KARBOHIDRAT. Oleh: Widya Astuti, S.Gz., M.Si. Program Studi Gizi Fakultas Pendidikan Olahraga dan Kesehatan Universitas Pendidikan Indonesia 2021

KARBOHIDRAT

Oleh:

Widya Astuti, S.Gz., M.Si

Program Studi Gizi

Fakultas Pendidikan Olahraga dan Kesehatan Universitas Pendidikan Indonesia

2021

Pengertian dan klasifikasi karbohidrat

OUTLINE

1

2

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi dan Metabolisme

3

Sumber karbohidratdanfungsi

4

Kebutuhan karbohidrat harian

WHAT ARE DIFFERENT KINDS

OF CARBOHYDRATES???

Carbohydrates

• Senyawa organic yang mengadung unsur C, H, O dengan perbadingan H : O = 2:1

• Seluruh KH berasal dari tumbuhan yang mengandung klorofil melalui fotositensis

6 CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2

• Didalam tumbuhan KH disimpan dalam bentuk pati atau gula. Pati adalah bentuk simpanan KH berupa polisakarida yang mengandung ikatan glikosidik.

• Selain itu terdapat jenis KH selulosa, yang merupakan polisakarida non pati yang membentuk dinding sel tumbuhan, tidak mengandung ikata glikosidik

Carbohydrates

Carbohydrates are so named because of their chemical composition, which includes carbon, hydrogen, and oxygen. Globally, the main dietary carbohydrates are cereals, root and sugar crops, pulses (legumes), vegetables,fruit,and dairy.

Each gram of carbohydrate provides about 4 calories, and “carbs” are the preferred energy source to fuel the brain and physical activity. The carbohydrates are a vast and diverse group of nutrients found in most foods.

Carbohydrates are divide into two groups, there are simple carbohydrates andcomplex carbohydrate.

Carbohydrates

Simple Carbohydrates

Karbohidrat sederhana terdiri dari:

•

Monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa, dan mannose)

•

Disakarida (maltose, laktosa, dan sukrosa).

•

Gula alcohol

•

Oligosakarida

Simple Carbohydrates

Monosakarida

Dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6 rantai atau cincin karbon. Terdapat 5 jenis monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa, dan pentosa), tetapi yang berkaitan erat dengan ilmu gizi ada 3 jenisyaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

Ketiga jenis monosakrida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama yaitu 6 atom karbon, 12 hydrogen, 6 atom oksigen.

Perbedaannya hanya terletak pada penyusunan atom-atom hydrogen dan oksigen disekitar atom karbon.

Perbedaan susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalamtingkat kemanisan, dan daya larut.

Simple Carbohydrates

Monosakarida

Monosakrida yang terdapat di alam umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). Gugus hidroksil terletak pada karbon nomor 2 diseblah kanan. (gambar struktur kimia)

Contoh monosakarida lainnya jenis heksosa yaitu mannosa.

Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentose contohnya seperti ribosa, xilosa, danarabinosa.

Simple Carbohydrates

Monosakarida

• Glukosa

Nama lain dari glukosa dektrosa atau dikenal dengan

gula anggur. Glukosa terdapat di alam dalam jumlah sedikit

dan beredar dalam darah serta digunakan oleh sel sebagai

penghasil energy. Glukosa merupakan hasil

degradasi/pencernaan disakarida dan polisakaridaBiasanya

berada di dalam sayur (wortel dan jagung), buah (anggur, jeruk

dll) dan sari pohon. Sementara didalam madu terkandung

glukosa dan fruktosa

.

Simple Carbohydrates

Monosakarida

• Glukosa

Tubuh dapat menggunakan glukosa dalam bentuk

isomer D. Gula murni yang ada dipasar biasanya berasal dari

olahan pati. Sementara itu glukosa merupakan hasil akhir

pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan

dan manuasia. Tingkat kemanisan dari glukosa hanya separuh

dari sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk

mendapatkantingkat kemanisanyang sama.

Simple Carbohydrates

Monosakarida

• Fruktosa

Dikenal dengan nama lain gula buah, merupakan gula paling manis. Fruktosa sendiri memiliki rumus kimia yang sama dengan glukosa C6H12O6 tetapi strukturnya berbeda.

