Monosakarida dan Stereokimia Monosakarida

Karbohidrat

       Makanan pokok sebagian besar penduduk Indonesia berupa nasi, namun ada sebagian penduduk Indonesia yang makanan pokoknya adalah sagu.Untuk mengetahui dan membuktikan ada tidaknya kandungan karbohidrat dalam makanan, kita dapat melakukan uji terhadap kadar amilum dan kadar glukosa dalam makanan. Amilum merupakan karbohidrat dari golongan polisakarida, sedangkan glukosa merupakan karbohidrat dari golongan monosakarida.

Aktivitas berat seperti olahraga yang kita lakukan membutuhkan energi yang cukup besar. Kebutuhan energi ini dapat diperoleh de ngan mengonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat.

Pengertian:  Karbohidrat adalah senyawa organik yang tersusun dari unsur-unsur seperti C (karbon), H, (hidrogen), dan O (oksigen). Ketiga unsur ini akan bersenyawa dan berikatan membentuk beragam jenis karbohidrat.

Fungsi:

       Bagi tubuh, fungsi karbohidrat ialah sumber energi utama. Selain manfaat tersebut, terdapat pula manfaat yang lain seperti mengatur metabolisme sel; untuk diubah menjadi komponen organik lain (asam amino); membantu melancarkan proses pembuangan feses; dan sebagai bahan pembentukan sel.

Contoh Karbohidrat beserta kandungan karbohidrat tiap-tiap makanan:

Bahan Makanan                   Nilai KH                  Bahan Makanan          Nilai KH

Gula pasir                                  94,0                       Tempe                              12,7

Gula pati                                   76,0                        Tahu                                 1,6

Pati                                            87,6                        Pisang ambon                  25,8

Bihun                                         82,0                        Apel                                14,9

Makaroni                                   78,7                         Mangga harumanis        11,9

Beras setengah giling                78,3                         Pepaya                           12,2

Jagung kuning                           73,7                         Daun singkong              13,0

Krupuk udang dengan pati        68,2                         Wortel                            9,3

Mie kering                                 50,0                         Bayam                            6,5

Roti putih                                  50,0                         Kangkung                       5,4

Ketela pohon                             34,7                        Tomat masak                   4,2

Ubi jalar merah                         27,9                         Hati sapi                         6,0

Kentang                                     19,2                         Telur bebek                    0,8

Kacang ijo                                 62,9                         Telur ayam                     0,7

Kacang merah                           59,5                         Susu sapi                        4,3

Kacang kedalai                         34,8

Kacang tanah                            23,6

 Berdasarkan strukturnya, ada tiga jenis karbohidrat yang dapat kita ketahui, yakni monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

1.Monosakarida (C6H12O6)

       Monosakarida merupakan karbohidrat yang sangat sederhana dan memiliki satu gugusan gula. Rasanya manis dan cukup mudah larut dalam air. Jenis karbohidrat ini dapat ditemui dalam bentuk glukosa, fruktosa, galaktosa, dan manosa. Dalam keadaan normal, darah seseorang mengandung 70 hingga 100 mg glukosa per 100 ml. Apabila kadar glukosa dalam darah seseorang lebih tinggi dari keadaan normalnya, orang tersebut dapat mengalami hiperglikemia. Sementara, bila kadar glukosanya lebih rendah, seseorang dapat me ngalami hipoglikema.

2. Disakarida (C12H22O11)n

       Disakarida merupakan karbohidrat yang mempunyai dua gugusan gula. Seperti monosakarida, disakarida juga berasa manis dan mudah larut dalam air. Contohnya yakni sukrosa, laktosa, dan maltosa. Sukrosa merupakan gabungan dari glukosa dan fruktosa. Laktosa adalah gabungan dari glukosa dan galaktosa. Sementara maltosa merupakan gabungan dari glukosa dan glukosa.Selain kedua jenis karbohidrat tersebut, terdapat pula jenis karbohidrat yang lain yakni

3.Polisakarida.

       Polisakarida merupakan karbohidrat yang memiliki lebih dari 10 gugusan gula. Sebagian besar jenis karbohidrat ini tidak memiliki rasa. Kalaupun ada, rasanya pahit. Di samping itu, polisakarida susah larut dalam air. Contohnya ialah pati (amilum), glikogen, selulosa, pektin, lignin, dan kitin yang tersusun dari puluhan, ratusan, hingga ribuan gugusan gula. Selulosa (makanan berserat) sangat penting bagi pencernaan kita. Sebab, bila kita kekurangan makanan berserat, feses yang dikeluarkan menjadi kering dan keras. Akibatnya, feses tersebut sangat sulit untuk dikeluarkan melalui anus. Keadaan yang demikian ini dinamakan konstipasi.

       Setiap 1 gram karbohidrat mengandung 4,1 kalori. Sumber karbohidrat diperoleh dalam makanan pokok yang berasal dari padi, ketela, jagung, sagu, gandum, dan umbi-umbian. Selain itu, sumber makanan yang mengandung karbohidrat ditemukan pada roti, mi, tepungtepungan, selai, dan lain sebagainya.

Proses Metabolisme Karbohidrat

  

Bagan di atas menunjukkan alur metabolisme karbohidrat sampai menghasilkan energi untuk aktivitas tubuh. Proses di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.Apabila Anda mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, maka karbohidrat akan masuk dalam sistem pencernaan dan akhirnya sampai pada usus halus sehingga terjadi penyerapan karbohidrat. Selanjutnya, karbohidrat masuk ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa (B), kemudian melalui vena porta glukosa dibawa ke hati dan diubah menjadi glikogen (C). Pembentukan glikogen ini terbatas, sehingga kelebihan glukosa akan diubah menjadi asam lemak yang akan disimpan di dalam jaringan lemak (D). Dari peristiwa ini Anda dapat menjelaskan, penyebab seseorang yang kelebihan karbohidrat menjadi gemuk. Glukosa dapat diubah menjadi glikogen dengan bantuan hormon insulin. Pada kasus seseorang kekurangan hormon insulin, maka proses pembentukan glikogen menjadi glukosa terhambat, akibatnya kadar glukosa dalam darah meningkat dan inilah yang mengakibatkan seseorang menderita penyakit diabetes melitus.
       Glikogen juga dapat diubah menjadi glukosa apabila dibutuhkan dengan adanya hormon adrenalin. Melalui proses glikolisis dan rangkaian proses kimiawi, maka glukosa dan glikogen akan diubah menjadi asam piruvat (E) dan kemudian melalui proses siklis masuk siklus krebs menghasilkan karbon dioksida dan air kemudian melepaskan energi berupa ATP. Proses ini berlangsung dengan dibantu enzim sitokrom (F). Asam piruvat tidak semuanya masuk dalam siklus krebs, sebagian lagi diubah menjadi asam laktat yang disimpan di dalam jaringan otot. Inilah yang menyebabkan pegal dan lelah pada otot kita (G). Dari jaringan otot, asam laktat ini akan diangkut oleh darah menuju hati dan diubah menjadi asam piruvat, kemudian diubah kedalam bentuk glikogen kembali (H).

Monosakarida

-          Kristal monosakarida tidak berwarna dan larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut non polar.

-          Umumnya monosakarida berasa manis.

-          Susunan atom pada monosakarida tidak bercabang.

-          Satu atom dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil.

-          Bila gugus karbonil ini membentuk pada ujung rantai karbon, monosakarida ini memiliki aldehid sehingga disebut aldosa, dan apabila gugus karbonil terbentuk pada atom karbon yang lain, monosakarida ini adalah suatu keton dan disebut ketosa.

-          Diantara monosakarida glukosa (aldosa) dan fruktosa (ketosa) adalah yang paling banyak terdapat dialam.

-          Terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

-          Tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda :

triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).

Triosa     : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton

Tetrosa   : threosa, Eritrosa, xylulosa

Pentosa  : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa

Hexosa   : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa

Heptosa  : Sedoheptulosa

Monosakarida

Aldosa (mis: Glukosa) memiliki gugus aldehid pada salhsatu ujungnya.

Ketosa (mis: Fruktosa) biasanya memiliki gugus keto pada atom C2

Stereokimia Monosakarida

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

1.       Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier)

2.       Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana)

3.       konformasi kursi

Namun para kimiawan sering menggambarkan struktur monosakarida siklik menggunakan proyeksi Haworth bukan proyeksi Fischer.

Proyeksi Haworth dan Proyeksi Fischer

Proyeksi Haworth tidak menggambarkan 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.

Sifat2 monosakarida

-          semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam air.

-          larutannya bersifat optis aktif.

-          larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi.

-----   contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis + 113` akhirnya tetap pada + 52,7`

umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak.

semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi.