makalah kimia pangan karbohidrat

37
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Karbohidrat atau Hidrat Arang merupakan suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, yang mana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara 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, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan. Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh- tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari hasil reaksi CO 2 dan H 2 O melalui proses fotosintesis di dalam sel-sel tumbuh- tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai. Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah 1 | Page

Upload: steffi-mega-hawa

Post on 12-Jul-2016

481 views

Category:

Documents


92 download

DESCRIPTION

menjelaskan tentang karbohidrat, meliuti struktur kimianya, tata nama, manfaat, pengujian karbohidrat

TRANSCRIPT

BAB I PENDAHULUAN

1.1      Latar Belakang

Karbohidrat atau Hidrat Arang merupakan suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, yang mana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara 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, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam. Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.

Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari hasil reaksi CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.

Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah terjadinya ketosis. Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan keseimbangan tertentu dalam utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.

1 | P a g e

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, didapat rumusan masalah sebagai berikut.

1.    Apa pengertian dari karbohidrat ?

2.    Bagaimana sifat-sifat kimiawi dari karbohidrat ?

3. Kandungan karbohidrat pada bahan pangan ?

4. Bagaimana Cara penentuan karbohidrat ?

5. Berapakah Jumlah karbohidrat ?

1.3 Tujuan Penulisan

Berdasarkan rumusan masalah diatas, didapat tujuan penulisan sebagai berikut.

1. Mendeskripsikan pengertian dari karbohidrat2. Mendeskripsikan sifat-sifat kimiawi dari karbohidrat3. Mendeskripsikan kandungan karbohidrat pada bahan pangan4. Mendeskripsikan cara penentuan karbohidrat5. Mendeskripsikan jumlah karbohidrat

2 | P a g e

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa makromolekul yang tersusun atas unsur

karbon  ( C ), hidrogen ( H ), dan oksigen ( O ). Karbohidrat merupakan senyawa

organik. Memiliki rumus senyawa CnH2nOn. 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.

            Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot

dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada

tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui

proses fotosintesis di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun

(klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-

tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.

            Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan

menggunakan energi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama

CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang terbentuk

akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.

Jadi, karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar

mataharidan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan

suatu molekul yang tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen.

Rumus umumnya adalah CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi.

Karbohidrat merupakan sumber kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya

menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori.

Daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju hanya sekitar 40-

60%. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang

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

3 | P a g e

2.2 Klasifikasi Karbohidrat

1. 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 :

Ada beberapa jenis monosakarida yang paling dikenal dan memegang peranan terpenting dalam kehidupan, yaitu:

a. Trios, yakni jenis monosakarida yang memiliki 3 atom C. Contohnya ialah Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton.

b. Tetrosa, yakni jenis monosakarida yang memiliki 4 atom C. Contohnya adalah  threosa, Eritrosa, xylulosa.

c. Pentosa jenis monosakarida yang memiliki 5 atom C. Contohnya ialah Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa,Ribulosa.

d. Hexosa jenis monosakarida yang memiliki 6 atom C. Contoh hexosa adalah Galaktosa, Glukosa, Mannosa dan fruktosa. Diantara keempatnya ini yang amat dikenal dalam kehidupan sehari-hari ialah galaktosa, fruktosa dan glukosa.

GlukosaTerkadang orang menyebutnya gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa.

FruktosaDisebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu.

GalaktosaTidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.

4 | P a g e

2. 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 monosakaridaSukrosa : glukosa + fruktosa (C1-2)Maltosa : 2 glukosa (C1-4)Trehalosa : 2 glukosa (C1-1)Laktosa : glukosa + galaktosa (C1-4)

Contoh dari disakarida yaitu:a. Sukrosa

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 dan satu molekul fruktosa. Sumber sukrosa ialah dari tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), dan jelly.

b. Maltosa Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicema dan rasanya lebih enak dan nikmat. Dengan Iodium amilum akan berubah menjadi warna biru. Amilum terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, yaitu:

Amilosa : larut dengan air panas dan mempunyai struktur rantai lurus. Amilopektin : tidak larut dengan air panas dan mempunyai sruktur

rantai bercabang.

c. Laktosa Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air. Sumber laktosa hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu.

3. Oligosakarida Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul monosakarida yang banyak

gabungan dari 3 – 6 monosakarida dihidrolisis : gabungan dari 3 – 6 monosakarida misalnya maltotriosa

4. 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.

5 | P a g e

Berikut adalah macam-macam polisakarida :

a. Amilum (pati atau tepung). Amilum tidak larut di dalam air dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti pasta; peristiwa ini disebut “gelatinisasi”. Beberapa sifat pati adalah mempunyai rasa yang tidak manis, tidak larut dalam air dingin tetapi di dalam air panas dapat membentuk sol atau jel yang bersifat kental. Sifat kekentalannya ini dapat digunakan untuk mengatur tekstur makanan, dan sifat jel nya dapat diubah oleh gula atau asam. Pati di dalam tanaman dapat merupakan energi cadangan; di dalam biji-bijian pati terdapat dalam bentuk granula. Penguraian tidak sempurna dari pati dapat menghasilkan dekstrin yaitu suatu bentuk oligosakarida. Molekulnya lebih sederhana jika dibandingkan dengan tepung dan bersifat mudah larut dalam air, mudah dicerna, sehingga baik untuk makanan bayi. Pati dapat dihidrolisis dengan enzim amylase.

Secara kimia pati merupakan homopolimer dari glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya tergantung dari panjang rantai karbonnya dan percabangan pada rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua macam fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut sebagai amilosa merupakan fraksi linear dengan ikatan α(1,4)-D-glukosa. Sedangkan amilopektin merupakan fraksi tidak terlarut yang memiliki rantai molekul yang bercabang dengan ikatan α(1,4)-D-glukosa

Molekul pati (amilosa dan amilopektin).

Amilopektin memiliki susunan bercabang dengan 15—30 unit glukosa pada tiap cabang. Rantai glukosa tersebut terikat satu sama lain melalui ikatan alfa yang dapat dipecah dalam proses pencernaan.

Komposisi amilosa dan amiopektin berbeda dalam pati berbagai bahan makanan. Amiopektin pada umumnya terdapat dalam jumlah lebih besar. Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa. Pada beras semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amiopektinnya, semakin pulen (lekat) nasi yang diperoleh. Berdasarkan kadar

6 | P a g e

amilopektinnya beras dapat dibedakan menjadi empat golongan yaitu: (1) beras dengan kadar amilosa tinggi (25-33%); beras dengan kadar amilosa menengah (20-25%); (3) beras dengan kadar amilosa rendah (9-20%); dan beras yang memiliki kadar amilosa yang sangat rendah (<9%) contohnya beras ketan hampir tidak mengandung amilosa (1—2%).

b. Dekstrin. Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut di dalam air, dengan jodium akan berubah menjadi wama merah.

c. Glikogen. Merupakan cadangan karbohidrat dalam tubuh yang disimpan dalam hati dan otot. Jumlah cadangan glikogen ini sangat terbatas. Bila diperlukan oleh tubuh, diubah kembali menjadi glukosa. Glikogen merupakan “pati hewani”, terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Sumber utama glikogen  banyak terdapat pada kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%).

