NAMA : DELA ZULIANDA PUTRIANI
NIM : 2315201236
MATA KULIAH : BIOKIMIA
KARBOHIDRAT
Dalam literatur ilmiah, istilah “karbohidrat” memiliki banyak sinonim, seperti
“gula” (dalam arti luas), “sakarida”, “glukida“, “hidrat karbon” atau “polihidroksi senyawa dengan aldehida atau keton “. Dalam ilmu pangan dan dalam banyak konteks informal, istilah “karbohidrat” sering berarti makanan apa pun yang khususnya kaya akan pati karbohidrat kompleks (seperti sereal, roti dan pasta) atau karbohidrat sederhana, seperti gula (ditemukan dalam permen, selai, dan makanan penutup).Secara hidrolisis, karbohidrat bisa dibedakan menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Sedangkan berdasarkan rasanya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu yang karbohidrat gula dan non gula, dengan masing-masing contohnya. Karbohidrat memiliki beragam manfaat bagi tubuh kita, utamanya yaitu sebagai sumber energi karena memberikan rasa kenyang ketika kita mengonsumsinya.
Karbohidrat adalah gula, pati dan serat yang ditemukan dalam buah-buahan, biji-bijian, sayuran dan produk susu. Karbohidrat adalah makronutrien, artinya itu adalah salah satu dari tiga cara utama tubuh memperoleh energi, atau kalori. The American Diabetes Association mencatat bahwa karbohidrat adalah sumber energi utama tubuh. Itu disebut karbohidrat karena, pada tingkat kimia, mereka mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen.
Ada tiga makronutrien: karbohidrat, protein, dan lemak. Makronutrien sangat penting untuk fungsi tubuh yang baik, dan tubuh membutuhkannya dalam jumlah besar.
Semua makronutrien harus diperoleh melalui manfaat makanan karena tubuh tidak dapat menghasilkan zat gizi makro sendiri. National Institutes of Health (NIH) merekomendasikan jumlah harian konsumsi yang karbohidrat untuk orang dewasa adalah 135 gram, tapi NIH juga merekomendasikan bahwa setiap orang harus mempunyai tujuan karbohidratnya sendiri. Asupan karbohidrat bagi kebanyakan orang harus antara 45% dan 65% dari total kalori.
PENGERTIAN KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah biomolekul yang terdiri dari atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), biasanya dengan perbandingan atom hidrogen-oksigen 2: 1 (seperti dalam air) dan dengan demikian dengan empiris rumus Cm(H2O)n (di mana m mungkin berbeda dari n). Formula tersbeut berlaku untuk monosakarida. Ada beberapa pengecualian; misalnya,deoksiribosa, komponen gula dari DNA, memiliki rumus empiris C5H10O4. Karbohidrat secara teknis hidrat karbon; secara struktural lebih akurat untuk melihatnya sebagai aldosis dan ketosis.
Adapun definisi karbohidrat menurut para ahli, antara lain:
1. Encyclopedia Britannica
Karbohidrat diperkirakan merupakan adalah zat organik yang paling melimpah dan tersebar luas di alam, dan itu adalah unsur penting dari semua makhluk hidup. Karbohidrat dibentuk oleh tanaman hijau dari karbon dioksida dan air selama proses fotosintesis.
Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi dan sebagai komponen struktural penting dalam organisme; selain itu, bagian dari struktur asam nukleat, yang mengandung informasi genetik, terdiri dari karbohidrat.
Pada awal abad ke-19, zat seperti kayu, pati, dan linen ditemukan terdiri terutama dari molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) dan memiliki formula umum C6H12O6; molekul organik lainnya dengan formula yang sama ditemukan memiliki rasio hidrogen dan oksigen yang serupa. Formula umum Cx (H2O) y umumnya digunakan untuk mewakili banyak karbohidrat, yang berarti “karbon air.”
2. Biology Educare
Karbohidrat didefinisikan sebagai senyawa netral yang terdiri dari atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dengan perbandingan 1: 2: 1. Formula umum karbohidrat sederhana adalah Cn (H2O) n. Karbohidrat juga dikenal sebagai ‘Saccharides’. Istilah ‘Saccharide‘ berasal dari kata Yunani ‘Sakcharon‘
yang berarti gula. Sumber utama karbohidrat adalah tanaman. Hewan yang lebih tinggi memiliki jumlah karbohidrat yang sedikit.
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
Berdasarkan hidrolisis, karbohidrat bisa diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu:
1. Monosakarida (Mono=tunggal, sakar=gula)
Monosakarida merupakan gula sederhana dan bentuk karbohidrat paling sederhana yang tidak bisa dihidrolisis menjadi gula sederhana. Formula umum monosakarida yaitu CnH2nOn. Contoh monosakarida misalnya glukosa, ribosa, dan lain-lain.
