KARBOHIDRAT 

 Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau keton atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila di hidrolisa. Nama karbohidrat berasal dari kenyataan bahwa kebanyakan dari senyawa ini mempunyai rumus empiris yang menunjukkan karbon hidrat dan memiliki nisbah karbon terhadap hidrogen dan oksigen 1:2:1, misal D-glukosa rumus empiris C6H12O6 Karbohidrat dapat diperoleh dari bahan pangan hewani dan nabati. Pada kehidupan sehari-hari terutama dipenuhi oleh bahan makanan asal tumbuh-tumbuhan. Pada tumbuhan karbohidrat terutama dibentuk oleh reaksi dari CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam sel tanaman yang berklorofil. Karbohidrat yang hanya terdapat dalam makanan asal tumbuhan atau nabati yang tidak terdapat pada hewan adalah serat. Serat banyak terdapat pada biji-bijian dan padi-padian seperti beras, jagung dan gandum. Serat sangat dianjurkan untuk konsumsi makan manusia terutama untuk diet. Secara garis besar ada tiga kelas besar karbohidrat, yaitu: monosakarida, oligosakarida dan polisakarida. Polisakarida dan oligosakarida dapat dihidrolisis secara sempurna menjadi monosakarida

  

Monosakarida Monosakarida adalah suatu polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton dengan rumus empiris (CH2O)n. Tata nama monosakarida tergantung pada jumlah atom karbon. Misal: C berjumlah tiga Triosa, C berjumlah empat Tetrosa, C berjumlah 5 Pentosa, C berjumlah 6 Heksosa, C berjumlah 7 Heptosa (Page, 1985). Menurut Lehninger kerangka monosakarida adalah rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom C berikatan ganda dengan satu atom O membentuk gugus karbonil dan masing-masing rantai C lainnya berikatan dengan gugus hidroksil. Jika gugus karbonil berada pada ujung rantai C maka disebut aldehida atau aldosa. Jika berada pada posisi lain disebut ketosa. Monosakarida paling sederhana adalah gliseraldehid atau aldosa dan dihidroksiaseton atau ketosa. Golongan heksosa yang banyak dijumpai di alam adalah aldoheksosa atau D-glukosa dan ketoheksosa atau D-fruktosa. 

Glukosa merupakan gula yang terpenting bagi metabolisme tubuh dikenal pula dengan nama gula fisiologis atau dekstrosa. Bentuk glukosa jadi terdapat di alam pada buah-buahan, jagung manis, sejumlah akar dan madu. Fruktosa merupakan gula termanis dari semua gula, dikenal pula dengan nama levulosa dan merupakan hasil hidrolisa dari sukrosa yang di dalam hati perubahannya menjadi glukosa yang dapat dioksidasi sempurna menjadi energi. 

Galaktosa tidak ditemui bebas di alam tetapi merupakan hidrolisis dari laktosa dan melalui metabolisme akan diubah menjadi glukosa yang akan memasuki siklus Kreb's untuk menghasilkan energy. Oligosakarida Oligosakarida adalah karbohidrat yang mempunyai dua sampai sepuluh monosakarida atau polimer dengan derajat polimerisasi dua sampai sepuluh. Oligosakarida yang mempunyai dua molekul monosakarida disebut disakarida dan tiga molekul disebut triosa. 

Oligosakarida yang paling banyak dibahas adalah disakarida, yaitu sukrosa, laktosa dan maltosa. Sukrosa atau sakarosa atau gula tebu terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa, laktosa atau gula susu terdiri dari glukosa dan galaktosa dan maltosa atau gula buah terdiri dari dua Pada kebanyakan disakarida ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosida dan dibentuk jika gugus karboksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon anomer pada gula kedu. Sukrosa. Sukrosa adalah disakarida yang terdapat dalam tebu dan mempunyai peranan yang penting. Sukrosa selain didapat dari tebu juga terdapat pada bit, siwalan dan kelapa kopyor. Untuk industri makanan sukrosa biasanya disediakan dalam bentuk kristal halus dan kasar yang sebagian besar dipergunakan dalam bentuk cairan sukrosa (sirup). 

