Karbohidrat

                                                  KARBOHIDRAT

Pengertian Karbohidrat
 Karbohidrat merupakan senyawa makromolekul yang tersusun atas unsur karbon  ( C ), hidrogen ( H ), dan oksigen ( O ). Karbohidrat merupakan senyawa organik. Memiliki rumus senyawa CnH2nOn.
            Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
            Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintesis di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
            Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.
            Jadi, karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar mataharidan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan suatu molekul yang tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Rumus umumnya adalah CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi. Karbohidrat merupakan sumber kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori. Daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju hanya sekitar 40-60%. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.

    Macam-macam Karbohidrat
                    Molekul karbohidrat ada yang tersusun dalam bentuk sederhana dan dalam bentuk kompleks. Berdasarkan susunan molekulnya, karbohidrat dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu monosakarida, digosakarida dan polisakarida.

1. Monosakarida

Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat yang lain. Monosakarida di klasifikasikan menjadi 6 jenis, yaitu: Diosa (C2H4O2), Triosa (C3H6O3), Tetrosa (C4H8O4), Pentosa (C5H10O5), Heksosa (C6H12O6), dan Heptosa (C7H14O7) . Namun sebagian besar monosakarida yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari adalah dari kelompok Heksosa dan Pentosa.

• Glukosa

Glukosa adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. 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.
            Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18) adalah heksosa, monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada dalam kesetimbangan dengan bentuk yang lebih reaktif, yang proporsinya 0.0026% pada pH 7.

• 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. Glukosa dan galaktosa bereaksi positif terhadap Larutan fehling, yaitu dengan menghasilkan endapan merah bata dari Cu2O.

• Fruktosa

Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam. Fruktosa murni rasanya sangat manis, warnanya putih, berbentuk kristal padat, dan sangat mudah larut dalam air.  Fruktosa merupakan gula termanis, terdapat dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa. Di tanaman, fruktosa dapat berbentuk monosakarida dan/atau sebagai komponen dari sukrosa. Sukrosa merupakan molekul disakarida yang merupakan gabungan dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Sama seperti glukosa, fruktosa adalah suatu gula pereduksi.

            ( A )                                                     ( B )
Struktur terbuka                                  Struktur Siklis

• Manosa

Manosa adalah gula aldehida yang dihasilkan dari oksidasi manitol dan memiliki sifat-sifat umum yang serupa dengan glukosa. Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.

• Ribosa

Ribosa adalah gula pentosa yang ditemukan dalam semua sel tumbuhan dan hewan dalam bentuk furanosa. Ribosa merupakan komponen RNA yang digunakan untuk transkripsi genetika. Selain itu Ribosa juga berhubungan erat dengan deoksiribosa, yang merupakan komponen dari DNA. Ribosa juga meupakan komponen dari ATP, NADH, dan beberapa kimia lainnya yang sangat penting bagi metabolisme.

• Xilosa

Xilosa suatu gula pentosa, yaitu monosakarida dengan lima atom karbon dan memiliki gugus aldehida. Gula ini diperoleh dengan menguraikan jerami atau serat nabati lainnya dengan cara memasaknya dengan asam sulfat encer. Xilosa  berbentuk serbuk hablur tanpa warna yang digunakan dalam penyamakan dan pewarnaan dan dapat juga digunakan sebagai bahan pemanis untuk penderita kencing manis (diabetes mellitus).

• Arabinosa

Arabinosa disebut juga gula pektin atau pektinosa. Arabinosa bersumber dari Getah Arab , Plum, dan Getah Ceri , namun tidak memiliki fungsi Fisiologis. Arabinosa berupa kristal putih yang larut dalam air dan gliserol namun tidak larut dalam alkohol dan eter. Arabinosa digunakan dalam obat-obatan dan medium pembiakan bakteri. Arabisa dalam reaksi Orsinol - HCl memberi warna : Violet , Biru , dan Merah , dengan memberi Floroglusional- HCl.

1. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.

• Maltosa

Maltosa atau gula gandum, adalah disakarida yang terbentuk dari dua unit glukosa bergabung dengan ikatan α(1 → 4), terbentuk dari reaksi kondensasi. Para isomaltose isomer memiliki dua molekul glukosa dihubungkan melalui ikatan α(1 → 6). Maltosa adalah anggota kedua dari seri biokimia penting dari rantai glukosa. Maltosa adalah disakarida dihasilkan ketika amilase memecah pati. Hal ini ditemukan dalam biji berkecambah seperti gandum. Hal ini juga dihasilkan ketika glukosa terbakar.
Maltosa dapat dipecah menjadi dua molekul glukosa dengan hidrolisis. Dalam organisme hidup, enzim maltase dapat mencapai ini dengan sangat cepat. Di laboratorium pemanasan dengan asam yang kuat untuk beberapa menit akan mendapatkan hasil yang sama.

Maltosa memiliki rasa yang manis, sekitar setengahnya glukosa dan sekirat seperenam manisnya fruktosa.

• Sukrosa

Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan .
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.

• Laktosa

Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, baik pada air susu ibu maupun susu sapi dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Mempunyai rumus kimia C12H22O11.

1. Polisakarida

Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida structural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. Arsitektur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya.

1. Polisakarida Simpanan

• Pati

Pati adalah polisakarida simpanan dalam tumbuhan. Monomer-monomer glukosa penyusunnya dihubungka dengan ikatan alfa 1-4. Bentuk pati yang paling sederhana adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus. Sedangkan bentuk pati yang lebih kompleks adalah amilopektin yang merupakan polimer bercabang dengan ikatan alfa 1-6 pada titik percabangan.

• Glikogen

Glikogen adalah polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Struktur glikogen mirip dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.

• Dekstran

Dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-hlukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabang alfa 1-3 dan beberapa memiliki cabang alfa 1-2 atau alfa 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui kayak akan dekstran. Dekstran juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstran sintetis.

1. Polisakarida Struktural

• Selulosa

Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan. Selulosa adalah senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi hampir 100 miliar ton per tahun. Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi beta.

• Kitin

Kitin adalah karbohidrat penyusun eksoskeleton artropoda (serangga, laba-laba, krustase. Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel cendawan. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh.

          Sifat-sifat Pada Karbohidrat

1. Semua karbohidrat bersifat optis aktif
2. Monosakarida dan disakarida rasanya manis dan larut pada air, sedangkan polisakarida rasanya tawar dan tidak larut pada air
3. Beberapa reaksi pada karbohidrat:

a)         Hidrolisis       : polisakarida H2O/H+     disakarida H2O/H+     monosakarida
b)         Fermentasi     : glukosa  ragi         etanol + CO2
c)         Dehidarasi     : karbohidrat   H2SO4       karbon + H2O
            Manfaat Karbohidrat

• Sumber Energi

Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera, sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

• Pemberi Rasa Manis pada Makanan

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

• Penghemat Protein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

• Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.

• Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

• Pembentuk Makhluk Hidup

Karbohidrat juga dapat berfungsi sebagai pembentuk makhluk hidup. Dinding sel merupakan salah satu bagian paling penting dari sel. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung sel. Komponen pembentuk dinding sel tersebut adalah selulosa yang merupakan salah satu bentuk karbohidrat. Selain itu karbohidrat juga dapat ditemukan di bagian-bagian terluar pada serangga.


 Sumber Karbohidrat
Berbagai jenis makanan yang mengandung karbohidrat:

• Nasi
• Jagung
• Sagu
• Singkong
• Ubi
• Kentang
• Oat (berasal dari gandum)
• Pasta
• Buah
• Sayur

           Akibat Kelebihan Karbohidrat
Akibat yang timbul karena berlebihan karbohidrat:

• Rasa mudah kantuk
• Obesitas
• Jantung
• Stroke

        Akibat Kekurangan Karbohidrat
Jika manusia kekurangan karbohidrat dapat menimbulkan kekurangan gizi, tubuh lemah, lesu dan tidak berenergi. Akibat kekurangan karbohidrat yang lebih serius menyebabkan penyakit marasmus ( gangguan gizi ).
Penyakit marasmus ditandai dengan:

• Bertubuh sangat kurus, seperti hanya tulang yang terbungkus kulit
• Wajah terlihat lebih tua
• Perut cekung
• Kulit berkeriput dan tidak memiliki jaringan lemak di bawah kulit
• Detak jantung dan aliran darah tidak stabil
• Pernapasan terganggu

Akibat kekurangan karbohidrat pada anak-anak sangat berbahaya karena dapat menyebabkan anak kekurangan gizi. Kekurangan gizi yang terus menerus membahayakan tumbuh kembak anak dan memperlambat perkembagan otak.