Ini membentuk blok bangunan untuk karbohidrat yang lebih kompleks.
Secara arti biologi, monosakarida penting adalah pentosa seperti ribosa (ditemukan dalam RNA), deoksiribosa (ditemukan dalam DNA), dan heksosa seperti glukosa dan fruktosa (gula buah), dan lain-lain.
Semua monosakarida larut dalam air, manis dan mampu membentuk kalus.
Monosakarida mempunyai gugus aldehida bebas (-CHO) pada karbon 1 atau gugus keton bebas (> C = O) pada posisi karbon 2 dan mempunyai sifat pereduksi. Monosakarida adalah jenis berikut berdasarkan sejumlah atom karbon
seperti triose, tetrose, hexose, heptose, dll yang masing-masing mengandung 3,4,5,6 dan 7 atom karbon.
Triose: Ini adalah gula sederhana atau monosakarida yang mengandung tiga atom karbon dalam rantai utamanya. Triose memainkan peran penting dalam respirasi seluler. Di alam, hanya tiga triose yang mungkin tersedia seperti dihydroxyacetone, L-glyceraldehyde, dan D-glyceraldehyde.
Tetrose: Ini adalah empat atom karbon yang mengandung monosakarida dalam rantai utamanya. Erythrose (C4H8O4) adalah tetrose yang mengandung satu kelompok aldehida. Apoteker Perancis Louis Feux Joseph Garot pertama kali mengisolasi erythrose (C4H8O4) pada tahun 1849.
Beberapa tetroses yang terjadi secara alami adalah D-erythrose, D-threose, dan D-erythrulose. Mereka memiliki kelompok aldehida di posisi 1 atau kelompok fungsional keton berada di posisi 2.
Pentosa: Pentosa adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung lima atom karbon dalam rantai utamanya. Nukleotida tersusun oleh pentosa gula ribosa (C5H10O5) dan deoksi-ribosa (C5H10O4) dan mereka membentuk asam nukleat seperti DNA dan RNA. Pentosa memiliki kekuatan metabolisme yang
lebih tinggi daripada heksosa. Beberapa pentosa penting lainnya adalah ribulosa, arabinosa, xilulosa, liksosa, dan lain-lain.
Hexose: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung enam atom karbon dalam rantai utamanya dengan formula dalam arti kimia C6H12O6.
Hexosa diklasifikasikan oleh kelompok fungsional menjadi aldohexoses dan ketohexoses. Dalam hal ini, aldohexoses memiliki kelompok aldehyde (-CHO) di posisi 1.
Sedangkan ketohexoses memiliki kelompok keton (RCR ‘) di posisi 2. Contoh gula hexose adalah glukosa yang merupakan karbohidrat paling melimpah di alam. Ini menyediakan sumber energi untuk semua sel hidup. Gula heksosa penting lainnya adalah fruktosa, mannosa, galaktosa, dan lain-lain.
Heptose: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung tujuh atom karbon. Heptosis diklasifikasikan oleh kelompok fungsional menjadi aldoheptosis dan ketoheptosis. Dalam kasus ini, aldoheptosis memiliki kelompok aldehida (-CHO) pada posisi 1, sedangkan ketoheptosis memiliki kelompok keton (RCR ‘) pada posisi 2. Beberapa contoh heptosis adalah sedoheptulosa atau D-altro-heptulosa dan mannoheptulosa, dan lain-lain.
2. Oligosaccharides (Oligo=kurang; sacchar=gula)
Oligosakarida merupakan karbohidrat kompleks yang dapat dihidrolisis oleh asam menjadi 2-10 unit monosakarida sederhana. Karbohidrat ini larut dalam air, rasanya manis dan mampu membentuk kalus. Mereka dapat dibagi lagi menjadi berbagai subkategori seperti disakarida, triakarida, dan tetrasakarida, dan lain-lain.
1. Disakarida
Ini adalah oligosakarida terpenting yang mengandung 2 unit monosakarida.
Sukrosa adalah disakarida yang dapat dihidrolisis dan memberikan satu molekul glukosa dan fruktosa sementara maltosa memberikan dua molekul glukosa hanya pada hidrolisis.
2. Trisakarida
Jika karbohidrat memberikan tiga molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai trisakarida. Raffinose adalah trisaccharide yang terdiri dari satu fruktosa, satu glukosa, dan satu molekul galaktosa. Trisakarida umum lainnya adalah maltotriose, maltotriulose, dan lain-lain.
3. Tetrasakarida
Jika karbohidrat memberikan empat molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai tetrasakarida. Formula umum tetrasaccharide adalah C24H42O21. Stachyose adalah contoh tetrasakarida yang memberikan satu molekul glukosa, satu molekul fruktosa dan dua molekul galaktosa pada hidrolisis.
3. Polisakarida (Poli=banyak; sakar=gula)
Polisakarida merupakan molekul besar yang terdiri dari banyak unit monosakarida. Dalam hal ini, monosakarida terikat bersama oleh hubungan glikosidik. Selama hidrolisis, polisakarida dipecah menjadi monosakarida atau oligosakarida. Polisakarida juga dikenal sebagai glis. Sebuah polisakarida dapat menjadi homopolisakarida ketika mengandung molekul monosakarida yang sama atau heteropolisakarida ketika mengandung polisakarida varietas.
Struktur polisakarida dapat linier atau bercabang. Ketika polisakarida mengandung rantai monosakarida lurus, maka itu disebut polisakarida linier, sedangkan polisakarida memiliki rantai yang memiliki lengan dan dikenal sebagai polisakarida bercabang.
Polisakarida melakukan berbagai fungsi di alam. Beberapa polisakarida digunakan untuk menyimpan energi, beberapa bertindak sebagai pembawa pesan seluler, dan lainnya menyediakan dukungan bagi sel dan jaringan. Pada hewan, polisakarida penyimpanan adalah glikogen dan polisakarida struktural adalah kitin.
Beberapa Polisakarida penting:
1. Pati: Ini adalah cadangan zat makanan dalam sel tanaman. Ini terjadi sebagai butiran yang mungkin berbentuk bola, oval, berbentuk lensa atau tidak beraturan. Ini tidak larut dalam air dan memberi warna biru dengan yodium.
Rumus kimia pati adalah (C6H10O5)n.
2. Glikogen: Dikenal sebagai pati hewan karena terjadi di hati dan otot tubuh hewan. Ini larut dalam air dan memberi warna kemerahan dengan yodium.
3. Dekstrin: Ditemukan selama hidrolisis parsial pati oleh asam atau enzim amilase. Ini terdiri dari campuran molekul yang sangat kompleks dengan berbagai ukuran dan struktur. Ini larut dalam air dan memberi warna coklat kemerahan dengan yodium.
4. Selulosa: Ini adalah komponen struktural terpenting dari dinding sel tanaman.
Ini juga ditemukan di beberapa mikroorganisme dan organisme yang lebih rendah. Ini membentuk sebagian besar atau serat makanan tetapi tidak dicerna oleh manusia karena tidak adanya enzim pencernaan selulosa. Ini tidak larut dalam air dan tidak memberi warna dengan yodium.
5. Kitin: Ini adalah molekul polisakarida besar yang terbuat dari rantai glukosa yang dimodifikasi. Ini ditemukan di dinding sel jamur, exoskeleton serangga, bagian keras invertebrata dan ikan lainnya. Itu tidak dicerna oleh hewan vertebrata. Ini adalah molekul yang dapat didaur ulang yang dapat larut seiring waktu. Ini memiliki beberapa aplikasi industri seperti benang bedah dan pengikat untuk pewarna dan lem.
JENIS KARBOHIDRAT
Berdasarkan rasanya, karbohidrat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
o Gula
Gula yaitu karbohidrat yang memiliki rasa manis, dengan struktur granular dan larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah glukosa (C6H12O6), fruktosa, sukrosa, dan lain-lain.
o Non-gula
Adapun untuk karbohidrat non gula yaitu karbohidrat yang tidak, agranular dan tidak larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah selulosa, glikogen, pati, dan lain-lain.
FUNGSI KARBOHIDRAT
Konsumsi karbohidrat dalam jumlah yang tepat bisa sangat baik untuk tubuh kita. Tidak hanya diperlukan untuk kesehatan, tetapi karbohidrat juga bisa memberikan berbagai manfaat tambahan. Karbohidrat adalah zat gizi yang berfungsi sebagai sumber energi untuk tubuh. Sumber energi ini merupakan makanan utama bagi otak. Oleh sebab itu, kekurangan karbohidrat justru bisa memicu masalah kesehatan, sehingga Anda tidak bisa menghindarinya.
Pada saat Anda mengonsumsi karbohidrat, tubuh akan memecahnya menjadi glukosa. Glukosa atau gula darah yaitu sumber energi utama untuk sel, jaringan, dan organ tubuh. Zat ini dapat segera digunakan atau disimpan di hati dan otot.
