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.
Posting Komentar