KARBOHIDRAT

Karbohidrat, salah satu makromolekul yang banyak terdapat di alam. Karbohidrat diturunkan dari glukosa, yaitu karbohidrat sederhana pertama dengan rumus molekul C6H12O6, disebut Hidrat dari Karbon C6(H2O)6.

1880 disadari bahwa hidrat dari karbon merupakan penamaan yang salah, karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton atau turunan mereka.Karbohidrat, biasa disebut dengan gula, berperan penting dalam molekul-molekul biologis, seperti asam nukleat (DNA dan RNA), dan dalam bentuk-bentuk polimer, seperti selulosa (dinding sel) dan glikogen (glukosa tersimpan dalam hati). KARBOHIDRAT

KLASIFIKASI KARBOHIDRATMONOSAKARIDA DISAKARIDAOLIGOSAKARIDA POLISAKARIDAKARBOHIDRAT

MONOSAKARIDAKLASIFIKASI MONOSAKARIDAALDOSA :Adalah monosakarida yang mengandung gugus aldehida

KETOSA :Adalah monosakarida yang mengandung gugus keton

JUMLAH ATOM KARBON dalam MONOSAKARIDAUMUMNYA 3 7ContohnyaTRIOSA : Monosakarida 3 karbonHEKSOSA : Monosakarida 6 karbonAwalan ALDO untuk ALDOSA ALDOHEKSOSA : Aldosa 6 karbonAkhiran ULOSA untuk KETOSA HEKSULOSA : Ketosa 6 karbon

Karbohidrat paling sederhana: monosakarida. Bila mempunyai gugus aldehid, disebut aldosa, bila mempunyai gugus keto, disebut ketosa/ulosaSetiap monosakarida mempunyai jumlah atom karbon tertentu yang dikandungnya (misal: triosa (3C), tetrosa (4C), pentosa (5C), heksosa (6C). Dalam makanan kita, umumnya heksosa (glukosa dan fruktosa). StrukturD-gliseraldehida

enantiomerdiastereomerEnantiomer: bentuk D atau L dengan nama yang sama; diastereomer: stereoisomer yang bukan merupakan bayangan cermin satu dengan yang lain dan memiliki nama yang berbeda

Enolisasi aldosa menjadi ketosa Proses tautomeri keto-enol

STRUKTUR MONOSAKARIDARANTAI TERBUKA :Diproyeksikan oleh FISCHERSIKLIK :Dirumuskan oleh HAWORTH

Gula-gula dalam larutan berada dalam keseimbangan antara bentuk rantai lurus (linier) dan bentuk lingkar (siklik); hal ini terutama ditemukan pada pentosa dan heksosa. Siklisasi menyebabkan terbentuknya hemiasetal. - dan -D-glukosa merupakan anomer. Siklisasilebih stabil64% 0,02% 36%t.l 150C, +18,7 t.l 146C, +112

Pemasukkan 100 % -glukosa (padat) ke dalam air, daya putar optiknya mulai berubah ketika bentuk , rantai terbuka, dan menuju keadaan setimbang (dari +112 +52,6). Efek ini disebut sebagai mutarotasi Mutarotasi

PROYEKSI HAWORTHUNTUK CINCIN FURAN :

REAKSI GUGUS HIDROKSIL1. Pembentukan asetat2. Pembentukan eter3. Pembentukan asetal dan ketal siklikContoh pembentukan asetal dan ketal siklik :pengubahan L-sorbosa menjadi Vit. C

Reaksi kimiaPembentukan glikosidaGlikosida, asetal yang dihasilkan dari reaksi aldehida dengan alkohol (katalis asam) Glikosida, tidak mereduksi pada uji Tollen stabil terhadap basa, namun berubah menjadi gula dan aglikon bila suasana asam campuran anomer

Pengolahan suatu aldosa, seperti misalnya glukosa, dengan metanol akan menghasilkan suatu metil glikosida. Gugus-gugus hidroksil lain dalam suatu karbohidrat dapat diubah menjadi gugus metoksil dengan mereaksikan metil glikosida dimetil sulfat dan NaOH EterifikasiMetilasi lengkap

EsterifikasiReaksi anhidrida asam asetat berlebih dan basa (seperti piridin) pada gula menghasilkan gula poliasetil. Reaksi ini stereospesifik (yakni, anomer- akan membentuk ester-). Gugus ini dapat digunakan untuk pembentukan glikosida stereoselektif

Ikatan glikosidikMonosakarida-monosakarida dapat dihubungkan oleh berbagai jenis ikatan glikosidik. Dapat berupa bentuk - atau -glikosidik; ikatan -1,4 menghubungkan gugus -hidroksi C-1 dari suatu unit gula dengan gugus hidroksi C-4 gula lain

Ikatan -1,3 menghubungkan gugus -hidroksi C-1 dari suatu unit gula pada gugus hidroksi C-3 gula lain H

1. OKSIDASI MONOSAKARIDA- ALDOSAGugus aldehida gugus karboksilat Pereaksi yang digunakan: Tollens Ag (NH3)2+Oksidasi

Lanjutan: Oksidasi ALDOSADemikian juga untuk Fruktosa

Lanjutan: Oksidasi KETOSA FRUKTOSAKetosaEnandiolAldosaCermin perakTautomeri keto enol:

Lanjutan: Oksidasi GLIKOSIDAGugus karbonil diblokade.Glikosida adalah gula bukan pereduksiAg(NH3)2+OH

ASAM ALDONATAdalah suatu asam polihidroksi karboksilat, yaitu produk oksidasi dari gugus aldehida suatu aldosaPengoksidasi yang digunakan : pereaksi Tollens

ASAM ALDARATAdalah suatu asam polihidroksi dikarboksilat, yaitu produk oksidasi dari gugus aldehida dan alkohol suatu aldosaZat pengoksidasi kuat (HNO3), mengoksidasi gugus aldehida dan juga gugus hidroksil ujung (suatu alkohol primer) dari monosakarida.

ASAM URONATAdalah produk oksidasi dengan enzim, di mana yang dioksidasi hanya gugus CH2OH ujung, sedangkan gugus aldehidanya tidak teroksidasi.Contohnya : oksidasi D-glukosa oleh enzim menghasilkan asam D-glukuronat.

ASAM GLUKURONATPenting dalam sistem hewan, dan sistem tumbuhan

Asam D-glukuronat Deret-LKarbon 1 direduksiKarbon 1 baru

VITAMIN C (ASAM ASKORBAT)

Asam L-askorbat (Vit C)KONVERSI TERAKHIR DARI PERUBAHAN ASAM GLUKURONAT MENJADI ASAM L-ASKORBAT (VIT.C)

REDUKSI Gugus karbonil dari aldosa maupun ketosa dapat direduksi oleh pereduksi karbonil, produknya yaitu polialkohol yang disebut ALDITOL (akhiran nama ITOL).Pereduksi gugus karbonil : Hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam

DISAKARIDAContohSukrosa : gabungan glukosa dan fruktosaLaktosa : gabungan glukosa dan galaktosaMaltosa : gabungan glukosa dan glukosaIsomaltosa : gabungan glukosa dan glukosaSellobiosa: gabungan glukosa dan glukosa

STRUKTUR MOLEKULDISAKARIDA 1-4

SUKROSAIkatan glikosida menghubungkan C ketal yang posisinya dari fruktosa dan asetal yang posisinya dari glukosa

LAKTOSADikenal sebagai gula susu

MALTOSAAdalah hasil penguraian pati oleh enzim -1,4-glukan 4-glukanohidrolase yang terdapat dalam air liur

POLISAKARIDAAdalah senyawa yang molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glukosida.Contohnya : selulosa, pati, kitin Hidrolisis lengkap akan mengubah suatu polisakarida menjadi monosakarida.

SELULOSASelulosa murni dapat digunakan untuk pemurnian dalam analisis kimia dan biokimia.Tidak mempunyai karbon hemiasetal. Tidak dapat mengalami mutarotasi atau dioksidasi oleh pereaksi, seperti pereaksi TollensPolimer lurus 1,4--D-glukosa

SUMBER POLISAKARIDA1. PATI ; 2.GLIKOGENPencernaan pati, dimulai dari mulut. Saliva mengandung -amilase, di lambung, pati dipotong menjadi senyawa-senyawa yang lebih pendek. Pencernaan pati dilanjutkan di dalam usus kecil (intestin) oleh -amilase pankreas, menjadi campuran disakarida (maltosa), trisakarida (maltotriosa) dan oligosakarida (dekstrin- dihidrolisa menjadi monosakarida oleh enzim) -glukosidase dalam mukosa usus halus.

PATI - GLIKOGENPati: Dipisahkan menjadi 2 fraksi utama berdasarkan kelarutan bila dibubur (triturasi) dengan air panas; sekitar 20% pati adalah amilosa (larut, ikatan 1,4--D-glukosa) dan 80% sisanya ialah amilopektin (tidak larut, 1,4--D-glukosa 25 satuan dan percabangan 1,6 --D-glukosa )Glikogen, polisakarida seperti amilopektin tetapi jumlah satuan glukosanya lebih sedikit; digunakan sebagai tempat penyimpanan glukosa dalam sistem hewan (terutama dalam hati dan otot)

GLIKOSAMINOGLIKAN1. Asam hialuronat2. Kondroitin sulfat3. HeparinGlikoprotein : yaitu protein yang mengandung karbohidrat dengan jumlah beragam dan melekat sebagai rantai tak bercabang atau bercabang (pendek atau panjang hingga 15 unit).

Latihan Karbohidrat

65. Gambarkan semua isomer aldotetrosa yang mempunyai rumus molekul C4H8O4.

Jelaskan apa yang dimaksud dengan gula susu, gula beet, gula tebu, disakarida, polisakarida.2. Tuliskan lima sumber karbohidrat alam.3. Gambarkan struktur Fisher dari D-glukosa, D-galaktosa, D, fruktosa, L-glukosa, L-fruktosa, struktur Haworth dari -D-glukosa dan -D-glukosa. Berdasarkan struktur dari monosakarida tsb. tentukan mana yang merupakan aldoheksosa, heksulosa ?, dan mana yang mempunyai hubungan enantiomer, diastereoisomer, anomer, dan epimer ?.4. Gambarkan semua isomer aldotetrosa yang mempunyai rumus molekul C4H8O4.1. Di antara senyawa-senyawa berikut mana yang memberikan reaksi + pada uji Benedict: a) sukrosa b) glikogen c) -maltosa d) -laktosa

7. Jelaskan perbedaan intramolekular hemiasetal dan intramolekular hemiketal dari glukosa dan fruktosa, dan gambarkan konformasinya.8. Tuliskan sumber biologi major dari laktosa. Gambarkan rumus konformasi dari laktosa9. Apa yang dimaksud dengan galaktosemia ?10. Gambarkan struktur rantai terbuka dari fruktosa, dan tunjukkan bagaimana ia bersiklisasi membentuk - atau -D-fruktosa.11. Apakah fungsi dari -amilase dan -amilase.