BAB I PEDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari – hari kita melakukan aktivitas, baik yang telah merupakan kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, mandi, makan dan sebagainya atau yang hanya kadang- kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktivitas itu kita memerlukan energi. Energi yang kita perlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita makan. Pada umumnya bahan makan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu karbohidrat, protein dan lemak atau lipid. Di Indonesia bahan makanan pokok yang biasa kita makan ialah beras, jagung, sagu dan sebagainya. Bahan makanan tersebut berasal dari tumbuhan dan senyawa yang terkandung di dalamnya sebagaian besar adalah karbohidrat, yang terdapat sebagai amilum atau pati. Karbohidrat ini tidak hanya terdapat sebagai pati saja, tetapi terdapat pula sebagai gula misalnya dalam buah-buahan, dalam madu lebah dan lain-lainnya. Karbohidrat banyak terdapat pada bahan makanan yang dikonsumsi, terutama pada bahan pangan yang banyak mengandung pati / tepung dan glukosa. Kandungan karbohidrat pada bahan pangan yang dikonsumsi rakyat Indonesia cukup tinggi, yaitu sekitar 70 % sampai 80 % terutama pada padi- 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PEDAHULUAN
1.1 Latar BelakangDalam kehidupan sehari – hari kita melakukan aktivitas, baik yang telah
merupakan kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, mandi, makan dan sebagainya atau yang
hanya kadang- kadang saja kita lakukan. Untuk melakukan aktivitas itu kita memerlukan
energi. Energi yang kita perlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita makan.
Pada umumnya bahan makan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia, yaitu
karbohidrat, protein dan lemak atau lipid.
Di Indonesia bahan makanan pokok yang biasa kita makan ialah beras, jagung,
sagu dan sebagainya. Bahan makanan tersebut berasal dari tumbuhan dan senyawa yang
terkandung di dalamnya sebagaian besar adalah karbohidrat, yang terdapat sebagai
amilum atau pati. Karbohidrat ini tidak hanya terdapat sebagai pati saja, tetapi terdapat
pula sebagai gula misalnya dalam buah-buahan, dalam madu lebah dan lain-lainnya.
Karbohidrat banyak terdapat pada bahan makanan yang dikonsumsi, terutama
pada bahan pangan yang banyak mengandung pati / tepung dan glukosa. Kandungan
karbohidrat pada bahan pangan yang dikonsumsi rakyat Indonesia cukup tinggi, yaitu
sekitar 70 % sampai 80 % terutama pada padi-padian dan umbi-umbian (Marsetyo &
Kartasapoetra, 1995). Karbohidrat juga mempunyai peranan penting dalam menentukan
karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur dan lain-lain. Sedangkan
dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein
dalam tubuh secara berlebihan, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu
metabolisme lemak dan protein.
Dalam tubuh normal kecepatan metabolisme karbohidrat dalam jaringan
tergantung pada kadar glukosa dalam darah. Tahap pertama pemecahan glukosa dalam
tubuh adalah mengubah glukosa menjadi glukosa 6-fosfat. Perubahan ini terjadi karena
adanya enzim heksokinase (Muliawan, 2001). Karbohidrat juga terdapat dalam jaringan
tumbuhan dan hewan serta dalam mikroorganisme dalam berbagai bentuk dan berbagai
aras. Pada hewan karbohidrat berupa glukosa dan karbohidrat simpanan berupa glikogen.
1
Sedangkan pada tumbuhan terdapat beberapa jenis monosakarida, oligosakarida dan
karbohidrat simpanan berupa pati.
Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan atau
metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam
darah, sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan
oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber energi. Energi yang terkandung dalam
karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat, dalam hal ini
glukosa dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil
dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpam pada
bagian lain, misalnya pada buah atau umbi.
