Struktur dan Penggolongan Karbohidrat

Struktur dan Penggolongan Karbohidrat – Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktivitas. Untuk melakukan aktivitas kita memerlukan energi. Energi yang diperlukan kita peroleh dari makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makanan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu
karbohidrat, protein, dan lemak. Protein dan lemak juga sebagai sumber energi bagi tubuh kita, tetapi karena sebagian besar makanan terdiri atas karbohidrat, maka karbohidratlah yang terutama merupakan sumber energi bagi tubuh.
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 fotosintesis yang secara garis besar reaksinya dapat dituliskan sebagai:

Karbohidrat dapat didefinisikan sebagai polihidroksialdehida atau polihidroksiketon serta senyawa yang menghasilkannya pada proses hidrolisis. Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen dengan perbandingan atom hidrogen dan oksigen adalah 2:1.
A. Struktur Karbohidrat
Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus fungsi, yaitu gugus –OH, gugus aldehida atau gugus keton. Struktur karbohidrat selain mempunyai hubungan dengan sifat kimia yang ditentukan oleh gugus fungsi, ada pula hubungannya dengan sifat fisika, dalam hal ini aktivitas optik.
1. Rumus Fischer

Keterangan:
• Garis horizontal: ikatan yang terdapat di muka bidang kertas.
• Garis vertikal: ikatan yang terdapat di sebelah belakang bidang kertas.
2. Rumus Haworth

3. Aktivitas Optik
Senyawa yang dapat menyebabkan terjadinya pemutaran cahaya terpolarisasi dikatakan mempunyai aktivitas optik. Senyawa yang memutar cahaya terpolarisasi ke kanan diberi tanda + atau d (dekstro), sedangkan yang memutar cahaya terpolarisasi ke kiri diberi tanda – atau l (levo).
4. Konfigurasi Molekul
a. D jika atom C asimetrik yang terjauh dari gugus fungsi mengikat gugus OH di sebelah kanan.
b. L jika atom C asimetrik yang terjauh dari gugus fungsi mengikat gugus –OH di sebelah kiri.
Penggolongan Karbohidrat
1. Monosakarida
Monosakarida adalah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana ialah gliseraldehida dan dihidroksiaseton.
Berikut ini beberapa contoh monosakarida.
a. Glukosa
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan.
b. Fruktosa
Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisassi ke kiri, karenanya disebut juga levulosa.
c. Galaktosa
Galaktosa mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan.
d. Pentosa
Beberapa pentosa yang penting, di antaranya ialah arabinosa, xilosa, ribosa, dan 2– deoksiribosa.
2. Oligosakarida
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida.
a. Disakarida : terbentuk dari dua monosakarida.
b. Trisakarida : terbentuk dari tiga monosakarida.
c. Tetrasakarida : terbentuk dari empat monosakarida.
Berikut ini beberapa contoh senyawa yang termasuk oligosakarida.
a. Sukrosa
Glukosa dan fruktosa jika direaksikan menghasilkan sukrosa. Sukrosa dapat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan.

Gambar 5.6 Terbentuknya sukrosa dari reaksi antara glukosa dengan fruktosa.

(Sumber: Chemistry, The Moleculer Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, USA)
b. Laktosa
Dengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa.
c. Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa.
d. Rafinosa
Rafinosa adalah suatu trisakarida yang jika dihidrolisis akan menghasilkan galaktosa, glukosa, dan fruktosa.
3. Polisakarida
Pada umunya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida.
Adapun contoh senyawa homopolisakarida adalah:
a. Amilum
Amilum terdiri atas 250 – 300 unit D–glukosa yang terikat dengan ikatan α 1,4 – glikosidik, jadi molekulnya merupakan rantai terbuka.
b. Glikogen
Glikogen jika dihidrolisis juga akan menghasilkan D–glukosa.
c. Selulosa
Selulosa adalah suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berikatan glikosidik antara atom karbon 1 dengan atom karbon 4. Dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis, tetapi oleh asam dengan konsentrasi tinggi dapat terhidrolisis menjadi selobiosa dan D–glukosa. Sedangkan contoh senyawa heteropolisakarida adalah mukopolisakarida. Mukopolisakarida adalah suatu heteropolisakarida, yaitu polisakarida yang terdiri atas dua jenis derivat monosakarida. Derivat monosakarida yang membentuk mukopolisakarida tersebut adalah gula amino dan asam uronat.