Struktur Dan Fungsi Makromolekul Karbohidrat

Struktur dan Fungsi Makromolekul

Karbohidrat, Protein, Lipid, dan

Asam Nukleat di dalam Sel

1 Votes

Struktur dan Fungsi Makromolekul Karbohidrat, Protein, Lipid, dan Asam Nukleat di dalam Sel Oleh : Zarmayana Nur Khairunni – Ilmu Keperawatan – 1306464732 – IBD B5 grup C Karbohidrat

Karbohidrat merupakan jenis senyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen yang

merupakan sumber makanan dan energi yang penting bagi manusia dan hewan. Karbohidrat dihasilkan oleh tumbuhan hijau pada proses fotosintesis.

Berdasarkan reaksi hidrolisis dan ukuran molekulnya, karbohidrat dibedakan menjadi karbohidrat sederhana (monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat kompleks (polisakarida).

Karbohidrat Sederhana

Karbohidrat sederhana sangat mudah dikenali melalui rumus empirisnya, karena perbandingan antara atom karbon, hidrogen, dan oksigennya yaitu 1:2:1, contohnya adalah C3H6O3 (triosa) atau C5H5O10(pentosa). Selain

itu, karbohidrat sederhana umumnya juga dapat diidentifikasi melalui tata namanya yang sesuai dengan jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekul, contohnya adalah triosa yang memiliki 3 atom karbon, pentosa yang memilik 5 atom karbon, dan heksosa yang memilik 6 atom karbon. Berdasarkan jumlah molekulnya, karbohidrat sederehana dibagi menjadi monosakarida dan polisakarida.

1. Monosakarida (Gula Sederhana) i. Deskripsi Monosakarida

Monosakarida (gula sederhana) merupakan karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat diurai atau dihidrolisis lagi menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

Monosakarida dapat berupa aldosa atau ketosa. Semua monosakarida mempunyai atom C asimetris. Dalam hal ini, atom C asimetris terjadi jika atom karbon mengikat empat gugus yang berbeda. Pada dasarnya struktur monosakarida dapat digambarkan dengan menggunakan struktur yang dikemukakan oleh Emil Fischer yang dikenal sebagai konformasi Fischer dan struktur lingkaran yang dikemukakan oleh Tollens dan direalisasikan oleh Haworth yang dikenal sebagai struktur Haworth.

1. Struktur Monosakarida menurut Konformasi Fitcher

Struktur-struktur monosakarida yang digambarkan pada gambar 1.1, dan 1.2 merupakan contoh-contoh konformasi Fitcher. Berdasarkan gambar 1.1, dapat terlihat bahwa glukosa dan galaktosa mempunyai rumus dan struktur molekul yang sama tetapi keduanya berbeda konfigurasi. Keduanya merupakan isomer optik. Keadaan ini disebabkan karena monosakarida mempunyai atom C asimetris.

Struktur setiap monosakarida terdiri dari dua konfigurasi yaitu D dan L. Konfigurasi-konfigurasi tersebut didasarkan pada arah gugus OH pada atom C asimetris nomor terbesar. Berdasarkan konformasi Fitcher, jika gugus tersebut mengarah ke kanan, maka monosakarida ditandai dengan D, sedangkan jika gugus tersebut mengarah ke kiri, maka monosakarida ditadai dengan L seperti pada gambar 1.2.

1. Struktur Monosakarida menurut Struktur Haworth

2. Disakarida Deskripsi Disakarida

Disakarida terdiri dari dua buah monosakarida yang terikat melalui sintesis dehidrasi yang membentuk suatu rantai. Ketika disakarida terbentuk, maka air akan dihilangkan, sehingga proses pembentukannya disebut sintesis dehidrasi. Disakarida dapat dibelah menjadi dua buah monosakarida sederhana dengan menggunakan air kembali (hidrolisis). Contoh-contoh disakarida adalah sukrosa (glukosa + fruktosa), laktosa (glukosa + galaktosa), dan maltosa (glukosa + glukosa).

