BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya

sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4

kalori.Walaupun lemak menghasilkan enersi lebih besar, namun karbohidrat lebih

banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada

negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat

dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin

bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya

sekitar 40-60%.Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung

karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya

lemak maupun protein.

Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung,

kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.

B. RUMUSAN MASALAH

Dalam makalah ini permasalahan yang kami tinjau adalah :1. Apakah pengertian karbohidrat?2. Bagaimanakah struktur karbohidrat?3. Bagaimana klasifikasi karbohidrat?4. Bagaimana Langkah – langkah dalam metabolisme karbohidrat?5. Bagaimana sifat kimia karbohidrat?6. Bagaimana cara identifikasi karbohidrat?7. Faktor apa saja yang mempengaruhi karbohidrat?8. Bagaimana mekanisme kerja karbohidrat?

1 | K a r b o h i d r a t

C. TUJUAN PENULISAN

Tujuan makalah ini adalah:1. Menjelaskan pengertian karbohidrat2. Menjelaskan tentang struktur karbohidrat3. Menjelaskan tentang klasifikasi metabolisme karbohidrat4. Menjelaskan tentang langkah-langkah metabolisme karbohidrat5. Menjelaskan tentang sifat kimia karbohidrat6. Menjelaskan tentang cara identifikasi karbohidrat7. Menjelaskan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi karbohidrat8. Menjelaskan tentang mekanisme kerja karbohidrat

2 | K a r b o h i d r a t

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian karbohidrat

Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O.Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak.Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan

Karbohidrat merupakan polimer alami yang dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan dan sangat dibutuhkan oleh manusia dan hewan. Karbohidrat juga merupakan sumber energi yang terdiri atas unsur-unusr C, O, dan H dengan rumus molekul Cn(H2O)n. Pada senyawa karbohidrat terdapat berbaga gugus fungsi yang diikatnya yaitu gugus fungsi keton, aldehid, dan gugus hidroksi.

B. Struktur karbohidrat 

Karbohidrat  yaitu senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O. karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan struktural & metabolik. sedangkan pada tumbuhan untuk sintesis CO2 + H2O yang akan menghasilkan amilum/selulosa, melalui proses fotosintesis, sedangkan Binatang tidak

3 | K a r b o h i d r a t

dapat menghasilkan karbohidrat sehingga tergantung tumbuhan. karbohidrat merupakan sumber energi dan cadangan energi, yang melalui proses metabolisme.

Banyak sekali makanan yang kita makan sehari hari adalah sumber karbohidrat seperti : nasi/beras, singkong, umbi-umbian, gandum, sagu, jagung, kentang, dan beberapa buah-buahan lainnya, dll.

Rumus umum karbohidrat yaitu Cn(H2O)m, sedangkan yang paling banyak kita kenal yaitu glukosa : C6H12O6, sukrosa : C12H22O11, sellulosa : (C6H10O5)n

C. Klasifikasi Karbohidrat:

Monosakarida :

terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan

asam dalam air menjadi karbohidrat 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

Disakarida :

senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak.

Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi

2 molekul monosakarida.

hidrolisis : terdiri dari 2 monosakarida al

sukrosa : glukosa + fruktosa (C 1-2)

maltosa : 2 glukosa (C 1-4)

trehalosa  2 glukosa (C1-1)

Laktosa : glukosa + galaktosa (C1-4)

Oligosakarida :

senyawa yang terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yang banyak

gabungan dari 3 – 6 monosakarida,misalnya maltotriosa

4 | K a r b o h i d r a t

Polisakarida :

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.

D. langkah-langkah dalam metabolisme karbohidrat

glikolisis yaitu:

dimana glukosa dimetabolisme menjadi piruvat (aerob) menghasilkan

energi (8 ATP)atau laktat (anerob)menghasilkan (2 ATP).

Glikogenesis yaitu:

proses perubahan glukosa menjadi glikogen. Di Hepar/hati berfungsi:

untuk mempertahankan kadar gula darah. sedangkan di Otot

bertujuan: kepentingan otot sendiri dalam membutuhkan energi.

Glikogenolisis yaitu :

proses perubahan glikogen menjadi glukosa. atau kebalikan dari

GLIKOGENESIS.

Jalur pentose fosfat yaitu :

hasil ribosa untuk sintesis nukleotida, asam nukleat dan equivalent

pereduksi (NADPH) (biosintesis asam lemak dan lainnya.)

Glukoneogenesis :

senyawa non-karbohidrat (piruvat, asam laktat, gliserol, asam amino

glukogenik) menjadi glukosa.

Triosa fosfat yaitu:

bagian gliseol dari TAG (lemak)

Piruvat dan dan senyawa antara siklus krebs :

untuk sintesis asam amino –> Asetil-KoA –> untuk sintesis asam

lemak &kolesterol –> steroid.

E. Sifat Kimia Karbohidrat

Sifat mereduksi

Monosakarida dan beberapa disakarida mempunyai sifat dapat mereduksi,

terutama dalam suasana basa. Sifat sebagai reduktor ini dapat digunakan untuk

keperluan identifikasi karbohidrat maupun analisis kuantitatif. Sifat mereduksi ini

5 | K a r b o h i d r a t

disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul

karbohidrat.sifat ini tampak pada reaksi reduksi ion – ion logam misalnya ion Cu

2+ dan ion Ag+ yang terdapat pada pereaksi – pereaksi tertentu. Beberapa contoh

diberikan sebagai berikut :

1. Pereaksi fehling

Pereaksi ini dapat direduksi selain oleh karbohidrat yang mempunyai sifat

mereduksi, juga dapat direduksi oleh reduktor lain. Pereaksi fehling terdiri atas 2

larutan, yaitu larutan fehling A dan B. larutan fehling A adalah larutan CuSO4

dalam air, sedangkan larutan fehling B adalah larutan garam K Natartat dan

NaOH dalam air. Dalam pereaksi ini ion Cu2+ direduksi menjadi ion Cu+ yang

dalam suasana basa akan diendapkan sebagai Cu2O. dengan larutan glukosa 1%,

pereaksi fehling menghasilkan endapan berwarna merah bata, sedangkan apabila

digunakan larutan yang lebih encer misalnya larutan glukosa 0,1%, endapan yang

terjadi berwarna hijau kekuningan. (McGilvery&Goldstein, 1996)

2. Pereaksi Benedict

Pereaksi benedict berupa larutan yang mengandung kuprisulfat, natrium

karbonat dan natrium sitrat. Glukosa dapat mereduksi ion Cu+ yang kemudian

mengendap sebagai Cu2O. adanya natrium karbonat dan natrium sitrat membuat

pereaksi benedict bersifat basa lemah.

Endapan yang terbentuk dapat berwarna hijau, kuning atau merah bata.

Warna endapan ini tergantung pada konsentrasi karbohidrat yang diperiksa.

Pereaksi benedict lebih banyak digunakan pada pemeriksaan glukosa dalam urine

daripada pereaksi fehling karena beberapa alas an.

Apabila dalam urine terdapat asam urat atau kreatinin, kedua senyawa ini

dapat mereduksi pereaksi fehling, tetapi tidak dapat mereduksi pereaksi benedict.

Disamping itu pereaksi benedict lebih peka daripada pereaksi fehling. Penggunaan

pereaksi benedict juga lebih mudah karena hanya terdiri atas satu macam larutan,

sedangkan pereaksi fehling terdiri atas dua macam larutan.

(McGlivery&Goldstein, 1996)

6 | K a r b o h i d r a t

F. Cara identifikasi karbohidrat, Tes/ uji fehling, benedict, molisch,

reaksi, kima.

Cara identifikasi karbohidrat, Tes/ uji fehling, benedict, molisch, reaksi,

kima – sifat- sifat kimia karbohidrat berhubungan dengan gugus fungsi yang

terdapat dalam molekul, seperti gugus hidroksi, aldehid, dan keton. Beberapa sifat

kimia karbohidrat dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa karbohidrat.

Monosakarida dan beberapa disakarida memiliki sifat reduktor, terutama dalam

suasana basa. Sifat reduktor ini disebabkan oleh adanya gugus aldehid atau keton

bebas dalam molekul karbohidrat.

Tes fehling

Pereaksi fehling terdiri atas dua macam larutan, yaitu larutan fehling A dan

fehling B. larutan fehling A adalah larutan CuSO4, sedangkan fehling B

adalah larutan kalium-natrium-tartrat- dan NaOH dalam air. Kedua macam

larutan ini disimpan secara terpisah dan dicampur ketika akan digunakan

Dalam identifikasi karbohidrat, ion Cu2+ direduksi menjadi ion Cu+. Dalam

suasana basa diendapkan sebagai Cu2O.

Tes molisch

Tes molisch terdiri atas larutan a-naftol dalam alcohol. Jika pereaksi ini

ditambahkan kedalam larutan glukosa, kemudian ditambah H2SO4 pekat

maka akan terbentuk dua lapisan zat cair. Pada batas antara kedua lapisan

itu terbentuk cincin warna ungu akibat terjadi reaksi kondensasi antara a-

naftol dan furfural (furfural terbentuk akibat dehidrasi glukosa oleh H2SO4)

G. Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme karbohidrat.