1.2 Rumusan Masalah1.2.1 Apa yang dimaksud dengan karbohidrat dalam bahan makanan?
1.2.2 Bagaimana sifat dan klasifikasi dari karbohidrat?
1.2.3 Bagaimana reaksi yang terjadi pada karbohidrat dalam makanan?
1.2.4 Bagaimana analisis karbohidrat dalam makanan?
1.3 Tujuan1.3.1 Mengetahui pengertian dan maksud dari karbohidrat dalam bahan makanan.
1.3.2 Mengetahui sifat dan klasifikasi karbohidrat.
1.3.3 Mengetahui tentang reaksi yang terjadi pada karbohidrat dalam bahan
makanan.
1.3.4 Mengetahui ananlisis karbohidrat dalam makanan.
2
BAB II
ISI
2.1 KarbohidratDefinisi klasik karbohidrat berdasarkan asal katanya yaitu carbo dari bahas Latin
dan hydros dari bahasa Yunani adalah ‘hidrat dari karbon’ yang mengandung hidrogen
dan oksigen dengan perbandingan 2:1 (Southgate 1978) atau elemen yang terdiri dari air
dan karbon dengan perbandingan 1:1 (Kennedy dan White 1988). Karbohidrat adalah
senyawa organik yang mengandung karbon, hidrogen dan oksigen baik dalam bentuk
molekul sederhana maupun kompleks (Christian dan Vaclavik 2003).
Karbohidrat telah menjadi sumber energi utama untuk metabolisme pada manusia
dan merupakan saarana untuk memelihara kesehatan pada saluran pencernaan manusia.
Lebih dari 90% dari berat kering tanaman merupakan karbohidrat. Danya relatif murah.
Didalam kehidupan sehari-hari kerbohidrat banyak teersedia dan harganya relatif murah.
Oleh karena itu, penggunaanya sangat luas dan penggunaannya cukup besar baik untuk
pemanis, pengental, penstabil, gelling agents dan fat replacer (Christian dan Vaclavik
2003). Karbohidratpun dapat dimodifikasi baik secara kimia dan biokimia untuk
memperbaiki sifat dan memperluas penggunaanya.
Karbohidrat banyak terdapat baik pada tanaman (nabati) maupun hewan yang
merupakan bahan simpanan. Karbohidrat yang tersimpan pada nabati yaitu berupa pati
dan karbohidrat yang tersimpan pada hewan berupa glikogen.
2.2 Struktur KarbohidratKarbohidrat terdiri dari unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Adapun
rumus empiris dari karbohidrat (CH2O)n, tetapi kini rumus molekul itu tidak secara kaku
digunakan untuk mendefinisikan karbohidrat (Kennedy dan White 1988). Seperti C6H12O6
untuk Glukosa dan C12H22O11 untuk Sukrosa. Karhohidrat mempunyai gugus fungsional
yaitu aldehid dan keton.
3
H
ι
C
═ O
ι
R
Aldehid
R
ι
C ═ O
ι
R
Aseton
Sebelumnya beberapa ahli kimia memasukan formadehid dan gllikoaldehid
sebagai karbohidrat, namun sekarang istilah karbohidrat dalam biokimia, tidak
mengikutsertakan senyawa yang kurang dari tiga karbon. Southgate (1978)
mengungkapkan bahwa karbohidrat merupakan senyawa yang tersusun oleh polihidroksi
aldehid, keton, alkohol, asam dan turunan sederhananya serta polimernya yang memiliki
ikatan polimer tipe asetal.
Menurut strukturnya karbohidrat dapat dibagi menjadi kelompok sakarida yaitu
monosakasrida, oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida merupakan gula sederhana
yang tidak dapat dipecah lagi menjadi molekul yang lebih kecil, terdiri dari lima atau
enam atom C dan monosakarida inilah yang menjadi penyusun dari oligosakarida dan
polisakarida. Oligosakarida merupakan polimmer dari 2-10 monosakarida dan pada
umunya polisakarida merupakan polimer yang terdiri dari lebih dari 10 monomer
monosakarida. Oligosakarida dan ppolisakarida dihubungkan dengan ikatan glikosidik
yang merupakan ikatan antara dua molekul monosakarida.
