BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Bela elakang
Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia manusia yang harganya harganya relatif relatif murah. murah. Semua Semua karbohi karbohidrat drat berasal berasal dari dari tumbuhtumbuhtumbuha tumbuhan. n. Melalui Melalui proses proses fotosis fotosistes tesis, is, klorofil klorofil tanaman tanaman dengan dengan bantuan bantuan sinar sinar matahar mataharii mampu membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO2) berasal dari udara dan air (H2O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana glukosa yang nantinya akan menghasilkan energi yang dapat dimanfaatkan tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsum dikonsumsi si akan menghas menghasilk ilkan an energi energi sebesa sebesarr 4 kkal dan energi energi hasil hasil proses proses oksidas oksidasii (pembak (pembakara aran) n) karbohid karbohidrat rat ini kemudia kemudian n akan digunak digunakan an oleh oleh tubuh tubuh untuk untuk menjal menjalanka ankan n berbagai berbagai fungsi-fungsi fungsi-fungsinya nya seperti seperti bernafas, bernafas, kontraksi kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan menjalankan berbagai aktivitas aktivitas fisik seperti seperti berolahraga atau bekerja. bekerja. Oleh karena itu kita perlu memaha memahami mi karbohidrat karbohidrat secara secara mendalam. mendalam.
1.2
Rumusan Rumusan Masala Masalah h
1. Apaka Apakah h kar karboh bohidr idrat at itu? itu? 2. Apa saja saja klasif klasifikas ikasii dari dari karbohi karbohidrat drat?? 3. Apa Apa fungs fungsii dari dari kar karbo bohid hidra rat? t? 4. Apa akibat yang ditimbul ditimbulkan kan dari dari kelebihan kelebihan dan kekurangan kekurangan karbohidrat? karbohidrat? 5. Apa saja saja bahan bahan makana makanan n yang mengand mengandung ung karboh karbohidra idrat? t? 6. Bagaimana Bagaimana proses proses pencernaa pencernaan, n, absorpsi, absorpsi, metabol metabolisme, isme, ekskresi ekskresi karbohidrat? karbohidrat? 7. Apa saja macam-macam macam-macam gangguan gangguan metabolism metabolismee karbohidr karbohidrat? at?
1
1.3
Tujuan Tuju an dan Manfaat Manfaat
1. Menge Mengeta tahui hui apa apa yang yang dima dimaksu ksud d denga dengan n karbo karbohid hidra ratt dan dan menge mengert rtii akan akan pent penting ingnya nya karbohidrat untuk kelangsungan hidup manusia. 2. Mengetahui Mengetahui bahan makanan apa saja saja yang yang mengandu mengandung ng karbohidrat karbohidrat.. 3. Mengetahui Mengetahui akibat akibat yang ditimbulkan ditimbulkan dari dari kelebihan kelebihan dan kekurangan kekurangan karbohidrat karbohidrat 4. Menge Mengert rtii lebi lebih h jauh jauh tenta tentang ng pros proses es yang yang dilal dilalui ui karbo karbohid hidra ratt dala dalam m tubu tubuh h sehin sehingg ggaa akhirnya dapat menghasilkan energi. 5. Dapat mengaplikasika mengaplikasikan n ilmu tentang karbohidrat karbohidrat dalam dalam kehidupan kehidupan sehari-hari sehari-hari
2
BAB II ISI
2.1 Klasifikasi Karbohidrat
Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Sesungguhnya semua jenis karbohidrat terdiri atas karbohidrat sederhana atau gula sederhana; karbohidrat kompleks mempunyai lebih dari dua unit gula sederhana didalam satu molekul. 2.1.2
Karbohidrat Sederhana
Karbohidrat sederhana terdiri atas: (1) Monosakarida yang terdiri atas jumlah atom C yang sama dengan molekul air, yaitu
[C6(H2O)6] dan [C5(H2O)5] (2) Disakarida yang terdiri atas ikatan 2 monosakarida di mana untuk tiap 12 atom C ada 11
molekul air [C12(H2O)11]; (3) Gula alkohol merupakan bentuk alkohol dari monosakarida; (4) Oligosakarida adalah gula rantai pendek yang dibentuk oleh ggalaktosa, glukosa, dan fruktosa. 1. Monosakarida
Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hydrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 ato karbon, 12 aom hydrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen disekitar atom-atom karbon. 3
Perbedaan dalam tingkat kemanisan , daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil pada karbon nomor2 terletak di senbelah kanan. Struktur kimianya dapat berupasttruktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentose, seperti ribose, xilosa, dan arabinosa.
Gambar 2.1 Glukosa, galaktosa, dan fruktosa
Glukosa .
Dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersaman dengan fruktosa dalam madu. Tubuh hanya dapat menggunakan glukosa dalam bentuk D. glukosa murni yang ada di pasar biasanya diperoleh dari hasil olahan pati. Glukosa memeggang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhirpencernaan pati, sukrosa, maltose, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolism, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi. Glukosa dalam bentuk bebas hanya terdapat dalam jumlah terbatas dalam bahan makanan. Glukosa dapat dimanfaatkan untuk diet tinggi energy. Tingkat kemanisan glukosa hanya separuh dari sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk tingkat kemanisan yang sama. Fruktosa
Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adlaah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa,C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan ras manis. Gula ini terutama terdapat dalam madu bersama glukosa, dalam buah, nectar bunga, dan 4
juga dalam sayur. Sepertiga dari gula madu terdiri atas fruktosa. Fruktosa dapat diolah dari pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis. Minuman ringan banyak menggunakan sirup jagungtinggi-fruktosa sebagai bahan pemanis. Di dalam tubuh, fruktosa merupaka hasil pencernaan sakarosa. Galaktosa
Galaktosa, tidak terdapat bebsa di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa. Manosa
Manosa, jarang terdapat dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yng mereka olah untuk membuat roti. Pentosa
Pentosa merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa dan dioksiribosa merupakan bagian asam nukleat dalam inti sel. Karena dapat disintesis oleh semua hewan, ribose dan deoksiribosa tidak merupakan zat gizi esensial. 2. Disakarida
Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakakrosa, maltose. Laktosa, dan trehalosa. Trehalosa tidak begitu penting dalam ilmu gizi, oleh karena itu akan dibahas secara terbatas. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. Kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). Ikatan glikosidik ini biyasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepasakan satu molekul air. Hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Diskarida dapat dipecah kembali menjadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke emapat jenis disakarida; monosakarida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa.
5
Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristallisasi. Gula merah yang banyak digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu. Bila direncanakan atau hidrolisis. Sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa. Pada pembuatan sirup sebagian sukrosa (gula pasir) akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut invert. Gula invert secara alami terdapat di dalam madu dan rasanya lebih mansi dari pada sukrosa.
Gambar 2.2 struktur molekul sukrosa
Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuhan-tumbuhan bila benih tau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati. Dalam proses berkecambah pati yang terdapat dalam padi-padian pecah menjadi maltose untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh. Produksi ini terjadi bila maltose difermentasi menjadi alkohol. Bila dicernakan atau dihidrolosis, maltose pecah menjadi dua unit glukosa.
6
Gambar 2.3 strukutr molekul Maltosa
Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah 6,8 gram per 100ml, sedangkan pada air susu ibu (ASI) 4,8 gram per 100 ml. Banyak orang, terutama yang berkulit berwarna (termasuk orang indonesia) tidak tahan terhadap susu sapi, karena kekurangan enzim laktase yang dibentuk didalam dinding usus dan diprlukan untuk pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Kekurangan laktosa ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak data diserap dan teta tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorganisme yang tumbuh, yan menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Laktosa yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
Gambar 2.4 struktur molekul laktosa
Trebalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gula jamur. Sebanyak 15% bagiankering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga. 3. Gula Alkohol 7
Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis. Ada empat jenis gula alcohol yaitu sorbitol, manitol, dulcitol, dan inositol. Sorbitol terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa reuduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH).
