1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Makhluk hidup membutuhkan energi untuk melakukan aktivitasnya. Salah satu

sumber energi yang sangat dibutuhkan yaitu karbohidrat. Selain itu, karbohidrat juga

berperan dalam membentu metabolisme protein, pengatur metabolisme lemak, membantu

penyerapan kalsium, dan masih banyak lagi yang lainnya. Maka, kebutuhan karbohidrat

menjadi sangat dibutuhkan dalam kegiatan sehari-hari. Tidak terkecuali tumbuhan yang

menghasilkan makanannya sendiri berupa karbohidrat. Tanaman menyimpan cadangan

makanannya untuk melakukan pertubuhan dan perkembangan. Tanpa cadangan makanan

ini, tumbuhan akan mengalami penurunan kualitas hidupnya, menjadi rentan, dan

akhirnya tidak bisa bertahan dan menjadi terseleksi.

Mengetahui pentingnya karbohidrat dalam mengoptimalisasi kerja tubuh, maka

melalui makalah ini pembaca mampu mengetahui dan memahami tentang karbohidrat

dan seluk-beluknya terutama karbohidrat yang terdapat pada tanaman guna menambah

pengetahuan dan untuk diterapkan dalam kehidupan.

B. Rumusan Masalah

1. Apa definisi karbohidrat?

2. Bagaimana karbohidrat yang terdapat pada tanaman?

3. Bagaimana klasifikasi karbohidrat?

C. Tujuan

Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu:

1. Mengetahui dan memahami tentang definisi karbohidrat.

2. Mengetahui dan memahami tentang karbohidrat yang terdapat pada tanaman.

3. Mengetahui dan memahami tentang klasifikasi karbohidrat.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Defnisi Karbohidrat

Karbohidrat merupakan polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atau senyawa yang

dihidrolisis dari keduanya yang mana unsur utama penyusun karbohidrat adalah karbon,

hidrogen, dan oksigen dengan perbandingan1 atom C, 2 atom H, 1 atom O yang berkombinasi

menjadi siatu formula (CH2O)n, di mana n3. Banyak sekali makanan yang kita makan sehari

hari adalah suber karbohidrat seperti : nasi/beras, singkong, umbi-umbian, gandum, sagu, jagung,

kentang, dan beberapa buah-buahan lainnya, dll. Sedangkan yang paling banyak kita kenal yaitu

glukosa(C6H12O6), sukrosa(C12O22O11), sellulosa (C6H10O5)n.

Karbohidrat merupakan komponen penting yang menyusun tubuh karena fungsinya yang

kompleks, yaitu: Sumber energi utama yang diperlukan untuk gerak, memberi rasa kenyang,

pembentukan cadangan sumber energi, kelebihan karbohidrat dalam tubuh akan disimpan dalam

bentuk lemak sebagai cadangan sumber energi yang sewaktu-waktu dapat dipergunakan,,

membantu metabolism protein, asupan gula darah bagi tubuh, membantu penyerapan kalsium,

membentuk jaringan sel pada tubuh, menjaga keseimbangan asam-basa.

B. Karbohidrat pada Tanaman

Tanaman merupakan organisme yang bisa menghasilkan makanan sendiri atau disebut

autotrof. Makanan yang dihasilakan oleh tanaman berupa karbohidrat yang nantiya juga

merupakan sumber energi bagi mahluk hidup lainnya. Pati merupakan polisakarida heksosa yang

terdiri atas inti amilosa yan dikelilngi amilopektin, terhidrolisis melalui dekstrin ke maltosa dan

glukosa, dan disimpan pada tumbuhan dalam bentuk butiran sebagai cadangan makanan.

Karbohidrat pada tumbuhan digunakan untuk sintesis CO2 + H2O yang akan

menghasilkan amilum/selulosa dengan melalui proses fotosintesis.

3

Pembentukan karbohidrat terjadi pada tempat dimana cahaya menyinari bagian hijau

karena bagian tersebut mengandung klorofil. Kehadiran karbohidrat dapat diketahui dari reaksi

dari iodium-amilum. Amilum terdiri dari campuran amilosa dan amilopektin. Amilosa bereaksi

dengan Iod (I) menghasilkan perubahan warna komplek merah ungu. Warna ini ditimbulkan oleh

ikatan lemah diantara molekul pati/amilum dan Iod. Proses pembentukan amilum melalui

fotosintesis adalah sebagai berikut :

6CO2 + 6H2O

C6H12O6 + 6O2

Transformasi karbohidrat itu dipengaruhi oleh beberapa faktor luar. Faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap penyusunan amilum diantaranya :

1. Temperatur

Temperatur yang rendah itu mempunyai pengaruh baik bagi pengubahan amilum menjadi gula.

Pengubahan gula manjadi amilum terjadi pada temperatur sedang yaitu 200C sampai 300C.

2. Pengaruh air

Daun yang layu di dalamnya banyak terdapat amilum terubah menjadi gula sukrosa dan beberapa

monosakarida. Persediaan air yang agak berlebihan menambah kegiatan penyusunan amilum.

3. Konsentrasi ion-ion H+

Perubahan pH membawa perubahan kegiatan enzim. Enzim akan bekerja berlawanan jika

lingkungannya mengalami perubahan pH. Pada pH di atas 7 banyak terbentuk gula sedang gula

akan terbentuk menjadi amilum lagi jika pH turun sampai di bawah 7.

4. Konsentrasi gula

Keseimbangan antara persediaan gula dan persediaan amilum terdapat di dalam sel.

Pembentukan amilum itu tampak giat karena pembentukan gula yang yang giat. Pada malam hari

sebagian dari amilum ada yang diubah menjadi gula sekedar untuk menjaga ketetapan

konsentrasi.

4

5. Keadaan pH

PH yang mendekati netral akan semakin mudah untuk terjadinya fotosintesis, sehingga mudah

untuk membentuk karbohidrat

6. Intensitas sinar

Hopkins (1995), menyatakan bahwa pembentukan karbohidrat terjadi pada tempat dimana

cahaya menyinari bagian yang hijau karena bagian tersebut mangandung klorofil. Kahadiran

karbohidrat dapat diketahui dari Iodin-Amilum. Bagian daun yang tertutup ketas alumunium foil

dan dikenai sinar matahari, maka setelah dimasukkan dalam alkohol panas dan aquades panas,

kemudian ditetesi larutan iodin, maka bagian tersebut tidak akan terbentuk warna ungu, tetapi

bagian yang tidak ditutupi nampak berwarna ungu. Dwijoseputro (1986), menggambarakan

hubungan antara amilum dan I-KI dalam reaksi berikut:

C5H8O4 + I KI C5H8O4 + I5- + KI

Amilum disusun di dalam kloroplas dan juga di dalam leukoplas sebagai tempat untuk

menyimpan. Penyusunan amilum memerlukan bahan berupa glukosa-1-pospat serta bantuan

enzim berupa posporilase amilum. Molekul glukosa-1-pospat dapat digandeng-gandengkan

dengan pertolongan posporilase ini. Pada penggandengan itu terlepaslah molekul pospat.

Pembentukan pati atau amilum terjadi terutama melalui satu proses yang melibatkan

sumbangan berulang unit glukosa dari gula nukleotida serupa dengan UDPG yang disebut

adenosin difosfoglukosa (ADPG). Pembentukan ADPG berlangsung dengan menggunakan ATP

dan glukosa 1-fosfat di kloroplas dan plastid lainnya. Reaksi berikut merangkum pembentukan

pati dari ADPG :

ADP + amilosa kecil (unit n-glukosa) amilosa (lebih besar dengan unit n+1glukosa) + ADP.

Karbohidrat yang terbentuk pada tumbuhan dalam bentuk pati atau amilum. Pembentukan

amilum pada umumnya berlangsung melalui proses yang sama secara berulang-ulang dengan

menggunakan glukosa dari gula nukleosida yang mirip UDPG yang disebut sebagai Adenosin

5

Difosfat (ADPG). Pembentukan ADPG berlangsung dalam kloroplas atau plastida lainnya

menggunakan Atp dan glukosa-1-p :

(n-glukosa) amilosa (n+1 glukosa) amilosa

ADPG ADP

Tanaman jika pada bulan-bulan yang dingin, konsentrasi gula tinggi sedangkan kadar amilum

menyusut, bulan-bulan panas keadaan itu berkebalikan. Persediaan air yang berlabihan

menambah kegiatan penyusunan amilum. Perubahan pH membawa perubahan kegiatan enzim.

pH 7 merupakan pH optimal untuk pembentukan gula, sedang gula akan terbentuk menjadi

amilum jika pH sampai dibawan 7 (Kimball, 1989).

C. Klasifikasi Karbohidrat

a. Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih

sederhana. Monosakarida meliputi glukosa, galaktosa, fruktosa, manosa, dan lain-lain.

1. Glukosa

Glukosa merupakan suatu aldoheksosa, disebut juga dekstrosa karena memutar bidang polarisasi

ke kanan. Glukosa merupakan komponen utama gula darah, menyusun 0,065- 0,11% darah kita.

Glukosa dapat terbentuk dari hidrolisis pati, glikogen, dan maltosa. Glukosa sangat penting bagi

kita karena sel tubuh kita menggunakannya langsung untuk menghasilkan energi. Glukosa dapat

dioksidasi oleh zat pengoksidasi lembut seperti pereaksi Tollens sehingga sering disebut sebagai

gula pereduksi.

6

D-glukosa

-D-glukosa

-D-glukosa

2. Galaktosa

Galaktosa merupakan suatu aldoheksosa, jarang terdapat bebas di alam. Umumnya berikatan

dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa

mempunyai rasa kurang manis jika dibandingkan dengan glukosa dan kurang larut dalam air.

Seperti halnya glukosa, galaktosa juga merupakan gula pereduksi.

D-galaktosa

-D-galaktosa

-D-galaktosa

3. Fruktosa

Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri.

Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam danmerupakan gula termanis, terdapat

dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa.

Fruktosa dapat terbentuk dari hidrolisis suatu disakarida yang disebut sukrosa. Sama seperti

glukosa, fruktosa adalah suatu gula pereduksi.

7

(a)

(b)

Struktur fruktosa: (a) struktur terbuka (b) struktur siklis

b. Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang

dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu

monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan

menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di

alam.

1.Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum).

Maltosa tersusun dari molekul -D-glukosa dan -D-glukosa.

Struktur maltosa

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu

menghubungkan C 1 dari -D-glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi ikatan

8

glikosida pada maltosa selalu karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase. Satu molekul

maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

2.Sukrosa

Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal

dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh

ikatan 1,2 .

Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan -D-glukosa dan -D-fruktosa.

Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis daripada sukrosa. Jika kita perhatikan

strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun

fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus

hemiasetal.Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk

aldehid atau keton sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula

pereduksi.

3.Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun

dari molekul -D-galaktosa dan -D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-.

9

Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan,

akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa. Apabila

enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal

dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.

c. Oligosakarida

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya

antara 2 (dua) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat

berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan

dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di

alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk

disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.

Sering terjadi salah kaprah dalam mengenal definisi gula, karena umumnya gula bagi

masyarakat adalah gula pasir. Padahal gula pasir adalah suatu disakarida. Molekul disakarida

yang disusun oleh dua molekul monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida.

Ikatan glikosida pada molekul maltosa

Pembentukan ikatan glikosida merupakan jembatan oksigen yaitu R-OR, reaksi ini juga selalu

diikuti dengan pelepasan molekul air.

10

Sukrosa (gula pasir) terbentuk dari satu molekul -D-glukosa dan -D-fruktosa, yaitu -D-

fruktofuranosil (21) -D-glukopiranosa atau Fru(21)Glc.

Ikatan glikosida pada molekul sukrosa

Sukrosa biasa diperoleh di alam sebagai gula tebu dan gula bit. Khususnya pada pada

ekstrak gula dari bit, sukrosa tidak murni melainkan bercampur dengan oligosakarida yang lain

seperti rafinosa dan stakiosa.

Secara alami, laktosa terdapat pada air susu dan sering disebut dengan gula susu. Molekul

ini tersusun dari satu molekul D-glukosa dan satu molekul D-galaktosa melalui ikatan (14)

glikosidik, untuk struktur ikatannya dapat dilihat pada Gambar 14.14. Laktosa yang terfermentasi

akan berubah menjadi asam laktat. Dalam tubuh Laktosa dapat menstimulasi penyerapan

kalsium.

Ikatan glikosida pada molekul laktosa.

11

Monosakarida dan oligosakarida serta poli alkohol lainnya umumnya memiliki rasa

manis. Sukrosa memiliki rasa manis dan terasa nyaman di lidah kita, walaupun kita

menggunakannya dalam konsentrasi tinggi. Berbeda dengan D mannosa memiliki terasa manis

dan pahit. Sedangkan gentiobiosa memiliki rasa pahit.

Bahan untuk pemanis yang sering digunakan oleh industri adalah sukrosa, starch syrup

(campuran glukosa, maltosa dan malto oligosakarida), glukosa, gula invert, fruktosa, laktosa dan

gula alkohol (sorbitol, mannitol, xylitol).

d. Polisakarida

Polisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan

monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Hidrolisis lengkap dari polisakarida akan

menghasilkan monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer glukosa.

1.Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel pelindung

seperti batang, dahan, daun dari tumbuh-tumbuhan. Selulosa merupakan polimer yang berantai

panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer rantai lurus

dari 1,4--D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air menghasilkan D-glukosa.

Dalam sistem pencernaan manusia terdapat enzim yang dapat memecahkan ikatan -

glikosida, tetapi tidak terdapat enzim untuk memecahkan ikatan -glikosida yang terdapat dalam

selulosa sehingga manusia tidak dapat mencerna selulosa. Dalam sistem pencernaan hewan

herbivora terdapat beberapa bakteri yang memiliki enzim -glikosida sehingga hewan jenis ini

dapat menghidrolisis selulosa. Contoh hewan yang memiliki bakteri tersebut adalah rayap,

sehingga dapat menjadikan kayu sebagai makanan utamanya. Selulosa sering digunakan dalam

pembuatan plastik. Selulosa nitrat digunakan sebagai bahan peledak, campurannya dengan

kamper menghasilkan lapisan film (seluloid).

2.Pati/Amilum

Pati terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari glukosa.

Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan. Jika dilarutkan

12

dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu amilosa dan amilopektin.

Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah monomernya.

Amilosa adalah polimer linier dari -D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-.

Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa membentuk

senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan uji untuk

mengidentifikasi adanya pati.

Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya bercabang. Rantai utama

mengandung -D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-. Tiap molekul glukosa pada titik

percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-.

Struktur amilopektin

Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim tertentu

akan menghasilkan dextrin dan maltosa.

13

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Karbohidrat merupakan polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atau senyawa yang

dihidrolisis dari keduanya yang mana unsur utama penyusun karbohidrat adalah karbon,

hidrogen, dan oksigen dengan perbandingan1 atom C, 2 atom H, 1 atom O yang berkombinasi

menjadi siatu formula (CH2O)n, di mana n3.

Tanaman merupakan organisme yang bisa menghasilkan makanan sendiri atau disebut

autotrof. Makanan yang dihasilakan oleh tanaman berupa karbohidrat yang nantiya juga

merupakan sumber energi bagi mahluk hidup lainnya. Pati merupakan polisakarida heksosa yang

terdiri atas inti amilosa yan dikelilngi amilopektin, terhidrolisis melalui dekstrin ke maltosa dan

glukosa, dan disimpan pada tumbuhan dalam bentuk butiran sebagai cadangan makanan.

Karbohidrat pada tumbuhan digunakan untuk sintesis CO2 + H2O yang akan

menghasilkan amilum/selulosa dengan melalui proses fotosintesis.

Klasifikasi Karbohidrat yaitu:

1. Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih

sederhana. Monosakarida meliputi glukosa, galaktosa, fruktosa, manosa, dan lain-lain.

2. Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang

dihubungkan oleh ikatan glikosida. Meliputi: maltosa, sukrosa, laktosa.

3. Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya

antara 2 (dua) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida.

4. Polisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan

monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Meliputi: selulosa dan amilum.

B. Saran

Mempelajari tentang karbohidrat berarti mempelajari akan kebutuhan, karena karbohidrat

merupakan konsumsi bagi mahluk hidup.

14

DAFTAR PUSTAKA

Depdiknas.2003.Kamus Biologi.Balai Pustaka.Jakarta.

Kimbal, John W.1994.Biology.Jilid 1, 2 dan 3. Edisi kelima. Erlangga.Jakarta.

Lehninger, W. 2004. The Biochemistry.Schaffun.Koln.

Murray, Robert K, 1996, Harpers, Biochemistry.

Pearce, Evelyne.1997.Anatomi dan Fisiologi untk Paramedis.Gramedia Pustaka Utama.Jakarta.

Robert W. McGilvery dan Gerald W. Goldstein.1983.Biochemistry A Function Approach.

Saunders Company.Virginia.

Tim Kashiko.2002.Kamus Lengkap Biologi.Kashiko Press.Surabaya.

Triman Jr.2007.Materi Biokimia.Susya Cipta.Surabaya.

Zian,Ananda.2012.Karbohidrat.http://desainwebsite.net/biologi/karbohidrat-dalam-

tanaman#ixzz1qBokWwl4. Diakses tanggal 26 Maret 2012