KARBOHIDRAT

BAGIAN KIMIA FKUYJAKARTA

KARBOHIDRAT

DEFINISI, KLASIFIKASI DAN FUNGSI MONOSAKARIDA STRUKTUR SIKLIK GLIKOSIDA DISAKARIDA POLISAKARIDA GULA PEREDUKSI SAKARIDA LAINNYA

DEFINISI

KARBOHIDRAT ADALAH POLIHIDROKSI ALDEHID ATAU KETON.

BILA DIHIDROLISA AKAN MENGHASILKAN BEBERAPA SENYAWA GULA YANG LEBIH RENDAH

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT

MONOSAKARIDA

DISAKARIDA

POLISAKARIDA

KLASIFIKASI MONOSAKARIDA

MONOSAKARIDA

BERDASARKANGUGUS FUNGSI

BERDASARKANJUMLAH ATOM C

ALDOSA KETOSA

GUGUS FUNGSI :ALDEHIDA

GUGUS FUNGSI :KETON

HEKSOSA(6 ATOM C)

PENTOSA(5 ATOM C)

TETROSA(4 ATOM C)

TRIOSA(3 ATOM C)

…..KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

GULA PEREDUKSI KARBOHIDRAT YANG DAPAT MEREDUKSI PEREAKSI FEHLING ATAU TOLLENSCONTOH : GLUKOSA, FRUKTOSA DAN GALAKTOSA

BUKAN GULA PEREDUKSI KARBOHIDRAT YANG TIDAK BISA MEREDUKSI PEREKASI FEHLING ATAU TOLLENSCONTOH : SUKROSA

BERDASARKAN KEMAMPUANNYA MEREDUKSI PEREAKSI FEHLING,BENEDICT’S ATAU TOLLEN’S, KARBOHIDRAT DAPAT DIKLASIFIKASIKAN ATAS :

FUNGSI KARBOHIDRAT PADA MAKHLUK HIDUP ADALAH :

SEBAGAI SUMBER ENERGI KOMPONEN PENTING PEMBENTUK DINDING SEL

TUMBUHAN KOMPONEN PENTING PEMBENTUK CANGKANG ATAU

KULIT HEWAN LAUT SEPERTI UDANG DAN KERANG

II. MONOSAKARIDA

1. ALDOTRIOSA : GLISERALDEHIDA

C

C

H O

H

CH2OH

OHC C

H

O

H

CH2OH

OH

ATOM KARBON ASIMETRIS (C KIRAL)C KIRAL

C

C

H O

H

CH2OH

OH

1

3

2

GLISERALDEHIDA

ATOM C KEDUA PADA GLISERALDEHIDA MENGIKAT 4 BUAH GUGUS YANG BERBEDA, YAITU : CHO, H, OH DAN CH2OH

C KIRAL

ATOM KARBON YANG MENGIKAT4 GUGUS YANG BERBEDA

KONFIGURASI D- dan L-

C

C

H O

H

CH2OH

OH

1

3

2

D-GLISERALDEHIDA

C

C

H O

HO

CH2OH

H

1

3

2

L-GLISERALDEHIDA

STEREOISOMER (MOLEKUL-MOLEKUL YANG STRUKTURNYA BERBEDA HANYA PADA PENATAAN GUGUS-GUGUSNYA DALAM

RUANG)

Gugus – OH di kanan

Gugus – OH di kiri

STEREOKIMIA

ILMU YANG MEMPELAJARI PENATAAN ATOM- ATOM DARI SUATU MOLEKUL DALAM RUANG (3 DIMENSI)

PENTING DALAM SISTEM BIOLOGIS (CONTOHNYA : ENZIM)KARENA AKTIFITASNYA BERSIFAT STEREOSPESIFIK

STEREOSPESIFIK :

SIFAT MOLEKUL YANG HANYA AKAN AKTIF BEREAKSI DENGAN MOLEKUL TERTENTU YANG MEMPUNYAI BENTUK 3 DIMENSI TERTENTU PULA

KONFIGURASI D DAN L DARI MONOSAKARIDA SELANJUTNYA DITENTUKAN BERDASARKAN KONFIGURASI GLISERALDEHIDA INI, DIMANA :

