1. KIMIA KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa
polihidroksi aldehid atau
polihidroksiketon. Oleh karena itu
karbohidrat mempunyai dua gugus
fungsional yang penting :
* Gugus hidroksil
* Gugus keton/aldehid
3. Penggolongan Karbohidrat
Monosakarida :
Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak
dapat dihidrolisis lebih lanjut : Glukosa, Fruktosa
Disakarida
Karbohidrat yang mengandung 2 satuan
monosakarida : Sukrosa, Laktosa, maltosa
Oligosakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3
– 8 satuan monosakarida
Polisakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan
banyak satuan monosakarida: Amilum, sellulosa,
glikogen
4. Monosakarida
Satuan karbohidrat yang paling sederhana
dengan rumus (CH2O)n
Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yang mengandung
gugus aldehid
Contoh : Gliseraldehid
5. Monosakarida
Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan
rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8
C3H6O3 : triosa
C4H8O4 : tetrosa
C5H10O4 : pentosa
C6H12O6 : heksosa
Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yang mengandung
gugus aldehid.
Contoh : Gliseraldehid
b. Ketosa : monosakarida yang mengandung
gugus keton
Contoh: Dihidroksiaseton
7. b. Ketosa : monosakarida yang mengandung
gugus keton
Contoh : Dihidroksiaseton
C
H
H OH
C
C
O
H OH
H
Proyeksi Fisher
Penamaan D, L monosakarida
8. Penamaan Monosakarida D, L
Monosakarida diberi nama D jika gugus -
OH pada atom C* terletak disebelah
kanan.
Monosakarida diberi nama L jika gugus
OH pada atom C* tersebut berada
disebelah kiri.
10. H
CHO
OH
H OH
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
H OH
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
HO H
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
HO H
CH2OH
H OH
H
C
OH
CH2OH
H OH
HO
C
H
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
HO
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
HO H
H OH
CH2OH
H
C
OH
CH2OH
O
H
O
H
O
OH
D-(-)-eritrosa
D-(-)-tetrosa
D-(+)-gliseraldehida
D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-liksosa
D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa D-+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
Turunan D-aldosa
11. CH2OH
O
CH2OH
H OH
CH2OH
O
HO H
CH2OH
H OH
CH2OH
O
HO H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
O
HO H
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
O
H OH
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
O
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
O
CH2OH
CH2OH
O
H OH
CH2OH
H OH
Dihidroksiaseton
D-eritulosa
D-ribulosa D-xilulosa
D-psikosa D-sorbosa D-fruktosa D-tagatosa
Turunan D-ketosa
Atom C kiral pada
ketopentosa (proyeksi
Fisher): C no 3 dan 4
Jumlah stereo isomer
pada ketopentosa
(proyeksi Fisher) . . .
12. Heksosa yang paling banyak di alam
CHO
C
H OH
C
HO H
C
H OH
C
H OH
CH2OH
CHO
C
H OH
C
HO H
C
HO H
C
H OH
CH2OH
CH2OH
C
HO H
C
H OH
C
H OH
CH2OH
O
D - glukosa D-galaktosa D - fruktosa
D - aldoheksosa D - ketoheksosa
13. Representasi Struktur Gula
Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain
dapat digambarkan dalam 3 bentuk
stereokimia sebagai berikut:
Proyeksi Fisher: rantai lurus (linier)
Proyeksi Haworth: siklik/cincin sederhana
Konformasi: konfigurasi kursi dan perahu
14. Proyeksi Fisher & Struktur Haworh
O
OH OH ()
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
CH2OH
*
Struktur Haworth
()
↔
15. Struktur Haworth dan Konformasi Kursi
O
OH OH ()
OH
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
*
Struktur Haworth
HO
O
HO
OH ()
OH
HOH2C
*
HO
O
HO
H
OH
HOH2C
OH
*
( a )
( e )
Konformasi kursi
()
16. Sifat-sifat Fisik Monosakarida
Padatan kristal tidak berwarna
Larut dalam air ikatan hidrogen
Sedikit larut dalam alkohol
Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena
Rasanya manis.
