Disakarida dan Polisakarida

DISAKARIDA

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang dihubungkan oleh suatu ikatan glikosidik, ikatan kovalen yang terbentuk antara dua monosakarida melalui reaksi dehidrasi, misalnya maltosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk melalui penyatuan dua molekul glukosa. Juga dikenal sebagai gula malto. Maltosa merupakan bahan untuk pembuatan bir. Laktosa, gula yang ditemukan dalam susu, merupakan disakarida lain, yang terdiri atas sebuah molekul glukosa yang berikatan dengan sebuah molekul galaktosa. Disakarida yang paling banyak di alam adalah sukrosa, yaitu gula yang sehari – hari kita konsumsi. Kedua monomernya adalah glukosa dan fruktosa. Tumbuhan organ nonfotosintetik lainnya dalam bentuk sukrosa.

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.

Salah satu contoh reaksi pembentukan disakarida adalah sebagai berikut :

C6H12O6 + C6H12O6                          C12H22O12 + H2O

                                    (monosakarida)                                    (disakarida)

Dalam reaksi tersebut di atas terjadi pelepasan air. Beberapa jenis disakarida yang penting adalah laktosa, sukrosa, dan maltosa.

1.      Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.

Struktur maltosa

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

Amilum terdiri dari 2 fraksi (dapat dipisah kan dengan air panas):

    1.      Amilosa

a)                   Larut dengan air panas

b)                  Mempunyai struktur rantai lurus

    2.      Amilopektin

a)                   Tidak larut dengan air panas

b)                  Mempunyai struktur rantai bercabang

Peranan perbandingan amilosa dan amilo pektin terlihat pada serelia; Contohnya beras, semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Pulut sedikit sekali amilosanya (1-2%), beras mengandung amilosa > 2% Berdasarkan kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi 4 golongan:

a)                   Amilosa tinggi 25-33%

b)                  Amilosa menengah 20-25%

c)                   Amilosa rendah 9-20%

d)                  Amilosa sangat rendah < 9%

2.      Sukrosa

Sukrosa terdapat  dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 –α.

Struktur sukrosa

  Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa.

Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal.

Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.

3.      Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun dari molekul  β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-β.

Struktur laktosa

Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan β-D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.

Contoh Disakarida

Ikatan dan Sifat

Perhatikan beberapa disakarida yang mungkin ketika monosakarida berikatan satu sama lain, karena ikatan glikosidik dapat dibentuk antara kelompok hidroksil pada komponen gula. Sebagai contoh, dua molekul glukosa dapat bergabung untuk membentuk maltosa, trehalosa, atau selobiosa. Meskipun disakarida ini dibuat dari komponen gula yang sama, molekul mereka berbeda dengan sifat kimia dan fisik yang berbeda satu sama lain.

Klasifikasi Disakarida

Ada dua jenis Disakarida. Mereka seperti yang digambarkan di bawah ini

1.      Disakarida yang mengalami Pengurangan : Dalam jenis disakarida ini, gula pereduksi adalah unit ‘hemiasetal’ bebas. Hemiasetal adalah senyawa yang berasal berturut-turut dari aldehid dan keton. Aldehida adalah senyawa organik. Gugus fungsi ini, dengan struktur R-CHO, terdiri dari pusat karbonil terikat pada hidrogen dan gugus R. -CHO disebut gugus aldehid atau formil. Banyak wewangian adalah aldehida. Keton juga senyawa organik dengan struktur RC (= O) R ‘di mana C = O adalah kelompok keton. Contoh disakarida dengan pengurangan ini adalah maltosa dan Selobiosa.

2.      Disakarida Non-pengurangan: Pada tipe ini, monosakarida memiliki satuan hemiasetal bebas. Contoh disakarida non-pengurangan adalah sukrosa dan Trehalosa.

