Kimia Pangan Karbohidrat - Alfi Anis Syafitri (096)_(97).docx

Alfi Anis Syafitri 11170920000096 Agribisnis – Teknologi Pangan KIMIA PANGAN Karbohidrat Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk dunia, khususnya bagi penduduk yang sedang berkembang. Senyawa karbohidrat menyumbangkan 70 – 80% sumber energi untuk aktivitas manusia. Konsumsi rata-rata karbohidrat dalam makanan sekitar 65% dan energi yang dihasilkan dari metabolisme selular karbohidrat tersebut akan digunakan untuk metabolisme biomolekul lainnya seperti protein, lemak dan asam nukleat. Selain itu, lebih dari 90% komponen penyusun tumbuhan kering adalah karbohidrat. Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil. Karbohidrat paling sederhana bisa berupa aldehid (disebut polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton (disebut polihidroksiketon atau ketosa). Berdasarkan pengertian di atas berarti diketahui bahwa karbohidrat terdiri atas atom C, H dan O. Adapun rumus umum dari karbohidrat adalah: Cn(H2O)n atau CnH2nOn Karbohidrat berperan dalam menentukan karakteristik bahan makanan misalnya rasa, warna, tekstur, dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein tubuh yang berlebihan, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolism lemak dan protein, serta berguna bagi pencernaan karena beberapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat (dietary fiber). Dalam tubuh manusia karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dimana sehari-hari, terutama bahan makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Pada tanaman, karbohidrat dibentuk dari reaksi CO2 dan H2O dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis dalam sel tanaman yang berklorofil.

Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Selulosa dan lignin berperan sebagai penyusun dinding sel tanaman. Pada umumnya buah-buahan mengandung monosakarida seperti glukosa dan fruktosa. Disakarida seperti gula tebu sukrosa atau sakarosa) banyak terkandung dalam batang tebu; di dalam air susu terdapat laktosa atau gula susu. Beberapa oligosakarida seperti dekstrin terdapat dalam sirup pati, roti, dan lain-lain. Sedangkan berbagai polisakarida seperti pati terdapat banyak dalam serealia dan umbi-umbian; selulosa dan pektin banyak rerdapat dalam buah-buahan. Jenis-jenis Karbohidrat 1. Monosakarida Monosakarida adalah jenis karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi gula yang lebih sederhana karena merupakan molekul yang paling sederhana. Struktur monosakarida terdiri dari gugus aldehid atau keton dengan dua atau lebih gugus hidroksil. Monosakarida yang memiliki gugus fungsional aldehid disebut dengan aldosa sedangkan yang memiliki gugus keton disebut ketosa. Aldosa paling sederhana adalah gliseraldehid yang terdiri dari tiga atom karbon sedangkan ketosa yang paling sederhana adalah dihidroksiaseton. Berdasarkan jumlah atom karbon, monosakarida terdiri dari biosa (2 atom karbon), triosa (3 atom karbon), pentosa (5 atom karbon), dan heksosa (6 atom karbon) a. Heksosa Heksosa adalah monosakarida yang tersusun atas enam atom karbon. Rumus kimia senyawa heksosa adalah C6H12O6. Berdasarkan gugus fungsinya, heksosa dikelompokkan menjadi aldoheksosa (heksosa yang mengandung gugus aldehid) seperti glukosa, galaktosa, dan manosa atau ketoheksosa (heksosa yang mengandung gugus keton) seperti fruktosa. Gula heksosa dapat disintesis secara biologis maupun kimawi.  Glukosa Glukosa adalah gula yang dihasilkan dari hidrolisis yang sempurna dari selulosa, pati, dan maltose. Glukosa merupakan satuan pembentuk karbohidrat yang lebih besar seperti disakarida dan polisakarida (amilum dan glikogen). Glukosa banyak terdapat di dalam sari buah-buahan. Glukosa juga digunakan sebagai zat pemanis, sirup, dan digunakan juga untuk pembuatan lilin dan ramuan obat-obatan dalam bidang farmasi.

 Fruktosa Fruktosa merupakan ketosa (n=3 dengan rumus molekul C6H12O6). Fruktosa merupakan isomer dari glukosa dan galaktosa. Fruktosa atau gula buah-buahan sering disebut levulosa. Fruktosa yang sebagai gula buah merupakan gula yang paling manis kurang lebih dua kali manisnya glukosa dan didapatkan bersama-sama glukosa dan sakarosa dalam buah dan madu.  Galaktosa Galaktosa merupakan senyawa karbohidrat yang tergolong dalam monosakarida, termasuk juga golongan heksosa karena mempunyai 6 atom C dalam molekulnya. Galaktosa merupakan salah satu monomer pembentuk laktosa. Galaktosa memiliki kemampuan menyerap di dalam darah sehingga memiliki nilai glycaemic index yang lebih rendah dibandingkan dengan sukrosa. Galaktosa tidak terdapat bebas di alam, tetapi dapat diperoleh dari hidrolisis laktosa dan beberapa polisakarida tertentu. Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula pereduksi b. Pentosa Pentosa adalah monosakarida yang tersusun atas lima atom karbon. Rumus molekul dari pentosa adalah C5H10O5. Senyawa-senyawa ini terdapat di alam sebagai penyusun dari molekul kompleks yang disebut pentosan. Pentosa merupakan hasil dari hidrolisis pentosan.  Xilosa Xilosa merupakan komponen utama dari hemiselulosa pada dinding sel tumbuhan yang terikat pada selulosa, pektin, lignin, dan polisakarida lainnya untuk membentuk dinding sel. Xilosa diklasifikasikan sebagai monosakarida tipe aldopentosa yang memiliki lima atom karbon dan satu gugus aldehid. Gula ini diperoleh dengan menguraikan jerami atau serat nabati lainnya dengan cara memasaknya dengan asam sulfat. Xilosa digunakan dalam penyamakan dan pewarnaan dan dapat juga dunakan sebagai bahan pemanis untuk penderita diabetes mellitus.  Arabinosa Arabinosa disebut juga gula pektin atau pektinosa. Arabinosa bersumber dari getah Arab, plum, dan getah ceri. Arabinosa berupa kristal putih yang larut dalam air dan gliserol namun tidak larut dalam alkohol dan eter. Arabinosa digunakan dalam obat-

obatan dan medium pembiakan bakteri. Arabinosa dalam reaksi Orsinol - HCl memberi warna: violet, biru, dan merah, dengan membei Floroglusional- HCl.  Ribosa Ribosa adalah salah satu kelompok monosakarida yang terdiri dari lima atom karbon dan termasuk satu gugus fungsional aldehida (gugus karbon yang mengikat satu atau dua atom hidrogen). Rumus Kimia Ribosa adalah C5H10O5. Ribosa merupakan komponen RNA yang berperan dalam transkripsi genetik, oleh karena itu Ribosa sangat penting bagi makhluk hidup. Ribosa juga berhubungan erat dengan Deoksiribosa yang merupakan komponen DNA. 2. Oligosakarida Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida adalah rantai pendek unit monosakarida yang terdiri dari 2 sampai 10 unit monosakarida yang digabung bersama-sama oleh ikatan kovalen dan biasanya bersifat larut dalam air. a. Disakarida Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Disakarida merupakan gabungan dari 2 satuan monosakarida. Disakarida umumnya mempunya rumus molekul C12H22O11. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa. Tiga disakarida yang biasanya dijumpai di alam ialah maltose, sukrosa, dan laktosa.  Sukrosa (Glukosa + Fruktosa) Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa diperoleh dari tebu atau beet dan kebanyakan dipakai sebagai pemanis. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 –α. Sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi.

 Maltosa Maltosa ini juga dikenal sebagai gula gandum yang merupakan disakarida bentukan dari glukosa sejumlah 2 unit. Dari rantai glukosa, maltosa ini diketahui menjadi anggota kedua dari seri biokimianya. Disakarida satu ini diproduksi saat pati dipecah oleh amilase, dan ini biasanya bisa dijumpai pada biji yang berkecambah, contohnya adalah gandum.  Laktosa (Glukosa + Galaktosa) Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Mempunyai rumus kimia C12H22O11. Laktosa dikenal sebagai gula susu karena kurang lebih 5% terdapat dalam binatang menyusui. b. Triosa Triosa adalah monosakarida yang mengandung 3 atom karbon. Triosa dibedakan menjadi aldotriosa (triosa yang mengandung gudus aldehid), misalnya gliseraldehid; dan ketotriosa (triosa yang mengandung gugus keton), misalnya dihidroksi keton. 3. Polisakarida Polisakarida merupakan jenis karbohidrat kompleks yang terdiri atas unit monosakarida yang terikat dengan ikatan glikosidik. Oligosakarida merupakan polisakarida yang sederhana dimana mengandung beberapa satuan gula, namun antara oligosakarida dan polisakarida tidak ada batas yang tegas. Polisakarida meliputi pati, selulosa, dan dekstrin, merupakan subtrat yang amorph dan sebagian besar tidak larut dalam air dan tidak berasa mempunyai rumus (C6H10O5)n.H2O atau (C5H8O4)n.H2O Polisakarida dalam bahan pangan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin), dan sebagai penguat sumber energi (pati, dekstrin, glikogen, fruktan). Polisakarida ini tidak dapat dicerna oleh tubuh, tetapi merupakan serat-serat yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan. Polisakarida berdasarkan jenis monosakaridanya terdiri dari pentosan dan heksosan. a. Pentosan (untuk pentose) Pentosan adalah senyawa polimer yang tersusun dari pentosa. Pentosa dapat ditemukan di barley dan tumbuhan lain.

b. Heksosan (untuk heksosa) Monomer heksosan adalah heksosa. Heksosan yang mempunyai monomer glukosa disebut glukosan atau desktran, misalnya amilum, glikogen, dan selulora. Heksosan yang memounyai monomer fruktosa disebut fruktosan atau levan, misalnya inulin. Dikenal juga galaktosan yang mempunyai galaktosa dan manan yang mempunyai monomer manosa.