Proses Metabolisme Karbohidrat

Kategori Proses Metabolisme

Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolism diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis.

Glikolisis Hingga Glikogenesis

Proses glikolisis mencakup oksidasi glukosa atau glikogen yang diurai menjadi piruvat juga laktat dengan jalan emben-meyerhof Pathway atau biasa disingkat EMP. Proses glikolisis ini terjadi di semua jaringan. Proses selanjutnya adalah oksidasi piruvat ke asetik KoA. Langkah ini dibutuhkan sebelum proses masuknya hasil glikolisis di dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir oksidasi semua komponen senyawa protein, karbohidrat, dan juga lemak. Sebelum asam piruvat memasuki asam nitrat, ia terlebih dahulu harus disalurkan ke mitokondria dengan jalan transport piruvat khusus yang membantu pasasi melewati membran di area mitokondria. Setelah sampai di wilayah mitokondria, piruvat mengalami proses dekarboksilasi dan diolah menjadi senyawa asetil KoA. Proses dekarboksilasi ini terjadi karena bantuan tiamin difosfat yang berperan sebagai derivate hidroksietil cincin tiazol dan terkait dengan enzim.

Proses metabolisme karbohidrat selanjutnya adalah tahapan glikogenesis. Secara umum proses ini menghasilkan sintesis glikogen dari glukosa. Merupakan lintasan metabolisme dimana  glikogen dihasilkan dan disimpan di dalam organ gati. Hormon yang berperan dalam proses ini adalah insulin sebagai reaksi atas rasio gula di dalam darah yang kadarnya meningkat.

Glikogenolisis Hingga Glukoneogenesis

Selanjutnya adalah tahapan glikogenolisis. Ia merupakan lintasan metabolisme yang

dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis mencakup gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga terlibat antara lain adrenalin dan glucagon.

Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau biasa disingkat HMP Shunt dan juga dikenal dengan istilah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesis asam lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan pentose untuk digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat. Sementara itu ribose 5-fosfat bereaksi dengan komponen ATP menjadi komponen 5-fosforibosil-1-pirofosfar atau biasa disingkat PRPP.

Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis. Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah hasil dari lintasan aatau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam oksaloasetat dan suksinat.

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat adalah derivate aldehid atau keton dari alkohol polihidris atau senyawa lain yang menghasilkan derivat tersebut pada hidrolisinya. Karbohidrat dikelompokkan menjadi:1. Monosakarida, tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa karbohidrat yang lain tanpa kehilangan sifat-sifat sebagai karbohidrat. Misalnya: gliserol, ribose, galaktosa, dan fruktosa.2. Disakarida, jika dihidrolisis menjadi 2 molekul monosakarida. Misalnya: maltose, skrosa, laktosa dan trehalosa.3. Olisakarida, jika dihidrolis menghasilkan sampai 10 molekul monosakarida. Misalnya: raffinosa.4. Polisakarida, jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10 molekul monosakarida. Misalnya: amilum, dekstran, dekstrin, glikogen, selulosa, galaktan, dll.

Pencernan karbohidrat kompleks dimulai dalam mulut dengan amilase saliva yang menghidrolisis pati (amylase, amilo pectin, glikogen) menjadu unit-unit yang lebih kecil dan sebagian menjadi disakarida. Dari sana, sudah sangat sedikit pemecahan karbohidrat kompleks sampai mencapai usus kecil bagian atas, dimana banyak terjadi pencernaan karbohidrat. Enzim pancreas dan intestine, terutama amlas pancreas, mereduksi kompleks karbohidrat menjadi unit-unit dimerik maltose (glukosa-glukosa). Sintesis amylase penkreas diatur oleh insulin dan proses ini akan terganggu pada saat menderita diabetes. Kemudian enzim-enzim disakarida (sukrosa dan laktosa) menjadi heksosa-heksosa penyusunnya. Unit heksosa tersebut diserap ke dalam mukosa intestine seperti proses pemecahan disakarida dan diangkat dari tempat pemecahan tersebut ke hati melalui peredaran darah portal.

Penyerapan beberapa monosakarida (glukosa, fruktosa, dan galaktosa) terjadi dalam proses yang membutuhkan energimelibatkan inklinasi kimiawi Na+ ekstraselular melintasi brush border, pompo Na+. Antara gukosa dan galaktosa berkompetisi untuk system pengangkutan yang sama. Disakarida, sucrose diserap secara bersama atau lebih cepat sebagai glukosa dan fruktosa pada saat dipecah dalam brush border sel mukosa intestine.

Oleh karena kebiasaan mukosa intestine mengambil mono dan disakarida maka konsumsi gula-gula ini dan banyak karbohidrat lain akan meningkatkan kadar glukosa, fruktosa, dan galaktosa plasma dengan cepat dan secara nyata. Hal ini akan menghasilkan suatu seri aktivitas adaptasi guna mempertahankan homeostasis plasma. Memakan beberapa bahan makanan yang mengandung karbohidrat kompleks (polimerik) yang dapat dicerna tidak akan mengubah konsentrasi gukosa darah scara cepat, hal ini kemungkinan di sebabkan oleh pencernan pati yang lebih lamban oleh amylase saliva dan pancreas. Akibatnya aktivitas adaptasi yan gkurang drastic (trmasuk sekersi insulin) mungkin diperlukan kalau karohidrat yang dimakan dalam bentuk pati dengan gula.

Masuknya glukosa ke dalam darah, meningkatkan kadar glukosa darah, yang menyebabkan tersekresinya insulin dari pancreas dan menurunkan sekresi glucagon. Selanjutnya menyebabkan peningkatan pengambilan glukosa oleh hati, urat daging dan jaringan lemak. Juga merangsang sintesis glikogen dalam hati dan urat daging dengan jalan mengurangi produksi cyclic Adenin Monofosfat (cAMP) dan proses fosforilasi atau sintesis glukogen terbatas secara fisik, oleh karena sifat molekul glikogen yang sangat voluminous (terhidrasi) dan diperkirakan bahwa tidak lebih dari 10-15 jam setara energy glukosa dapat disimpan dalam hati (sekitra 100 g). dalam kondisi pengambilan atau konsumsi glukosa maksimal ada kemungkinan lebih banyak lagi glikogen (sekitar 0,5 kg) yang diencerkan dalam massa jaring yang lebih besar, disimpan dalam urat daging.Kelebihan glukosa akan dikonversi menjadi asam-asam lemak dan tigliserida terutama oleh hati dan jaringan lemak. Trigliserida yang terbentuk dalam hati dibebaskan ke plasma sebagai Veri Low Density Lipoprotein (VLDL) yang akan diambil oleh jaringan lemak untuk disimpan.

Setiap substrat yang akan masuk ke dalam siklus krebs harus berupa asam karboksilat (senyawa gula). Oleh karena itu substrat respirasi yang berasal dari karbohidrat dan lemak serta protein harus mengalami proses penguraian menjadi substrat respirasi yang sederhana.

Contoh dari penyakit yang disebabkan karena kelebihan karbohidrat dan adalah obesitas yaitu suatu keadaan dimana terjadi penumpukan lemak tubuh yang berlebih. Obesitas terjadi karena karena ketidakseimbangan antara energi yang masuk dengan energi yang keluar. Body Mass Index (BMI) atau Indeks Massa Tubuh (IMT) telah diakui sebagai metoda yang paling praktis dalam menentukan tingkat overweight dan obesitas pada orang dewasa di bawah umur 70 tahun.