Diantara monosakarida fruktosa yang
paling manis
17. Gugus fungsi yang ada pada monosakarida . .
Gugus fungsi yang ada pada ketosa . .
Atom C kiral pada aldoheksosa
18. Tingkat kemanisan monosakarida
dan disakarida
Monosakarida Disakarida
D – fruktosa 174 Sukrosa 100
D – glukosa 74 Laktosa 0.16
D – xylosa 0.40
D – galaktosa 0.22
19. Beberapa Reaksi Monosakarida
1. Reaksi Oksidasi
Berdasarkan kemampuannya untuk
mereduksi pereaksi (Tohlens, Benedict,
Fehling), monosakarida dapat digolongkan :
1. Gula pereduksi
2. Gula non pereduksi
Monosakarida dapat mereduksi TBF karena
pada monosakarida terdapat gugus
aldehid atau gugus -hidroksi keton,
yang akan dioksidasi oleh TBF menjadi
karboksilat/keton.
20. HC
CHO
OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2+
C
O
OH
C OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2O
merah bata
D - glukosa asam D - glukonat
Semua monosakarida
adalah Gula Pereduksi
• Benedict
• Fehling
21. Oksidasi aldosa oleh pereaksi TBF
menghasilkan asam monokarboksilat:
Asam Aldonat.
Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat
(HNO3 panas) menghasilkan asam
dikarboksilat karena HNO3 selain
mengoksidasi gugus aldehid juga
mengoksidasi gugus CH2OH terminal
22. C
CHO
OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
C
COOH
OH
C
HO
C OH
C OH
COOH
HNO3
D - glukosa asam D - glukarik
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag+
C
COOH
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag
Cermin perak
Reaksi dg HNO3
Reaksi dg Tohlens
23.
24. 2. Reaksi reduksi
Gugus karbonil dari monosakarida dapat
direduksi menjadi alkohol oleh beberapa
pereaksi menghasilkan alditol
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D - glukosa
HO
katalis
logam
C
CH2
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
HO
OH
+ H2
25. Reduksi monosakarida
Dapat dilakukan dengan:
Logam + H2
enzimatis
Produknya polyol gula alkohol (alditol)
glucose membentuk sorbitol (glucitol)
mannose membentuk mannitol
fructose membentuk mannitol + sorbitol
glyceraldehyde membentuk glycerol
26. Sugar alcohols are very useful
Mannitol is used as an osmotic diuretic
Glycerol is used as a humectant and can be nitrated to
nitroglycerin
Sorbitol can be dehydrated to tetrahydropyrans and
tetrahydrofuran compounds (sorbitans)
Sorbitans are converted to detergents known as spans
and tweens (used in emulsification procedures)
Sorbitol can also be dehydrated to 1,4,3,6-dianhydro-D-
sorbitol (isosorbide) which is nitrated to ISDN and ISMN
(both used in treatment of angina)
27. 3. Reaksi pembentukan glikosida
Reaksi antara monosakarida hemiasetal/hemiketal
siklis dengan 1 molekul alkohol membentuk
asetal/ketal. Pada reaksi ini gugus OH pada C –
anomerik digantikan oleh gugus OR dari alcohol.
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
* + CH3OH
O
OH
OCH3
H
OH
OH
CH2OH
* + H2O
H+
-D-glukopiranosa metil--D-glukopiranosida
Ikatan glikosida
(nonpereduksi)
Glikosida terbentuk antara gugus OH pada atom C …..
(kiral/anomer/no 1) monosakarida …… (hemiasetal/hemiketal
28. Ikatan Glikosidik
Asetal/ketal seperti ini dinamakan glikosida
dan ikatan antara karbon anomerik dengan
gugus OR disebut ikatan glikosidik.
