur sejenis. Selain itu karbohidrat juga merupakan tulang punggumg strutur asam nukleat, RNA dan DNA, serta merupakan gula yang memberikan cadangan energi yang diperoleh dari matahari melalui sintesis (Stanley H. Pane,1988: 810).

     Secara umum karbohidrat merupakan kelompok senyawa yang mengandung unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Banyak karbohidrat mempunyai rumus empiris CH₂O, misalnya rumus C₆H₁₂O₆ (enam kali CH₂O). Senyawa ini pernah disangka hidrat dari karbon sehingga disebut karbohidrat. Akan tetapi, pada tahun 1880-an disadari bahwa gagasan hidrat dari karbon mrupakan gagasan yang salah dan karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan keton atau turunannya (Ralf-Joan Fessenden,1989, 318).

Karbohidrat berfungsi sebagai sumber utama bagi bagi energi metabolit untuk organisasi hidup serta berfungsi sebagai bentuk energi polimerik. Selain itu karbohidrat juga merupakan komponenen dari unsur-unsur structural sel dan merupakan bagian dari asam nukleat (Purwo Arbianto,1993: 32)

Adapun fungsi utama karbohidrat dalam tubuh manusia yaitu sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (contoh:pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (contoh:selulosa pada tumbuhan, kistin pada hewan dan jamur). Dengan demikian karbohidrat memiliki kegunaan yang fungsional (Reece-Mitchell,2002: 65)

v    Penggolongan Karbohidrat

Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks.

Karbohidrat sederhana yaitu karbohidrat yang hanya terdiri dari satu atau dua unit gula sederhana di dalam satu molekul. Sedangkan Karbohidrat kompleks mempunyai lebih dari dua unit gula sederhana di dalam satu molekul. Karbohidrat kompleks biasanya dapat ditemukan dalam roti, sayuran, dan sereal. Contoh makanan yang mengandung karbohidrat kompleks termasuk bayam, ubi jalar, brokoli, buncis, zucchini, lentil, susu skim, biji-bijian dan banyak tanaman polongan dan sayuran lainnya.

     Karbohidrat kompleks memiliki nilai gizi yang lebih tinggi daripada karbohidrat sederhana. Mungkin agak membingungkan untuk membedakan karbohidrat sederhana dan kompleks karena fakta bahwa karbohidrat kompleks pun mengandung unsur tertentu yang sederhana. Namun demikian, membedakan keduanya seharusnya tidak menjadi masalah karena struktur kimianya sangat berbeda, dan karena itu, mereka dapat dibedakan oleh sifat gizi mereka.

    

Berdasarkan jumlah molekulnya karbohidrat dibagi dalam 4 kelompok, yaitu:

A. Monosakarida

       Monosakarida atau yang sering disebut gula sederhana merupakan satuan karbohidrat sederhana dan tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. Akan tetapi, monosakarida dapat diikat secara bersama-bersama untuk membentuk dimer, trimer, dan sebagainnya dan akhirnya polimer.Dimer-dimer inilah yang biasanya disebut disakarida (Ralf-Joan Fessenden,1989, 318).

       Monosakarida terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

    

  Monosakarida dibedakan menjadi 2, yaitu sebagai berikut:

1. Aldosa

Aldosa merupakan monosakarida yang mengandung gugus aldehida.

Contoh dari aldosa, yaitu:

a. Glukosa

       Glukosa merupakan monosakarida yang terpenting. Sering disebut dengan gula darah karena terdapat di dalam darah, gula anggur karena juga terdapat di dalam anggur, dan yang terakhir biasa dikenal dengan istilah dekstrosa karena memutar bidang polarisasi kekanan (Ralf-Joan Fessenden,1989, 319).

       Gluktosa banyak dijumpai di alam seperti halnya pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa, maltosa, dan laktosa.

b. Galaktosa

       Galaktosa merupakan suatu aldoheksosa. Monosakarida ini jarang terdapat bebas di alam. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa kurang manis jika dibandingkan dengan glukosa dan kurang larut dalam air. Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula pereduksi

2. Ketosa

    Ketosa yaitu monosakarida dengan gugus keton. Contoh dari ketosa, yaitu Fruktosa. Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam.  Fruktosa merupakan gula termanis, terdapat dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa. Fruktosa dapat terbentuk dari hidrolisis suatu disakarida yang disebut sukrosa. Sama seperti glukosa, fruktosa adalah suatu gula pereduksi.

B. Disakarida

          Disakarida adalah suatu karbohidrat yang tersusun dari dua satuan monosakarida yang dipersatukan oleh suatu hubungan glikosida dari karbon 1 dari satu satuan ke suatu OH satuan lain (Ralf-Joan Fessenden,1989, 348). Pada bahan makanan disakarida terdapat 3 jenis yaitu:

1. Maltosa

     Maltosa mempunyai dua molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa di dapat dari hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat. Disakarida ini tak ditemukan di alam kecuali pada kecambah padi-padian (Ralf-Joan Fessenden,1989, 351).

2. Sukrosa

     Sukrosa terdapat  dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 –α. Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa.

