Makalah Biokimia Karbohidrat

MAKALAH

BIOKIMIA

Karbohidrat

Tanggal: 27 Maret 2015

Dosen pengampu Andi Mushawwir, S.Pt, M.P

Oleh: Kelas: E Kelompok: 4

Arinda 200110140290

Anintya Rizqi Amalia 200110140291

Hamam Prigel 200110140292

Saiful 200110140293

Teiza Nadvira 200110140294

Nadya Robiatul Addawiyah 200110140295 Syamil Syabima Rachmat 200110140296 Ari Abdullah Safari 200110140297

Tiara Andamsuri 200110140298

M Luthfi AQJ 200110140299

Afifah Maulidah 200110140300

Ami Widya Purnami 200110140301

Yogi Fauzan Maulana 200110100042

LABORATORIUM FISIOLOGI DAN BIOKIMIA FAKULTAS PETERNAKAN

UNIVERSITAS PADJAJARAN 2015

i DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... Error! Bookmark not defined. I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.

1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan ... 2 II TINJAUAN PUSTAKA ... 3 2.1 Pengertian Karbohidrat ... 3 2.2 Stuktur Karbohidrat ... 4 2.3 Karakteristik Karbohidrat ... 4 2.4 Klasifikasi Karbohidrat ... 5

2.5 Peranan Karbohidrat Dalam Kehidupan ... 12

III PENUTUP ... 13

3.1 Kesimpulan ... 13

3.2 Saran ... 13

1 I

PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

Dalam kehidupan kita mengetahui bahwa untuk melakukan berbagai aktivitas maka dibutuhkan energi. Energi dapat diperoleh dari bahan makanan yang dimakan. Pada dasarnya bahan makanan tersebut mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat, lemak, dan protein.Karbohidrat merupakan salah satu nutrisi bagi tubuh dimana ada klasifikasi ke dalam beberapa golongan, seperti monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

Karbohidrat merupakan sumber energi metabolik yaitu ATP. Zat nutrisi karbohidrat dikonsumsi oleh manusia dan hewan yang berasal dari tumbuhan. Bahan makanan yang berasal dari tumbuhan sebagian besar adalah karbohidrat, sebagai gula, amilum atau pati, atau selulosa. Energi yang terkandung dalam karbohidrat pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat atau glukosa terbentuk dari hasil fotosintesis yang berasal dari air, karbondioksida, serta sinar matahari dan klorofil dalam daun. Glukosa ini kemudian disimpan dalam bagian-bagian tumbuhan seperti buah atau umbi dalam bentuk amilum.

Karbohidrat di dalam tubuh yang berasal dari makanan mengalami metabolisme. Hasil metabolisme tersebut misalnya glukosa yang mengalir dalam darah dan glikogen yang disintesis dalam hati kemudian digunakan oleh jaringan otot sebagai sumber energi. Jadi, telah diketahui ada bermacam-macam golongan karbohidrat, diantaranya gula, glukosa, amilum, glikogen, selulosa yang penting bagi kehidupan.

Peran karbohidrat dalam tubuh selain sebagai sumber energi bagi hewan ternak juga diantaranya sebagai cadangan makanan, glukosa sebagai gula sederhana dapat dijadikan bahan untuk sintesis molekul organik lain seperti asam lemak dan asam amini dapat mengefisienkan fungsi protein dengan menghemat penggunaan protein, menjaga keseimbangan dalam tubuh. Peran karbohidrat dalam tumbuhan contohnya selulosa sebagai pembentuk dinding sel tumbuhan, rasa manis pada buah atau batang tebu yang berasal dari sukrosa. Karbohidrat di

2

dalam tubuh dibutuhkan dalam takaran tertentu. Kelebihan atau kekurangan kadar karbohidrat di dalam tubuh akan memacu timbulnya penyakit.

Dilihat dari manfaat karbohidrat bagi manusia, tumbuhan khususnya hewan ternak, maka sebagai mahasiswa peternakan sudah seharusnya mengetahui dan memahami karbohidrat beserta sifat, struktur, klasifikasi, dan peranannya dalam kehidupan sehari-hari sehingga dapat memaksimalkan pemanfaatan karbohidrat itu sendiri.