BIOMOLEKUL

 Disusun oleh : Rafael Yovan

Staf pengajar Akper Dharma Insan Pontianak

Nutrien (zat gizi) adalah komponen kimia dalam makanan yang digunakan oleh

tubuh sebagai sumber energi & membantu pertumbuhan, perbaikan, & perawatan

sel-sel tubuh. Terdapat enam kelas zat gizi :

- protein

- karbohidrat                makronutrien

- lemak

- vitamin

- mineral         mikronutrien

- air

Pertumbuhan, perkembangan & kesehatan yang optimal bergantung pada nutrisi

yang baik serta jumlah & kualitas nutrien yang memadai bagi sel. Makromolekul

makanan yang tidak larut harus dicerna agar menjadi subunit yang larut & dapat

diserap.

Komponen utama makanan (makronutrien) adalah karbohidrat, protein & lemak.

Mikronutrien esensial adalah vitamin & mineral. Air juga merupakan bagian penting

dari makanan.

Diet yang seimbang mengandung semua jenis nutrien dalam jumlah yang cukup

untuk mempertahankan kesehatan. Diet yang seimbang harus mengikuti aturan

berikut ini :

- makan berbagai jenis makanan.

- sebagian besar makanan yang dimakan adalah karbohidrat, misalnya pasta, nasi &

kentang.

- makan 4 – 6 porsi buah-buahan atau sayuran setiap harinya.

- makan kacang, produk susu, & daging tanpa lemak dalam jumlah sedang.

- gunakan lemak, gula, & garam seminimal mungkin.

- alkohol diminum dalam jumlah yang sedikit.

Sebagian besar molekul yang mendapat perhatian dalam fisiologi manusia memiliki

3 unsur pokok : karbon (C), hidrogen (H), & oksigen (O). Molekul2 yang

mengandung karbon dikenal sebagai molekul organik, karena pada awal mulanya

molekul2 ini dianggap hanya ada / bisa didapatkan dari tumbuh-tumbuhan & hewan

saja. Kata ‘organik’ berarti ‘didapat dari makhluk hidup’ tetapi sekarang beribu-ribu

senyawa organik seperti obat-obatan & plastik dibuat secara artifisial di laboratorium.

Molekul2 organik yang berhubungan dengan organisme hidup dinamakan juga

biomolekul.

Terdapat 4 jenis biomolekul : karbohidrat, lipid, protein & nukleotida. 3 jenis yang

pertama digunakan oleh tubuh untuk energi & sebagai penyusun komponen2

seluler. Sedangkan nukleotida meliputi DNA & RNA ; komponen struktural materi

genetik. Senyawa yang membawa energi seperti ATP, atau meregulasi metabolisme

seperti cAMP juga merupakan nukleotida.

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam sebagian besar makanan manusia.

Monosakarida, misalnya glukosa, fruktosa & galaktosa biasanya tidak dikonsumsi

dalam jumlah besar walaupun ketiganya terdapat di buah-buahan. Sumber utama

karbohidrat dalam makanan adalah zat pati dari sumber tumbuhan, ditambah

glikogen dari hati & otot hewan.

Karbohidrat hanya mengandung karbon, hidrogen & oksigen. Dinamakan

karbohidrat karena rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, yang sama dengan

rasio pada air. Semua karbohidrat mengandung gugus fungsional hidroksil –OH

yang termasuk kelompok alkohol. Senyawa karbohidrat adalah polihidroksi

aldehida atau polihidroksi keton yang mengandung unsur2 karbon (C), hidrogen

(H), & oksigen (O) dengan rumus empiris total (CH2O)n.

Karbohidrat dalam tubuh manusia & hewan dibentuk dari beberapa asam amino,

gliserol lemak, & sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuh-

tumbuhan.

Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok berdasarkan ukuran & kelarutannya :

- Monosakarida → ‘satu unit gula’ & larut dalam air. Merupakan unit pembangun karbohidrat lainnya.

- Disakarida → ‘dua unit gula’ & larut dalam air.

- Polisakarida → ‘banyak unit gula’ & tidak larut dalam air.    

Karbohidrat adalah suatu polimer yang tersusun atas monomer2. Berdasarkan

monomer yang menyusunnya, karbohidrat dibedakan menjadi 3 golongan, yaitu :

monosakarida, oligosakarida, & polisakarida.

1. Monosakarida : karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi

karbohidrat lain. Bentuk ini dibedakan kembali menurut jumlah atom C yang dimiliki

& sebagai aldosa atau ketosa. Monosakarida yang terpenting adalah glukosa,

galaktosa & fruktosa. Contoh lainnya tercantum pada tabel.

Monosakarida

Rumus molek

ul

Aldosa Ketosa

Triosa C3H6O3 Gliserosa

Dihidroksi aseton

Tetrosa C4H8O4 Eritrosa Eritrulosa

Pentosa C5H10O5

Ribosa Ribulosa

Heksosa C6H12O6

Glukosa Fruktosa

Monosakarida mengandung banyak gugus fungsional hidroksil (-OH). Gugus

hidroksil dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, membuat monosakarida larut

dalam air. Adanya gugus –OH pada atom karbon dalam molekul juga dianggap

memberikan rasa ‘manis’ pada gula.

Monosakarida terdapat dalam bentuk ‘rantai terbuka’ & bentuk cincin. Kedua bentuk

ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Di dalam larutan bentuk ‘rantai terbuka’

menutup & membentuk struktur cincin yang lebih stabil.   Lht gbr.

Tiga monosakarida yang sering terdapat dalam makanan adalah glukosa (gula

darah / dekstrosa), fruktosa (gula buah), & galaktosa. Ketiganya memiliki rumus

molekul C6H12O6 & disebut juga heksosa karena memiliki enam atom karbon.

Monosakarida dengan 5 atom karbon disebut pentosa, contohnya ribosa &

deoksiribosa. Rumus molekulnya C5H10O5.   Lht jg tabel.

Fruktosa, galaktosa, & glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul yang

sama tetapi rumus strukturnya berbeda). Jadi ketiganya memiliki sifat kimiawi yang

berbeda.

Gambar 4.2  Isomer monosakarida.

Glukosa mengandung gugus fungsional aldehida (gambar bawah) & disebut aldosa.

                      

Fruktosa memiliki gugus fungsional keton (gambar bawah) & disebut ketosa.

                         

Semua monosakarida merupakan gula pereduksi karena mudah bereaksi dengan

reagen seperti larutan Benedict & Fehling. Monosakarida akan mereduksi larutan

reagen yang berwarna biru menjadi merah bata.

Glukosa digunakan oleh sel tubuh sebagai sumber energi. Nilai normal glukosa

darah adalah 3,5 – 5,5 mmol/L. Saat ini, paramedis dapat menguji glukosa dalam

urin menggunakan reagen urinalisis berbentuk strip yang akan berubah warna

berdasarkan konsentrasi glukosa, misalnya Clinistix® atau Labstix®.

Tes darah dapat memberikan pengukuran glukosa darah secara langsung. Sampel

darah didapat dengan menusuk ujung jari & meneteskan darah pada strip reagen &

memasukkannya ke glukometer, misalnya Glukotrend® yang menampilkan hasil

pengukuran secara digital.

2. Oligosakarida : karbohidrat yang tersusun dari dua sampai sepuluh satuan

monosakarida. Oligosakarida yang umum adalah disakarida, yang terdiri atas dua

satuan monosakarida & dapat dihidrolisis menjadi monosakarida.

Disakarida yang penting dalam makanan adalah sukrosa (gula meja / gula tebu),

laktosa (gula susu), & maltosa (gula malt). Laktosa & maltosa merupakan gula

pereduksi, tetapi sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.