Glikosida dinamai berdasarkan nama
monosakaridanya, dengan mengganti
akhiran –a dengan –ida.
Misal: glukosa glukosida
manosa manosida
29. DISAKARIDA
Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri
dari 2 satuan monosakarida.
Dua monosakarida dihubungkan dengan
ikatan glikosidik antara C-anomerik dari
satu unit monosakarida dengan gugus –OH
dari unit monosakarida yang lainnya.
Beberapa disakarida yang sering dijumpai :
Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa
32. IKATAN PADA MALTOSA
Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada
atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4
dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya
disebut ikatan glikosidik--1,4
Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan
pada maltosa dalam bentuk hemiasetal,
sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan
struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt
bereaksi + dg Tohlens
34. LAKTOSA
Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi
(4-8 % laktosa).
Karbon anomerik pada unit galaktosa
mempunyai konfigurasi pada C-1 dan
berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit
glukosa
Diare setelah minum susu, disebabkan karena
tidak memiliki enzim laktase (galaktosidase),
sehingga tidak dapat mencerna laktosa dalam
susu.
Galaktosemia adalah penyakit gangguan
metabolisme galaktosa, berakibat penumpukan
galaktosa dalam darah: sirosis hepatik,
hepatomegali, katarak, retardasi mental
35. OH O o
OH
OH
CH2OH
*
H O H
OH
OH
OH
CH2OH
*
1'
4
Ikatan -1',4 glikosidik
4-O-(D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
(Laktosa)
H
H
O
HO
OH
HOH2C
O
O
HO
OH
OH
HOH2C
H
1'
4
(
OH
H
Struktur Laktosa
36. SUKROSA
Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat
pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi
sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit
gula
Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada
kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan
glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1
pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa,
sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.
37. OH O
OH
OH
CH2OH
* 1'
konfigurasi
D-glukopiranosil-D-fruktofuranosida
(Sukrosa)
H
H
O
HO
OH
HOH2C
CH2OH
H
CH2OH
O
1'
2
HO
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
O
O
()
H
OH
OH
H
2
Struktur Sukrosa
38. POLISAKARIDA
Karbohidrat yang mengandung banyak
monosakarida dan mempunyai berat molekul
yang besar
Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan
menghasilkan satu/beberapa jenis
monosakarida
Unit-unit monosakarida dihubungkan secara
linier atau bercabang
Jenis polisakarida :
pati
glikogen
selulosa
hemiselulosa
39. P A T I
Polisakarida yang tersimpan dalam
tumbuhan.
Merupakan komponen utama pada biji-
bijian, kentang, jagung dan beras
Tersusun atas unit D-glukosa yang
dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,4
Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan
glikosidik -1,6
40. JENIS PATI
A M I L O S A : 20 % bagian pati,
tersusun atas 50 – 300 unit glukosa
melalui ikatan -1,4 glikosidik
larut di dalam air
AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati,
Tersusun atas 300 – 5.000 unit glukosa melalui ikatan
glikosidik dan -1,6
Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh ikatan -1,4.
Rantai-rantai berikatan -1,4 tesebut dihubung-silangkan
melalui ikatan -1,6 sehingga menghasilkan struktur
bercabang dengan Mr tinggi
Strukturnya bercabang sangat besar (Mr besar) tidak
larut dalam air
41. GLIKOGEN
Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan
dalam hewan
Mr Glikogen > pati
Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa
Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan
1,6 glikosidik
Tidak larut dalam air
Larut dalam pelarut organik non polar : eter,
kloroform, heksana.
42. POLISAKARIDA LAIN
Selulosa: polimer tidak bercabang dari
glukosa melalui ikatan -1,4-glikosidik
Kitin : polisakarida yang mengandung
nitrogen, membentuk cangkang krustasea
dan kerangka luar serangga
Pektin : polimer linier dari D-galakturonat
melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat
pada buah-buahan dan buni-bunian
