KARBOHIDRAT

   KARBOHIDRAT

Secara kimia karbohidrat mempunyai definisi sebagai polihidroksialdehida atau polihidroksiketon atau senyawa organik yang setelah mengalami hidrolisis bersifat seperti tersebut diatas.

Berdasarkan sifat karbohidrat ini pada hidrolisis, kelompol zat organik ini dibedakan atas: monosakarida, merupakan kelompok karbohidrat yang tidak bisa lagi dihidrolisa menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Ke dalam golongan ini termasuk kelompok monosakarida yang mempunyai gugus fungsi ketosa (misalnya fruktosa), dan yang mempunyai gugus fungsi aldehida yang disebut juga aldosa (misalnya glukosa).

Disakarida yang merupakan karbohidrat yang kalau dihidrolisa akan menghasilkan 2 molekul monosakarida. Disakarida inilah yang dalam kehidupan sehari-hari terkenal sebagai gula tebu dan gula bit (sukrosa), gula susu (laktosa) dan lain-lain.

Disamping itu diketahui pula bahwa ada zat organik yang kalau dihidrolisis menghasilkan banyak molekul monisakarida seperti pati (amylum), sellulosa yang berasal dari tumbuh-tumbuhan hasil fotosintesis, dan glikogen yang disimpan oleh binatang dan manusia sebagai cadangan makanan.

Karbohidrat yang merupakan metabolit primer dalam proses kehidupan, berasal dari hasil fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan yang mengandung klorofil, dimana dengan bantuan sinar matahari, air dan karbondioksida oleh klorofil dapat diubah menjadi glukosa.

Hasil utama fotosintesis ini merupakan glukosa yang nantinya dalam tumbuh-tumbuhan penghasil glukosa ini akan mengalami nasib yang berbeda. Sebagian dari glukosa ini akan digunakan sebagai sumber energi, sebagian lagi digunakan untuk bahan dasar sintesis bahan kebutuhan primer lainnya seperti lemak dan protein atau disimpan sebagai cadangan makanan dalam bentuk pati dan selulosa. Dalam proses metabolisme karbohidrat ini dalam tumbuhan sebagian lagi akan diubah menjadi kelompok senyawa organik yang disebut metabolit sekunder, seperti alkaloida, terpenoida/steroida, flavonoida, saponin, dan lain-lain, yang khusus dibahas dalam salah satu cabang ilmu kimia organik yang disebut “Natural Product Chemistry” atau yang di Indonesia dikenal sebagai Kimia Bahan Alam.

Jenis- jenis karbohidrat:

1.MONOSAKARIDA                                  

Seperti disinggung diatas, monosakarida merupakan karbohidrat yang tidak bisa lagi dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Secara kimia kelompok ini akan dibedakan atas gugus-gugus fungsi utama, yang memberikan sifat kimia yang utama. Monosakarida yang paling banyak digunakan, glukosa dan fruktosa, disebut heksosa karena mempunyai 6 atom karbon.

Monosakarida yang mempunyai 5 atom karbon misalnya D-(-)-arabinosa, D-(-)-ribosa, dan D-(+)-silosa disebut juga pentosa. D-(-)-eritrosa dan D-(-)-treosa disebut juga tetrosa sedangkan monosakarida paling sederhana D-(+)-gliseraldehida disebut juga triosa

.

Walaupun pada glukosa atom C 2,3,4,5 adalah kairal dengan konfigurasi (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroheksanol, untuk penyederhanaan, glukosa ini diberi nama D-(+)-glukosa, yang dapat digambarkan menurut proyeksi Fisher. Dari cara penulisan diatas juga terlihat bahwa gugus aldehida selalu ditulis sebagai CHO dan gugus terminal lain dengan CH2OH.

Huruf D- melambangkan konfigurasi terminal OH ke 5 sama dengan konfigurasi D-(+) gliseraldehida, seda

ngkan (+) berarti bahwa senyawa ini memutar bidang polarisasi optik ke kanan.

2.DISAKARIDA

Tipe disakarida:

•       Maltose

a breakdown product of the starches contained in malt.

•       Lactose  (milk sugar)

•       Sucrose

 sugar cane and sugar beet (cane sugar, beet sugar)

3. POLISAKARIDA

Contoh polisakarida:

—  Murein, in bacteria

—  Carbohydrates from algae (e. g., agarose and carrageenan) Bisa  juga digunakan untuk memproduksi gel..

—  Starch, the most important vegetable reserve carbohydrate and polysaccharides from plant cell walls.

—  Chitin, is the most important structural substance in insect and crustacean shells.

—  Glycogen, the reserve carbohydrate of higher animals, is stored in the liver and musculature in particular.

Enzym Pemecah Pati (polisakarida)

Amilase bekerja pada pati, glikogen dan turunan polisakarida dengan menghidrolisa ikatan α – 1,4 – dan / α – 1,6 – glikosidik. Enzim amilase dapat diisolasi dari jaringan tanaman, hewan dan sel mikrobia. Enzim amilase banyak terdapat pada kecambah biji gandum, sorgum, kedele, kacang hijau, beras dan biji-bijian yang lain. Enzim amilase dalam kecambah termasuk enzim endoselluler sehingga untuk mengekstrasi terlebih dahulu harus menghancurkan biji kecambah.

• Amilase dikelompokkan menjadi 3 golongan enzim yaitu:

– α-amilase yang memecah pati secara acak dari tengah dan bagian dalam molekul, karena itu disebut endoamilase

– β-amilase, yang menghidrolisa unit-unit glukosa dari ujung molekul pati, karenanya disebut eksoamilase

– Glukoamilase, yang dapat memisahkan glukosa dari terminal gula non-pereduksi substrat pati

1. Alfa Amilase (α-1,4 glukan glukanohidrolase, E.C. 3.2.1.1)

Alfa-amilase terdapat pada jaringan tanaman, hewan mamalia dan mikrobia. Alfa-amilase murni dapat diperoleh dari berbagai sumber misalnya malt (barley), ludah manusia dan pankreas. Dapat juga diisolasi dari Aspergillus oryzae dan Basillus subtilis.

Pemecahan oleh α-amilase pada amilosa terdiri atas 2 tahap:

– Tahap degradasi cepat yang menghasilkan maltotriosa dan maltose pemecahan tahap pertama ini ditandai dengan penurunan viskositas yang cepat dan hilangnya kemmapuan pewarnaan iodin terhadap amilosa

- Tahap degradasi lambat terhadap oligosakarida menghasilkan glukosa dan maltose Pemecahan oleh α-amilase terhadap amilopektin akan menghasilkan dekstrin BM (berat molekul) rendah dan maltosa dan oligosakarida yang lebih besar Setiap molekul α-amilase mengandung satu ion Ca++

yang perannya tidak langsung untuk pembentukan enzim substrat, tetapi mendukung molekul enzim membentuk keadaan optimum guna aktivitas dan stabilitasnya.

2. Beta-amilase (β-1,4-glukan malto hidrolasi, EC. 3.2.1.2)

Enzim β-amilase bekerja pada substrat dari gugus terminal non-reduktif, pada ikatan glikosidis kedua dari ujung tersebut. Pada substrat amilosa, bila aktivitasnya tinggi dapat menghidrolisis sempurna menghasilkan maltosa. Pada substrat amilopektin akan menghasilkan maltose dan sisa dekstrin BM tinggi

3. Glukoamilase

Memecah pati dari luar dengan mengeluarkan unit-unit glukosa dari ujung non reduksi polimer pati. Hasil reaksinya hanya glukosa, sehingga dapat dibedakan dengan α dan β amilase. Secara komersial diproduksi Aspergillus rhizopus. Glukoamilase dapat memecah ikatan α-1,3 dan α-1,4. dengan pengaruh enzim glukoaminase posisi glukosa α dapat diubah menjadi β, pH optimum 4-5 suhu 50-60oC.

zee