Karbohidrat adalah senyawa yang paling banyak didistribusikan baik pada tumbuhan maupun hewan. Tumbuhan dapat membangun karbohidrat dari karbon dioksida (CO2) melalui proses fotosintesis. Tubuh yang hidup mengandung 1 persen karbohidrat. Banyak tumbuhan dan hewan mengandung karbohidrat dalam jumlah besar sebagai cadangan makanan.
Karbohidrat adalah senyawa yang menyediakan energi ke sel-sel organisme hidup. Karbohidrat didefinisikan sebagai senyawa netral yang terdiri dari atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dengan perbandingan 1: 2: 1. Rumus umum karbohidrat sederhana adalah Cn (H2O) n. Karbohidrat juga dikenal sebagai ‘Sakarida’. Istilah ‘sakarida’ berasal dari kata Yunani ‘Sakcharon’ yang berarti gula. Sumber utama karbohidrat adalah tumbuhan. Hewan yang lebih tinggi memiliki jumlah karbohidrat yang sedikit.
Pada tumbuhan, karbohidrat ditemukan sebagai selulosa dan pati di batang, serat, kulit kayu, buah-buahan, akar, biji, getah, dll. Sedangkan pada hewan tingkat tinggi, karbohidrat disimpan sebagai glikogen, asam laktat dan laktogen di hati, otot, dan susu masing-masing. Karbohidrat adalah zat padat granular, berserat atau kristal. Rasanya manis atau tawar. Sebagian besar karbohidrat tidak larut dalam air kecuali monosakarida. Di panas berlebih, mereka menjadi abu. Karbohidrat membentuk aster yang dikombinasikan dengan asam.
Klasifikasi Karbohidrat
Berdasarkan hidrolisis, karbohidrat terdiri dari jenis berikut:
1. Monosakarida (Gr. Mono = tunggal, sakar = gula):
Ini adalah gula sederhana dan bentuk karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana. Rumus umum monosakarida adalah CnH2nOn. Beberapa contoh umum monosakarida adalah glukosa, ribosa, dll. Ini membentuk blok bangunan untuk karbohidrat yang lebih kompleks. Semua monosakarida larut dalam air, manis dan mampu membentuk kalus. Mereka memiliki kelompok aldehida bebas (-CHO) pada karbon 1 atau kelompok keton bebas (> C = O) pada posisi karbon 2 dan memiliki sifat pereduksi. Monosakarida dengan gugus aldehid dikenal sebagai aldosa sedangkan dengan gugus keton dikenal sebagai ketosa.
Monosakarida adalah jenis berikut berdasarkan sejumlah atom karbon seperti triosa, tetrosa, heksosa, heptosa, dll yang masing-masing mengandung 3,4,5,6 dan 7 atom karbon.
Secara biologis, contoh monosakarida penting adalah pentosa seperti ribosa (ditemukan dalam RNA), deoksiribosa (ditemukan dalam DNA), dan heksosa seperti glukosa dan fruktosa (gula buah), dll.
- Triosa: Ini adalah gula sederhana atau monosakarida yang mengandung tiga atom karbon dalam rantai utamanya. Triosa memainkan peran penting dalam respirasi sel. Di alam, hanya tiga triosa yang mungkin tersedia seperti Dihidroksiaseton, L-Gliseraldehida , dan D-Gliseraldehida.
- Tetrosa: Ini adalah empat atom karbon yang mengandung monosakarida dalam rantai utamanya. Eritrosa (C4H8O4) adalah tetrosa yang mengandung satu gugus aldehid. Apoteker Perancis Louis Feux Joseph Garot pertama kali mengisolasi eritrosa (C4H8O4) pada tahun 1849. Beberapa tetrosa yang terjadi secara alami adalah D-eritrosa, D-treosa, dan D-eritrulosa. Mereka memiliki gugus aldehida di posisi 1 atau gugus fungsional keton berada di posisi 2.
- Pentosa: Pentosa adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung lima atom karbon dalam rantai utamanya. Nukleotida tersusun oleh pentosa gula ribosa (C5H10O5) dan deoksi-ribosa (C5H10O4) dan mereka membentuk asam nukleat seperti DNA dan RNA. Pentosa memiliki kekuatan metabolisme yang lebih tinggi daripada heksosa. Beberapa pentosa penting lainnya adalah ribulosa, arabinosa, xilulosa, liksosa, dll.