Peran Disakarida dalam Kesehatan Manusia

Terlalu banyak disakarida menyebabkan lonjakan gula darah dan menyebabkan penyakit yang disebut “Diabetes”. Namun, beberapa jenis disakarida yang digunakan karena mereka menyebabkan lonjakan gula darah lebih sedikit dan lebih disukai oleh pasien ‘diabetes tipe 2 ‘ . mis, Maltosa. Sementara molekul glukosa masih ada, mereka cenderung menciptakan lonjakan kurang dari kadar gula darah dan diserap ke dalam tubuh lebih mudah daripada gula meja biasa. Tapi, terlalu banyak dari disakarida yang lebih aman ini dapat menyebabkan diare.

POLISAKARIDA

      Polisakarida adalah makromolekul, polimernya dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Beberapa polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan yang nantinya diperlukan sebagai dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel. Polisakarida lain berfungsi sebagai materi pembangun (penyusun) untuk struktur yang melindungi sel atau keseluruhan organisme.

Dalam setiap gram karbohidrat yang terpakai oleh jaringan akan menghasilkan 4,1 kalori. Karbohidrat dapat disimpan dalam tubuh, yaitu dalam hati, otot, dan sebagian kecil dalam darah. Apabila dalam makanan kita kekurangan karbohidrat maka darah akan bersifat asam atau acidosis.

Fungsi Polisakarida

Beberapa polisakarida berfungsi sebagai bentuk penyimpan bagi monosakarida dan yang lainnya berfungsi sebagai unsur struktural di dalam dinding sel dan jaringan pengikat. Glikogen dan pati merupakan polisakarida simpanan yang terdapat pada tumbuhan dan manusia sedangkan selulosa merupakan polisakarida strukural yang berfungsi sebagai tulang semu bagi tumbuhan. Pati dan glikogen  dihidrolisa di dalam saluran pencernaan oleh amilase, sedangkan selulosa tidak dapat dicerna. Namun, selulosa mempunyai peran penting bagi manusia karena merupakan sumber serat dalam makanan manusia.

Jenis-jenis Polisakarida

A.    Pati

Pati adalah polisakarisa simpanan yang terdapat pada tumbuhan. Hampir semua sel tanaman mampu menghasilkan pati. Pati banyak terdapat dalam golongan umbi seperi kentang dan pada biji-bijian seperti jagung. Pati mengandung dua jenis polimer glukosa yaitu, α-amilasi (amilosa) dan amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida linear dari rantai unit-unit D-glukosa yang panjang, tidak bercabang yang dihubungkan oleh ikatan α (1-4)-glukosida dengan berat molekul yang bervariasi. Amilopektin memiliki berat molekul yang tinggi, memiliki banyak cabang, yang terdiri dari beberapa unit glukosa berantai lurus. Unit tersebut dihubungkan oleh ikatan glikosidik pada ikatan α (1-4) tetapi titik percabangannya merupakan ikatan α (1-6). Amilosa memberi warna biru dengan adanya iodium sedangkan amilopektin akan menghasilkan warna jingga sampai merah bila ditambahkan larutan iodium.

B.     Glukogen

Glikogen adalah polisakarisa simpanan pada hewan dan manusia. Strukturnya serupa dengan amilopektin, namun jumlah percabangannya lebih banyak. Glikogen bercabang dari D-glukosa dalam ikatan α (1-4) dan ikatan pada percabangannya adalah α (1-6). Glikogen banyak diemukan di dalam hati dan urat daging.

C.     Selulosa

Selulosa atau polisakarida struktur adalah polisakarida yang banyak terdapat dalam tumbuhan, terutama pada bagian dinding sel. Selulosa berfungsi untuk menjaga strukur sel tersebut. Selulosa berupa rantai lurus homopolisakarida yang disusun oleh unit-unit D-glikopiranosa melalui ikatan β (1-4)-glikosida. Selulosa tidak dapat dipecahkan oleh α atau β-amilase dan tidak dapat dicerna oleh vertebrata kecuali oleh hewan ruminan (seperti sapi, kambing, dan domba) yang mengandung bakteri penghasil selulosa. Bakteri selulosa ini dapat memecahkan selulosa menjadi D-glukosa sehingga dapat digunakan sebagai makanan pada organisme tingkat tinggi lainnya.

Permasalahan :

Secara keseluruhan apakah yang menjadi ciri suatu disakarida yang dapat membedakan nya dari monosakarida dan polisakarida ?