KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah senyawa organik dengan rumus umum C''m''(H 2 O) n'''', yaitu, hanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, dua terakhir dalam rasio atom 2:1. Karbohidrat dapat dilihat sebagai hidrat karbon, maka nama mereka.

Istilah ini paling sering digunakan dalam biokimia, di mana pada dasarnya adalah sebuah sinonim dari sakarida, keluarga besar karbohidrat alami yang mengisi peran banyak pada makhluk hidup, seperti penyimpanan dan transportasi energi (misalnya, pati, glikogen) dan komponen struktural (misalnya, selulosa dan kitin pada tanaman di arthropoda). Kata ini berasal dari bahasa Yunani''σάκχαρον''(''sákcharon''), yang berarti "gula". Sakarida dan turunannya termasuk biomolekul penting lainnya banyak yang memainkan peran kunci dalam sistem kekebalan tubuh, pemupukan, patogenesis, pembekuan darah, dan pembangunan.

Dalam ilmu makanan dan dalam konteks informal, karbohidrat istilah yang sering berarti setiap makanan yang sangat kaya di pati (seperti sereal, roti dan pasta) atau gula (seperti permen, selai dan makanan penutup).

• MONOSAKARIDA

Monosakarida merupakan karbohidrat sederhana dalam bahwa mereka tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih kecil. Mereka adalah aldehida atau keton dengan dua atau lebih gugus hidroksil. Rumus kimia umum dari monosakarida dimodifikasi adalah (C • H2O) n, harfiah "hidrat karbon." Monosakarida merupakan molekul bahan bakar penting serta blok bangunan untuk asam nukleat. Para monosakarida terkecil, yang n = 3, adalah dihidroksiaseton dan D-dan L-gliseraldehida.

Klasifikasi monosakarida

Monosakarida diklasifikasikan berdasarkan tiga karakteristik yang berbeda: penempatan gugus karbonil, jumlah atom karbon yang dikandungnya, dan wenangan kiral nya. Jika gugus karbonil merupakan aldehida, monosakarida adalah aldosa suatu, jika gugus karbonil adalah keton, monosakarida adalah ketose a. Monosakarida dengan tiga atom karbon disebut triosa, mereka dengan empat disebut tetroses, lima disebut pentosa, enam adalah heksosa, dan sebagainya.

Kedua sistem klasifikasi sering digabungkan. Misalnya, glukosa merupakan aldohexose (aldehida enam-karbon), ribosa adalah aldopentose (aldehida lima-karbon), dan fruktosa adalah ketohexose (keton enam-karbon).

Setiap atom karbon bantalan kelompok hidroksil (OH-), dengan pengecualian dari karbon pertama dan terakhir, yang asimetris, membuat mereka stereocenters dengan dua konfigurasi yang mungkin masing-masing (R atau S). Karena asimetri ini, sejumlah isomer mungkin ada untuk setiap rumus monosakarida tertentu. The aldohexose D-glukosa, misalnya, memiliki rumus (C · H2O) 6, yang semua kecuali dua dari atom karbon yang enam stereogenik, membuat D-glukosa salah satu dari 24 = 16 stereoisomer mungkin. Dalam kasus gliseraldehida, sebuah aldotriose, ada satu sepasang stereoisomer yang mungkin, yaitu enantiomer dan epimer. 1,3-dihidroksiaseton, yang ketose sesuai dengan gliseraldehida aldosa, adalah molekul simetris tanpa stereocenters). Penugasan D atau L dibuat sesuai dengan orientasi karbon asimetrik terjauh dari gugus karbonil: dalam proyeksi Fischer standar jika gugus hidroksil adalah di sebelah kanan molekul adalah gula D, selain itu adalah gula L. "D-" dan "L-" awalan tidak harus bingung dengan "d-" atau "l-", yang menunjukkan arah bahwa gula berputar cahaya pesawat terpolarisasi. Ini penggunaan "d-" dan "l-" tidak lagi diikuti dalam kimia karbohidrat.

Isomer Rantai Lurus

Kelompok aldehid atau keton dari monosakarida rantai lurus akan bereaksi reversibel dengan kelompok hidroksil pada atom karbon yang berbeda untuk membentuk, hemiacetal atau hemiketal membentuk cincin heterosiklik dengan jembatan oksigen antara dua atom karbon. Cincin dengan lima dan enam atom disebut bentuk furanose dan pyranose, masing-masing, dan ada dalam kesetimbangan dengan bentuk rantai lurus.

Selama konversi dari rantai lurus bentuk ke bentuk siklik, atom karbon yang mengandung oksigen karbonil, yang disebut karbon anomeric, menjadi pusat stereogenik dengan dua konfigurasi yang mungkin: The atom oksigen dapat mengambil posisi di atas atau di bawah bidang cincin . Pasangan yang mungkin dihasilkan dari stereoisomer disebut anomers. Di'' α anomer'',-OH substituen pada karbon anomeric bertumpu pada sisi berlawanan (trans) dari cincin dari cabang samping CH2OH. Bentuk alternatif, di mana substituen CH2OH dan hidroksil anomeric berada di sisi yang sama (cis) dari bidang cincin, disebut β'''' anomer. Anda ingat bahwa anomer β adalah cis oleh mnemonic, "Itu selalu lebih baik untuk up βe". Karena cincin dan rantai lurus bentuk mudah interconvert, baik anomers ada dalam kesetimbangan. Ini memiliki banyak kegunaan seperti peran penting dalam industri kertas dan tekstil, dan digunakan sebagai bahan baku untuk produksi rayon (melalui proses viscose), selulosa asetat, seluloid, dan nitroselulosa. Kitin memiliki struktur yang sama, namun memiliki nitrogen yang mengandung cabang samping, meningkatkan kekuatannya. Hal ini ditemukan di Artropoda exoskeletons dan di dinding sel dari beberapa jamur. Hal ini juga telah menggunakan beberapa, termasuk benang bedah.

