KIMIA
KEPERAWATAN
“KARBOHIDRAT”
Di Susun Oleh :
Kelompok III
Angga Suplisniser
Anggit Prastiyo
Densi Utama Sari
Leni Rahmawati
Lusi Fitriyani
Peni Alfanita C.D
Ratna Afrianti
Satrio Noviansyah
Yusinta Sulisti
M.G.S Hardiansyah
|
1126010003
1126010024
1126010008
1126010026
1126010018
1126010013
1126010039
1126010034
1126010029
|
PROGRAM ILMU
KEPERAWATAN
SEKOLAH TINGGI
ILMU KESEHATAN TRI MANDIRI SAKTI BENGKULU
2012/2013
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum warahmatullahhi
Wabarakatuh
Puji syukur kita hanturkan kepada
Allah swt berkat segala rahmat dan hidayahnya. Sehingga kami dapat
menyelesaikan makalah kami yang berjudul KARBOHIDRAT ( KIMIA KEPERAWATAN )
Dalam Penulisan makalah ini
pemakalah merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan
maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki pemakalah. Untuk itu
kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat penulis harapkan demi
penyempurnaan pembuatan makalah ini.
Dalam penulisan
makalah ini pemakalah menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga
kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan pembuatan makalah ini.
Semoga dengan adanya makalah ini dapat menambah pengetahuan bagi pembaca.
Wasalammualaikum
Warahmatullahi Wabarakatuh.
Bengkulu,
Mei 2012
Pemakalah
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA
PENGANTAR..................................................................................................................
DAFTAR
ISI................................................................................................................................
BAB
I
PENDAHULUAN...........................................................................................................
1.1.
Latar Belakang .....................................................................................................................
1.2.
Tujuan
...................................................................................................................................
1.3.
Manfaat..................................................................................................................................
BAB
II
PEMBAHASAN............................................................................................................
2.1.
Pengertian Karbohidrat.........................................................................................................
2.2.
Fungsi dan Sumber Karbohidrat...........................................................................................
2.3.
Jenis-jenis Karbohidrat Beserta Rumus Fungsionalnya........................................................
2.4.
Reaksi-reaksi
Karbohidrat.....................................................................................................
BAB
III
PENUTUP.....................................................................................................................
3.1.
Kesimpulan............................................................................................................................
3.2.
Saran......................................................................................................................................
Daftar
Pustaka..............................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Karbohidrat
('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani
σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula"). Karbohidrat memiliki berbagai
fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya
glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada
hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan
dan jamur). Sedangkan pada tanaman,
karbohidrat diproduksi melalui jalur fotosintesis dimana klorofil pada tanaman
dengan bantuan sinar matahari dan air dari tanah akan membentuk persenyawaan
karbohidrat dan oksigen.
1.2. Tujuan
Adapun
tujuan penulis dalam pembuatan makalah yang bertemakan “Karbohidrat” adalah :
1. Mengetahui fungsi dan sumber
karbohidrat.
2. Mengetahui jenis-jenis karbohidrat.
3. Mengetahui rumus kimia karbohidrat
dan gugus fungsionalnya.
4. Menjelaskan reaksi-reaksi pada
karbohidrat
1.3. Manfaat
v Makalah ini diharapkan dapat
bermanfaat dan dapat menambah pengetahuan bagi pembaca pada umumnya dan
Mahasiswa STIKES TMS Bengkulu.
v Makalah ini diharapkan dapat menjadi
panduan oleh mahasiswa dalam proses belajar kimia keperawatan tentang
karbohidrat.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang)
atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti
"gula"). Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk
hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya
pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya
selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis,
tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah
polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan
senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi
karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada
awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai
rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi
oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak
memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau
sulfur.
Bentuk
molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana
yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak
karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai
menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut
polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan
polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan
oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).
Karbohidrat juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan
makanan, misalnya warna, rasa, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh
karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein yang
berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk metabolisme lemak dan protein
(Winarno, 2002)
2.2. Fungsi dan Sumber Karbohidrat
2.2.1 Fungsi Karbohidrat
·
Sumber Energi
Fungsi
utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber
utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyak didapat di alam dan
harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.