1.2. Rumusan Masalah

1. Apa definisi dari karbohidrat ? 2. Bagaimana struktur karbohidrat? 3. Bagaimana karakteristik karbohidrat? 4. Bagaimana klasifikasi karbohidrat ?

5. Bagaimana peranan karbohidrat dalam kehidupan?

1.3. Tujuan

1. Mengetahui definisi karbohidrat 2. Mengetahui struktur karbohidrat 3. Mengetahui karakteristik karbohidrat 4. Mengetahui klasifikasi karbohidrat

3 II

PEMBAHASAN 2.1. Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat berasal dari bahasa Jerman, yaitu “Kohlenhydrate” dan dari bahasa Perancis, yaitu “Hydrate de Carbon”. Penamaan ini didasarkan atas komposisi unsur karbon yang mengikat hidrogen dan oksigen dalam perbandingan yang selalu sama seperti pada molekul air yaitu perbandingan 2 : 1. Karena komposisi yang demikian, senyawa ini pernah disangka sebagai hidrat karbon, tetapi sejak 1880 senyawa tersebut bukan hidrat dari karbon. Nama lain dari karbohidrat adalah sakarida, berasal dari bahasa Arab "sakkar" artinya gula. Karbohidrat sederhana mempunyai rasa manis sehingga dikaitkan dengan gula.

Dalam biokimia, karbohidrat adalah senyawa polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa – senyawa tersebut pada proses hidrolisis. Karbohidrat memiliki gugus fungsi karbonil ( aldehid dan keton) dan gugus hidroksil. Pada awalnya, rumus karbohidrat adalah (CH2O)n ,yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi

oleh n molekul air. Namun, pada kenyataannya terdapat karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada beberapa senyawa bukan karbohidrat yang memiliki rumus seperti itu, ada pula karbohidrat yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur. Maka dari itu, karbohidrat lebih penting ditinjau dari rumus strukturnya daripada rumus empirisnya.

Karbohidrat dihasilkan oleh proses fotosintesis didalam tanaman-tanaman yang memiliki klorofil. Karbohidrat dapat dioksidasi menjadi energi, misalnya glukosa dalam sel jaringan manusia dan hewan. Fermentasi karbohidrat oleh khamir atau mikroba lain dapat menghasilkan CO2, alkohol, asam organik dan

zat-zat organik lainnya. Karbohidrat merupakan sumber energi bagi aktivitas kehidupan manusia disamping protein dan lemak.

4 2.2. Struktur karbohidrat

Pada senyawa karbohidrat terdapat beberapa gugus fungsi, yaitu gugus aldehid atau keton, gugus hidrogen (-H) dan gugus hidroksil (-OH). Struktur karbohidrat yang ditentukan oleh gugus fungsi akan mempengaruhi sifat kimia dan sifat fisika.

2.3. Karakteristik Karbohidrat a. Sifat fisika

 Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen.

 Monosakarida dan oligosakarida mudah larut dalam air dan etanol, tetapi sukar larut dalam peelarut organik

 Monosakarida dan oligosakarida memiliki rasa manis

 Steroisomerism-rumus struktur senyawa yang sama tetapi mereka berbeda dalam konfigurasi spasial.

 Dapat mengalami mutarotasi yaitu memutar cahaya terpolarisasi membentukglukosa (+) dan glukosa (-).

 Diastereoisomer yaitu perubahan konfigurasi berkaitan dengan glukosa C2, C3, atau C4

 Anomerik yaitu konfigurasi spasial sehubungan dengan atom karbon pertama pada aldosa dan atom karbon kedua pada ketosa.

5 b. Sifat kimia

 Sebagai reduktor : disebabkan karena terdapat gugus karbonil yang bebas, digunakan untuk identifikasi dan analisis kuantitatif. Pereaksi fehling, barfoed, dan osazon digunakan untuk identifikasi dan pereaksi benedict dapat digunakan untuk menganalisiskonsentrasi karbohidrat.

