Karbohidrat

Karbohidrat merupakan salah satu sumber energi utama bagi makhluk hidup yang selalu kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan karbohidrat sendiri adalah kepenjangan dari karbon dan hidrat (air). (Ucu Cahyana, Dede Sukandar, Rahmat, Kimia Untuk Kelas III SMA, 2000)

Rumus umum dari karbohidrat adalah C_n(H₂O)_m, dengan harga n dan m boleh sama dan boleh juga berbeda. Namun ada juga senyawa-senyawa di luar golongan karbohidrat yang juga memiliki rumus C_n(H₂O)_m, misalnya formal dehida, HCOOH, yang dapat ditulis C(H₂O); asam asetat, CH₃COOH, yang dapat dituliskan C₂(H₂O)₂ dan asam laktat, CH₃-CHOH-COOH, yang dapat dituliskan C₃(H₂O)₃. Senyawa-senyawa ini jelas bukan karbohidrat. Meskipun demikian, rumus umum C_n(H₂O)­_m untuk karbohidrat tetap digunakan, sebab semua karbohidrat memang memenuhi rumus umum tersebut. (Irfan Anshori, Hizkia Achmad, Kimia Smu Untuk Kelas III, 2002)

Para ahli menduga bahwa karbohidrat merupakan senyawa karbon yang mengikat air, sehingga disebut karbohidrat. Namun pada tahun 1880, dugaan tersebut ternyata salah. Sebenarnya karbohidrat adalah senyawa polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton atau turunannya. Nama lain dari karbohidrat adalah “sakarida”, istilah tersebut berasal dari bahasa latin “saccarum” yang berarti gula. (Ucu Cahyana, Dede Sukandar, Rahmat, Kimia Untuk Kelas III sma, 2000)

Dan berasal dari bahasa arab “sakkar” yang artinya adalah gula. Senyawa-senyawa monosakarida dan disakarida berbentuk kristal, larut dalam air, serta memiliki rasa manis. (Irfan Anshori, Hizkia Achmad, Kimia Smu Untk Kelas III, 2002)

Derajat kemanisan monosakarida dan disakarida adalah sebagai berikut :

Fruktosa >> Glukosa >> Galatoksa >> Sukrosa >> Maltosa >> Laktosa

Karbohidrat yang tersusun dari dua sampai delapan satuan monosakarida ditunjuk sebagai oligisakarida ( Yunani, ologi = banyak ). Jika lebih dari delapan satuan monosakarida diperoleh dari hidrolisis, maka karbohidrat itu disebut polisakarida. Senyawa-senyawa polisakarida berbentuk serbuk atau amorf, tidak larut dalam air, serta tawar ( tidak berasa). Berdasarkan jumlah sakarida yang menyusunnya, maka karbohidrat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu: monosakarida, disakarida dan polisakarida..

1.      Monosakrida

Monosakarida sering disebut sebagai gula sederhana, adalah satuan karbohidrat yang sederhana; mereka tidak dapat dihidrolisis. Beberapa monosakarida yang penting, yaitu:

Glukosa

Glukosa merupakan monosakarida yang penting, struktur monosakarida mirip satu sama lain, misalnya glukosa dan galaktosa yang epimer satu terhadap yang lain.

Epimer diatereometer (stereo isomer yang tidak enantiometrik) yang konfigurasinya berbeda hanya pada satu dari atom-atom kiralnya. Glukosa, galaktosa dan fruktosa merupakan isomer yang memiliki rumus molekul yang sama, yaitu C₆H₁₂O₆.

Glukosa disebut juga gula darah, gula anggur, atau disebut juga Dekstrosa. Disebut gula anggur karena banyak terdapat dalam buah anggur dan disebut dekstrosa karena senyawa ini dapat memutar bidang polarisasi ke arah kanan.

Fruktosa

Pada fruktosa gugus fungsi yang dimiliki adalah keton. Fruktosa banyak terdapat dalam madu, buah-buaha dan suchrose. Ciri utama fruktosa adalah rasanya yang lebih manis dibanding monosakarida yang lainnya. Fruktosa disebut juga Levulosa, yaitu senyawa yang memutar bidang polarisasi ke arah kiri ( kebalikan dari glukosa ).

Galaktosa

Galaktosa merupakan isomer optik dari glukosa. Senyawa Galaktosa ini dalam alam tidak dalam keadaan bebas, tetapi terdapat dalam bentuk disakarida laktosa (gula susu)

Ribosa dan Deoksiribosa

Ribsa dan deoksiribosa, membentuk kerangka polimer dari asam-asam nukleat. Awalan doksi berati minus satu oksigen. Struktur ribosa dan deosiribosa tidak mempunyai atom oksigen pada yang kedua. Gula ribosa terdapat dalam asam ribonukleat(RNA) dan guala deoksiribosa terdapat dalam asam deoksiribosa nukleat (DNA). Keduanya berperan penting dalam penurunan sifat makhluk hidup.