• 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.
• Membantu Pengeluaran Feses
Karbohidrat
membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi
bentuk pada feses.
(Almatsier,
Sunita .2004)
2.2.2 Sumber Karbohidrat
Ada
beberapa sumber karbohidrat, yang pertama adalah sumber karbohidrat yang
berasal dari makanan berserat yaitu buah-buahan dan sayur-sayuran, kemudian
simple karbohidrat yang didapat dari konsumsi gula dan yang terakhir adalah
kompleks karbohidrat yang didapat dari nasi, kentang, jagung, roti, dan lain
lain.
Sumber
karbohidrat adalah padi-padian (gandum dan beras) atau serealia, umbi-umbian
(kentang, singkong, ubi jalar), jagung, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil
olahan dari sumber karbohidrat adalah mie. bihun, roti, tepung-tepungan, selai,
sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung
karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan kacang-kacangan relatif
lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayuran. Bahan makanan hewani
seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung
karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di
Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu. (Almatsier,
Sunita .2004)
2.3.
Jenis-jenis Karbohidrat
Pada umumnya karbohidrat dapat
dikelompokan menjadi monosakarida, oligosakarida serta polisakarida.
Monosakarida merupakan suatu molekul yang dapat terdiri dari 5 atau 6 atom C,
sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2 sampai 10 monosakarida, dan
pada umumnya polisakarida merupakan polimer yang terdiri dari 10 monomer
monosakarida.
2.3.1
Monosakarida
Tata nama monosakarida tergantung dari gugus
fungsional yang dimilikinya dan letak gugus hidroksilnya. Perbedaan dalam
susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya
larut, dan sifàt lain monosakarida. Monosakarida mengandung satu gugus aldehid
disebut sebagai aldosa, sedangkan ketosa adalah monosakarida yang mengandung
gugus keton. Monosakarida dengan enam atom karbon disebut heksosa sedangkan
yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa. Contoh gula pentosa yaitu
xilosa, arabinosa dan ribose. Sedangkan Contoh gula heksosa antara lain
glukosa, fruktosa dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis
dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom
oksigen. Rumus umumnya yaitu C6H12O6.
( F.G. Winarno, 2004 )
Klasifikasi monosakarida berdasarkan gugus
fungsional (aldosa dan ketosa) serta jumlah atom karbonnya dapat dilihat pada
Table 2.2.
Tabel 2.2 . Klasifikasi karbohidrat
Penulisan rumus bangun molekul gula ada
beberapa macam. Salah satu bentuk penulisan yang paling sederhana adalah
menurut Fischer yang disebut Fischer
projection formula. Penulisan rumus
Fischer ini bisa juga disebut bentuk penulisan struktur terbuka. Contoh bentuk
penulisan rumus Fischer beberapa monosakarida ini dapat dilihat pada gambar
2.1. berikut:
Gambar 2.1. Penulisan rumus Fischer beberapa
monosakarida
2.3.2
Oligosakarida
Oligosakarida merupakan polimer dari
monosakarida. Oligosakarida dapat berupa homo- atau hetero- polimer dari
monosakarida yang terdiri dari dua atau sepuluh monosakarida yang bergabung
melalui ikatan glikosidik. Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul disebut disakarida, bila tiga molekul disebut
triosa, dan seterusnya. Ikatan glikosidik yang banyak dijumpai adalah terjadi
antara atom karbon anomerik atau atom karbon no. 1 (C1) dari monosakarida satu
dengan karbon no. 4 (C4) dari monosakarida lainnya. Ikatan glikosidik yang
terjadi umumnya pada karbon anomerik dengan karbon genap (2, 4, atau 6) dan
jarang terjadi pada karbon ganjil (misal 3,5).
Beberapa oligosakarida umum terdapat dalam makanan disajikan pada table
2.3. dan gambar 2.7.