Pada tiap-tiap jalur metabolisme karbohidrat, telah dibicarakan faktor-faktor

yang mempe-ngaruhi kerja enzim. Secara keseluruhan akan ditinjau dengan

singkat, terutama pengaruh keadaan kelaparan, diabetes melitus dan pada

pemberian makanan yang tinggi karbohidrat.

Pada keadaan kelaparan

Pada keadaan kelaparan, enzim-enzim utama dari glikolisis, HMP shunt dan

glikogenesis aktifitasnya menurun, sebaliknya aktifitas enzim-enzim utama dari

7 | K a r b o h i d r a t

glukoneogenesis dan glikogenolisis meningkat. Diharapkan mahasiswa meninjau

kembali jalur-jalur karbohidrat terutama enzim kunci, enzim-enzim yang

dipengaruhi oleh keadaan nutrisi (dalam hal ini kadar substrat). Perhatikan

gambar-26 ! Tulislah kembali jalur demi jalur kemudian rangkaikan semuanya.

Sebagai petunjuk perhatikan :

pengaruh glukosa 6-fosfat

pengaruh fruktosa 1,6-bisfosfat.

pengaruh macam-macam kofaktor ( ATP, AMP, cAMP dll )

enzim-enzim kunci pada tiap-tiap jalur

hubungan jalur satu dengan lainnya (senyawa tertentu dari satu jalur

mempengaruhi jalur yang lain). 

Enzim-enzim utama glikolisis adalah :

Glukokinase, heksokinase, fosfofruktokinase (1,2) dan piruvat kinase.

Enzim-enzim utama HMP shunt adalah:

Glukosa 6-fosfat dehidrogenase dan 6 fosfoglukonat dehidrogenase.

Enzim utama glikogenesis adalah:

glikogen sintetase 

Enzim utama glikogenolisis adalah glikogen fosforilase.

Enzim-enzim utama glukoneogenesis adalah:

Piruvat karboksilase, fosfoenolpiruvat karboksikinase, fruktosa 1,6 bisfosfatase

dan glukosa 6 fosfatase.

Pada keadaan Diabetes Melitus

Aktifitas enzim-enzim tersebut di atas mirip dengan keadaan kelaparan.

Pada pemberian makanan tinggi karbohidrat

Pada keadaan ini terjadi yang sebaliknya, aktifitas enzim-enzim glikolisis, HMP

shunt dan glikogenesis meningkat, sedangkan aktifitas enzim-enzim utama

glukoneogenesis dan glikogenolisis menurun.

H. Mekanisme kerja pembentukan dari karbohidrat dan glukosa

Seperti yang telah kita ketahui, makanan yang kita makan akan dipecah dan diubah menjadi zat nutrisi untuk diserap oleh usus halus. Zat nutrisi ini kemudian dihantarkan melalui pembuluh darah dan pembuluh limfe, zat nutrisi yang masuk ke dalam hati akan diubah menjadi glukosa atau zat gula untuk memenuhi

8 | K a r b o h i d r a t

kebutuhan energi tubuh. Glukosa akan melalui serangkaian reaksi kimiawi untuk diubah menjadi energi. Glukosa paling banyak berasal dari karbohidrat, tapi lemak dan protein juga dapat diubah menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis. Biasanya glukosa disimpan dalam tubuh dalam bentuk glikogen. Tubuh membutuhkan energi untuk melakukan berbagai proses tubuh seperti kontraksi otot, kerja kelenjar-kelenjar hormon, konduksi sistem saraf dan proses lainnya.

Rangkaian reaksi kimia yang mengubah glukosa menjadi energi dimulai dengan proses glikolisis. Reaksi ini merupakan reaksi anaerobik, reaksi yang terjadi di sitoplasma sel tanpa kehadiran oksigen, sebutan lainnya adalah proses fermentasi. Reaksi ini selain melibatkan glukosa sebagai bahan utama, juga melibatkan enzim yang berfungsi sebagai katalisator, namun enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi. Proses glikolisis pada intinya mengubah molekul glukosa yang memiliki 6 rantai karbon (rantai C) menjadi 2 molekul piruvat (memiliki 3 rantai karbon). Selain piruvat sebagai produk akhir, reaksi glikolisis juga menghasilkan molekul ATP atau Adenosin Tri Phospat. Glikolisis menghasilkan sebanyak total 8 buah ATP, setiap ATP dapat digunakan selama 45-120 detik, jadi bila kita akan melakukan aktivitas selama beberapa jam, hitung saja berapa ATP yang dibutuhkan.Setelah piruvat terbentuk pada reaksi anaerobic, piruvat akan digunakan dalam reaksi aerobic (melibatkan oksigen), yang terjadi di dalam bagian mitokondria sel tubuh. Apabila ternyata sel-sel tubuh mengalami kekurangan oksigen, piruvat akan diubah menjadi asam laktat, bila ini terjadi terus menerus akan menimbulkan rasa nyeri. Reaksi aerobik menghasilkan produk akhir berupa air (H2O) dan CO2, tahapan ini disebut proses respirasi seluler. Proses ini terbagi atas tiga tahap utama yaitu produksi Acetyl-CoA, proses oksidasi Acetyl-CoA melalui siklus asam sitrat atau daur krebs dan tahap rantai transport electron.

Tahap pertama yaitu produksi Acetyl-CoA membutuhkan bantuan multi enzim yang disebut dengan piruvat dehidrogenase complek (PDC) melalui 5 urutan reaksi yang juga membutuhkan coenzim.Reaksi tahap pertama ini juga menghasilkan CO2 dan 3 buah ATP. Tahap kedua yaitu proses oksidasi Acetyl-CoA melalui siklus asam sitrat atau daur krebs, yang juga merupakan pusat metabolisme tubuh. Siklus asam sitrat tidak hanya memetabolisme karbohidrat atau glukosa, tapi juga memproses molekul lain seperti protein dan lemak.

Tahap siklus asam sitrat dapat dikatakan sebagai siklus yang cukup rumit dengan melibatkan sejumlah enzim dan molekul. Berikut ini reaksi kimia siklus asam sitrat secara sederhana :

Acetyl-CoA + oxaloacetate + 3 NAD + GDP + Pi +FAD --> oxaloacetate + 2 CO + FADH + 3 NADH + 3 H + GTP

9 | K a r b o h i d r a t

Dapat dilihat dari persamaan kimia tersebut bahwa tahap siklus asam sitrat menghasilkan FADH dan NADH, yang nantinya akan diproses lebih lanjut pada tahap ketiga yaitu tahap rantai transport electron. Pada tahap ini FADH dan NADH akan bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan kembali molekul Adenosin Tri Phospat (ATP), sebagai sumber energi. Satu buah molekul NADH setara dengan 3 molekul ATP, sedangkan satu molekul FADH setara dengan 2 molekul ATP.

Berdasarkan penjelasan di atas, dapat dikatakan metabolisme glukosa merupakan salah satu metabolisme penting dalam tubuh kita.Glukosa tubuh dapat diubah menjadi energi dalam jumlah besar, sehingga kita mampu beraktivitas.Selain itu, ketersediaan oksigen dalam sel-sel tubuh kita juga merupakan hal yang sangat penting.Pada reaksi aerobik (melibatkan oksigen) dapat menghasilkan 36 buah ATP, sedangkan reaksi anaerobik (tanpa oksigen) hanya menghasilkan 8 buah ATP. Selain itu, bila tidak ada oksigen dalam sel tubuh, akan terjadi penimbunan asam laktat dan dapat menimbulkan nyeri.

I. Fungsi Karbohidrat

Selain sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi sebagai cadangan

makanan, pemberi rasa manis pada makanan, membantu pengeluaran feses

dengan cara mengatur peristaltik usus, penghemat protein karena bila karbohidrat

makanan terpenuhi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

Karbohidrat juga berfungsi sebagai pengatur metabolisme lemak karena

karbohidrat mampu mencegah oksidasi lemak yang tidak sempurna.

10 | K a r b o h i d r a t

BAB III

PENUTUP

A. kesimpulan

Karbohidrat merupakan polimer alami yang dihasilkan oleh tumbuh-

tumbuhan dan sangat dibutuhkan oleh manusia dan hewan. Karbohidrat juga

merupakan sumber energi yang terdiri atas unsur-unusr C, O, dan H dengan rumus

molekul Cn(H2O)n.

Karbohidrat  yaitu senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan

oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1

atom O.

B. Saran

Pembahasan materi karbohidrat kami amat sempit, sehingga tidak banyak

terdapat pada materi dikelas. Hal ini menjadikan mahasiswa harus lebih aktif

mencari pembahasan dari luar kelas agar mahasiswa lebih memahami materi

tentang karbohidrat.

11 | K a r b o h i d r a t

DAFTAR PUSTAKA

(http://www.bimbie.com/sumber-energi.htm)

http://www.kamusq.com/2012/09/glikogen-adalah-pengertian-dan-definisi.html#sthash.WBRTRAOB.dpuf

( http://indaharitonang-fakultaspertanianunpad.blogspot.com/2013/05/ definisi-jenis-struktur-dan-fungsi.html )

http://wanenoor.blogspot.com/2011/06/pengertian-karbohidrat-klasifikasi.html#.VRf1uPzF990

( http://www.jejaringkimia.web.id/2010/03/karbohidrat.html )

(http://fedrildwi.blogspot.com/p/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-

metabo.html)

(http://www.diwarta.com/2012/07/21/pengertian-karbohidrat-dan-fungsi-

karbohidrat.html)

12 | K a r b o h i d r a t