Karbohidrat dan Polimernya

Karbohidrat adalah polimer aldehid atau polihidroksi keton dan meliputi kondensat polimer-polimernya yang terbentuk. Nama karbohidrat digunakan pada senyawa-senyawa tersebut mengingat rumus empirisnya yang berupa CnH_2nO_n yaitu mendekati Cn(H₂O)n yaitu karbon yang mengalami hidroksi. Karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi tubuh manusia, yang menyediakan 4 kalori (kilojoule) energi pangan per gram (Septorini 2008). Karbohidrat merupakan salah satu komponen nutrisi yang banyak dimanfaatkan sebagai sumber pangan. Dengan demikian, keberadaannya dalam bahan pangan sangat penting. Keberadaan karbohidrat dalam bahan pangan dinyatakan dalam bentuk gula, glukosa, sakarosa, pati atau serat kasar (Kemendikbud 2013). Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai penghasil energi, di dalam hati digunakan sebagai detoksifikasi, disamping itu dapat juga membantu dalam metabolisme lemak dan protein (Ariyadi dan Anggraini 2010).

Karbohidrat Sumber Energi Utama Tubuh (ByFen)

Karbohidrat dapat digolongkan dalam karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Menurut Irawan (2007), karbohidrat sederhana dapat digolongkan lagi ke dalam monosakarida dan disakarida. Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh darimonosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas.

           

Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupansehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa . Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (tablesugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml (Irawan 2007).

Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit molekul monosakarisa terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbohidrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starch). Selain pati, contoh darikarbohidrat kompleks adalah glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dan sebagainya (Irawan 2007).

Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen, frutan). Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna oleh tubuh, tetapi merupakan serat-serat (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan (Septorini 2008).

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Fermentasi karbohidrat dapat terjadi secara aerob pada permukaan agar dan secara anaerob pada dasar agar. Pada permukaan agar, glukosa dikatabolisme melalui jalur Embden-Meyerhof menghasilkan asam piruvat yang kemudian didegradasi sempurna dalam siklus asam sitrat menjadi CO2, H2O, dan energi. Sedangkan pada dasar agar uji, katabolisme glukosa akan menghasilkan produk akhir berupa asam-asam organik, alkohol, CO2, H2, dan energi (Haryani et al 2012).

Organisme yang mampu melakukan fermentasi selain khamir adalah mausia. "Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit (Waluyo 2004).

Melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C₂H₅OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.

Persamaan Reaksi Kimia

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Dijabarkan sebagai:

Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)

Karbohidrat (kecuali manosa) yang memiliki gugus fungsional aldehid atau keton, membentuk osazon dengan fenilhidrazin. Glukosa dan fruktosa memberikan osazon yang sama karena monosakarida-monosakarida tersebut tidak mempunyai letak susunan gugus -H dan -OH yang sama pada atom akrbon 3, 4, 5, dan 6. Manosa tidak membentuk osazon di dalam larutan air, tetapi membentuk fenilhidrazin yang tidak larut (Kemendikbud 2013). Osazon adalah kristal berwarna kuning yng tidak mudah larut dalam air dan terbentuk jika monosakarida atau disakarida pereduksi dipanaskan dengan fenilhidrazil. Tiap jenis karbohidrat mempunyai bentuk kristal osazon yang spesifik dan juga titik cair dan kecepatan pembentukan yang berbeda.

Daftar Pustaka

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. 2013. Dasar Pengendalian Muru Hasil Pertanian dan Perikanan. Kemendikbud.

Ariyadi T dan Anggraini H. 2010. Penetapan Kadar Karbohidrat pada Nasi Aking yang Dikonsumsi Masyarakat Desa Singorojo Kabupaten Kendal. Semarang(ID).

Hartati NS, Prana TK. 2003. Analisis kadar pati dan serat tepung beberapa kultivar talas (Colocasia esculenta). Jurnal Natur Indonesia(ID) 6: 29-33.

Haryani Y, Chainulfiffah, dan Rustiana. 2012. Fermentasi Karbohidrat oleh Isolat Salmonella sp. Dari Jajanan Pinggir Jalan. Riau(ID).

Irawan M A. 2007. Karbohidrat. http://www.pssplab.com/. [3 September 2016].

Septorini R. 2008. Perbedaan Kadar Glukosa pada Onggok yang Dihidrolisis dengan Asam Klorida, Asam Sulfat, dan Asam Oksalat. Semarang(ID).

Waluyo Lud. 2004. Mikrobiologi Umum. Malang (ID): Universitas Muhammadiyah Press.

Semoga bermanfaat kawan dan tetap semangat belajar. Sekian dan terima kasih

Jangan lupa comment and share ya...salam ByFen!