Disakarida terbentuk bila dua monosakarida bergabung dengan melepas satu

molekul air dalam reaksi kondensasi. Ikatan kovalen yang menggabungkan dua unit

monosakarida disebut ikatan glikosidik. Ikatan –C-O-C- ini merupakan gugus

fungsional eter.

Gambar 4.5  Sintesis disakarida.

Disakarida di usus harus dicerna menjadi monosakarida sebelum diabsorpsi. Hal ini

terjadi melalui proses hidrolisis (hidro = air, lisis = pemecahan). Hidrolisis merupakan

kebalikan dari kondensasi & melibatkan penambahan air, biasanya dibantu enzim

sebagai katalis.

3. Polisakarida : karbohidrat yang tersusun lebih dari 10 satuan monosakarida & dapat

berantai lurus / bercabang. Polisakarida adalah rantai panjang molekul2 gula.

Struktur seperti ini disebut polimer / makromolekul. Polisakarida dapat mengandung

hingga 26.000 molekul glukosa & biasanya tidak larut air karena ukurannya yang

besar. Polisakarida dapat dihidrolisis oleh asam / enzim tertentu yang kerjanya

spesifik. 3 polisakarida yang penting adalah selulosa, glikogen & pati (amilum).

a. Selulosa (serat).

Selulosa terdapat dalam semua tumbuhan sebagai bagian dari dinding selnya.

Selulosa terdiri dari rantai lurus molekul glukosa yang panjang & tidak dapat dicerna

karena manusia tidak memiliki enzim selulase. Selulosa bersifat higroskopik, yaitu

menyerap air sehingga membuat tinja lebih bermassa & lebih lunak untuk

dikeluarkan.

Serat yang berlebihan dapat menyebabkan flatulensi (buang gas) karena fermentasi

selulosa & makanan yang tidak tercerna oleh bakteri di usus besar menghasilkan

gas seperti metana & hidrogen sulfida yang menyebabkan bau. Diet tinggi serat

dapat mencegah kanker usus besar.

b. Glikogen

Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen. Glikogen dapat ditemukan di

hati & otot rangka, & terbentuk dari banyak molekul glukosa yang saling bertautan

dalam rantai2 bercabang.

Susunan yang bercabang ini memungkinkan hidrolisis glikogen secara cepat. Sekitar

sepertiga cadangan glikogen tubuh terdapat pada hati & dua pertiga pada otot

rangka. Di sel hati (hepatosit) glukosa diubah menjadi glikogen dengan adanya

insulin, proses ini disebut  glikogenesis.    

Proses sebaliknya (glikogen menjadi glukosa) disebut glikogenolisis.

Dalam tubuh terdapat cadangan karbohidrat  yang cukup berupa glikogen untuk

persediaan energi satu hari, & glukosa untuk kebutuhan energi selama satu jam.

Glikogen yang disimpan dalam otot rangka juga dapat diubah menjadi glukosa oleh

enzim fosforilase otot. Glukosa yang dihasilkan di otot dengan cara ini hanya

digunakan untuk energi kontraksi otot. Jika cadangan glikogen penuh maka glukosa

dapat diubah menjadi lemak & disimpan di jaringan adiposa.

c. Pati (amilum)

Tumbuhan menyimpan kelebihan glukosa sebagai pati → ratusan atau ribuan

molekul glukosa yang saling bertautan membentuk rantai yang panjang & lurus

(amilosa) atau bercabang (amilopektin).

Pati & glikogen merupakan zat cadangan yang baik karena tidak terlalu larut dalam

air.

Tes untuk pati adalah dengan pemberian iodin, dimana larutan coklat iodin akan

berubah menjadi biru kehitaman jika ada pati.

Pencernaan pati dimulai dari mulut. Amilase saliva pada ludah akan memecah pati

menjadi dekstrin & maltosa. Semakin lama makanan dikunyah, enzim akan bekerja

lebih efektif. Sebagian besar pencernaan karbohidrat dilakukan di usus halus.

Pankreas akan mensekresi amilase pankreas ke duodenum & akan menghidrolisis

setiap pati yang ada menjadi maltosa. Kemudian pencernaan akan diselesaikan oleh

enzim pada sel-sel permukaan (brush border). Semua gula diabsorpsi ke dalam

kapiler darah usus halus & ditranspor ke hati melalui sistem porta hepatika.

Monosakarida & disakarida memiliki rasa manis, sehingga sering disebut gula. Rasa

manis dari gula disebabkan oleh gugus hidroksilnya. Kebanyakan monosakarida &

disakarida, kecuali sukrosa, adalah gula pereduksi. Sifat mereduksi disebabkan oleh

adanya gugus aldehida / keton bebas dalam molekulnya. Larutan gula bereaksi

positif dengan pereaksi Fehling, pereaksi Tollens, maupun pereaksi Benedict.

Sebaliknya, kebanyakan polisakarida adalah gula nonpereduksi.

Karbohidrat olahan umumnya dominan gula & tepung, tetapi miskin zat-zat penting

lainnya terutama vitamin, mineral, enzim, & serat. Karbohidrat olahan dapat

menyebabkan kegemukan karena sebagian besar tidak bisa diserap, sehingga

menumpuk di dalam tubuh serta disimpan sebagai glikogen & lemak tubuh.

Sebaliknya, karbohidrat alami atau yang tidak terlalu banyak diproses seperti buah-

buahan, sayur-sayuran, & biji-bijian alami (wholegrains) tidak menyebabkan

kegemukan karena kaya akan serat, vitamin, mineral, & enzim. Serat menyebabkan

perut cepat kenyang meskipun hanya dimakan sedikit. Serat pun mengikat &

sekaligus membuang lemak & kolesterol jahat di saluran usus. Sebaliknya, enzim,

vitamin & mineral sangat penting dalam proses metabolisme karbohidrat.

Karbohidrat merupakan jenis biomolekul yang paling berlimpah.

Monosakarida merupakan penyusun karbohidrat kompleks & memiliki 5 karbon

(ribosa) atau 6 karbon (glukosa/dekstrosa, fruktosa, & galaktosa). Suatu molekul

besar yang tersusun atas unit2 yang berulang dinamakan polimer. Dengan demikian

seluruh karbohidrat kompleks merupakan polimer glukosa. Karena polimer2 ini

hanya memiliki 1 jenis molekul (glukosa), perbedaan dalam polisakarida2 didapatkan

dari cara bagaimana molekul2 glukosa tersebut terhubung.

Seluruh sel hidup menyimpan glukosa untuk energi dalam bentuk suatu polisakarida,

& sel-sel tertentu juga menghasilkan polisakarida untuk kepentingan struktural. Sel-

sel hewan membuat suatu simpanan polisakarida yang dinamakan glikogen,

dijumpai dalam seluruh jaringan tubuh. Tumbuhan membuat 2 jenis polisakarida :

pati sebagai molekul penyimpanan yang dapat dicerna manusia, & selulosa sebagai

molekul struktural yang tidak dapat dicerna manusia.

Gambar 2-13. Karbohidrat.

Gula sederhana seperti glukosa merupakan nutrien utama dari sel. Pemecahannya

menyediakan sumber energi seluler & bahan baku untuk mensintesis unsur pokok

sel yang lain. Polisakarida merupakan bentuk simpanan dari gula & membentuk

komponen struktural sel. Glukosa (C6H12O6) sangat penting di dalam sel karena ia

merupakan sumber utama energi seluler. Monosakarida dapat saling berikatan

melalui reaksi dehidrasi dimana H2O dihilangkan & gula2 dihubungkan oleh ikatan

glikosidik. (gambar bawah).

Gambar 2.3.  Pembentukan ikatan glikosidik.

