3. KONSEP TEORI
§ Karbohidrat merupakan senyawa yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen,
dan oksigen yang terdapat di alam.
§ Karbohidarat berasal dari kata hidrat karbon yang berarti senyawa antara
karbon dan air sehingga dehidrasi sukrosa (C12 H22 O11) oleh asam sulfat
menghasilkan karbon.
§ Sebagian besar karbohidrat memiliki rumus empiris CH2O, misalnya glukosa
(C6H12O6). Senyawa ini diduga “hidrat dari karbon” yang artinya senyawa
antara karbon dan air sehingga disebut karbohidrat.
§ Berdasarkan hidrolisisnya, karbohidrat digolongkan menjadi monosakarida,
disakarida, dan polisakarida.
5. KARBOHIDRAT SEDERHANA
a. monosakarida : terdiri atas jumlah atom C yang sama dengan
molekul air, yaitu :C6H2O dan C5(H2O)5;
b. disakarida terdiri atas ikatan 2 monosakarida dimana untuk
setiap 12 atom C ada 11 molekul air C12(H2O)11;
c. gula alkohol merupakan bentuk alkohol dari monosakarida;
d. oligosakarida adalah gula rantai pendek yang dibentuk oleh
galaktosa, glukosa dan fruktosa.
6. Monosakarida
Monosakarida ialah karbohidrat sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri atas
beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam
kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida merupakan aldehida atau keton
yang mempunyai dua atau lebih gugus hidroksil, formula empiris umumnya (CH2O).
§ Berdasarkan gugus karbonilnya, monosakarida dapat berupa aldosa (mengandung
aldehid) dan ketosa (mengandung gugus keton).
Contoh aldosa: Contoh ketosa:
Glukosa, C6H12O6 Fruktosa, C6H12O6
§ Berdasarkan jumlah atom C, monosakarida terdiri dari biosa (2 atom C), triosa (3
atom C), pentosa (5 atom C), dan heksosa (6 atom C).
7. Monosakarida membentuk OLIGOSAKARIDA
´Dikenal sbg heksosa : karena terdiri atas 6 rantai
atau cincin karbon.
´Terdiri atas :
•terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu
dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon dan
bersamaan dengan fruktosa dalam madu.
Glukosa
•adalah gula paling manis.
•Banyak terdapat dalam buah-buahan
Fruktosa
•tidak terdapat bebas di alam akan tetapi
terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan
laktosa.
Galaktosa
8. Monosakarida yang Termasuk Pentosa
ribosa arabinosa ribulosa
Struktur molekul monosakarida secara terbuka disebut rumus proyeksi dari Emil
Fischer.
10. Isomer Optis dari Monosakarida
§ Isomer optis dari monosakarida disebabkan adanya atom C asimetris dalam
molekulnya.
§ Isomer optis adalah rumus molekul sama, tetapi berbeda arah putar bidang
cahaya terpolarisasi, ada yang memutar ke kiri dan ada yang memutar ke
kanan.
§ Molekul monosakarida yang memutar ke kiri diberi awalan L (levo=kiri),
sedangkan yang memutar ke kanan diberi awalam D (dekstro=kanan).
§ Penetapan bentuk L dan D didasarkan atas posisi-posisi gugus OH pada atom C
nomor 2, 3, 4, 5.
D-glukosa L-glukosa
Ket: C*: atom C asimetris
11. Struktur Cincin (Siklohemiasetal)
Monosakarida
§ Struktur cincin (siklohemiasetal) dikemukakan oleh Tollens, dan kemudian
digambarkan secara perspektif oleh Haworth.
§ Gugus OH yang mengarah ke kanan pada proyeksi Fischer menjadi ke bawah,
sedangkan gugus OH yang mengarah ke kiri pada proyeksi Fischer menjadi
ke atas.
Contoh: D-glukosa
D-glokosa β-D-glokosa
α-D-glokosa
Bentuk sederhana
12. ´OLIGOSAKARIDA
Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yang
banyak gabungan dari 3 – 6 monosakarida.
Contoh :
§ Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul
monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan
molekul air. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air
sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.
13. Disakarida
Konsep Disakarida
§ Tiap molekul disakarida terdiri dari dua satuan monosakarida.
§ Terbentuk dari hasil reaksi penggabungan dua satuan monosakarida
dengan mengeluarkan sebuah molekul air.
§ Dalam molekul disakarida, kedua monosakarida berikatan secara
ikatan glukosida.
§ Contoh disakarida: sukrosa (gula tebu), maltosa (gula gandum), dan
laktosa (gula susu). Ketiganya memiliki rumus molekul C12H22O11.
14. Disakarida
• Secara komersial gula pasir yang terdiri atas 99 % terdiri
atas sukrosa.
• Bila dicerna/dihidrolisis, sukrosa pecah : 1 unit glukosa
dan satu unit fruktosa
Sukrosa/sakarosa
• tidak terdapat bebas di alam.
• Bila dicernakan atau dihidrolisis, maltosa pecah menjadi
dua unit glukosa.
Maltosa
• hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit
glukosa dan satu unit galaktosa.
• gula yang rasanya paling tidak manis (1/6 manis glukosa)
dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
Laktosa
15. a. Sukrosa (C12H22O11)
§ Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan
fruktosa.
§ Sukrosa memutar cahaya terpolarisasi ke kanan,
sedangkan campuran hasil hidrolisis sukrosa
memutar ke kiri , sehingga campuran glukosa-
fruktosa yang dihasilkan disebut gula invert.
Reaksi hidrolisis sukrosa:
Struktur cincin molekul sukrosa
Satuan glukosa Satuan fruktosa
Ikatan glukosida
§ Sukrosa bukan gula pereduksi dalam larutan air
karena sukrosa tidak memiliki gugus aldehid,
dibuktikan dengan tidak bereaksinya (mereduksi)
dengan pereaksi Fehling, Benedict dan Tollens.
§ Hidrolisis sukrosa dapat terjadi dengan
menggunakan katalis asam encer atau enzim
invertase. Sukrosa mudah larut dalam air.
+ H2O → C6H12O6 + C6H12O6
glukosa fruktosa
C12H22O11
sukrosa
Sukrosa yakni gula yang kita pergunakan sehari-hari,
sehingga lebih sering disebut gula meja (table sugar) atau
gula pasir dan disebut juga gula invert. Sukrosa
mempunyai dua molekul monosakarida yang terdiri dari
satu molekul glukosa
16. b. Maltosa (C12H22O11)
§ Maltosa (gula gandum) tidak terdapat bebas di alam, melainkan diperoleh dari
hasil hidrolisis amilum dengan katalis diastase atau hasil hidrolisis glikogen
dengan katalis amilase.
§ Hidrolisis maltosa akan menghasilkan dua satuan glukosa dengan menggunakan
katalis enzim maltase atau katalis asam.
Reaksi hidrolisis maltosa
Maltosa merupakan gula pereduksi karena dapat mereduksi
pereaksi Fehling, Benedict, atau Tollens
Struktur cincin sukrosa
Ikatan glukosida
+ H2O →
maltase
C12H22O11
maltosa
2C6H12O6c
glukosa
Maltosa Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida
yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh
maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih
mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat.
17. c. Laktosa (C12H22O11)
§ Laktosa (gula susu) terdapat dalam air susu.
§ ASI mengandung 5-8% laktosa, sedangkan sapi
mengandung 4-6% laktosa.
§ Hidrolisis laktosa dengan katalis enzim laktase
akan menghasilkan glukosa dan galaktosa.
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C H O
6 12 6
Reaksi hidrolisis galaktosa:
Laktosa glukosa galaktosa
§ Galaktosa dalam tubuh segera diubah
menjadi glukosa dengan enzim tertentu.
§ Galaktosa dalam darah jika tidak
diubah menjadi glukosa bisa
menimbulkan kekerdilan,
keterbelakangan mental, dan kematian.
§ Laktosa merupakan gula pereduksi
karena dapat mereduksi pereaksi
Fehling, Benedict, atau pereaksi
Fehling.
Struktur cincin laktosa
Ikatan glukosida Satuan galaktosa
Satuan glukosa
18. Perbandingan Tingkat Kemanisan Beberapa Gula
Nama Gula Tingkat
Kemanisan
Laktosa 16
Maltosa 33
Glukosa 74
Sukrosa 100
Gula inversi 130
Fruktosa 173
Gula Inversi : gula hasil pemecahjan sukrosa menjadi glukosa dan
fruktosa dengan perbandingan 1:1
21. MANITOL
• Manitol dan dulcitol adalah alkohol yang
dibuat dari monosakarida manosa dan
galaktosa.
Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus,
ubi jalar dan wortel. .
23. KARBOHIDRAT KOMPLEKS
´Polisakarida
§ Polisakarida merupakan senyawa yang terdiri dari
gabungan molekul-molekul monosakarida yang banyak
jumlahnya,
§ senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul
monosakarida.
§ Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri
dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang.
§ Hidrolisis polisakarida akan menghasilkan sejumah
besar satuan monosakarida.
24. ´ Karbohidrat mengandung tiga ribu unit gula sederhana yang
tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang.
´ Jenis polisakarida yang penting adalah pati, dekstrin, glikogen
dan polisakarida nonpati.
´ Starch/ Pati : simpanan karbohidrat tumbuh-tumbuhan dan
merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia.
´ Dekstrin : produk antara pada pencernaan pati atau dibentuk
melalui hidrolisa parsial pati. Dekstrin merupakan sumber
utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube
feeding).
´ Glikogen/pati hewan karena mrp bentuk simpanan
karbohidrat tubuh manusia dan hewan,terutama terdapat di
dalam hati dan otot.
´ Polisakarida Nonpati/Serat
Serat digolongkan menjadi dua yaitu yang tidak dapat larut
dan yang dapat larut dalam air.
´ Serat tidak larut adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin.
´ Serat larut air adalah pektin, gum, mukilase, glukan dan algal.
25. ´ Amilum :
´Mempunyai rantai lurus ( ikatan α-1,4 glikosidik ) dan rantai cabang ( ikatan α-
1,6 glikosidik )
´Terdapat pada tumbuh2an : biji2an ( padi/beras, gandum, jagung dll. ) dan
umbi2an ( ketela, ubi, kentang )
´Terdiri dari amilosa dan amilopektin
´ Glikogen
´struktur spt amilum, rantai cabang lebih banyak
´terdapat di sel hati dan otot
´ Selulosa
´berupa rantai lurus ( ikatan β-1,4 glikosidik )
´mamalia (manusia tidak mempunyai enzim selulase)
´terdapat pd dinding sel tanaman
Macam-macam Polisakarida
26. a. Amilum (C6H10O5)n
Zat ini terbentuk pada proses fotosintesis dalam klorofil daun dengan
bantuan energi matahari.
6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2
Hidrolisis amilum dengan katalis enzim amilase atau enzim diastase akan
menghasilkan sejumlah satuan maltosa. Selanjutnya, maltosa dihidrolisis
dengan katalis enzim maltase menghasilkan dua satuan glukosa.
diastase
(C6H10O5)n + n/2 H2O → n/2 C12H22O11
maltase
C12H22O11 + H2O → C6H10O5
27. Susunan satuan glukosa dalam molekul amilum
Satuan glukosa
§ Amilum terdapat pada padi,kentang, gandum, kacang-kacangan, sayuran,
umbi-umbian, jagung, sagu
§ Amilum sedikit larut dalam air.
§ Jika dipanaskan dengan air akan menghasilkan lem yang merupakan koloid.
§ Jika amilum dihidrolisis dalam larutan asam (sbg katalis) akan
menghasilkan berturut-turut dekstrosa, maltosa, dan glukosa dengan
larutan penguji adalah larutan iodin (I2).
28. b. Glikogen (C6H10O5)n
§ Glikogen atau pati hewan atau gula otot adalah karbohidrat yang menjadi
gudang energi pada manusia dan hewan.
§ Glikogen disimpan dalam hati dan otot.
§ Dalam tubuh glikogen dipecah untuk mendapatkan glukosa guna
memelihara kadar gula darah dan untuk memberi energi guna aktivitas otot.
§ Di dalam air, glikogen bersifat koloid dan memberikan warna cokelat
merah dengan larutan iodin.
§ Hidrolisis glikogen dengan asam sebagai katalis menghasilkan sejumlah
satuan glukosa.
29. c. Selulosa (C6H10O5)n
§ Selulosa merupakan struktur polisakarida utama dalam tanaman.
§ Selulosa terdapat pada dinding sel tanaman, misalnya pada jerami, bambu,
dan pinus.
§ Kapas adalah selulosa murni, katun terdiri dari sekitar 90% selulosa.
§ Hidrolisis selulosa dengan katalis asam (H2SO4) akan menghasilkan sejumlah
satuan glukosa.
§ Selulosa adalah zat padat berwarna putih serta tidak larut dalam pelarut air
dan hampir seluruh pelarut lainnya.
§ Selulosa banyak digunakan untuk membuat kertas, kain, rayon, dan bahan
peledak.
Susunan satuan glukosa dalam molekul selulosa
30. Ikatan Glikosidik
´ Ikatan antara dua molekul
monosakarida disebut ikatan glikosidik.
´ Ikatan ini terbentuk antara gugus
hidroksil dari atom c nomor 1 yang juga
disebut atom karbon anomerik yang
berikatan dengan gugus hidroksil dari
atom c dari gugus lain.
´ Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara
atom c no. 1 dan atom c no. 4 dengan
melepas satu molekul air.
31. MANFAAT KARBOHIDRAT
1. Sumber Energi Tubuh
Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh.
Karbohidrat di dalam tubuh berada pada :
§ 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
32. 2. Melancarkan Sistem Pencernaan
Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur
peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat
makanan mengatur peristaltik usus.
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.
4. Mengatur 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.
33. Uji Iodin terhadap Zat-zat Hasil Hidrolisis
Zat Diuji dengan Larutan I2
Amilum Biru
Dekstrosa Ungu
Maltosa Merah
Glukosa Tak berwarna
34. Reaksi Pengenalan Karbohidrat
1. Gula Pereduksi
§ Gula pereduksi dapat dibuktikan Ag(NH ) +
dengan pereaksi Fehling, Benedict, 3 2
dan Tollens. OH-
§ Senyawa yang termasuk gula
pereduksi adalah monosakarida
(kecuali fruktosa) dan disakarida
(kecuali sukrosa)
2. Polisakarida
§ Polisakarida dapat dibuktikan dengan larutan iodin.
§ Reaksinya menimbulkan warna berikut.
ü Suspensi amilum dengan larutan iodin memberi warna biru.
ü Suspensi glikogen dengan larutan iodin memberi warna cokelat-merah.
ü Suspensi selulosa dengan lautan iodin memberi warna cokelat.
35. PEMANIS SINTETIK (SWEETENER)
Ø Pemanis alami yang sering digunakan Þ Sukrosa, glukosa dan
fruktosa
Ø Saat banyak bahan aditif makanan yang berfungsi sebagai
pemanis sintetik non-gula (low-calorie) dan non-nutrisi
Contoh: Sorbitol (glusitol), sakarin, sukralosa, dan aspartam
Ø Tingkat kemanisanya ratusan - ribuan kali dibanding sukrosa
Ø Karena bukan gula maka tidak menghasilkan kalor/ energi
Ø Sangat bermanfaat untuk yang diet gula dan penderita penyakit
diabetes mellitus
Ø Sebagai bahan aditif penggunaanya tidak boleh berlebihan Þ
menimbulkan efek samping yang merugikan, misalnya
karsinogen (merangsang terbentuknya sel kanker)
36. Kebutuhan Sehari
´ Untuk memelihara kesehatan, WHO (1990) menganjurkan 55
– 75 % konsumsi energi total berasal dari karbohidrat
kompleks dan paling banyak 10 % berasal dari gula
sederhana
´ Untuk dapat menghitung kebutuhan karbohidrat harus
memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
´ 1. Harus mengetahui kebutuhan energinya
´ 2. Harus ditentukan dulu kebutuhan proteinnya
(10 – 15 % total kalori sehari).
´ 3. Harus ditentukan dulu kebutuhan lemaknya
(20 – 30 % total kalori sehari).
´ 4. Menghitung kebutuhan karbohidrat ( sisa
kalori dari protein dan lemak)
37. Sumber Karbohidrat
´ Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-
umbian, kacang-kacangan kering dan gula serta hasil
olahannya.
´ Sayur-sayuran dan buah-buahan tidak banyak mengandung
karbohidrat begitu juga dengan bahan makanan hewani.
´ Serat atau karbohidrat yang tidak dapat dicerna terdapat
pada agar-agar, sayuran, buah, biji-bijian dan serealia.
38. DAMPAK Kekurangan dan Kelebihan Karbohidrat
1. Kondisi karena ketidakseimbangan antara konsumsi dan
kebutuhan
a. Jika konsumsi kurang
Jika konsumsi karbohidrat dalam tubuh kurang akan
menyebabkan KEP (Kurang Energi Protein). Bentuk KEP ada
tiga macam, yaitu :
´ (1). Marasmus, yaitu gangguan akibat kekurangan energi.
´ (2). Kwasiorkor, yaitu gangguan akibat kekurangan protein.
´ (3) Marasmus kwasiorkor, yaitu gangguan akibat kekurangan
energi dan protein dengan tanda utama gabungan dari
marasmus dan kwasiorkor.
40. b. Jika konsumsi berlebihan
Jika konsumsi berlebihan akan menyebabkan obesitas.
Kelebihan karbohidrat akan disimpan dalam bentuk lemak di
bawah kulit dan di jaringan pirai usus.
c. Divertikulosis
Divertikulosis adalah kelainan yang terjadi pada usus besar,
dimana usus besar terjadi luka atau lubang-lubang kecil yang
disebabkan oleh hilangnya mukosa yang
melindunginya.penyebab penyakit ini adalah kurangnya
konsumsi serat.
d. Divertikulitis
ketika divertikulosis atau dinding usus besar yang membentuk kantung-
kantung tersebut mengalami infeksi. I
42. Beberapa hal yang dapat menyebabkan seseorang
mengalami divertikulosis dan berubah menjadi
divertikulitis adalah:
§ Tekanan tinggi di usus besar. Otot-otot di usus besar yang kerap
mengalami kejang atau sering mengejan ketika buang air besar dapat
menyebabkan terbentuknya tonjolan di usus besar.
§ Riwayat keluarga. Gen yang diwarisi oleh orangtua dapat membuat
kamu lebih berisiko untuk mengalami divertikulosis dan divertikulitis.
§ Mengonsumsi obat-obatan. Seseorang yang kerap mengonsumsi obat-
obatan tertentu dapat berisiko lebih tinggi untuk mengidap divertikulosis
dan divertikulitis. Jenis obat-obatan yang dapat menyebabkan hal ini
adalah obat anti-inflamasi non-steroid, seperti aspirin,
§ Gaya hidup. Gaya hidup yang kurang sehat, seperti jarang olahraga,
obesitas, dan merokok juga dapat menyebabkan kedua penyakit
tersebut terjadi.
43. Kelainan metabolik
a. Diabetes Mellitus (DM)
DM disebabkan karena tingginya kadar gula dalam darah
(hiperglikemi.
Tanda-tanda DM : poliuri (banyak urin), polifagi (banyak
makan) dan polidipdi ( banyak minum).
b. Lactose Intolerance (LI)
Lactose intolerance disebabkan karena kurangnya enzim
laktosa.
Gejala yang timbul adalah diare, kejang perut, muntah dan
perut kembung.
44. Kelainan karbohidrat yang disebabkan kebiasaan
buruk.
´Gangguan yang timbul adalah dental karies (DK).
Kelainan ini disebabkan plaque (sisa makanan di
sela gigi ) oleh bakteri dalam rongga mulut diubah
menjadi zat tertentu dalam suasana asam.
´Yang paling berpengaruh terhadap dental karies
adalah sukrosa (gula pasir) sedangkan dekstrin dan
zat pati tidak berpengaruh.