Pada pembuatan sirup sukrosa dilarutkan dalam air dan dipanaskan sehingga sebagian terurai menjadi glukosa dan fruktosa yang biasa disebut gula invert. Sukrosa mempunyai sifat daya larut yang tinggi dan dipasaran dijual dalam berbagai bentuk jenis gula dengan ukuran partikel dan kemurnian yang beragam. Pada ukuran kristal normal terdapat kemurnian yang tinggi, ukuran kristal menengah (gula castor) atau gula halus biasanya ditambahkan pati. Bentuk produk gula yang lain adalah gula merah, sirup emas, treacle dan tetes yang tingkat kemurnianannya berturut-turut semakin rendah dengan adanya zat bukan sukrosa yang semakin tinggi. Di dalam proses pencernaan sukrosa akan diubah menjadi fruktosa dan glukosa. Laktosa. 

Laktosa adalah disakarida yang banyak terdapat pada susu. Pada susu kandungan normal laktosa 4,8 sampai 5,2 % berupa laktosa monohidrat. Selain laktosa susu juga mengandung karbohidrat yang lain dalam jumlah kecil berupa glukosa, galaktosa dan oligosakarida. Laktosa merupakan gula reduksi yang mengandung gugus aldehid pada residu glukosa. Pada susu ada dua jenis laktosa yaitu alfa-laktosa dan beta-laktosa. Laktosa dibuat pada kelenjar susu yang pada akhir prosesnya terbentuk dari D-galaktosa dan D-glukosa dengan berfungsinya enzim galaktosiltransferase dan alfa-laktalbumin dengan adanya aksi dari modifikasi enzim. Laktosa pada produk susu sangat penting terutama berfungsi sebagai substrat fermentasi, dengan adanya enzim beta-D-galaktosidase (Laktase) laktosa akan dihidrolisa menjadi glukosa dan galaktosa. Pada beberapa bangsa manusia tidak dapat toleran terhadap laktosa karena kurangnya enzim laktase pada mukosa usus yang biasa disebut laktosa intoleransi. Dalam kondisi ini maka akan mengakibatkan gangguan gastrointestinal seperti mencret, terutama pada bangsa Asia, Afrika dan Indian Amerika. Maltosa. Maltosa atau gula biji tidak ditemui di alam tetapi dapat dihasilkan dari pencernaan pati dengan bantuan enzim diastase dan terdapat didalam biji-bijian yang dibuat kecambah. Polisakarida Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang berupa rantai lurus dan bercabang. Polisakarida dapat dihidrolisis oleh enzim-enzim tertentu dan diantaranya dihasilkan oligosakarida. Pada bahan makanan ada dua macam polisakarida yaitu polisakarida yang berfungsi sebagai penguat tekstur (struktural) seperti selulosa, hemiselulosa, pektin dan lignin atau yang disebut serat, dan polisakarida sumber energi seperti pati, dekstrin, glikogen dan fruktan. Pati.

 Pati merupakan polisakarida yang dihasilkan oleh tanaman yang mengandung unit-unit D-glukosa. Terdapat dengan jumlah yang banyak pada golongan umbi-umbian (kentang), biji-bijian (jagung) dan padi-padian (padi) juga dijumpai pada semua sel tanaman. Pati terbagi menjadi dua golongan yaitu amilopektin dan amilosa. Pati merupakan KH sumber energi untuk tubuh dan dapat dipisahkan menjadi dua golongan (fraksi) dengan menggunakan air panas. Amilosa merupakan fraksi terlarut dan amilopektin merupakan fraksi tidak terlarut. 