d. Selulosa. Merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Selulosa dengan amilosa bedanya pada ikatan glukosidanya. CMC (carboxymethil cellulose) merupakan salah satu contoh turunan selulosa yang digunakan pada pembuatan 15 es krim untuk memperbaiki tekstur dan kristal laktosa sehingga lebih halus. Selain itu CMC digunakan pada Industri makanan untuk memperbaiki tekstur. Polisakarida ini lebih sukar diuraikan dan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : memberi bentuk atau struktur pada tanaman, tidak larut dalam air dingin maupun air panas, tidak dapat dicerna oleh cairan pencernaan manusia sehingga tidak menghasilkan energi, tetapi dapat membantu melancarkan pencernaan makanan, dapat dipecah menjadi satuan-satuan glukosa oleh enzim dan mikroba tertentu. Ikatan-ikatan selulosa yang panjang dapat membentuk kapas atau serat rami. Selulosa dan hemiselulosa terdapat pada bagian-bagian yang keras dari biji kopi, kulit kacang, buah-buahan dan sayuran. Hampir 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan adalah selulosa, karena selulosa merupakan bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh-tumbuhan.

e. Inulin. Merupakan pati pada akar umbi tumbuhan tertentu. Inulin juga merupakan fruktosan dan mudah larut dalam air hangat.

f. Glikosaminoglikan. Merupakan karbohidrat kompleks. Umumnya menyusun jaringan misalnya tulang, elastin, dan kolagen pada manusia.

g. Glikoprotein. Glikoprotein ini terdapat di cairan tubuh dan jaringan, umumnya terdapat pada membrane sel dan merupakan protein karbohidrat.

7 | P a g e

2.3 Tata Nama Karbohidrat

Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimilikinya dan letak gugus hidroksilnya. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifàt lain monosakarida. Monosakarida mengandung satu gugus aldehid disebut sebagai aldosa, sedangkan ketosa adalah monosakarida yang mengandung gugus keton. Monosakarida dengan enam atom karbon disebut heksosa sedangkan yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa. Contoh gula pentosa yaitu xilosa, arabinosa dan ribose. Sedangkan Contoh gula heksosa antara lain glukosa, fruktosa dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaanya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Klasifikasi monosakarida berdasarkan gugus fungsional (aldosa dan ketosa) serta jumlah atom karbonnya dapat dilihat pada Table 2.2.

Klasifikasi karbohidrat

Penulisan rumus bangun molekul gula ada beberapa macam. Salah satu bentuk penulisan yang paling sederhana adalah menurut Fischer yang disebut Fischer projection formula. Penulisan rumus Fischer ini bisa juga disebut bentuk penulisan struktur terbuka. Contoh bentuk penulisan rumus Fischer beberapa monosakarida ini dapat dilihat pada gambar. berikut:

8 | P a g e

Seperti karbohidrat pada umumnya, monosakarida mengandung atom karbon kiral yaitu atom karbon yang mengikat empat gugus yang berbeda pada masing-masing lengannya, sehingga dapat membentuk bayangan cermin antara konfigurasi satu dengan yang lainnya. Sifat atom karbon inilah yang menjadi dasar pemberian tanda D dan L pada monosakarida. Huruf D yang terlihat pada nama gula seperti D-glukosa merupakan singkatan dan kata dekstro dan L dan kata levo. Biasanya huruf D atau L ditulis di depan nama gula sederhana. Bentuk L merupakan bayangan cermin dari bentuk D. Pemberian nama D atau L berdasarkan penulisan rumus bangun gliseraldéhida menurut Fischer. Bila gugus hidroksil pada karbon nomor 2 (di tengah) pada sebuah molekul gliseraldehida terletak sebelah kanan, dinamakan D dan bila berada di sebelah kiri dinamakañ L. Di alam, kebanyakan monosakarida terdapat dalam bentuk dektro, jarang sekali dalam bentuk levo, kecuali L-fukosa, L-arabinosa dan L-xilosa.

Selain tata nama dengan D- dan L- pada nama gula-gula sederhana, penulisan nama sering juga dituliskan dengan penambahan (+) dan (-). Contoh pada glukosa bisa dituliskan sebagai D(+)-glukosa. Penulisan seperti ini didasarkan pasa kemampuan dari monosakarida untuk memutar cahaya terpolarisasi. Meskipun D-glukosa dan D-fruktosa sama-sama mempunyai bentu dektro (D), tetapi terhadap cahaya terpolarisasi D-fruktosa bersifat pemutar kiri sedangkan bersifat D-glukosa pemutar kanan. Karena itu untuk lebih lengkapnya penulisannya adalah D(+)-glukosa dan D(-)-fruktosa.

Penulisan rumus bangun menurut Fischer dianggap kurang tepat menggambarkan monosakarida. Pada rumus Fischer digambarkan gugus

9 | P a g e

aldehid bebas dan empat hidroksil sekunder yang aktif optic. Dalam kenyataanya penulisan monosakarida tidak sesuai dengan struktur ini, konfigurasi cincin yang melibatkan hemiasetal antara karbon 1 dan 5 lebih tepat menggambarkan struktur monosakarida. Hemiasetal merupakan suatu jembatan oksigen sehingga membentuk cincin yang melibatkan hidroksil (OH) dari karbon nomor 5. Cara penyajian struktur monosakarida inilah yang dikenal dengan cara penyajian Haworth. Struktur cincin Howorth yang terbentuk bila beranggotakan lima disebut furanosa; cincin anggota-enam disebut piranosa. Cincin seperti itu disebut heterosiklik karena satu anggotanya atom oksigen (heteroatom). Jika gugus mereduksi terlibat dalam struktur cincin hemiasetal, karbon 1 menjadi asimetrik dan ada dua isomer yang mungkin, keduanya disebut anomer. Contoh pada glukosa dikenal anomer α-D-glukosa dan β-D-glukosa

Posisi H dan OH pada karbon anomerik disebut α atau β ditentukan dengan mereaksikannya dengan asam borat; α -glukosa bereaksi dengan cepat sedang β -g1ukosa tidak mudah bereaksi dengan asam borat. Haworth berhasil menggambarkan rumus tersebut dalam bentuk perspektif dengan atom H dan hidroksil (OH) di atas atau di bawah bidang cincin yang letaknya tegak lurus pada permukaan kertas. Ikatan-ikatan digambarkan, tebal terletak di depan, sedang yang tipis di bagian be1akang. dapat pula dijelaskan cara pemberian symbol D dan L pada heksosa yang didasarkan pada letak karbon no 6.

10 | P a g e

Penulisan struktur cincin Haworth beberapa monosakarida.

Selain cara penulisan Fischer dan Haworth tersebut, dikenal juga cara penulisan yang lain yaitu Conformational Formula atau biasa dikenal dengan konformasi kursi. Cara penulisan ini merupakan modifikasi dari penulisan Haworth, dimana pada penulisan konformasi kursi sudut ikatan lebih diperhatikan. Seperti pada penulisan Haworth, bentuk α yaitu bila gugus OH pada atom karbon no. 1 (C1) berada di bawah, sedangkan β bila gugus OH di atas bidang.

2.4 Sifat Karbohidrat

a.   MonosakaridaSebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa.

11 | P a g e

b.    GlukosaGlukosa dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa juga memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbihidrat yang beredar didalam tubuh dan didalam sel merupakan sumber energi.

c.   FruktosaFruktosa dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.

d.   GalaktosaGalaktosa tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

e.   ManosaManosa jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.

f.   PentosaPentosa merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.

2.5 Sifat Kimia Karbohidrat

Beberapa sifat kimia karbohidrat :

1. 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 disebabkan oleh adanya gugus aldehida atau keton bebas dalam molekul karbohidrat.Sebagian karbohidrat  bersifat gula pereduksi. Sifat gula pereduksi ini disebabkan adanya gugus aldehida dan gugus keton yang bebas, sehingga dapat mereduksi ion-ion logam. Gugus aldehida pada aldoheksosa mudah teroksidasi menjadi asam karboksilat dalam pH netral oleh zat pengoksidasi atau enzim. Dalam zat pengoksidasi kuat, gugus aldehida dan gugus alkohol primer akan teroksidasi membentuk asam dikarboksilat atau asam ardalat. Gugus aldehida atau gugus keton monosakarida dapat direduksi secara secara kimia menjadi gula alkohol, misalnya D-sorbito yang berasal dari D-glukosa.