Tabel 2.3. Oligosakarida yang umum terdapat pada
makanan
Ada tidaknya sifat pereduksi dan suatu
molekul gula ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH) bebas yang
reaktif. Gugus hidroroksil yang reaktif pada glukosa (aldosa) biasanya terletak
pada karbon nomor 1 (anomerik), sedangkan pada fruktosa (ketosa) hidroksil
reaktifnya terletak pada karbon nomor dua.
Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas
yang reaktif karena keduanya sudah saling terikat, sedangkan laktosa mempunyai
OH bebas pada atom C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa bersifat
pereduksi sedangkan sukrosa bersifat nonpereduksi.
Gambar 2.7. Susunan beberapa oligosakarida utama
yang terdapat pada makanan
Sukrosa adalah oligosakarida yang mempunyai peran penting
dalam pengolahan makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan, dan
kelapa kopyor. Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit.
Secara kornersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dan kedua
macam báhan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan knistalisasi. Untuk
industri-industri makanan biasa digunakan sukrosa dalam bentuk kristal halus
atau kasar dan dalam jumlah yang banyak dipergunakan dalam bentuk cairan
sukrosa (sirup). Struktur sukrosa dan beberapa disakarida lainnya disajikan
pada gambar 2.8.
Sukrosa bersifat sangat mudah larut pada
rentang suhu yang lebar (gambar 9). Hal inilah yang menjadikan sukrosa sebagai
bahan pemanis yang baik untuk sirup dan makanan-makanan yang lain yang
mengandung gula.
Gambar 2.8. Struktur beberapa disakarida penting
Gambar 2.9. Sifat kelarutan beberapa gula pada
berbagai suhu.
Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa
terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan
bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan
pati. Dalam proses berkecambah, pati yang rerdapat dalam padi-padian pecah
menjadi maltosa, untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal
sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh. Produksi bir terjadi bila
maltosa difermentasi menjadi alkohol. Bila dicernakan atau dihidrolisis,
maltosa pecah menjadi dua unit glukosa.
Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri
atas satu unit giukosa dan satu unit galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah
6,8 gram per 100 ml, sedangkan pada air susu ibu (ASI) 4,8 gram per 100 ml.
Banyak orang, terutama yang berkulit betwarna (termasuk orang Indonesia) tidak
tahan terhadap susu sapi, karena kekurangan enzim laktase yang dibentuk di
dalam dinding usus dan diperlukan untuk pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.
Kekurangan lactase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap lakrosa. Lakrosa
yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran
pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorganisme yang tumbuh, yang
menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap
lakrosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Laktosa adalah gula yang rasanya
paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada
disakarida lain.
Trebalosa seperti juga .maltosa, terdiri atas dua mol glukosa
dan dikenal sebagai gula jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri aras
trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.
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.
Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang
terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terkait dengan satu molekul glukosa.
Panjang rantai bisa sampai 3 hingga 50 unit, bergantung pada sumbernya. Fruktan
terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan
tidak dicernakan secara berarti, sebagian besar di dalam usus besar difermentasi.
( F.G. Winarno, 2004 )
2.3.3
Polisakarida
Karbohidrat kompleks mi dapat mengandung
sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang
lurus atau bercabang. Gula sederhana mi terutama adalah glukosa. Jenis
polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan
polisakanida nonpati.
a.
Pati
Pati merupakan simpanan karbohidrat
dalam tumbuh-tumbuhan dan rnerupakan karbohidrat utama yang dikonsumsi manusia
di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan
umbi-umbian. Beras, jagung, dan gandum mengandung 70— 80% pati; kacang-kacang kening,
seperti kacang kedelai, kacang merah dan kacang hijau 30—60%, sedangkan ubi,
talas, kentang, dan singkong 20—30%.
Secara kimia pati merupakan homopolimer
dari glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama
sifatnya tergantung dari panjang rantai karbonnya dan percabangan pada rantai
molekulnya. Pati terdiri dari dua macam fraksi yang dapat dipisahkan dengan air
panas. Fraksi terlarut disebut sebagai amilosa merupakan fraksi linear dengan
ikatan α(1,4)-D-glukosa. Sedangkan amilopektin merupakan fraksi tidak terlarut
yang memiliki rantai molekul yang bercabang dengan ikatan α(1,4)-D-glukosa
(gambar 2.11).