3. Selobiosa

     Selobiosa merupakan disakarida yang diperoleh dari hidrolisis parsial dari selulosa. Seperti maltosa, selobiosa tersusun dari dua satuan glukopiranosa yang digabung oleh suatu ikatan-1,4’ (Ralf-Joan Fessenden,1989, 350).

4. Laktosa

     Laktosa merupakan suatu disakarida alamiah yang dijumpai hanya pada binatang menyusui. Air susu sapi dan manusia mengandung kira-kira 5% laktosa . laktosa diperoleh secara komersial sebagai hasil samping pabrik keju.

     Laktosa atau gula susu berbeda dari maltosa atau selobiosa dalam hal laktosa terdiri dari dua monosakarida yang berlainan yaitu D-glukosa dan D-galaktosa (Ralf-Joan Fessenden,1989, 351).

C.Oligosakarida

            Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya antara 2 (dua) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.

 D. Polisakarida

       Polisakarida adalah senyawa dimana molekul-molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glukosida. Hidrolisis lengkap akan mengubah suatu polisakarida menjadi monosakarida. Polisakarida memenuhi tiga unsur penting dalam sistem kehidupan,yaitu sebagai bahan bangunan, bahan makanan, dan sebagai zat spesifik (Ralf-Joan Fessenden,1989, 352). Jenis polisakarida, yaitu:

1. Selulosa

       Selulosa merupakan senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Selulosa merupakan polimer yang tidak bercabang , terbentuk dari β-D-glukosa yang terikat bersama dengan ikatan β-glikosidik (Purwo Arbianto,1993: 42).

      Hampir 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan adalah selulosa, selulosa merupakan bagian terpenting dari dinding seltumbuh-tumbuhan. Selulosa tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia, karena tidak ada enzim untuk memecah selulosa. Meskipun tidak dapat dicerna,selulosa berfungsi sebagai sumber serat yang dapat memperbesar volume dari faeses, sehingga akan memperlancar defekasi.

2. Kitin

       Kitin adalah polisakarida yang structural ekstrseluler yang ditemukan dalam jumlah besar pada kutikula artopoda dan dalam jumlah kecil ditemukan dalam spons, molusca, dan anelida. Polisakaridanya merupakan rantai tak bercabang dari polimer asetil-glokosamin dan terdiri atas ribuan unit (Purwo Arbianto,1993: 43).

3. Inulin

       Inulin merupakan nutrient polisakarida tak bercabang yang ditemukan dalam artickhokes dan dandelion tumbuhan (Purwo Arbianto,1993: 44).

4. Glikogen

        Glikogen merupakan “pati hewani”, terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) bila bereaksi dengan yodium akan menghasilkan warna merah. Sumber : kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%). Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia dan ikan. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan.

5. Amilum (Pati)

       Pati adalah nutrien polisakarida yang ditemukan dalam sel tumbuhan dan beberapa mikroorganisme. Pati selalu terdapat dalam sel tumbuhan dalam bentuk granula. Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida yang berbeda yaitu amilosa dan amilopektin. Pati merupakan polimer α-D-glukosa dengan ikatan α (1-4). Kandungan glukosa pada pati bisa mencapai 4000 unit. Ada 2 macam amilum yaitu amilosa (pati berpolimer lurus) dan amilopektin (pati berpolimer bercabang-cabang). Sebagian besar pati merupakan amilopektin (Purwo Arbianto,1993: 44).

v    Rumus Bangun Monosakarida dan Disakarida

A. Monosakarida         

Monosakarida mempunyai rumus kimia umum Cx(H2O)y, dimana x minimal 3. Sifat umum dari monosakarida adalah larutair, tidak berwarna, dan berbentuk padat kristal. Contoh dari monosakarida adalah glukosa (dextrosa), fruktosa (levulosa), galactosa, xylosa dan ribosa.

Monosakarida merupakan senyawa pembentuk disakarida (seperti sukrosa) dan polisakarida (seperti selulosa dan amilum). Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon (atau jumlah x) yang terkandung: diosa (2) triosa (3) tetrosa (4), pentosa (5), heksosa (6), heptosa (7), dan seterusnya.

B. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida.

1. Maltosa

Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.

Gambar 1.3 Struktur Maltosa

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antar unit yaitu menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltose selalu α karena maltose terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul maltose terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

2. Sukrosa

Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosayang dihubungkan oleh ikatan 1,2-α

Gambar 1.4 Struktur sukrosa

Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa. Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal. Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.

3. Laktosa

Laktosa tersusun dari molekul β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4′-β.

Gambar 1.5 Strukrur Laktosa

        Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan β-D-galaktosa. Apa bila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.

v    Perbedakan Ikatan α Glikosida dengan β Glikosida

Glikosida merupakan salah satu kandungan aktif tanaman yang termasuk dalam kelompok metabolit sekunder. Di dalam tanaman glikosida tidak lagi diubah menjadi senyawa lain, kecuali bila memang mengalami peruraian akibat pengaruh lingkungan luar (misalnya terkena panas dan teroksidasi udara).

