STRUKTUR KARBOHIDRAT
Karbohidrat berasal dari kata karbo yang
berarti unsur karbon (C) dan hidrat yang berarti unsur air (H2O), jadi
karbohidrat berarti unsur C yang mengikat molekul H2O. Karbohidrat merupakan
senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Rumus
umumnya dikenal dengan Cx(H2O)n. Secara
struktur, karbohidrat memiliki 4 gugus, yaitu gugus hidrogen (-H), gugus
hidroksil (-OH), gugus keton (C=O) dan gugus aldehida (-CHO).Karbohidrat juga
didefinisikan sebagai polihidroksi-aldehid atau polihidroksi-keton.
Polihidroksi aldehida yaitu struktur karbohidrat yang tersusun atas banyak
gugus hidroksi dan gugus karbonilnya barada di ujung rantai sedangkan
polihidroksi keton yaitu struktur karbohidrat yang tesusun atas banyak
gugus hidroksi dan gugus karbonilnya berada di selain ujung rantai.
Istilah karbohidrat meliputi gula dan polimernya.
Karbohidrat yang paling sederhana adalah monosakarida, gula tunggal yang juga
dikenal sebagai gula sederhana. Karbohidrat meliputi zat-zat yang sangat
berlimpah dan penting dalam alam biologi. Jauh melebihi separuh dari karbon
organik dialam, ada dalam bentuk karbohidrat. Yang paling umum dari
senyawa-senyawa ini adalah selulosa, yakni karbohidrat struktural dalam
tumbuhan. Telah diperkirakan bahwa 1011 ton selulosa dihasilkan dan
dihancurkan didalam biosfer setiap tahun.
Banyak sekali makanan
yang kita makan sehari hari adalah suber karbohidrat seperti : nasi/
beras,singkung, umbi-umbian, gandum, sagu, jagung, kentang, dan beberapa
buah-buahan lainnya, dll. Pada tanamah karbohidrat disimpan sebagai tepung atau
selulosa. Pada hewan karbohidrat disimpan dalam sebaga glikogen. Rumus umum karbohidrat yaitu
Cn(H2O)m, sedangkan yang paling banyak kita kenal yaitu glukosa : C6H12O6,
sukrosa : C12H22O11, sellulosa : (C6H10O5)n.
Pada awalnya nama karbohidrat
digunakan untuk menunjukan gula dan polimernya. Sekarang nama karbohidrat lebih
tepat digunakan untuk menggambarkan senyawa polihidroksi aldehid atau keton
atau senyawa yang dihasilkan dari hidrolisisnya.
Karbohidrat
yang dibangun oleh polihidroksi dan gugus aldehid disebut dengan aldosa,
sedangkan yang disusun oleh polihidroksi dan gugus keton adalah dikenal dengan
ketosa.
Molekul karbohidrat
yang paling sederhana adalah polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton yang
empunyai tiga hingga enam atom karbon. Atom C memiliki kerangka tetrahedral
yang membentuk sudut 105,9oC menyebabkan
molekul karbohidrat cukup sulit berbentuk rantai lurus. Berdasarkan kerangka
tetrahedral inilah, molekul polihidroksi ini lebih stabil dalam struktur siklik
perhatikan :
Karbohidrat
sederhana dibangun oleh 5 (lima) atom C disebut dengan pentosa. Sedangkan yang
dibangun oleh 6 (enam) atom C dikenal dengan heksosa.
Selain dibentuk
oleh sejumlah atom C yang mengandung gugus polihidroksi, strukturnya
karbohidrat semakin kompleks dengan adanya atom karbon asimetri, yaitu atom
karbon yang mengikat empat atom atau molekul yang berbeda pada struktur
tetrahedralnya. Kehadiran C asimetri menyebabkan molekul karbohidrat bersifat
optik aktif, yaitu mampu memutar bidang cahaya terpolarisasi. Pada karbohidrat
juga dijumpai keisomeran optik, molekul-molekul yang komposisinya identik
tetapi berbeda orientasinya dalam ruang dan keaktifan optiknya.
1.
Monosakarida
a) Kristal monosakarida tidak berwarna dan larut dalam
air tetapi tidak larut dalam pelarut non polar.
b) Umumnya monosakarida berasa manis.
c) Susunan atom pada monosakarida tidak bercabang.
d) Satu atom dari atom karbon membentuk ikatan ganda
dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil.
e) Bila gugus karbonil ini membentuk pada ujung rantai
karbon, monosakarida ini memiliki aldehid sehingga disebut aldosa, dan apabila
gugus karbonil terbentuk pada atom karbon yang lain, monosakarida ini adalah
suatu keton dan disebut ketosa.
f)
Diantara monosakarida
glukosa (aldosa) dan fruktosa (ketosa) adalah yang paling banyak terdapat
dialam.
Monosakarida : terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi
dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih
sederhana. tidak dapat dihidrolisis ke
bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri
utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda : triosa (C3),
tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).
Triosa : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton
Tetrosa : threosa, Eritrosa, xylulosa
Pentosa : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa
Hexosa : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa
Heptosa : Sedoheptulosa
Monosakarida
~ Aldosa (mis: Glukosa)
memiliki gugus aldehid pada salhsatu ujungnya.
D-Glukosa
|
~ Ketosa (mis: Fruktosa)
biasanya memiliki gugus keto pada atom C2
D-Fruktosa
|
Notasi D Vs L
Notasi D dan L dilakukan karena adanya
atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada gliseraldehida.
Pembentukan Hemiasetal
dan Hemiketal
Aldehid dan keton dapat
bereaksi dengan alkohol membentuk hemiasetal dan hemiketal.
Hemiasetal dan hemiketal
sikliks terbentuk jika gugus keton atau aldehid dan alkohol terbentuk dalam 1
molekul
Contoh :
4-Hidroksipentanal
Monosakarida mempunyai
gugus karbonil (keton/aldehid) dan gugus hidroksil dalam tiap molekulnya. Oleh
karena itu monosakarida dapat membentuk hemiasetal atau hemiketal sikliks.
misalnya: glukosa dan
fruktosa.
Pembentukan Cincin
Piranosa
Pembentukan Cincin
Furanosa
Stereokimia Monosakarida
Struktur glukosa atau
karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia:
a) Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier)
b) Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana)
c) konformasi kursi
Namun para kimiawan
sering menggambarkan struktur monosakarida siklik menggunakan proyeksi Haworth
bukan proyeksi Fischer.
Proyeksi Haworth dan Proyeksi Fischer
Proyeksi Haworth tidak menggambarkan
yang sesungguhnya karena cincin piranosa yang sesungguhnya membentuk kursi
seperti sikloheksana tidak datar. Meski demikian proyeksi ini digunakan secara
luas.
Proyeksi Fischer ~> Proyeksi Haworth :
Gugus Hidroksil yang ada
dikanan pada proyeksi Fischer digambarkan dibawah pada proyeksi Haworth dan
sebaliknya. Untuk gula D gugus -CH2OH ujung selalu digambarkan
diatas, gula L sebaliknya.
Pentingnya Glukosa Dalam
Tubuh
1)
Glukosa, monosakarida
paling penting dalam metabolisme tubuh. Glukosa yang terkandung dalam nutrisi
masuk kedalam sistem sirkulasi darah untuk ditransfer ke sel-sel tubuh atau
diubah pada hati menjadi molekul yang lain.
2)
Glukosa, sumber energi
utama bagi sel-sel hewan dan berupakan satu-satunya sumber bagi embrio.
3)
Glukosa diubah menjadi
molekul-molekul yang lain memiliki fungsi tertentu, seperti glikogen untuk
cadangan energi. Ribosa pada asam nukleat, galaktosa pada susudan kompleks pada
lemak dan protein.
4)
Beberapa penyakit yang
berhubungan dengan metabolisme karbohidrat adalah diabetes melitus,
galaktosemia, glycogen storage disease dan milk intolerance.
Sifat-Sifat monosakarida
1) semua monosakarida zat padat putih, mudah larut dalam
air.
2) larutannya bersifat optis aktif.
3) larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami
perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi.
4) contoh larutan alfaglukosa yang baru dibuat mempunyai
putaran jenis + 113` akhirnya tetap pada + 52,7`.
5) umumnya disakarida memperlihatkan mutarrotasi, tetapi
polisakarida tidak.
6) semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut
gula pereduksi
Monosakarida-monosakarida
penting :
A.
D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)
Karbohidrat
ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid (aldosa) sehingga
dinamakan aldotriosa.
D-gliseraldehid (perhatikan
bahwa gula ini hanya memiliki 3 atom C sehingga disebut paling sederhana)
B.
Dihidroksiaseton
Dihidroksiaseton
adalah monosakarida sederhana yang mengandung gugus ketosa.
C.
D-glukosa
(karbohidrat terpenting dalam diet)
Glukosa merupakan aldoheksosa, yang sering kita sebut
sebagai dekstrosa, gula anggur ataupun gula darah.Gula ini terbanyak ditemukan di alam.
D-glukosa (perhatikan bahwa glukosa
mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
D.
D-fruktosa (termanis dari semua gula)
Gula ini berbeda dengan gula yang
lain karena merupakan ketoheksosa.
D-fruktosa (perhatikan bahwa fruktosa
mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)
E.
D-galaktosa
(bagian dari susu)
Gula ini tidak ditemukan tersendiri pada sistem biologis, namun merupakan bagian dari disakarida laktosa.
D-galaktosa (perhatikan bahwa galaktosa mengalami
siklisasi membentuk struktur cincin)
Perbedaan pokok antara D-glukosa dan
D-galaktosa (perhatikan daerah berarsis lingkaran)
F.
D-ribosa
(digunakan dalam pembentukan RNA)
Karena merupakan penyusun kerangka RNA maka
ribosa penting artinya bagi genetika bukan merupakan sumber energi. Jika atom C
nomor 2 dari ribosa kehilangan atom O, maka akan menjadi deoksiribosa yang
merupakan penyusuna kerangka DNA.
D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki 5
atom C)
Permasalahan :
Tolong jelaskan
Apakah ciri khas yang membedakan antara triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa...
assalamu'alaikum, nama saya Ratia Fatmie Wilanda NIM RSA1C114007 akan mencoba membantu menjawab pertanyaan saudari,
BalasHapusciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda :
triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).
Triosa : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton
Tetrosa : threosa, Eritrosa, xylulosa
Pentosa : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa
Hexosa : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa
Heptosa : Sedoheptulosa
semoga bisa membantu, terima kasih :-)
assalamualaikum nama saya fitri khairati (rsa1c114014) ingin menjawab permasalahan saudari rini. menurut saya Monosakarida diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan jumlah atom karbonnya menjadi triosa (mengandung 3 atom karbon), tetrosa (mengandung 4 atom karbon), pentosa (mengandung 5 atom karbon) dan seterusnya.
BalasHapusMonosakarida : terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda : triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7). mungkin hanya ini semoga dapat membantu permasalahan rini. wassalamualaikum
assalamualaikum wr wb
BalasHapusnama saya Ririn Eka Yuliana dengan nim RSA1C114012 saya akan membantu menjawab permasalahan rini, menurut saya 1.Triosa adalah monosakarida yang mengandung 3 atom C. Triosa dibedakan menjadi (1) aldotriosa (triosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya gliseraldehid; dan ketotriosa (triosa yang mengandung gugus keton), misalnya dihidroksi keton. Triosa merupakan pecahan dari heksosa, memainkan peran penting pada metabolisme otot, dan dijumpai pada sel tumbuhan dan sel hewan.
2. Tetrosa adalah monosakarida yang mengandung 4 atom C. Tetrosa dibedakan menjadi (1) aldotetrosa (tetrosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya D-eritrosa dan D-treosa; dan ketotetrosa (tetrosa yang mengandung gugus keton), misalnya D-eritrulosa.
3.Pentosa adalah monosakarida yang mengandung 5 atom C. Pentosa dibedakan menjadi (1) aldopentosa (pentosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya ribosa, deoksiribosa, arabinosa, lixosa, dan xilosa; dan (2) ketopentosa (pentosa yang mengandung gugus keton), misalnya xilulosa.
4. Heksosa adalah monosakarida yang mengandung 6 atom C. Heksosa dibedakan menjadi (1) aldoheksosa (heksosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya glukosa, galaktosa, dan manosa; dan (2) ketoheksosa (heksosa yang mengandung gugus keton), misalnya fruktosa.
wassalamualaikum wr wb
Assalamualaikum wr. wb
BalasHapussaya Putri Bungsu NIM RSA1C114010 ingin menambahkan jawaban untuk saudari Rini,klasifikasi monosakarida yaitu 1. triosa
Triosa adalah monosakarida yang mengandung 3 atom C. Triosa dibedakan menjadi (1) aldotriosa (triosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya gliseraldehid; dan ketotriosa (triosa yang mengandung gugus keton), misalnya dihidroksi keton.
Triosa merupakan pecahan dari heksosa, memainkan peran penting pada metabolisme otot, dan dijumpai pada sel tumbuhan dan sel hewan.
2. Tetrosa
Tetrosa adalah monosakarida yang mengandung 4 atom C. Tetrosa dibedakan menjadi (1) aldotetrosa (tetrosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya D-eritrosa dan D-treosa; dan ketotetrosa (tetrosa yang mengandung gugus keton), misalnya D-eritrulosa.
3. Pentosa
Pentosa adalah monosakarida yang mengandung 5 atom C. Pentosa dibedakan menjadi (1) aldopentosa (pentosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya ribosa, deoksiribosa, arabinosa, lixosa, dan xilosa; dan (2) ketopentosa (pentosa yang mengandung gugus keton), misalnya xilulosa.
Ribosa terdapat di alam terikat sebagai asam ribonuklear (RNA) merupakan komponen setiap inti sel dan plasma sel. Deoksirinosa terdapat di alam terikat sebagai asam deoksiribonukleat (DNA) dan merupakan komponen setiap inti sel dan plasma sel. Arabinosa diperoleh dari proses hidrolisis gom Arab (salah satu produk getah/resin yang dihasilkan dari penyadapan getah pada batang tumbuhan legum/polong-polongan dengan nama ilmiah Acacia senegal). Gon Arab banyak dipakai dalam industri makanan dan digunakan sebagai campuran minuman untuk mengurangi tekanan permukaan (surface tension) air dan stabilizer. Lixosa diperoleh dari proses hidrolisis terhadap jerami atau kayu. Xilosa terdapat pada urine seseorang yang disebabkan oleh kelainan pada metabolisme karbohidrat. Kelainan seseorang sedemikian itu disebut pentosuria. Xilulosa terdapat pada buah ceri dan anggur.
4. Heksosa
Heksosa adalah monosakarida yang mengandung 6 atom C. Heksosa dibedakan menjadi (1) aldoheksosa (heksosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya glukosa, galaktosa, dan manosa; dan (2) ketoheksosa (heksosa yang mengandung gugus keton), misalnya fruktosa.
Glukosa adalah jenis monosakarida yang paling banyak terdapat di alam. Glukosa umumnya dijumpai dalam buah-buahan yang masak (terutama anggur dan kurma) dan madu lebah. Glukosa terdapat juga dalam darah manusia, sehingga sering disebut gula darah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam konsentrasi yang konstan, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah. Glukosa darah akan naik jika kita makan makanan yang bersumber karbohidrat, tetapi setelah 2 jam jumlah glukosa darah akan kembali pada keadaan semula, karena oleh hormon insulin (yang dihasilkan kelenjar pankreas) glukosa diubah menjadi glikogen. Jika kadar glukosa darah lebih besar dari 130 mg/100 ml, maka orang tersebut diindikasikan menderita penyakit diabetes melitus (kencing manis).
Galaktosa di alam selalu terikat dengan molekul lain (tidak pernah sebagai galaktosa bebas), dibutuhkan tubuh untuk mensintesis laktosa dalam kelenjar susu, dan Merupakan komponen penting pada glikolipida yang terdapat di dalam otak dan di selaput mielin syaraf.
Manosa sebagian terdapat bebas di alam dan sebagaian lagi terikat pada tumbuhan dan pada organisme hewan terdapat sebagai bagian dari glikoproteida dan sebagai substansi golongan darah.
Fruktosa merupakan gula yang paling manis (rasa manisnya kurang lebih dua kali rasa manis glukosa), bersama-sama dengan glukosa merupakan komponen utama dari madu, dan dapat dibuat dengan menghidrolisis sakarosa (gula tebu) atau inulin.
semoga membantu