Pertemuan 10 : PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA

DISAKARIDA

Disakarida adalah karbohidrat yang dibuat ketika dua monosakarida bergabung. Penciptaan disakarida melibatkan penyatuan dua monosakarida yang menjalani proses di mana sebuah molekul air akan dihapus sebagai bagian dari perpaduan. Saat dua monosakarida yang bergabung untuk membentuk disakarida tunggal, karbohidrat memiliki rasa yang manis dan cenderung larut dalam air dengan relatif mudah. Proses dimana disakarida diciptakan dikenal sebagai sintesis dehidrasi atau reaksi kondensasi. Hal ini mengacu pada ekstraksi molekul air selama bergabung dari dua monosakarida. Apa yang tertinggal adalah bahan kering yang dapat disimpan dengan relatif mudah, dan digunakan sebagai bahan dalam pembuatan berbagai jenis makanan. Salah satu disakarida yang paling dikenal adalah sukrosa. Dalam rumus ini disakarida tertentu, molekul fruktosa bergabung dengan molekul glukosa. Hasilnya adalah zat manis yang dapat digunakan dalam kue dan penciptaan berbagai jenis atau diproses menjadi permen. Gula pasir adalah contoh dari sukrosa.

Sifat-sifat disakarida antara lain sebagai berikut.

1.      Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi, sedangkan laktosa dan maltosa adalah gula pereduksi karena dapat mereduksi larutan Fehling. Dan hal ini disebabkan pada laktosa dan maltosa masih menyisakan satu gugus hemiasetal bebas yang merupakan gugus pereduksi. Adapun sukrosa merupakan gula pereduksi karena pembentukan sukrosa melibatkan gugus hemiasetal glukosa dan gugus hemiasetal fruktosa, sehingga tidak memiliki gugus pereduksi.

2.      Mempunyai rasa manis

3.      Larut dalam air.

4.      Mengalami hidrolisis menjadi dua monosakarida yang sejenis ataupun berlainan.

Berikut beberapa disakarida dan kegunaannya.

1)      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 –α.

                 

Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan α-D-glukosa dan β-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.

2)      Laktosa. Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun dari molekul  β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-β.

                           
                             

Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan β-D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi.

3)      Maltosa. Maltosa ialah disakarida yang diperoleh melalui hidrolisis parsial pati. Maltosa biasa disebut juga gula malt dan disintesis dari proses hidrolilis amilum. Matosa digunakan dalam produk minuman bir, wiski malt, dan makanan bayi. Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.

                     

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu α karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

I.                   Reaksi  kondensasi

Untuk proses penciptaan disakarida sering dikenal sebagai reaksi kondensasi atau sintesis dehidrasi. Hal ini lebih mengacu kepada ekstraksi molekul air selama bergabung dari 2 monsakarida. Apapun yang akhirnya tertinggal merupakan bahan kering yang akan dapat disimpan relatif lebih mudah serta digunakan sebagai bahan di dalam proses pembuatan berbagai macam jenis makanan.

Disakarida yang merupakan milik satu jenis dari beberapa kelompok kimia berbeda maupun suatu kombinasi dari karbohidrat. Untuk contoh lainnya adalah termasuk polisakarida serta oligosakarida. Adanya klasifikasi tertentu yang berasal dari karbohidrat sendiri cenderung bergantung pada jenis-jenis molekul yang dimanfaatkan sekaligus jumlah yang terlibat ke dalam penciptaan gugus.

II.                Sukrosa merupakan disakarida populer

Salah satu jenis disakarida yang paling populer adalah sukrosa. Di dalam rumus yang satu ini, adanya disakarida tertentu dengan molekul fruktosa bergabung bersama molekul glukosa. Sehingga sebagai hasilnya akan menciptakan zat manis yang nantinya akan dapat digunakan ke dalam pembuatan kue dan juga penciptaan berbagai macam atau diproses untuk menjadi permen. Gula pasir merupakan sala satu contoh yang paling mudah dikenali dari sukrosa.

Sedangkan jenis lainnya yang tidak kalah terkenal dari disakarida adalah laktosa. Dimana laktosa ini juga dikenal dengan istilah gula susu. Disakarida khusus yang satu ini dibuat dengan menggabungkan antara molekul galaktosa dengan molekul glukosa. Berbeda halnya dengan beberapa disakarida lain, laktosa ini tidak menyebabkan terjadinya reaksi alergi untuk beberapa orang yang sudah menjadikan penyebab penciptaan lebih banyak gula serta susu alternatif yang sangat mengandalkan zat lainnya guna memberikan rasa manis pada produk.

III.             Disakarida dapat dikonsumsi oleh penyandang diabetes

Bahkan saat ini ada sejumlah jenis disakarida yang dimanfaatkan karena memang mereka memiliki kemampuan untuk mengurangi terjadinya lonjakan gula dalam darah. Sehingga hal ini dianggap ideal untuk menjadi mereka bersahabat bagi orang-orang yang menyandang penyakit diabetes tipe dua.Pastinya ini sangat memungkinkan penyandang diabetes tipe 2 untuk mengonsumsi beberapa jenis makanan yang semestinya mereka tidak boleh mengonsumsinya, bahkan dalam kondisi tertentu bisa jadi mereka (penderita diabetes) harus mampu menghindari makanan tersebut.

