A. Penggolongan Karbohidrat
Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton, yang mempunyai rumus molekul umum (CH2O)n. Dari rumus umum dapat diketahui bahwa karbohidrat adalah suatu polimer. Senyawa yang menyusunnya adalah monomer-monomer. Dari jumlah monomer yang menyusun polimer itu, maka karbohidrat di golongkan menjadi: monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida.[1]
1. Monosakarida
Adalah senyawa-senyawa yang mengandung lima dan enam atom karbon dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain.. Karbohidrat yang mengandung 6 karbon disebut heksosa, misalnya glukosa, fruktosa dan galaktosa, sedangkan yang mengandung 5 karbon disebut pentosa, misalnyaribosa dan ribulosa. Kebanyakan gula sederhana adalah merupakan polihidroksi aldehida yang disebut aldosa dan polihidroksida keton yang disebut ketosa.[2]
Beberapa monosakarida yang penting
1) Glukosa
Glukosa adalah gula yang dihasilkan dari hasil hidrolisis yang sempurna dari selulosa, seperti pati dan maltosa. Glukosa terdapat di madu, air buah-buahan dan anggur sehingga diberi nama gula anggur. Glukosa digunakan sebagai zat pemanis, sirup, penbuat lilin dan ramuan obat-obatan.
Reaksi-reaksi kimia dari glukosa
Keberadaan gugus aldehida dalam glukosa, dapat dibuktikan berdasarkan dari reaksi reaksi-reaksi berikut:
a. Glukosa mengadisi HCN, bergabung dengan hidrokulamin membentuk oksim, dan dengan fenilhidrasin membentuk fenilhidrason. Ia tidak mewarnai pereaksi Schiff atau mengadisi natrium bisulfit.
b. Glukosa mudah teroksidasi oleh perak atau ion tembaga. Bila ditambah dengan larutan perak nitrat amoniak akan terjadi cermin perak. Mereduksi larutan-larutan fehling yaitu dengan timbulnya endapan kupro oksida.
c. Glukosa bila dididihkan dengan alkali kuat akan menghasilkan damar.
Reaksi positif di atas semuanya menunjukkan adanya gugus aldehid.[3]
2) Fruktosa
Fruktosa adalah suatu gula pereduksi yang terbentuk dari hidrolisis suatu disakarida yang disebut sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereksi seliwanoff yang khas untuk menunjukkan adanya ketosa. Fruktosa berikatan dengan glukosa membentuk sukrosa.
Struktur fruktosa: (a) struktur terbuka (b) struktur siklis
Reaksi-reaksi dari fruktosa
Fruktosa tidak seperti halnya keto-keto biasa, ia dioksidasi oleh larutan fehling. Fruktosa mereduksi larutan fehling lebih cepat daripada glukosa. Dengan fenilhidrazin terbentuk D-fruktosason yang reaksinya dapat diikuti sebagai berikut
Fruktosa + H2 N—NHC6H5 → H2O + fruktosa fenilhidrazon[4]
3) Galaktosa
Galaktosa umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.
D-galaktosa (perhatikan bahwa galaktosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
2. Oligosakarida
Senyawa yang termasuk Oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu dengan lain membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lin adalah trisakarida yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida.[5]
Beberapa oligosakarida penting :
a) Sukrosa
Sukrosa umumnya diperoleh dari gula anggur. Ia mempunyai rumus empiris C12H22O11. Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa.
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Sukrosa α-D- glukosa β-D- fruktosa
Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal.
Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.
b) Laktosa
Laktosa tersusun dari molekul β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-β.
Struktur laktosa
Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan β-D-galaktosa.
c) Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.
| Struktur maltose |
Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa[6].
3. Polisakarida
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. Berikut beberapa polisakarida terpenting.
a) Selulosa
Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel pelindung seperti batang, dahan, daun dari tumbuh-tumbuhan. Selulosa merupakan polimer yang berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer rantai lurus dari 1,4’-β-D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air menghasilkan D-glukosa.
| Struktur selulosa |
b) Pati atau Amilum
Pati terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari glukosa. Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan. Jika dilarutkan dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah monomernya.
Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-α. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji untuk mengidentifikasi adanya pati.
| Struktur amilosa |
Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya bercabang. Rantai utama mengandung α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-α. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-α.
| Struktur amilopektin |
Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim tertentu akan menghasilkan dextrin dan maltosa.[7]
[1] Soeharsono Martoharsono, Biokimia 1, (Yogyakarta: UGM Press, 2006), hlm.23
[2] Hardjono Sastrohamidjojo, Kimia Organik Stereokimia, Karbohidrat, Lemak dan Protein, (Yogyakarta: UGM Press, 2005), hlm. 43
[3] Hardjono Sastrohamidjojo, Biokimia 1, (Yogyakarta: UGM Press, 2006),hlm. 45-47
[4] Hardjono Sastrohamidjojo, Biokimia 1, (Yogyakarta: UGM Press, 2006), hlm. 52-53
[5] Anna dan F.M. Titin, Dasar-dasar Biokomia, (Jakarta: UI Press, 2006), hlm. 30
0 komentar