- Heksosa: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung enam atom karbon dalam rantai utamanya dengan rumus kimia C6H12O6. Heksosa diklasifikasikan oleh gugus fungsional menjadi aldoheksosa dan ketoheksosa. Dalam hal ini, aldoheksosa memiliki gugus aldehida (-CHO) di posisi 1, sedangkan ketoheksosa memiliki gugus keton (RCR ‘) di posisi 2. Contoh gula heksosa adalah glukosa yang merupakan karbohidrat paling melimpah di alam. Ini menyediakan sumber energi untuk semua sel hidup. Gula heksosa penting lainnya adalah fruktosa, mannosa, galaktosa, dll.
- Heptosa: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung tujuh atom karbon. Heptosa diklasifikasikan oleh gugus fungsional menjadi aldohetosa dan ketoheptosa. Dalam hal ini, aldoheptosa memiliki gugus aldehida (-CHO) pada posisi 1, sedangkan ketoheptosa memiliki gugus keton (RCR ‘) pada posisi 2. Beberapa contoh heptosa adalah sedoheptulosa atau D-altro-heptulosa dan mannoheptulosa, dll.
2. Oligosakarida (Gr. Oligo = kurang; sacchar = gula):
Ini adalah karbohidrat kompleks yang dapat dihidrolisis oleh asam menjadi 2-10 unit monosakarida sederhana. Karbohidrat ini larut dalam air, rasanya manis dan mampu membentuk kalus. Mereka dapat dibagi lagi menjadi berbagai subkategori seperti disakarida, terisakarida, dan tetrasakarida, dll.
- Disakarida: Ini adalah oligosakarida terpenting yang mengandung 2 unit monosakarida. Sukrosa adalah disakarida yang dapat dihidrolisis dan memberikan satu molekul glukosa dan fruktosa sementara maltosa memberikan dua molekul glukosa hanya pada hidrolisis.
- Trisakarida: Jika karbohidrat memberikan tiga molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai trisakarida. Rafinosa adalah trisakarida yang terdiri dari satu fruktosa, satu glukosa, dan satu molekul galaktosa. Trisakarida umum lainnya adalah maltotriosa, maltotriulosa, dll.
- Tetrasakarida: Jika karbohidrat memberikan empat molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai tetrasakarida. Rumus umum tetrasakarida adalah C24H42O21. Stakiosa adalah contoh tetrasakarida yang memberikan satu molekul glukosa, satu molekul fruktosa dan dua molekul galaktosa pada hidrolisis.
3. Polisakarida (Gr. Poli = banyak; sakar = gula):
Polisakarida adalah molekul besar yang terdiri dari banyak unit monosakarida. Dalam hal ini, monosakarida terikat bersama oleh hubungan glikosidik. Selama hidrolisis, polisakarida dipecah menjadi monosakarida atau oligosakarida. Polisakarida juga dikenal sebagai glis. Sebuah polisakarida dapat menjadi homopolisakarida ketika mengandung molekul monosakarida yang sama atau heteropolisakarida ketika mengandung polisakarida varietas.
Struktur polisakarida dapat linier atau bercabang. Ketika polisakarida mengandung rantai monosakarida lurus, maka itu disebut polisakarida linier, sedangkan polisakarida memiliki rantai yang memiliki lengan dan dikenal sebagai polisakarida bercabang. Polisakarida melakukan berbagai fungsi di alam. Beberapa polisakarida digunakan untuk menyimpan energi, beberapa bertindak sebagai pembawa pesan seluler, dan lainnya menyediakan dukungan untuk sel dan jaringan. Pada hewan, polisakarida penyimpanan adalah glikogen dan polisakarida struktural adalah kitin.
Beberapa Polisakarida penting:
- Pati: Ini adalah cadangan zat makanan dalam sel tanaman. Ini terjadi sebagai butiran yang mungkin berbentuk bola, oval, berbentuk lensa atau tidak beraturan. Ini tidak larut dalam air dan memberi warna biru dengan yodium. Rumus kimia pati adalah (C6H10O5) n.
- Glikogen: Dikenal sebagai pati hewan karena terjadi di hati dan otot tubuh hewan. Ini larut dalam air dan memberi warna kemerahan dengan yodium.
- Dekstrin: Ditemukan selama hidrolisis parsial pati oleh asam atau enzim amilase. Ini terdiri dari campuran molekul yang sangat kompleks dengan berbagai ukuran dan struktur. Ini larut dalam air dan memberi warna coklat kemerahan dengan yodium.
- Selulosa: Ini adalah komponen struktural terpenting dari dinding sel tumbuhan. Ini juga ditemukan di beberapa mikroorganisme dan organisme yang lebih rendah. Ini membentuk sebagian besar atau serat makanan tetapi tidak dicerna oleh manusia karena tidak adanya enzim pencernaan selulosa. Ini tidak larut dalam air dan tidak memberi warna dengan yodium.
- Kitin: Ini adalah molekul polisakarida besar yang terbuat dari rantai glukosa yang dimodifikasi. Ini ditemukan di dinding sel jamur, exoskeleton serangga, bagian keras invertebrata dan ikan lainnya. Itu tidak dicerna oleh hewan vertebrata. Ini adalah molekul yang dapat didaur ulang yang dapat larut seiring waktu. Ini memiliki beberapa aplikasi industri seperti benang bedah dan pengikat untuk pewarna dan lem.
Berdasarkan rasa, karbohidrat ada dua jenis
- 1. Gula: Mereka memiliki rasa manis, dengan struktur granular dan larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah glukosa (C6H12O6), fruktosa, sukrosa, dll.
- 2. Non-gula: Mereka tidak manis, karbohidrat agranular dan tidak larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah selulosa, glikogen, pati, dll.
Peran
Beberapa Peran Penting Karbohidrat dalam Organisme
- Karbohidrat bertindak sebagai bahan bakar nabati dan sumber energi tubuh. Sebagian besar aktivitas metabolisme sel dalam semua organisme membutuhkan energi yang berasal dari oksidasi karbohidrat.
- Karbohidrat bertindak sebagai penyimpanan makanan. Semua hewan mendapatkan energi dari berbagai jenis karbohidrat dalam makanan mereka.
- Beberapa polisakarida seperti pati bertindak sebagai penyimpanan makanan untuk tumbuhan.
- Ini memberikan energi ke tubuh dan mengatur gula darah.
- Karbohidrat menghentikan degradasi otot rangka dan jaringan lain seperti hati, ginjal, dan jantung.
- Ini membantu mencegah pemecahan protein untuk menghasilkan energi.
- Karbohidrat juga membantu meningkatkan metabolisme lemak.
- Karbohidrat membentuk bahan genetik seperti DNA dan RNA dalam bentuk gula deoksiribosa dan ribosa.
- Karbohidrat mencegah sembelit dan membantu membersihkan usus.
- Karbohidrat membuat makanan menjadi manis.
- Di banyak industri seperti tekstil, kertas, pernis, dan pabrik bir, karbohidrat digunakan sebagai komponen penting.
- Beberapa polisakarida seperti agar digunakan dalam media kultur, pencahar dan makanan.
- Karbohidrat membentuk komponen biomolekul yang memainkan peran kunci dalam pembekuan darah, kekebalan, pembuahan, dll.
- Ini membantu untuk membuat semua bagian sel dan jaringan.
- Beberapa karbohidrat seperti glikogen hati membantu dalam mendetoksifikasi hati yang normal.
- Beberapa karbohidrat struktural seperti pektin dan hemiselulosa membentuk dinding sel dalam tumbuhan.
- Hormone-stimulating Hormone (FSH) dan Luteinizing Hormone (LH) adalah glikoprotein yang membantu dalam reproduksi.
Penutup
Protein, lipid, dan karbohidrat adalah makronutrien utama dalam makanan kita. Karbohidrat tersedia dalam berbagai bentuk dan Anda bisa mendapatkannya dari berbagai makanan seperti buah-buahan, sayuran, dan makanan berserat tinggi seperti biji-bijian. Ini adalah sumber energi terpenting bagi tubuh. Untuk melakukan diet seimbang, Anda harus selalu mengonsumsi makanan kaya karbohidrat. Karbohidrat menyediakan bahan bakar langsung di setiap sel dalam tubuh Anda dalam bentuk glukosa, terutama sel-sel otak Anda.