BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar BelakangKarbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi

yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi 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.

Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.

Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam

1

bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.

Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah terjadinya ketosis. Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan keseimbangan tertentu dalam utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.

B. Rumusan Masalah1. Apa pengertian karbohidrat ?2. Bagaimanakah sifat kimia karbohidrat ?3. Bagaimanakah susunan kimia karbohidrat ?4. Bagaimanakah struktur karbohidrat ?5. Bagaimanakah penggolongan karbohidrat ?6. Bagaimanakah derivat karbohidrat ?7. Apa saja peranan karbohidrat ?

C. TujuanDapat menjelaskan pengertian, sifat kimia, susunan kimia, struktur, penggolongan, derivat, serta peranan karbohidrat

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Karbohidrat 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 sinar matahari (UV) menghasilkan senyawa sakarida dengan rumus (CH2O)n. Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hidrogen dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H2O)n.

B. Sifat Kimia Karbohidrat Sifat kimia karbohidrat berhubungan erat denagn gugus

fungsi yang terdapat pada molekulnya,yaitu gugus –OH,gugus aldehida dan gugus keton.

1. Sifat MereduksiMonosakarida 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:

3

- Pereaksi FehlingPereaksi 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.

- Pereaksi BenedictPereaksi ini berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium karbonat 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.

- Pereaksi BarfoedPereaksi ini terdiri atas larutan kupriasetat dan asam asetat dalam air,dan digunakan untuk membedakan antara monosakarida dengan disakarida.Contoh :

4

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. Pembentukan FurfuralPembentukan 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.

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.

4. Pembentukan EsterAdanya gugus hidroksil pada karbohidrat

memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan denagn asam.Monosakarida mempunyai beberapa gugus –OH dan dengan asam fosfat dapat

5

menghendakinya menghasilkan ester asam fosfat.Ester yang penting dalam tubuh kita adalah α-D-glukosa-6-fosfat dan α-D-fruktosa-1,6-difosfat.

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.

6. Pembentukan GlikosidaApabila glukosa direaksikandenagn

metilalkohol,menghasilkan dua senyawa.Kedua senyawa ini dapat dipisahkan  satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat eldehida.

C. Susunan Kimia Karbohidrat Molekul karbihidrat terdiri atas atom – atom karbon,

hidrogen dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti pada molekul air. Sebagai contoh molekul glukosa mempunyai rumus kimia C6H12O6 sedangkan rumus sukrosa adalah C12H22O11. Pada glukosa tampak bahwa jumlah atom hidrogen berbanding jumlah atom oksigen ialah  12:6 atau 2:1, sedangkan pada sukrosa 22:11

6

Dengan demikian dahulu orang berkesimpulan adanya air dalam karbohidrat. Karena inilah maka dipakai kata karbohidrat, yang berasal dari “karbon” yang berarti mengandung unsur karbon dan “hidrat” yang berarti air.

D. Struktur dan Penggolongan Karbohidrat

Penggolongan Karbohidrat :Berbagai senyawa yang temasuk kelompok karbohidrat

mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya.Berbagai senyawa itu dibagi menjadi beberapa golongan pula,yaitu:

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 yang paling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton.

a. Gliseraldehida (Aldotriosa)Terdiri dari tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida.

Contoh :- Glukosa

Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena

7

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.

- GalaktosaMonosakarida ini 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)

8

Terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.Contoh :- 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. DisakaridaDisakarida merupakan krbohidrat yang terbentuk

dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus –OH dengan melepaskan molekul air.

Contoh :a. Sukrosa

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.

b. LaktosaDengan hidrolisis laktosa akan

menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa,karena itu laktosa adalah disakarida.Laktosa mempunyai sifat mereduksi

9

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.

Laqktosa 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 bias terserap oleh usus sehingga menyebabkan diare berair, aliran zat makanan pada usus menjadi abnormal dan sakit mulas.

c. MaltosaMaltosa 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.

3. PolisakaridaPolisakarida merupakan karbohidrat yang

terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya.umumnya polisakarida berupa

10

senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal,tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi.

Contoh :- Amilum

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.

- SelulosaSelulosa terdapat dalam tumbuhan

sebagai bahan pembentuk dinding sel.Serat kapas bias 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.

- GlikogenSeperti amilum, glikogen juga

menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis. Pada tubuh kita glikogen terdapat dalam hati dan otot.Hati berfungsi sebgai

11

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.

E. Derivat Karbohidrat Monosakarida mempunyai gugus fungsi yang dapat

dioksidasi menjadi gugus karbosilat.Asam yang terbentuk dapat dipandang sebagai derivate monosakarida.Disamping itu dikenal pula gula amino,yaitu monosakarida yang mengandung gugus –NH2.Selain  dapat dioksidasi gugus aldehida dan keton dapat pula direduksi menjadi gugus alkohol.

1. Asam-asamOksidasi terhadap monosakarida dapat

menghasilkan beberapa macam asam.Contohnya oksidasi glukosa menghasilkan asam glikonat,asam glukarat dan asam glukuronat.Asam glukarat mudah larut dalam air,sedangkan asam musat sukar larut.Asam glukonat dan asam glukuronat terdapat dalam tubuh kita sebagai hasil metabolisme glukosa.Asam glukuronat dapat mengikat senyawa yang membahayakan tubuh atau bersifat racun.

2. Gula AminoAda tiga senyawa yang penting dalam kelompok

ini,yaitu D-glukosamina,D-galaktosamina dan D-manosamina.Pada umumnya senyawa-senyawa ini

12

berikatan dengan asam uronat dan merupakan bagian dari mukopolisakarida.Asam hialuronat adalah suatu polimer yang terdiri atas unit-unit disakarida.

3. AlkoholBaik gugus aldehida maupun gugus keton pada

monosakarida dapat direduksi menjadi gugus alkohol dan senyawa yang terbentuk adalah polihidroksi alkohol.

F. Peranan Karbohidrat Ada tiga peran biologis :1. Peran dalam biosfer

Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk mensintesis materi organic lainnya. karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis adalah gula berkarbon tiga dinamai gliseraldehida 3-fosfat.

2. Peran sebagai bahan baker dan nutrisiKarbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang

diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakrida, khususnya glukosa ,merupakan nutrient utama sel. Sebagai nutrisi bagi manusia,1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 kalori. Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi,yaitu 70-80%.Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia(gandum

13

dan beras),umbi-umbian(kentang,singkong,ubi jalar) dan gula.

3. Peran sebagai cadangan energyBeberapa jenis polisakarida berfungsi sebagai materi

simpanan atau cadangan,yang nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan. Juga melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil energi. Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan.Sementara itu, hewan menyimpan polisakarida yang disebut glikogen. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen terutama dalam sel hati dan otot.

4. Peran sebagai materi pembangunOrganisme membangun materi-materi kuat dari

polisakarida struktural. Misalnya, selulosa adalah komponen utama dinding sel tumbuhan. Kayu terbuat dari selulosa dan polisakarida lain,misalnya hemiselulosa dan pectin. Kapas juga terbuat dari selulosa. Polisakarida lainnya adalah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar arthropoda(serangga,laba-laba,crustacean).

Karbohidrat struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan molekul lain adalah proteoglikan, glikoprotein,dan glikolipid. Proteoglikan maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein,namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat, sedangkan glikoprotein terdiri utama dari protein. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, golongan darah manusia pada system ABO

14

(A,B,AB dan O) mencerminkan keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah.

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan5. Karbohidrat adalah makromolekul yang sangat bermanfaat

bagi kehidupan makhluk hidup, dimana karbohidrat merupakan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga dinamakan karbo-hidrat. Karbohidrat juaga memilki Sifat kimia yang berhubungan erat denagn gugus fungsi yang terdapat pada molekulnya,yaitu gugus –OH,gugus aldehida dan gugus keton. Karbohidrat memiliki peran yang sangat penting bagi kehidupan antara lain, Peran dalam biosfer yaitu pada proses fotosintesis, peran dalam baker dan nutrisi yaitu Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup, peran dalam materi pembangun Beberapa jenis polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan,yang nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan, dan peran dalam materi pembangun

15

B. SaranKami sebagai penulis menyarankan sebaiknya makalah

ini dapat di pergunakan sesuai dengan kebutuhan bagi para pembaca, dan semoga dengan adanya makalah ini dapat menembah wawasan serta informasi mengenai karbohidrat.

16

DAFTAR PUSTAKA

http://www.hermanbagus.com/2011/09/tugas-makalah-biokimia-karbohidrat-d3.html diakses senin, 13 September 2015 pukul 00.00

http://Pengertian,%20Penggolongan,%20Sifat%20dan%20Fungsi%20Karbohidrat%20-%20Rumus%20Kimia.htm diakses senin, 13 September 2015 pukul 00.05

17