TUGAS FITOKIMIA

KARBOHIDRAT

Oleh:

Yulian Catur Rini

35.2014.7.1.0975

PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS ILMU KESEHATANUNIVERSITAS DARUSSALAM GONTOR

2016

KARBOHIDRAT

A. Definisi Karbohidrat

Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein (Halomoan, 2007)

Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecehan protein pada tubuh yang berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk membantu metabolisme lemak da protein. Dalam tubuh manusia karbohidrat dapat dibentuk dari beberapan asam amino dan sebagian besar gliserol lemak. Tetapi sebagian besar karbohidrat diperoeh dari bahan makanan sehari-hari, terutama bahan makanan yang berasal dari tumbuhan (Winarno, 2004).

Karbohidrat dibentuk melalu proses fotosintesis pada tanaman. Zat tersebut dapat diubah menjadi senyawa kimia organik lain yang diperlukan tanaman. Karbohidrat atau gula berguna sebagai storing energy sperti pati, dapat pula berguna sebagai transport of energy seperti sukrosa dan sebagai penyusun dinding sel seperti selulosa (Midian, 2007)

Secara sederhana dapat diartikan bahwa karbohidrat ialah suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga dinamakan karbo-hidrat. Dalam tumbuhan senyawa ini dibentuk melaui proses fotosintesis antara air (H2O) dengan karbondioksida (CO2) dengan bantuan sinra matahari (UV) menghasilkan senyawa sakarida dengan rumus (CH2O)n (Firman et.all., 2012)

B. Klasifikasi dan Penamaan Karbohidrat

Klasifikasi Karbohidrat berdasarkan jumlah molekulnya terbagi menjadi empat yaitu monosakarida antara lain glukosa, fruktosa, arabinosa; oligosakarida antara lain sukrosa rafinosa; polisakarida antara lain pati, selulosa, inulin (Midian, 2007) dan disakarida antara lain sukrosa, laktosa dan maltosa (Firman et.all., 2012).

Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa lagi dihidrolisa. Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa. Dalam Ilmu Gizi hanya ada tiga jenis monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa terkadang orang menyebutnya gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencemaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa. Fruktosa disebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijjumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil pemecahan sukrosa. Galaktosa Tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa (Midian, 2007).

Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa.

Monosakarida mempunyai rumus kimia (CH2O)n dimana n=3 atau lebih. Jika gugus karbonil pada ujung rantai monosakarida adalah turunan aldehida, maka

monosakarida ini disebut aldosa. Dan bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakarida tersebut disebut ketosa. Monosakarida aldosa yang paling sederhana adalah gliseraldehida. Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah dihidroksiaseton.

Struktur dan Nomenklatur Penamaan dengan beberapa pengecualian (contohnya deoxyribose), monosakarida mempunyai rumus kimia umum Cx(H2O)y, dimana x minimal 3. Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon (atau jumlah x) yang terkandung: diosa (2) triosa (3) tetrosa (4), pentosa (5), heksosa (6), heptosa (7), dan seterusnya. Jenis monosakarida yang paling penting, glukosa, merupakan heksosa. Contoh dari heptosa adalah manoheptulosa ketosa dan sedoheptulosa. Monosakarida dengan atom karbon 8 atau lebih jarang ditemukan karena agak tidak seimbang. Contoh lainnya: triosa: gliseraldehida dan dihidroksiaseton; tetrosa: eritrosa; pentosa: liksosa, ribosa, dan deoksiribosa; heksosa: idosa, glukosa, fruktosa, dan galaktosa (Widya, 2012).

Disakarida adalah senyawa yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi dua molekul monosakarida. Disakarida terdiri atas unit sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa. Keempat disakarida ini mempunyai rumus molekul sama (C12H22O11) tetapi struktur molekulnya berbeda. Disakarida disusun oleh dua unit gula, seperti sukrosa disusun oleh glukosa dan fruktosa, maltoda dibangun oleh dua unit glukosa, dan laktosa dibangun oleh glukosa dan galaktosa (Firman et. all., 2012)

Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit molekul monosakarisa terutama glukosa. Karbohidrat kompleks juga disebut polisakarida dan dalam ilmu gizi, jenis karbohidrat kompleks yang menjadi sumber utama bahan makanan yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starch). Polisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan

glikosida. Hidrolisis lengkap dari polisakarida akan menghasilkan monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer glukosa (Midian, 2007).

Rumus kimia polisakarida adalahn (C6H10O5)n. Molekul ini dapat digolongkan menjadi polisakarida struktural seperti selulosa, asam hialuronat, dan sebagainya. Dan polisakarida nutrien seperti amilum (pada tumbuhan dan bakteri), glikogen (hewan), dan paramilum (jenis protozoa). Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Berat molekul polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang penting di antaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selulosa. Amilum Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian.

C. Karbohidrat dalam Makanan dan Tubuh

Banyak sekali sumber-sumber karbohidrat yang terdapat disekitar kita seperti, sumber karbohidrat pada biji : beras, jagung, gandum; sumber karbohidrat pada buah : pisang dan semua jenis buah yang rasanya manis; sumber Karbohidrat Pada Akar/umbi : Ubi jalar, Ubi kayu, Keladi, Kentang dan lain lain; sumber karbohidrat Pada Daun : Sayur-sayuran berwarna Hijau (Fadhilah, 2015).

Karbohidrat yang terdapat pada makanan dapat dikelompokkan:

1. Available Carbohydrate (Karbohidrat yang tersedia), yaitu karbohidrat yang dapat dicerna, diserap serta dimetabolisme sebagai karbohidrat.

2. Unvailable Carbohydrate (Karbohidrat yang tidak tersedia) yaitu karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisa oleh enzim-enzim pencernaan manusia, sehingga tidak dapat diabsorpsi (Halomoan, 2007)

Fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah: 

1. Fungsi utamanya sebagai sumber enersi (1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi enersi untuk aktifitas tubuh, clan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan di otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit, hanya dapat menggunakan enersi yang berasal dari karbohidrat saja.

2. Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil energi.3. Kebutuhan tubuh akan enersi merupakan prioritas pertama; bila

karbohidrat yang di konsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan enersi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan

menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil enersi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya

4. Membantu metabolisme lemak dan protein dengan demikian dapat mencegah terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.

5. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.6. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh.

Laktosa rnisalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.

7. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, memperlancar defekasi (Vivi, 2012).

D. Sumber Terbesar Karbohidrat1. Beras Merah

Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mnegurasi kolesterol jahat “LDL” tanpa mengurangi kolesterol baik “HDL”. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes.

2. Roti Gandum Utuh

Ada banyak roti gandum yang dijual di pasaran. Tapi apakah itu benar-benar gandum utuh yang kaya serat? Belum tentu. Jangan hanya percaya dengan label 'whole wheat bread' di kemasan. Lihat juga daftar bahan-bahannya. Jika tertulis tepung terigu, sirup jagung, gula fruktosa atau pengembang/perasa buatan, sebaiknya jangan membelinya.

3. Kacang-Kacangan

Kacang-kacangan seperti kacang merah, kacang hijau, buncis, kacang panjang, kedelai dan polong mengenyangkan perut dengan segera, tapi bisa bertahan dalam waktu lama. Kacang dan polong kaya akan folic acid, serat, vitamin, protein juga karbohidrat kompleks. Pastikan Anda menggunakan bahan yang segar dan tanpa pengawet. Bukan yang sudah diolah dalam kaleng atau kemasan beku.

4. Buah Berry

Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber karbohidrat sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai antioksidan yang memberikan banyak manfaat bagi tubuh.

5. Buah Apel

Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.

6. Sayuran Hijau

Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakan sumber karbohidrat sehat dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan jenis karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau adalah vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat.

7. Ubi Jalar

Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah berat badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan beta-karoten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau.

E. Matabolisme Karbohidrata. GLIKOLISIS yaitu: dimana glukosa dimetabolisme menjadi

piruvat (aerob) menghasilkan energi (8 ATP)atau laktat (anerob)menghasilkan (2 ATP).

b. GLIKOGENESIS yaitu: proses perubahan glukosa menjadi glikogen. Di Hepar/hati berfungsi: untuk mempertahankan kadar gula darah. sedangkan di Otot bertujuan: kepentingan otot sendiri dalam membutuhkan energi.

c. GLIKOGENOLISIS yaitu : proses perubahan glikogen menjadi glukosa. atau kebalikan dari GLIKOGENESIS.

d. JALUR PENTOSA FOSFAT yaitu : hasil ribosa untuk sintesis nukleotida, asam nukleat dan equivalent pereduksi (NADPH) (biosintesis asam lemak dan lainnya.)

e. GLUKONEOGENESIS : senyawa non-karbohidrat (piruvat, asam laktat, gliserol, asam amino glukogenik) menjadi glukosa.

f. TRIOSA FOSFAT yaitu: bagian gliseol dari TAG (lemak)g. PIRUVAT & SENYAWA ANTARA SIKLUS KREBS : untuk

sintesis asam amino –> Asetil-KoA –> untuk sintesis asam lemak &kolesterol –> steroid (Biokimia Herper, 2009).

F. Polaritas dan Kelarutan

Karbohidrat adalah senyawa-senyawa aldehida atau keton dengan mempunyai gugus hidroksil. Senyawa-senyawa ini menyusun sebagian besar bahan organik didunia karena peran multipelnya pada semua bentuk kehidupan. Pertama, karbohidrat bertindak sebagai sumber energi, bahan bakar, dan zat antara metabolisme. Contohnya pati pada tumbuh-tumbuhan dan glikogen pada hewan adalah polisakarida yang dapat dimobilisasi untuk menghasilkan glukosa, bahan bakar utama untuk pembentukan energi. ATP, sebagai alat tukar energi bebas yang universal adalah merupakan derivat gula terfosforilasi. Kedua gula ribosa dan deoksiribosa pembentuk sebagian kerangka struktur RNA dan DNA. Fleksibilitas cincin kedua gula ini penting pada penyimpanan dan ekspresi informasi genetik. Ketiga, polisakarida adalah elemen struktur dinding sel bakteri dan tumbuh-tumbuhan. Contohnya adalah selulosa suatu komponen utama dinding sel tumbuh-tumbuhan yang merupakan satu senyawa organik yang melimpah ruah pada biosfer. Keempat, karbohidrat berikatan dengan banyak senyawa protein dan lipida. Misalnya, unit-unit gula glikofirin, suatu protein tunggal integral membran, memberi sel-sel darah merah satu lapisan anion yang sangat polar. Beberapa penelitian mengungkapkan bahwa unit-unit karbohidrat pada permukaan sel memainkan peranan kunci pada proses pengenalan antarsel (Ackho, 2010).

G. Analisa Kualitatif Karbohidrat

1. Uji Molisch

Prinsip reaksi ini adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat pekat. Dehidrasi heksosa menghasilkan senyawa hidroksi metil furfural, sedangkan dehidrasi pentosa menghasilkan senyawa fulfural. Uji positif jika timbul cincin merah ungu yang merupakan kondensasi antara furfural atau hidroksimetil furfural dengan alpha-naftol dalam pereaksi molish.

2. Uji Seliwanoff

Merupakan uji spesifik untuk karbohidrat yang mengandung gugus keton atau disebut juga ketosa. Jika dipanaskan karbohidrat yang mengandung gugus keton akan menghasikan warna merah pada larutannya.

3. Uji Benedict

Merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid atau keton bebas. Uji benedict berdasarkan reduksi Cu2+ menjadi Cu+ oleh gugus aldehid atau keton bebas dalam suasana alkalis. Biasanya ditambahkan zat pengompleks seperti sitrat atau tatrat untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3. Uji positif ditandai dengan terbentuknya larutan hijau, merah, orange atau merah bata serta adanya endapan.

4. Uji Barfoed

Digunakan untuk menunjukkan adanya monosakarida dalam sampel. Uji positif ditunjukkan dengan terbentuknya endapan merah orange

5. Uji Iodin

Digunakan untuk menunjukkan adanya polisakarida. Amilum dengan iodine dapat membentuk kompleks biru. Amilopektin dengan iodin akan memberi warna merah ungu sedangkan dengan glikogen dan dekstrin akan membentuk warna merah coklat

6. Uji Fehling

Digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat pereduksi (monosakarida, laktosa, maltosa, dll). Uji positif ditandai dengan warna merah bata (Darmawan, 2016)

DAFTAR PUSTAKA

Darmawan, 2016, Diakses dari http://darmawandarnis.blogspot.co.id/2013/03/karbohidrat-tata-nama-serta-uji.html, pada 19 Agustus 2016 pukul 18.18

Eckho, 2010, diakses dari http://eckhochems.blogspot.co.id/2010/04/karbohidrat.html, pada 20 Agustus 2016 pukul 21.54

Fadhilah, 2015, diakses dari http://www.idmedis.com/2014/03/Karbohidrat-sumbernya-fungsi-serta-penyakit-yang-berhubungan-dengan-karbohidrat.html, pada 20 Agustus 2016 pukul 14.57

Firman Y, Mayang et.all., 2012, Makalah Biokimia Karbohidrat, Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya

Halomoan Hutagalung, 2007, Karbohidrat, USU digital library

Midian Sirait, 2007, Penuntun Fitokimia Dalam Farmasi, Penerbit ITB, Bandung

Vivi, 2012, diakses dari http://viviputri14.blogspot.co.id/2012/10/karbohidrat.html pada 20 Agustus 2016 pukul 15.44

Winarno, 2004, Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia Pustaka, Jakarta

Widya, 2012, diakses dari http://chemprimadonna.blogspot.co.id/2012/05/v-behaviorurldefaultvmlo.html, pada 20 Agutus 2016 pukul 21.38