Monosakarida
Monosakarida merupakan gula sederhana yang tidak dapat dipecah lagi menjadi
molekul yang lebih kecil. Tatanama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang
dimilliki dan letak gugus hidroksilya. Monosakarida yang mengandung satu gugus
aldehida disebut aldosa, sedangkan ketosa mempunyai satu gugus keton. Monosakarida
terdiri dari tiga sampai delapan karbon atom, tetapi umunya hanya lima atau enam yang
biasa ditemukan. Monosakarida dengan enam atom C disebut heksosa (C6H12O6),
misalnya glukosa (dekstrosa atau gula anggur), fruktosa (levulosa atau gula buah), dan
galaktosa. Sedangkan yang mempunyai lima atom C disebut pentosa (C5H10O5) misalnya
xilosa, arabinosa dan ribosa. Karbohidrat engan empat atom C disebut tetrosa (C4H8O4)
dan karbohidrat dengan tiga atom C disebut tritosa (C3H9O3). Dari golongan tersebut
dapat dibagi lagi berdasarkan gugus fungsional yang ada, misalnya dari golongan heksosa
ada aminoheksosa (C6H13O5N), deoksiheksosa (C6H12O5) dan asam heksuronat (C6H10O7).
Glukosa merupakan gula-gulaan aldoheksosa yang paling umum. Glukosa
merupakan molekul dasar untuk sintesis starch dan selulosa dan diproduksi secara
komersial dengan hidrolisis tepung jagung (cornstarch). Glukosa merupakan pusat
penting pada nutrisi, karena glukosa merupakan produk akhir utama dari pencernaan
karbohidrat oleh non-ruminansia. Fruktosa merupakan satu-satunya ketoheksosa penting
4
di alam dan merupakan karbohidrat yang paling manis. Bilamana gula tebu atau gula
beet dihidrolisis, satu molekul dari fruktosa dan satu molekul dari glukosa terbentuk dari
setiap molekul sukrosa. Galaktosa dan mannosa tidak terjadi pada bentuk bebas di alam.
Galaktosa diproduksi dengan hidrolisis dari laktosa atau gula susu sedangkan mannosa
diproduksi dengan hidrolisis ivory nut. Glukosa dibentuk secara simultan.
Huruf D yang terllihat pada nama gula diatas merupakan singkatan dari kata
dekstro dan L dari kata levo. Biasanya huruf D dan L ditulis didepan nama gula
sederhana. Bentuk L merupakan bayangan cermin dari bentuk D. Pemberian nama D dan
L berdasarkan penulisan rumus bangun gliseraldehida menurut Fischer. Bila gugus
hidroksil pada karbon nomor 2 (di tengah) pada sebuah molekul gliseraldehida terletak
disebelah kanan, dinamakan D dan bila berada disebelah kiri dinamakan L.
Beberapa monosakarida seperti glukosa, galaktosa dan fruktosa dengan cepat dan
mudah terserap melalui dinding usus kecil manusia, sedangkan monosakarida lain yang
mempunyai BM sama atau lebih kecil seperti mannosa, arabinosa dan sorbosa hanya
sebagian kecil saja yang dapat terserap.
Struktur Siklik
5
H ι H — C — OH ι C ═ O ι HO— C — H ι H — C — OH ι H — C — OH ι H — C — OH ι H D-Fruktosa
H ι C ═ O ι H — C — OH ι HO— C — H ι H — C — OH ι H — C — OH ι H — C — OH ι H
D-glukosa
a. Glukosa
b. Fruktosa
c. Galaktosa
Posisi H dan OH pada karbon anomerik disebut α atau β ditentukan dengan
mereaksikannya dengan asam borat, α-glukosa bereaksi dengan cepat sedangkan β-
gluosa tidak mudah bereaksi dengan asam borat.
Oligosakarida
Oligosakarida adalah polimer dengan derajat polimerisasi 2 sampai 10 dan
biasanya bersifat larut dalam air. Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul disebut
disakarida, dan bila tiga molekul disebut trisakarida. Menurut Christian dan Vaclavik
(2003) disakarida terdiri dari dua molekul monosakarida yang bergabung dengan
ikatan glikosidik. Contoh disakarida di pangan adalah maltosa, selubiosa, dan sukrosa.