KONFIGURASI D : JIKA GUGUS -OH PADA ATOM C ASIMETRIS TERJAUH DARI C-1 BERADA DISEBELAH KANAN

KONFIGURASI L : JIKA GUGUS -OH PADA ATOM C ASIMETRIS TERJAUH DARI C-1 BERADA DISEBELAH KIRI

CONTOH : D-GLUKOSA

C KIRAL TERJAUH DARI C1PENENTU KONFIGURASI D ATAU L

BUKAN C KIRAL

1CH O

H OH

H OH

HO H

H OH

CH2OH

2

3

4

5

6

PROYEKSI FISCHER

RUMUS PROYEKSI FISCHER

CHO

CH

CH2OH

OH

CHO

CHO

CH2OH

H

CHO

CH

CH2OH

OH

D-GLISERALDEHIDA

CHO

CHO

CH2OH

H

L-GLISERALDEHIDA

CARA MENGGAMBARKAN RUMUS PROYEKSI FISCHER

GUGUS FUNGSI ALDEHIDA ATAU KETON BERADA DI ATAS

RANTAI KARBON DIGAMBARKAN VERTIKAL, DENGAN GUGUS SUBSTITUEN BERADA DI KIRI DAN KANAN

ATOM KARBON ASIMETRIS BERADA PADA TITIK PERTEMUAN GARIS VERTIKAL DAN HORISONTAL

CONTOHNYA : D-FRUKTOSA

CH2OH

O

H OH

HO H

H OH

CH2OH

GUGUS KETON

C - ASIMETRIS

SUBTITUEN

OPTIS AKTIF

ALAT MENGUKURNYA : POLARIMETER

TIDAK ADA KAITAN ANTARA KONFIGURASI D/L DENGAN KEMAMPUAN MEMUTAR BIDANG POLARISASI CAHAYA

KEMAMPUAN MOLEKUL UNTUK MEMUTAR BIDANG POLARISASI CAHAYA

KE KANAN KE KIRI

D-(+) GLISERALDEHIDA L-(-) GLISERALDEHIDA

ISOMER OPTIS

2. ALDOTETROSA

THREOSA ERITHROSA

CHO

HO H

H OH

CH2OH

CHO

H OH

HO H

CH2OH

D-THREOSA L-THREOSA

CHO

H OH

H OH

CH2OH

CHO

HO H

HO H

CH2OH

D-ERITHROSA L-ERITHROSA

STEREOISOMER

3. ALDOPENTOSA

D-ARABINOSA

DISEBUT GULA PEKTIN

CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

CHO

H

OHH

OHH

CH2OH

HO

D-SILOSA

DISEBUT JUGA GULA KAYU

D-RIBOSA

D-2-DEOKSIRIBOSA

BAGIAN PENTING DARI RNA BAGIAN PENTING DARI DNA

CHO

H OH

H OH

H OH

CH2OH

CHO

H OH

H H

H OH

CH2OH

ALDOPENTOSA….

4. ALDOHEKSOSA

D-GLUKOSA D-GALAKTOSA

D-MANNOSA

• MONOSAKARIDA TERPENTING

• SUMBER NUTRISI BAGI HAMPIR SEMUA M.HIDUP

• DISEBUT JUGA :- GULA JAGUNG- GULA ANGGUR- GULA DARAH

• TERDAPAT DALAM URINE DENGAN KADAR YG SANGAT KECIL.

• PENYUSUN LAKTOSA(DISAKARIDA PD SUSU)

• DISEBUT JUGA :- GULA SUSU

• DI DALAM TUBUH DIUBAH MENJADI GLUKOSA

KOMPONEN PENYUSUN MANNAN(POLISAKARIDA YANG TERDAPAT PADA TUMBUHAN)

CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

OHH

CHO

HO H

HO H

H OH

CH2OH

OHH

CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

HHO

5. KETOHEKSOSA

FRUKTOSA

• TERDAPAT PADA BUAH, MADU DAN SEMEN MANUSIA

• PERBEDAAN DENGAN D-GLUKOSA HANYA PADA C-1 DAN C-2

• KONFIGURASI D-FRUKTOSA MEMUTAR BIDANG POLARISASI KE KIRI (-)

D-FRUKTOSA

CH2OH

O

H OH

HO H

H OH

CH2OH

III. STRUKTUR SIKLIK

FURANOSA PIRANOSA

MONOSAKARIDALINGKAR 5

MONOSAKARIDALINGKAR 6

SIKLISASI

REAKSI ANTARA GUGUS KARBONIL (C=O) DENGAN GUGUS HIDROKSIL (O-H)

HEMIASETAL/HEMIKETAL

R C

O

H + R' OH R C

OH

OR'

H

+ H2OH+

ALDEHIDAHEMIASETAL

R C

O

R" + R' OH R C

OH

OR'

R"

+ H2OH+

KETONHEMIKETAL

CONTOH : 1. D-GLUKOSA

OH

CH2OH

OH

OH

HO

OH

1

23

4

5

6

O

CH2OH

OH

OH

HO

OH

H1

23

4

5

6

-D-Glukopiranosa

O

CH2OH

OH

OH

HO

H

OH1

23

4

5

6

-D-Glukopiranosa

C-hemiasetal

CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

OHH

1

6

5

4

3

2

CONTOH : 2. D-FRUKTOSA

HO

OH

HOCH2 OH

CH2OH

O

1

6

5

4 3

2

HO

OH

HOCH2 O OH

CH2OH

-D-Fruktofuranosa

HO

OH

HOCH2 O CH2OH

OH

2

34

5

6 1

-D-Fruktofuranosa

C-hemiketal

CH2OH

H OH

HO H

H OH

CH2OH

O

1

6

5

4

3

2

PROYEKSI HAWORD

CARA MENGUBAH PROYEKSI FISCHER KE PROYEKSI HAWORD :

• LETAKKAN C-1 DISEBELAH KANAN

• UNTUK KONFIGURASI D : CH2OH (C-6) DITEMPATKAN DIATAS CINCIN

• UNTUK KONFIGURASI L : CH2OH (C-6) DITEMPATKAN DI BAWAH CINCIN

• GUGUS APA SAJA YANG BERADA DISEBELAH KANAN PADA PROYEKSI FISCHER, DITEMPATKAN DISEBELAH BAWAH

• GUGUS APA SAJA YANG BERADA DISEBELAH KIRI PADA PROYEKSI FISCHER, DITEMPATKAN DISEBELAH ATAS

2

3

4

5

6

1CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

OHHO

CH2OH

OH

OH

HO

H

OH1

23

4

5

6

Konfigurasi D

O

CH2OH

OH

OH

HO

H

OH1

23

4

5

6

OCH2OH

HO

OH

HO

HO

1

23

6

5

4

D-Glukosa D-Glukosa

PERUBAHAN BENTUK RANTAI DAN BENTUK SIKLIK DARI GLUKOSA

2

3

4

5

6

1CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

OHHO

CH2OH

OH

OH

HO

H

OH1

23

4

5

6

O

CH2OH

OH

OH

HO

OH

H1

23

4

5

6

H+H+

-D-glukopiranosa(+ 37%)

-D-glukopiranosa(+ 63%)

D-glukosa(< 1%)

SECARA STEREOKIMIA, BILA a-D-Glukosa MURNI DILARUTKAN DALAM LARUTAN BERASAM, MAKA TERJADI KESETIMBANGAN SEPERTI GAMBAR BERIKUT :

TERLIHAT BAHWA BENTUK SIKLIK LEBIH DISUKAI DARIPADA BENTUK RAANTAI PANJANG.

IV. GLIKOSIDA

R C R'

H

OH

+ R"' OH R C OR'

H

OR"'

+ H2OH+

HEMIASETAL ASETAL

R C R'

R"

OH

+ R"' OH R C OR'

R"

OR"'

+ H2OH+

HEMIKETAL KETAL

PEMBENTUKAN IKATAN GLIKOSIDA PADA KARBOHIDRAT

TERBENTUK BILA HEMIASETAL/HEMIKETAL KARBOHIDRAT BEREAKSI DENGAN GUGUS HIDROKSIL KARBOHIDRAT LAIN ATAU MOLEKUL ALKOHOL

O

OH

+ CH3 OHH+

H2O+

O

OCH3

C hemiasetal C asetal

JENIS IKATAN GLIKOSIDA

1. IKATAN GLIKOSIDA ANTARA MOLEKUL KARBOHIDRAT DENGAN ALKOHOL

2. IKATAN GLIKOSIDA ANTARA MOLEKUL KARBOHIDRAT DENGAN MOLEKUL KARBOHIDRAT LAINNYA

• IKATAN (1 4)• IKATAN (1 4)• IKATAN (1 6)• IKATAN (1 6)

CONTOHNYA :

O

O

OOH

Ikatan (1 4)

O O

OH

O

Ikatan (1 4)

O

O

OH

CH2OHO

Ikatan (16)

O O

O

CH2OH

OH

Ikatan (1 6)

V. DISAKARIDA

1. MALTOSA

DIBANGUN OLEH 2 UNIT D-GLUKOSA DENGAN IKATAN GLIKOSIDA (1 4)