12 | P a g e

Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, fruktosa, laktosa, maltosa, dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk dalam gula non reduksi adalah sukrosa (Team Laboratorium Kimia UMM, 2008).

2. Pembentukan furfural

Dalam larutan asam yang encer, walaupun dipanaskan monosakarida umumnya stabil. Tetapi apabila dipanaskan dengan asam kuat yang pekat, monosakarida menghasilkan furfural atau derivatnya. Reaksi pembentukan furfural ini adalah reaksi dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.

3. Pembentukan osazon

Semua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan membentuk osazon bila dipanaskan bersama fenilhidrazin berlebih. Osazon yang terjadi mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidrat.

4. Pembentukan Ester

Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan terjadinya ester apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa gugus –OH dan dengan asam fosfat dapat menghendakinya menghasilkan ester asam fosfat.

5. Isomerisasi

Kalau dalam larutan asam encer monosakarida dapat stabil, tidak demikian halnya apabila monosakarida dilarutkan dalam basa encer. Glukosa dalam larutan basa encer akan berubah sebagian menjadi fruktosa dan manosa. Ketiga monosakarida ini ada dalam keadaan keseimbangan. Demikian pula apabila yang dilarutkan itu fruktosa atau manosa, keseimbangan antara ketiga monosakarida akan tercapai juga. Reaksi ini dikenal sebagai transformasi Lobry de Bruin Van Eckenstein yang berlangsung melalui proses enolisasi.

6. Pembentukan Glikosida

Apabila glukosa direaksikan dengan metil alcohol, menghasilkan dua senyawa. Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa yang menjadi pusat reaksi adalah gugus –OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suatu asetal dan disebut secara umum glikosida. Ikatan kimia yang terjadi antara gugus metil dengan monosakarida disebut ikatan glikosidik dan gugus –OH yang bereaksi disebut gugus –OH glikosidik.

2.6 Kandungan Karbohidrat dalam Makanan

13 | P a g e

Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula

sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang

tinggi seperti pati, pectin, 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 seperi

dekstrin terdapat dalam sirup pati, roti, dan bir. Sedangkan berbagai

polisakarida seperti pati, banyak terdapat dalam serealia & umbi-umbian;

selulosa dan pectin banyak terdapat dalam buah-buahan.

Berbagai jenis makanan yang mengandung karbohidrat:

Nasi Jagung Sagu Singkong Ubi Kentang Oat

Pasta Buah Sayur

2.7 Manfaat Karbohidrat

Sumber EnergiFungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada 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.

Pemberi Rasa Manis pada MakananKarbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

Penghemat Protein

14 | P a g e

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.

Pengatur Metabolisme LemakKarbohidrat 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.

Membantu Pengeluaran FesesKarbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

Pembentuk Makhluk HidupKarbohidrat juga dapat berfungsi sebagai pembentuk makhluk hidup. Dinding

sel merupakan salah satu bagian paling penting dari sel. Dinding sel berfungsi

sebagai pelindung sel. Komponen pembentuk dinding sel tersebut adalah

selulosa yang merupakan salah satu bentuk karbohidrat. Selain itu karbohidrat

juga dapat ditemukan di bagian-bagian terluar pada serangga.

2.8 Pengujian Karbohidrat

A. Uji Kualitatif

Pengujian ini dapat dilakukan dengan dua macam cara, yaitu : menggunakan reaksi pembentukan warna dan menggunakan prinsip kromatografi (TLC/Thin Layer Cromatograpgy, GC/Gas Cromatography, HPLC/High Performance Liquid Cromatography). Dikarenakan efisiensi pengujian, pada umumnya untuk pengujian secara kualitatif hanya digunakan prinsip yang pertama yaitu adanya pembentukan warna sebagai dasar penentuan kandungan karbohidrat dalam suatu bahan. Sedikitnya ada tujuh (7) macam reaksi pembentukan warna, yaitu :

1. Tes Fehling

Tujuan : mengetahui keberadaan gula pereduksi pada karbohidrat uji

15 | P a g e

Reagen : Fehling A (mengandung ion kupri CuSO4)

Fehling B (campuran alkali NaOH dan KNaC4H4O6)

Hasil

(+) warna kuning dengan endapan merah bata

(-) larutan tidak berubah warna

Gula pereduksi dapat mereduksi larutan Fehling menjadi tembaga oksida yang mengendap dan mereduksi ion kupri menjadi ion kupro. Gula pereduksi dengan larutan Fehling B akan membentuk enediol yang kemudian akan membentuk ion kupro dan campuran asam-asam dari Fehling B. Ion kupro dalam suasana basa akan membentuk kupro hidroksida yang dalam keadaan panas akan mengendap menjadi kupro oksida (Cu2O) yang berwarna merah bata.

2. Tes Benedict

Reaksi : karbohidrat + Benedict → CuOH → Cu2O (s)

Tujuan : mengetahui keberadaan gula pereduksi pada karbohidrat uji

Reagen : Benedict (CuSO4 + NaOH + Na-sitrat)

Hasil

(+) warna orange menjadi merah pekat

(-) tidak berubah warna dan tetap biru

Uji ini juga dapat digunakan untuk analisa kuantitatif, karena banyak gula dalam larutan berbanding lurus dengan gelapnya warna endapan yang terbentuk.

3. Tes Barfoed

Reaksi : karbohidrat + Barfoed → karboksilat + H+ + Cu2O (s)

Tujuan : mengetahui keberadaan gula pereduksi pada karbohidrat uji

Reagen : Barfoed (campuran CuSO4 dan CH3COOH)

Hasil

(+) warna orange dan terbentuk endapan warna merah

(-) tidak berubah warna

Uji ini berbeda dengan tes Fehling dan Benedict dikarenakan uji ini dapat membedakan karbohidrat monosakarida atau disakarida berdasarkan prinsip monosakarida akan tereduksi lebih cepat daripada disakarida.

16 | P a g e

4. Tes Moore

Reaksi : transformasi Bruyn-Alberda van Ekenstein

Tujuan : mengetahui jenis gula, apakah aldosa atau ketosa

Reagen : Moore (NaOH)

Hasil

(+) warna kuning kemudian menjadi merah kecoklatan

(-) tidak berubah warna

Gula jenis aldosa akan mengalami transformasi Bruyn-Alberda van Ekenstein sementara fruktosa juga akan terdeteksi sebagai hasil positif, yang memberi warna kuning menjadi merah bata.

5. Tes Seliwanoff

Reaksi : ketosa + HCl → hidroksimetilfurfural + resorsinol → warna

orange tua

aldosa + HCl → hidroksimetilfurfural + resorsinol → negatif

Tujuan : mengetahui keberadaan gugus keton

Reagen : Seliwanoff (HCl)

Hasil

(+) saat dididihkan berwarna orange dan menjadi orange tua setelah 7 menit

(-) tidak terjadi perubahan

Adanya warna orange tua/merah menunjukkan hasil kondensasi dari resorsinol yang didahului dengan pembentukan hidroksimetilfurfural yang proses pembentukannya sendiri berasal dari konversi fruktosa oleh HCl panas yang kemudian menghasilkan asam livulenik dan hidroksimetilfurfural. HCl juga dapat memecah disakarida yang ada pada karbohidrat uji, sehingga sampel sukrosa dapat terpecah menjadi fruktosa dan glukosa yang memiliki komponen ketosa.

6. Tes Rapid Furfural

Reaksi : karbohidrat uji + HCl → hidroksimetilfurfural + α-naphtol →

kompleks warna ungu

Tujuan : mendeteksi keberadaan karbohidrat

Reagen : α-naphtol

17 | P a g e

Hasil

(+) warna ungu saat mulai didihkan selama beberapa menit

(-) tidak terjadi perubahan

HCl pada reagen berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan memberikan suasana asam, sedangkan α-naphtol berfungsi sebagai indikator warna yang akan memberi warna ungu ketika berikatan dengan kompleks aldosa/ketosa.

7. Tes Bial

Tujuan : mengetahui keberadaan gula pentosa

Reagen : Bial (campuran orcinol, HCl, dan FeCl3)

Hasil

(+) warna biru kehijauan, orange, atau ungu

(-) tidak terjadi perubahan

Keberadaan pentosa akan didehidrasi oleh komponen asam dari HCl dan membentuk furfural.

8. Tes Molisch

Reaksi : pentosa + H2SO4 pekat → furfural + α -naphtol → warna ungu

heksosa + H2SO4 pekat → hidroksimetilfurfural + α -naphtol → warna ungu

Tujuan : mengetahui keberadaan karbohidrat dalam sampel uji

Reagen : Molisch (campuran H2SO4 pekat dan α-naphtol)

Hasil

(+) cincin ungu

(-) tidak terjadi perubahan

Asam sulfat pekat berfungsi sebagai agen dehidrasi untuk membentuk furfural (untuk pentosa) dan hidroksimetilfurfural (untuk heksosa) yang kemudian bereaksi dengan α-naphtol membentuk kompleks yang berwarna.

9. Tes Iod

Reaksi : karbohidrat + iodine (I2) → warna biru kehitaman

18 | P a g e

Tujuan : mengetahui keberadaan amilum dalam sampel uji

Reagen : I2

Hasil

(+) warna biru ketika ditambah iod, namun hilang ketika ditambah NaOH 2 N dan HCl 2 N

(-) tidak terjadi perubahan

Kondensasi iodine dengan karbohidrat selain monosakarida dapat menghasilkan warna yang khas. Amilum dengan iodine dapat membentuk kompleks biru, sedangkan dengan glikogen akan membentuk warna merah. Adanya NaOH yang bersifat basa mengikat iod sehingga warna biru hilang, dan ketika ditambah dengan HCl tidak terjadi reaksi apapun. Uji ini didasarkan pada pembentukan rantai poliiodida pada kompleks iodine-amilum. Kompleks ini tidak dapat terbentuk pada senyawa gula yang lebih pendek seperti monosakarida atau disakarida, sehingga test ini sering digunakan untuk mengetahui apakah hidrolisis dari suatu senyawa kompleks sudah selesai atau belum.

10. Hidrolisis Selulosa

Reaksi : selulosa + H2SO4 pekat → glukosa + selobiosa + Benedict

Tujuan : mengetahui apakah selulosa dapat dihidrolisis menggunakan

H2SO4 pekat atau tidak

Reagen : H2SO4 pekat, H2O, dan Benedict

Hasil hidrolisis menggunakan H2SO4 pekat dan H2O diuji menggunakan larutan Benedict untuk mendeteksi gula pereduksi yang telah terhidrolisis.

11. Hidrolisis Amilum

Tujuan : mengetahui apakah amilum dapat dihidrolisis

Reagen : HCl pekat, iodine (I2), dan Benedict

Hasil hidrolisis dan non-hidrolisis akan memberi hasil yang berbeda karena penguraian amilum menjadi monosakarida-monosakarida penyusunnya membutuhkan panas.

B. Uji Kuantitatif

19 | P a g e

Untuk penetapan kadar karbohidrat dapat dilakukan dengan metode fisika,

kimia, enzimatik, dan kromatografi (tidak dibahas).

1. Metode Fisika

Ada dua macam yaitu :

a. Berdasarkan indeks bias

Cara ini menggunakan alat yang bernama refraktometer, yaitu dengan rumus :

X = [(A+B)C - BD)]

X = % sukrosa atau gula yang diperoleh

A = berat larutan sampel (g)

2. Metode Kimia

Metode ini didasarkan pada sifat mereduksi gula, seperti glukosa, galaktosa,

dan fruktosa (kecuali sukrosa karena tidak memiliki gugus aldehid). Fruktosa

meskipun tidak memiliki gugus aldehid, namun memiliki gugus alfa hidroksi

keton, sehingga tetap dapat bereaksi.

Dalam metode kimia ini ada dua (2) macam cara yaitu :

a. Titrasi

Dapat melihat metode yang telah distandarisasi oleh BSN yaitu pada SNI cara

uji makanan dan minuman nomor SNI 01-2892-1992.

b. Spektrofotometri

Adapun untuk cara yang kedua ini menggunakan prinsip reaksi reduksi CuSO4

oleh gugus karbonil pada gula reduksi yang setelah dipanaskan terbentuk endapan

kupru oksida (Cu2O) kemudian ditambahkan Na-sitrat dan Na-tatrat serta asam

fosfomolibdat sehingga terbentuk suatu komplek senyawa berwarna biru yang dapat

diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm.

3. Metode Enzimatik

20 | P a g e

Untuk metode enzimatis ini, sangat tepat digunakan untuk penentuan kadar

suatu gula secara individual, disebabkan kerja enzim yang sangat spesifik. Contoh

enzim yang dapat digunakan ialah glukosa oksidase dan heksokinase Keduanya

digunakan untuk mengukur kadar glukosa.

a. Glukosa oksidase

D- Glukosa + O2 oleh glukosa oksidase Asam glukonat dan H2O2

H2O2 + O-disianidin oleh enzim peroksidase 2H2O + O-disianidin teroksdasi

yang berwarna cokelat (dapat diukur pada 540 nm)

b. Heksokinase

D-Glukosa + ATP oleh heksokinase Glukosa-6-Phospat +ADP

Glukosa-6-Phospat + NADP+ oleh glukosa-6-phospat dehidrogenase Glukonat-

6-Phospat + NADPH + H+ Adanya NADPH yang dapat berpendar (memiliki

gugus kromofor) dapat diukur pada 334 nm dimana jumlah NADPH yang

terbentuk setara dengan jumlah glukosa.

2.9 Macam – macam Struktur Karbohidrat

1. Monosakarida

21 | P a g e

2. Disakarida

Bagian dari Maltosa :

3. Oligosakarida

22 | P a g e

Stakiosa

Rafiosa

4. Polisakarida

Amilum

Dekstrin :

23 | P a g e

Glikogen

Selulosa

Glikosaminoglikan

24 | P a g e

Glikoprotein : -

Inulin

25 | P a g e

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Setelah pembahasan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa karbohidrat merupakan unsur kimia yang penting dalam kehidupan sehari – hari, salah satunya untuk memenuhi kebutuhan kita dalam kehidupan. Karbohidrat sendiri memiliki ragam macamnya yang dapat ditemui di berbagai produk dalam kehidupan. Cara penentuan karbohidrat pun dalam suatu bahan dapat ditentukan dengan berbagai metode dan hasil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa karbohidrat merupakan unsur yang penting dalam kehidupan.

26 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

Almatsier, Sunita. 2009. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Budiyanto, M.A.K. 2002. Dasar- Dasar Ilmu Gizi. UMM Press: Malang.

F.G Winarmo. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Utama

Gaman, P.M. dan K.B. Sherington. 1992. Ilmu Pangan: Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan

Mikrobiologi. UGM Press: Jogjakarta.

Nursanyo, H., dkk. (1992). Ilmu Gizi :zat gizi utama. Jakarta: Golden terayon Press.

Proverawati, A dan Kusumawati, E. Ilmu Gizi untuk Keperawatan dan Gizi Keseshatan,

Nuha Medika, 2011.

Sediaoetama, A.D. Ilmu Gizi, Dian Rakyat. 2000.

27 | P a g e