Gambar 2. 11. Molekul pati (amilosa dan
amilopektin).
Amilopektin memiliki susunan bercabang
dengan 15—30 unit glukosa pada tiap cabang. Rantai glukosa tersebut terikat
satu sama lain melalui ikatan alfa yang dapat dipecah dalam proses pencernaan.
Komposisi amilosa dan amiopektin berbeda
dalam pati berbagai bahan makanan. Amiopektin pada umumnya terdapat dalam
jumlah lebih besar. Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa.
Pada beras semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan
amiopektinnya, semakin pulen (lekat) nasi yang diperoleh. Berdasarkan kadar
amilopektinnya beras dapat dibedakan menjadi empat golongan yaitu: (1) beras
dengan kadar amilosa tinggi (25-33%); beras dengan kadar amilosa menengah
(20-25%); (3) beras dengan kadar amilosa rendah (9-20%); dan beras yang
memiliki kadar amilosa yang sangat rendah (<9%) contohnya beras ketan hampir
tidak mengandung amilosa (1—2%). ( F.G.
Winarno, 2004 )
1)
Sifat-sifat Pati
a)
Gelatinisasi
Secara fisik karakteristik granula pati
berbeda antara tanaman yang satu dengan yang lainnya. Gambar 2.12 menunjukkan
beberapa bentuk granula pati yang dapat terlihat dengan mikroskop. Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu
jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk
butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam
hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa.
Gambar 2.12. Penampakan granula beberapa pati
Bila pati dimasukkan dalam air dingin,
granula pati akan menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air yang
terserap dan pembengkakannya terbatas. Air yang terserap
tersebut hanya dapat mencapai kadar 30%. Peningkatan volume granula pati yang
terjadi dalam air pada suhu antara 55°C sampai 65°C merupakan pembengkak yang
sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali pada
kondisi semula. Granula pati dapat dibuat membengkak luar biasa, tetapi
bersifat tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan tersebut disebut gelatinasi.
b).
Retrogradasi dan Sineresis
Beberapa
molekul pati, khususnya amilosa yang dapat terdispersi dalam air panas,
meningkatkan granula-granula yang membengkak dan masuk ke dalam cairan yang ada
di sekitarnya. Karena itu, pasta pati yang telah mengalami gelatinasi terdiri
dan granula-granula yang membengkak tersuspensi dalam air panas dan
molekul-molekul amilosa yang terdispersi dalam air. Molekul-molekul amilosa
tersebut akan terus terdispersi, asalkan pasta pati tersebut tetap dalam
keadaan panas. Karena itu dalam kondisi panas, pasta masih memiliki kemampuan
untuk mengalir yang fleksibel dan tidak kaku.
Bila
pasta tersebut kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi untuk
melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk bersatu kembali.
Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan
cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula. Dengan demikian mereka
menggabungkan butir pati yang membengkak itu menjadi semacam jaring-jaring
membentuk mikrokristal dan mengendap. Proses kristalisasi kembali pati yang
telah mengalami gelatinasi tersebut disebut retrogradasi. Sebagian besar pati yang telah menjadi gel bila
disimpan atau didinginkan untuk beberapa hari atau minggu akan membentuk
endapan kristal di dasar wadahnya.
Pada
pati yang dipanaskan dan telah dingin kembali ini sebagian air masih berada di
bagian luar granula yang membengkak. Air ini mengadakan ikatan yang erat dengan
molekul-molekul pati pada pennukaan butir-butir pati yang membengkak; demikian juga
dengan amilosa yang mengakibatkan butir-butir pati yang membengkak. Sebagian
air pada pasta yang telah dimasak tersebut berada dalam rongga-rongga jaringan
yang terbentuk dan butir pati dan endapan amilosa. Bila gel dipotong dengan
pisau atau disimpan untuk beberapa hari, air tersebut dapat keluar dan bahan.
Keluarnya atau merembesnya cairan dan suatu gel dari pati disebut sineresis (syneresis).
Mekanisme prilaku pati pada proses penggembungan,
pelarutan dan peretrogradarian dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.13. Mekanisme prilaku pati pada proses
penggembungan, pelarutan dan peretrogradarian
c).
Pemecahan Pati
Proses pemasakan pati di samping
menyebabkan pembentukan gel juga akan melunakkan dan memecah sel, sehingga
memudahkan pemecahan pati menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana. Dalam
proses pemecahan semua bentuk pati dihidrolisis menjadi glukosa. Pada tahap
pertengahan akan dihasilkan dekstrin dan maltosa. Selain proses pemanasan
tersebut, pemecahan pati dapat dlakukan secara enzimatis. Enzim-enzim yang
terdapat pada tanaman yang dapat menhidrolisis pati adalah α -ami1ase, β-amilase,
dan fosforilase.
Enzim β-amilase dapat memecah pati
menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil, misalnya pemecahan amilosa menjadi
fraksi kecil yang disebut maltosa, suatu disakarida dari glukosa. Bila β-amilase
direaksikan terhadap pati biasa, hanya diperoleh 60% sampai 70% dan hasil dari maltosa teoretis. Bagian pati yang tidak
terurai menjadi residu yang disebut β-amilase
limit dextrin. Hal ini disebabkan
karena ternyata β-amilase tidak mampu
menghidrolisi amilopektin di luar batas cabang-cabang tertentu.
Dibandingkan β-amilase, kemampuan menhidrolisis
α-ami1ase lebih baik. Enzim ini dapat menghidrolisis pati menjadi fraksi-fraksi molekul yang terdiri dari
6 sampai 7 unit glukosa.
d).
Reaksi dengan lodin
Pati yang berikatan dengan iodin (I2)
akan menghasilkan warna biru. Sifat ini dapat digunakan untuk menganalisis
adanya pati. Hal ml disebabkan oleh struktur molekul pati yang berbentuk
spiral, sehingga akan mengikat molekul iodin dan terbentuklah warna biru. Bila
pati dipanaskan, spiral merenggang, molekul-molekul iodin terlepas sehingga
warna biru hilang. Dari percobaan- percobaan didapat bahwa pati akan merefleksikan
warna biru bila berupa polimer glukosa yang lebih besar dari dua puluh,
misalnya molekul-molekul amilosa. Bila polimernya kurang dan dua puluh seperti
amilopektin, maka akan dapat dihasilkan warna merah. Sedang dekstrin dengan
polimer 6, 7, dan 8 membentuk warna coklat. Polimer yang lebih kecil dari lima
tidak memberikan warna dengan lodin.
b.
Glikogen
Glikogen dinamakan juga pati hewan
karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan,
yang terutama terdapat di dalarn hati dan otot. Glikogen terdiri atas unit-unit
glukosa dalam bentuk rantai lebih bercabang daripada amilopektin (gambar 2.13).
Struktur yang lebih bercabang ini membuat glikogen lebih mudah dipecah. Tubuh
mempunyai kapasitas terbatas untuk menyimpan glikogen, yaitu hnya sebanyak 350
gram. Dua pertiga bagian dan glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam
hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam
otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber
energi untuk keperluan semua sel tubuh.
Gambar 2.14. Molekul glikogen
2. Polisakarida
Nonpati/Serat
Serat akhir-akhir ini banyak mendapat
perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai penyakit. Serat makanan
makanan merupakan polisakarida yang menyususn dinding sel. Ada dua golongan
serat, yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut dalam air. Serat yang
tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat yang
larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal. Selulosa,
hemiselulosa, dan lignin merupakan kerangka struktural semua tumbuh-tumbuhan.
a.
Selulosa
Selulosa merupakan bagian utama dinding sel tumbuh-tumbuhan
yang terdiri atas polimer linier panjang hingga 10.000 unit glukosa terikat
dalam bentuk ikatan beta (1→4). Polimer karbohidrat dalam bentuk ikatan beta
tidak dapat dicernakan oleh enzim pencernaan manusia. Selulosa merupakan
struktur kristal yang sangat stabil. Selulosa yang berasal dan makanan nabati
akan meliwati saluran cerna secara utuh. Selulosa melunakkan dan memberi bentuk
pada feses karena mampu menyerap air, sehingga membantu gerakan peristaltik
usus, dengan demikian membantu defekasi dan mencegah konstipasi.