 Dapat terdehidrasi : pembentukan furfural

 Dapat terkondensasi : pencampuran furfural dengan α naftol membentuk warna ungu. Untuk analisis kualitatif karbohidrat

 Esterifikasi : pembentukan ester asam fosfat dari gugus –OH dengan asam fosfat

 Polimerisasi : penggabungan unit – unit monosakarida dan oligosakarida menjadi polisakarida dengan ikatan glikosida

2.4. Klasifikasi karbohidrat

Klasifikasi karbohidrat didasarkan atas jumlah unit gula dalam rantai :

a. Monosakarida (gula sederhana/saccharum)

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana. Jika dihidrolisis, senyawa-senyawa monosakarida sudah tidak dapat diuraikan lagi menjadi senyawa gula yang lebih sederhana. Contoh: glukosa, galaktosa, fruktosa. Monosakarida dapat diklasifikasikan menjadi dua :

1) Berdasarkan lokasi gugus karbonil

- Aldosa adalah monosakarida yang mengandung aldehida karena gugus karbonil berada di ujung rantai

Contoh : glukosa dan galaktosa

- Ketosa adalah monosakarida yang

mengandung keton karena gugus

karbonilnya berada di tengah rantai Contoh : fruktosa

6

2) Berdasarkan banyaknya atom karbon yang menyusun molekul monosakarida.

 Monosakarida yang mengandung 3 atom karbon disebut triosa

 Monosakarida yang mengandung 4 atom karbon disebut tetrosa

 Monosakarida yang mengandung 5 atom karbon disebut pentose

 Monosakarida yang mengandung 6 atom karbon disebut heksosa

Macam – macam monosakarida penting

 Glukosa

Glukosa dihasilkan dari reaksi fotosintesis antara karbondioksia, air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil daun. Glukosa dapat diperoleh dari hidrolisis sukrosa (gula tebu) atau pati (amilum), juga terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Glukosa mempunyai sifat:

- Memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan (+52.70)

- Dapat mereduksi larutan fehling dan membuat larutan merah bata

- Dapat mengalami mutarotasi

- Dapat difermentasi menghasilkan alkohol (etanol) dengan reaksi sebagai berikut: C6H12O6 --> 2C2H5OH + 2CO2

 Fruktosa

Fruktosa disebut juga sebagai gula buah, diperoleh dari hidrolisis sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi seliwanoff, asam clorida.; dan mempunyai sifat:

7 - Memutar bidang polarisasi cahaya ke kiri

- Rasa lebih manis dari gula yang lain

- Dapat bereaksi dengan larutan fehling dan membentuk endapan merah bata

- Dapat difermentasi

 Galaktosa

Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Jarang ditemukan dalam bentuk tunggal dan mempunyai sifat:

- Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan.

- Menghasilkan asam musat yang kurang larut dalam air

- Dapat mereduksi larutan fehling membentuk endapan merah bata

- Tidak dapat difermentasi

b. Disakarida

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang terikat satu sama lain dengan ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan melepaskan 1 mol air. Ikatan glikosidik terdapat pada gugus fungsi dalam karbohidrat, yaitu gugus aldehid pada glukosa dan gugus keton pada fruktosa. Disakarida dapat terbentuk dari hasil antara proses hidrolisis oligosakarida dan polisakarida. Disakarida biasanya larut dalam air (hidrofilik). Beberapa contoh disakarida yakni:

 Maltosa.

Maltosa biasa digunakan dalam makanan bayi dan susu bubuk beragi (malted milk). Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens. Maltose termasuk gula pereduksi yang dapat diperoleh dari amilum, glikogen, dan biji gandum yang sedang berkecambah.

8

Hidrolisis maltose menghasilkan dua molekul glukosa (gukosa + glukosa = maltose).

 Laktosa.

Laktosa adalah disakarida pereduksi karena gugus karbonil berpotensi bebas. Hanya terdapat dalam air susu pada manusia dan binatang mamalia dan hasil samping pembuatan keju. Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens. Pada proses hidrolisis menggunakan asam atau enzim lactase, dihasilkan glukosa dan galaktosa (galaktosa + glukosa = laktosa).

 Sukrosa.

Sukrosa dibentuk oleh banyak tanaman seperti dalam batang tebu, bit, sorgum, nanas dan wortel, tetapi tidak terdapat pada hewan tingkat tinggi. Sukrosa mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Sukrosa bereaksi negatif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens. Sukrosa terdapat Hidrolisis dengan enzim sukrase menghasilkan glukosa dan fruktosa. (fruktosa + glukosa = sukrosa).

c. Oligosakarida

Senyawa yang termasuk oligosakarida

mempunyai molekul 2-10

monosakarida, yaitu trisakarida yang terdiri dari 3 molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Salah satu trisakarida penting adalah rafinosa tang terdiri atas tiga molekul monosakarida yang berikatan yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Ikatan tersebut terbentuk antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dengan atom

9

karbon 6 pada glukosa. Selanjutnya atom karbon nomor 1 pada glukosa berikatan dengan atom karbon 2 ada fruktosa.

d. Polisakarida.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida, sehingga molekul polisakarida mempunyai berat molekul hingga beberapa ratus ribu. Polisakarida yang dihasilkan antara monosakarida sejenis (satu macam monosakarida) disebut homo polisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. Polisakarida pada umumnya berupa senyawa putih dan tidak berasa manis. Beberapa polisakarida dapat larut dalam air.

Senyawa polisakarida terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, misalnya pati, inulin (sebagai zat cadangan), dan selulosa (sebagai bagian dinding sel). Dalam jasad hewan juga terdapat zat yang sejenis dengan zat pati, yaitu glikogen.

Polisakarida mempuyai rumus molekul (C6H10O5)n dengan harga n yang

besar. Contoh golongan polisakarida yang penting antara lain pati (amilum), glikogen, dan selulosa.

 Pati (amilum atau zat tepung)

Pati merupakan cadangan makanan pada biji, akar, batang, dan umbi. Zat pati terdiri atas rantai-rantai tidakbercabang dan fraksi terlarut yaitu amilosa serta rantai-rantai yang bercabang dan fraksi tidak terlarut yaitu amilopektin. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas.. Pati sedikit sekali larut dalam air dingin, tetapi jika dipanaskan dengan air, butir-butir zat pati tersebut berkembang menjadi sebuah gel

10

(kanji) dan pada pemanasan selanjutnya yang disertai cukup air menghasilkan koloid. Amilum dapat dihidrolisis sempurna menggunakan asam sehingga menghasilkan glukosa. Hidrolisis juga dapat dilakukan mengguakan enzim amilase. Amilase dikeluarkan oleh ludah dan cairan yang dikeluarkan oleh pankreas.

 Glikogen.

Glikogen juga sering disebut gula otot, karena jenis gula ini banyak ditemukan dalam otot dan hati vertebrata, yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Glikogen menunjukkan sifat kimia yang sama dengan zat tepung. Zat ini dapat larut dalam air dingin, tetapi tidak membentuk gel-gel seperti pada kanji. Larutan koloidal glikogen tidak menunjukkan daya reduksi yang kuat terhadap larutan fehling. Hidrolisis dengan asam-asam encer menghasilkan glukosa, sedangkan hidrolisis dengan amilosa terutama menghasilkan maltosa. Dalam pertanian Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn).

 Selulosa.

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Atau dapat dikatakan selulosa merupakan penyusun utama dinding sel tumbuhan.

Tanaman kapas sebagian besar terdiri selulosa. Kertas saring seluruhnya terdiri atas selulosa. Selulosa dapat diubah oleh asam sulfat

11

menjadi hasil yang dapat larut, jika larutan ini diencerkan dengan air dan direbus, terjadi hidrolisis dan terbentuk glukosa sebagai hasil akhir.

Selulosa tudak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut Schweitzer (larutan kuprioksida-amonia). Tidak seperti amilum, selulosa tidak dapat dicerna ileh perut manusia atau mamalia lainnya, tetapi dapat dicerna oleh sapi dan dan hewan ruminansia lain dengan pertolongan bakteri.

Turunan selulosa yang dikenal dengan carboxymethyl cellulose (CMC) sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang terbentuk akan lebih halus.

 Pektin.

Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antara dinding sel satu dengan yang lain. Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian jaringannya. Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat pematangan buah.

Pada umumnya protopektin yang tidak dapat larut itu terdapat dalam jaringan tanaman yang belum matang. Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang. Di antara buah-buahan yang dapat digunakan untuk membuat jeli adalah jambu biji, apel, lemon, plum, jeruk, serta anggur.

12  Senyawa-senyawa polisakarida lainnya

- Gum Arabik yang dihasilkan dari batang pohon akasia. - Agar-agar didapatkan dari ganggang merah.

- Asam alginat atau Na-alginat dihasilkan dari suatu ganggang laut yang besar.

- Karagenan didapat dengan mengekstraksi lumut Irlandia dengan air panas. Dipergunakan sebagai stabilizer pada industri coklat dan hasil produksi susu.

2.5. Peran Karbohidrat dalam kehidupan a. Peran fungsional

 Sebagai sumber energi

 Sebagai pemberi rasa manis pada makanan

 Sebagai penghemat protein

 Sebagai pengatur metabolisme lemak

 Berperan untuk membantu pengeluaran feses

 Pati dan glikogen berperan sebagai cadangan makanan.

 Menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh.

 Membantu proses penyerapan kalsium.

 Sebagai pelumas sendi kerangka.

b. Peran struktural

 Sebagai komponen penyusun sel

 Sebagai materi pembangun.

 Sebagai bahan sintesis senyawa organic lainnya.

 Polimer karbohidrat yang tidak larut berperan sebagai unsur struktural dan penyangga dalam dinding sel bakteri dan tanaman.

 Berperan penting dalam penurunan sifat, misalnya karbohidrat dengan atom C lima buah merupakan komponen asam nukleat (DNA dan RNA).

13 III

PENUTUP 3.1. Kesimpulan

Karbohidrat adalah senyawa organik yang memiliki gugus aldehid atau keton. Karbohidrat dihasilkan dari proses fotosintesis dalam bentuk glukosa kemudian diubah menjadi senyawa polimer yang kompleks. Untuk dapat digunakan oleh tubuh, senyawa polimer harus dihidrolisis menjadi gula sederhana. Karakteristik karbohidrat dilihat dari sifat-sifat fisika dan kimia dapat membantu mengenali karbohidrat.

Karbohidrat digolongkan berdasarkan jumlah unit guladalam rantainya. Penggolongan karbohidrat yaitu monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Karbohidrat khususnya monosakarida juga dibedakan atas gugus karbonilnya yaitu aldosa dan ketosa. Berdasarkan jumlah atom C dalam karbonnya juga monosakarida dibedakan atas triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa. Peran karbohidrat dibedakan secara fungsional dan struktural. Keduanya berperan penting untuk kehidupan. Peran utama karbohidrat adalah sebagai sumber penghasil energi dan secara struktural adalah komponen penyusun sel, serta komponen materi genetik. Khususnya bagi hewan ternak karbohidrat berperan sebagai sumber energi untuk segala proses dalam tubuh. Gula sederhana juga dapat disintesis menjadi asam amino dan asam lemak untuk mendukung produktifitas tubuh. Kekurangan karbohidrat akan menyebabkan mudah terserang penyakit dan menghambat pertumbuhan. Pada intinya peranan karbohidrat dalam kehidupan sangat besar dan memegang peranan vital dalam kehidupan manusia, tumbuhan maupun hewan.

3.2. Saran

Sebagai mahasiswa peternakan kita wajib mempelajari karbohidrat karena fungsi karbohidrat yang sangat penting bagi tubuh hewan dan manusia.Dengan mempelajari karbohidrat kita bisa mengetahui karbohidrat yang di perlukan oleh hewan ataupun manusia, untuk meningkatkan produktifitas. Dan mengetahui kelebihan atau kekurangan karbohidrat akan menyebabkan ketidakseimbangan dalam tubuh.

ii DAFTAR PUSTAKA

Catatan anak peternakan. 2013. Biokimia Pengertian dan Proses, (Online). (http://catatananakpeternakan.blogspot.com, diakses 26 Maret 2014)

Purnomo. 2006. Biologi. Jakarta: Sunda Kelapa Pustaka

Raharjo, Sentot Budi. 2008. KIMIA berbasis EKSPERIMEN 3. Jakarta: Platinum Safrizal, rino. 2010. Penggolongan dan identifikasi karbohidrat., (Online).

(http://www.jejaringkimia.web.id/2010/03/karbohidrat.html, diakses, 26 maret 2015)