Struktur Disakarida  Sukrosa

Sukrosa merupakan disakarida umum yang dihasilkan oleh beberapa tumbuhan, seperti tebu dan bit. Jika sukrosa dihidrolisis, maka akan dihasilkan glukosa dan fruktosa). Struktur sukrosa sebagai berikut.

Sukrosa tidak dapat mereduksi pereaksi Fehling, Benedict, dan Tollens. Hal ini karena gugus aldehid sukrosa terikat pada fruktosa. Selain itu, sukrosa juga tidak dapat difermentasi.

 Laktosa dan Maltosa

Laktosa merupakan jenis disakarida lainnya yang biasanya dikenal dengan gula susu. Hal ini karena laktosa diproduksi secara alamiah dalam susu. Jika laktosa dihidrolisis, maka akan dihasilkan glukosa dan galaktosa. Dalam hal ini, hidrolisis laktosa dapat terjadi dengan bantuan enzim laktase. Laktosa tidak dapat difermentasi, tetapi dapat mereduksi pereaksi Fehling, Benedict dan Tollens. Struktur laktosa sebagai berikut.

Maltosa merupakan disakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Oleh karena itu, jika laktosa dihidrolisis, maka akan dihasilkan dua buah molekul glukosa. Dalam hal ini, hidrolisis laktosa dapat terjadi dengan bantuan enzim maltase. Secara alamiah, maltosa tidak terdapat dalam keadaan bebas, tetapi dapat dibuat melalui hidrolisis zat pati (amilum) dengan bantuan enzim amilase. Maltosa dapat difermentasi membentuk etanol dan dapat mereduksi pereaksi Fehling, Benedict dan Tollens. Struktur maltosa sebagai berikut.

1. Karbohidrat Kompleks

Karbohidrat sederhana dapat dikombinasikan satu sama lain untuk membentuk karbohidrat kompleks. Saat dua karbohidrat sederhana saling terikat satu sama lain, maka terbentuk disakarida. Saat tiga karbohidrat sederhana saling terikat satu sama lain, maka terbentuk trisakarida. Pada umumnya, sebuah karbohidrat kompleks yang lebih besar dari disakarida dan trisakarida disebut polisakarida.

Polisakarida

Deskripsi Polisakarida

Polisakarida merupakan rantai yang panjang dari molekul-molekul gula yang terikat bersama-sama. Di antara polisakarida yang paling terkenal adalah selulosa. Selulosa membentuk dinding sel tumbuhan dan para ilmuwan memperkirakan bahwa lebih dari satu triliun ton selulosa disintesis tumbuhan setiap tahunnya. Selain selulosa, contoh polisakarida lainnya adalah amilum (zat pati).

Struktur Polisakarida

Selulosa merupakan polimer yang berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer rantai lurus dari 1,4’-β-D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air menghasilkan D-glukosa.

Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-α. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji untuk mengidentifikasi adanya pati.

Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya bercabang. Rantai utama mengandung α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4′-α. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6′-α.

Karbohidrat mempunyai beberapa fungsi penting, di antaranya sebagai berikut. 1. Sebagai komponen utama penyusun membran sel.

2. Sebagai sumber energi utama. Pada beberapa organ tubuh seperti otak, lensa mata, dan sel saraf, sumber energinya sangat bergantung kepada glukosa dan tidak dapat digantikan oleh sumber energi lainnya. Setiap 1 gram glukosa menghasilkan 4,1 kkal.

3. Berperan penting dalam metabolisme, menjaga keseimbangan asam dan basa, pembentuk struktur sel, jaringan, dan organ tubuh.

4. Membantu proses pencernaan makanan dalam saluran pencernaan, misalnya selulosa. 5. Membantu penyerapan kalsium, misalnya laktosa.