2 gula sederhana dihubungkan melalui suatu reaksi dehidrasi (reaksi dimana air

dihilangkan). Pada contoh yang diperlihatkan, 2 molekul glukosa dalam konfigurasi α

dihubungkan melalui suatu ikatan antara karbon 1 & 4, sehingga dinamakan ikatan

glikosidik α (1→ 4).

Jika hanya sedikit gula yang saling berikatan, polimer yang dihasilkan dinamakan

oligosakarida. Jika sejumlah besar (ratusan / ribuan) gula yang terlibat, polimer yang

dihasilkan merupakan makromolekul yang dinamakan polisakarida.

Gula dengan 5 karbon / lebih dapat melingkar membentuk cincin, yang ada dalam 2

bentuk alternatif (α & β) tergantung pada konfigurasi karbon 1. Dua polisakarida

umum (glikogen & pati) merupakan bentuk simpanan karbohidrat pada sel hewan

(untuk glikogen) & sel tumbuhan (untuk pati). Struktur glikogen & pati pada dasarnya

mirip, dengan fungsi menyimpan glukosa.

Sebaliknya selulosa memiliki fungsi yang cukup berbeda, sebagai komponen

struktural utama dari dinding sel tumbuhan. Namun ternyata selulosa juga secara

keseluruhan terdiri dari molekul glukosa.

Glikogen, zat tepung (= pati) & selulosa semuanya secara keseluruhan terdiri dari

residu glukosa yang dihubungkan melalui ikatan glikosidik α (1→ 4) pada glikogen &

zat tepung, tapi melalui ikatan β (1→ 4) pada selulosa. Glikogen & satu bentuk dari

zat tepung (amilopektin) juga sesekali mengandung ikatan α (1→ 6) yang bertindak

sebagai titik percabangan dengan menghubungkan dua rantai α (1→ 4) yang

terpisah.

Selain peranan mereka dalam penyimpanan energi & struktur sel, oligosakarida &

polisakarida penting dalam berbagai proses pengiriman sinyal sel. Sebagai contoh :

oligosakarida seringkali terhubung dengan protein, & mereka bertindak sebagai

pemberi tanda bagi protein sasaran untuk diangkut ke permukaan sel / digabungkan

ke dalam organel2 subseluler yang berbeda. Oligosakarida & polisakarida juga

bertindak sebagai pemberi tanda pada permukaan sel, berperan penting dalam

pengenalan sel & interaksi antara sel dalam jaringan organisme multiseluler.

KarbohidratSelain diperoleh secara langsung dari makanan / dihasilkan melalui fotosintesis,

glukosa dapat disintesis dari molekul organik lain. Pada sel-sel hewan, sintesis

glukosa (glukoneogenesis) biasanya dimulai dengan laktat (dihasilkan melalui

glikolisis anaerob), asam amino (didapat dari pemecahan protein), atau gliserol

(dihasilkan melalui pemecahan lipid). Tumbuh-tumbuhan (tetapi tidak pada hewan)

juga dapat mensintesis glukosa dari asam lemak. Baik pada sel-sel hewan maupun

sel-sel tumbuhan, gula-gula sederhana dipolimerisasi & disimpan sebagai

polisakarida.

Glukoneogenesis meliputi konversi piruvat menjadi glukosa → pada dasarnya

kebalikan dari glikolisis. Konversi glikolitik glukosa menjadi piruvat merupakan suatu

jalur penghasil energi, menghasilkan molekul ATP & NADH.

Secara keseluruhan, pembentukan glukosa dari 2 molekul piruvat memerlukan 4

molekul ATP, 2 GTP & 2 NADH. Pada sel tumbuhan, glukosa disimpan dalam

bentuk polisakarida yaitu pati. Sedangkan pada sel hewan, glukosa juga disimpan

dalam bentuk polisakarida yaitu glikogen. Sintesis polisakarida, seperti halnya

semua makromolekul lainnya, merupakan suatu reaksi yang memerlukan energi.

Keterangan gambar halaman berikutnya :

Glukosa 1 fosfat bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) menghasilkan UDP-glukosa

& pirofosfat yang dihidrolisis menjadi fosfat dengan pelepasan energi bebas

tambahan. (lihat gambar). UDP-glukosa merupakan suatu senyawa antara aktif yang

kemudian mendonasikan residu glukosanya kepada rantai polisakarida yang sedang

bertumbuh. Energi kimiawi dalam bentuk ATP & UTP mendorong sintesis

polisakarida dari gula2 sederhana.

BIOMOLEKUL PROTEIN

Biomolekul merupakan senyawa-senyawa organik sederhana pembentuk organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersama-sama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenis gugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi mempunyai sifat dan reaksi kimia sendiri-sendiri.

Senyawa-senyawa biomolekul biasanya dikenal dalam empat bentuk: protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Keempat golongan biomolekul tersebut mempunyai sifat umum memiliki struktur yang relatif besar (berat molekul besar), dan karenanya disebut makromolekul.

PROTEIN

 Protein merupakan salah satu kelompok bahan makronutrien. Tidak seperti bahan

makronutrien lainnya (karbohidrat, lemak), protein ini berperan lebih penting dalam

pembentukan biomolekul daripada sumber energi. Namun demikian apabila organisme sedang

kekurangan energi, maka protein ini dapat juga di pakai sebagai sumber energi. Keistimewaan

lain dari protein adalah strukturnya yang selain mengandung N, C, H, O, kadang mengandung S,

P, dan Fe (Sudarmadji, 1989).

 Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga

beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino, yang terikat satu sama lain dalam

ikatan peptida. Asam amino yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan

nitrogen ; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan

cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama protein, karena terdapat di dalam semua protein akan

tetapi tidak terdapat di dalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat

protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul

dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya (Almatsier. S, 1989).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan

polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein

merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan

oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA

ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan

ribosom. Sampai tahap ini, protein masih “mentah”, hanya tersusun dari asam amino

proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi

penuh secara biologi.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan

dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan

sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem

kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam

transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam

amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat disebut asam amino. Semua jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino. Setiap jenis protein mempunyai jumlah dan urutan asam amino yang khas. Di dalam sel, protein terdapat baik pada membrane plasma maupun membran internal yang menyusun organel sel seperti mitokondria, retikulum endoplasma, nukleus dan badan golgi dengan fungsi yang berbeda-beda tergantung pada tempatnya. Protein-protein yang terlibat dalam reaksi biokimia sebagian besar berupa enzim banyak

terdapat di dalam sitoplasma dan sebagian terdapat pada kompartemen dari organel sel. Protein merupakan kelompok biomakromolekul yang sangat heterogen. Ketika berada di luar makhluk hidup atau sel, protein sangat tidak stabil. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus −NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus −COOH. Rumus umum untuk asam amino ialah :           

            Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non

polar seperti eter, aseton, dan kloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat

maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri atas

beberapa atom karbon umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik.

Demikian amina pula umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik (Poejiadi.

A, 1994).

            Asam amino adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih gugus karboksil (−COOH)

dan satu atau lebih gugus amino (−NH2) yang salah satunya terletak pada atom C tepat disebelah

gugus karboksil (atom C alfa). Asam-asam amino bergabung melalui ikatan peptida yaitu ikatan

antara gugus karboksil dari asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang

disampingnya (Sudarmadji. S, 1989).

