Karbohidrat termasuk senyawa kimia hasil proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan hijau. Fungsi utama dari senyawa ini adalah sebagai sumber energi untuk membantu metabolisme tubuh. Sementara itu, struktur karbohidrat terdiri dari beberapa golongan dan bisa Anda temukan dalam bentuk selulosa, pati, dan gula.
Setiap golongan karbohidrat juga mempunyai sifat yang berbeda-beda. Misalnya, beberapa karbohidrat dapat larut dalam air dan mempunyai ukuran molekul yang lebih besar. Anda bisa mengetahui lebih lanjut seputar karbohidrat secara lengkap dalam ulasan di bawah ini.
Daftar ISI
Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat adalah senyawa kimia gabungan antara unsur karbon, hidrogen, dan oksigen dalam rasio tertentu dan dapat digolongkan sebagai makromolekul. Nama karbohidrat berasal dari kata karbo yang artinya karbon dan hidrat yang artinya air. Selain itu, karbohidrat juga sering dikenal sebagai senyawa gula dalam makanan.
Struktur karbohidrat umumnya dapat digambarkan dalam dua bentuk rantai karbon. Rantai karbon terbuka dapat digambarkan melalui proyeksi Fischer, sedangkan rantai karbon tertutup dapat digambarkan melalui proyeksi Howarth.
Sebagian besar senyawa karbohidrat mempunyai rumus empiris, yaitu CH2O dengan perbandingan 1:2:1 untuk C:H:O. Karbohidrat mempunyai gugus fungsi aldehid yang dikenal dengan aldosa dan gugus fungsi utama keton atau karbonil yang disebut dengan ketosa.
Struktur Karbohidrat
Senyawa hidrokarbon ini terdiri dari gugus hidroksil (-OH) yang terikat dan gugus fungsi utama aldehid (-CHO) atau karbonil (C=O). Berikut ini beberapa golongan karbohidrat berdasarkan reaksi hidrolisisnya yang perlu Anda ketahui:
1. Monosakarida
Jenis karbohidrat yang pertama, yaitu monosakarida dengan rumus kimia Cx(H2O)y. Monosakarida merupakan jenis karbohidrat yang paling sederhana sehingga tidak bisa dipecah lagi menjadi struktur yang lebih kecil. Monosakarida juga termasuk turunan karbohidrat yang mempunyai rantai karbon tunggal. Berikut ini contohnya:
- Glukosa
Bentuk dari monosakarida adalah glukosa atau aldohexose dan dextrose. Struktur cincin glukosa menunjukkan bahwa banyak sifat glukosa yang tidak bisa digambarkan dalam rantai terbuka.
Terdapat dua metode umum yang digunakan untuk pembuatan glukosa. Pertama, merebus sukrosa dengan asam encer ke dalam larutan alkohol. Kedua, melalui proses hidrolisis pati dan merebusnya dengan larutan H2SO4 di bawah tekanan tinggi.
- Fruktosa
Fruktosa adalah bentuk ketoheksosa yang mempunyai rumus molekul C6H12O6. Senyawa ini memiliki gugus fungsi keton dengan enam atom karbon dalam satu rantai lurus.
Fruktosa juga memiliki struktur yang berbeda dari glukosa, yaitu struktur siklik yang disebut furanosa dengan gugus karbonil pada karbon gugus fungsi keton.
- Galaktosa
Galaktosa termasuk aldosa karena mempunyai gugus fungsi aldehid. Jenis monosakarida yang satu ini juga terdapat dalam disakarida laktosa dalam keadaan terikat dengan glukosa.
2. Disakarida
Jenis karbohidrat yang kedua, yaitu disakarida. Seperti namanya, disakarida mengacu pada molekul yang mempunyai dua unit monosakarida yang tergabung oleh ikatan asetal dan ketal. Disakarida ini terdiri dari maltosa, laktosa, sukrosa, dan selobiosa. Berikut ini penjelasan dari masing-masing bentuk dari disakarida:
- Maltosa
Maltosa merupakan jenis disakarida yang diperoleh dari proses hidrolisis pati atau amilum dengan pengaruh enzim. Jenis disakarida ini terurai dari pati secara acak oleh enzim α-1,4-glukan 4-glukanohidrolase yang secara spesifik dapat mengubah pati menjadi maltosa.
- Laktosa
Laktosa atau dikenal sebagai gula susu adalah disakarida yang secara alami hanya bisa ditemukan pada mamalia. Jenis disakarida ini terdiri dari dua karbohidrat sederhana yang berlainan yaitu D-galaktosa dan D-glukosa. Laktosa ini terbentuk dari satu molekul glukosa dan galaktosa.
- Sukrosa
Anda mungkin sudah tidak asing lagi dengan istilah sukrosa. Sukrosa merupakan jenis disakarida yang lebih dikenal sebagai gula pasir sehingga memiliki rasa yang manis. Struktur karbohidrat jenis sukrosa berasal dari gabungan antara monosakarida glukosa dan fruktosa.
- Selobiosa
Disakarida yang satu ini bisa Anda peroleh dari proses hidrolisis parsial dari selulosa. Selobiosa tersusun dari dua satuan glukopiranosa yang tergabung oleh ikatan 1,4β.
3. Polisakarida
Polisakarida adalah jenis disakarida yang mengandung monosakarida panjang dan disatukan oleh ikatan glikosidik. Sebagian besar polisakarida dapat berperan sebagai penyimpanan makanan. Senyawa yang termasuk dalam polisakarida antara lain selulosa, pati, amilosa, amilopektin, glikogen, dan kitin. Berikut ini penjelasannya:
- Selulosa
Selulosa adalah senyawa organik yang membentuk komponen serat pada dinding sel tumbuhan. Molekul ini terdiri dari rantai atau mikrofibril sampai 14.000 D-glukosa yang disatukan oleh ikatan hidrogen.
- Amilosa
Berbeda dengan selulosa yang mempunyai ikatan glikosidik β, amilosa memiliki ikatan glikosidik α.
Jadi, amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan secara 1,4’. Amilosa mengalami proses hidrolisis lengkap dengan menghasilkan D-glukosa, sementara pada hidrolisis parsial menghasilkan maltosa.
- Pati
Pati termasuk jenis polisakarida yang terbanyak setelah selulosa. Ada dua fraksi utama dari pati berdasarkan kelarutan saat triturasi dengan air panas. 20 persen pati yang larut adalah amilosa, sedangkan 80 persen pati yang tidak larut adalah amilopektin.
- Amilopektin
Amilopektin merupakan jenis polisakarida yang mempunyai ukuran jauh lebih besar dari amilosa. Rantai utama amilopektin mengandung 1,4′-α-D-glukosa.
Ada pula ikatan 1,6′-α-glikosida sebagai ikatan pada titik cabangnya. Amilopektin ini mempunyai cabang sehingga terdapat satu ujung glukosa untuk setiap 25 satuan glukosa.
- Glikogen
Glikogen mempunyai struktur karbo yang hampir sama dengan amilopektin. Rantai glukosa pada glikogen terikat pada 1,4′-α dengan rantai cabang 1,6′-α. Glikogen juga diketahui memiliki lebih banyak cabang daripada amilopektin.
- Kitin
Kitin merupakan polisakarida linier yang mempunyai kandungan N-asetil-D-glukosamin terikat β. Selain itu, kitin juga menghasilkan 2-amino-2-deoksi-D-glukosa pada proses hidrolisis dan melepaskan gugus asetat.
Sifat Karbohidrat
Anda sudah mengetahui jika ada banyak jenis struktur karbohidrat. Setiap strukturnya tentu memiliki sifat yang berbeda baik itu dari golongan monosakarida, disakarida, maupun polisakarida. Berikut ini rincian dari masing-masing sifat yang dimiliki berbagai jenis karbohidrat:
1. Sifat Monosakarida
Beberapa sifat yang umum dimiliki oleh golongan monosakarida antara lain memiliki rasa yang manis. Lalu, berwujud padat pada suhu ruangan dan berwarna putih, bersifat optis aktif, mudah larut dalam air, bisa menghasilkan alkohol apabila difermentasikan dengan ragi, dan dapat mereduksi reagen Fehling.
2. Sifat Disakarida
Beberapa sifat yang umum dimiliki oleh struktur karbohidrat disakarida antara lain mempunyai rasa yang manis, terutama untuk jenis sukrosa. Disakarida juga mudah larut dalam air, dapat terhidrolisis dan menghasilkan dua monosakarida sesuai dengan pembentuknya, dan dapat mereduksi Fehling kecuali jenis sukrosa.
3. Sifat Polisakarida
Struktur golongan polisakarida mempunyai sifat umum yang berbeda dengan golongan lainnya. Polisakarida memiliki rasa yang tawar dan tidak manis, lebih sulit larut dalam air karena strukturnya yang besar. Lalu, apabila terhidrolisis bisa, maka akan menghasilkan monosakarida berupa glukosa.
Fungsi Karbohidrat
Setelah memahami tentang struktur karbohidrat dan sifat-sifatnya. Perlu Anda ketahui bahwa ada beberapa fungsi karbohidrat yang berperan penting dalam menentukan karakteristik termasuk rasa, warna, dan tekstur. Berikut ini fungsi lengkapnya:
- Sumber energi bagi kebutuhan sel pada jaringan tubuh.
- Bahan pengental atau GMC, penstabil, dan pemanis pada teknologi makanan.
- Membantu proses metabolisme lemak dan protein dalam tubuh.
- Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai penghasil energi.
- Jenis laktosa berfungsi untuk membantu penyerapan kalsium.
Sudah Paham Struktur Karbohidrat dan Jenisnya?
Demikian ulasan tentang karbohidrat yang lengkap mulai dari pengertian, struktur, hingga fungsinya. Anda bisa melihat perbedaan dari masing-masing golongan karbohidrat melalui rantai atau gugus penyusunnya. Selain itu, setiap karbohidrat juga mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Semoga bermanfaat!