Sukrosa merupakan gabungan dari dua monosakarida yaitu glukosa dan fruktosa,
6
laktosa merupakan gabungan dari glukosa dan galaktosa sedangkan untuk maltosa
merupakan gabungan dari glukosa dan galaktosa.
Oligosakarida yang memiliki lebih dari tiga gugus gula contohnya adalah
rafinosa dan stakiosa. Ikatan antara dua molekul monosakarida disebut ikatan
glikosidik. Ikatan ini terbentuk antara gugus hidroksil dari atom C no. 1yang juga
disebut karbon anomerik dengan gugus hidroksil dan atom C pada molekul gula yang
lain. Adanya tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula ditentukan oleh ada
tidaknya gugus hidroksil (OH) bebas yang reaktif. Gugus hidroksil yang reaktif pada
glukosa (aldosa) biasanya terletak pada karbon nomor satu (anomerik) sedangkan pada
fruktosa (ketosa) hidroksil reaktifnya terletak pada karbon nomor dua.
Sukrosa
Laktosa
Sukrosa tidak mempunyai gugus Ohbebas yang reaktif karena keduanya sudah
terikat, sedangkan laktosa mempunyai OH bebas yang reaktif pada atom C no.1 pada
gugus glukosanya. Oleh karena itu laktosa bersifat pereduksi sedangkan sukrosa
bersifat nonpereduksi.
7
Sukrosa adalah oligosakarida yang mempunyai peranan penting dalam
pengolahan bahan makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan dan kelapa
kopyor. Untuk industri-industri makanan biasanya memakai sukrosa dalam bentuk
kristal hakus ataupun kasar dalam jumlah yang banyak dalam bentuk cairan sukrosa
(sirup). Pada pembuatan sirup, sukrosa dilarutkan dalam air dan dipanaskan, sebagian
sukrosa akan terurai sebagai glukosa dan fruktosa yang disebut gula invert.
Polisakarida
Polisakarida merupakan polimer dari gula sederhana yang tersusun atas lebih
dari sepuluh monomer gula sederhana. Contoh polisakarida di makanan adalah pati,
pektin dan gum. Ketiganya adalah polimer karbohidrat kompleks dengan sifat yang
berbeda, tergantung unit gula penyusunnya, tipe ikatan glikosidik dan derajat
percabangan molekul. Polisakarida juga biasanya berantai lurus atau bercabang dan
dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik kerjanya. Hasil hidrolisis
sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai untuk menentukan
struktur molekul polisakarida. Menurut jenis monosakaridanya dikenal pentosan
dengan unit-unit pentosan dan heksosan dengan monomer heksosa. Beberapa
polisakarida mempunyai nama kebiasaan (trivial) yang berakhiran “in” misalnya kitin,
dekstrin dan pektin.
Selulosa (rantai lurus)
8
Glikogen (bercabang)
Polisakarida terbagi menjadi 2 jenis yaitu homopolisakarida dan
heteropolisakarida. Homopolisakarida merupakan polisakarida yang hanya
mengandung satu jenis monosakarida, seperti pati dan glikogen. Sedangkan
heterosakarida merupakan polisakarida yang tersusun dari beberapa jenis
monosakarida, seperti kitin, gum arab dan pektin.
Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa,
hemiselulosa, pektin, lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen,
fruktan). Polisakarida penguat tekstru ini tidak dapat dicerna oleh tubh tetapi
merupakn serat-serat yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan.
Struktur siklik
Pembentukan struktur cincin adalah hasil dari reaksi umum antara alkohol dan
aldehida atau keton untuk membentuk derivat yang disebut hemiasetal atau
hemiketal.
9
2.3 Klasifikasi KarbohidratMONOSAKARIDA
Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa lagi
dihidrolisa. Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara
umum disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa. Dalam Ilmu Gizi
hanya ada tiga jenis monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan
galaktosa.
a. Glukosa
Glukosa, adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa (gula
anggur) karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah
kanan. Terdapat didalam sayur, buah, sirup jagung dan bersamaan dengan fruktosa
terdapat dalam madu. Tubuh hanya dapat menggunakan glukosa dalam bentuk D.