            Ciri-ciri Protein

            Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan biosintesis protein. Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh:1. Susunan kimia yang khasSetiap protein individual merupakan senyawa murni2. Bobot molekular yang khasSemua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.3. Urutan asam amino yang khasUrutan asam amino dari protein tertentu adalah terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino dari protein tertentu (Page, D.S. 1997)

Struktur Protein

Keistimewaan lain dari protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C (52,40%), H (6,90-7,30%), O (21- 23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein). Dengan demikian maka salah satu cara terpenting yang cukup spesifik untuk menentukan jumlah protein secara kuantitatif adalah dengan penentuan kandungan N yang ada dalam bahan makanan atau bahan lain (Sudarmaji, S, dkk. 1989)

Molekul protein merupakan rantai panjang yang tersusun oleh mata rantai asam-asam amino.

Dalam molekul protein, asam-asam amino saling dirangkaikan melalui reaksi gugusan karboksil

asam amino yang satu dengan gugusan amino dari asam amino yang lain, sehingga terjadi ikatan

yang disebut ikatan peptida. Ikatan pepetida ini merupakan ikatan tingkat primer. Dua molekul

asam amino yang saling diikatkan dengan cara demikian disebut ikatan dipeptida. Bila tiga

molekul asam amino, disebut tripeptida dan bila lebih banyak lagi disebut polypeptida.

Polypeptida yang hanya terdiri dari sejumlah beberapa molekul asam amino disebut oligopeptida.

Molekul protein adalah suatu polypeptida, dimana sejumlah besar asam-asam aminonya saling

dipertautkan dengan ikatan peptida tersebut (Gaman, P.M, 1992)

Sifat Protein Protein merupakan molekul yang sangat besar, sehingga mudah sekali mengalami perubahan

bentuk fisik maupun aktivitas biologis. Banyak faktor yang menyebabkan perubahan sifat

alamiah protein misalnya : panas, asam, basa, pelarut organik, pH, garam, logam berat, maupun

sinar radiasi radioaktif. Perubahan sifat fisik yang mudah diamati adalah terjadinya penjendalan

(menjadi tidak larut) atau pemadatan (Sudarmadji. S, 1989).

Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein

tidak larut dalam pelarut lemak seperti misalnya etil eter. Daya larut protein akan berkurang jika

ditambahkan garam, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Apabila protein

dipanaskan atau ditambahkan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan

alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein. Adanya gugus amino dan

karboksil bebas pada ujung-ujung rantai molekul protein, menyebabkan protein mempunyai

banyak muatan dan bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun basa). Dalam larutan

asam (pH rendah), gugus amino bereaksi dengan H+, sehingga protein bermuatan positif. Bila

pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, molekul protein akan bergerak kearah katoda. Dan

sebaliknya, dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksi sebagai asam atau

bermuatan negatif, sehingga molekul protein akan bergerak menuju anoda (Winarno. F.G, 1992).

Jenis – jenis Protein

a. Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk membentuk kulit, tulang dan ikatan tisu.b Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi badan daripada serangan penyakit.c Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah kita.d Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan.e Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa oksigenf Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh kuman.g Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa dalam darah.h Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.

Sumber Protein

Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya, telah kita ketahui protein hewani dan

protein nabati. Sumber protein hewani dapat berbentuk daging dan alat-alat dalam seperti hati,

pankreas, ginjal, paru, jantung , jerohan. Yang terakhir ini terdiri atas babat dan iso (usus halus

dan usus besar). Susu dan telur termasuk pula sumber protein hewani yang berkualitas tinggi.

Ikan, kerang-kerangan dan jenis udang merupakan kelompok sumber protein yang baik, karena

mengandung sedikit lemak, tetapi ada yang alergis terhadap beberapa jenis sumber protein hasil

laut ini. Jenis kelompok sumber protein hewani ini mengandung sedikit lemak, sehingga baik

bagi komponen susunan hidangan rendah lemak. Namun kerang-kerangan mengandung banyak

kolesterol, sehingga tidak baik untuk dipergunakan dalam diet rendah kolesterol. Ayam dan jenis

burung lain serta telurnya, juga merupakan sumber protein hewani yang berkualitas baik. Harus

diperhatikan bahwa telur bagian merahnya mengandung banyak kolesterol, sehingga sebaiknya

ditinggalkan pada diet rendah kolesterol (Sediaoetama. A.D, 1985).

Sumber protein nabati meliputi kacang-kacangan dan biji-bijian seperti kacang kedelai,

kacang tanah, kacang hijau, kacang koro, kelapa dan lain-lain. Asam amino yang terkandung

dalam protein ini tidak selengkap pada protein hewani, namun penambahan bahan lain yaitu

dengan mencampurkan dua atau lebih sumber protein yang berbeda jenis asam amino

pembatasnya akan saling melengkapi kandungan proteinnya. Bila dua jenis protein yang memiliki

jenis asam amino esensial pembatas yang berbeda dikonsumsi bersama-sama, maka kekurangan

asam amino dari satu protein dapat ditutupi oleh asam amino sejenis yang berlebihan pada protein

lain. Dua protein tersebut saling mendukung (complementary) sehingga mutu gizi dari campuran

menjadi lebih tinggi daripada salah satu protein itu. Contohnya yaitu dengan mencampurkan dua

jenis bahan makanan antara campuran tepung gandum dengan kacang-kacangan, dimana tepung

gandum kekurangan asam amino lisin, tetapi asam amino belerangnya berlebihan, sebaliknya

kacang-kacangan kekurangan asam amino belerang dan kelebihan asam amino lisin.

Pencampuran 1: 1 antara tepung gandum dan kacang-kacangan akan membentuk bahan makanan

campuran yang telah meningkatkan mutu protein nabati. Karena itu susu dengan serealia, nasi

dengan tempe, kacang-kacangan dengan daging atau roti, bubur kacang hijau dengan ketan hitam

merupakan kombinasi menu yang dapat meningkatkan mutu protein (Winarno. F.G, 1992).

Kualitas protein didasarkan pada kemampuannya untuk menyediakan nitrogen dan asam amino bagi pertumbuhan, pertahanan dan memperbaiki jaringan tubuh. Secara umum kualitas protein tergantung pada dua karakteristik berikut:1. Digestibilitas protein (untuk dapat digunakan oleh tubuh, asam amino harus dilepaskan dari komponen lain makanan dan dibuat agar dapat diabsorpsi. Jika komponen yang tidak dapat dicerna mencegah proses ini asam amino yang penting hilang bersama feses).2. Komposisi asam amino seluruh asam amino yang digunakan dalam sintesis protein tubuh harus tersedia pada saat yang sama agar jaringan yang baru dapat terbentuk.dengan demikian makanan harus menyediakan setiap asam amino dalam jumlah yang mencukupi untuk membentuk asam amino lain yang dibutuhkan.

Faktor yang mempengaruhi kebutuhan protein:a. Perkembang jaringanPeriode dimana perkembangn terjadi dengan cepat seperti pada masa janin dan kehamilan membutuhkan lebih banyak protein.b. Kualitas proteinKebutuhan protein dipengaruhi oleh kualitas protein makanan pola asam aminonya. Tidak ada rekomendasi khusus untuk orang-orang yang mengonsumsi protein hewani bersama protein nabati. Bagi mereka yang tidak mengonsumsi protein hewani dianjurkan untuk memperbanyak konsumsi pangan nabatinya untuk kebutuhan asam amino.c. Digestibilitas proteinKetersediaan asam amino dipengaruhi oleh persiapan makanan. Panas menyebabkan ikatan kimia antara gula dan asam amino yang membentuk ikatan yang tidak dapat dicerna. Digestibitas dan absorpsi dipengaruhi oleh jarak antara waktu makan, dengan interval yang lebih panjang akan menurunkan persaingan dari enzim yang tersedia dan tempat absorpsi.d. Kandungan energi dari makananJumlah yang mencukupi dari karbohidrat harus tersedia untuk mencukupi kebutuhan energi sehingga protein dapat digunakan hanya untuk pembagunan jaringn. Karbohidrat juga mendukung sintesis protein dengan merangsang pelepasan insulin.e. Status kesehatanDapat meningkatkan kebutuhan energi karena meningkatnya katabolisme. Setelah trauma atau operasi asam amino dibutuhkan untuk pembentukan jaringan, penyembuhan luka dan produksi faktor imunitas untuk melawan infeksi (Anonim. 2007).

Fungsi dan Peranan Protein

Protein memegang peranan penting dalam berbagai proses biologi. Peran-peran tersebut antara lain:1. Katalisis enzimatikHampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalisis oleh enzim dan hampir semua enzim adalah protein.2. Transportasi dan penyimpananBerbagai molekul kecil dan ion-ion ditansport oleh protein spesifik. Misalnya transportasi oksigen di dalam eritrosit oleh hemoglobin dan transportasi oksigen di dalam otot oleh mioglobin.3. Koordinasi gerakKontraksi otot dapat terjadi karena pergeseran dua filamen protein. Contoh lainnya adalah pergerakan kromosom saat proses mitosis dan pergerakan sperma oleh flagela.4. Penunjang mekanisKetegangan kulit dan tulang disebabkan oleh kolagen yang merupakan protein fibrosa.5. Proteksi imunAntibodi merupakan protein yang sangat spesifik dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel dari organisma lain.6. Membangkitkan dan menghantarkan impuls sarafRespon sel saraf terhadap rangsang spesifik diperantarai oleh oleh protein reseptor. Misalnya rodopsin adalah protein yang sensitive terhadap cahaya ditemukan pada sel batang retina. Contoh lainnya adalah protein reseptor pada sinapsis.7. Pengaturan pertumbuhan dan diferensiasiPada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan diferensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan. Misalnya faktor pertumbuhan saraf mengendalikan pertumbuhan jaringan saraf. Selain itu, banyak hormon merupakan protein (Santoso, H. 2008)

Penggolongan Protein

Protein adalah molekul yang sangat vital untuk organisme dan terdapat di semua sel. Protein merupakan polimer yang disusun oleh 20 macam asam amino standar. Rantai asam amino dihubungkan dengan ikatan kovalen yang spesifik. Struktur & fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah dan urutan asam amino sedangkan sifat fisik dan kimiawi dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya.

Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antaralain:1. Berdasarkan struktur molekulnya

Struktur protein terdiri dari empat macam :1. Struktur primer (struktur utama)Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida.

2. Struktur sekunderProtein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan hidrogennya. Ada dua jenis struktur sekunder, yaitu:                                                 3. Struktur TersierTerbentuk karena adanya pelipatan membentuk struktur yang kompleks. Pelipatan distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan disulfida, interaksi ionik, ikatan hidrofobik, ikatan hidrofilik.                                    4. Struktur KuartenerTerbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit. Interaksi intermolekul antar sub unit protein ini membentuk struktur keempat/kuartener.                                   

2. Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik: 1. Protein globularTerdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat) membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol.2. Protein serabut (fibrous protein)Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut dalam air, asam, basa, maupun etanol.

3. Berdasarkan Fungsi BiologiPembagian protein didasarkan pada fungsinya di dalam tubuh, antara lain:1. Enzim (ribonukease, tripsin)2. Protein transport (hemoglobin, mioglobin, serum, albumin)3. Protein nutrien dan penyimpan (gliadin/gandum, ovalbumin/telur, kasein/susu, feritin/jaringan hewan)4. Protein kontraktil (aktin dan tubulin)5. Protein Struktural (kolagen, keratin, fibrion)

6. Protein Pertahanan (antibodi, fibrinogen dan trombin, bisa ular)7. Protein Pengatur (hormon insulin dan hormon paratiroid)

4. Berdasarkan Daya Larutnya1. AlbuminLarut air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya albumin telur dan albumin serum2. Globulin GlutelinTidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer. Glutenin (gandum), orizenin (padi).3. Gliadin (prolamin)Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%. Gliadin/gandum, zein/jagung4. HistonBersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel. Globin bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut air, garam encer dan pekat (jenuh 30- 50%). Misalnya globulin serum dan globulin telur.5. ProtaminLarut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam nukleat menjadi nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin.

5. Protein Majemuk Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein

1. FosfoproteinProtein yang mengandung fosfor, misalnya kasein pada susu, vitelin pada kuning telur2. KromoproteinProtein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu3. FosfoproteinProtein yang mengandung fosfor, misalnya kasein pada susu, vitelin pada kuning telur4. KromoproteinProtein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu

5. Protein KoenzimMisalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+6. Protein KoenzimMisalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+7. LipoproteinMengandung asam lemak, lesitin8. MetaloproteinMengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Mg dsb)9. GlikoproteinGugus prostetik karbohidrat, misalnya musin (pada air liur), oskomukoid (pada tulang)10.NukleoproteinProtein dan asam nukleat berhubungan (berikatan valensi sekunder) misalnya pada jasad renik

BIOMOLEKUL

Biomolekul merupakan senyawa-senyawa organik sederhana pembentuk

organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul

dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen

yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan

oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena

ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersama-

sama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih

jenis gugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi

mempunyai sifat dan reaksi kimia sendiri-sendiri.

 

Terdapat 4 jenis biomolekul : karbohidrat, lipid, protein & nukleotida. 3 jenis yang

pertama digunakan oleh tubuh untuk energi & sebagai penyusun komponen2

seluler. Sedangkan nukleotida meliputi DNA & RNA ; komponen struktural materi

genetik. Senyawa yang membawa energi seperti ATP, atau meregulasi metabolisme

seperti cAMP juga merupakan nukleotida.

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam sebagian besar makanan manusia.

Monosakarida, misalnya glukosa, fruktosa & galaktosa biasanya tidak dikonsumsi

dalam jumlah besar walaupun ketiganya terdapat di buah-buahan. Sumber utama

karbohidrat dalam makanan adalah zat pati dari sumber tumbuhan, ditambah

glikogen dari hati & otot hewan.

Karbohidrat hanya mengandung karbon, hidrogen & oksigen. Dinamakan

karbohidrat karena rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, yang sama dengan

rasio pada air. Semua karbohidrat mengandung gugus fungsional hidroksil –OH

yang termasuk kelompok alkohol. Senyawa karbohidrat adalah polihidroksi

aldehida atau polihidroksi keton yang mengandung unsur2 karbon (C), hidrogen

(H), & oksigen (O) dengan rumus empiris total (CH2O)n.

Karbohidrat dalam tubuh manusia & hewan dibentuk dari beberapa asam amino,

gliserol lemak, & sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuh-

tumbuhan.

     

     KARBOHIDRAT terbagi menjadi tiga bagian monosakarida , disakarida ,

oligosakarida ,dan polisakarida

 

1. Monosakarida : karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi

karbohidrat lain. Bentuk ini dibedakan kembali menurut jumlah atom C yang dimiliki

& sebagai aldosa atau ketosa. Monosakarida yang terpenting adalah glukosa,

galaktosa & fruktosa. Contoh lainnya tercantum pada tabel.