1. Glukosa

 Glukosa dapat diperoleh dari hidrolisis sukrosa (gula tebu) atau pati (amilum). Di alam glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun serta mempunyai sifat:

- Dapat mereduksi larutan fehling dan membuat larutan merah bata

- Dapat difermentasi menghasilkan alkohol (etanol) dengan reaksi sebagai berikut:

  C6H12O6==> 2C2H5OH + 2CO2

 - Dapat mengalami mutarotasi

2. Fruktosa

 Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Fruktosa mempunyai rasa lebih manis dari pada gula tebu atau sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3dhidroksi-benzena) dalam asam clorida. Disebut juga sebagai gula buah, diperoleh dari hdrolisis sukrosa;dan mempunyai sifat:

- Dapat mereduksi larutan fehling dan membentuk endapan merah bata-

- Dapat difermentasi

3. Galaktosa

 Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan. Pada proses oksidasi oleh asam nitrat pekat dan dalam keadaan panas galaktosa menghasilkan asam musat yang kurang larut dalam air bila dibandingkan dengan asam sakarat yang dihasilkan oleh oksidasi glukosa. Dapat diperolehdari hidrolisis gula susu (laktosa), dan mempunyai sifat:

- Dapat mereduksi larutan fehling membentuk endapan merah bata

- Tidak dapat difermentasi

• DISAKARIDA

Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.

1. Laktosa

 Laktosa memiliki gugus karbonil yang berpotensi bebas pada residu glukosa. Laktosa adalah disakarida pereduksi. Selama proses pencernaan, laktosa mengalami proses hidrolisis enzimatik oleh laktase darisel-sel mukosa usus.Beberapa sifat lakotsa:

- laktosa terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa

- Hanya terdapat pada binatang mamalia dan manusia- Dapat dperoleh dari hasil samping     pembuatan keju

- Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens

2. Maltosa

 Beberapa sifat maltosa:

-Maltosa terdiri dari 2 molekul glukosa

- Digunakan dalam makanan bayi dan susu bubuk beragi (malted milk)

- Bereaksi positif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens

3. Sukrosa

 Sukrosa atau gula tebu adalah disakarida dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa dibentuk oleh banyaktanaman tetapi tidak terdapat pada hewan tingkat tinggi. Sukrosa mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Hasil yang diperoleh dari reaksi hidrolisis adalah glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang ekuimolekular. Sukrosa bereaks negatif terhadap pereaksi fehling, benedict, dan tollens, sukrosa terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul 

• POLISAKARIDA

Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum. Semua polisakarida sukar larut dalam air.

1. Selulosa

 - Merupakan komponen utama penyusun serat dinding sel tumbuhan

 - Polimer dari glukosa

 - Hirolisis lengkap dengan katalis asam dan enzim akan menghasilkan glukosa

2. Pati atau amilum

 - Polimer dari glukosa

 - Amilopektin merupakan polimer yang lebih besar dari amilosa

 - Hirdolisis parsial akan menghasilkan amilosa

 - Hidrolisis lengkap akan menghasilkan glukosa

 

3. Glikogen

 - Hidrolisis glikogen akan menghasilkan glukosa

 - Dalam sistem hewan, glikogen digunakan sebagai cadangan makanan (glukosa)

UJI KARBOHIDRAT

Uji karbohodrat yang lazim dilakukan, di antaranya sebagai berikut.

• Uji Molisch

Uji umum karbohidrat adalah uji Molisch. Pengujiannya dengan cara meneteskan larutan alfa-naftol ke dalam larutan karbohidrat. Kemudian, ditambahkan dengan larutan H2SO4 pekat secukupnya hingga terbentuk dua lapisan cairan yang dibatasi dengan lapisan berwarna ungu.

• Fehling, Bennedict atau Tollens

Karbohidrat jenis monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dapat didentifikasi keberadaannya dengan larutan Fehling, Bennedict atau Tollens. Bila postif mengandung karbohidrat, maka larutan akan menghasilkan endapan merah bata setelah diteteskan dengan larutan Fehling, Bennedict atau Tollens. Hal tersebut karena terbentuknya Cu2O (kupri oksida) sebagai hasil reaksi dari larutan tersebut.

• Reaksi Seliwanoff

Reaksi Seliwanoff dapat mengidentifikasi ada tidaknya fruktosa. Pereaksi seliwanoff terdiri dari serbuk resorsinol yang ditambahkan dengan larutan asam klorida (HCl) encer. Bila positif mengandung fruktosa maka setelah pereaksi seliwanoff diteteskan lalu dipanaskan dalam air mendidih selama kurang lebih 10 menit, maka akan terjadi perubahan warna menjadi lebih tua.

• Reaksi Hidrolisis Pati

Pati dan iodium membentuk ikatan kompleks berwarna biru. Pati dalam suasana asam bila dipanaskan dapat terhidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana, hasilnya diuji dengan iodium yang akan memberikan warna biru sampai tidak berwarna dan hasil akhir ditegaskan dengan uji Benedict.