Gambar 2.5 struktur molekul sorbitol, manitol, dan erythritol
Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasiean diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue.tingak kemanisan sorbitol hanya 60%
bila dibandingkan
dengan sukrosa, diabsorbsi lebih lambat dan diubah didalam hati menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi lebih dari 50 gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes. Sorbitol tidak mudah dimetabolisme oleh bakteri dalam mulut sehingga tidak mudah menimbulkan karies gigi. Oleh karena itu, sorbitol banyak digunakan dalam pembuatan permen karet. Manitol dan dulcitol adalah alkohol ysmg dibusat dari monosakarida manosa dan galaktosa.manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara komersial manitol diekstraksi darisejenis rumput laut. Kedau jenis alcohol ini banyak digunakan dalam industry pangan.
8
Inositol merupakan alcohol siklis yang menyerupai glukosa. Iositol terdapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia. Bentuk esternya dengan asam fitat menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dalam usus halus. 4. Oligosakarida
Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida.
Sebetulnya
disakarida termasuk dalam oligodisakarida, tetapi karena peranannya dalam ilmu gizi sangat penting maka dibahas secara terpisah. 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 terikat dengan satu molekul glukosa, panjang rantainya bias sampai 3 hingga 50 unit, terdapat dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian besar di dalam usus besar difermentasi. 2.1.2 Karbohidrat Kompleks
Karbohidrat kompleks terdiri atas: 1.
Polisakarida
Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Gula sederhana ini terutama adalah glukosa. Jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati. Pati merupakan
simpanan
karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan
karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi padian, biji-bijian, dan umbi-umbian. Beras, jagung, dan gandum mengandung 70-80% pati; 9
kacang-kacang kering, seperti kacanga kedelai, kacang merah, dan kacang hijau 30-60%, sedangkan ubi, talas, kentang, dan singkong 20-30%. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopeptin adalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang. Rantai glukosa terikat satu sama lain melalui ikatan alfa yang dapat dipecah dalam proses pencernaan.
Gambar 2.6 Molekul pati (amilosa) dan pati (amilopektin)
Pada umumnya amilopektin terdapat dalam jumlah lebih besar. Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa. Pada beras senakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin pulen atau lekat nasi yang diperoleh. Beras ketan hampir tidak mengandung amilosa (1 - 2%). Dalam butiran pati rantai-rantai amilosa dan amilopektin tersusun dalam bentuk semi kristal, yang menyebabkannya tidak larut dalam air dan memperlambat pencernaannya oleh amylase pankreas. Bila dipanaskan dengan air, struktur Krista rusak dan rantai polisakarida akan mengambil posisi acak. Inilah yang menyebabkannya mengembang dan memadat (gelatinisasi). Cabang-cabang dalam struktur amilopektinlah yang terutama menyebabkannya dapat membentuk gel yang cukup stabil. Proses pemasakan pati disamping menyebabkan pembentukan gel juga akan melunakkan dan memecah sel, sehingga memudahkan pencernaannya. Dalam proses pencernaan semua bentuk pati dihidrolisis menjadi glukosa. Pada tahap pertengahahan akan dihasilkan dekstrin dan maltose.
10
Dekstrin merupakan produk antara pada pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding ). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltose, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare. Pati yang dipanaskan secara kering (dibakar) seperti halnya pada proses membakar roti akan menghasilkan dekstrin. Molekul sakarida bila bertambah kecil, akan meningkatkan daya larut dan kemanisannya, oleh karena itu dekstrin lebih manis daripada pati dengan daya larut lebih tinggi dan lebih mudah dicernakan. Dekstrin maltose suatu produk hasil hidrolisis parsial pati digunakan sebagai makanan bayi karena tidak mudah mengalami fermentasi dan mudah dicernakan. Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan yang terutama terdapat di dalam hati dan otot. Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk rantai lebih bercabang daripada amilopektin
Gambar 2.7 Molekul glikogen yang terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk rantai lebih bercabang
daripada amilopektin.
Struktur yang lebih bercabang ini membuat glikogen lebih mudah dipecah. Tubuh mempunyai kapasitas terbatas untuk menyimpan glikogen yaitu hanya sebanyak 350 gram. Dua per tiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat 11
digunakan untuk keperluan energy di dalam otot tersebut sedangakan glikogen dalam hati dapat digunakan untuk keperluan energi dalam oto tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak. Glikogen tidak merupakan sumber karbohidrat yang penting dalam bahan makanan, karena hanya terdapat di dalam makanan berasal dari hewani dalam jumlah terbatas 2. Polisakarida nonpati/serat, glukan, dan alga.
Selulosa, hemiselulosa, dan lignin merupakan kerangka struktural semua tumbuhtumbuhan. 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 dicerbakan oleh enzim pencernaan manussia. Selulosa merupakan struktur kristal yang sangat stabil. Selulosa yang berasal dari makanan nabati akan melewati saluran cerna secara utuh. Selulosa melunakkan dan memberi bentuk pada feses karena mampu menyerap air, sehingga membantu gerakan peristaltic usus, dengan demikian membantu defekasi dan mencegah konstipasi. Hemiselulosa merupakan bagian utama serat serealia yang terdiri atas polimer berccabang heterogen heksosa, pentose, dan asam uronat. Lignin terdiri atas polimer karbohidrat yang relative pendek yaitu antara 50 – 2000 unit. Lignin member kekuatan tumbuh-tumbuhan oleh karena itu merupakan bagian keras dari tumbuh-tumbuhan sehingga jarang dimakan. Lignin terdapat dalam tangkai sayuran, bagian inti di dalam wortel, dan biji jambu biji. Lignin sesungguhnya bukan karbohidrat dan seharusnya tidak dimasukkan dalam serat makanan. Pektin, gum, dan mukilase terdapat di sekeliling dan di dalam sel tumbuh-tumbuhan. Ikatan-ikatan ini larut atau mengembang di dalam air sehingga membentuk gel. Oleh karena itu, di dalam industry pangan digunakan sebagai bahan pengental, emulsifier, dan stabilizer. Pektin merupakan polimer ramnosa dan asam galakturonat dengan cabang-cabang yang terdiri atas rantai galaktosa dan arabinosa. Asam galakturonat adalah turunan dari galaktosa. Pektin terdapat dalam sayur dan buah, terutama jenis sitrus, apel, jambu biji, anggur, dan wortel. Senyawa pectin berfungsi sebagai bahan perekat antar dinding sel. Buah-buahn yang ,mempunyai kandungan 12
pectin tinggi baik untuk dibuat jam atau jeli. Secara komersial pektin diekstraksi dari apel dan kulit sitrus. Gum adalah polisakarida larut dalam air terdiri atas 10.000 – 30.000 unit yang terutama terdiri atas glukosa, galaktosa, manosa, arabinosa, ramnosa, dan asam uronat. Gum arabik adalah sari pohon akasia. Gum diekstraksi secara komersial dan digunakan dalam industri pangan sebagai pengental, emulsifier, dan stabilizer. Mukilase merupakan struktur kompleks yang mempunyai cirri khas yaitu memiliki komponen asam D – galakturonat. Mukilase terdapat 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 dari algae dan rumput laut merupakan polimer asam-asam manuronat dan guluronat. Produk algal luas digunakan di Indonesia sebagai agar-agar dan banyak dugunakan sebagai bahan pengental dan stabilizer Serat akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai penyakit. Definisi terakhir yang diberikan untuk serat makanan adalah polisakarida nonpati yang menyatakan polisakarida 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. 2.2
Fungsi Karbohidrat
2.2.1
Sumber Energi
Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energy bagi penduduk diseluruh dunia, karena banyak didapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan empat 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 dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan
13
karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk. Sistem araf sentral dan otak sama sekali tergantung pada glukosa untuk keperluan energinya. 2.2.2
Pemberi Rasa Manis Pada Makanan
Karbohidrat member rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Sejak lahir manusia menyukai rasa manis. Alat kecapan pada ujung tidak merasakan rasa manis tersebut. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalah gula paling manis. Bila tigkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltose 0,4; laktosa 0,2. 2.2.3
Penghemat Protein
Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energy, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrta makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun. 2.2.4
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 dalam hati dan dikeluarkan melalui urine dengan mengikat basa berupa ion natrium. Hal ini dapat menyebakan ketidak seimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan tubuh menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. Dibutuhkan antara 50-100 gram karbohidrat sehari untuk mencegah ketosis. 2.2.5
Membantu Pengeluaran Feses
Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltic usus dan member bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus, sedangkan hemiselulosa dan pectin mampu menyerap banyak air dalam usus besar sehingga memberi bentuk pada sisa makanan yang akan dikeluarkan. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoloid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakit diabetes mellitus, dan jantung koroner yang bekaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. 14
Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan. Bakteri tertentu diduga mensintesis vitamin-vitamin tertentu dalam usus besar. Asam glukoronat turunan glukosa, di dalam hati mengikat toksin-toksin dan mengubahnya menjadi bentuk-bentuk yang dapat dikeluarkan dalam tubuh. Gula ribose yang mengandung lima atom karbon merupakan bagian dari ikatan DNA dan RNA.s 2.3 Kebutuhan Sehari
Bila tidak ada karbohidrat, asam amino dan gliserol yang berasal dari lemak dapat diubah menjadi glukosa untuk keperluan energy otak dan system saraf pusat. Oleh sebab itu, tidak ada ketentuan tentang kebutuhan karbohidrat sehari untuk manusia. Untuk memelihara kesehatan, WHO (1990) menganjurkan agar 55-75% konsumsi energy total berasal dari karbohidrat kompleks dan paling banyak hanya 10% berasal dari gula sederhana. Demikian pula tidak ada anjuran kebutuhan sehari secara khusus untuk serat makanan. Lembaga Kanker Amerika menganjurkan makan 20-30 gram serat sehari. Di Indonesia pada saat ini tidak ada kekhawatiran kakurangan makan serat, bila dipertahankan pola makanan yang ada pada makanan pokok, kacang-kacangan, sayuran, dan buah-buahan dalam jumlah yang cukup. 2.4 Akibat kelebihan dan kekurangan karbohidrat
Tingginya jumlah penderita diabetes mellitus (DM) di Indonesia diakibatkan pola makan orang Indonesia yang terlalu banyak mengonsumsi karbohidrat. Nasi mengandung glukosa dalam kuantitas banyak dan glukosa yang berlebihan merupakan salah satu penyebab penyakit diabetes. pola makan yang berbeda dilakukan orang-orang di negara maju. Mereka lebih banyak mengkonsumsi protein dan lemak disbanding karbohidrat. jumlah penderita diabetes di Indonesia mencapai 8,5 juta orang pada tahun 2000. Setelah lima tahun berselang, jumlah penderita diperkirakan telah mengalami peningkatan sebanyak tiga kali lipat. Fungsi insulin adalah untuk mentransfer glukosa darah ke dalam sel sehingga glukosa dapat digunakan sebagai sumber energi. Bila hormon insulin tidak ada atau tidak berfungsi maka akan terjadi penumpukan kadar glukosa/ gula dalam darah. Sedangkan gejala-gejala penderita 15
diabetes, antara lain ditandai dengan frekuensi buang air kecil yang meningkat, kelemahan akibat gangguan nutrisi tingkatan tingkat sel, keputihan pada wanita yang sukar disembuhkan karena infeksi jamur, gangguan penglihatan karena gangguan nutrisi pada sel-sel retina mata, dan lainnya. Selain itu, faktor-faktor risiko yang dapat menyebabkan seseorang terkena DM diantaranya, faktor genetik dari keluarga, kelebihan berat badan, merokok, darah tinggi, kadar kolesterol yang tinggi, kurang berolahraga, serta bertambahnya usia. Kekurangan karbohidrat dapat menyebabkan penyakit busung lapar (merasmus) yang lebih tampak secara fisik jika terjadi pada kelompok balita. Tanda-tanda penyakit ini adalah muka pucat kelihatan tua, rambut merah dan jarang dan pada tingkat akut dapat menyebabkan kematian. 2.5
Bahan Makanan Sumber Karbohidrat
Bahan makanan yang dapat dijadikan sebagai sumber karbohidrat antara lain: 1.
Padi-padian atau serealia dan hasil olahannya. Contoh: beras, jagung, bihun, mie,
roti, lontong, ketupat, dan lain-lain. 2.
Umbi-umbian. Contoh: singkong, ubi jalar dan kentang.
3.
Kacang-kaccangan. Contoh: kacang hijau, kacang kedelai, dan kacang merah.
4.
Gula. Contoh: gula pasir dan gula kelapa.
Kelompok sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian seperti wortel lebih banyak mengandung karbohidrat dibandingkan sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Berikut ini tabel nilai karbohidrat berbagai bahan makanan (gram/100 gram). Tabel 2.1 Nilai Karbohidrat (KH) berbagai bahan makanan (gram/100 gram)
Bahan makanan Gula pasir Gula kelapa Jelli/jam Pati/maizena
Nilai KH 94,0 76,0 64,5 87,6 16
Bihun Makaroni Beras setengah giling Jagung kuning, pipil Kerupuk udang dengan pati Mie kering Roti putih Singkong Ubi Jalar Merah Kentang Kacang hijau Kacang merah Kacang kedelai Kacang tanah Tempe Tahu Pisang ambon Apel Mangga harumanis Pepaya Daun singkong Wortel Bayam Kangkung Tomat massak Hati sapi Telur bebek Telur ayam Susu sapi Susu kental manis
2.6
82,0 78,7 78,3 73,7 68,2 50,0 50,0 34,7 27,9 19,2 62,9 39,5 34,8 23,6 12,7 1,6 25,8 14,9 11,9 12,2 13,0 9,3 6,5 5,4 4,2 6,0 0,8 0,7 4,3 4,0
Pencernaan, Absorpsi, Ekskresi dan Metabolisme
Tujuan akhir pencernaan adalah dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembuluh darah melalui dinding usus halus. Karbohidrat yang tidak dicernakan memasuki usus besar untuk sebagian besar dikeluarkan dari tubuh. 2.6.1
Mulut 17
Pencernaan karbohidrat dimulai di mulut. Bolus makanan yang diperoleh setelah makanan dikunyah bercampur dengan ludah yang mengandung enzim amilase (sebelumnya dikenal sebagai ptialin). Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat lebih sederhana, yaitu dekstrin. Bila berada di mulut cukup lama, sebagian diubah menjadi disakarida maltosa. Karena makanan berada di mulut hanya sebentar pencernaan di dalam mulut tidak berarti. Enzim amilase ludah bekerja paliang baik pada pH ludah yang bersifat netral. Bolus yang ditelan masuk ke dalam lambung. Amilase ludah yang ikut masuk ke lambung dicernakan oleh asam klorida dan enzim pencerna protein yang terdapat di lambung, sehingga pencernaan karbohidrat di dalam lambung terhenti. 2.6.2
Usus Halus
Sebagian besar pencernaan karbohidrat terjadi di dalam usus halus. Enzim amylase yang dikeluarkan oleh pankreas, mencernakan pati menjadi dekstrin dan maltosa.
Penyelesaian
pencernaan karbohidrat dilakukan oleh enzim-enzim disakaridase yang dikeluarkan oleh sel-sel mukosa usus halus berupa maltase, sukrase, dan laktase. Hidrolisis disakarida oleh enzim-enzim ini terjadi di dalam mikrovili dan monosakarida yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
maltas
Maltosa
2 mol glukosa
sukras
Sakarosa
1 mol glukosa + 1 mol fruktosa
laktase
Laktosa
1 mol glukosa + 1 mol galaktosa
Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi melalui sel epitel usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah melalui vena porta. Bila konsentrasi monosakarida di dalam usus halus atau pada mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan secara pasif atau fasilitatif. Tapi, bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP dan ion natrium. Glukosa dan galaktosa lebih 18
ceat diabsorpsi daripada fruktosa. Monosakarida melalui vena porta dibawa ke hati dimana fruktosa dan galaktosa diubah menjadi glukosa. Jadi, semua disakarida pada akhirnya diubah menjadi gukosa. Setelah makan, kadar glukosa darah naik hingga kurang lebih 30 menit dan secara perlahan kembali ke kadar gula puasa (70-100 mg per 100 ml) setelah 90-180 menit. Kadar maksimal gula darah dan kecepatan untuk kembali pada kadar normal bergantung pada jenis makanan. 2.6.3
Usus Besar
Dalam waktu satu sampai empat jam setelah selesai makan, pati non karbohidrat, dan sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus besar. Sisa pencernaan ini merupakan substrat potensial untuk difermentasi oleh mikroorganisme. Substrat potensial lain yang difermentasi adalah fruktosa, sorbitol, dan monomer lain yang susah dicernakan, laktosa pada mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa, stakiosa, verbaskosa, dan fruktan. Produk utama fermentasi karbohidrat adalah karbondioksida, hydrogen, metan, dan asamasam lemak rantai pendek yang mudah menguap seperti asam aseta, asam propinoat, dan asam butirat. Pada kadar rendah sebagian besar gas-gas tersebut diarbsorbsi dan dikeluarkan melalui paru-paru. Bila melebihi kemampuan kolon untuk mengarbsorbsi gas-gas tersebut dikeluarkan melalui anus (flatus) sebanyak 60 hingga 70% asam lemak yang mudah menguap diarbsorbsi kembali dan digunakan sebagai sumber energy. Jadi, sebagian besar karbohidrat yang lolos dari pencernaan di dalam usus halus akhirnya dapat dimanfaatkan kembali oleh tubuh. 2.7 Gangguan Metabolisme Karbohidrat
Yang paling sering terjadi adalah kelainan metabolisme karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang mempunyai jenis-jenis beragam diantaranya glukosa , sukrosa dan fruktosa. Beberapa jenis KH tersebut dalam tubuh harus dimetabolisme (dipecah) sebelum digunakan tubuh . pemecahan karbohidrat memerlukan sebuah enzim . kelainan Metabolisme karbohidrat biasanya karena ketidak mampuan tubuh memiliki enzin pemecah Beberapa jenis karbohidrat tersebut sehingga KH yang akan terpecah dalam tubuh tidak dapat ter-Metabolisme.
19
Gambar 2.8 Metabolisme karbohidrat
Ada beberapa kelainan dari jenis-jenis karbohidrat, selengkapnya adalah sebagai berikut : a. Galaktosemia
Gambar 2.9 Hepatosit normal dan kolestasis hepatosit
Galaktosemia adalah kadar glukosa yang tinggi dalam darah, etiologinya disebabkan oleh kekurangan atau bahkan ketidakpunyaan tubuh terhadap enzim galaktose 1-fosfat uridil transfarase. Galaktosemia merupakan kelainan bawaan. Yang paling extrim kelainan galaktosemia terjadi sekitar 1 dari 50.000-70.000 bayi terlahir tanpa enzim tersebut. Patofisiologisnya pada awalnya pasien penderita kelainan ini tampak normal secara fisik, namun setelah beberapa hari maupun beberapa minggu kemudia terlihat penurunan nafsu makan
20
juga terjadi mual dan muntah, tubuh tampak kuning seperti hepatitis (jaundice) dan pertumbuhan yang normal seperti anak biasanya terhenti. Ini akan menjadi bahaya jika pengobatan terlambat diberikan, akibatnya adalah anak akan memiliki tubuh yang pendek dan mengalami penurunan mental. Menurut para ahli medis kelainan ini dapat terlihat dan didiagnosa jika pada urin pasien terdapat galaktosa dan galaktose 1-fosfat. Pasien dengan galaktosemia, dilarang mengkonsumsi bahan makanan yang mengandung galaktosa, seperti susu yang kaya akan galaktosa. Karena kelainan ini merupakan herediter yang dibawa oleh ibu atau ayahnya, seorang wanita yang diduga membawa gen untuk penyakit ini sebaiknya tidak mengkonsumsi galaktose selama kehamilan. Penderita dengan galaktosemia dilarang mengkonsumsi galaktosa dari karbohidrat seumur hidupnya. b. Glikogenosis
Glikogenosis (penyakit penimbunan glikogen) adalah sekumpulan penyakit keturunan yang ditimbulkan oleh tidak adanya 1 atau beberapa enzim yang diperlukan untuk mengubah gula menjadi glikogen atau sebaliknya glikogen menjadi gula (glukosa) yang seterusnya akan digunakan oleh tubuh sebagai energi. Diagnosa ditegagkan berdasarkan pemeriksaan terhadap contoh jaringan (otot dan hati) yang menunjukan bahwa ada enzim yang hilang. Karena pasien dengan glikogenosis pasti akan kekurangan energi, dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan yang kaya akan karbohidrat, sebiknya beberapa kali dalam sehari dengan porsi kecil tapi sering (PKTS). Pada anak yang masih kecil dengan glikogenosis dapat diberikan tepung jagung yang tidak dimasak selama 6-4 jam sehari , atau larutan kh yang diberikan secara NGT melalui selang yang mengarah kelambungnya. Glikogenosis cenderung menimbulkan penimbunan asam urat yang tentunya dapat menimbulkan gout atau batu ginjal. c. Intoleransi Fruktosa Herediter
Intoleransi Fruktosa Herediter adalah suatu penyakit keturunan dimana tubuh tidak dapat menggunakan fruktosa karena tubuh tidak memiliki enzim fosfoffruktaldolase sebagai akibatnya, 21
fruktose 1-fosfatase (yang merupakan hasil pemecahan dari fruktosa) tertimbun di dalam tubuh, menghalangi pembentukan glikogen dan menghalangi perubahan glikogen menjadi glukosa sebagai sumber energi.
BAB III PENUTUP 22
3.1
Kesimpulan
Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia yang harganya relatif murah. Karbohidrat terbagi atas dua golongan yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana terdiri dari monosakarida, disakarida, gula alcohol, dan oligosakarida. Sedangkan karbohidrat kompleks terdiri atas polisakarida dan serat. Fungsi karbohidrat antara lain sebagai sumber energi, pemberi rasa manis pada makanan, penghemat protein, mengatur metabolism lemak, dan membantu pengeluaran feses. Dalam sehari, WHO (1990) menganjurkan 50 – 65% konsumsi energy total berasal dari karbohidrat kompleks, dan maksimal 10% berasal dari gula sederhana. Apabila kita kelebihan karbohidrat, kita akan mengalami penyakit diabetes mellitus, sedangkan kekurangan karbohidrat dapat menyebabkan penyakit busung lapar (merasmus) yang lebih tampak secara fisik jika terjadi pada kelompok balita. Bahan makanan sumber karbohidrat dapat berasal dari padi-padian atau serealia dan hasil olahannya. Contoh: beras, jagung, bihun, mie, roti, lontong, ketupat, dan lain-lain; umbi-umbian contoh: singkong, ubi jalar dan kentang; kacang-kacangan. Contoh: kacang hijau, kacang kedelai, dan kacang merah; serta gula. Contoh: gula pasir dan gula kelapa. Pencernaan karbohidrat dimulai dari mulut dan berakhir di usus halus. Karbohidrat yang tidak dicernakan memasuki usus besar untuk sebagian besar dikeluarkan dari tubuh. Sedangkan akibat gangguan metabolisme karbohidrat yaitu galaktosemia, glikogenosis, dan intoleransi fruktosa herediter.
3.2
Saran
23
Untuk menjaga kesehatan agar terhindar dari berbagai macam penyakit akibat asupan berlebih atau kekurangan karbohidrat sebaiknya kita mengonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat seperti nasi, kentang, jagung, roti, kacang hijau, dan sebagainya sesuai dengan kebutuhan kita.
24
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier S. 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta: Gramedia pustaka utama. Irawan, M. Anwari. 2007. Glukosa dan Metabolisme Energi. http://www.pssplab.com / . Diakses pada tanggal 24 Agustus 2010, pukul 20.35 WIB.
Sumber gambar: http://ahligiza.blogspot.com. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2001819/lecciones/cap03/cap03_10.html . http://okihita.wordpress.com/2009/07/29/biokimia.html. http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/glucidos_2b/ glucogeno.html http://www.elmhurst.edu/%7Echm/vchembook/543fructose.html https://chempolymerproject.wikispaces.com/Carbs-B-JCDS http://www.um.es/molecula/gluci04.htm http://prestasiherfen.blogspot.com/2009/01/bahan-makanan.html http://herkules.oulu.fi/isbn951425158X/html/x207.html
25
