Fungsi Karbohidrat : Pengertian, Struktur, Nama, Jenisnya

Pahami karbohidrat

Karbohidrat adalah komponen makanan yang merupakan sumber energi utama dan sumber serat pangan. Komponen ini tersusun dari 3 unsur utama yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Jenis karbohidrat sangat beragam dan dibedakan satu sama lain berdasarkan susunan atomnya, panjang/pendeknya rantai dan jenis ikatannya akan membedakan satu karbohidrat dengan karbohidrat lainnya.

Dari kompleksitas strukturnya, diketahui kelompok karbohidrat sederhana (seperti monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat dengan struktur kompleks atau polisakarida (seperti pati, glikogen, selulosa, dan hemisakarida). Selain itu, terdapat oligosakarida (stakiosa, rafinosa, fruktooligosakarida, galaktooligosakarida) dan dekstrin yang memiliki rantai monosakarida lebih pendek daripada polisakarida.

Karbohidrat sangat beragam di alam. Misalnya, sukrosa (gula meja) dan kapas sama-sama merupakan karbohidrat. Salah satu perbedaan utama antara berbagai jenis karbohidrat adalah ukuran molekulnya. Monosakarida (sering disebut gula sederhana) adalah unit karbohidrat paling sederhana; mereka tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil.

Monosakarida dapat dihubungkan bersama untuk membentuk dimer, trimer dan seterusnya dan akhirnya menjadi polimer. Dimer disebut disakarida, sukrosa adalah disakarida yang dapat dihidrolisis menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa. Monosakarida dan disakarida larut dalam air dan biasanya berasa manis.

Struktur dan nama karbohidrat

Karbohidrat (‘hidrat karbon’, karbohidrat) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, yang berarti “gula”, adalah kelompok besar senyawa organik paling melimpah di bumi. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa ini ketika dihidrolisis.

Karbohidrat mengandung gugus fungsional karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa dengan rumus (CH₂Oh)_Ayaitu, komposisi yang A atom karbonnya tampaknya terhidrasi oleh A molekul air. Namun, ada juga karbohidrat yang tidak memiliki formula ini dan ada juga yang mengandung nitrogen, fosfor atau belerang.

Penamaan monosakarida umumnya sepele. Anggota paling sederhana adalah gliseraldehida yang terdiri dari tiga atom C (triosa) dengan satu pusat kiral. Berdasarkan perubahan posisi gugus OH pada pusat kiral, untuk tetrosa terdapat dua isomer yang masing-masing disebut eritrosa dan threosa.

Jenis dan klasifikasi

Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah satuan gula, ukuran rantai karbon, letak gugus karbonil (-C=O), dan stereokimia.

Berdasarkan jumlah unit gula Dalam rantainya, karbohidrat diklasifikasikan menjadi 4 kelompok utama, yaitu:

• Monosakarida (terdiri dari 1 unit gula)

Monosakarida adalah molekul karbohidrat yang tidak dapat diuraikan menjadi bentuk yang lebih sederhana. Molekul ini merupakan molekul yang membentuk oligosakarida dan polisakarida. Glukosa, fruktosa dan galaktosa adalah berbagai jenis karbohidrat yang termasuk dalam kelompok monosakarida. Glukosa dan fruktosa biasanya digunakan sebagai pemanis. Gula pereduksi (glukosa, fruktosa) yang bereaksi dengan gugus amino pada suhu tinggi/aktivitas air rendah akan menimbulkan warna kecoklatan. Reaksi ini disebut reaksi Maillard (berguna dalam pembuatan roti).

Pada proses pemanasan suhu tinggi dengan katalis asam atau basa, gula pereduksi akan mengalami karamelisasi. Beberapa turunan monosakarida adalah D-glucitol/sorbitol (efek pendinginan pada permen), D-mannitol (lapisan tidak lengket pada permen) dan D-xylitol (efek pendinginan). Reaksi pirolitik yang terjadi pada maltol dan isomaltol akan menghasilkan warna dan aroma yang khas. Poliol adalah istilah yang mengacu pada gula alkohol. Poliol menimbulkan efek/sensasi mendinginkan ketika senyawa ini larut dalam mulut. Semakin kecil ukuran partikelnya, semakin cepat ia larut dan semakin terasa efek pendinginannya.

Fungsi karbohidrat

Karbohidrat berperan penting dalam menentukan sifat bahan makanan seperti rasa, warna dan tekstur. Sedangkan fungsi karbohidrat dalam tubuh adalah :

1. Fungsi utamanya adalah sebagai sumber energi untuk kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktivitas tubuh, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Karbohidrat juga merupakan sumber biokalori dalam bahan pangan, selain itu juga merupakan bahan pengental atau GMC dalam teknologi pangan sebagai bahan penstabil, pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar misalnya pada glukosa dan pati serta sebagai komponen penyusun sel. struktur, misalnya selulosa dan kitin. (Sudarmadji, 1996)
2. Melindungi protein dari pembakaran sebagai penghasil energi.
3. Membantu metabolisme lemak dan protein sehingga mencegah ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.
4. Hati berfungsi untuk mendetoksifikasi zat beracun tertentu.
5. Berbagai jenis karbohidrat memiliki fungsi khusus di dalam tubuh. Misalnya, laktosa membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan komponen penting dalam asam nukleat.
6. Selain itu, beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna mengandung serat (dietary fiber) yang berguna untuk pencernaan, seperti selulosa, pektin, dan lignin.

Sifat kimia karbohidrat

Banyak sifat dan kimia sakarida dihasilkan dari struktur siklik hemiasetal atau hemiket. Kebanyakan monosakarida terjadi dalam bentuk cincin heterosiklik beranggota enam. Sifat fisik polisakarida sangat berbeda dari konfigurasi atom karbon kiral (karbon anometer) hingga ikatan glukosidik.Sifat kimia karbohidrat berkaitan erat dengan gugus fungsi yang terdapat dalam molekul, yaitu gugus OH, gugus aldehida dan gugus keton.

Monosakarida dan beberapa disakarida memiliki sifat pereduksi, terutama dalam kondisi basa. Sifatnya sebagai pereduksi dapat digunakan untuk keperluan identifikasi karbohidrat dan analisis kuantitatif. Sifat pereduksi ini disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul karbohidrat. Sifat ini terlihat pada reaksi ion logam seperti ion Cu²⁺ dan ion Ag⁺ terdapat dalam reagen tertentu

Pembentukan furfural merupakan reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa. Pentosa hampir secara kuantitatif semuanya terhidrasi menjadi furfural. Dengan dehidrasi, heksosa m menghasilkan hidroksimetilfurfural. Karena furfural atau turunannya dapat membentuk senyawa ketika direaksikan dengan anaftol atau timol, reaksi ini dapat digunakan sebagai reaksi identifikasi karbohidrat.

Pereaksi Molisch terdiri dari larutan naftol dalam alkohol. Misalnya, jika reagen ini ditambahkan ke dalam larutan glukosa, kemudian asam sulfat pekat ditambahkan dengan hati-hati, akan terbentuk dua lapisan cairan. Pada batas antara kedua lapisan tersebut akan muncul warna ungu akibat reaksi kondensasi antara furfural dan a-naftol. Meskipun reaksi ini tidak spesifik untuk karbohidrat, namun dapat digunakan sebagai reaksi pendahuluan dalam analisis kualitatif karbohidrat. Hasil negatif adalah bukti bahwa karbohidrat tidak ada

Semua karbohidrat yang memiliki gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk osazon ketika dipanaskan dengan fenilhidrazin berlebih. Terjadi osazones memiliki bentuk kristal dan titik leleh yang unik untuk setiap karbohidrat. Hal ini sangat penting karena dapat digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat dan merupakan salah satu cara untuk membedakan antara monosakarida.

misalnya antara glukosa dan galaktosa yang ditemukan dalam urine ibu menyusui. Dalam reaksi antara glukosa dan fenilhidrazin, D-glukosa fenilhidrazon pertama kali terbentuk, kemudian reaksi berlanjut hingga terbentuk D-glukosazon. Glukosa, fruktosa dan manosa dengan fenilhidrazin menghasilkan osazon yang sama. Dari struktur ketiga monosakarida tersebut terlihat bahwa posisi gugus OH dan atom H pada atom karbon nomor 3, 4 dan 5 adalah sama. Jadi zona laut yang terbentuk memiliki struktur yang sama

Kehadiran gugus hidroksil dalam karbohidrat memungkinkan pembentukan ester ketika direaksikan dengan asam. Monosakarida memiliki beberapa gugus OH dan dengan asam fosfat seseorang dapat menghasilkan ester asam fosfat. Ester penting dalam tubuh kita adalah aD-glukosa-6-fosfat dan aD-fruktosa-1,6-difosfat. Kedua jenis ester tersebut terjadi dari reaksi monosakarida dengan adenosin trifosfat atau ATP dengan bantuan enzim tertentu dalam tubuh kita.

Proses esterifikasi dengan asam fosfat yang terjadi di dalam tubuh kita disebut juga dengan proses fosforilasi. Pada glukosa dan fruktosa, gugus fosfat dapat terikat pada nomor atom karbon 1,2,3,4 atau 6. Dalam aD-glukosa-6-fosfat gugus fosfat terikat pada nomor atom 6 sedangkan pada aD-fruktosa -1,6-difosfat dua gugus fosfat terikat pada atom karbon nomor 1 dan 6.

Jika monosakarida dapat stabil dalam larutan encer, tidak demikian jika monosakarida dilarutkan dalam basa encer. Glukosa dalam larutan alkali encer sebagian akan berubah menjadi fruktosa dan amnosa. Ketiga monosakarida ini ada dalam keseimbangan. Demikian pula, jika yang dilarutkan adalah fruktosa atau mannosa, keseimbangan antara ketiga monosakarida juga akan tercapai. Reaksi ini dikenal dengan transformasi lobri de bruin fan eckenstein yang terjadi pada proses enolisasi.

Ketika glukosa direaksikan dengan metil alkohol, menghasilkan dua senyawa. Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu sama lain dan keduanya tidak memiliki sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa pusat reaksi adalah gugus OH yang terikat pada nomor atom karbon 1. Senyawa yang terbentuk adalah acerol dan biasa disebut glikosida.

Ikatan yang terjadi antara gugus metil dan monosakarida disebut ikatan glikosidik dan gugus OH yang bereaksi disebut gugus OH glikosidik. Metil glikosida yang dihasilkan dari reaksi glukosa dengan metil alkohol disebut juga metil glukosida. Ada dua senyawa yang terbentuk dari reaksi ini, yaitu metil-aD-glukosida atau metil-aD-glukosida dan metil-bD-glukosida atau metil-bD-glukopiranosida.

Demikian artikel Duniadunia.co.id mengenai Fungsi Karbohidrat: Pengertian, Struktur, Nama, Jenis, Klasifikasi, Sifat Kimia, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.