Susuna atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada

lidah sehingga menimbulkan rasa manis. Sepertiga dari madu

terkandung fruktosa didalamnya. Fruktosa dapat ditemukan

pada madu dan buah. Fruktosa didalam tubuh merupakan hasil

pencernaan dari sukrosa.

Simple Carbohydrates

Monosakarida

• Fruktosa

Fruktosa dapat diperoleh dari teknologi hidrolisa pati dari bahan jagung hidrolisa dari bahan jagung menjadi dekstrosa (glukosa) dengan bantuan enzim gluko amilase. Selanjutnya glukosa diubah menjadi fruktosa menggunakan bantuan enzim gluko isomerase dan menghasilkan produk yang disebutHigh fructose Corn Syrup(HFCS)

High fructose Corn Syrup (HFCS), biasa digunakan karena memiliki rasa manis yang tinggi dengan kandungan 42% fruktosa, 52% glukosadan 6%

sakarida dengan total 71%. Hal ini menyebabkan secara komersial fruktosa dapat digunakan sebagai pemanis. Kebanyak minuman ringan menggunakan fruktosa (sirup jagung) sebagai pemanis. Sementara hasil pencernaanfruktosa didalam tubuhberupa sakrosa.

Simple Carbohydrates

Disakarida

Disakarida (C12H22O11) merupakan oligosakarida yang terdiri atas dua molekul monosakarida. Kedua ikatan monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen. Ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepas satu molekul air. Maltosa, laktosa, dan sukrosa termasuk kedalam diakarida.

Disakarida dapat dipecah kembali menjadi molekul monosakarida melalu reaksi hidrolisis. Disakarida terbagi menjadi 4 jenis, yaitu sukrosa, maltosa, laktosa, dantrehalosa.

Simple Carbohydrates

Disakarida

•

^Maltosa

Maltosa dikenal sebagai gula malt. Maltosa terdiri dari 2 molekul glukosa (glukosa + glukosa) dan tidak terdapat bebas dialam.

Maltosa berasal dari hidrolisis pati dan dapat diproduksi dari fermentasi biji-bijian (sirup jagung barley). Dalam proses berkecambah pati yang terdapat pada padipadian terurai menjadi maltose kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh.

Simple Carbohydrates

Disakarida

•

^Laktosa

Laktosa biasa dikenal sebagau gula susu. Laktosa tersusun atas satu unit glukosa dan galaktosa dan diproduksi oleh mamalia, serta ditemukan secara alami pada susu dan produknya. Laktosa tidak cepat larut dalam air dan tingkat kemanisannya 1/6 dari sukrosa dan bersifat pereduksi. Laktosa jika difermentasi akan menghasilkan asam laktat. Kadar laktosa pada susu sapi sebesar 6,8g per 100 ml, sementara kadar latosa pada ASI sebesar 4,8g per 100 ml.

Simple Carbohydrates

Disakarida

•

^Laktosa

Sebagian orang ada yang tidak tahan mengonsumsi susu. Hal ini disebabkan karena kekurangan enzim laktase yang dibentuk di dalam dinding usus halus yang diperlukan untuk pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal di dalam saluran pencernaan, dapat mempengaruhi aktifitas organisme yang tumbuh dan menyebabkan perut kembung, kejang perut, dan diare. Kondisi ketidak tahanan terhadap laktoa dikenal denganLactose Intolerance.

Simple Carbohydrates

Disakarida

•

^Sukrosa

Sikrosa dikenal juga sebagai gula tebu atau gula bit. Terdiri atas glukosa dan fruktosa. Sukrosa berasal dari pati, gula, dan bit.

Sukrosa bersifat tidak pereduksi. Sukrosa dapat ditemukan dalam jumlah lebih banyak pada buah-buahan dan sayuran (apricot, peach, plum, wortel, jagung, dan ubi jalar).

Jika sukrosa dihirolisis atau dicerna akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang biasa disebut gula invert. Secara alami gula invert terdapat dalam madu dan rasa lebih manis dari sukrosa.

Simple Carbohydrates

Gula Alkohol

Gula alcohol terdapat di alam dan dapat pula dibuat secara sintesis.

Terdapat 4 jenis gula alkohol:

•

^Sorbiltol

Terdapat dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Sorbitol digunakan dalam makanan dan minuman khusus pasien diabetes, karena pengaruhnya terhadap kadar gula lebih kecil jika dibandingkan dgn sukrosa.

Tingkat kemanisannya 60% dibadingkan dengan sukrosa.

Proses absorpsinya lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Konsumsi lebih dari 50 g sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes.

Simple Carbohydrates

Oligosakarida

Rafinosa, stakinosa, verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri dari glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiganya biasa terdapat dalam biji-biji tumbuhan dan kacang-kancangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim pencernaan.

Fruktan adalah oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terkait denga molekul glukosa. Fruktan biasa terdapat dalam serelia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus.

Complex Carbohydrates

Karbohidrat kompleks mempunyai dua unit gula sederhana di dalam satu molekul. Karbohidrat kompleks terbagi menjadi 2 yaitu:

•

Polisakarida

Polisakarida merupakan karbohidrat kompleks terdiri atas beberapa molekul atau satuan gula sederhana (monosakarida).

Polisakarida terdiri dari polisakarida cerna (pati, dekstrin, polimer, glukosa) dan polisakarida tidak tercerna (selulosa, hemiselulosa, lignin, pectin, gum, dan polisakarida dari algae).

Complex Carbohydrates

Karbohidrat kompleks mempunyai dua unit gula sederhana di dalam satu molekul. Polisakarida termasuk kedalam karbohidrat kompleks. Polisakarida merupakan karbohidrat kompleks terdiri atas beberapa molekul atau satuan gula sederhana (monosakarida).

Polisakarida terbagi menjadi 2 jenis yaitu:

•

Polisakarida cerna (pati, dekstrin, polimer, glukosa)

•

Polisakarida tidak tercerna (selulosa, hemiselulosa, lignin, pectin, gum, dan polisakarida dari algae).

Complex Carbohydrates

Polisakarida cerna

•

^Pati

Pati merupaka bentuk simpanan karbohidrat dalam tumbuhan ditemuka pada serelia, umbi-umbian, sayuran, kacang- kacangan. Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda, bergatung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati berbeda satu sama lain bergantung karakteristik sendiri dalam hal daya larut, daya mengental, dan rasa.

Pati terdapat dalam 2 bentuk yaitu amilosa dan amilopektin.

Amilosa tersusun atas ikatan glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin bercabang.

Complex Carbohydrates

Polisakarida cerna

•

^Pati

Pati terdapat dalam 2 bentuk yaitu amilosa dan amilopektin.

Amilosa tersusun atas ikatan glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin bercabang.

Amilosa dan amilopektin perannya dapat terlihat pada serelia (beras). Semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tingginya kandungan amilopektin maka akan semakin lekat nasi.

Complex Carbohydrates

Polisakarida cerna

•

^Pati

Butiran pati rata-rata berbentuk amilosa dan amilopektin dalam bentuk semi kristal, hal ini yang menyebabkan tidak larut dalam air dan memperlambat pencernaan oleh amilase pankreas.

Sementara jika dipanaskan dengan air, pati akan menyerap air sehingga mengembang, proses tersebut dinamakan gelatinasi.

Pati yang dihidrolisis secara tuntas akan menghasilkan glukosa dan hidrosis pati secara parsial menghasilkan dekstrin dan maltosa.

Complex Carbohydrates

Polisakarida cerna

•

^Dekstrin

Merupakan produk antara pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis. Dekstrin digunakan sebagai sumber karbohidrat dalam makanan lewat pipa. Molekul lebih besar dibandingkan sukrosa dan glukosa sehingga tidak mudah membuat diare. Molekul sakarida bila bertambah sederhana akan meningkatkan daya larut, sehingga lebih manis daripada pati.

•

Polimer glukosa

Karbohidrat untuk suplemen dibuat dari campuran antara glukosa, maltose, dan dekstrin digunakan bagi individu yang memerlukan tambahan energy.

Complex Carbohydrates

Polisakarida tidak tercerna

•

^Selulosa

Merupakan polisakarida yang paling banyak terdapat dalam tumbuhan, dalam makanan banyak ditemuka pada biji-bijian dan serelia. Selulosa tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia, dan dapat menyerap/ menahan air sehingga memperlunak feses sehingga mudah dikeluarkan oleh tubuh.

•

Polimer glukosa

Hemiselulosa terdiri atas berbagai gula seperti xilosa, glukosa, dan mannosa. Biasanya terdapat pada kubis, wortel, kol, sayur daun, apel, melon, serelia dll. Bersifat larut dalam air panas, menyerap dan menahan air di lambung seingga menurutkan waktu transit dalam usus.

Complex Carbohydrates

Polisakarida tidak tercerna

•

^Pektin

Biasa digunakan sebagai pengental, pengikat, pembentuk gizi makanan (membentuk gel bila bercampur dengan air). Digunakan dalam pembuatan jam dan jelly. Dapat mempercepat “pengosongan perut”, sehingga bersifat laksatif, mempercepat penurunan gula dan menurunkan serum kolesterol.

•

Gum dan polisakarida dari algae

Gum dan polisakarida dari algae bersifat larut air dan polisakarida yang berasal dari rumput laut (agar-gara) dan karagenan. Gum dan polisakarida dari algae bersifat dapat menyerap air, mengentalkan dan menjadi pengemulsi, sehingga umum untuk memberikan tekstur lembut pada es krim dan susu evaporasi.

Sistem Pencernaan, Absorpsi,

Eksresi, dan Metabolisme

Karbohidrat

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

Tujuan akhir dari sistem pencernaan dan absorpsi karbohidrat yaitu mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan kecil, terutama dalam bentuk glukosa dan fruktosa. Sehingga dapat dengan mudah diserap oleh pembuluh darah melalui dinding usus halus.

Proses pencernaan karbohidrat dimulai di mulut, dan berakhir di usus halus.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

1. Mulut

Terjadi pencernaan secara mekanik dan kimiawi. Proses pencernaan mekanik dilakukan oleh gigi dan lidah sementara proses kimawi terjadi dengan bantuan enzim amilase yang terkandung didalam ludah.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

1. Mulut

•

Enzim amilase dalam ludah akan bekerja dengan baik ketika pH ludah netral.

•

Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentruk KH sederhana (dekstrin).

•

Amilase dalam ludah akan masuk kedalam lambung, akan dicerna oleh asam klorida dan enzim pencerna protein. Proses pencernaan KH dalam lambung terhenti.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

2. Usus Halus

•

Pencernaan KH sebagian besar terjadi dalam usus halus.

•

Proses pencernaan dibantu oleh enzim amilase yang dikeluarkan oleh pancreas.

•

Enzim tersebut merubah/mencerna pati menjadi dekstrin dan maltose.

•

Proses pencernaan KH diselesalaikan oleh enzim disakaridase yang dikeluarkan oleh sel-sel mukosa usus.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

2. Usus Halus

•

Proses pencernaan KH diselesalaikan oleh enzim disakaridase yang dikeluarkan oleh sel-sel mukosa usus.

•

Enzim-enzim disakaridase:

-

Maltase : maltosa2 mol glukosa

-

Sukrase: sakarosa 1 mol glukosa & 1 mol fruktosa

-

Laktase: laktosa  1 mol glukosa + 1 mol galaktosa

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

2. Usus Halus

•

^{Glukosa, fruktosa, dan galaktosa}

diabsorpsi melalui sel epitel usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah vena porta.

•

Glukosa dan galaktosa lebih cepat diabsorpsi daripada fruktosa..

•

Melalui vena porta dibawa kehati, d hati terjadi perubahan galaktosa dan fruktosa menjadi glukosa.

•

Pada akhirnya semua disakarida akan diubah menjadi glukosa.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

3. Usus Besar

•

Dalam waktu 1-4 jam setelah makan, pati nonkarbohidrat atau serat makanan dan sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus besar.

•

Sisa pencernaan merupakan substrat potensial untuk difermentasi oleh mikrorganisme di dalam usus besar.

