KARBOHIDRAT
PENDAHULUAN
Kimia Organik Senyawa/bahan dari makhluk hidup (1977) Teori Vital Force = Vis Vitalis Daya/Gaya hidup Senyawa Organik (1800)
Sekarang sudah dibuat sintetis dari bahan anorganik Wohler (1828) Ureum DR (NH4), SA4 + KCN
Kalbe (1845) Asam Asetat DR GRM ORG.
Unsur Utama Zat Organik C, H, O – N, S, P Banyak Senyawa Banyak Reaksi
EMELIN (1843) Kimia Karbon Unsur Utamanya karbon = C
Sel Hidup
Kumpulan zat tidak hidup yang bercampur, bereaksi dan berinteraksi Susunan yang rumit, tetapi terorganisir baik Zat hidup
Biomolekul zat hidup berbeda dengan senyawa kimia lain (O2 – Co2 – N2 – GRM Anorgion Logam, dan sebagainya), karena : BM >>> Strukturnya Kompleks
Bakteri E.Coli
Mengandung 5000 macam senyawa organik, termasuk 3000 macam Protein dan 1000 macam Asam Nukleat
Manusia
Ada 5.000.000 macam protein yang tidak satupun mempunya struktur yang sama dengan Protein E.Coli, misalnya meskipun fungsinya bisa sama. Dibumi ada 1.200.000 Species Organisme, dari yang bersel Satu yaitu Manusia. Dari seluruh organisme itu didapat 1010 – 1012 macam Protein dan 1010 macam Asam Nukleat.
Molekul pembentuk adalah senyawa sederhana dari Biomolekul Molekul pembentuk Protein yaitu Asam Amino yang jenisnya 20 buah. Asam Amino tersusun beriwatan satu dengan yang lain Rantai Polimer yang Panjang, disebut Molekul Protein.
3.000 macam Molekul Protein dalam E.Coli dibentuk hanya oleh 20 macam Asam Amino. Karbohidrat & Lipid, Komponen lain biomolekul sel hidup juga merupakan Molekul besar yang dibentuk satuan pembentuknya Karbohidrat Monosakia Lipid Asam Lemak
Karbohidrat - Sumber Energi - Energi Cadangan (Elikogen) - Struktur membran Sel Lipid - Pembentuk Membran Sel - Sebagai Hormon - Sebagai Sumber Energi
Protein - Sebagai Enzim - Alat Transport (HB) - Sebagai Anti Bodi - Sebagai Hormon - Pembentuk membran Sel
Asam Nukleat - Faktor Genetika (RNA, DNA) - Senyawa KO – ENZIM - Pembawa/Penyimpan Energi - Biosintetis Protein
Glukosa Darah
Glukosa
Glikagen Otot
Glikogen Hati
Makanan
Glukagenic Substance
Asam Laktat (Darah)
Hormon
Adrenalio Mempercepat Reaksi 1 & 3 Menghambat Reaksi 2 Insulin Mempercepat Reaksi 2 Menghambat Reaksi 1, 3 & 4 Glukagon Gluko kartikoid
Karbohidrat seperti juga lemak dan protein merupakan bahan yang penting untuk metabolisme tubuh manusia dan hewan. Karbohidrat terdapat dalam jumlah besar di alam , terutama dalam dunia tumbuh - tumbuhan dimana mereka terbentuk secara fotosintesa. Karbohidrat dipergunakan dalam lapangan yang luas, di bidang sandang, pangan, bahan kertas , bahan pakaian, bahan peledak dan sebagainya. Nama karbohidrat didasarkan dari rumus umumnya Cn (H2O)m (karbohidrat), jadi diduga mereka berasal dari hidrat dan karbon.
Karbohidrat terdiri dari tiga golongan I. MONOSAKARIDA = MANOSA -
Rumus umumnya : Cn (H2O)m Dengan hidrolisa tidak dapat diuraikan lagi menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Umumnya praktis terdiri dari 5 atau 6 atom karbon, sebagai pentosa dan heksosa. Tidak berwarna, bentuk kristal, manis. Contoh : ribosa, arabinosa, ksilosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa, dsb.
II. OLIGOSAKARIDA - Oligos = sedikit -
Pada hidrolisa menghasilkan 2 – 6 molekul monosakarida. Kalau pada hidrolisa terjadi 2 molekul disebut disakarida; 3 molekul disebut trisakarida; 4 molekul disebut tetrasakarida, dst - Tidak berwarna, bentuk kristal, manis. - Contoh : sakarosa (sukrosa, gula tebu) laktosa, maltosa, selobiosa, dsb.
III. POLISAKARIDA - Rumus umumnya :
(C5H8O4)x.H2O (C6H10O5)x.H2O x = sangat besar sekali - Pada hidrolisa yang sempurna polisakarida dapat diubah menjadi monosakarida (pentosa atau heksosa). - Tidak mempunyai rasa apa – apa, amorf, sukar larut. - Contoh : sellulosa, amilum (pati), glikogen, dsb.
MONOSAKARIDA
Yang terpenting adalah yang mempunyai 5 atau 6 atom C - Aldehida : aldopentosa, aldoheksosa - Keton : ketopentosa, ketoheksosa Aldoheksosa yang terpenting adalah glukosa, sedangkan ketoheksosa yang terpenting adalah fruktosa.
BANGUN DARI GLUKOSA DAN FRUKTOSA a. Glukosa dan fruktosa kedua – duanya dapat dianggap sebagai senyawa karbonil karena kesanggupannya mereduksi larutan Fehling. b. Glukosa dan fruktosa bereaksi dengan anhidrida asam asetat dan memberikan kristal penta – asetat. Berarti keduanya dapat dianggap tersusun sebagai lima gugus hidroksil dan satu gugus karbonil. Rumus dapat dituliskan : C5(OH)5 – H7 – C = O c. Bagaimana bentuk gugusan karbonil dan hidroksil daripada glukosa ditetapkan oleh KILIANI (1886).
Kiliani menunjukkan heksosa dapat mengaddisi HCN sebagai berikut : HCN C5(OH)5H7C = O ----------- C5(OH)5H7C – OH CN =
HO C6(OH)6H7C = O2 ----------- C6(OH)6H7CO2H --------------- C6H13CO2H (reduksi) = CH3(CH2)5 – COOH (asam heptanoat)
Berarti atom karbon dari addisi HCN terdapat pada akhir rantai lurus yang terdiri dari 6 atom karbon dan gugusan karbonil pada ujung rantai (karena itu bersifat aldehisa). Sedang gugus hidroksil mesti terbagi rata pada 5 atom C yang lain agar terdapat bangun yang stabil. CHO Dengan demikian rumus glukosa haruslah : CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH
Killani juga membuktikan bahwa rumus untuk fruktosa adalah : CH2OH C=O CHOH CHOH CHOH CH2OH
KONFIGURASI Glukosa mempunyai 4 atom yang tidak setangkup kemungkinan isomernya adalah 24 = 16 Fruktosa mempunyai 3 atom yang tidak setangkup kemungkinan isomernya adalah 23 = 8 Isomer dari aldoheksosa yang terpenting disamping glukosa adalah manosa dan galaktosa, sedang isomer dari ketoheksosa yang penting hanyalah fruktosa saja. Istilah D dan d serta L dan l : - D konfigurasi dari suatu persenyawaan hanya menyatakan bahwa gugusan OH dari C – atom yang asimetris (tidak setangkup) dan terbawah berada disebelah kanan. - L konfigurasi, bila OH pada C – atom yang asimetris dan sebelah bawah berada disebelah kiri. - d atau (+); l atau (-) diketahui dari pengukuran dengan polarimeter. d atau (+) memutar bidang polarisasi kekanan l atau (-) memutar bidang polarisasi kekiri
Tugas : 1. Buatlah serta berikan nama ke16 isomer dari glukosa. 2. Buatlah ke8 isomer dari fruktosa. 3. Yang manakah dari isomer glukosa tersebut yang merupakan epimer, diastereoisomer dan enansiomer dari glukosa.
REAKSI – REAKSI PENTING DARI MONOSAKARIDA ( berlaku untuk aldosa dan ketosa ) 1. Reaksi dengan HCN (- hydrogen sianida = sian hydrogen = formonitril = metananitril) Dapat dilihat dari reaksi dibawah ini bahwa terjadi pemanjangan rantai karbon. Sintesa KILIANI untuk memperpanjang rantai C dari suatu monosakarida, berdasarkan reaksi dengan HCN ini(sintesa sianohidrol). CHO CN COOH HCN Asam Encer (HCOH)4 ------------------ CHOH--------------------
CHOH
CH2OH
(CHOH)4
(CHOH)4
CH2OH Sianohidrol
CH2OH Asam Aldonat
Glukosa (Aldosa) C=6
C=7
Contoh : Aldotetrosa Aldopentosa CHO
CN
COOH
CO
- H 2O Asam Encer HCN COH ----------------------CHOH ----------COH ------------CHOH Hidrolisa CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
CHOH
CHOH
CH
Aldotetrosa
CH2OH Sianohidrol
CH2OH Asam Aldonat
CH2OH - Lakton
O
CHO
CHOH NaHg reduksi
CHOH CHOH CH2OH
2. Reaksi dengan hidroksil amina OKSIMA
H–C=0 Asam encer (CHOH)3 ---------------hidrolisa CH2OH
H – C = NOH (CHOH)3 CH2OH Oksima
+H2O
3. Reaksi dengan fenil hidrazin OSAZON Fenil Hidrazin = C6H5 – NH – NH2 =
HC = N – NH – C6H5
H–C = O H–C–OH+2NH2–NH–C6H5 (CHOH)3 CH2OH Glukosa (aldosa)
- NH – NH2
CH3COOH C=N–NH–C6H5+H2O+CH3COONH4 (CHOH)3 CH2OH Glukosazon
HC = N – NH – C6H5
CH2OH
C=O
+ 2NH2 – NH – C6H5
CH3COOH
C=N–NH–C6H5+H2O+CH3COONH4
(CHOH)3
(CHOH)3
CH2OH Fruktosa (Ketosa)
CH2OH Fruktosazon
Reaksi dengan fenilhidrazine baik dengan ketosa ataupun dengan aldosa hanya melibatkan C atom 1 dan 2 dengan demikian gula yang hanya berbeda pada konfigurasi C atom 1 dan 2 ini akan menghasilkan osazon yang sama, misalnya : glukosa, fruktosa dan manosa’ sedangkan galaktosa akan memberikan osazon yang berbeda. Glukosa, fruktosa dan manosa hanya berbeda pada konfigurasi C atom 1 dan 2, sedangkan C atom 3 dan 6 konfigurasinya sama. (Coba tuliskan rumus bangun gula – gula ini). Osazon – osazon ini merupakan : a. Berbentuk kristal/hablur tertentu b. Berwarna kuning c. Tidak larut dalam air
Dengan berbagai bentuk osazon dari berbagai jenis gula, kita dapat mengenal secara kualitatif beberapa dari gula tadi. Osazon dari berbagai gula berbeda dalam: - Bentuknya - Titik leburnya - Waktu terbentuknya
Bila osazon dipanaskan dengan HCI(p) akan terbentuk OSON (ketoaldehida) HC = N – NH – C6H5 C = N – NH – C6H5 (CHOH)3
CH2OH Glukosazon
HC = O HCI(P)
C = O + 2NH2 – NH – C6H5 (CHOH)3
CH2OH Glukoson
4. Oksidasi a. Oksidasi dengan CU++ (Fehling, Benedict) CHO (CHOH)4 CH2OH Glukosa
COOH H
(CHOH)4 + Cu+ CH2OH Asam Glukonat
b. Reaksi dengan cermin perak (larutan Ag-amoniaksi) CHO
COOH AgOH
(CHOH)4 H2O
(CHOH)4
+ 2 Ag +
Ag(NH3)2OH CH2OH Glukosa
CH2OH Asam Glukonat
c. Oksidasi dengan air broom (ketosa tidak bereaksi)
Air Broom Glukosa ---------------- Asam Glukonat
d. Oksidasi dengan HNO3 CHO
COOH HNO3
(CHOH)4
(CHOH)4
CH2OH Aldosa Glukosa
COOH Asam Sakharat Asam Glukarat
CH2OH
COOH
COOH
HNO3
C=O (CHOH)3 CH2OH Ketosa
(CHOH)3 + (COOH)4 + CO2 + H2O COOH
COOH
E. Oksidasi dengan enzim (dalam tubuh) CHO
CHO Dalam Tubuh
(CHOH)4
(CHOH)4 Enzim
CH2OH Aldosa (Glukosa)
COOH Asam Uronat Asam Glukuronat
5. Reduksi memberi senyawa polihidroksi Pentosa ------------ pentitol Heksosa ----------- heksitol CHO (CHOH)4 CH2OH Glukosa
CH2OH H
(CHOH)2 CH2OH Glukitol
6. Pemecahan monosakarida oleh asam dan basa kuat. a. Dengan HCI(p) - Pentosa furfural - Heksosa campuran hidroksi metil furfural dan asam levulinat.
H
CHO
HCOH = HO C HCOH HCOH
H
H-C -----CH
H C OH
CH
C
OH
OH
H
HCI COH
H-
C-----CHO + 3 H2O
O Furfural
b. Dengan basa Dengan basa pekat, karbohidrat yang mempunyai sifat reduksi akan stabil, sedangkan karbohidrat yang mempunyai sifat reduksi akan membentuk raksi pendamaran (caramelizing) dimana terjadi suatu zat warna kuning sampai coklat.
7. Dekradasi dari WOHL Terjadi pengurangan rantai karbon, jadi kebalikan dari sintesa sianohidrol. Heksosa (D – Glukosa) ---------------------- Pentosa (D - Arabinosa CHO
CH = NOH
CN
COH
COH
COH
COH
H2NOH COH
COH
CHO AgO
CHOH
COH
COH + HNC
COH
COH
COH
COH
COH
COH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D - Glukosa
Oksima
Hidrolisa
Arabinosa
Disamping rumus bangun yang diberikan oleh KILIANI untuk monosakarida ini, TOLLENS mengemukakan rumus Laktol = Hemiasetala Siklik = Semi Asetalum dari glukosa ini. HO – CH3
O R-C H Aldehida
O – CH3 R - CH
+ HO – CH3 Alkohol
Asetal
+ H2O O – CH3
Glukosa membentuk rumus yang hampir sama dengan asetala ini dan dikenal sebagai hemiaseta-siklik. H – C - HO Rumus laktol dari glukosa
COH HOC
(Hemiasetala - siklik O
COH H-C CH2OH C atom yang pertama adalah C atom yang asimetrik baru. Hal ini mengakibatkan adanya keisomeran alfa () dan beta () -D-Glukosa dan -D-Glukosa.
Isomer dan dari satu seri (D atau L) disebut : Anomer. Anomer hanya berbeda pada konfigurasi C atom yang 1 (C-asetala) 1. : Bila OH pada C-asetala terletak pada pihak yang sama dengan lingkar oksigen. : Kalau berlawanan
H – C - OH COH HO - C
O
CHO
HO – C - H
COH
COH
HO - C
COH H-C CH2OH - D Glukosa - D Glukopiranosa
COH COH CH2OH Aldosa
HO - C
O
COH H-C
CH2OH - D Glukosa - D Glukopiranosa
2. Pada seri – D : memutar lebih kuat kekanan dan memutar lebih sedikit kekanan. Pada seri – L : memutar lebih kuat kekiri dan memutar lebih sedikit kekiri. 3. Pada penyelidikan TANRET dikenal 2 jenis glukosa berdasarkan daya polarisasinya. a. Yang daya putarnya makin lama makin turun glukosa b. Yang daya putarnya makin lama makin naik glukosa
Perubahan daya putar suatu zat perlahan – lahan sampai terjadi daya putar yang tetap dikenal sebagai MUTAROTASI. Larutan glukosa yang baru dibuat mempunyai putaran sebesar + 1130, tetapi kalau dibiarkan lama – lama daya putar ini menurun sedikit demi sedikit sampai + 520 - D Glukosa --------- bentuk aldehida --------- - D Glukosa + 1130 (menurun) + 190 (naik) Pada keadaan setimbang daya putar ini menetap sampai + 520, pada saat mana didapati 37% - D - glukosa dan 63% -D glukosa.
Zat masih mempunyai gugusan OH pada Casetala (gugusan OHlaktol) akan menunjukkan mutarotasi ini disamping juga sifat reduksi.
4. HAWORTH Rantai tertutup terletak pada satu bidang, sedang gugus H dan OH terletak diatas atau dibawah bidang ini : O Bentuk lingkar 6:Piranosa
Bentuk lingkar 5:furanosa
O
Kalau gugus OH pada C-1, terletak dibawah bidang : Kalau gugus OH pada C-1, terletak diatas bidang :
6CH
H-1C-OH
C5
H-2COH O HO-3C -H H-4COH H-5C 6CH
2OH
- D - Glukosa
2OH
O C
4C 3C
2C
OH
OH 3C
H
H 4C
5CH
6CH
2OH
O H
6CH
2C
H 1C OH
OH - D – Glukosa - D - Glukopiranosa
H Aldehida
5C
2OH
O
OH
1C C4 OH H OH 2C H C3 H OH - D – Glukosa - D - Glukopiranosa
1CH2OH
6CH
2OH
O
1CH
2COH
HO – 3C - H H–
4C
- OH
H – 5C 6CH
2OH
Fruktosa
2C
C5
O
H
2OH
H C4
OH
OH
H
C3
OH
- D - Fruktofuranosa
BEBERAPA MONOSAKARIDA YANG PENTING 1
Glukosa ( Dekstrosa, Gula anggur) - Paling terkenal - Banyak didapat dialam, dalam buah anggur, buah – buahan yang manis, madu. - Komponen pembentuk : maltosa, sakarosa, laktosa, amilum, sellulosa, glikogen, glukosida, dll. - Merupakan sumber energi utama bagi tubuh disamping lemak dan proteina. - Umumnya semua karbohidrat diserap oleh usus dalam bentuk glukosa juga.
-
Karbohidrat disimpan dalam hati dan otot sebagai glikogen (= polisakarida)
-
Dalam sel – sel tubuh glukosa dipecah dengan bantuan insulin (satu hormon dari pancreas). Bila kadar insulin ini menurun, misalnya pada penderita diabetes mellitus (kencing manis), glukosa sebagian tidak dapat dipecah. Akibatnya kadar glukosa meninggi dalam darah = hiperglikemi (normal kadar gula darah = 120 mg%). Jika kadar gula dalam darah meningkat, maka kadarnya dalam urine juga naik, sehingga glukosa ini dapat diteksi dalam urine (reaksi apa ?). Gula dalam urine ini dikenal sebagai glukosuri.
- Secara teknis dibuat dari zat pati (amilum) dengan penambahan asam encer. Asam asam asam (C6H10O5)x.H2O -------- Dekstrin--------Maltosa ----------Glukosa (polisak)
- Dapt diragi etanol dan asam karbonat CO2 + H2O ragi C6H12O6 ----------- 2 C2H5OH +CO2 +H2O - Pada pengobatan dipakai sebagai cairan intra vena dengan kadar 5 – 50% - Garam kalsium dari asam glukonat dipergunakan sebagai bahan penambah kadar kalsium darah. - L – glukosa tidak didapat pada makhluk hidup
2. Galaktosa - Terdapat pada hidrolisa dari laktosa dan raffinosa. - Pada tumbuh – tumbuhan didapati sebagai polisakarida yang disebut galaktan - Dapat diubah menjadi glukosa dalam hati. - Dengan HNO3 asam musat (Mucic Acid) yang tidak larut. - Didapati juga dalam mukoproteina dari plasma. - Disintesa dalam kelenjar susu (Glandula Mammae)
3. Fruktosa - Didapati dalam buah – buahan yang manis dan madu. - Inulin (polisakarida) jika dihidrolisa akan menghasilkan fruktosa - Sakarosa jika dihidrolisa akan menghasilkan glukosa dan fruktosa - Dapat diragi - Dapat diubah menjadi glukosa dalam hati dan usus - Lebih manis daripada gula tebu.
4. Manosa
-
Didapat jika suatu manosan (polisakarida) dihidrolisa Dalam tubuh dapat diubah menjadi glukosa Terdapat dalam mukoproteina
GULA DEOKSI (DEOXY SUGAR) Yaitu gula yang mengandung atom O lebih sedikit dari atom C Contoh : 1. Asam nukleat yang didapati dalam DNA (Deoksi Nucleic Acid) adalah 2 – deoksi - - D – ribofuranosa.
COH
COH
COH
CH2
COH
COH
COH
C
CH2OH
CH2OH
O
2 – Deoksi - - D - Ribofuranosa
2. Pada bagian polisakarida dari mukoproteina plasma terdapat L – Fukosa (6-deoksi- - L – galaktopiranosa) HO = C – H
HO – C – H
HO – C – H
HO – C – H
H – C – OH
O
H – C – OH HO – CH CH2OH L - Galaktosa
O
H – C – OH H – COH CH CH3
6 – Deoksi - - Galaktopiranosa
HEKSOAMINA
Adalah gula yang mengandung gugusan amino sebagai pengganti OH Contoh yang dapat ditemukan dialam : 1. Glukosamina = 2 – Amino – 2 – Deoksi – D – Gukosa CHO H – C – NH2
HO – C – H H – C – OH H – C – OH
CH2OH
- Terdapat pada chitine yaitu bagian badan serangga dan bagian yang keras dari bangsa udang
2. Galaktosamina = 2 – Amino - - D – galaktopiranosa HO – C – H H – C – NH2 HO – C – H
O
HO – C – H H–C CH2OH 3. Manosamina - Terdapat dalam mukoproteina.
VITAMIN C = ASAM L – ASKORBAT
Turunan dari heksosa Larut dalam air Optis aktif + 490
O C C – OH C – OH H-C
HO – C – H CH2OH
O
DISAKARIDA
Rumus umum : Cn (H2O)n-1
Dapat dianggap sebagai glikosida – glikosida
Pada hidrolisa dengan asam encer atau enzim, diubah menjadi 2 molekul heksosa yang sama atau
disakarida berlainan.
Pemecahan mudah terjadi, maka dianggap sisa heksosa dalam disakarida dihubungkan oleh sebuah atom O
Terdiri dari : 1. Disakarida yang tidak mempunyai sifat reduksi dan mutarotasi karena tidak mempunyai OH laktol bebas. - disebut : Glikosil aldosida, Glikosil ketosida. 2. Disakarida yang mempunyai sifat reduksi dan mutarotasi, mempuyai OH laktol bebas. - disebut : Glikosil aldosa, Glikosil ketosa
BEBERAPA DISAKARIDA YANG PENTING 1.
Sakarosa (Sukrosa, Gula tebu) - Terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa H–C
CH2OH O
C C
O
C C
O
C
C
C
C
CH2OH
CH2OH
Sisa - Glukosa
Sisa - Fruktossa
-
Gula tebu bila dihidrolisa akan pecah menjadi glukosa dan fruktosa Sakarosa ---------------- Glukosa + Fruktosa (Putar Kanan) (Putar Kanan) << (Putar Kiri) Putar Kanan ------------Invert
(Putar kiri lebih besar dari putar kanan) Putar Kiri
Campuran Glukosa dan Fruktosa ini disebut Gula Invert dan banyak didapati dalam madu
- Banyak didapat dalam tebu dan bit (gula tebu dan gula bit) - Tidak ada OH bebas dalam C laktol (tidak ada OH laktol bebas) tidak mempunyai sifat reduksi dan mutarotasi. - Dapat diragi CO2 + etanol - Dalam tubuh dipecah oleh enzim invertase - Penggunaan : Sukrosa : pemanis, pengawet, obat – obatan dan makanan Karamel : bila sukrosa dipanaskan sampai 2100C zat warna coklat, yang dipakai memberi warna obat – obatan dan makanan (kecap)
2.
Maltosa - Terdiri dari 2 molekul glukosa - Dibuat dari hidrolisa amilum Amilum (amilo) dekstrin maltosa
Bebas HO - C
H–C
C – OH
C - OH O HO - C
O
C - OH H-C CH2OH Sisa Glukosa ( - Glukosa)
HO – C C-H H–C CH2OH Sisa Glukosa ( - Glukosa)
CH2OH
OH
CH2OH O
O
O H
- Glukosa
- Glukosa
Bebas
-
Zat padat warna putih , larut dalam air dan alcohol Sifat reduksi (+) dan sifat mutarotasi (+), karena mempunyai OH laktol bebas Dapat diragi Dalam tubuh dengan enzim maltase diubah menjadi glukosa Membentuk osazon maltosazon Tidak didapati dialam Putar kanan
3. Laktosa (gula susu)
Bebas HO - C – H
C–H
H – C – OH
H – C – OH HO – C – H
O
HO – C – H H–C
CH2OH - Galaktosa
O
HO – C – H H–C H–C
CH2OH - Glukosa
OH
CH2OH O
Bebas
O
O CH2OH
H
Terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa Terdapat dalam susu hewan (kadar 3–5 %) susu manusia (6-7%) Sifat reduksi (+) dan sifat mutarotasi (+), disebabkan didapatnya OH laktol bebas Hidrolisa dengan enzim Laktase
4. Selobiosa
CH2OH O H
O CH2OH
- Glukosa
Bebas
OH
H
- Glukosa
Terdiri dari 2 molekul glukosa (dalam bentuk ) Berasal dari hasil pemecahan sellulosa (polisakarida) Sifat reduksi dan mutarotasi (+), punya OH laktol bebas Dihidrolisa oleh enzim emulsinase
POLISAKARIDA
(C6H10O5)x.H2O Persenyawaan makromolekul berat molekulnya besar Amorf Sifat – sifat fisik sangat berbeda dengan gula, tidak manis Dengan hidrolisa sempurna monosakarida, terutama pentosa dan heksosa Terdiri dari 2 golongan : 1. Sebagai karbohidrat cadangan, mudah dihidrolisa ikatan misalnya pati (amilum) dan glikogen 2. Sebagai zat yang memberi kekuatan pada sel (dinding sel), tidak mudah dihidrolisa, ikatan Misalnya : sellulosa
BEBERAPA POLISAKARIDA PENTING 1. Amilum (zat tepung, pati) - Sebagai bahan cadangan bagi tumbuh – tumbuhan - Terdapat dalam akar, umbi (kentang, ubi kayu), biji (sagu,jagung,beras) - Membentuk larutan colloidal - Optis aktif, putar kanan - Pada hidrolisa, baik dengan asam ataupun dengan enzim amilase, sebelum terjadi glukosa, terbentuk dulu dekstrin - Terjadi pada proses assimilasi dalam bagian – bagian yang hijau dari tumbuhan - Dibuat dari CO2 (udara) dan air (diisap akar) khlorofil CO2 + HO ------------------(C6H10O5)x.
+ O2
- Zat pati atau amilum terdiri dari 2 komponen yaitu : amilosa dan amilopektin
AMILOSA
10 – 20% dari amilum Larut dalam air Dengan lodium biru Rantai lurus Berat molekul 50.000 – 200.000
AMILOPEKTIN
80 – 90% dari amilum Tidak larut dalam air Dengan lodium merah lembayung Rantai bercabang Berat molekul 70.000 – 1.000.000
CH2OH O
CH2OH
CH2OH O
O
H
O
O
OH Bebas
Amilosa
H 2C
Amilopektin
2. Glikogen
Serupa dengan amilum Banyak pada hewan dan manusia sebagai cadangan karbohidrat Disimpan dalam hati, limpa dan otot Dibentuk dari glukosa darah Dapat larut koloidal Daya reduksi (-) Optis aktif, putar kanan Terdiri dari ikatan - glukosa Hidrolisa dengan asam encer - glukosa
Hidrolisa dengan amilase maltosa - glukosa (dengan enzim maltase) Berat molekul lebih besar dari amilum : kira – kira 5.000.000 Glikogen otot : jika otot bekerja glikogen diubah menjadi asam piruvat dan asam laktat rasa leleah/pegal. Lalu sebagian asam –asam ini dibakar, sedang sebagian lagi diubah menjadi glikogen (biokimia) Glikogen hati : mempunyai fungsi mempertahankan kadar gula darah (normal 120 mg%). Jika kadar glukoda darah menurun maka glikogen hati pecah. Jika kadar glukosa darah meninggi maka dibentuk glikogen hati dari glukosa.
3. INULIN
Suatu polifruktosan Hidrolisa dengan asam dan enzim inulasa Banyak dalam umbi dahlia Memutar bidang polarisasi kekiri Dengan lodium kuning
4. Sellulosa
Terpenting dari sudut ekonomi dan industri Hidrolisa sempurna dengan asam D – glukosa, dengan enzim sellulosa selobiosa Dinding sel tumbuh – tumbuhan terutama terdiri dari sellulosa ini (kayu terdiri dari 60% sellulosa, kapas terdiri dari 90% sellulosa) Tidak larut dalam air dan pelarut – pelarut biasa. Dapat larut dalam pereaksi Scheitzer (Cu(OH)2 dalam NH4OH berlebihan) Berat molekul : 400.000, terdiri dari kira – kira 250 satuan glukosa Analisa sinar X menunjukkan bahwa sellulosa tersusun dalam berkas yang disebut Misela terdiri dari rantai – rantai yang tersusun parallel yang mungkin diikat oleh ikatan hydrogen. Garis tengah satu berkas misela 40 A yang terdiri dari 100 – 200 rantai sellulosa. Panjangnya minimal 600 A yang terdiri dari 200 satuan glukosa.
TURUNAN SELLULOSA A.
B.
C.
Sellulosa Asetat - dibuat dari : sellulosa + anhidrida asam asetat + H2SO4 (katalisator) - penggunaan : lebih kuat dari selaput kolodion, sebagai tekstil disebut rayon asetat (celanese) dan sebagai filter sigaret. Sellulosa Nitrat 1. Piroksilin - sellulosa dinitrat dengan kadar N lebih kecil dari 13% - penggunaan : cat, kollodion, celluloid 2. Sellulosa Trinitrat - semua gugus OH dinitratkan - penggunaan : sebagai bahan peledak Sellulosa Ksantat - larutan basa dari sellulosa + CS2 colloidal - Penggunaan : sebagai bahan pakaian yang disebut rayon (serat– serat sellulosa) dan cellophan yang dipakai sebagai perekat
TURUNAN KARBOHIDRAT A.
B.
Hemisellulosa - campuran polisakarida (pentosan, heksosan) dengan sellulosa alam - tidak larut dalam air, larut dalam basa - lebih mudah dihidrolisa daripada sellulosa - Kegunaan : sebagai makanan dan sebagai bahan penunjang Gom - merupakan polisakarida yang sebagian sudah dioksidasi - terdapat pada luka – luka kulit pohon dan buah – buahan - zat amorf, larut dalam air gel
1.
Gom Arab (Gom Acacia = Gummi Arabicum) - dari pohon acacia - digunakan : membuat emulsi, tablet, pil, tinta dan perekat
2.
Tragacanth - dari pohon Astragalus Gummifer - digunakan : membuat suspensi, pil, tablet dan bahan kosmetika - bila dihidrolisa galaktosa Agar – agar - berasal dari rumput laut - tidak dapat dicerna tubuh
-
digunakan : pada laboratorium bakteriologi sebagai bahan SBM kuman dan pengobatan untuk konstipasi kronis
C. Pektin - polimer dari asam galakturonat - Terdapat pada dinding sel tumbuh – tumbuhan - Digunakan L : untuk makanan (selai), pengobatan(diare)
TEST KUALITATIF UNTUK KARBOHIDRAT Persenyawaan Tidak Dikenal Test Molisch Tidak berwarna = Bukan Karbohidrat
Warna merah violet = Karbohidrat Test Jodium (JKJ) Tidak berwarna = Mono atau Disakarida Test Barfoed
Biru = Amilum Endapan (-) = Sukrosa
Test Orcinol HCL - Bial
Endapan merah jingga Dalam 5-7 mnt = Monosakarida Reaksi (-) = Heksosa Test Seliwanoff
Endp + Lar. Hijau = Pentosa Tidak berwarna = Glukosa dan Galaktosa CO2 (+) = Galaktosa
Merah = Glikogen Eritrodekstrin
CO2 (-) = Glukosa
Endapan merah jingga Dalam 7-12 mnt = Disakarida CO2 (+) = Maltosa Merah-merah jingga = Fruktosa
CO2 (-) = Laktosa
SIKLUS ASAM LAKTAT (Cori) DARAH Glukosa HATI Glukosa PIRUVAT
OTOT
Glikogen
Glikogen
LAKTAT
LAKTAT
LAKTAT DARAH PIRUVAT
Glukosa 6 - P PIRUVAT
Glikogen OTOT Jika otot bekerja, glikogen terurai menjadi asam piruvat dan asam laktat. Sebagian dari asam ini dibakar (bebas energi) dan sisanya diubah menjadi glikogen.
Glikogen HATI Tugas : mempertahankan kadar glukosa dalam darah (+100mg/100ml). Kadar glukosa darah naik : setelah santapan yang mengandung banyak karbohidrat. Glukosa darah glikogen Kadar glukosa menurun : Glikogen Glukosa.
Catatan :
1. Test Molisch ( - naftol + H2SO4) 2. Test Jodium (J2 dalam larutan KJ) 3. Test Barfoed (Cu-asetat + asam asetat) Modifikasi Test Barfoed : a. CuSO4 + asam laktat b. asam fosfomolibdat 20 MnO3 , 2 H3PO4 , 48 H2O
biru tua Kes : monosakarida (atau disakarida dalam jumlah yang besar)
Reaksi – reaksi CuSO4
(H)
CU2O
Asam fosmolibdat (yang mengandung MOO3)
MOO3. MO2O5 molibden oksida biru sebagai pengganti reaksi peragian dipakai test osazon (bentuknya osazon khas bagi karbohidrat masing – masing)
4. Test orsinol – HCI Bial (orsinol + HCI) 5. Peragian
6. Test Seliwanoff (resorsinol + HCI) 7. Peragian