Monosakarida

Rumus molekul Aldosa Ketosa

Triosa C3H6O3 Gliserosa Dihidroksi asetonTetrosa C4H8O4 Eritrosa EritrulosaPentosa C5H10O5 Ribosa RibulosaHeksosa C6H12O6 Glukosa Fruktosa

 

 Monosakarida mengandung banyak gugus fungsional hidroksil (-OH). Gugus

hidroksil dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, membuat monosakarida larut

dalam air. Adanya gugus –OH pada atom karbon dalam molekul juga dianggap

memberikan rasa ‘manis’ pada gula.Monosakarida terdapat dalam bentuk ‘rantai

terbuka’ & bentuk cincin. Kedua bentuk ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Di

dalam larutan bentuk ‘rantai terbuka’ menutup & membentuk struktur cincin yang

lebih stabil.iga 

monosakarida yang sering terdapat dalam makanan adalah glukosa (gula darah /

dekstrosa), fruktosa (gula buah), & galaktosa. Ketiganya memiliki rumus molekul

C6H12O6 & disebut juga heksosa karena memiliki enam atom karbon. Monosakarida

dengan 5 atom karbon disebut pentosa, contohnya ribosa & deoksiribosa. Rumus

molekulnya C5H10O5.

Fruktosa, galaktosa, & glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul yang

sama tetapi rumus strukturnya berbeda). Jadi ketiganya memiliki sifat kimiawi yang

berbeda.

A. LATAR BELAKANG

Kita sering menemukan senyawa organik yang diperlukan tubuh seperti lemak, protein,

karbohidrat, dan lainnya. Salah satu senyawa yang sangat berguna bagi tubuh adalah karbohidrat.

Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον,

sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi.

Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar

(misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan),

dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada

proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.

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

(rangakaian beberapa monosakarida).

Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama

bagi manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-

tumbuhan.

Dari uraian diatas maka kami dari kelompok III tertarik ingin mengkaji tentang karbohidrat.

B. TUJUAN PENULISAN

1. Tujuan Umum

Untuk mengetahui ruang lingkup tentang karbohidrat

2. Tujuan Khusus

1. Untuk mengetahui ruang lingkup karbohidrat

2. Untuk mengetahui pengertian karbohidrat

3. Untuk mengetahui jenis-jenis karbohidrat

4. Untuk mengetahui sumber karbohidrat

5. Umtuk mengetahui metabolisme karbohidrat

6. Untuk mengetahui peran karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari

7. Untuk mengetahui penyakit yang ditimbulkan oleh karbohidrat

C. MANFAAT PENULISAN

1. Manfaat Teoritis

1. Sebagai pengembangan bahan masukan atau pengkajian baru khususnya tentang karbohidrat

2. Dapat menjadi acuan bagi pengkajian selanjutnya.

2. Manfaat Praktis

1. Manfaat bagi institusi

Kepada institusi makalah ini diharapkan dapat dijadikan bahan literature atau refrensi pembuatan

makalah selanjutnya

2. Manfaat bagi mahasiswa

Kepada mahasiswa diharapkan makalah ini sebagai sumber informasi tentang senyawa organik,

karbohidrat khususnya.

BAB II

TINJAUAN TEORI

A. PENGERTIAN

Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον,

sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi.

Karbohidrat merupakan senyawa organik yang disintesis dari senyawa organik yang mengandung

unsur-unsur karbon (C).hidrogen (H) dan oksigen (O).

B. JENIS-JENIS KARBOHIDRAT

Komponen dasar karbohidrat adalah monosakarida,yaiitu karbohidrat yang paling

sederhana,yang hanya memiliki satu gugus gula dan mempunyai rasa manis. Selain

monosakarida ,dikenal juga disakarida, polisakarida, dan oligosakarida. Disakarida dan polisakarida

merupakan hasil dari gabungan beberapa monosakarida .

1. MONOSAKARIDA

Monosakarida adalah gula sederhana yang hanya tersusun atas satu molekul gula.

Monosakarida memiliki rumus umum CnH2nOn. Ada tiga jenis monosakarida yang penting dalam ilmu

gizi, yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan

jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya

hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom

karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat

kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut.

Berdasarkan kandungan unsur karbon (C), molekul monosakarida dapat dibedakan menjadi :

1. Triosa : mengandung tiga atom C, contohnya gliseroldehida dan hidroksi aseton.

2. Tetrosa : mengandung empat atom C, contohnya eritrosa dan treosa.

3. Pentose : mengandung lima atom C, contohnya ribose dan arabinosa.

4. Heksosa : mengandung enam atom C, contohnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

a. Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit,

yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu.

Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir

pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses

metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel

merupakan sumber energi.

b. Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai

rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam

fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.

c. Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat

dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

2. DISAKARIDA

Ada tiga jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, dan laktosa. Disakarida terdiri

atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. Kedua

monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). Ikatan

glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk

ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. Hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya

terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua

molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis.

a. Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas

sukrosa dibuat dari keuda macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan

kristalisasi.

b. Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati,

seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus

manusia pada pencernaan pati.

c. Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit

galaktosa.

3. POLISAKARIDA

Polisakarida tersusun atas banyak unit monosakarida. Rumus

umu polisakarida adalah (C6H10O5)n. Contoh polisakarida adalah amilum, glikogen, dan selulosa.

(Butir-butir pati, salah satu jenis karbohidrat cadangan makanan pada tumbuhan, dilihat

dengan mikroskop cahaya.)

4. OLIGOSAKARIDA

Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida.

Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa,

dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-

kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim perncernaan.

Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa

yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah,

bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus

besar difermentasi.

C. SUMBER KARBOHIDRAT

Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan

gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan

sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-

umbian, seperti wortel dan kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada

sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali

mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di

Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.

D. METABOLISME KARBOHIDRAT

Karbohidrat diserap tubuh oleh usus halus dalam bentuk glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

Setelah diserap, zat makanan akan masuk ke kapiler venula pada vili usus yang akan bergabung pada

vena porta hepatica menuju hati. Di dalam sel-sel hati, galaktosa dan fruktosa di ubah menjadi

glukosa dan ditimbun sebagai glikogen.

Glukosa kemudian memasuki tahapan respirasi sel, yang terdiri atas glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif, siklus krebs, dan rantai transpor elektron. Respirasi sel akan menghasilkan energi yang

terkandung dalam ATP. Reaksi respirasi sel adalah:

C6H12O6+ 6O2 6CO2+6H2O+ ATP

Satu gram karbohidrat menghasilkan 4,1 kilokalori (kkal)

E. PERAN KARBOHIDRAT DALAM KEHIDUPAN

1. Peran dalam biosfer

Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara

langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga

fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua

organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada organisme autotrof untuk

mendapatkan makanan.

Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat

digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis

ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat.menurut Rozison (2009), senyawa ini

merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme autotrof,

misalnya glukosa, selulosa, dan pati.

2. Peran sebagai bahan bakar dan nutrisi

Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup.

Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata,

glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut

menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses

respirasi seluler untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga

berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil lainnya, termasuk asam

amino dan asam lemak.

(Kentang merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung banyak karbohidrat.)

Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori. Dalam

menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup

tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau

serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.

3. Pemberi Rasa Manis pada Makanan

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida.

4. PenghematProtein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi

kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila

karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

5. Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan

memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat

makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus

besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol

darah tinggi.

Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna,

sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

6. Peran sebagai materi pembangun

Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa

ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut, liat, tidak larut di

dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari

jaringan tumbuhan. Kayu terutama terbuat dari selulosa dan polisakarida lain, misalnya hemiselulosa

dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari selulosa.

Polisakarida struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar

(eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin

murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan

pada dinding sel berbagai jenis fungi.

Sementara itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan karbohidrat polisakarida

dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel ini membentuk suatu kulit kaku dan berpori

membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran sel yang lunak dan sitoplasma di

dalam sel.

Karbohidrat struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan

molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan maupun glikoprotein terdiri

atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat, sedangkan

glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan misalnya pada perekat antarsel

pada jaringan, tulang rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot. Sementara itu,

glikoprotein dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan pada permukaan sel

hewan. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai

penanda sel. Misalnya, empat golongan darah manusia pada sistem ABO (A, B, AB, dan O)

mencerminkan keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah.

7. Menjaga keseimbangan asam basa dalam tubuh manusia.

F. PENYAKIT YANG DITIMBULKAN OLEH KARBOHIDRAT

Penyakit yang disebabkan karena kelebihan karbohidrat adalah obesitas yaitu suatu keadaan

dimana terjadi penumpukan lemak tubuh yang berlebihan. Obesitas terjadi karena

ketidakseimbangan antara energy yang masuk dengan energy yang keluar.

Didalam tubuh manusia,glukosa merupakan jenis monosakarida penghasil energi utama. Dalam

keadaan normal,darah seseorang mengandung 70-100 mg glukosa setiap 100 ml darah.Jika kadar

glukosa darah lebih rendah dari kisaran normal disebut HIPOGLIKEMIA,sebaliknya jika kadar

glukosa darah lebih tinggi dari kisaran normal disebut HIPERGLIKEMIA.

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan

oksigen. 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 materi fotosintesis tumbuhan, sebagai bahan energi,

dan lainnya.

Berdasarkan penyusunnya, karbohidrat terbagi atas tiga macam, yakni monosakarida, diakarida,

oligosakarida, dan polisakarida.

Sumber karbohidrat dapat didapat dari padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang

kering, dan gula.

Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi

ikatan-ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh

pembulu darah melalui dinding usus halus.

Karbohidrat yang merupakan polimer alam (biopolimer) adalah polisakarida. Polisakarida terbentuk dari monomer-monomer monosakarida yang bergabung melalui ikatan kovalen berupa ikatan glikosida dalam reaksi polimerisasi kondensasi.           

Monasakarida + Monosakarida + …   Polisakarida + H2O

Karbohidrat dengan rumus umum Cx(H2O)y biasanya diklasifikasikan menjadi gula dan nongula. Gula biasanya berasa manis, berbentuk kristal, dan larut dalam air. Selain itu gula masih dikelompokkan menjadi mono, di, ataupun trisakarida. Karbohidrat nongula yaitu polisakarida.

1. Monosakarida

Monosakarida adalah bentuk paling sederhana dari karbohidrat yang tidak dapat terhidrolisis lagi. Rumus umumnya adalah (CH2O)n dimana n adalah bilangan positif umumnya kurang dari 10. Monosakarida merupakan senyawa karbonil dengan gugus fungsi berupa aldehida (-CHO) atau keton (-CO-). Berdasarkan gugus fungsi ini, monosakarida dapat dibedakan menjadi aldosa dengan gugus –CHO atau ketosa dengan gugus –CO.

Selanjutnya berdasarkan gugus fungsinya, monosakarida juga dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah atom C dalam molekulnya, yaitu triosa (3 atom C), tetrosa (4 atom C), pentosa (5 atom C), heksosa (6 atom C), dan seterusnya.

Rumus molekul monosakarida biasa ditulis dengan struktur rantai terbuka seperti yang diajukan Emil Fischer. Rangka C ditulis secara vertikal, dengan gugus aldehida atau keton diletakkan di atas. Kedua gugus OH terakhir diarahkan ke kanan untuk D-isomer atau ke kiri untuk L-isomer. Semua monosakarida mempunyai  atom C asimetris sehingga monosakarida mempunyai isomer optis (diastereo isomer), misalnya antara glukosa dan galaktosa keduanya mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda.

Monosakarida rantai terbuka juga dapat melangsungkan reaksi intramolekul dan membentuk struktur cincin (siklik). Suatu aldosa seperti glukosa membentuk cincin lingkar 6, sedangkan suatu ketosa seperti fruktosa membentuk cincin lingkar 5. Perubahan dari struktur rantai terbuka ke struktur cincin dapat digambarkan dengan struktur Haworth. Misalnya: pembentukan struktur cincin  atau siklik dari glukosa:

Keterangan:        glukosa dengan struktur rantai terbuka akan menekuk       gugus karbonil (CH=O) bereaksi secara adisi dengan gugus –OH pada atom C lainnya.       terbentuklah struktur cincin atau siklik.

Sifat-sifat monosakarida   Mempunyai rasa manis   Larut dalam air tetapi tidak terhidrolisis   Bersifat optis aktif   Merupakan reduktor (gula pereduksi)

2. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari dua monosakarida melalui reaksi kondensasi. reaksi yang terjadi melibatkan gugus –OH dari atom C anomerik pada monosakarida pertama, dengan suatu gugus –OH yang terikat pada suatu atom C dari monosakarida kedua. Jenis ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen antara atom C anomerik dengan atom O. Ikatan ini disebut dengan ikatan glikosida (ikatan C-O).

Disakarida mempunyai rumus umum C12H22O12. Karena disakarida diperoleh dari reaksi kondensasi dua monosakarida, maka sebaliknya disakarida juga dapat terurai kembali melalui reaksi hidrolisis. Reaksi ini dapat berlangsung dengan bantuan asam atau enzim invertase.

Disakarida  +  H2O ----------------->  Monosakarida + Monosakarida (Katalis:Enzim, ss. Asam)

Sifat-sifat disakarida   Mempunyai rasa manis   Larut dalam air   Terhidrolisis menjadi dua monosakarida sejenis ataupun berlainan jenis   Laktosa dan maltosa adalah gula pereduksi sedangkan sukrosa tidak

Contoh disakarida adalah:

a. Sukrosa

       Merupakan gula tebu        Bersifat optik aktif       Bukan gula pereduksi       Terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa

b. Maltosa

      Merupakan gula gandum      Menunjukkan mutarotasi      Merupakan Gula pereduksi      Terhidrolisis menjadi glukosa dan glukosa

c. Laktosa

       Merupakan gula susu       Menunjukkan mutarotasi       Merupakan Gula pereduksi       Terhidrolisis menjadi glukosa dan galalktosa

 3. Polisakarida

Polisakarida adalah karbohidrat berupa polimer yang terbentuk dari banyak monomer-monomer monosakarida melalui ikatan glikosida dalam suatu reaksi polimerisasi kondensasi. Polisakarida mempunyai rumus umum (C6H10O5)n di mana n adalah bilangan positif.

a. Amilum

Amilum terdiri dari dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan amilosa dan amilopektin yaitu terletak pada sifat-sifatnya yaitu:

b. Glikogen

            Glikogen terdiri dari banyak -glukosa membentuk rantai bercabang melalui ikatan glukosida -(1,4) pada rantai lurus dan -(1,6) pada percabangan.

c. Selulosa

Selulosa terdiri dari rantai-rantai lurus ß-D-glukosa yang terikat dengan ikatan glikosida ß-(1-4). Panjang rantai lurus selulosa rata-rata mengandung 3.000 monomer glukosa. Rantai-rantai lurus ini terikat oleh ikatan hidrogen karena terdapat banyak gugus –OH pada rantai. Adanya banyak ikatan hidrogen membuat selulosa memiliki kekuatan yang cukup besar. Ikatan ini menyebabkan selulosa tidak larut dalam air  dan semua pelarut organik tetapi larut dalam Scweiteaer.

4. Karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari

Karbohidrat mempunyai peranan penting bagi makhluk hidup, antara lain sebagi sumber energi; memungkinkan berlangsungnya reaksi-reaksi seperti kontraksi otot dan pengeluaran hormon; sebagai komponen struktur sel, seperti pada dinding sel tanaman; serta sebagai komponen penting dalam kontrol genetika pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup.