PENGGOLONGAN KARBOHIDRATSebagai suatu molekul polimer seperti protein dan asam nukleat, maka karbohidrat dapat digolongkan berdasarkan jumlah monomer penyusunnya. Ada tiga jenis karbohidrat yang digolongkan, antara lain :a.MONOSAKARIDA

Monosakarida adalah senyawa karbohidrat yang paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis lagidalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Umumnya senyawa ini adalah aldehida atau keton yang mempunyai dua atau lebih gugus hidroksil. Rumus kimia empiris karbohidrat adalah (CH2O)ndimana n = 3 atau lebih.Monosakarida dapat dikelompokkan kealdosadanketosa. Dikelompokkan ke dalamaldosa,jika gugus karbonil pada ujung rantai monosakarida merupakan turunan aldehida, contohnya Gliseraldehida. Dan dikelompokkan ke dalamketosa,jika gugus karbonil pada ujung rantai monosakarida merupakan turunan keton, contohnya dihidroksiaseton. Aldosa dengan 4, 5, 6 dan 7 atom karbon disebut tetrosa, pentosa, heksosa, dan pentosa. Dua heksosa yang umum adalah D-glukosa (aldosa) dan D-fruktosa (ketosa). Berikut contoh lain monosakarida :1. Glukosa,Glukosaadalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan.2. Fruktosa,Fruktosaadalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisassi ke kiri, karenanya disebut juga levulosa.3. Galaktosa,Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan.4. Pentosa,Beberapa pentosa yang penting, di antaranya ialah arabinosa, xilosa, ribosa, dan 2 deoksiribosa.5. Fluktosa,fluktosamerupakangula yang biasanya ditemukan dalam manisnya buah-buahan)

b.OLIGOSAKARIDA

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya antara 2 sampai dengan 8 molekul monosakarida.Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida.1. Disakarida : terbentuk dari dua monosakarida.2. Trisakarida : terbentuk dari tiga monosakarida.3. Tetrasakarida : terbentuk dari empat monosakarida.Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari 2 monosakarida. Tiga senyawa disakarida utama yang penting dan melimpah ruah dialam adalahsukrosa, laktosadanmaltosa.Ketiga senyawa ini memiliki rumus molekul yang sama yaitu C12H22O11tetapi dengan struktur molekul berbeda. Sukrosa atau gula pasir yang umum, didapatkan dari tebu atau bit. Sukrosa terbentuk dari glukosa yang berikatan dengan fluktosa. Hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa dikatalisis oleh enzimsukrase(invertase)karena hidrolisis mengubah aktivitas optik dari putaran ke kanan menjadi ke kiri.Laktosa atau gula susu terbentuk dari galaktosa yang berikatan dengan glukosa. Laktosa dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa oleh enzimlaktasepada manusia. Maltosa terbentuk antara dua unit glukosa berikatan. Maltosa (gula gandum) berasal dari hidrolisis pati dan kembali dihidrolisis menjadi glukosa olehmaltase. Selobiosa juga tersusun dari dua monosakarida glukosa yang berikatan. Sukrase, maltase dan laktase terdapat pada permukaan luar lapisan sel epitel usus halus. Sel-sel ini mempunyai banyak lipatan menyerupai jari tangan yang disebut mikrovili yang nyata sekali meningkatkan luas permukaannya untuk pencernaan dan absorpsi zat gizi.Monosakarida dan oligosakarida serta poli alkohol lainnya umumnya memiliki rasa manis. Sukrosa memiliki rasa manis dan terasa nyaman di lidah kita, walaupun kita menggunakannya dalam konsentrasi tinggi. Berbeda dengan mannosa memiliki terasa manis dan pahit. Sedangkan gentiobiosa memiliki rasa pahit. Bahan untuk pemanis yang sering digunakan oleh industri adalah sukrosa, starch syrup (campuran glukosa, maltosa dan malto oligosakarida), glukosa, gula invert, fruktosa, laktosa dan gula alkohol (sorbitol, mannitol, xylitol). Jika kita membandingkan rasa manis diantara molekul oligosakarida dan monosakarida, apabila kita gunakan standart 100 adalah sukrosa maka dapat kita susun tabel tingkat kemanisan sebagai berikut.Berikut ini beberapa contoh senyawa yang termasuk oligosakarida.1. Sukrosa,Glukosa dan fruktosa jika direaksikan menghasilkan sukrosa. Sukrosa dapat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan.2. Laktosa, dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa.3. Maltosa,Maltosaadalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa.4. Rafinosa,Rafinosaadalah suatu trisakarida yang jika dihidrolisis akan menghasilkan galaktosa, glukosa, dan fruktosa.

c.POLISAKARIDA

Polisakarida merupakan karbohidrat bentuk polimer dari satuan monosakarida yang sangat panjang. Polisakarida berfungsi sebagai : bahan bangunan, bahan makanan, dan sebagai zat spesifik. Contoh polisakarida yang dimanfaatkan sebagai bahan bangunan adalah selulosa yang memberikan kekuatan pada kayu dan dahan bagi tumbuhan. Serta kitin sebagai komponen struktur kerangka luar serangga. Meskipun selulosa tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selulosa yang terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel.Dalam tubuh selulosa tidak dapat dicernakan karena tidak ada enzim pencerna selulosa. Meskipun demikian selulosa yang berbentuk serat tumbuhan seperti sayuran atau buah-buahan, berguna untuk memperlancar pencernaan makanan. Adanya serat-serat dalam saluran pencernaan, memudahkan gerakan peristaltik dengan demikian memperlancar proses pencernaan dan dapat mencegah konstipasi (sembelit). Tentu saja jumlah serat yang terdapat dalam bahan makanan tidak boleh terlalu banyak. Contoh lain polisakarida adalah pati, dimanfaatkan sebaga nutrisi yang lazim terdapat pada beras dan kentang, glikogen pada hewan dan heparin yang berfungsi mencegah koagulasi darah.Struktur polisakarida dapat berupa rantai lurus (amilosa) maupun bercabang (amilopektin). Rumus polisakarida adalah (C6H10O5)n. Molekul ini dapat digolongkan menjadi polisakarida struktural seperti selulosa, asam hialuronat, amilum (pada tumbuhan dan bakteri), glikogen (hewan) dan paramilum (jenis protozoa).Amilum terdiri atas dua macam polisakarida, yaitu amilosa dan amilopektin. Keduanya merupakan polimer glukosa. Amilosa terdiri atas 250-3.000 unit D-glukosa. Sedangkan amilopektin terdir atas lebih dari 1.000 unit glukosa. Amilopektin adalah polisakarida bercabang yang memiliki rantai pendek. Glikogen adalah bentuk cadangan glukosa pada sel-sel hewan. Pada tumbuhan terdapat cadangan glukosa bentuk lain seperti amilosa, amilopektin atau selulosa. Amilosa merupakan polimer glukosa yang tidak bercabang dan terikat satu dengan lain. Amilopektin adalah polimer glukosa yang berhubungan melalui ikatan(1,4) dan mengandung cabang lebih sedikit dari glikogen. Sedangkanselulosaadalah polimer glukosa yang mempunyai ikatan glikosidik(1,4).Polisakarida dapat digolongkan berdasarkan pada penyusun monomernya, yaitu (1)Homopolisakarida, jika tersusun dari monomer yang identik, misalnya selulosa dan kitin ; (2)Heteropolisakarida, jika tersusun dari monomer yang berbeda,misalnya mukopolisakarida, glikoprotein, glikolipid, dan peptidoglikan.Glikoprotein adalah protein yang mengandung polisakarida. Karbohidrat ini terikat pada protein melalui ikatan glikosidik ke serin, treonin, hidroksilisin atau hidroksiprolin. Sedangkan glikosaminoglikan adalah satuan berulang polisakarida proteoglikan tanpa rantai proteinnya.

Klasifikasi karbohidrat: Polisakarida Patidandekstrin. Komponennya berupa glukosa. Karbohidrat ini umum dijumpai padaumbi-umbian,kacang-kacangan,tebu,bit, dan sebagainya. Polisakarida ini dapat dicerna manusia. Selulosa. Komponennya berupa glukosa. Umum dijumpai padadinding seldanserattanaman. Polisakarida ini tidak dapat dicerna manusia. Glikogen. Komponen utamanya adalah glukosa. Umum dijumpai padahati,jaringanhewan, danjagung Hemiselulosa. Komponen utamanya adalaharabinosa,xylosa,rhamnosa,galaktosa,manosa,glukoronat, dangalakturonat. Umumnya terdapat di dinding sel, serat tanaman,biji-bijian, kacang-kacangan,tepung,dedak, dll. Polisakarida ini tidak dapat dicerna manusia. Pentosan. Komponen utamanya adalaharabinosadanxylosa. Umum ditemukan padabuah-buahan. Oligosakarida Rafinosaataustakynosa. Komponen utamanya adalahgalaktosa,glukosa, danfruktosa. Umum ditemukan pada kacang-kacangan, biji-bijian, bit, dan tebu. Oligosakarida ini tidak dapat dicerna manusia. Fruktosil-sukrosa. Komponen utamanya adalahfruktosadanglukosa. Umum ditemukan pada biji-bijian danbawang bombay. Maltooligosakarida. Komponen utamanya adalahglukosa. Umum ditemukan padasirupdanmalt. Disakarida Sukrosa. Komponen utamanya adalahglukosadanfruktosa. Umum ditemukan pada tebu, bit, buah-buahan, sayur, dan makanan manis. Disakarida ini dapat dicerna. Maltosadanisomaltosa. Komponen utamanya adalahglukosa. Umum ditemukan pada sirup, malt, danmadu. Disakarida ini dapat dicerna. Laktosa. Komponen utamanya adalahgalaktosadanglukosa. Umum ditemukan padasusu,keju, danproduk susulainnya. Disakarida ini dapat dicerna.Monosakarida yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari hari adalah glukosa yang terdapat pada gula merah dan buah anggur.Karbohidrat sbg polimer alam :Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Selulosa dan lignin berperan sebagai penyusun dinding sel tanaman. Pada umumnya buah-buahan mengandung monosakarida seperti glukosa dan fruktosa. Disakarida seperti gula tebu (sukrosa atau sakarosa) banyak terkandung dalam batang tebu, di dalam air susu terdapat laktosa atau gula susu. Beberapa oligosakarida seperti dekstrin terdapat dalam sirup pati, roti, dan bir. Sedangkan berbagai polisakarida seperti pati, banyak terdapat dalam serealia dan dan umbi-umbian, selulosa dan pektin banyak terdapat dalam buah-buahan.Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hidrogen dan oksigen yang terdapat dalam alam dengan rumus empiris Cn(H2O)n. Senyawa ini pernah diduga sebagat hidrat dari karbon sehingga disebut karbohidrat. Karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan keton atau turunan mereka.

Stereokimia MonosakaridaStruktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia :

Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier) Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana) konformasi kursiNamun para kimiawan sering menggambarkan struktur monosakarida siklik menggunakan proyeksi Haworth bukan proyeksi Fischer.

Proyeksi Haworth dan Proyeksi Fischer

Proyeksi Haworthtidakmenggambarkan yang sesungguhnya karena cincin piranosa yang sesungguhnya membentuk kursi seperti sikloheksana tidak datar. Meski demikian proyeksi ini digunakan secara luas.

Proyeksi Fischer ~> Proyeksi Haworth :Gugus Hidroksil yang ada dikanan pada proyeksi Fischer digambarkan dibawah pada proyeksi Haworth dan sebaliknya. Untuk gula D gugus -CH2OH ujung selalu digambarkan diatas, gula L sebaliknya.

Struktur proyeksi Fisher dan Haworth :1. Struktur proyeksi FischerEmil Fischer (1852-1919) seorang ahli kimia organik bangsa jerman yang yang memperoleh hadiah nobel untuk ilmu kimia pada tahun 1902 atas hasil karyanya tentang kimia ruang (stereokimia) dan umus srtuktur karbohidrat, menggunakan rumus proyeksi untuk menuliskan rumus struktur karbohidrat.Proyeksi fischer digunakan untuk mengutamakan konfigurasi (R) dan (S) dari karbon chiral. Pada proyeksi fischer dari suatu karbohidrat, rantai karbon digambarkan secara vertical (tegak) dengan gugusan aldehid atau keto berada pada puncak dari rumus.

Karbon nomor dua dari gliseraldehid berbentuk chiral dengan demikian glisheraldehid berbentuk sepasang enansiomer (bayangan cermin yang tidak dapat ditaruh diatasnya). Enansiomer ini dinamakan (R)-2,3 dihidroksipropanal dan (S)-2,3 dihidroksipropanal. Biasanya senyawa ini ditunjukkan dengan nama klasikalnya, D-gliseraldehid digambarkan dengan gugus hidroksil pada karbon chiral, sedangkan dari L-enansiomernya digambarkan dengan gugus hidroksildiproyeksikan kekiri.

Dua dari aldotetrosa, D-eritrosa dan D-tereosa mempunyai gugusan chiral yang terakhir (gugus hidroksil pada atom karbon 3) diproyeksikan kekanan. Karbon chiral ini mempunyai konfigurasi yang sama seperti karbon dalam D-gliseraldehid.Dua aldotetrosa yang lain mempunyai gugus hidroksil pada atom karbon 3 diproyeksikan kekiri, konfigurasinya sama seperti pada L-gliseraldehid. Dengan dasar konfigurasi dari karbon chiral, semua karbohidrat dapat digolongkan kedalam satu dari dua subdivisi utama atau keluarga, keluarga D atau keluarga L. Semua golongan D monoskarida mempunyai gugusan hidoksil dari atomkarbon chiral paling bawah diproyeksi kekanan pada proyeksi fischer. Gula L justru berlawanan, gugus hidroksil pada hidroksil atom karbon chiral paling bawah diproyeksikan kekiri. Di alam lebih banyak ditemukan monosakarida yang berisomer D, maka semua monosakarida yang ada di alam dianggap berasal dari D-Gliseraldehida. Dengan sistematis ditemukan cara menentukan rumus struktur kimia monosakarida yang banyak ditemukan di alam ini. Dengan cara menyisipkan gugus H-C-OH dan gugus HO-C-H berganti-ganti diantara atom C nomor 1 dan nomor 2 pada D-Gliseraldehida. Dengan demikian maka didapatlah 4 aldopentosa dan 8 aldoheksosa.2. Proyeksi HaworthSir Walter Norman Haworth (1883-1950) seorang ahli kimia Inggris yang pada tahun 1937 memperoleh hadiah nobel,berpendapat bahwa pada molekul glukosa kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segienam. Oleh karena itu, ia mengusulkan penulisan rumus struktur karbohidrat sebagai bentuk cincin furan dan piran.Berdasarkan bentuk ini, maka rumus struktur glukosa yang terdapat dalam keseimbangan antara - D- glukosa adalah sebagai berikut :

Rumus proyeksi Haworth biasanya digunakan untuk memperlihatkan bentuk cincin monosakarida. Walaupun batas cincin yang letaknya terdekat dengan pembaca biasanya digambarkan oleh garis tebal. Cincin piranosa beranggotakan enam karbon tidak merupakan bidang datar, seperti ditunjukkan oleh proyeksi Haworth. Pada kebanyakan gula, cincin ini berada dalam konfirmasikursi,tetapi pada beberapa gula cincin tersebut berada dalam bentukkapal.Bentuk-bentuk ini digambarkan oleh rumus konfirmasi. Konfirmasi dimensi spesifik gula sederhana 6 karbon penting dalam menentukan sifat biologis dan fungsi beberapa polisakarida.