2. Disakarida

Disakarida adalah suatu karbohidrat yang tersusun dari dua satuan monosakarida, yang diperstukan oleh satu ikatan glikosida. Ikatan tersebut menghubungkan  C-1 dari satu satuan monosakarida ke gugus –OH pada C-4 dari satuan monosakarida lainnya. Ada tiga macam Disakarida dalam kehidupan sehari-hari, yaitu:

Maltosa

Maltosa diperoleh dari hidrolisis pati. Satu molekul maltosa disusun oleh dua satuan glukosa. Satuan pertama berada dalam bentuk α-glikosida, selanjutnya satuan ini terikat ke oksigen pada C-4 dari satuan glukosa kedua. Ikatan tersebut dinamakan 1,4-α-glikosida. Proses hidrolisis maltosa merupakan kebalikan dari pembentukan maltosa.

                        Maltosa glukosa + glukosa

Laktosa

Laktosa terdiri dari glukosa dan galaktosa, laktosa disebut juga gula susu. Proses pembuatan molekul laktosa sama dengan maltosa, bedanya hanya pada satuan monomernya saja.

Laktosa --------------------------> glukosa +galaktosa

Sukrosa

Kata “sugar” dan “sukrosa” berasal dari bahasa sansekerta. Sukrosa terdiri dari banyak fruktosa dan glukosa. Sukrosa disebut juga gula tebu (gula putih atau gula pasir). Selain pada tanaman tebu, sukrosa dijumpai juga pada pohon aren dan tanaman bit.

Dibanding disakarida yang lain, sukrosa yang paling banyak diproduksi dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Sukrosa dapat dihidrolisis menjadi molekul glukosa dan fruktosa.

Sukrosa -------------------> glukosa +fruktosa

Campuran D-fruktosa dan D-glukosa, hasil asam dari sukrosa dinamakan gula inversi.

(Ucu Cahyana, Dede Sukandar, Rahmat, Kimia Untuk Kelas III SMA, 2002)

Gula inversi adalah campuran dari D-fruktosa dan D-glukosa yang diperoleh dari hidrolisis asam atau enzimatik dari sukrosa.

(Fressenden & Fressenden, Kimia Organik, jilid 2)

3. Polisakarida

Polisakarida adalh karbohidrat yang banyak mengandung monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan Glikoside. Polisakarida memiliki kelarutan yang rendah dalam air.

Yang termasuk polisakarida adalah :

Amilum

Amilum atau pati terdapat dalam beras, jagung, singkong, kentang, atau biji-bijian sejenis. Amilum dihasilkan melalui reaksi fotosintesis dalam sel tanaman yang berklorofil.

6nCO₂ + 5nH₂O -------------> (C₆H₁₀O₅)n + O₂

Bila dilarutkan dalam air panas, amilum dapat dibedakan menjadi dua, yaitu amilosa (+ 20%) dan amoniak (­+80%)

Reaksi hidrolisis sebagai berikut :

(C₂H­₁₀O₅)x + xH₂O -------------> xC₆H₁₂O₆

      amilum                                       glukosa

Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida yang monomernya juga adalah glukosa. Selulosa terdapat pada serat kayu, rayon, kertas saring, daun, dll. Hidrolisis sempurna dari selulosa adalah D-glukosa.

Reaksi hidrolisis sebagai berikut:

(C₂H₁₀O₅)x + xH₂O -------------> xC₆H₁₂O₆

amilum                                       selulosa

Glikogen

Glikogen adalah polisakarida yang digunakan sebagai tempat penyimpanan glukosa dalam sistem hewan( terutama hati dan otot).

(Fressenden & Fressenden, Kimia Organik, jilid 2)

Glikogen terbentuk dari elebihan di dalam tubuh, kemudian oleh insulin glukosa diubah lagi menjadi glikogen dan disimpan dalam otot. Jika tidak terjadi reaksi kerusakan insulin (orang diabetes) maka glukosa yang ada tidak diubah menadi glikogen, akibatnya kadar glukosa dalam dalam darah meningkat. Glikogen mengandung rantai glukosa yang terikat 1,4’ –α dengan percabangan (1,6’ –α)

(Ucu Cahyana, Dede Sukandar, Rahmat, Kimia Untuk Kelas III Sma, 2002)

Kitin

Polisakarida bangunan utama dari hewan berkaki banyak misalkan ketam dan serangga, adalah kitin (chitin). Kitin adalah polisakarida linear yang mengandung N-asetil-D-glukosamina terikat-β.

Pada hidrolisis kitin menghasilkan 2-amino-2-deoksi-D-glukosa (gugus asetat terlepas dalam tahp hidrolisis). Dalam alam kitin terikat pada bahan, bukan pada polisakarida (protein dan lipiud).

Dekstrin

Proses antara hidrolisis dari amilum sebelum terbentuknya maltosa. Dekstrin banyak digunakan untuk membuat lem, pasta dam kanji tekstil.

Reaksi hidrolisis amilum untuk menghasilkan dekstrin adalah sebagai berikut:

Amilum----àamilopaktin-----àdekstrin--àmaltosa----àgluokosa

(Ucu Cahyana, Dede Sukandar, Rahmat, Kimia Untuk Kelas III Smu, 2002)