PATIDIASTASE

MALTOSAMALTASE

D-GLUKOSA

DIPEROLEH DARI HIDROLISIS :

O

CH2OH

OH

OH

HO O

OH

OH

CH2OH

O

OH

2. SELOBIOSA

DIBANGUN OLEH 2 UNIT D-GLUKOSA DENGAN IKATAN GLIKOSIDA (1 4)

DIPEROLEH DARI HIDROLISIS SEBAGIAN SELULOSA

O

CH2OH

OH

OH

HO

O

OH

O

CH2OH

OH

OH

3. LAKTOSA

DIBANGUN OLEH 2 UNIT MONOSAKARIDA D-GLUKOSA DAN D-GALAKTOSA DENGAN IKATAN GLIKOSIDA (1 4)

DISEBUT JUGA DENGAN GULA SUSU

O

CH2OH

OH

OH

HO O

OH

O

CH2OH

OH

OH

Unit D-Galaktosa

Unit D-Glukosa

HIDROLISIS LAKTOSA DALAM TUBUH :

LAKTOSA D- GALAKTOSA + D-GLUKOSALAKTASE

LACTOSE INTOLERANCE

D-GLUKOSA

GALAKTOSEMIA

4. SUKROSA

• DIBANGUN OLEH 2 UNIT MONOSAKARIDA -D-GLUKOSA DAN -D-FRUKTOSA

• DISEBUT JUGA DENGAN GULA PASIR

O

CH2OH

OH

OH

HO

O

CH2OH

HO

OH

HOCH2 O

UNIT GLUKOSA

UNIT FRUKTOSA

• HIDROLISIS OLEH LARUTAN ASAM ATAU OLEH SUATU ENZIM MEMBENTUK GULA INVERSI

HIDROLISIS SUKROSA

SUKROSAH+ / ENZIM

D-GLUKOSA D-FRUKTOSA+

+66,5O +52,7O -92,4O

GULA INVERSI

-39,7O

LEBIH MANIS DARI SUKROSA

(PADA MADU)Selama proses hodrolisis terjadi perobahan rotasi . Rotasi kearahNegatif meningkat, karena terbentuknya fruktosa yang rotasinya -92,4 oleh karena itu disebut inversi

Rotasi positif

Gula Inversi

Definisi:  Gula inversi adalah campuran glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang sama sebagai hasil hidrolisis dari sukrosa; ditemukan secara alami pada buah-buahan

VI. POLISAKARIDA

1. PATI

• TERDIRI DARI UNIT-UNIT D-GLUKOSA• MERUPAKAN BENTUK PENYIMPANAN UTAMA D-GLUKOSA DALAM

TUMBUHAN

• tersusun oleh unit D-glukopiranosa dengan ikatan glikosida (1 4)

• membentuk rantai linier• bentuk 3D : spiral• setiap molekul mengandung

sampai 3000 unit D-glukopiranosa

• tersusun oleh unit D-glukopiranosa dengan ikatan glikosida (1 4) dan (1 6)

• membentuk rantai bercabang• setiap cabang mengandung 24

sampai 30 unit D-glukopiranosa

PATI

AMILOSA AMILOPEKTIN

PATI

AMILOSA

AMILOSA

Amilosa merupakan polisakarida, polimer yang tersusun dari glukosa sebagai monomernya. Tiap-tiap monomer terhubung dengan ikatan 1,6-glikosidik.

Amilosa merupakan polimer tidak bercabang yang bersama-sama dengan amilopektin menjadi komponen penyusun pati. Dalam masakan, amilosa memberi efek "keras" atau "pera" bagi pati atau tepung.

AMILOPEKTINO

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

Amilopektin merupakan polisakarida yang tersusun dari monomer α-glukosa.

Amilopektin merupakan molekul raksasa dan mudah ditemukan karena menjadi satu dari dua senyawa penyusun pati, bersama-sama dengan amilosa.

Walaupun tersusun dari monomer yang sama, amilopektin berbeda dengan amilosa, yang terlihat dari karakteristik fisiknya. Secara struktural, amilopektin terbentuk dari rantai glukosa yang terikat dengan ikatan 1,6-glikosidik, sama dengan amilosa. Namun demikian, pada amilopektin terbentuk cabang-cabang (sekitar tiap 20 mata rantai glukosa) dengan ikatan 1,4-glikosidik.

2. GLIKOGEN

• TERDIRI DARI UNIT-UNIT D-GLUKOSA

• STRUKTURNYA MIRIP DENGAN AMILOPEKTIN, TAPI LEBIH BERCABANG KARENA DISETIAP PERCABANGAN TERDAPAT HANYA SEKITAR 8 SAMAPI 12 UNIT D-GLUKOSA

• MERUPAKAN BENTUK PENYIMPANAN UTAMA D-GLUKOSA DALAM SEL HEWAN. BIASANYA DISIMPAN DALAM HATI DAN OTOT

* Glikogen (disebut juga 'pati otot') yang dipakai oleh hewan sebagai penyimpan energi memiliki struktur mirip dengan amilopektin. Perbedaannya, percabangan pada glikogen lebih rapat/sering.

3. SELULOSA

• TERSUSUN DARI UNIT-UNIT D-GLUKOSA DENGAN IKATAN GLIKOSIDA (1 4)

• DIBANGUN OLEH 300 S/D 1500 UNIT D-GLUKOSA YANG MEMBENTUK RANTAI POLIMER YANG LINIER

• MERUPAKAN POLISAKARIDA PENTING DALAM PEMBENTUKAN DINDING SEL TUMBUHAN DAN KOMPONEN UTAMA KAYU.

OO

OO

OO

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.

Selulosa (C6H10O5)n ialah karbohidrat utama yang disintesis oleh tanaman dan menempati hampir 50% komponen penyusun struktur tanaman yang merupakan penyusun utama dari dinding sel. Selulosa menyebabkan tubuh tumbuhan kaku yang disebabkan adanya ikatan hidrogen dalam penyusunanannya.

VII. GULA PEREDUKSI

GULA PEREDUKSIBENEDICT’S

TOLLEN’SENDAPAN MERAH BATA

SYARAT GULA PEREDUKSI :

• MEMILIKI GUGUS ALDEHIDA• MEMILIKI GUGUS - HIDROKSI KETON• MASIH MEMILIKI KARBON HEMI ASETAL/HEMIKETAL

GULA PEREDUKSI

CH2OH

O

H OH

HO H

H OH

CH2OH

CHO

H OH

HO H

H OH

CH2OH

OHH

D- Glukosa D-Fruktosa

O

CH2OH

OH

OH

HO

O

OH

O

CH2OH

OH

OH

maltosa

hemiasetal

BUKAN GULA PEREDUKSI

O

CH2OH

OH

OH

HO

O

CH2OH

HO

OH

HOCH2 O

asetal

ketal

BAIK CINCIN GLUKOSA MAUPUN CINCIN FRUKTOSA TIDAK DAPAT TERBUKA

VIII. SAKARIDA LAIN

1. ASAM GLUKORONAT

• PENTING DALAM SISTEM METABOLISME HEWAN

• MERUPAKAN ZAT TOKSIK YANGDIBUANG LEWAT AIR SENI DALAM BENTUK GLUKURONIDA (TURUNAN DARI ASAM)

• DALAM SISTEM METABOLISME HEWAN & TUMBUHAN :ASAM GLUKURONAT

ASAM L- GULONAT

ASAM L-ASKORBAT

CO2H

O

OH

OH

OH

HO

CH2OH

O

OH

NH2

OH

HO

CH2OH

O

OH

NH

OH

HO

O CH3

2. GLUKOSAMIN DAN N-ASETILGLUKOSAMIN

GLUKOSAMINN-ASETILGLUKOSAMIN

CH2OH

O

OH

NH

HO

O CH3

O

CH2OH

O

OH

NH

O CH3

O

CH2OH

O

NH

HO

O CH3

O

CH2OH

O

OH

OH

O

O

O

OH

OH

O

CH2OH

O

CH3O

HO

NH

O

CH2OH

KITINPOLISAKARIDA DARI N-ASETILGLUKOSAMIN

BERSIFAT TIDAK LARUT DALAM AIR

BANYAK DITEMUKAN PADA KULIT KERANG MAUPUN BINATANG LAUT LAIN SEPERTI UDANG DAN KEPITING

ASAM HIALURONAT

POLISAKARIDA DARI ASAM GLUKORONAT DAN N-ASETILGLUKOSAMIN

3. HEPARIN

MERUPAKAN POLISAKARIDA PENCEGAH KOAGULASI DARAH

CH2OSO3H

O

OHO

OSO3H

OH

O

CO2H

NHSO3H

O O

BEBERAPA GULA BUATAN

SAKARIN KALSIUM SIKLAMAT

SO2

NH

O

NHSO3-

Ca+2

SIKLUS GLUKOSA