Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung unsur-unsur C, H, dan O dengan gugus fungsi aldehid atau keton. Rumus umum karbohidrat adalah : (CH2O)n . Karbohidrat memiliki beberapa fungsi : i.
Karbohidrat
dikenal
memiliki
peran
penting
dalam
metabolisme,beberapa senyawa dalam karbohidrat seperti glukosa dan fruktosa digunakan sebagai bahan bakar untuk makhluk hidup ii.
Sebagai komponen dalam asam nukleat
Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Karbohidrat dibagi-bagi dibagi-bagi menjadi beberapa jenis. Klasifikasi
karbohidrat
berdasarkan pada: - Jumlah rantai karbon - Jumlah unit gula - Posisi C=O - Stereokimia Berdasarkan jumlah unit gula karbohidrat dibagi menjadi 4, yaitu : y
Monosakarida Monosakarida
satu unit gula
y
Disakarida
dua unit gula
y
Oligosakarida Oligosakarida
3-10 unit gula
y
Polisakarida Polisakarida
lebih dari 10 unit gula
A. OLIGOSAKARIDA Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang
jumlahnya
antara
2
(dua)
sampai
dengan
8
(delapan)
molekul
monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.
Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul disebut disakarida, bila tiga molekul disebut triosa, bila sukrosa terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa. Oligosakarida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis polisakarida dengan bantuan enzim tertentu atau hidrolisis dengan asam.
Ikatan glikosida terjadi dari kondensasi gugus hidroksil dua molekul monosakarida, yaitu berasal dari gugus hidroksil dari atom C yang pertama dengan salah satu gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2, 4, atau 6, yang berasal dari monosakarida yang kedua. Tipe ikatan glikosida berdasarkan posisi ±OH pada C-1 : y
Ikatan E-glikosida
Ikatan antara OH E pada C-1 dan OH pada C-4 y
Ikatan F-glikosida
Ikatan antara OH F pada C-1 dan OH pada C4 Oligosakarida serta poli alkohol lainnya umumnya memiliki rasa manis. Sukrosa memiliki rasa manis dan terasa nyaman di lidah kita, walaupun kita menggunakannya dalam konsentrasi tinggi. Berbeda dengan ±D mannosa memiliki terasa manis dan pahit. Sedangkan gentiobiosa memiliki rasa pahit. Bahan untuk pemanis yang sering digunakan oleh industri adalah sukrosa, starch syrup (campuran glukosa, maltosa dan malto oligosakarida),
glukosa, gula invert, fruktosa, laktosa dan gula alkohol (sorbitol, mannitol, xylitol). Jika kita membandingkan rasa manis diantara molekul oligosakarida dan monosakarida, apabila kita gunakan standart 100 adalah sukrosa maka dapat kita susun tabel tingkat kemanisan sebagai berikut. Senyawa yang termasuk Oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu sama lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang terdapat paling banyak di alam adalah disakarida. Contoh-contoh oligosakarida : a.Sukrosa Sukrosa adalah gula yang kita kenal sehari-hari, baik baik yang berasal dari tebu atau dari bit, sukrosa terdapat pula dalam tumbuhan, misalnya dalam buah nanas dan dalam wortel. Sukrosa merupakan oligosakarida. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah menjadi glukosa dan fruktosa. Sukrosa tidak mempunyai sifat dapat mereduksi ion-ion Cu 2+ atau Ag+ . Dalam praktikum uji kemanisan relative, Sukrosa diberi nilai 100. Ketika sukrosa di uji dengan benedict, kemudian dipanaskan warnanya berubah menjadi orange. Hal ini terjadi karena sukrosa dapat mereduksi ion Cu 2+ . dalam uji barfoed sukrosa tidak mengalami perubahan. Begitu pula dalam uji seliwanoff, tidak terjadi perubahan. b.Maltosa. Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa. Maltosa masih mempunyai sifat mereduksi. Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa, tetapi kurang manis daripada sukrosa. Hal ini terbukti dalam uji kemanisan relative dimana maltosa diberi nilai 70. Dalam uji benedict, maltosa terjadi endapan kuning.hal ini terjadi karena maltosa mempunyai sifat mereduksi. Dalam uji barfoed pun maltosa mengalami sedikit endapan, hal ini menunjukkan maltosa sebagai disakarida. Pada uji seliwanoff, maltosa berubah warna menjadi merah.
c.Laktosa Laktosa
bila
dihidrolisis
akan
menghasilkan
galaktosa
dan
glukosa.Laktosa pun masih mempunyai sifat mereduksi. Dalam susu terdapat laktosa yang sering disebut gula susu. Secara alami, laktosa terdapat pada air susu dan sering disebut dengan gula susu. Molekul ini tersusun dari satu molekul D-glukosa dan satu molekul D-galaktosa melalui ikatan (14) glikosidik, untuk struktur ikatannya dapat dilihat pada Gambar 14.14. Laktosa yang terfermentasi akan berubah menjadi asam laktat. Dalam tubuh Laktosa dapat menstimulasi penyerapan kalsium.Pada wanita yang sedang menyusui, laktosa kadang-kadang terdapat dalam urine dengan konsentrasi rendah. Laktosa memiliki rasa yang kurang manis. Dalam uji benedict, laktosa terjadi endapan. hal ini terjadi karena laktosa mempunyai sifat mereduksi.pada uji barfoed laktosa terjadi endapan. Sedangkan pada uji seliwanoff laktosa tidak mengalami perubahan.
B. POLISAKARIDA Polisakarida
merupakan
polimer
yang
disusun
oleh
rantai
monosakarida. Berdasarkan fungsinya polisakarida dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu polisakarida struktural dan polisakarida nutrien. Polisakarida dalam
bahan
makanan
berfungsi
sebagai
penguat
tekstur
(selulosa,
hemiselulosa, pati, dan lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dektrin, glikogen, dan fruktan). Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna tubuh, tetapi merupakan serat-serat ( dietary fiber ) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan. Sebagai komponen struktural, polisakarida berperan sebagai pembangun dan penyusun komponen organel sel serta sebagai molekul pendukung intrasel. Polisakarida yang termasuk golongan ini adalah selulosa(ditemukan dalam
dinding sel tanaman), k itin yang dibangun oleh turunan glukosa yaitu glukosamin diketemukan pada cangkang udang, kepiting dan lainnya. Selulosa sebagai salah satu polisakarida struktural merupakan polimer yang tidak bercabang, terbentuk dari monomer -D-glukosa yang terikat bersama-sama dengan ikatan (1 4) glikosida. Jumlah rantai atau -Dglukosa beraneka ragam, untuk beberapa jenis mencapai ribuan unit glukosa. Ikatan (14) glikosida yang dimiliki selulosa membuatnya lebih cenderung membentuk rantai lurus, hal ini disebabkan ikatan glikosida yang terbentuk hanya sejenis yaitu (14) glikosida, perhatikan Gambar 14.15.
Gambar 14.15. Struktur Selulosa cenderung membentuk rantai lurus Polisakarida struktural lainnya seperti glikogen memiliki struktur yang lebih kompleks dan tersusun atas rantai glukosa homopolimer dan memiliki cabang. Setiap rantai glukosa berikatan (1 4) dan ikatan silang (1 6) glikosida pembentuk cabang, dengan adanya cabang bentuk Glikogen menyerupai batang dan ranting pepohonan seperti ditunjukkan Gambar 14.16.
Gambar 14.16. Rantai glikogen membentuk cabang Polisakarida nutrien merupakan sumber dan cadangan monosakarida. Polisakarida yang termasuk kelompok ini adalah pati, selulosa dan glikogen. Setiap jenis polisakarida memiliki jumlah monomer atau monosakarida yang berbeda,
demikianpula
dengan
ikatan
yang
menghubungkan
setiap
monosakarida yang satu dengan yang lainnya. Polisakarida yang banyak digunakan dalam industri makanan adalah agar,
alginate,
carragenan
dan
Carboxymethyl
Cellulose
(CMC) .
Agar
merupakan hasil isolasi polisakarida yang terdapat dalam rumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagai media biakan mikroba. Agar juga merupakan bahan baku/tambahan dalam industri pangan. Hal ini dikarenakan adanya beberapa sifat dan kegunaan agar seperti; tidak dapat dicerna, membentuk gel, tahan panas serta dapat digunakan sebagai emulsifier (pengemulsi) dan stabilizer (penstabil) adonan yang berbentuk koloid. Beberapa contoh polisakarida yang penting : 1.Selulosa Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel pelindung seperti batang, dahan, daun dari tumbuhtumbuhan. Selulosa merupakan polimer yang berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer rantai lurus dari 1,4¶--D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air menghasilkan D-glukosa.
Struktur selulosa Dalam
sistem
pencernaan
manusia
terdapat
enzim
yang
dapat
memecahkan ikatan -glikosida, tetapi tidak terdapat enzim untuk memecahkan ikatan -glikosida yang terdapat dalam selulosa sehingga manusia tidak dapat mencerna selulosa. Dalam sistem pencernaan hewan herbivora terdapat beberapa bakteri yang memiliki enzim -glikosida sehingga hewan jenis ini dapat menghidrolisis selulosa. Contoh hewan yang memiliki bakteri tersebut adalah rayap, sehingga dapat menjadikan kayu sebagai makanan utamanya. Selulosa sering digunakan dalam pembuatan plastik. Selulosa nitrat digunakan sebagai bahan peledak, campurannya dengan kamper menghasilkan lapisan film (seluloid). 2.Pati/Amilum Pati terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari glukosa. Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan. Jika dilarutkan dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah monomernya. Amilosa adalah polimer linier dari -D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa
atau lebih. Amilosa membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji untuk mengidentifikasi adanya pati.
Struktur amilosa Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya bercabang. Rantai utama mengandung -D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-.
Struktur amilopektin
Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim tertentu akan menghasilkan dextrin dan maltosa.
MAKALAH BIOKIMIA : OLIGOSAKARIDA DAN POLISAKARIDA
Rr. Audhea Barvianti 260110080084 Dian Chairunnisa Sodik 260110080114 Ruth W.Y. Valentine 260110090027 Jalaludin 260110097001