BIOKIMIA
SIFAT-SIFAT KIMIA DAN METABOLISME
KARBOHIDRAT
SULISTIA NINGSIH LIMBONG
P07534014092
B
POLITEKNIK KESEHATAN NEGERI
KEMENKES MEDAN
ANALIS KESEHATAN
2014/2015
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, untuk berkat dan penyertaanNya,
karna atas izinNya penulis mampu menyelesaikan tugas Biokimia dengan
materi Sifat Kimia dan Metabolisme Karbihidrat.
Dalam penyusunan tugas atau makalah ini, tidaklah berjalan denagn begitu
mudahnya, sehingga saya selaku penulis dangatlah merasa bahea masih banyak
kekurangan baik dalam penulisan maupun materi mengingat akan kemampuan ynag
saya miliki. Untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
semua pihak demi kesempurnaan makalah ini.
Terimakasih
juga untuk pihak-pihak ynag telah mendukung dan membantu dalam memperoleh
informasi mengenai materi terkait.
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 18 April 2015
Penulis.
DAFTAR ISI
Sampul
Halaman................................................................................................................. i
Kata
Pengantar.................................................................................................................... ii
Daftar Isi.............................................................................................................................. iii
BAB I.................................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN.................................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang....................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah.................................................................................................. 1
1.3 Tujuan Penulisan.................................................................................................... 1
BAB II................................................................................................................................... 2
PEMBAHASAN...................................................................................................................... 2
2.1 Pengertian Karbohidrat.......................................................................................... 2
2.2 Klasifikasi Karbohidrat............................................................................................ 2
2.2.1 Monosakarida.............................................................................................. 2
2.2.2 Disakarida.................................................................................................... 3
2.2.3 Polisakarida.................................................................................................. 4
2.3 Sifat Sifat Kimia Karbohidrat.................................................................................. 4
2.3.1 Sifat Mereduksi............................................................................................ 5
2.3.2 Pembentukan Furtural................................................................................. 6
2.3.3 Pembentukan Osazon................................................................................... 6
2.3.4 Pembentukan Ester...................................................................................... 6
2.3.5 Isomerisasi Isomerisasi/ Transformasi Lobry de Bruin van
Eckenstein............. 6
2.3.6 Pembentukan Glikosida................................................................................... 6
2.4 Metabolisme Karbohidrat...................................................................................... 6
BAB III..................................................................................................................................
KESIMPULAN........................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktifitas, baik ynag telah merupakan
kebiasaan, misalnya berdiri, mandi, berjalan, makan dan sebagainya atau yang
haya kadang-kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktifitas itu, kita
memerlukan energi. Energi ynag kita perlukan itu kita peroleh dari bahan
makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makanan itu mengandung tiga
kelempok utama, yaitu karbohidrat, protein dan lemak atau lipid.
Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari
energi matahari. Ksrbohidrat dalam hal ini, glukosa dibentuk dari karbon
dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun.
Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian
lain misalnya pada buah atau umbi. Proses pembentukan glukosa dari karbon
dioksida dan air ini disebut proses fotosintesis.
1.2 Rumusan
masalah
1
Apa pengertian karbohidrat dan kaitannya dengan
kebutuhan manusia ?
2
Bagaimana klasifikasi karbohidrat itu ?
3
Bagaimanakah sifat kimia karbohidrat itu ?
4
Bagaimakah metabolisme karbohidrat itu ?
1.3 Tujuan penulisan
1
Memenuhi tugas matakuliah
biokimia.
2
Untuk mengetahui klasifikasi karbohidrat.
3
Untuk mengetahui sifat – sifat karbohidrat.
4
Untuk mengetahui metabolisme karbohidrat.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Karbohidrat
Secara biokimia,karbohidrat
adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton,atau senyawa yang
menghasilkan senyawa-senyawa tersebut bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan
senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n ,yaitu senyawa-senyawa
yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki
rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur. Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk
hidup.
Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrient utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel
tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan
mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi
selular untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monoksakarida juga berfungsi sebagai
bahan baku untuk sintesis jenis molekul organic kecil lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak. Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki
nilai energi 4 Kalori. Dalam menu makanan orang Asia
Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat
cukup tinggi, yaitu antara 70%-80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.
2.2 Klasifikasi
Karbohidrat
Berbagai senyawa yang temasuk
kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya. Berbagai senyawa itu dibagi menjadi beberapa golongan pula,yaitu:
2.2.1
Monosakarida (Tetrosa)
Monosakarida adalah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya
terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara
hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida memiliki
rasa manis. Monosakarida yang paling sederhana adalah
gliseraldehida dan dihidroksiaseton.
a.
Gliseraldehida (Aldotriosa)
Terdiri dari tiga atom
karbon dan mempunyai gugus aldehida, yaitu glukosa dan galaktosa. Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut
dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kea rah
kanan.Glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah.Dalam darah manusia
normal juga terdapat glukosa dalam jumlah yang tetap,yaitu antara 70-100 mg
tiap 100 ml darah. Glukosa dapat bertambah setelah kita
mengkonsumsi karbohidrat. Pada orang yang menderita
Diabetes Mellitus, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per
100 ml darah. Penderita diabetes mellitus yang sangat tinggi
maka gula akan dikeluarkan melalui urine. Gula disaring oleh glomerolus ginjal secara terus menerus, tetapi kemudian akan dikembalikan ke dalam system aliran darah melalui
sistem reabsorpsi tubulus ginjal.
Galaktosa jarang terdapat bebas dalam alam.Umumnya berkaitan dengan glukosa dalam
bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.Galaktosa
mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang larut dalam air.Glukosa
mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan.
b.
Dihidroksiaseton (Ketotriosa)
Terdiri atas tiga atom
karbon dan mempunyai gugus keton, yaitu fruktosa. Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat
memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga lebih manis daripada gula tebu atau sukrosa.
2.2.2
Disakarida
Disakarida merupakan krbohidrat yang terbentuk dari dua molekul
monosakarida yang berikatan melalui gugus –OH dengan melepaskan molekul air. Disakaridan merupakan
karbohidrat yang apabila dihidrilisis menghasilkan dua molekul monosakarida
dengan rasa manis ynag lebih rendah dibandingakan denagan monosakarida,
contohnya sukrosa, laktosa dan maltosa.
Sukrosa adalah gula yang kita kenal sehari-hari,baik
yang berasal dari tebu maupun dari bit.Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada tumbuhan lain,misalnya dalam buah nanas dan
wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan
menghasilkan glukosa dan fruktosa.
Laktosa yang dihidrolisis akan menghasilkan D-galaktosa
dan D-glukosa, karena itu laktosa adalah disakarida. Laktosa mempunyai sifat mereduksi dan mutarotasi.dalam susu biasanya
terdapat laktosa yang sering disebut gula susu. Pada wanita yang sedang dalam masa laktasi atau masa menyusui, laktosa kadang-kadang terdapat dalam urine dengan konsentrasi yang sangat
rendah. laktosa mempunyai rasa yang kurang manis daripada
glukosa. Laktosa tidak dapat diserap dari usus ke aliran darah, kecuali molekul ini dihidrolisis terlebih dulu menjadi
monosakarida.Sedangkan pada orang yang intoleran terhadap laktosa, laktosa tetap tidak bisa terserap oleh usus sehingga menyebabkan diare
berair ,aliran zat makanan pada usus menjadi abnormal
dan sakit mulas.
Maltosa adalah suatu disakarida yang termasuk dari dua
molekul glukosa.Maltosa mempunyai sifat mereduksi.Maltosa merupakan hasil
antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan anzim.Maltosa
mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa,tetapi
kurang manis daripada sukrosa.
2.2.3
Polisakarida
Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida
sebagai monomernya. Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna
putih dan tidak berbentuk kristal,tidak mempunyai rasa manis dan tidak
mempunyai sifat mereduksi, contohnya amilum, selulosa, glikogen dan dekstrin.
Amilum atau pati terdapat pada umbi,daun,batang dan
biji-bijian. Batang pohon sagu mengandung pati yang setelah
dikeluarkan dapat dijadikan bahan makanan rakyat di daerah Maluku. Amilum terdiri atas dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah polimer
dari glukosa,yaitu amilosa dan amilopektin.
Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk
dinding sel. Serat kapas bisa dikatakan adalah selulosa. Meskipun selulosa tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selulosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran atau buah-buahan, berguna untuk memperlancar
pencernaan makanan.
Glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses
hidrolisis. Pada tubuh kita glikogen terdapat dalam hati dan
otot. Hati berfungsi sebgai tempat pembentukan
glikogen dari glukosa. Glikogen terdapat dalam otot
digunakan sebagai sumber energi untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Dalam alam glikogen juga terdapat dalam kerang dan rumput laut.
2.3 Sifat-Sifat
Kimia Karbohidrat
Sifat kimia karbohidrat berhubungan dengan gugus
fungsi yang terdapat pada molekulnya, yaitu gugus –OH, gugus aldehida dan gugus
keton.
2.3.1
Sifat mereduksi
Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai
sifat dapat mereduksi, terutama dalam suasana basa. Sifat berbagai reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan identifikasi
karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat reduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas
dalam molekul karbohidrat. Sifat ini tampak pada
pereaksi-peraksi tertentu, yaitu :
a.
Pereaksi fehling
Pereaksi ini dapat direduksi
selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat mereduksi, juga dapat direduksi oleh reduktor lain.
Contoh :
Pereaksi fehling terdiri atas
dua larutan, yaitu larutan Fehling A dan laruatn Fehling B. Larutan Fehling A adalah laruatan garam KNatartrat dan NaOH dalam air. Kedua macam larutan ini disimpan terpisah dan baru dicampur menjelang
digunakan untuk memeriksa suatu karbohidrat.
b.
Pereaksi Benedict
Pereaksi ini berupa larutan
yang mengandung kuprisulfat,natriumkarbonat dan natriumsitrat sehingga bersifat
basa lemah. Biasanya diguanakan dalam pemeriksaan glukosa
dalam urine.
Contoh :
Glukosa dapat mereduksi ion
Cu++ dari kuprisulfat menjadi ion Cu+ yang kemudian mengendap sebagai Cu2O.
c.
Pereaksi Barfoed
Pereaksi ini terdiri atas
larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air,dan digunakan untuk membedakan
antara monosakarida dengan disakarida.
Contoh :
Mengganti asam asetat dengan
asam laktat dan ion Cu+ yang dihasilkan direaksikan dengan pereaksi warna
fosfomolibdat hingga mengghasilkan warna biru yang menunjukkan adanya
monosakarida.
2.3.2
Pembentukan Furtural
Pembentukan furfural ini
adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.Dalam
larutan asam yang encer,walaupun dipanaskan,monosakarida umumnya stabil.Tetapi
apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat,monosakarida menhasilkan
furfural atau derivatnya.furfural atau derivatnya dapat membentuk senyawa yang
berwarna apabila direaksikan dengan naftol atau mitol,reaksi ini dapat
dijadikan reaksi pengenalan untuk karbohidrat
2.3.3
Pembentukan Osazon
Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida
atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin
berlebih.Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas
bagi masing-masing karbohidrat.
2.3.4
Pembentukan Ester
Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat
memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan denagn asam.Monosakarida
mempunyai beberapa gugus –OH dan dengan asam fosfat dapat menghendakinya
menghasilkan ester asam fosfat.Ester yang penting dalam tubuh kita adalah
α-D-glukosa-6-fosfat dan α-D-fruktosa-1,6-difosfat.
2.3.5
Isomerisasi/ Transformasi Lobry de Bruin van Eckenstein
Glukosa dalam larutan basa encer akan berubah
sebagian menjadi fruktosa dan manosa.Ketiga monosakarida ini ada dalam keadaan
seimbang.Demikian pula jika yang dilarutkan itu fruktosa atau
manosa,keseimbangan antara ketiga monosakarida akan tercapai juga.
2.3.6
Pembentukan Glikosida
Apabila glukosa direaksikandenagn
metilalkohol,menghasilkan dua senyawa.Kedua senyawa ini dapat dipisahkan
satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat eldehida.
2.4 Metabolisme
Karbohidrat
Metabolisme
adalah keseluruhan proses kimiawi dalam tubuh organisme yang melibatkan energi
dan enzim, diawali dengan substrat awal dan diakhiri produk akhir. Metabolisme
dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme
dan proses pembongkaran yang disebut katabolisme.
2.4.1 Glikolisis
Glikogen adalah molekul polisakarida yang tersimpan
dalam sel-sel hewan bersama dengan air dan digunakan sebagai sumber energi.
Ketika pecah di dalam tubuh, glikogen diubah menjadi glukosa, sumber energi
yang penting bagi hewan. Banyak penelitian telah dilakukan pada glikogen dan
perannya dalam tubuh ,sejak itu glikogen diakui sebagai bagian penting dari
sistem penyimpanan energi tubuh. \
Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam
piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang
paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di
banyak jenis sel dalam
hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan
lebih sedikit energi per
molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang
sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa
organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih
umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH
2.4.2 Glikogeneis
- Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
- Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.
- Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).
- Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.
·
Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses
glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa.
·
Proses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis
juga melibatkan terjadinya kedua senyawa antara tersebut tetapi dengan
jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar dibawah.
·
Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur
pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim
yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.
2.4.3 Glikogenesis
Tahap pertama penguraian glikogen
adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan
glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen
fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh
enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu
fosfoglukomutase.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar