KIMIA Karbohidrat. Oleh: Ilzamha Hadijah Rusdan, S.TP., M.Sc

(1)

KIMIA

Karbohidrat

Oleh:

(2)

Definisi Karbohidrat

Karbohidrat terbentuk dari sintesa CO₂dan H₂O dengan pertolongan sinar matahari dan hijau

daun (Klorofil)

Turunan aldehida atau keton yang memiliki rumus umum (CH₂O)_n atau C_nH_2nO_n.

(3)

(4)

(5)

Adakah Karbohidrat

pada Daging???

Karbohidrat terdapat dalam bentuk

glikogen yang disimpan dalam jaringan

otot dan dalam hati

(6)

Struktur Kimia Karbohidrat

1. Karbon (C)

2. Hidrogen (H)

3. Oksigen (O)

Terdapat

pula

karbohidrat

yang

tidak memiliki rumus demikian dan

ada pula yang mengandung nitrogen,

fosforus, atau sulfur.

(7)

Penggolongan Karbohidrat

Berdasarkan jumlah gula penyusun:

1. Monosakarida (triosa, treptosa, pentose, heksosa, dan septosa)

Jumlah atom C

sama dg molekul air Ribose Xylose Arabinose C₅H₁₀O₅(Pentosa)

(8)

C

₆

H

₁₂

O

₆

(Heksosa)

a. Glukosa

Massa molar : 180,1559 g/mol

Nama IUPAC : D-glucose

Rumus kimia : C₆H₁₂O₆

Kelarutan dalam air : 909 g/1 L (25 °C (77 °F))

Kapasitas kalor (C) : 218.6 J K−1 mol−1

Glukosa adalah gula sederhana yang paling dapat diabsorbsi oleh tubuh.

(9)

b. Galaktosa

C

₆

H

₁₂

O

₆

(Heksosa)

Nama IUPAC:

(3R,4S,5R,6R)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol

Massa molar : 180,156 g/mol

Titik lebur : 167°C

Kepadatan : 1,72 g/cm³

(10)

c. Fruktosa

C

₆

H

₁₂

O

₆

(Heksosa)

Nama IUPAC : Fructose

Rumus kimia : C₆H₁₂O₆

Larut dalam : Air

Fruktosa selain ada pada buah, paling

banyak ditemukan pada madu.

Tingkatan paling manis dari

monosakarida adalah fruktosa, glukosa, xylose dan galaktosa.

(11)

d. Ribosa

Nama IUPACMassa molar : D-Ribose: 150,13 g/mol

Kepadatan : 800 kg/m³

C

₅

H

₁₀

O

₅

(Pentosa)

Ribosa

merupakan komponen RNA yang berperan dalam transkripsi genetik, berhubungan erat dengan Deoksiribosa yang merupakan komponen DNA.

(12)

e. Xilosa

(13)

f. Arabinosa

Arabinosa merupakan Monosakarida yang larut dalam air dan gliserol, namun tidak larut dalam alkohol dan eter

(14)

Penggolongan Karbohidrat

2. Disakarida

Tiap 12 atom C ada 11 molekul air

(15)

a. Sukrosa

Rumus : C₁₂H₂₂O₁₁

Massa molar : 342,2965 g/mol

Sukrosa

merupakan gula dapur yang biasa ditemui, dan digunakan. Proses fermentasinya adalah fermentasi tertua di dunia yang menggunakan khamiratau ragi.

(16)

b. Maltosa

Maltosa memiliki rasa yang

manis,

sekitar

setengahnya

glukosa dan sekirat seperenam

manisnya fruktosa

Rumus kimia C12H22O11

Massa molar 342.3 g mol−1

Penampilan White powder or crystals

Densitas 1.54 g/cm3

Titik lebur 160–165 °C (anhydrous) 102–103 °C (monohydrate)

(17)

b. Laktosa

Rumus : C₁₂H₂₂O₁₁

Nama IUPAC : β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose

Titik lebur : 202,8°C

Klasifikasi : FODMAP

(18)

(19)

Penggolongan Karbohidrat

3. Oligosakarida

Gula rantai pendek terbentuk dari galaktosa, glukosa, dan fruktosa (2-10).

Oligosakarida dapat berupa homo- atau hetero- polimer dari monosakarida yang terdiri dari dua atau sepuluh monosakarida yang bergabung melalui ikatan glikosidik.

(20)

Rafinosa, stakiosa, dan

verbaskosa adalah oligosakarida yang

terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat di dalam biji tumbuh-tumbuhan dan

kacang-kacangan serta tidak dapat

dipecah oleh enzim-enzim pencernaan. Seperti halnya polisakarida nonpati,

oligosakarida ini di dalam usus besar mengalami fermentasi

(21)

Penggolongan Karbohidrat

4. Gula alkohol Ada ernpat jenis gula alkohol yaitu: sorbitol, manitol, dulsirol, dan inositol.

Sorbitol

banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue.

Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa.

(22)

Manitol

dan

dulsitol

adalah gula

alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa.

Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel.

Secara komersial manitol diekstraksi dan sejenis rumput laut.

(23)

Inositol merupakan alkohol

siklis

yang

menyerupai

glukosa.

Inositol

terdapat

dalam

banyak

bahan

makanan,

terutama

dalam

sekam

serealia.

Bentuk

esternya

dengan

asam

fitat

menghambat

absorpsi kalsium dan zat

besi dalam usus halus.

(24)

Penggolongan Karbohidrat

5. Polisakarida

Selulosa

Glikogen

• Terdiri hingga 3000 unit gula sederhana, berbentuk rantai panjang, lurus atau bercabang • Jenis polisakarida penting:

1. Pati

2. Dekstrin 3. Glikogen 4. Inulin

5. Polisakarida non pati

(25)

Dextrin

Sumber karbohidrat utama pada enteral food atau tube feeding, karena memiliki nilai osmolaritas kecil sehingga tidak

(26)

Glikogen

Pati hewan, penyimpanan gula dalam tubuh manusia dan hewan, karena lebih mudah dipecah. Namun jika terlalu banyak akan disimpan menjadi lemak.

(27)

 Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa

 Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6 glikosidik

 Tidak larut dalam air

(28)

Inulin

Inulin adalah suatu polisakarida fruktosa, terdapat banyak dalam tumbuh-tumbuhan (akar dan umbi).

(29)

Struktur Macam- macam

Polisakarida

(30)

Sifat Karbohidrat

1. Pada umumnya sukar larut pada larutan nonpolar (eg: eter, kloroform, benzene), pada umumnya larut di air membentuk ikatan

hydrogen.

2. Gelatinisasi > Bila pati dimasukkan dalam air dingin, granula pati akan menyerap air dan

membengkak (55°C

sampai 78°C, dengan pH optimum 4-7).

(31)

Pati yang telah mengalami gelatinasi akan

meningkat nilai viskositasnya, dapat

dikeringkan kkembali, tetapi molekul-molekul tersebut tidak dapat kembali lagi ke sifat-sifatnya sebelum gelatinasi.

Bahan yang telah kering tersebut masih mampu menyerap air kembali dalam jumlah yang besar.

Sifat inilah yang digunakan agar instant

rice dan instant pudding dapat menyerap

kembali dengan mudah, yaitu dengan

menggunakan pati yang telah mengalami

(32)

3. Retrogradasi > Proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinasi

(33)

4. Sineresis > _{Keluarnya air dari gel karbohidrat yang}

telah tergelatinisasi, karena perlakuan

tertentu.

(34)

5. Polimerisasi pati >pembentukan pati dimulai dari monosakarida hingga ke polisakarida (glukogenesis).

(35)

6. Pemecahan pati > pemberian panas dan enzim tertentu pada karbohidrat akan memotong ikatan kimianya.

(36)

Pengaruh Pengolahan terhadap

Karbohidrat

1. Pemanasan, Pengolahan karbohidrat biasanya melibatkan panas atau suhu tinggi. Hal tersebut menyebabkan adanya gelatinisasi, pemecahan pati dan polimerisasi. Pada umunya dapat meningkatkan daya cerna karbohidrat.

2. Penambahan soda pada caramel adanya panas dan asam akan mengeluarkan gelembung-gelembung CO2 yang mengembangkan cairan karamel. Bila didinginkan akan membentuk benda yang kropos dan rapuh. Bila soda ditambahkan ke dalam gula yang telah terkaramelisasi, maka adanya panas dan asam akan mengeluarkan gelembung-gelembung CO2 yang mengembangkan cairan karamel. Bila didinginkan akan membentuk benda yang kropos dan rapuh.

(37)

3. Kristalisasi

Metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan.

Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Contohnya adalah pembuatan gula putih dari tebu, dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir. (Suhardjo,1986)

Sering terjadi, bila suatu larutan menjadi dingin, padatannya akan mengendap. Partikel padatan tersebut akan menjadi suatu bentuk geometrik yang khas, yang dikenal sebagai kristal.

(38)

Interaksi Karbohidrat dengan

Zat Lain

1. Karbohidrat dengan air

Reaksi Hidrolisis (interaksi karbohidrat dan air), selain itu struktur karbohidrat dapat memerangkap air (pengikatan).

(39)

2. Karbohidrat dengan protein

Reaksi Maillard (interaksi protein dan gula pereduksi) merupakan reaksi antara protein dengangula- gula pereduksi merupakan sumber utama menurunnya nilai gizi protein pangan .

Reaksi Maillard ini dapat terjadi pada waktu pembuatan (pembakaran) roti, produksi “breakfast cereals” (serpihan jagung, beras, gandum, dll), pemanasan daging, atau susu

(40)

3. Karbohidrat dengan Vitamin C (asam askorbat) Menjadi senyawa reduktor yang dapat bertindak

sebagai prekursor untuk pembentukan warna cokiat nonenzimatik.

Asam-asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidroaskorbat.

Dalam suasana asam, cincin lakton asam

dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonat; dan

kemudian berlangsunglah reaksi Maillard dan proses pencoklatan.

(41)

4. Karbohidrat dengan Iodin

Polisakarida yang ada dalam sampel akan membentuk komplek adsorpsi berwarna spesifik dengan penambahan iodium.

 Polisakarida jenis amilum akan memberikan warna biru.

 Desktrin akan memberikan warna merah anggur, sedangkan glikogen dan pati mengalami hidrolisis parsial akan memberikan warna merah coklat.

(42)