Diantara berikut ini beragam fungsi atau manfaat karbohidrat selain sebagai sumber tenaga adalah antara lain:
1. Sebagai sumber energi
Fungsi karbohidrat yang utama yakni sebagai sumber energi bagi tubuh agar dapat bekerja secara optimal. Sebagian besar karbohidrat dalam makanan yang kita konsumsi akan dicerna dan dipecah menjadi glukosa untuk kemudian diserap oleh aliran darah.
Dengan bantuan insulin, sel-sel yang terdapat dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa dalam darah dan digunakan untuk menghasilkan bahan bakar kehidupan yang disebut dengan adenosine triphosphate (ATP) melalui serangkaian proses kompleks yang dikenal sebagai respirasi seluler. ATP inilah yang kemudian bertanggung jawab atas energi yang dibutuhkan untuk melakukan fungsi metabolisme, impuls saraf, kontraksi otot, dan berbagai fungsi lainnya.
Ketika tubuh telah memiliki cukup glukosa untuk menjalankan fungsi sebagaimana mestinya, maka kelebihan glukosa ini akan di simpan di dalam hati dan otot dalam bentuk glikogen. Apabila kapasitas penyimpanan glikogen sudah
maksimal, barulah tubuh akan mengkonversikan kelebihan karbohidrat menjadi lemak.
2. Penting bagi fungsi otak
Karbohidrat berperan penting sebagai sumber energi bagi otak. Otak manusia menggunakan sekitar 20% dari keseluruhan energi yang ada di dalam tubuh. Lebih banyak dibandingkan organ tubuh lainnya.
Fungsi kognitif seseorang akan terhambat apabila tidak mengonsumsi karbohidrat. Lantas, bukankah tubuh dapat membakar protein juga lemak? Benar, namun tubuh butuh waktu cukup lama untuk dapat membakar protein juga lemak dibandingkan dengan memecah karbohidrat menjadi glukosa. Itulah mengapa ketika kadar glukosa darah seseorang turun atau berada dalam posisi yang rendah (hipoglikemia), maka ia akan menjadi kelaparan, lemas, pusing dan tentunya sulit berkonsentrasi.
Di samping itu, kekurangan karbohidrat juga dapat menurunkan kadar testosteron juga dopamin, dan justru akan meningkatkan hormon kortisol yang dapat berakibat pada menurunnya sistem imun, naiknya tekanan darah dan gula darah, obesitas, timbulnya jerawat dan berbagai dampak lainnya.
3. Mempertahankan massa otot
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa kelebihan karbohidrat akan disimpan di dalam hati dan otot dalam bentuk glikogen. Namun, apabila kesediaan bahan bakar berupa glikogen dan lemak dalam tubuh telah habis, maka tubuh akan membakar otot guna mendapatkan energi.
4. Menurunkan risiko penyakit
Saat asupan karbohidrat berlebih dalam tubuh memiliki dampak negatif bagi kesehatan jantung dan meningkatkan risiko terjadinya diabetes. Namun itu semua terjadi apabila yang dikonsumsi berlebih adalah karbohidrat sederhana. Lain ceritanya apabila yang disuplai ke dalam tubuh adalah karbohidrat kompleks, seperti biji-bijian, kacang-kacangan, sayuran dan beberapa jenis buah-buahan. Maka yang
didapatkan adalah jantung yang sehat dan membuat penyakit diabetes kian menjauh.
Ketika masuk ke dalam tubuh, kandungan serat dalam karbohidrat kompleks akan membentuk gel dalam usus halus dan mengikat lemak, kolesterol juga asam empedu. Akibatnya asam empedu tidak lagi dapat diserap dalam usus halus sehingga akan dibuang melalui usus besar.
Kondisi tersebut kemudian akan merangsang hati agar dapat menarik kolesterol dari darah guna menggantikan hilangnya asam empedu. Pada akhirnya, kadar total kolesterol dalam darah pun akan menurun dan berdampak positif bagi kesehatan jantung.
Selain itu, karbohidrat kompleks juga mengandung molekul gula yang kompleks dan sulit dicerna secara cepat sehingga tubuh pun akan terhindar dari lonjakan gula darah. Dampaknya tentu saja dapat menjauhkan tubuh dari penyakit diabetes.
5. Baik untuk kesehatan pencernaan
Serat dalam karbohidrat kompleks tidak akan dipecah menjadi glukosa.
Ketika masuk ke dalam tubuh, serat tersebut akan menarik banyak air dan membentuk bahan seperti gel di saluran pencernaan, sehingga membuat feses menjadi lebih lunak dan mudah dikeluarkan.
Hal tersebut tentu saja berdampak baik bagi kesehatan sistem pencernaan karena dapat mencegah dari terjadinya sembelit, diare bahkan diet tinggi serat juga mampu meminimalisir kemungkinan datangnya beberapa macam penyakit usus seperti divertikulitis.