KARBOHIDRAT

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja. Umumnya karbohidrat dirumuskan ( CH₂O )n , tetapi tidak semua senyawa dengan rumus ( CH₂O )n merupakan karbohidrat. Karbohidrat adalah senyawa organik dengan gugus karbonil ( aldehid atau keton ) dan multiple gugus hidroksil. Karbohidrat secara klasik diklasifikasikan menjadi 4 yaitu :

1.      Monosakarida

            Rumus umum : C_n( H₂O )_n. Dikarakterisasi dengan adanya gugus fungsi karbonil aldehid ( aldosa ) atau keton ( ketosa ) dan gugus fungsi hidroksil ( n-1). Biasanya terdapat 5 atau 6 atom C ( pentosa atau heksosa ) dari range 3-9.

2.      Oligomerik  dan polimerik sakarida

            Merupakan hasil dari kombinasi monosakarida melalui ikatan glikosida atau kombinasi antara monosakarida dengan non sakarida melalui ikatan konjugasi sakarida atau glikosida.

3.      Sakarida sederhana

            Merupakan hasil dari kombinasi monosakarida. Jika terdiri kurang dari 10 unit monosakarida maka dikategorikan sebagai oligosakarida. Jika terdiri lebih dari 10 unit sakarida maka dikategorikan sebagai polisakarida.

4.      Glikosida atau sakarida terkonjugasi

            Merupakan hasil dari ikatan antara gula (monosakarida atau oligosakarida) molekul non gula ( aglokon atau garam ).

§  Jika ikatan mengandung gugus N pada aglikon maka disebut sebagai glikosida N seperti pada nukleosida.

§  Jika ikatan mengandung gugus alkoholik-fenolik hidroksil pada aglikon maka disebut sebagi glikosida O seperti saponin, flavonoid dan glikoalkaloid.

§  Jika aglikon sakarida berada diantara 2 atom karbon maka disebut sebagai glikosida C ( seperti pada aloin dari aloe dan flavonoid dari beberapa bunga )

§  Jika terdapat sulfur dari analog O glikosida maka disebut S. glikosida seperti glikosinolat yang merupakan karakteristik beberapa famili tumbuhan Brassicaceae.

Selain pengklasifikasian klasik tersebut, adapula yang menggolongkan karbohidrat berdasarkan kompleksitasnya, yaitu :

1. Monosakarida : karbohidrat yang tidak dapat diurai lagi menjadi           senyawa yang lebih sederhana, merupakan karbohidrat yang tunggal.            Monosakarida sebagai karbohidrat yang paling sederhana juga dapat dibagi menjadi 2 yaitu :

a.       Aldosa : monosakarida yang mengandung gugus aldehid.

b.      Ketosa : monosakarida yang mengandung gugus keton.

Sedangkan menurut jumlah atom C, monosakarida dapat dibagi menjadi 4, yaitu :

a.       Tritosa             : monosakarida yang mempunyai 3 atom C

b.      Tetrosa                        : monosakarida yang mempunyai 4 atom C

c.       Pentosa            : monosakarida yang mempunyai 5 atom C

d.      Hektosa           : monosakarida yang mempunyai 6 atom C

Contoh karbohidrat yang tergolong monosakarida, yaitu : arabinosa, fukosa, ramnosa, dan ksilosa (pentosa), sedangkan yang tergolong heksosa     yaitu fruktosa, galaktosa, glukosa, dan manosa.

2.  Oligosakarida : karbohidrat yang tersusun dari beberapa monosakarida. Oligosakarida yang paling sederhana adalah disakarida. Dalam proses penggabungan 2 monomer tersebut akan dilepaskan H₂O. Karbohidrat yang tergolong disakarida dapat dibedakan berdasarkan sifat mereduksinya, yaitu Disakarida yang mereduksi (laktosa dan maltosa) dan Disakarida yang tidak mereduksi (sukrosa).      

3.  Polisakarida : karbohidrat yang tersusun lebih dari 10 monosakarida. Polisakarida cadangan pada umumnya adalah glikogen (pada hewan), pati atau amilum (pada tumbuhan), dan dextran (pada bakteri dan ragi). Selulosa merupakan polisakarida struktural yang ditemukan pada dinding sel tumbuhan. Polisakarida sering juga dinamakan senyawa bukan gula karena rasanya tidak manis. Polisakarida dibagi menjadi 2, yaitu :

1.      Pentosan ( C₆H₈O_­4 ) n : polimer atau rantai panjang dari molekul pentosa.

2.      Heksosan (C₆H₁₀O_­5 ) n : polimer atau rantai panjang dari molekul heksosa.

Contoh polisakarida :

             -  Amylum (pati)     

               Amylum merupakan senyawa organik yang paling banyak tersebar dalam tumbuhan. Diproduksi pada bagian daun yang berklorofil dan disimpan sementara sebagai produk fotosintesis. Amylum ditemukan pada bagian biji, kortex dari stem akar. Biji sereal mengandung 50-65 % amylum sedangkan umbi kentang mengandung 80 % amylum. Amylum yang banyak digunakan adalah amylum jagung, beras, gandum, dan kentang. Amylyum secara umum adalah gabungan atau campuran 2 struktur polisakarida yaitu amilosa (20 %) dan amilopektin (80 %). Amylosa merupakan molekul linier yang terdiri dari 250-300 unit d-glukopyranosa yang berkaitan melalui ikatan α- 1,4 glikosidik yang menyebabkan molekul berbentuk heliks. Amylosa ini adalah bagian yang dapat larut dalam air. Sedangkan amylopektin yaitu bagian yang tidak larut dalam air ini terdiri dari 1000 unit glukosa yang dihubungkan pada ikatan α- 1,4 tetapi disertai α- 1,6 di setiap percabangan (± setiap 25 glukosa)

            - Glikogen

             Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200- 2.000 kkal. Namun kapasitas penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga bersifat endurans (endurance) seperti maraton atau juga sepakbola. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot. Glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya.Berbeda dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui proses glycogenolysis menjadi glukosa dan kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan seperti otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya.