kel. 7 karbohidrat

KARBOHIDRAT

KELOMPOK 7DELLA YULIANTYNENLI KURNIWIJAYANTIRIZKI LEONI HARNELITA

DEFINISI KARBOHIDRAT

Karbohidrat didefinisikan sebagai

polihidrosialdehid atau polihidroksiketon dan

derivatnya. Suatu karbohidrat merupakan

suatu aldehid (-CHO) jika oksigen karbonil

berkaitan dengan suatu atom karbon terminal,

dan suatu keton (=C=O) jika oksigen karbonil

berikatan dengan suatu karbon internal.

KLASIFIKASI KARBOHIDRATKarbohidrat dapat diklasifikasikan sebagai berikut :1. Karbohidrat Sederhana Karbohidrat Sederhana terdiri dari :Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

a. GlukosaGlukosa merupakan hasil akhir

pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.

b. FruktosaFruktosa, dinamakan juga levulosa atau

gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.


c. GalaktosaGalaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya

glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.d. Manosa

Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.e. Pentosa

Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.


Disakarida

Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa.

Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisisa. Sukrosa

Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banyak digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu.


b. MaltosaMaltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam.

Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati.c. Laktosa

Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.


d. Trehalosa

Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gila jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.


OligosakaridaOligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh

monosakarida.◦Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang

terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim perncernaan.

◦Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi.


2. Karbohidrat Kompleks Polisakarida

Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati.


a. PatiPati (amilum) merupakan simpanan karbohidrat dalam

tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dikonsumsi manusia di seluruh dunia. Pati terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian.

Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin adalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang.


b. Dekstrin

Dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati.

c. Glikogen

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di dalam hati dan otot.

Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh.

Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.


Sumber Karbohidrat

Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya.

Fungsi Karbohidrat

1. Sumber energiFungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi

tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyak di dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.

Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

Fungsi Karbohidrat

2. Pemberi Rasa Manis pada MakananKarbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya

mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalah gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.3. Penghemat Protein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

Fungsi Karbohidrat4. Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.5. Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.

Metabolisme

Karbohidrat

Glikolisis

Glikogenesis

Glikogenolisis

Oksidasi asam piruvat

Glukoneogenesis

1. Glikolisis

Kata glikolisis berasal dari gliko, artinya gula, dan lisis, artinya penguraian. Glikolisis merupakan proses penguraian gula enam karbon menjadi dua molekul asam piruvat berkarbon 3. Reaksi terhadap glikolisis terdiri atas Sembilan tahap reaksi, dan dapat digolongkan menjadi dua fase, yang fase yang memerlukan ATP, dan fase yang menghasilkan ATP. Proses reaksi glikolisis bersifat anaerob dan berada di sitoplasma.

Tahap pertama glikolisis diawali dengan fosforilasi glukosa membentuk glukosa-6-fosfat (reaksi 1). Proses ini dapat dikatalis oleh dua macam enzim yang berbeda, yaitu enzim glukokinase dan heksokinase. Glukosa-6-fosfat mengalami isomerisasi menjadi fruktosa-6-fosfat (reaksi 2), kemudian mengalami fosforilasi menjadi fruktosa 1,6-difosfat (reaksi 3). Enzim yang melakukan fosforilasi dalam reaksi ini disebut fosfofruktokinase

1. Glikolisis

Fruktosa 1,6-difosfat dengan bantuan aldolase, dipecah menjadi dua senyawa, yaitu gliseraldehida-3-fosfat dan dehidroksiaseton fosfat. Dehidroksiaseton fosfat, pada akhirnya akan mengalami isomerisasi menjadi gliseraldehida-3-fosfat (reaksi 4). Reaksi 1 sampai dengan reaksi 4 ini merupakan fase yang memerlukan ATP, yaitu mengubah glukosa menjadi dua senyawa gliseraldehida-3-fosfat beratom tiga karbon.

Pada fase 2 glikolisis, gliseraldehida-3-fosfat diubah menjadi asam piruvat, dan pelepasan energy bebas dari keseluruhan reaksi ini digunakan untuk mensintesis ATP. Reaksi pertama fase 2 ialah oksidasi terhadap gliseraldehida-3-fosfat menjadi 1,3-difosfogliserat (reaksi 5). Pada reaksi ini menggunakan NAD+ sebagai koenzimnya, dan mereduksinya menjadi NADH + H + .

1. Glikolisis

1,3-difosfogliserat merupakan senyawa berenergi tinggi sehingga dengan bantuan fosfogliserat kinase dapat membentuk 3-fosfogliserat dan ATP (reaksi 6). 3-fosfogliserat kemudian berisomerasi menjadi 2-fosfogliserat (reaksi 7), yang selanjutnya diubah menjadi fosfoenolpiruvat (reaksi 8). Akhirnya, fosfoenol piruvat memindahkan fosfat energy tinggi pada ADP membentuk ATP dan asam piruvat (reaksi 9).

Fase 1 glikolisis membutuhkan 2 ATP, sedangkan pada fase 2 dihasilkan 4 ATP dan 2 NADH + H+ sehingga hasil bersih glikolisis ini ialah asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH + H+ . Seperti halnya glukosa, fruktosa dan galaktosa dalam respirasi aerob juga memasuki jalur reaksi glikolisis.