Turunan selulosa yang dikenal sebagai 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.
Untuk
struktur kimia selulosa terdiri dari unsur C, O, H yang membentuk rumus molekul
(C6H10O5)n ,dengan
ikatan molekulnya ikatan hidrogen yang sangat erat.
Gugus
fungsional dari rantai selulosa adalah gugus hidroksil. Gugus – OH ini dapat
berinteraksi satu sama lain dengan gugus –O, -N, dan –S, membentuk ikatan
hidrogen. Ikatan –H juga terjadi antara gugus –OH selulosa dengan air. Gugus-OH
selulosa menyebabkan permukaan selulosa menjadi hidrofilik. Rantai selulosa
memiliki gugus-H di kedua ujungnya. Ujung –C1 memiliki sifat pereduksi.
Struktur rantai selulosa distabilkan oleh ikatan hidrogen yang kuat disepanjang
rantai.
b.
Hemiselulosa
Bila komponen- komponen pembentuk
jaringan tanaman dianalisis dan dipisah-pisahkan, mula-mula lignin akan terpisah
dan senyawa yang tinggal adalah hemiselulosa. Lebih lanjut lagi ternyata hemiselulosa
terdiri dan selulosa dan senyawa lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisis
hemiselulosa, diperkirakan unit monomer yang membentukknya tidak sejenis
(heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa terutama adalah D-xilosa, pentosa, heksosa lain dan
asam uronat yang membentuk rantai bercabang.
Beda hemiselulosa dengan selulosa yaitu:
hemiselulosa mempunyai derajat polimenisasi rendah dan mudali larut dalam
alkali tapi sukar larut dalam asam, sedang selulosa adalah sebaliknya.
Hemiselulosa tidak merupakan serat-serat yang panjang seperti selulosa, juga
suhu bakarnya tidak setinggi selulosa. Hasil hidrolisis selulosa akan
menghasilkan D-glukosa, sedangkan hemiselulosa terutama akan menghasilkan
D-xilosa dan monosakarida lainnya.
c.
Lignin
Lignin terdiri atas polimer karbohidrat
yang relatif pendek yaitu antara 50— 2000 unit. Lignin memberi kekuatan pada
struktur tumbuh-tumbuhan, oleh karena itu merupakan bagian keras dan
tumbuh-tumbuhan sehingga jarang dimakan. Lignin terdapat di dalam tangkai
sayuran, bagian inti di dalam wortel dan biji jambu biji. Lignin sesungguhnya
bukan karbohidrat dan seharusnya. tidak dimasukkan dalam serat makanan.
d.
Pektin
Pektin secara umum terdapat di dalam
dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan
hemiselulosa. Ikatan-ikatan ini larut atau mengembang di dalam air sehingga
membentuk gel. Oleh karena itu, di dalam industri pangan digunakan sebagai
bahan pengental, emulsifier, dan stabilizer. Senyawa-senyawa pektin juga
berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain.
Bagian antara dua dinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamela tengah (middle lamella).
Pektin terdapat di dalam sayur dan buah,
terutama jenis sitrus, apel, jambu biji, anggur, dan wortel. Buah-buahan yang
mempunyai kandungan pektin tinggi baik untuk dibuat jam atau jeli. Secara
komersial pektin diekstraksi dan apel dan kulit sitrus.
Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer
dan asam D-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan β-(1,4)-glukosida; asam
galakturonat merupakan turunan dari galaktosa.
Pada umumnya senyawa-senyawa pektin
dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam
pektinat (pektin), dan protopektin. Pada asam pektat, gugus karboksil asam
galakturonat dalam ikatan polimemya tidak teresterkan. Asam pektat dapat
membentuk garam seperti halnya asam-asam lain. Asam pektat terdapat dalam jaringan
tanaman sebagai kalsium atau magnesium pektat.
e.
Gum
Gum adalah polisakarida larut air terdiri atas
10.000—30.000 unit yang terutama terdiri atas glukosa, galaktosa, manosa,
arabinosa, ramnosa, dan asam uronat. Gum arabic adalah sari pohon akasia. Gum
diekstraksi secara komersial dan digunakan dalam industri pangan sebagai
pengental, emusifter, dan stabilizer. Mukilase merupakan struktur kompleks yang
mempunyai ciri khas, yaitu memiliki komponen asam D-galakturonat. Mukilase
terdapat di dalam biji-bijian dan akar yang fungsinya diduga mencegah
pengeringan. Beta-glukan terutama terdiri atas polimer glukosa bercabang yang
terikat dalam bentuk Beta (1—3) dan Beta (1—9). Beta-glukan terdapat dalam
serealia, terutama di dalam oat dan barley, dan diduga berperan dalam
menurunkan kadar kolesterol darah. Polisakarida algal yang diambil dan algae
dan rumput laut merupakan polimer asam-asam manuronat dan guluronat. Produk
alga luas digunakan di Indonesia sebagai agar-agar, karaginan dan banyak
digunakan sebagai bahan pengental dan stabilizer. ( F.G. Winarno, 2004 )
E.
Reaksi-reaksi karbohidrat
1.
Kemanisan
Pada umumnya manusia baik bayi, anak,
maupun orang dewasa menyukai rasa manis gula; demikian juga halnya beberapa
serangga dan hewan lain.
Beberapa monosakarida dan oligosakarida
mempunyai rasa manis sehingga sering kali digunakan sebagai bahan pemanis. Yang
sering digunakan adalah sukrosa (kristal), glukosa (dalam sirup jagung), dan
dekstrosa (kristal D-glukosa). D-fruktosa dan maltosa jarang dijual dalam
bentuk kristal, tetapi merupakan bahan pemanis makanan yang penting. D-fruktosa
terdapat dalam gula invert, dan sirup jagung mengandung 45% D-fruktosa atau
maltosa. Sebagai standar kemanisan dipergunakan rasa manis suknosa.
Bila kemanisan beberapa gula
dibandingkan dengan kemanisan sukrosa = 1,00, maka kemanisan D-galaktosa = 0,4
— 0,6; maltosa = 0,3—0,5; laktosa = 0,2—0,3; dan rafinosa 0,15; sedang
D-fruktosa sekitar 1,32 serta xilitol hampir sama kemanisannya dengan sukrosa
=0,96 —1,18.
Kemanisan larutan D-fruktosa terhadap
sukrosa akan menurun bila suhu dinaikkan. Pada suhu 5°C, D-fruktosa kira-kira
1,4 kali lebih manis daripada sukrosa. Tetapi pada suhu 40°C kira-kira sama,
dan pada suhu 60°C kemanisan D-sukrosa tinggal 0,8. Demikian balnya pada
D-galaktosa, D-glukosa, dan L-sorbosa. Sedang kemanisan maltosa tidak dipengaruhi
oleh perubahan-perubahan. suhu.
(
F.G. Winarno, 2004 )
2.
Pencoklatan (browning)
Proses pencoklatan atau
browning sering terjadi pada
buah-buahan seperti pisang, peach, pear, salak, pala, dan apel. Buah yang memar
juga mengalami proses pencoklatan. Pada umumnya proses pencokiatan dapat dibagi
menjadi dua jenis, yaitu proses pencoklatan yang enzimatik dan yang
nonenzimatik.
a.
Pencoklatan enzimatik
Pencoklatan enzimatik terjadi pada buah-buahan yang
banyak menpndung substrat senyawa fenolik. Ada banyak sekali senyawa fenolik
yang dapat bertindak sebagai substrat dalam proses pencoklatan enzimatik pada
buah-buahan dan sayuran. Di samping katekin dan turunannya seperti tirosin,
asam kafeat, asam kiorogenat, serta leukoantosianin dapat menjadi substrat proses
pencoklatan.
Senyawa fenolik dengan
jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling berdekatan merupakan substrat
yang baik untuk proses pencoklatan. Proses pencokiatan enzimatik memerlukan
adanya enzim fenol oksidase dan oksigen yang harus berhubungan dengan substrat
tersebut.
Enzim-enzim yang dapat
mengkatalisis oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama,
yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase,
fenolase, atau polifenolase;
maing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu. Terjadinya reaksi
pencoklatan diperkirakan melibatkan perubahan dan bentuk kuinol menjadi kuinon
seperti terlihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2. 15.
Struktur kuinon
Reaksi pencoklatan yang
nonezimatik belum diketahui atau dimengerti penuh. Tetapi pada umumnya ada tiga
macam reaksi pencokiatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi Maillard, dan
pencokiatan akibat vitamin C.
( F.G. Winarno, 2004 )
b. Karamelisasi
Bila suatu larutan
sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, demikian juga titik
didihnya. Keadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh air menguap
semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan penanasan diteruskan,
makacairan yang ada bukan lagi terdini dan air tetapi cairan sukrosa yang
lebur. Titik lebur sukrosa adalah 160°C,
Bila gula yang telah mencair tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu 170°C, maka mulailah terjadi karamelisasi sukrosa. Gula karamel senirig dipergunakan sebagai bahan pemberi cita rasa makanan. Reaksi yang terjadi bila gula mulai hancur atau terpecah-pecah tidak diketahui pasti, tetapi paling sedikit melalui tahap-tahap seperti berikut: Mula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi sebuah molekul glukosa dan sebuah molekul fruktosan (fruktosa yang kekurangan asam molekul air). Suhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dan setiap molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan fruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimenisasi, dan beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.
( F.G. Winarno, 2004 )
c. Reaksi Mailard
Reaksi-reaksi antara karbohidrat,
khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer, disebut reaksi-reaksi
Maillard. Hasil reaksi tersebut menghasilkan bahan berwarna coklat, yang sering
dikehendaki atau kadang-kadang malahan menjadi pertanda penurunan mutu.
Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap-tahap
sebagai berikut:
1)
Suatu aldosa
bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dan
protein sehingga menghasilkan basa Schiff.
2)
Perubahan
terjadi menurut reaksi Amadori sehingga menjadi amino ketosa.Dehidrasi dan
hasil reaksi Amadori membentuk turunan-turunan furfuraldehida, misalnya dan
heksosa diperoleh hidroksimetil furfural.
3)
Proses dehidrasi
selanjutnya menghasilkan hasil antara men x-dikarbonil yang diikuti penguraian
menghasilkan reduktor-reduktor dan a-dikarboksil seperu metilglioksal, asetol,
dan. diasetil.
4)
Aldehida-aldehida
aktif dan 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (hal ini
disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna
coklat yang disebut melanoidin.
3.
Pencoklatan akibat Vitamin C
Vitamin
C (asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat bertindak
sebagai precursor 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.
(
F.G. Winarno, 2004 )
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Karbohidrat ('hidrat
dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον,
sákcharon, berarti "gula"). Rumus umum karbohidrat
adalah CnH2nOn. Karbohidrat
tersebut berfungsi sebagai sumber
energi, pemberi rasa manis pada makanan, penghemat protein, pengatur
metabolisme lemak, dan membantu pengeluaran feses. Adapun sumber
karbohidrat antara lain padi, gandum, jagung, ubi jalar, talas, ketela, kentang
dan sagu dll. Berdasarkan jenis-jenis karbohidrat yaitu monosakarida (glukosa,
fruktosa, dan galaktosa), disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa), dan
polisakarida (amilum, dekstrin, glikogen).
3.2. Saran
Berdasarkan
kesimpulan diatas, penulis mengharapkan kepada para mahasiswa keperawatan
khususnya, agar dapat memahami dan menambah pengetahuan kita tentang karbohidrat
dalam ilmu kimia keperawatan. Serta diharapkan kritik dan saran yang membangaun
dari berbagai pihak demi kesempurnaan makalah ini.
DAFTAR
PUSTAKA
1. Almatsier,
Sunita. 2004. Prinsip Dasar Ilmu Gizi.
Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama
2. F.G. Winarno. 2004. Kimia Pangan dan
Gizi. Jakarta : PT Gramedia Utama
Tidak ada komentar:
Posting Komentar