•

Substrat potensial yang difermentasi fruktosa, sorbitol, dan monomer lain yang sulit dicerna.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

3. Usus Besar

•

Produk utama fermentasi KH didalam usus besar adalah karbon dioksida, hydrogen, mentan dan asam lemak rantai pendek.

•

Dalam keadaan kadar yang rendah hasil sebagian gas-gas hasil fermentasi diabsorpsi dan dikeluarkan melalui paru- paru.

•

Jika melebih kemapuan kolon untuk mengabsorsi maka dikeluarkan melalui anus.

Pencernaan, Absorpsi, Eksresi, dan Metabolisme

Metabolisme Karbohidrat

•

Peran karbohidrat dlm tubuh menyediakan glukosa untuk sel- sel tubuh. Glukosa berperan penting dalam metabolism KH.

•

Jaringan yang hanya memperoleh energy dari KH yaitu sel darah merah, otak, dan sistem saraf.

•

KH yang sudah dicerna (glukosa) akan disimpan dalam bentuk glikogen jika kelebihan. Glikogen akan disimpan di hati, dan hanya dapat digunakan sebagai energy untuk keperluan otot tidak dapat dikembalikan sebagai glukosa ke aliran darah.

Lactose Intolerance??

Kondisi ketidaktahanan terhadap laktosa, kondisi ini disebabkan oleh ketidak mampuan memproduksi enzim lactase oleh tubuh. Sehingga terjadi penumpukan latosa didalam tubuh.

Laktosa yang tidak terhidrolisis akan menarik air kedalam saluran pencernaan, dan laktosa akan difermentasi oleh bakteri usus dan menghasilkan asam laktat, karbondioksida, asam organic, dan gas hidron. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya kembung, flatus, kejang, dan diare.

Solusi bagi individu yang mempunya lactose intolerance yaitu dengan mengkonsumsi susu tidak mengandung laktosa atau berbahan dasar kacang-kacangan

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Sumber karbohidrat utama berasal dari:

-

Padi-padian, serelia

-

Umbi-umbian

-

^{Mie, bihun}

-

^Roti

-

^Gula

Pangan lain yang memiliki karbohidrat adalah sayur, buah, dan kacang-kacangan mengandung sedikit karbohidrat.

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Fungsi Karbohidrat:

-

Sumber energy

Fungsi utama karbohidrat yaitu menyediakan energy bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber energy utama bagi penduduk dibergai penjuru dunia, dengan harga yang relative murah. Satu gram karbohidrat mengandung 4 kalori.

Karbohidrat sebagian berada dalam sirkulasi darah sbg glukosa,disimpanan di jaringan hati dan otot sbg glikogen, dan sebgian lagi disimpan sbg cadangan energy dlm bentuk lemak.

Sistem syaraf central dan otal sangan bergantung kpd kandungan glukosa untuk keperluan energy.

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Fungsi Karbohidrat:

-

^{Pemberi rasa manis pada}

makanan

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, terutama mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa merupakan gula yang termanis.

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Fungsi Karbohidrat:

-

Penghemat protein

Mencegah agar protein yang berperan sebagai zat pembangun tidak digunakan sebagai sumber energy. Hal ini disebabkan karena penggunakan protein sebagai sumber energy akan mengakibatkan terhambahnya pertumbuhan.

Sumber dan Fungsi Karbohidrat

Fungsi Karbohidrat:

-

Pengatur metabolisme lemak

karbohidrat dapat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga kan menghasilkan bahan-bahan ketot berupa asam asteoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat, bahan tersebut terbentuk dihati dan menyebabkan ketidak seimbangan natrium dan dehidrasi.

Kebutuhan Harian Karbohidrat

Kebutuhan karbohidrat tidak tentukan secara spesifik, hal ini disebabkan setiap individu memiliki kebutuhan yang berbeda. Akan tetapi menurut anjuran WHO untuk memelihara kesehatan, menganjurkan energy total berasal karbohidrat kompleks sebesar 55- 75% dan 10% berasal dari gula sederhana.

Referensi

TERIMA KASIH