2. Glikogenesis

Glikogenesis adalah proses pembentukan

glikogen dari glukosa kemudian disimpan

dalam hati dan otot. Proses

glikogenesis terjadi jika kita membutuhkan

energi, misalnya untuk berpikir, mencerna

makanan, bekerja dan sebagainya. Rangkaian

proses terjadinya glikogenesis digambarkan

sebagai berikut:

2. Glikogenesis

a.Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase. ATP + D-glukosa → D-glukosa 6- fosfat + ADP

b.Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan

2. Glikogenesis gugus fosfo akan mengambil bagian di

dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat ( glukosa 1,6-bisfosfat bertindak sebagai koenzim).

c. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.

UTP + Glukosa 1-fosfat UDPGlc + PPi

d. Hidrolisis pirofosfat inorganic

berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.

e. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase.

f. Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 1&4 untuk membentuk rantai pendek yang diaktifkan oleh glikogen sintase.

g. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 1&4 pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 1&6 sehingga membuat titik cabang pada molekul tersebut.

3. Glikogenolisis Kata "Glikogenolisis" di jabarkan menjadi Glikogen yaitu

glikogen dan lisis yaitu pemecahan atau penguraian. Sehingga Glikogenolisis merupakan proses pengubahan dari polisakarida yaitu glikogen menjadi monosakarida yaitu glukosa. Proses glikogenolisis ini terjadi dalam tubuh karena kadar glukosa dalam tubuh sudah mulai kekurangan akan kandungan glukosa akibat berbagai aktivitas baik dalam maupun luar tubuh. Tujuan dari glikogenolisis ini terbagi menjadi dua yaitu:

a. Di otot : proses ini digunakan untuk keperluan menghasilkan energi

b. Di hati : proses ini dilakukan untuk mempertahankan kadar gula dalam darah pada saat jeda waktu makan.

Kapan Glikogenolisis terjadi ? Pada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan

aktivitas berat (latihan, olahraga, bekerja) yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar gula darah dalam darah menjadi 60 mg /100 ml darah keadaan ini (kadar gula darah turun) akan memacu hati untuk membebaskan glukosa dari pemecahan glikogen yang disebut proses glikogenolisis. Glikogenolisis dirangsang oleh hormon glukagon dan aderenalin. Glukagon (glucagon) adalah suatu hormon yang dikeluarkan oleh pankreas yang berguna untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Sedangkan hormon adrenalin adalah hormon yang merangsang glukagon untuk bekerja

4. Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari

senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru).

4. Glukoneogenesis Glukoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal,

menyediakan suplai glukosa yang tetap. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintesis glukosa berasal dari katabolisme asam amino. Laktat yang dihasilkan dalam sel darah merah dan otot dalam keadaan anaerobik juga dapat berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Glukoneogenesis mempunyai banyak enzim yang sama dengan glikolisis, tetapi demi alasan termodinamika dan pengaturan, glukoneogenesis bukan kebalikan dari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversibel, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya.

4. GlukoneogenesisEnzim Glikolitik :

1. Glukokinase Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP

2. Fosfofruktokinase Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP

3. Piruvatkinase Fosfenol piruvat + ADP asam piruvat + ATP.

Enzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain.

5. Oksidasi Asam Piruvat

Glukosa di dalam sel dipecah secara oksidasi dengan menggunakan molekul oksigen menjadi karbondioksida (CO2), air (H2O), energi (ATP), dan panas. Jika kadar oksigen tercukupi, maka asam piruvat selanjutnya akan diubah menjadi asetil koenzim A (Asetil Ko-A) sehingga dapat masuk ke siklus Kreb's, atau setelah menjadi asetil Ko-A kemudian masuk ke dalam siklus Kreb's dengan menghasilkan NADH (nicotin amid dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid), ATP (adenosin trifosfat), CO2 dan H2O. Peristiwa ini terjadi di dalam mitokondria atau sering disebut respirasi seluler.

5. Oksidasi Asam Piruvat Transport electron: mengubah NADH dan

FADH menjadi ATP di dalam membran dalam mitokondria. Satu mol glukosa akan menghasilkan sebanyak 36 mol ATP (netto). Satu mol glukosa (180 gr glukosa) menghasilkan 686.000 kalori setara 36 ATP. Selain dari glukosa, ATP dapat dihasilkan dari pemecahan asam lemak dan asam amino.

Berasal Dari Jumlah ATP yang dihasilkan

Glikolisis sebagai ATP 4

Glikolisis sebagai NADH 4

Perubahan asam piruvat menjadi Asetil Ko-A sebagai NADH 6

Siklus Krebs sebagai GTP 2

Siklus Krebs dari reduksi FAD 4

Siklus Krebs sebagai NADH 18

Jumlah Total 38

Glikolisis diperlukan 2 ATP untuk memecah glukosa -2

Jumlah Bersih 36

TERIMAKASIH

kel. 7 karbohidrat

Documents