Maltosa lebih sering digunakan pada proses pembuatan permen lunak seperti halnya cokelat serta di buat menggunakan basis buah. Sedangkan molekul glukosanya sendiri masih ada, namun memang di dalam proses ini cenderung membantu mengurangi lonjakan kadar gula darah. Karena umumnya ini akan diserap ke dalam tubuh jauh lebih mudah dibandingkan dengan karbohidrat yang membentuk gula sederhana atau biasa. Gula biasa inilah yang lebih cepat memicu terjadinya lonjakan gula darah secara drastis pada penyandang diabetes maupun orang normal sekalipun.

POLISAKARIDA

          
         Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribu monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. Arsitektur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya. Rumus umum untuk polisakarida adalah C_n (H₂O) _n-1, di mana ‘n’ adalah sejumlah besar antara 200 sampai 2500. rumus alternatif lain adalah (C₆H₁₀O₅) _n, di mana ‘n’ adalah angka antara 40-3000.

PATI/AMILUM

                     

Pati dibentuk oleh glukosan atau glikan. Pati merupaka sumber karbohidrat paling penting dalam makanan dan ditemukan di dalam sereal, kentang, serta jenis-jenis sayuran lain. Unsur utama pati adalah amilosa(15-20%), yang merupakan struktur heliks tanpa cabang, dan amilopektin(80-85%), yang terdiri atas rantai bercabang dan tersusun atas 24-30 residu glukosa yang disatukan oleh ikatan alfa 1- 4 di dalam rantai tersebut dan oleh ikatan alfa 1- 6 pada titik cabang.

Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-α. 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 α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-α. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-α.

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

a.       Glikogen. Glikogen merupakan polisakarida cadangan pada tubuh hewan. Senyawa ini sering disebut sebagai pati hewan. Struktur glikogen mirip dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan dan memiliki sejumlah rantai yang terdiri atas 12-14 residu D-glukopiranosa (dalam rangkaian ikatan  alfa 1-4-glukosidat) dengan cabang yang melalui ikatan alfa 1- 6 glukosidat. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.

b.      Inulin. Inulin adalah pati yang ditemukan dalam umbi dan akar tanaman dahlia, artichoke, dan dendelion. Pati ini sangat mudah larut dalam air dan biasa digunakan dalam mendeteksi kecepatan filtrasi glomerulus ginjal.

c.       Dekstran. Dekstran merupakan substansi yang terbentuk pada proses pemecahan hidrolisis pati. Dekstran merupakan produk pertama kali terbentuk saat proses hidrolisis mencapai suatu derajat pencabangan tertentu. Dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-hlukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabang alfa 1-3 dan beberapa memiliki cabnga alfa 1-2 atau alfa 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui kayak akan dekstran.Dekstran juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstran sintetis.

d.      Selulosa. Selulosa merupakan unsur utama kerangka tumbuhan. Selulosa bersifat tak larut  untuk membentuk rantai lurus dan panjang yang diperkuat oleh banyak mamalia, termasuk manusia, karena tidak adanya enzim yang hidrolase ikata. Di dalam usus pemamah biak dan herbivora lainnya, terdapat mikroorganisme yang dapat mengfermentasi selulosa menjadi asam lemak rantai pendek dan dapat digunakan sebagai sumber energi utama. Ini dapat terjadi juga di dalam kolon manusia, tetapi dalam derajat terbatas.

e.       Kitin. Kitin merupakan polisakarida struktural penting pada invertebrata. Bentuk ini ditemukan dalam eksoskeleton krustasea (serangga, laba-laba, krustase) dan insekta. Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel cendawan. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh.

f.       Glikosaminoglikan. Glikosaminoglikan (mukopolisakarida) terdiri atas sejumlah rantai karbohidrat kompleks yang dicirikan oleh kandungan gula amino dan asam-asam uronatnya. Kalau rantai-rantai ini melekat pada molekul protein, senyawa disebut sebagai suatu proteoglikan. Glikosaminoglikan bergabung dengan unsur-unsur pembentuk struktur jaringan seperti tulang, elastin, dan kolagen. Sifatnya yang menahan air dalam jumlah besar dan mengisi ruang-sehingga menjadi bantalan atau pelumas struktur lain-dibantu oleh sejumlah besar gugus -OH dan muatan negatif pada molekul, yang mempertahankan agar rantai karbohidrat tetap saling terpisah. Contoh glikosaminoglikan adalah asam hialuronat , kondroitin sulfat , dan heparin .

g.      Glikoprotein. Glikoprotein(mukoprotein) ditemukan dalam berbagai situasi yang berbeda di dalam cairan dan jaringan, termasuk membran sel. Zat ini merupakan karbohidrat yang mengandung protein dalam jumlah beragam dan melekat sebagai rantai (tidak bercabang atau bercabang hingga 15 unit). Rantai seperti ini biasanya dinamakan rantai oligosakarida (walaupun panjang rantai dapat melebihi 10 unit). Karbohidrat yang menjadi unsur pembentuk glikoprotein.

h.      Asam Sialat. Asam sialat merupakan derivat N- atau O-asil dari asam neuraminat. Asam neuroaminat adalah gula sembilan-karbon yang berasal dari manosamin (epimer glukosamin) dan piruvats. Asam sialat merupakan unsur pembentuk glikoprotein dan gangliosida . Gangliosida juga merupakan glikolipida.

PERMASALAHAN :

1.      Tolong anda jelaskan proses hidrolisis pati secara enzimatis…

2.      Jelaskan fungsi dari jenis-jenis disakarida …

3.      Apa saja sifat dari Polisakarida, tolong jelaskan...
4.   Tolong contohkan reaksi pada karbohidrat yakni reaksi dehidrasi...