Glikosida adalah senyawa yang terdiri atas gabungan dua bagian senyawa, yaitu gula dan bukan gula. Keduanya dihubungkan oleh suatu bentuk ikatan berupa jembatan oksigen (O –glikosida,dioscin), jembatan nitrogen (N-glikosida, adenosine), jembatan sulfur (S-glikosida, sinigrin), maupun jembatan karbon (C-glikosida, barbaloin).

Glikosida sering diberi nama sesuai bagian gula yang menempel didalamnya dengan menambahkan kata oksida. Sebagai contoh, glikosida yang mengandung glukosa disebut glukosida, yang mengandung arabinosa disebut arabinosida, yang mengandung galakturonat disebut galakturonosida, dan seterusnya.Gula yang sering menempel pada glikosida adalah β-D-glukosa.

Ikatan glikosida terjadi dari kondensasi gugus hidroksil dua molekul monosakarida, yaitu berasal dari gugus hidroksil dari atom karbon yang pertama dengan salah satu gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2, 4, atau 6, yang berasal dari monosakarida yang kedua.

Kita ambil contoh bagaimana sebuah α–D–Glukosa dan β–D–Glukosa membentuk disakarida, Pada kedua molekul ini ikatan glikosida atom karbon nomor 1 dari α- D-glukosa dan atom karbon nomor 4 dari β-D-glukosa lain. Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan 1- 4 glikosida. Secara umum reaksi ini dapat digambarkan dengan sederhana dengan pola reaksi berikut ini:

Gambar 1.6 Ikatan glikosida pada molekul maltosa

           

Disakarida yang banyak terdapat di alam seperti maltosa yang terbentuk dari 2 molekul glukosa melalui ikatan glikosida. Pada maltosa, jembatan oksigen terbentuk antara atom karbon nomor 1 dari D-glukosa dan atom karbon nomor 4 dari D-glukosa lain. Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan α (1→4) glikosida, secara lengkap dinyatakan dengan β-D-glukopiranosil (1→4)E-D-glukopiranosa.

Sukrosa (gula pasir) terbentuk dari satu molekul α-D-glukosa dan β-D-fruktosa, yaitu β-D-fruktofuranosil (2→1) α-D-glukopiranosa atau Fru(α2↔1β)Glc.

Gambar 1.7 Ikatan glikosida pada molekul sukrosa

Laktosa yang terfermentasi akan berubah menjadi asam laktat. Dalam tubuh Laktosa dapat menstimulasi penyerapan kalsium. Molekul ini tersusun dari satu molekul D-glukosa dan satu molekul D-galaktosa melalui ikatan β(1→4) glikosidik.

Gambar 1.7 Ikatan glikosida pada molekul laktosa

v    Struktur Amilum dan Selulosa

A. Struktur Amilum

Gambar 1.8 Struktur Amilum

B. Struktur Selulosa

Gambar 1.9 Struktur Selulosa

v    Sifat-Sifat Karbohidrat

Pada umumnya, karbohidrat berupa serbuk putih yang mempunyai sifat sukar larut dalam pelarut nonpolar tetapi mudah larut dalam air kecuali, polisakarida bersifat tidak larut dalam air.

Amilum dengan air dingin akan membentuk suspensi dan bila dipanaskan akan membentuk pembesaran berupa pasta dan bila didinginkan akan membentuk koloid yang kental semacam gel. Suspensi amilum akan memberikan warna biru dengan larutan iodium. Hal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasikan adanya amilum dalam suatu bahan. Hidrolisis sempurna amilum oleh asam atau enzim akan menhasilkan glukosa.

Glikogen mempunyai struktur empiris yang serupa dengan amilum pada pertumbuhan. Pada proses hidrolisis, glikogen menghasilkan pula glukosa karena, baik amilum maupun glikogen, tersusun dari sejumlah satuan glukosa. Glokogen dalam air akan membentuk koloid dan memberikan warna merah dengan larutan iodium. Pembentukan glikogen dari glukosa dalam sel tubuh diatur oleh hormon insulin dan prosesnya disebut glycogenesis. Sebaiknya, proses hidrolisis glikogen menjadi glukosa disebut glycogenolysis.

Semua jenis karbohidrat, baik monosakarida, disakarida, maupun polisakarida akan berwarna merah-ungu bila larutannya dicampur beberapa tetes α-naftol dalam alkohol dan ditambahkan asam sulfat pekat, sehingga tidak bercampur. Warna ungu akan tampak pada di bidang batas antara kedua cairan. Sifat ini dipakai sebagai dasar uji kualitatif adanya karbohidrat dalam suatu bahan dan dikenal degan uji molisch.

Monosakarisa dan disakarida memiliki rasa manis, sehingga sering disebut gula. Rasa manis dari gula disebabkan oleh gugus hidroksilnya. Kebanyakan monosakarida dan disakarida, kecuali sukrosa, adalah gula pereduksi. Sifat mereduksi disebabkan adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekulnya. Larutan gula bereaksi positif dengan pereaksi Fehling, pereaksi Tollens, maupun pereaksi benedict. Sebaliknya, kebanyakan polisakarida adalah gula nonpereduksi.