6. Merupakan bahan pembentuk senyawa lain, misalnya protein dan lemak.

7. Karbohidrat beratom C lima buah, yaitu ribosa merupakan komponen asam inti yang amat penting dalam pewarisan sifat.

8. Sumber energi dalam proses respirasi. Protein

Protein adalah polimer yang tersusun dari monomer yang biasa disebut asam amino. Asam amino adalah rangka karbon pendek yang mengandung gugus amino fungsional (nitrogen dan hidrogen dua) yang melekat pada salah satu ujung kerangka dan gugus asam karboksilat di ujung lain. Protein tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan terkadang mengandung zat belerang (S) dan fosfor (P). Protein merupakan komponen utama makhluk hidup dan berperan penting dalam aktivitas sel. Protein mengatur aktivitas metabolisme, mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia, dan menjaga keutuhan strukur sel. Protein terdapat dalam semua jaringan hidup dan disebut sebagai pembangun kehidupan.

Secara kimia, protein merupakan molekul biologis yang besar. Protein tersusun atas asam amino yang terikat dalam rantai lurus yang disebut ikatan peptida yang membentuk suatu zat kompleks. Oleh karena itu, protein digolongkan ke dalam polimer yang monomer-monomenya adalah asam amino.

Asam Amino

Asam amino merupakan kelompok senyawa karbon yang terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Akan tetapi, terdapat juga dua asam amino yang juga mengandung belerang, yaitu sistein dan metionin. Sampai saat ini telah dikenal 20 jenis asam amino yang biasanya terdapat dalam protein. Semua asam amino sekurang-kurangnya sebuah gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (—COOH). Masing-masing dari 20 asam

amino mempunyai gugus R yang berbeda. Dalam hal ini, komposisi kimia dari gugus R yang khas menentukan sifat-sifat asam amino, seperti reaktivitas, muatan ion, dan hidropobisitas relatif (sifat ketidaksukaan terhadap air). 20 macam asam amino adalah sebagai berikut.

1. Struktur Protein

Setiap protein terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida. Akibatnya, terdapat empat struktur protein, yaitu sebagai berikut.

1. Struktur primer, yaitu struktur protein yang rantai polipeptidanya berbentuk linier.

2. Struktur sekunder, yaitu struktur protein yang rantai polipeptidanya mempunyai pola teratur, misalnya pola memilin (menggulung).

3. Struktur tersier, yaitu struktur protein yang rantai polipeptidanya bengkok atau bergulung (berpilin), sehingga membentuk struktur tidak dimensi bulat.

4. Struktur kuarterner, yaitu struktur protein yang berkaitan dengan kenyataan bahwa beberapa protein dapat terdiri lebih dari satu rantai polipeptida. Setiap rantai polipeptida dapat merupakan polipeptida yang sama atau berbeda.

Protein mempunyai fungsi biologis tertentu, sehingga protein dapat diklasifikasikan sebagai berikut. 1. Komponen utama penyusun membran sel, seperti protein integral, protein perifer, dan glikoprotein. 2. Sebagai sumber energi, setiap gramnya akan menghasilkan 4,1 kkal.

3. Bahan dalam sintesis substansi penting seperti hormon, enzim, zat antibodi, dan organel sel lainnya.  Enzim, yaitu protein yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia dan biokimia di dalam atau di luar sel-sel

hidup. Contoh enzim antara lain adalah tripsin.

 Hormon, adalah protein yang dihasilkan oleh kelenjar endoktrin tubuh atau sel-sel tertentu lainnya. Hormon berfungsi untuk mengatur dan merangsang beberapa proses dalam makhluk hidup, misalnya metabolisme. Contoh hormon protein antara lain adalah insulin, lipoprotein, dan prolaktin.

 Imunoglobulin (zat anti bodi), yaitu protein pelindung yang berperan penting dalam respon kekebalan makhluk hidup untuk menetralisasi zat-zat asing yang menyebabkan infeksi. Contohnya adalah interferon, dan trombin.

 Mengatur dan melaksanakan metabolisme tubuh, seperti enzim, protein yang mengaktifkan dan berpartisipasi pada reaksi kimia kehidupan

 Sebagai senyawa buffer, yakni berperan menjaga stabilitas pH cairan tubuh dan sebagai zat larut dalam cairan tubuh, protein membantu dalam pemeliharaan tekanan osmotik di dalam sekat-sekat rongga tubuh.

 Protein transpor, yaitu protein yang berfungsi untuk memindahkan atau menyimpan beberapa senyawa kimia dan ion. Contohnya adalah hemoglobin untuk mengangkut oksigen dan protein integral yang membawa zat-zat yang dibutuhkan sel.

 Protein motor, yaitu protein yang berfungsi untuk mengubah energi kimia menjadi energi mekanik. Contohnya adalah aktin dan miosin.

 Protein struktur, yaitu protein yang berfungsi untuk perbaikan, pertumbuhan, dan pemeliharaan struktur sel, jaringan, atau komponen-komponen biologis lainnya. Contohnya adalah kolagen, elastin, dan keratin.

 Protein reseptor, yaitu protein yang berfungsi untuk mendeteksi sinyal (rangsangan) dan menerjemahkan sinyal tersebut menjadi sinyal jenis lain. Contohnya adalah rhodopsin.

 Protein penunjuk, yaitu protein yang berfungsi untuk memberikan sinyal atau mengkomunikasikan rangsangan dalam proses translasi. Contohnya adalah GTP (guanosinin trifosfat)

 Protein penyimpan, yaitu protein yang mengandung energi, yang dapat dilepaskan dalam proses-proses metabolisme pada makhluk hidup. Contohnya adalah albumin.

1. Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan polimer senyawa organik yang menyimpan dan mengirimkan informasi genetik di dalam sel. Ada dua jenis asam nukleat: asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). DNA berfungsi sebagai materi genetik, sedangkan RNA memainkan peran penting dalam menggunakan informasi genetik untuk memproduksi protein. Semua asam nukleat dibentuk dari monomer-monomer yang dikenal sebagai nukleotida. Nukleotida juga menyediakan sumber energi langsung untuk reaksi yang terjadi dalam sel. Setiap nukleotida terdiri dari tiga bagian: (1) sebuah molekul pentosa, yang bisa menjadi ribosa atau

deoksiribosa, (2) sebuah grup fosfat, dan (3) sebuah basa nitrogen. Basa nitrogen yang dimiliki ialah satu dari 5 jenisnya. Dua diantaranya lebih besar dari yang lain, molekul cincin ganda Adenin dan Guanin, basa yang terkecil adalah basa cincin tunggal Timin, Sitosin, dan Urasil..

Nukleotida (monomer), terikat dalam rantai yang panjang (polimer), sehingga gula dan gugus fosfat secara terurut membentu rangkaian “tulang belakang” dan basa nitrogen sebagai penyanggah sisinya. DNA memiliki gula deoksiribosa dan basa A, T, G dan C, sedangkan RNA memiliki gula Ribosa dan basa A, U, G, dan C.

Lipid

Lipid merupakan zat lemak yang berperan dalam berbagai sel hidup. Seperti halnya karbohidrat, lipid tersusun atas unsur karbon (CH), hidrogen (H), dan oksigen (O), serta kadang kala ditambah fosfor (P) serta nitrogen (N). Beberapa di antaranya disimpan sebagai sumber energi sekunder dan sebagian lain bertindak sebagai komponen penting dari membran sel. Lipid terdapat pada tumbuhan, hewan, manusia, dan mikroorganisme. Lipid terasa licin, tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam alkohol, eter, dan pelarut-pelarut organik lainnya. Lipid terdiri dari beberapa jenis, yang terpenting adalah lemak, fosfolipid, dan steroid.

Lemak

Lemak sangatlah penting, molekul organik kompleks yang digunakan sebagi suber energi, hingga hal lain. Pembangun lemak adalah sintesis dehidrasi antara molekul gliserol dan asam lemak. Gliserol adalah rangkakarbon yang memiliki tiga gugus alkohol. Rumus empirisnya adalah C3H4(OH)3. Asam lemak

merupakan rantai karbon yang panjang yang memiliki gugus karboksil. Jika terdapat rantai karbon yang memiliki banyak ikatan hidrogen, maka disebut asam lemak jenuh. Sedangkan, disebut tidak jenuh jika atom-atom karbonnya memiliki ikatan rangkap lebih dari satu.

Secara kimia, lemak identik dengan minyak hewani dan minyak nabati yang terutama terdiri dari gliserida. Lemak merupakan ester yang terbentuk melalui reaksi tiga molekul asam lemak dan sebuah molekul gliserol. Lemak bersifat tidak mudah menguap, tidak larut dalam air, terasa berminyak atau licin ketika disentuh, dan berbentuk padat pada suhu kamar.

Beberapa jenis lemak ditunjukkan dengan gambar berikut.

Lebih dari 90 persen lemak diperoleh dari sekitar 20 jenis tumbuhan dan hewan. Lemak berfungsi sebagai cadangan makanan atau sumber energi di dalam tubuh.

Steroid

Steroid merupakan senyawa turunan lipid yang tidak terhidrolisis. Steroid berfungsi sebagai hormon, seperti hormon seks, hormon adrenal kortikal, asam empedu, sterol, dan agen anabolisme. Contoh-contoh steroid antara lain adalah kolesterol, esterogen, dan testosteron.

Fosfolipid

Fosfolipid merupakan lipid yang berjumlah banyak (sebagai lesitin atau fosfatidietanolamin) yang di dalamnya asam fosfat serta asam lemak diesterifikasi menjadi gliserol dan terdapat dalam semua sel hidup serta dalam plasma membran. Fosfolipid merupakan jenis lemak majemuk. Struktur fosfolipid antara lain adalah sebagai berikut.

Beberapa fungsi fosfolipid antara lain adalah: lesitin membawa lemak dalam aliran darah dari satu jaringan ke jaringan lainya; fosfatidiletanolamin berperan dalam proses pembekuan darah; dan fosfolipid merupakan komponen utama dinding sel.

Daftar Pustaka Anonim.

2009. Polisakarida.http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0606811/polisakarida.html (7 September 2013)

Brady, James E. 2002. Kimia Universitas dan Struktur. Tanggerang: Binarupa Aksara.

Campbell. 2006. Macromolekules, Chapter 5.http://teacher.cgs.k12.va.us/bwebster/Biology/Chapter %20PowerPoints/5%20Macromolecules.pdf (7 September 2013)

Enger, Eldon D. 2003. Concept in Biology. New York: Mc Graw Hill Nuraeni Endah. 2012. Struktur

Protein.http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/1105684/struktur_protein.html (7 September 2013) Prawirohartono, Slamet dan Sri Hidayati. 2007. Sains Biologi untuk Kelas XI. Jakarta: Bumi Aksara Sunardi dan Irawan. 2011. Kimia Bilingual untuk SMA/MA Kelas XII. Bandung: Yrama Widya.

KIMIA ORGANIK I

"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.

Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida

atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang

menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.

Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil

(sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus

hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat

digunakan untuk golongan senyawa yang

mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu

senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi

oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula

karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan

ada pula yang mengandungnitrogen, fosforus, atau

sulfur.

Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari

satu molekul gula sederhana yang disebut

monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan

fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer

yang tersusun dari molekul gula yang terangkai

menjadi rantai yang panjang serta dapat pula

bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya

pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan

polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian

dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian

beberapa monosakarida).

Karbohidrat adalah kelompok besar senyawa yang

umumnya disebut gula, pati, dan selulosa (yang

semuanya adalah gula atau polimer gula). Umumnya

gula merupakan sumber penyimpanan energi.

Dengan memecah gula turun menjadi karbon

dioksida dan air, organisme hidup dapat melepaskan

energi yang terkunci di dalamnya digunakan untuk

kebutuhan energi.

Satu diantara tiga makanan pokok kita adalah karbohidrat.

Karbohidrat dihasilkan oleh tumbuhan berklorofil

dengan bantuan sinar matahari. Manusia dan hewan

memperoleh karbohidrat dari bagian-bagian tertentu

tumbuhan. Kita memperoleh karbohidrat dari nasi,

roti, tapioka, dan sebagainya.

Karbohidrat terdiri dari karbon,

hydrogen dan oksigen. Contihnya adalah glukosa

(C6H12O6), Sukrosa (C12H22O11) dan selulosa

(C6H10O5). Sebagaimana tampak dalam tiga

contoh tersebut, karbohidrat mempunyai rumus

umum Cn(H2O)m . rumus molekul glukosa misalnya,

dapat dinyatakan sebagai C6 (H2O)6 Oleh Karena

komposisi demikian, kelompok senyawa ini pernah

di sangka sebagai hidrat karbon sehingga diberi

nama karbohidrat. Akan tetapi, sejak tahun 1880-an

disadari bahwa senyawa tersebut bukanlah hidrat

dari karbon. Nama lain dari karbohidrat adalah

sakarida. Kata sakarida berasal dari Arab “sakkar”

yang artinya manis.

Karbohidrat yang dibangun oleh polihdroksi dan gugus

aldehid disebut dengan aldosa, sedangkan yang

disusun oleh polihidroksi dan gugus keton dikenal

dengan ketosa.

Molekul karbohidrat yang

paling sederhana adalah polihidroksi aldehida dan

polihidroksi keton yang empunyai tiga hingga enam

atom karbon. Atom C memiliki kerangka tetrahedral

yang membentuk sudut 105,9oC menyebabkan

molekul karbohidrat cukup sulit berbentuk rantai

lurus. Berdasarkan kerangka tetrahedral inilah,

molekul polihidroksi ini lebih stabil dalam struktur

siklik perhatikan Bagan

Bagan Rantai lurus dan bentuk siklik dari karbohidrat

Karbohidrat sederhana dibangun

oleh 5 (lima) atom C disebut dengan pentosa.

Sedangkan yang dibangun oleh 6 (enam) atom C

dikenal dengan heksosa.

Selain dibentuk oleh sejumlah atom C yang mengandung

gugus polihidroksi, strukturnya karbohidrat semakin

kompleks dengan adanya atom karbon asimetri,

yaitu atom karbon yang mengikat empat atom atau

molekul yang berbeda pada struktur tetrahedralnya.

Kehadiran C asimetri menyebabkan molekul

karbohidrat bersifat optik aktif, yaitu mampu

memutar bidang cahaya terpolarisasi. Pada

karbohidrat juga dijumpai keisomeran optik,

molekul-molekul yang komposisinya identik tetapi berbeda

orientasinya dalam ruang dan keaktifan optiknya.

Karbohidrat yang paling sederhana ditemukan di alam

mengandung tiga atom C disebut triosa. Jika dengan

gugus aldehida dinamakan aldotriosa

(HOCH2-CHOH-CHO) dan dan dengan gugus keton disebut

dengan ketotriosa (HOCH2-CO-CH2OH).

Karbohidrat biasanya digolongkan menjadi monosakarida,

disakarida dan polisakarida. Penggolongan ini

didasarkan pada reaksi hidrolisisnya. Monosakarida

adalah karbohidrat paling sederhana, tidak dapat

dihidrolisis menjadi karbohidrat lebih sederhana;

disakarida dapat dihidrolisis menjadi dua

monosakarida; sedangkan polisakarida dapat

dihidrolisi menjadi banyak molekul monosakarida.

1. Monosakarida

Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan rumus

CnH2nOn dimana n = 3 – 8 .Monosakarida sering

disebut gula sederhana (simple sugars) adalah

karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi

bentuk yang lebih sederhana lagi. Molekulnya hanya

terdiri atas beberapa atom karbon saja.

Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan

kandungan atom karbonnya, yaitu triosa, tetrosa,

pentosa, dan heksosa atau heptosa.

