MAKALAH BIOKIMIA DAN BIOLOGI
MOLEKULER
KARBOHIDRAT
Disusun Oleh :
Shinta Novita Sari
1906413163
PROGRAM STUDI PASCASARJANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
2020
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa sehingga atas
berkahnya makalah Penulis yang berjudul “KARBOHIDRAT” untuk memenuhi Ujian Tengah
Semester Mata Kuliah Biokimia dan Biologi Molekuler oleh ini dapat selesai tepat waktu.
Penulis ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan
makalah ini, terutama kepada Prof. Dr. Sumi Hudiyomo PWS yang telah memberikan
kesempatan dan pengetahuan dasar mengenai bidang kimia Biokimia dan Biologi Molekuler
ini.
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini mungkin terdapat banyak
kekurangan. Untuk itu Penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya apabila terdapat banyak
kekurangan dalam makalah ini dan dengan kerendahan hati Penulis menerima segala saran
serta kritik yang membangun atas pembuatan makalah ini. Semoga makalah ini dapat
bermanfaat bagi pihak-pihak terkait dan menambah pengetahuan kita mengenai bidang ilmu
kimia Biokimia dan Biologi Molekuler.
Depok, Maret 2020
Penulis
i
DAFTAR ISI
Contents
KATA PENGANTAR............................................................................................................ i
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ ii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ................................................................................................................ iv
BAB I ................................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ............................................................................................................ 1
1.1
Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................................ 2
1.3. Tujuan Penulisan .................................................................................................. 3
BAB II .................................................................................................................................. 4
KAJIAN TEORI.............................................................................................................. 4
2.1. Pengertian Karbohidrat ....................................................................................... 4
2.2. Klasifikasi Karbohidrat ........................................................................................ 5
2.3. Macam-macam Proses Metabolisme Karbohidrat ............................................ 20
2.4. Fungsi dan Peran Karbohidrat ......................................................................... 21
2.5.
Berbagai Sumber Karbohidrat ....................................................................... 24
2.6.
Penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat ......................................... 24
BAB III ............................................................................................................................... 27
KESIMPULAN.............................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 28
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Aldosa dan Ketosa…………………………………………………………… 6
Gambar 2. Struktur Monosakarida……………………………………………………… 6
Gambar 3. Klasifikasi karbohidrat menurut jumlah atom C……………………………… 7
Gambar 4. Klasifikasi Aldosa…….……………………………………………………… 7
Gambar 5. Klasifikasi Ketosa……………………………………………………………. 8
Gambar 6. D- Glukosa……………………..……………………………………………. 8
Gambar 7. D- fruktosa……………………………………………………………………. 9
Gambar 8. D-galaktosa……………………………………………………………………. 9
Gambar 9. D-gliseraldehid ………………………………………………………………. 9
Gambar 10. Stereisomer Glukosa……………………………………………………….
10
Gambar 11. Epimer Monosakarida…..…………………………………………………... 11
Gambar 12. Formula Proyeksi Fischer dan Proyeksi Haworth Untuk D-Glukosa……….. 12
Gambar 13.Cincin Furanosa dan Cincin Piranosa……………………………………..…. 13
Gambar 14. (1)Sukrosa; (2) β-laktosa; (3) β-maltosa………………………………………14
Gambar 15 Struktur Amilosa…………………………………………………………...… 15
Gambar 16 Struktur Heliks Amilosa……………………………………………….…….. 16
Gambar 17 Struktur Amilopektin…………………………………………………………. 16
Gambar 18 Perbedaan Struktur Amilosa dan Amilopektin……………………………….. 16
Gambar 19. Struktur Glikogen……………………………………………………………. 17
Gambar 20. Selulosa Pembentuk Mikrofibril…………………………………………….. 17
Gambar 21. Glikoprotein……………………………………………….………………… 19
Gambar 22. Stuktur dari mukopolisakarida………………………………………………. 19
iii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Klasifikasi Monosakarida Berdasarkan Jumlah Atom C…………………… 6
Tabel 2. Beberapa Contoh Disakarida………………………………..………………. 13
Tabel 3. Beberapa Jenis Polisakarida………………………………………………… 18
iv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktifitas, baik yang telah merupakan
kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, mandi, makan dan sebagainya atau yang hanya kadangkadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktifitas itu kita memerlukan energi. Energi yang
diperlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan
makanan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat, protein dan
lemak atau lipid.
Karbohidrat atau disebut juga hidrat arang merupakan molekul organik yang paling
banyak ditemukan di alam dan mempunyai fungsi sangat luas. Karbohidrat berfungsi sebagai
sumber energi utama bagi sebagian besar makhluk hidup, merupakan cadangan energi tubuh,
dan komponen membran sel yang berperan sebagai perantara berbagai komunikasi antar sel.
Karbohidrat merupakan sumber energi bagi aktivitas kehidupan manusia disamping
protein dan lemak, 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 daerahdaerah 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. Di Indonesia kurang lebih 8090% kebutuhan energi berasal dari karbohidrat, karena makanan pokok orang Indonesia
sebagian besar mengandung karbohidrat seperti : beras, jagung, sagu, ketela pohon dll. Di
Amerika sumber energi berasal dari karbohidrat 46%, lemak 42%, dan protein 12%. Sumber
utama karbohidrat adalah berasal dari tumbuh-tumbuhan (nabati). Karbohidrat termasuk
Penulis sel karena Penulis 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 bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Karbohidrat terbentuk
dalam tumbuh-tumbuhan sebagai hasil reaksi dari karbondioksida (CO2) dengan air (H2O)
dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam tanaman yang berklorofil
(bagian daun). Foto (sinar), tesis (pembentukan). Matahari merupakan sumber dari seluruh
kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai. Reaksi fotosintesis
sebagai berikut:
1
Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi
matahari. Karbohidrat dalam hal ini glukosa, dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan
bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah
menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada buah atau umbi. Proses
pembentukan glukosa dari karbon dioksida dan air disebut proses fotosintesis. Kemudian
karbohidrat juga tidak hanya sebagai sumber energi utama bagi makhluk hidup, tetapi juga
sebagai senyawa yang menyimpan energi kimia. Selanjutnya karbohidrat juga merupakan
pusat metabolisme tanaman hijau dan organisme fotosintetik lainnya.
Karbohidrat merupakan makromolekul yang penting bagi tongkat kehidupan mahluk
hidup. Senyawa karbohidrat menyumbangkan 70 – 80% sumber energi untuk aktivitas
manusia. Konsumsi rata-rata karbohidrat dalam makanan sekitar 65% dan energi yang
dihasilkan dari metabolisme selular karbohidrat tersebut akan digunakan untuk metabolisme
biomolekul lainnya seperti protein, lemak dan asam nukleat. Selain itu, lebih dari 90%
komponen Penulis tumbuhan kering adalah karbohidrat. Secara umum, karbohidrat merupakan
senyawa polihidroksialdehid atau polihidroksiketon dan derivatnya dalam bentuk unit tunggal
yang sederhana maupun unit kompleks.
Pada tumbuhan, glukosa disintesis dari karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) melalui
proses fotosintesis dan disimpan dalam bentuk pati atau selulosa. Binatang mensintesis
karbohidrat dari lipid gliserol dan asam amino, akan tetapi derivat karbohidrat yang digunakan
oleh binatang diambil dari tanaman. Glukosa bisa diabsorpsi langsung dalam aliran darah dan
gula bentuk lain akan diubah menjadi glukosa dalam liver sehingga glukosa merupakan jenis
karbohidrat yang penting. Sebagai sumber utama energi pada mamalia, glukosa dapat disintesis
menjadi glikogen sebagai cadangan makanan, ribosa dan deoksiribosa pada asam nukleat,
galaktosa pada laktosa susu, glikolipid dan kombinasi dengan protein (glikoprotein dan
proteoglikan).
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.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penulisan makalah ini yaitu:
 Apa yang dimaksud dengan karbohidrat ?
 Bagaimana klasifikasi karbohidrat serta contohnya ?
2




Bagaimana karbohidrat pada tumbuhan ?
Bagaimana peranan dan fungsi karbohidrat ?
Apa saja sumber karbohidrat ?
Penyakit apa sajakah yang berkaitan dengan karbohidrat?
1.3. Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk :
 Memenuhi tugas mata kuliah biokimia.
 Mengetahui pengertian karbohidrat.
 Memahami jenis-jenis karbohidrat berdasarkan klasifikasinya.
 Mengetahui metabolisme karbohidrat
 Mengetahui mengetahui peranan serta fungsi dari karbohidrat itu sendiri,
 Mengetahui sumber-sumber dari karbohidrat.
3
BAB II
KAJIAN TEORI
2.1. Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat adalah kelompok senyawa yang mengandung unsur C, H, dan O.
Senyawa-senyawa karbohidrat memiliki sifat pereduksi karena adanya gugus karbonil
dalam bentuk aldehid aau keton. Senyawa ini juga memiliki banyak memiliki banyak gugus
hidroksil. Karena itu, karbohidrat merupakan suatu polihidroksi aldehid atau polihidroksi
keton, atau turunan senyawa-senyawa tersebut.
Karbohidrat juga berasal dari bahasa Jerman, yaitu “Kohlenhydrate” dan dari bahasa
Perancis, yaitu “Hydrate de Carbon”. Penamaan ini didasarkan atas komposisi unsur karbon
yang mengikat hidrogen dan oksigen dalam perbandingan yang selalu sama seperti pada
molekul air yaitu perbandingan 2 : 1. Karena komposisi yang demikian, senyawa ini pernah
disangka sebagai hidrat karbon, tetapi sejak 1880, senyawa tersebut bukan hidrat dari
karbon. Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani
sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah
di bumi. Karbohidrat sederhana mempunyai rasa manis sehingga dikaitkan dengan gula.
Melihat struktur molekulnya, karbohidrat lebih tepat didefinisikan sebagai suatu
polihidroksialdehid atau polihidroksiketon.
Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai
bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan
glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada
hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida
menjadi karbohidrat.
Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom
Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen dan oksigen dalam
komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa
asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat
diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan
yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati
dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuhtumbuhan, 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.
4
Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan
menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO 2 dari
udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang terbentuk akan disimpan di
dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.
Jadi, karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari
dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan suatu molekul
yang tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Rumus umumnya adalah
CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi. Karbohidrat merupakan sumber
kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat
banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta
pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
2.2. Klasifikasi Karbohidrat
Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu
karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Sesungguhnya semua jenis karbohidrat
terdiri atas karbohidrat sederhana atau gula sederhana; karbohidrat kompleks mempunyai
lebih dari unit gula sederhana di dalam satu molekul.
Ada empat jenis klasifikasi karbohidrat, antara lain:
1. Monosakrida (gula sederhana), yaitu karbohidrat yang tidak dapat dihdrolisis lebih
lanjut.
2. Disakarida, yaitu sakarida yang bila dihidrolisis menghasilkan dua monosakarida
yang sama atau berbeda.
3. Oligosakarida, yaitu sakarida yang bila dihidrolisis menghasilkan 3-8 monosakarida.
4. Polisakarida, yaitu sakarida yang bila dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10
monosakarida.
2.2.1. Monosakarida
Monosakarida biasanya tidak berwarna, berupa padatan kristal, larut dalam air dan
sulit larut dalam larutan nonpolar. Monosakarida adalah gula sederhana dan merupakan
unit yang paling kecil (yang tidak dapat dipecahkan oleh hidrolisis asam kepada unit yang
lebih kecil). Monosakarida terdiri atas 3-6 atom C. Beberapa molekul monosakarida
mengandung unsur nitrogen dan sulfur. Monosakarida yang penting dalam fisiologi ialah
D-glukosa, D-galaktosa, D-fruktosa, D-ribosa, dan D-deoksiribosa.
Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya
(triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa) dan gugus aktifnya, yang bisa berupa aldehida atau
keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa.
5
Gambar 1. Aldosa dan Ketosa
Gambar 2. Struktur Monosakarida
Monosakarida mempunyai rumus kimia (CH2O)n dimana n=3 atau lebih. Jika gugus
karbonil pada ujung rantai monosakarida adalah turunan aldehida, maka monosakarida ini
disebut aldosa. Dan bila gugusnya merupakan turunan keton maka monosakarida tersebut
disebut ketosa. Monosakarida aldosa yang paling sederhana adalah gliseraldehida.
Sedangkan monosakarida ketosa yang paling sederhana adalah dihidroksiaseton.
Tabel 1. Klasifikasi Monosakarida Berdasarkan Jumlah Atom C
Jumlah atom C
Aldosa
Ketosa
Gliserosa
Dihidrosiaseton
Triosa (C3H6O3)
Eritrosa
Eritrulosa
Tetrosa (C4H8O4)
Ribosa
Ribulosa
Pentosa (C5H10O5)
Glukosa
Fruktosa
Heksosa (C6H12O6)
Kedua monosakarida sederhana tersebut masing-masing mempunyai tiga atom
karbon (triosa). Monosakarida lain mempunyai empat atom karbon (tetrosa), lima atom
karbon (pentosa), dan enam atom karbon (heksosa). Heksosa, zat manis dan berbentuk
kristalin, adalah salah satu monosakarida terpenting. Beberapa contoh heksosa sehari-hari
adalah gula tebu, gula gandum, gula susu, pati, dan selulosa. Pentosa umum adalah ribosa
yaitu salah satu unit Penulis mononukleotida asam nukleat.
6
Gambar 3. Klasifikasi karbohidrat menurut jumlah atom C
Sifat-sifat monosakarida adalah:
1. Semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam air.
2. Larutannya bersifat optis aktif.
3. Larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran
disebut mutarrotasi.
4. Contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai putaran jenis + 113`
akhirnya tetap pada + 52,7`.
5. Umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi polisakarida tidak.
6. Semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi.
7. Kebanyakan tidak berwarna, padat kristalin (manis).
Monosakarida dengan rumus umum C6H12O6, terdiri atas unit glukosa, fruktosa dan
galaktosa. Glukosa disebut juga gula darah, galaktosa banyak terdapat dalam susu dan
yogurt, dan fruktosa banyak ditemukan dalam buah-buahan dan madu.
Gambar 4. Klasifikasi Aldosa
7
Gambar 5. Klasifikasi Ketosa
Monosakarida-monosakarida penting yaitu :
a. D-glukosa
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai
sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Monosakarida ini mengandung
lima gugus hidroksil dan sebuah gugus aldehida yang dilekatkan pada rantai enam karbon.
Fungsi utama glukosa adalah sumber energi dalam sel hidup.
Glukosa disebut juga gula anggur karena terdapat dalam buah anggur, gula terdapat
dalam darah atau dekstrosa karena memutarkan bidang polarisasi kekanan. Glukosa
merupakan monomer dari polisakarida terpenting yaitu amilum, selulosa dan glikogen.
Glukosa merupakan senyawa organik terbanyak terdapat pada hidrolisis amilum, sukrosa,
maltosa, dan laktosa.
Gambar 6. D- Glukosa
8
b. D-fruktosa (termanis dari semua gula)
Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya
terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa. Fruktosa mengandung lima
gugus hidroksil dan gugus karbonil keton pada C-2 dari rantai enam-karbon. Molekul ini
kebanyakan berada dalam bentuk siklik. Di bawah ini merupakan bentuk fruktosa yang
mengalami siklisasi membentuk struktur cincin.
Gambar 7. D- fruktosa
c. D-galaktosa (bagian dari susu)
Galaktosa merupakan monosakarida yang jarang terdapat bebas di alam. Umumnya
berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu.
Galaktosa mempunyai rasa kurang manis dari pada glukosa dan kurang larut dalarn air.
Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang polarisasi ke kanan.
Gambar 8. D-galaktosa
d. D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)
Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid (aldosa) sehingga
dinamakan aldotriosa.
Gambar 9. D-gliseraldehid
e. D-Ribosa (digunakan dalam pembentukan RNA)
Karena merupakan Penulis kerangka RNA maka ribosa penting artinya bagi genetika
bukan merupakan sumber energi. Jika atom C nomor 2 dari ribosa kehilangan atom O,
maka akan menjadi deoksiribosa yang merupakan Penulis kerangka DNA.
9
Sterioisomer Monosakarida
Atom C pada monosakarida biasanya berupa C kiral sehingga monosakarida
memiliki stereoisomer. Oleh sebab itu, monosakarida memiliki enantiomer dan epimer.
Enantiomer adalah stereoisomer yang merupakan bayangan kaca dari suatu molekul.
Berdasarkan sifat stereoisomer, molekul monosakarida dibagi menjadi Dextro dan Levo.
Dua jenis gula yang memiliki perbedaan pada satu atom karbon spesifik dinamakan
dengan epimer. Contoh epimer adalah D-glukosa dan D-manosa yang memiliki perbedaan
pada atom karbon nomor 2.
Gambar 10. Stereisomer Glukosa
Jumlah isomer yang mungkin terdapat pada monosakarida, tergantung pada
jumlah atom C yang tak setangkup atau asimetris (n ) , yaitu : 2 n. Glukosa memiliki 4
atom C asimetris, memiliki 24 = 16 isomer, yaitu 8 bentuk D dan 8 bentuk L. Ke 16
isomer tersebut yaitu : D-glukosa, D-monosa, D- alosa, D-altrosa, D-glukosa, D-idosa,
D-galaktosa, D-tolosa dan 8 lagi masing-masing dalam bentuk L.
Adanya atom-atom karbon yang asimetris menyebabkan aktivitas optik pada
senyawa monosakarida, yaitu memutar bidang polarisasi cahaya kekanan
(dekstrorotasi) (+) atau kekiri (levorotasi) (-). Zat semacam ini disebut mempunyai
keaktivan optik. Suatu senyawa dapat diberi tanda D (-), D (+), L (-), L(+) yang
menunjukkan hubungan struktural dengan D atau L campuran isomer dan isomer (-)
dalam jumlah yang sama, tidak menunjukkan keaktivan optik , karena pemutaran ke
kanan dikombinasi oleh pemutaran kekiri., campuran semacam ini disebut dengan
campuran rasemis, sebab kemungkian pembentukan masing-masing isomer optik
adalah sama. Semua monosakarida mempunyai aktivitas optik, tetapi tidak semua
senyawa yang mempunyai otom C asimetris beraktivitas optik. Suatu melekul bisa saja
mempunyai aktivitas optik walaupun tidak mempunyai atom C asimetris.
Dua monosakarida yang berbeda pada konfigurasi satu atom C disebut epimer,
misalnya D-galaktosa dan D-glukosa merupakan satu pasang epimer yang berbeda pada
atom C-4. Demikian pula D-manosa dan D-glukosa, yang berbeda pada atom C-2 .
Perubahan suatu monosakarida menjadi epimernya disebut epimerisasi.
10
Gambar 11. Epimer Monosakarida
2.1.1.1.Struktur Monosakarida
Rumus bangun monosakarida (aldosa dan ketosa) menurut Fischer, merupakan
rantai lurus. Beberapa reaksi dan sifat-sifat karbohidrat tidak dapat diterangkan dengan
rumus bangun ini, misalnya adanya dua isomer dari D-glukosa. Haworth (1925)
mengajukan suatu rumus bangun yang berbentuk cincin dengan ikantan hemiasetal
antara gugus aldehida pada posisi C-1 dan gugus hidroksil (alkohol) dari C-4 atau C-5.
Pembentukan hemiasetal atau hemiketal menciptakan suatu atom karbon
asimetris tambahan (C-1) dalam molekul, menjadi lima, dan dengan demikian terdapat
dua buah isomer, yaitu α dan β dari struktur cincin. Dua isomer D-glukosa adalah α-Dglukosa, dengan gugus OH pada C-1 berturut-turut disebelah kanan dan kiri dari rantai
C. Pusat asimetris yang baru disebut karbon anomerik, dan isomer α dan β disebut
anomer.
11
Bentuk α dan β dari D-glukosa dapat saling dikonversikan, bila dilarutkan dalam
air, sehingga reaksi optiknya berubah sanpai mencapai nilai tertentu. Penomena spontan
ini disebut mutarotasi , yang disebabkan oleh perubahan bentuk α menjadi β atau
sebaliknya.
1. Proyeksi Fischer
Proyeksi Fischer sangat bermanfaat dalam penulisan struktur molekul gula
(monosakarida). Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penulisan proyeksi
Fischer. Proyeksi Fischer adalah penggambaran struktur 3-D dalam bentuk 2-D (dua
dimensi). Pada proyeksi Fischer rantai karbon ditulis dari atas kebawah, dimana gugus
yang paling tinggi prioritasnya diletakkan pada bagian atas. Setiap persilangan garis
mengandung satu atom karbon. Atom atau gugus atom disebelah kiri dan kanan dari rantai
karbon berarti berada dibagian depan bidang (mengarah kedepan kearah pembaca) dan
yang bagian atas atau bawah dari atom karbon yang manjadi perhatian berada di belakang
bidang (menjauhi pembaca).
2. Proyeksi Haworth
Proyeksi Haworth ialah cara umum menggambarkan struktur lingkar monosakarida
dengan perspektif tiga dimensi sederhana. Monosakarida juga dapat digambarkan dengan
proyeksi Haworth dalam bentuk piranosa atau furanosa. Aldosa biasanya membentuk
struktur molekul piranosa. Piranosa merupakan struktur cincin yang terdiri dari 6 atom
yang terbentuk karena ada reaksi gugus fungsi hidroksil alkoholik pada atom C 5 dengan
aldehid pada atom C 1. Piranosa merupakan derivat senyawa heterosiklik piran. D-glukosa
dapat membentuk D-glukopiranosa dengan dua bentuk isomer yaitu α dan β.
Ketoheksosa juga dapat membentuk isomer α dan β serta biasanya membentuk
srtuktur furanosa yang merupakan derivat furan. Cincin furanosa merupakan struktur
cincin yang terdiri atas 5 atom dimana terbentuk karena ada reaksi antara gugus fungsi
hidroksil alkoholik pada atom C 5 dengan gugus karbonil pada atom C 2.
Gambar 12. Formula Proyeksi Fischer dan Proyeksi Haworth Untuk D-Glukosa
12
Gambar 13.Cincin Furanosa dan Cincin Piranosa
2.2.2. Disakarida
Disakarida adalah senyawa yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang
sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga
terurai menjadi dua molekul monosakarida.
Tabel 2. Beberapa Contoh Disakarida
Disakarida terdiri atas unit sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa. Keempat
disakarida ini mempunyai rumus molekul sama (C12H22O11) tetapi struktur molekulnya
berbeda. Disakarida disusun oleh dua unit gula, seperti sukrosa disusun oleh glukosa dan
fruktosa, maltosa dibangun oleh dua unit glukosa, dan laktosa dibangun oleh glukosa dan
galaktosa. Disakarida-disakarida penting yaitu:
13
(1)
(2)
(3)
Gambar 14. (1)Sukrosa; (2) β-laktosa; (3) β-maltosa
1. Sukrosa
Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun
dari bit. Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada turnbuhan lain, misalnya
dalarn buah nanas dan dalam wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan
menghasilkan glukosa dan fruktosa. Sukrosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon
nomor 1 pada glukosa dengan karbon nomor 2 pada fruktosa.
2. Laktosa
Laktosa merupakan hidrat utama dalam air susu hewan. Laktosa bila dihidrolisis
akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa, karena itu laktosa adalah suatu disakarida.
Ikatan galaktosa dan glukosa terjadi antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom
karbon nomor 4 pada glukosa. Oleh karenanya molekul laktosa masih mempunyai gugus
–OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi dan merotasi.
3. Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa. Maltosa
terbentuk melalui ikatan glikosida α antara atom karbon nomor 1 dari glukosa satu dengan
atom karbon nomor 4 dari glukosa yang lain. Ikatan yang terjadi ialah antara atom karbon
nomor 1 dan atom karbon -nomor 4, oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus OH glikosidik dan dengan demikian masih mempunyai sifat mereduksi. Maltosa
merupakan hasil antara dalam proses, hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan
enzim.
4. Selobiosa
Selobiosa merupakan unit ulangan dalam selulosa. Selobiosa tersusun dari dua
monosakarida glukosa yang berikatan glikosida β antara karbon 1 dengan karbon 4.
2.2.3. Polisakarida
Polisakarida merupakan kelas karbohidrat yang mempunyai banyak unit
monosakarida. Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks
daripada monosakarida dan oligosakarida. Polisakarida dapat dihidrolisis menjadi banyak
14
molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja
disebut homopolisakarida (contohnya kanji, glikogen dan selulusa), sedangkan yang
mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida (contohnya heparin).
Rumus kimia polisakarida adalahn (C6H10O5)n. Molekul ini dapat digolongkan
menjadi polisakarida struktural seperti selulosa, asam hialuronat, dan sebagainya. Dan
polisakarida nutrien seperti amilum (pada tumbuhan dan bakteri), glikogen (hewan), dan
paramilum (jenis protozoa).
Umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal,
tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Berat molekul
polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang
dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang penting
di antaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selulosa. Amilum Polisakarida ini
terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa
sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian.
Polisakarida adalah senyawa dalam mana molekul-molekul mengandung banyak
satuan monosakarida yang disatukan dengan ikatan gukosida. Polisakarida memenuhi tiga
maksud dalam sistem kehidupan sebagai bahan bangunan, bahan makanan dan sebagai zat
spesifik. Polisakarida bahan bangunan misalnya selulosa yang memberikan kekuatan pada
kayu dan dahan bagi tumbuhan, dan kitin, komponen struktur kerangka luar serangga.
Polisakarida makanan yang lazim adalah pati (starch pada padi dan kentang) dan glikogen
pada hewan. Sedangkan polisakarida zat spesifik adalah heparin, satu polisakarida yang
mencegah koagulasi darah. Contoh-contoh polisakarida adalah :
2.2.3.1. Pati
Pati merupakan senyawa cadangan pada tumbuhan yang terdiri atas unit glukosa.
Pati terdiri atas dua komponen homopolisakarida yaitu amilosa dan amilopektin.
Susunan komponen tersebut dalam tumbuhan yaitu 10 – 30% amilosa dan 70 – 90%
amilopektin. Amilosa memiliki struktur rantai lurus yang terbentuk dari ikatan glikosidik
1→4 antara molekul α-D-glukosa. Amilosa dapat membentuk struktur heliks dimana
rata-rata terdapat 8 molekul glukosa setiap putaran heliks. Amilosa memiliki sifat sukar
larut dalam medium air tetapi dapat membentuk suspensi miselar. Jika dianalisis dengan
menggunakan iodin, amilosa akan membentuk kompleks berwarna biru.
Gambar 15 Struktur Amilosa
15
Gambar 16 Struktur Heliks Amilosa
Amilopektin merupakan polimer glukosa yang terdiri atas rantai lurus dengan ikatan
glikosidik 1→4 dan cabang yang terbentuk dengan ikatan 1→6. Amilopektin akan
memeberikan perubahan warna merah-violet jika dianalisis dengan iodin.
Gambar 17 Struktur Amilopektin
Gambar 18 Perbedaan Struktur Amilosa dan Amilopektin
2.2.3.2. Glikogen
Glikogen merupakan cadangan karbohidrat dalam tubuh yang disimpan dalam hati
dan otot sebagai granula. Komposisi glikogen dalam liver adalah 10% sedangkan dalam
otot 1 – 2%. Jumlah cadangan glikogen ini sangat terbatas. Bila diperlukan oleh tubuh,
diubah kembali menjadi glukosa. Glikogen merupakan “pati hewani”, terbentuk dari
ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi
dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Sumber utama glikogen banyak terdapat
pada kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%). Struktur glikogen sama dengan
amilopektin tetapi memiliki 8 – 12 cincin residu pada cabang yang terikat pada 1 6.
16
Gambar 19. Struktur Glikogen
2.2.3.3. Selulosa
Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari
beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak
dapat dicerna oleh manusia karena selulosa adalah polisakarida yang dihasilkan oleh
sitoplasma sel tanaman yg membentuk dinding sel. Meskipun demikian selulosa yang
berbentuk serat tumbuhan seperti sayuran atau buah-buahan, dapat digunakan sebagai
senyawa pelancar pencernaan makanan.
Selulosa merupakan homopolisakarida yang terdiri atas 100 – 1000 unit β-Dglukosa. Proses polimerisasi melalui proses kondensasi dengan ikatan glikosidik 1 4
antarmolekul glukosa. Pada dinding sel tanaman, fibril selulosa membentuk rantai paralel
yang saling bersilangan antarlayer. Fibril tersebut juga membentuk matriks dengan
hemiselulosa, pektin dan ekstensin. Rantai paralel selulosa pembentuk mikrofibril
memiliki ikatan hidrogen antar rantai.
Gambar 20. Selulosa Pembentuk Mikrofibril
2.2.3.4. Asam Healuronik
Asam healuronik merupakan mukopolisakarida (heteropolisakarida) yaitu suatu
senyawa gelatin dengan berat molekul tinggi. Asam hialuronik disusun oleh unit asam
17
glukuronik dan asetil-glukosamin. Dua monosakarida berbeda tersebut dirangkaikan oleh
ikatan β(1-3) untuk membentuk disakarida yang terikat β(1-4) dengan unit ulangan
berikutnya.
2.2.3.5. Khitin
Khitin serupa dengan selulosa, kecuali kenyataan bahwa ia mukopolisakharida
yaitu heterosakharida yang mengandung gula-gula amino. Khitin adalah polisakharida
struktural yang penting pada inverteberata. Ia dijumpai misalnya pada rangka krustasea
dan rangka luar insekta. Khitin mengandunfg unit-unit N-asetil-D-glukosamin yang
digabungkan oleh ikatan β (1
4) glikosida.
2.2.3.6. Hemiselulosa
Hemiselulosa merujuk pada polisakarida yang mengisi ruang antara serat-serat
selulosa dalam dinding sel tumbuhan. Secara biokimiawi, hemiselulosa adalah semua
polisakarida yang dapat diekstraksi dalah larutan basa (alkalis). Monomer Penulis
hemiselulosa biasanya adalah rantai D-glukosa, ditambah dengan berbagai bentuk
monosakarida yang terikat pada rantai, baik sebagai cabang atau mata rantai, seperti Dmannosa, D-galaktosa, D-fukosa, dan pentosa-pentosa seperti D-xilosa dan L-arabinosa.
Komponen utama hemiselulosa pada Dicotyledoneae didominasi oleh xiloglukan,
sementara pada Monocotyledoneae komposisi hemiselulosa lebih bervariasi. Pada
gandum, ia didominasi oleh arabinoksilan, sedangkan pada jelai dan haver didominasi oleh
beta-glukan.
Beberapa jenis polisakarida lainnya dapat dilihat pada 3.
Tabel 3. Beberapa Jenis Polisakarida
Jenis
Keterangan
Polisakarida
Ditemukan dalam dinding sel fungi
Poliglukosa amina
dan eksoskeleton insekta
Kitin
Inulin
Agar
Poli-1-3-glukosa
Poli-1-2, 1-3, dan 1-4
glukosa
polifruktosa
Poligalaktosa sulfat
Murein
Lignin
Polimer gula-peptida
Polimer kompleks
Kalosa
Dekstran
Ditemukan dalam dinding phloem
tubes
Cadangan makanan pada fungi dan
bakteri
Cadangan makanan pada tumbuhan
Ditemukan pada algae dan digunakan
untuk membuat agar plate
Ditemukan pada dinding sel bakteria
Ditemukan pada dinding sel
xylem,komponen utama kayu
Polisakarida lain yang dihasilkan oleh sel-sel eukariot adalah :
a) Glikoprotein
18
Glikoprotein adalah protein yang mengandung polisakarida. Karbohidrat ini terikat
pada protein melalui ikatan glikosidik- ke serin, treonin, hidrosilisin atau hidroksiprolin.
Glikoprotein ialah suatu protein yang mengikat unit karbohidrat dengan ikatan kovalen.
Struktur ini memainkan beberapa peran penting di antaranya dalam proses proteksi
imunologis, pembekuan darah, pengenalan sel-sel, serta interaksi dengan bahan kimia lain.
Gambar 21. Glikoprotein
b) Mukopolisakarida
Proteoglikan atau mukopolisakarida terdiri atas rantai protein dengan polisakarida
berulang.Mukopolisakarida adalah suatu materi tipis, kental, menyerupai jelly dan
melapisi sel.
Gambar 22. Stuktur dari mukopolisakarida
c) Glikosaminoglikan
Glikosaminoglikan adalah satuan berulang polisakarida proteoglikan tanpa rantai
proteinnya.
2.2.4. Oligosakarida
Oligosakarida ialah kelas karbohidrat yang mengandung dua hingga delapan unit
monosakarida. Setiap unit monosakarida ini dihubungkan oleh ikatan glikosida.
Oligosakarida dapat digolongkan menjadi kumpulan disakarida, trisakarida, dan
seterusnya menurut bilangan unit monosakarida yang terdapat dalam molekulnya.
Berdasarkan karbohidrat yang terdapat pada makanan dikelompokkan menjadi :
19


Available Carbohydrate (Karbohidrat yang tersedia),
Yaitu karbohidrat yang dapat dicerna, diserap serta dimetabolisme sebagai karbohidrat.
Unvailable Carbohydrate (Karbohidrat yang tidak tersedia)
Yaitu karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisa oleh enzim-enzim pencernaan manusia,
sehingga tidak dapat diabsorpsi.
2.3. Macam-macam Proses Metabolisme Karbohidrat
2.3.1. Glikogenesis
Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses pembentukan
glikogen adalah sebagai berikut.
1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan
bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
2. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.
3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil
transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat
(PPi).
4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor
satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan
tambahan satu unit glukosa.
2. Glikolisis
Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di
dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian
diubah menjadi glikogen. Peristiwa oksidasi glukosa di dalam jaringan terjadi secara
bertingkat dan pada tingkat tertinggi dilepaskan energi melalui proses proses kimiawi
(glukosa, glikogen) diubah menjadi piruvat.
Piruvat ini merupakan zat antara yang sangat penting dalam metabolisme karbohidrat.
Sifat-sifat peristiwa glikolisis, antara lain:
1. oksidasi glikogen/glukosa menjadi piruvat laktat;
2. dapat berlangsung secara aerob dan anaerob;
3. diperlukan adanya enzim dan energi;
4. menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga;
5. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.
Pada peristiwa glikolisis aerob dihasilkan piruvat, sedangkan pada glikolisis anaerob
dihasilkan laktat melalui piruvat. Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari
piruvat (kebalikan glikolisis).
Daur Krebs
Piruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Asetat khususnya
asetil koenzim-A dapat diolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebut lingkaran
trikarboksilat. Hal itu dikemukakan oleh Krebs (1937), sehingga disebut juga Daur Krebs.
Dalam proses siklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yang mengandung tenaga
kimia besar, yaitu ATP (Adenosin Tri Phosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme
20
yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein.
Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagai berikut.
1. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO dan suatu zat yang
mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi
asetil koenzim A.
2. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun
asam sitrat.
Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut.
1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.
2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.
3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.
4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat
dehidrogenase.
5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.
6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.
7) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzim malat dehidrogenase.
2.3.2. Glikogenolisis
Glikogenolisis merupakan proses pemecahan molekul glikogen menjadi glukosa.
Apabila tubuh dalam keadaan lapar, tidak ada asupan makanan, kadar gula dalam darah
menurun, gula
2.3.3. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis adalah proses sintesis (pembentukn) glukosa dari sumber bukan
karbohidrat. Molekul yang umum sebagai bahan baku glukosa adalah asam piruvat, namun
oxaloasetat dan dihidroxiaseton fosfat dapat juga menjalani proses glukoneogenesis. Asam
laktat, beberapa asam amino dan gliserol dapat dikonversi menjadi glukosa.
Glukoneogenesis hampir mirip dengan glikolisis dengan proses yang dibalik, hanya
beberapa tahapan yang membedakannya dengan glikolisis. ATP dibutuhkan dalam
tahapan glukoneogenesis.
Glukoneogenesis terjadi terutama dalam hati dan dalam jumlah sedikit terjadi pada
korteks ginjal. Sangat sedikit glukoneogenesis terjadi di otak, otot rangka, otot jantung dan
beberapa jaringan lainnya. Umumnya glukoneogenesis terjadi pada organ-organ yang
membutuhkan glukosa dalam jumlah banyak. Glukoneogenesis terjadi di hati untuk
menjaga kadar glukosa darah agar tetap dalam kondisi normal.
2.4. Fungsi dan Peran Karbohidrat
Berikut ini adalah beberapa peran dan fungsi karbohidrat dalam kehidupan:
2.4.1. Peran Karbohidrat:
2.4.1.2. Peran Dalam Biosfer
21
Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik
secara langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri,
dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung. Sementara itu,
hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada
organisme autotrof untuk mendapatkan makanan.
Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian
dapat digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan
oleh fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat. Senyawa
ini merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme
autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan amilum.
2.4.1.2. Peran Sebagai Bahan Bakar Dan Nutrisi
Kentang merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung banyak karbohidrat.
Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup.
Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada
vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh.
Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam
molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu,
kerangka karbon monosakarida juga berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis
molekul organik kecil lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.
Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori.
Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan
karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini
misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong,
ubi jalar), dan gula.
Namun, daya cerna tubuh manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam
bergantung pada sumbernya, yaitu bervariasi antara 90%–98%. Serat menurunkan daya
cerna karbohidrat menjadi 85%. Manusia tidak dapat mencerna selulosa sehingga serat
selulosa yang dikonsumsi manusia hanya lewat melalui saluran pencernaan dan keluar
bersama feses. Serat-serat selulosa mengikis dinding saluran pencernaan dan
merangsangnya mengeluarkan lendir yang membantu makanan melewati saluran
pencernaan dengan lancar sehingga selulosa disebut sebagai bagian penting dalam menu
makanan yang sehat. Contoh makanan yang sangat kaya akan serat selulosa ialah buahbuahan segar, sayur-sayuran, dan biji-bijian.
Selain sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga
keseimbangan asam basa di dalam tubuh, berperan penting dalam proses metabolisme dalam
tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan mengikat protein dan lemak.
2.4.1.3.Peran Sebagai Cadangan Energi
Beberapa jenis polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan, yang
nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan. Pati
merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan. Tumbuhan menumpuk pati
sebagai granul atau butiran di dalam organel plastid, termasuk kloroplas. Dengan
22
mensintesis pati, tumbuhan dapat menimbun kelebihan glukosa. Glukosa merupakan bahan
bakar sel yang utama, sehingga pati merupakan energi cadangan.
Sementara itu, hewan menyimpan polisakarida yang disebut glikogen. Manusia dan
vertebrata lainnya menyimpan glikogen terutama dalam sel hati dan otot. Penguraian
glikogen pada sel-sel ini akan melepaskan glukosa ketika kebutuhan gula meningkat.
Namun, glikogen tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi hewan untuk jangka waktu
lama. Glikogen simpanan akan terkuras habis hanya dalam waktu sehari kecuali kalau
dipulihkan kembali dengan mengonsumsi makanan.
2.4.1.4.Peran Sebagai Materi Pembangun
Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya,
selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut, liat,
tidak larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua
bagian berkayu dari jaringan tumbuhan. Kayu terutama terbuat dari selulosa dan
polisakarida lain, misalnya hemiselulosa dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir
seluruhnya dari selulosa.
Polisakarida struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun
kerangka luar (eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan
lain sejenis). Kitin murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium
karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel berbagai jenis fungi.
Sementara itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan karbohidrat
polisakarida dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel ini membentuk suatu kulit
kaku dan berpori membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran sel yang
lunak dan sitoplasma di dalam sel.
Karbohidrat struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat
dengan molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan maupun
glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas
karbohidrat, sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan
misalnya pada perekat antarsel pada jaringan, tulang rawan, dan cairan sinovial yang
melicinkan sendi otot. Sementara itu, glikoprotein dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan
lipid) banyak ditemukan pada permukaan sel hewan. Karbohidrat pada glikoprotein
umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, empat
golongan darah manusia pada sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman
oligosakarida pada permukaan sel darah merah.
2.4.2. Fungsi karbohidrat :
a. Sumber energy
Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. 1 gram karbohidrat
menghasilkan 4 kkal. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi
glukosa untuk keperluan energi segera, sebagian disimpan sebagai glikogen dalam
hati dan jaringan otot, dan yang sebagian lagi diubah menjadi lemak untuk kemudian
disimpan sebagai cadangan energi.
b. Pemberi rasa manis pada makanan
23
Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakrida dan
disakarida.
c. Penghemat protein
Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi maka protein akan digunakan untuk
memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat
pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan
digunakan sebagai zat pembangun.
d. Pengatur metabolisme lemak
Mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.
e. Membantu pengeluaran feses
Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltic usus dan
memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltic usus,
sedangkan hemiselulosa dan pectin mampu menyerap banyak air dalam usus besar
sehingga memberi bentuk pada sisa makanan yang di keluarkan.
2.5. Berbagai Sumber Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa yang keberadaannya sangat melimpah di dunia ini.
Banyak sekali jenis makanan yang mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat adalah
padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah
bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya.
Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbiumbian, seperti wortel dan bit serta kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung
karbohidrat daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam,
ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang
banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong,
talas, dan sagu.
2.6. Penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat
Dampak-dampak dari kurangnya asupan karbohidrat:
a. Perilaku yang buruk
Kurangnya asupan karbohidrat tak hanya buruk bagi tubuh Anda, tapi juga jiwa. Diet
rendah karbohidrat yang ekstrim dapat secara negatif memengaruhi mood Anda.
b. Kemalasan
Karbohidrat memberikan ‘makanan’ pada otot-otot tubuh. Ia berupa glikogen, dan
tanpanya, Anda akan merasa lebih lemah dan tidak berenergi, yang ujungnya
menghilangkan minat Anda untuk latihan-latihan atau olahraga berat.
c. Kebodohan
Dampak kurangnya asupan karbohidrat yang terdengar cukup mengerikan adalah ia bisa
membuat Anda lebih bodoh. Ya, ia bisa memengaruhi fungsi otak dan mengurangi
kemampuan konsentrasi Anda.
d. Metabolisme lambat
24
Ketika beraktifitas atau berolahraga, tubuh membutuhkan suplai karbohidrat yang cukup
untuk membantu melalui latihan-latihan pembakaran lemak yang melelahkan. Dan, begitu
pula sesudahnya.
e. Kelaparan
Tentunya, kekurangan asupan karbohidrat membuat Anda sering merasa kelaparan. Dan
yang paling berbahaya dari situasi ini adalah ia sangat menggoda Anda untuk makan
sembarangan (baca: junk food). Cara menyiasatinya adalah memilih asupan karbohidrat
yang lambat dicerna. Contohnya, makanan berbahan dasar gandum seperti havermut. Ia
membutuhkan waktu lebih lama untuk memasuki aliran darah dan dapat lebih memuaskan
hasrat makan Anda ketimbang junk food.
Kekurangan atau kelebiham karbohidrat dapat pula menimbulkan berbagai gangguan atau
penyakit, diantaranya :
a.
Kekurangam Kalori dan Protein (KKP)
Penyakit kekurangam kalori dan protein pada dasarnya terjadi karena defisiensi
energi dan defisiensi protein, disertai susunan hidangan yang tidak seimbang. Penyakit
KKP terutama menyerang anak yang sedang tumbuh,ibu hamil dan dapat pula
menyerang orang dewasa, yang biasanya kekurangan makan secara menyeluruh.
Penyakit KKP menyerang anak yang sedang tumbuh pesat (balita), terutama
berusia 2-4 tahun. Beberapa gejala defisiensi energi, anak kelihatan kurus seolah-olah
hanya tinggal kulit pembalut tulang. Muka berkerut seperti orang tua, kulit di dekat
pantat juga tampak berlipat-lipat, mengesankan kulit yang terlalu lebar untuk badan
anak. Anak tergeletak pasif, apatis, tanpa respen terhadap keadaan sekitar, dan bila
dipegang tidak terasa jaringan lemak subkutam di antara lipatan kulitnya.
b.
Laktosa Intolerans (LI)
Ada orang sehat terutama anak-anak dan remaja yang tidak tahan bila minum
susu, sehingga menyebabkan diare. Hal ini disebabkan kekurangam enzim laktase pada
usus halusnya tidak mampu menguraikan laktosa (gula susu) menjadi gula. yang lebih
sederhana. Ketidakmampuan usus halus mencerna laktosa ini ditandai dengan gejala
kejang perut, diare, dan perut kenbung jika minum susu. Upaya yang ditempuh untuk
mengatasi gangguan reaksi LI dengan penambahan enzim laktase pada susu dengan
hasil olahannya seperti yoghurt, keju, dan mentega. Ini penting dilakukan karena susu
merupakan bahan makanan yang padat gizi dan penting dikonsumsi.
Gula Darah
Glukosa dijumpai dalam peredaran darah, berfungsi sebagai penyedia energi
bagi sel dan jaringan tubuh. Dalam keadaan normal kadar glukosa darah berkisar antara
60-120 mg/100 ml. Kadar glukosa melebihi mormal disebut hiperglikemi, yaitu
kelebihas kadar gula dalam darah. Keadaam sebaliknya disebut hipoglikemil yaitu
keaAaam kadar gula. darah di bawah normal.
Hipoglikemi dapat meryebabkan kehilangan kesadaran (koma), karena sistem
susunan saraf pusat dan otak hanya dapat bekerja dengan mengambil glukosa sebagai
c.
25
d.
e.
sumber tenaga. Pada keadaan demikian harus segera diberikan suntikan glukosa. untuk
menormalkan fungsi otak.
Kencing manis (Diabetes Melitus)
Penyakit diabetes melitus atau kencing manis merupakan gangguan metalobolik
yang berkaitan dengan glukosa. Para peneliti dan ilmuwan umumnya sependapat, dasar
penyakit ini ialah defisiensi hormon insulin. Hormon ini dihasilkan dalam kelenjar
pankreas dan mempunyai fungsi memetabolisme glukosa.
Diabetes melitus dapat ditangani dengan upaya diet, kegiatan fisik, dan obat.
Jika penangannya cukup baik, penderita dapat menjalani kehidupan normal untuk
jangka waktu tertentu. Pada penderita sering dijumpai kelainan sampingan, terutama
yang tidak dirawat dengan baik, misalnya kelainan retina (retinopathia diabetica),
kelainan kardiovaskuler dengan gejala penyumbatan pembuluh darah halus, kelainan
ginjal dan kelainan hati. Bisa juga terjadi kelainan saraf yang disebut neuropathia
diabetica.
Obesitas
Obesitas atau kegemukan adalah kelebihan gizi yang ditandai dengan adanya
penimbunan lemak secara berlebihan dalam tubuh sehingga menaikkan berat badan.
Kegemukan hanya dapat terjadi jika ada kelebihan energi karena berbagai sebab, antara
lain kelebihan zat gizi, kelainan bagian otak tertentu, kelainan hormon endokrin, faktor
keturunan, dan akibat pemakaian obat tertentu.
Kelebihan berat badan antara lain disebabkan ketidakseimbangan konsumsi
kalori dengan kebutuhan energi, dimana konsumsi terlalu berlebihan dibanding
kebutuhan energi. Kelebihan energi itu disimpan dalam bentuk jaringan lemak.
26
BAB III
KESIMPULAN
1.
Karbohidrat merupakan suatu molekul yang tersusun dari unsur-unsur karbon,
hydrogen, dan oksigen. Rumus umumnya adalah C nH2nOn.
2. Karbohidrat merupakan hasil sintesis CO2 dan H2 O dengan bantuan sinar matahari dan
zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis.Zat makanan ini merupakan sumber energi
bagi organisme heterotrof(makhluk hidup yang memperoleh energi dari sumber
senyawa organik di lingkungannya).
3. Klasifikasi karbohidrat :

Monosakarida :glukosa, galaktosa, fruktosa

Disakarida : sukrosa , maltose, isomaltosa, laktosa

Oligosakarida : Trisakarida, Tetrasakarida , Rafinosa, stakiosa, Fruktan

Polisakarida : pati, dekstrin, selulosa, glikogen, hemiselulosa
3. Karbohidrat memiliki beberapa fungsi. Yang utama adalah sebagai sumber energ bagi
tubuh kita, selain itu karbohidrat juga berfungsi untuk memberikan rasa manis pada
makanan, penghemat protein, pengatur metabolism lemak. Dan membantu
melancarkan pengeluaran feses.
4. Sumber karbohidrat antara lain Padi, Kentang, Ubi, Jagung, Singkong, Kacang
kacangan, dll.
5. Kekurangan atau kelebihan karbohidrat dapat pula menimbulkan berbagai gangguan
atau penyakit, diantaranya :Kekurangam Kalori dan Protein (KKP),Laktosa Intolerans
(LI), gangguan gula darah, kencing manis (Diabetes Melitus), Obesitas.
27
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier, Sunita. 2006. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. PT Gramedia Purtaka Utama.
Jakarta.
Agria, R. dkk. 2011. Gizi Reproduksi. Penerbit Fitramaya. Yogyakarta.
Amstrong, F. B. 1995. Buku Ajar Biokimia. Edisi ketiga alih bahasa dr. R. F.
Maulany, MSc. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.
Anderson,. K., 1958. Essensial of Physiologycal Chemistry 4th Edition. Third
Printing. The United States of Amerika.
Bagiada, A., Mika dan K. Isnuwardani. 1991. Diktat Biokimia Enzim. Fakultas
Kedokteran UNUD.
Conn, E.E and P. K. Stump. 1976. Outline of Biochemistry 4th Edition, Jhon Wiley
and Sons, Inc. New York, London, Sidaeg, Toronto.
David, S. P. 1985. Prinsip-prinsip Biokimia. Diterjemahkan oleh Drs. R.
Soendoro. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Girindra, A. 1993. Biokimia I. Cetakan kedua. Penerbit Pt Gramedia, Jakarta.
Harper, A. H. 1967. Review of Physiologycal Chemistry Range Medical
Publication, Los Altos, California.
Hardjasasmita, H. P. 19997. Ikhtisar Biokimia Dasar B. Balai Penerbit Fakultas
Kedokteran Universitas Indnesia.
Hutagalung, Halomoan, Dr. 2004. Karbohidrat. Sumatra Utara; Fakultas Kedokteran
K. Murray, Robert, dkk. 2003. Biokimia Harper. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
EGC.
Lehninger, A. L. 1988. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid I Alih Bahasa Dr. Ir. Maggy
Thenawidjaja. Erlangga: Surabaya.
Mc. Gilvery, R. W. dan G. W. Goldstein. 1996. Biokimia Suatu Pendekatan
Fungsional. Edisi Ketiga. Alih Bahasa dr. Tri Martini Sumarno,
DSBK., dkk. Penerbit Eirlangga University Press, Surabaya.
Ngili, Yohanis. 2010. Biokimia Dasar. Bandung; Rekayasa Sains
Poedjadi, Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia.UI Press: Jakarta.
28
Roswieem,Albert L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Erlangga: Jakarta.
Sediaoetama, Achmad Djaeni. 2000. Ilmu Gizi Untuk Mahasiswa dan Profesi. Jakarta:
Dian Rakyat.
Strayer, L. 2000. Biokimia. Cetkan I. Edisis 4 Volume I. Alih Bahasa dr. Ani Retno
Prijanti, dkk. Penerbit Buku Kedokterrran EGC, Jakarta.
White, A., P. Handler, E. L. Smith, R. L. Hill and I. R. Lehman. 1978. Principles
of Biochemistry Sixth Edition. Kosaido Printing Co. LTD. Tokyo,
Japan.
Wirahadi Kusumah, M. 1981. Biokima, Proteina, Enzima dan Asam Nukeat.
Departemen Biokimia ITB Penerbit ITB, Bandung.
29