Glukosa murni yang ada di pasaran biasanya diperoleh dari hasil olah pati.
Glukosa 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 karbohidrat yang beredar
dalam tubuh dan didalam sel merupakan sumber energi. Dalam keaadaan normal
sitem saraf pusat hanya dapat menggunakan glukosa sebagai sumber energi.
Glukosa dalam bentuk bebas hanya terdapat dalam jumlah terbatan dalam bahan
makanan. Glukosa dapat dimanfaatkan untuk diet tinggi energi. Tingkat
kemamisan glukosa hanya separuh dari sukrosa sehingga dapat digunakan lebih
banyak untuk tingkat kemanisan yang sama.
b. Fruktosa
Fruktosa, suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar cahaya
terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa (gula buah). Memiliki tingkat
kemanisan gula yang paling manis. Gula ini terutama terdapat dalam madu bersama
glukosa, dalam buah, nektar bunga, dan juga dalam sayur. Fruktosa dapat diolah dari
pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis. Minuman ringan banyak
menggunakan sirup jagung-tinggi-fruktosa sebagai pemanis. Didalam tubuh, fruktosa
merupakan hasil pencernaan sakrosa.
10
Fruktosa :
Merupakan ketoheksosa, sering disebut levulosa
Terdapat pada buah-buahan dan madu lebah
Fruktosa berikatan dengan glukosa membentuk sukrosa
Dapat dibedakan dengan aldoheksosa dengan test seliwanoff
Mempunyai sifat pereduksi
c. Galaktosa
Galaktosa, merupakan monosakarida yang tidak terdapat bebas di alam seperti
halnya glukosa dan fruktosa., akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil
pencernaan laktosa.
Galaktosa
Jarang terdapat bebas di alam, umumnya berikatan dengan glukosa
membentuk laktosa
Gula yang terdapat dalam susu
Mempunyai rasa yang kurang manis dan kurang larut dalam air
Mempunyai sifat pereduksi
d. Pentosa
Pentose merupakan aldopentosa dan tidak terdapat dalam keadaan bebas di
alam. Merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat
kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa dan doksiribosa
merupakan bagian asam nukleat dalam inti sel. Karena dapat disintesis oleh semua
hewan, ribosa dan deoksiribosa tidak merupakan zat gizi esensial.
DISAKARIDA
Disakarida, merupakan suatu molekul yang dibentuk oleh dua molekul
monosakarida yang berikatan satu sama lain. Disakarida merupakan jenis
karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-
hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul
monosakarida. Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa,
laktosa dan trehalosa.
a. Sukrosa
11
Sukrosa atau gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu
maupun dari bit. Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada turnbuhan
lain, rnisalnya dalarn buah nanas dan dalam wortel. Dengan pencernaan atau
hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa yang
disebut gula invert.
b. Maltosa
Maltosa atau gula gandum tidak terdapat bebas dalam alam,
merupakan disakarida yang terbentuk dari dua unit glukosa yang bergabung.
c. Laktosa
Laktosa atau gula susu merupakan bentuk disakarida darikarbohidrat yang
dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitugalaktosa dan glukosa.
Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu
keseluruhan. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis( 1/6 dari manis
glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
d. Trehalos
Trehalos, seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal
sebagai gula ja-mur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehelosa.
Trehelosa juga terdapat dalam serangga.
OLIGOSAKARIDA
Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang
jumlahnya antara 2 sampai dengan 10 molekul monosakarida (oligo bererti sedikit).
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.
a. Trisakarida
Trisakarida merupakan oligosakarida yang terdiri atas tiga molekul
monosakarida.Contoh dari trisakarida adalah rafinosa. Rafinos adalah suatu
trisakarida yang penting,terdiri atas 3 molekul monosakarida yang berikatan,yaitu
galaktosa-glukosa-fruktosa. Atom karbon 1 pada galtosa berikatan dengan atom
karbon 6 pada glukosa, selanjutnya aom karbon 1 pada glukosa berikatan dengan