C3H6O3 : triosa

C4H8O4 : tetrosa

C5H10O4 : pentose

C6H12O4 : heksosa

Monosakarida atau gula sederhana hanya terdiri atas satu

unit polihidroksialdehida atau keton atau hanya

terdiri atas satu molekul sakarida. Kerangka

monosakarida adalah rantai karbon berikatan

tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom

karbon berikatan ganda terhadap suatu atom

oksigen membentuk gugus karbonil, masing-masing

atom karbon lainnya berikatan dengan gugus

hidroksil. Jika gugus karbonil berada pada ujung

rantai karbon, monosakarida tersebut adalah suatu

aldosa, dan jika gugus karbonil berada pada posisi

lain, monosakarida tersebut adalah suatu ketosa.

Berbagai jenis monosakarida aldosa dan ketosa.

· Macam-macam monosakarida

a. Aldosa: monosakarida yang mengandung gugus

aldehid.

Contoh: Gliseraldehid

b. Ketosa: monosakarida yang mengandung gugus keton.

Contoh: Dihidroksiaseton

Contoh beberapa monosakarida :

1. Glukosa

Glukosa merupakan suatu aldoheksosa, disebut juga

dekstrosa karena memutar bidang polarisasi ke

kanan. Glukosa merupakan komponen utama gula

darah, menyusun 0,065- 0,11% darah kita.

Glukosa dapat terbentuk dari hidrolisis pati, glikogen, dan

maltosa. Glukosa sangat penting bagi kita karena sel

tubuh kita menggunakannya langsung untuk

menghasilkan energi. Glukosa dapat dioksidasi oleh

zat pengoksidasi lembut seperti pereaksi Tollens

sehingga sering disebut sebagai gula pereduksi.

D-glukosa

2. 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.

D-galaktosa

α-D-galaktosa

3. 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.

(a)

Struktur fruktosa: (a) struktur terbuka (b) struktur siklis

2. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari 2 satuan

monosakarida. Dua monosakarida dihubungkan

dengan ikatan glikosidik antara C-anomerik dari satu

unit monosakarida dengan gugus –OH dari unit

monosakarida yang lainnya. Beberapa disakarida

yang sering dijumpai: Maltosa, Laktosa, Sukrosa

Jenis disakarida:

1. Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari

hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun

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

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai

penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1

dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa.

Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α

karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu

molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul

glukosa.

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.

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 adalah komponen utama yang terdapat pada air

susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun dari

molekul β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang

dihubungkan oleh ikatan 1,4'-β.

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. Apabila enzim ini kurang atau

terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu.

Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia

yang biasa menyerang bayi.

3. Polisakarida

Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang

panjang. Polisakarida dapat dibagi menjadi dua

kelas utama yaitu homopolisakarida dan

heteropolisakarida. Homopolisakarida yang

mengalami hidrolisis hanya menghasilkan satu jenis

monosakarida, sedangkan heteropolisakarida bila

mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih

dari satu jenis monosakarida. Rumus umum

polisakarida yaitu C6(H10O5)n.

a. Selulosa

Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang

polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa

merupakan komponen struktural utama dari

tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.

b. Glikogen

Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan

dalam tubuh hewan. Pada manusia dan vertebrata

lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan

otot. Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan

ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai

percabangan (α1→6). Glikogen memiliki struktur

mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi

dengan lebih banyak percabangan, yaitu setiap 8-12

residu.

c. Pati atau amilum

Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak

larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan

tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang

dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan

kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis)

dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga

menjadikan pati sebagai sumber energi yang

penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat,

amilosa dan amilopektin.

Struktur amilosa

Struktur amilopektin

PERMASALAHAN YANG MUNCUL

•

Pada klasifikasi karbohidrat, karbohidrat dibedakan

berdasarkan reaksi hidrolisisnya yaitu monosakarida yang

tidak dapat dihidrolisis, disakarida dapat di hidrolisis

menjadi 2, sedangkan polisakarida dapat dihidrolisis

menjadi banyak. Pertanyaanya mengapa terjadi

demikian? mengapa monosakarida tidak mampu

dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana ?

•

Dan berikan contoh masing klasifikasi yaitu contoh

monosakarida, contoh disakarida dan contoh polisakarida

dalam kehidupan sehari-hari?