Amilosa merupakan polisakarida dengan struktur lurus dengan ikatan alfa-(1,4)-D-glukosa dan amilopektin mempunyai struktur bercabang dengan ikatan alfa-(1,4)-D-glukosa sebanyak 4 - 5 % dari berat total Glikogen. Glikogen merupakan sumber polisakarida utama pada sel hewan dan banyak terdapat pada hati, glikogen juga terdapat pada otot kerangka. Glikogen mempunyai struktur mirip amilopektin tetapi lebih banyak mempunyai cabang dan kompak. Pada perkembangannya ternyata terdapat senyawa yang mirip glikogen yang terdapat pada kapang, khamir dan bakteria. Glikogen ternyata juga dapat diisolasi dari benih jagung sweet corn. Amilopektin hanya mempunyai kira-kira 6 cabang tetapi glikogen mempunyai 20 sampai 30 cabang yang pendek dan rapat. Glikogen bersifat larut dalam air tidak seperti pati nabati dan mempunyai BM sekitar 5 juta, sehingga merupakan molekul terbesar di alam yang larut dalam air. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa glikogen merupakan cadangan energi yang disimpan dalam hati dan oleh asam atau enzim fosforilase akan diubah menjadi glukosa pada proses metabolisme. 

Dalam saluran pencernaan glikogen akan dihidrolisis oleh enzim amilase yang berasal dari air liur dan pancreas. Selulosa. Selulosa termasuk KH struktural pembentuk struktur pada dinding sel tanaman. Selulosa merupakan polimer berantai lurus seperti amilosa dengan struktur polimer beta-(1 -->4). Selulosa merupakan senyawa seprti serabut, liat tidak larut dalam air dan ditemukan pada dinding pelindung tumbuhan terutama pada tangkai, dahan, batang dan semua jaringan berkayu. Struktur selulosa dengan dengan konformasi berbeda tampak pada gambar 5. Selulosa dengan adanya enzim selobiase akan terhidrolisis menghasilkan 2 molekul glukosa dari ujung rantai sehingga terbentuk selobiosa [beta-(1,4)-G-G.Suatu turunan selulosa yang dipakai dalam industri makanan adalac Carboxylmethyl cellulose (CMC) yang digunakan untuk mendapatkan tekstur yang baik pada produk pangan. Misal pada pembuatan es krim CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang terbentuk akan lebih halus. Hemiselulosa. 

Hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi lebih rendah dan mudah larut dalam alkali dan sukar larut dalam asam dibanding selulosa. Hemiselulosa jika dihidrolisis akan menghasilkan D-xilosa, pentosa dan heksosa lain. Pektin. Pektin terdapat pada dinding sel primer tanaman khususnya diantara sela-sela selulosa dan hemi selulosa. Pektin juga berfungsi sebagai bahan perekat pada dinding tanaman. Senyawa pektin merupakan polimer dari asam D-galakturonat (merupakan turunan dari galaktosa) yang dihubungkan dengan ikatan beta-(1,4)-glukosida. Pada umumnya senyawa-senyawa dari pektin diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin) dan protopektin. Protopektin banyak terdapat pada jaringan tanaman yang masih muda. Protopektin, pektin dan asam pektat juga terdapat pada buah dan jumlahnya tergantung pada tingkat pematangan buah tersebut. Kegunaan serat untuk manusia Serat atau dietary fiber merupakan komponen dari jaringan tanaman yang tahan terhadap hidrolisis oleh enzim dalam lambung dan usus kecil. Serat banyak terdapat pada makanan nabati terutama penyususn pada dinding sel berbagai sayuran dan buah-buahan. 

Secara kimiawi serat merupakan KH berupa polisakarida seperti selulosa, hemiselulosa dan pektin juga non KH seperti lignin, gum dan musilase. Serat yang larut dalam air adalah gum, pektin dan musilase sedang yang tidak larut adalah selulose dan lignin. Padi-padian dan kacang-kacangan banyak mengandung gum, buah-buahan banyak mengandung pektin dan sayur-sayuran sumber utama selulosa. Serat dapat menurunkan kadar kolesterol total dan LDL (kolesterol jahat) dan menurunkan respon hiperglikemik (menekan kenaikkan gula darah sesudah makan). Hal ini terbukti dengan digunakannya bekatul dalam suatu diet dapat menurunkan kadar kolesterol sampai 19% dan LDL turun 22% dalam 21 hari. Juga dengan penambahan berbagai biji-bijian berserat dalam suatu diet dapat menurunkan kolesterol 20 sampai 30%. Diantara beberapa penelitian ternyata serat bekatul mempunyai efek hipokolesterolemik yang sangat baik, karena secara selektif dapat mempengaruhi LDL tetapi tidak berpengaruh terhadap VLDL dan HDL (kolesterol baik). Serat bekatul juga dapat menurunkan kebutuhan insulin dalam suatu diet 25 sampai 50% sehingga dapat digunakan untuk pasien diabetes melitus. Fenomena ini belum jelas benar dalam mekanisme pada organ pencernaan.

 Hanya diperkirakan bahwa serat bekatul sukar dicerna, sehingga memperlambat pengosongan perut yang akan mempertahankan rasa kenyang. Selain itu juga akan meningkatkan gerakan peristaltik usus sehingga penyerapan kolesterol usus akan terganggu dan ekskresi asam empedu akan lebih besar. Asam empedu dibuat dari kolesterol dalam hati, dengan meningkatnya ekskresi asam empedu kolesterol pun banyak yang diserap dalam darah dan dimetabolisme menjadi asam empedu. Asam empedu, sebagian kolesterol dan lemak akan terserap oleh serat tersebut sehingga mencegah terjadinya penyerapan kembali dan senyawa tersebut dibuang melalui feses. Serat juga dapat mengurangi gejala penyakit diverticulitis (pembekakan keluar pada tempat tertentu di usus besar) terutama pada bagian depan (ascending dan menyilang). Pada akhirnya bagian usus besar itu akan menggembung, pecah dan terjadi infeksi. Pada penelitian serat pada serelia dengan diet tertentu secara efektif dapat menanggulangi penyakit ini. Dengan konsumsi diet ini maka feses akan lebih mudah menyerap air, menjadi lebih empuk dan halus, dan mudah di dorong keluar, sehingga mengurangi rasa kesakitan pada penderita diverticulitis. Sebaliknya dengan diet rendah serat feses akan menjadi keras dan kasar sehingga harus ditekan dengan kuat jika akan dikeluarkan. Tekanan yang kuat ini akan mengakibatkan tekanan yang kuat pula pada vena usus besar dan kaki, sehingga berakibat timbulnya penyakit hemarrhoid dan varicose.

 Fungsi Karbohidrat Secara garis besar karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi tubuh tetapi karbohidrat juga mempunyai fungsi-fungsi lain sebagai berikut: Sumber energi utama. Glukosa merupakan sumber utama energi siap pakai yang selalu ada tidak seperti lemak dimana cadangan lemak tidak langsung bisa digunakan sebagai sumber energi siap pakai. Pada darah hanya beredar sekitar 10 g glukosa atau 70 sampai 100 miligram glukosa per 100 ml darah dan kadar ini harus dipertahankan konstan. Pengatur metabolisme lemak. KH mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna. Bila energi tidak cukup tersedia maka akan meningkatkan katabolisme lemak sehingga terjadi akumulasi bahan-bahan keton yang berakibat meningkatkan keasaman darah atau Asidosis. Penghemat fungsi protein. Bila energi dari KH sumber makanan tidak tercukupi maka protein akan dirombak untuk menghasilkan panas dan sejumlah energi. Padahal protein merupakan zat pembangun dan memperbaiki jaringan, sehingga kebutuhan KH harus dipenuhi dalam menu sehari-hari. Sumber utama energi otak dan susunan syaraf.

 Otak dan susunan syaraf menggunakan glukosa sebagai sumber energi, sehingga ketersediaan glukosa yang konstan harus tetap terjaga. Kekurangan glukosa dan oksigen akan mengakibatkan kerusakan otak/kelainan syraf yang tidak dapat diperbaiki. Simpanan karbohidrat sebagai glikogen. Tidak seperti cadangan lemak tubuh, glikogen merupakan cadangan KH yang siap pakai untuk menyediakan energi. Di dalam tubuh orang dewasa terdapat 365 g KH yang terdiri dari 355 g glikogen dan 10 g glukosa. Jumlah ini cukup untuk menyediakan energi untuk aktivitas selama 3 jam. Pengatur Peristaltik usus dan pemberi muatan pada sisa makanan. Serat merupakan polisakarida yang sukar dicerna tetapi berperan pada fungsi peristaltik pada usus dan menyerap sisa-sisa makanan pada usus besar.