Karbohidrat
berasal dari bahasa latin karbo=karbon dan hidrat= air. Karbohidrat tersusun
dari 3 jenis unsure yaitu Karbon, Oksigen dan Hidrogen dengan rumus umum
Cn(H2O)n. Melihat rumus empiris tersebut, maka senyawa ini dapat diduga sebagai
”hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat. Rumus empiris seperti itu
tidak hanya dimiliki oleh karbohidrat melainkan juga oleh hidrokarbon seperti
asam asetat. Oleh karena itu suatu senyawa termasuk karbohidrat tidak hanya
ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang paling penting ialah rumus
strukturnya. Dari rumus struktur akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting
yang terdapat pada molekul karbohidrat yaitu gugus fungsi karbonil (aldehid dan
keton).
Karbohidrat
merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai
salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di
dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi
sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini
kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya
seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan
berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.
MONOSAKARIDA
Bentuk
paling sederhana dari karbohidrat adalah monosakarida. Monosakarida (dari
Bahasa Yunani mono: satu, sacchar: gula) adalah senyawa karbohidrat dalam
bentuk gula yang paling sederhana. Monosakarida merupakan jenis karbohidrat
sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang
banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan
galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa
atau juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan,
sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan
merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam fruktosa banyak
terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung
diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil
proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain
sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar
bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa.
Kerangka
monosakarida berupa rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu
diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen, membentuk
gugus karbonil; masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus
hidroksil. Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis
menjadi bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida meliputi glukosa, galaktosa,
fruktosa, manosa, dan lain-lain. Rumus umum monosakarida sesuai dengan nama
karbohidrat yaitu (CH2O)n, di mana jumlah n sesuai dengan jumlah
atom karbon yang dimiliki. Berdasarkan jumlah atom karbon tersebut,
monosakarida dibagai menjadi beberapa bagian yaitu, triosa (C3H6O3),
tetrosa (C4H8O4), pentosa (C5H12O5),
heksosa (C6H12O6), dan heptosa (C7H12O7).
Ciri-Ciri umum monosakarida
Untuk mengetahui bagaimana bentuk dari monosakarida maka ada
beberapa ciri umum yang akan dirincikan sebagai berikut :
- Merupakan
karbohidrat yang paling sederhana,tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut..
- Merupakan
kristal padat yang bebas larut di dalam air, tidak larut dalam pelarut
nonpolar
- Diserap
langsung oleh alat pencernaan
- Perbedaan
struktur menyebabkan sifat spesifik
- 5.Mempunyai
rumus empiris (CH2O)n, dimana n = 3 – 8. Jumlah
atom C triosa,tetrosa,pentosa dan hesosa
- Tidak
berwarna
- Berasa
manis
Sifat dari monosakarida
Pada umumnya monosakarida mempunyai
beberapa sifat-sifat umum yang akan di bahas beriut ini :
- Reaksi
dengan basa dan asam.
Apabila glukosa dilarutkan ke dalam basa encer, beberapa jam kemudian
dihasilkan campuran yang terdiri dari fruktosa, manosa, dan sebagian
glukosa semula. Sedangkan, dalam basa encer, monosakarida sangat stabil,
tetapi jika aldoheksosa dipanaskan dalam asam kuat, akan mengalami
dehidrasi dan diperoleh bentuk hidroksimetil furtural. Dalam bentuk yang
sama, pentose juga akan berubah menjadi bentuk furtural.
- Gula
pereduksi.
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.
- Pembentukan
glikosida.
Monosakarida dapat membentuk glikosida dan asetal. Jika gugus hidroksil
pada sebuah molekul gula bereaksi dengan hidroksil dari hemiasetal atau
hemiaketal molekul gula yang lain, maka akan terbentuk glikosida yang
disebut disakarida. Ikatan ini dinamakan ikatan glikosida yang berfungsi
untuk menghubungkan sejumlah besar unit monosakarida menjadi polisakarida.
- Pembentukan
ester. Semua
monosakarida atau polisakarida dapat terasetilasi oleh asam asetat
anhidrida yang berlebihan membentuk O-asetil-α-D-glukosa. Gugus asetil
yang berikatan secara ester ini bisa dihidrolisis oleh asam atau basa.
Sifat ini sering juga digunakan untuk penentuan struktur karbohidrat.
Senyawa ester yang penting dalam dalam metabolisme adalah ester fosfat.
- Fenilosazon
dan Osazon.
Monosakarida dapat bereaksi dengan larutan fenil hidrazin dalam suasana
asam pada suhu 100oC, membentuk ozazon. Senyawa ini tidak larut dalam air
dan mudah mengkristal. Glukosa, fruktosa, dan manosa akan menghasilkan
fenolsazon yang sama, selanjutnya, akan terbentuk asazon yang berwarna,
mengkristal secara khas, dan dapat digunakan untuk menentukan jenis
karbohidrat.
Struktur
Monosakarida
Struktur monosakarida ada yang ditulis dalam bentuk
rantai lurus, ada pula dalam bentuk cincin. Monosakarida yang memiliki lima
atau lebih atom karbonnya biasanya berada dalam struktur cincin, di mana gugus
karbonil membentuk ikatan kovalen dengan atom oksigen dari gugus hidroksil pada
atom karbon lainnya. Struktur cincin piranosa (turunan dari piran) terbentuk
karena aldehida bereaksi dengan alkohol dan membentuk senyawa turunan yang
disebut hemiasetal. Reaksi ini terjadi antara atom karbon aldehida no 1 dengan
gugus hidroksil bebas pada atom karbon ke-5 sehingga terbentuk struktur cincin
bersudut 6. Hanya aldosa yang memiliki 5 atau lebih atom karbon yang dapat
membentuk cincin piranosa yang stabil. Ada pula reaksi yang membentuk cincin 5
sudut beranggotakan lima furan yang disebut furanosa. Pada ketoheksosa gugus
hidroksil pada atom karbon 5 bereaksi dengan gugus karbonil pada atom karbon 2,
membentuk cincin furanosa yang mengandung suatu ikatan hemiaketal. Penggambaran
struktur piranosa dan furanosa karbohidrat biasanya dilakukan dengan
menggunakan proyeksi Haworth. Pinggir cincin yang dekat dengan pembaca ditulis
lebih tebal. Cincin piranosa terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk kapal dan
bentuk kursi. Bentuk yang paling umum adalah bentuk kursi karena bentuk ini
lebih stabil daripada bentuk kapal.
Berdasarkan jumlah atom karbon, monosakarida digolongkan ke
dalam tri–, tetra–, penta–, dan heksa–. Contohnya adalah triosa, suatu
monosakarida dengan tiga atom karbon. Semua monosakarida lain dianggap sebagai
turunan dari triosa, khususnya D–gliseraldehida.
Beberapa monosakarida ditunjukkan berdasarkan jumlah atom
karbon, seperti berikut ini.
a. Treosa dan eritrosa merupakan suatu tetrosa.
b. Ribosa, arabinosa, xilosa, dan liksosa merupakan suatu
pentosa.
c. Glukosa, manosa, galaktosa, dan fruktosa merupakan suatu
heksosa.
Gambar 1. Penggolongan monosakarida berdasarkan jumlah
atom karbonnya.
Suatu aldosa seperti glukosa membentuk cincin piranosa
lingkar enam. Adapun ketosa seperti fruktosa membentuk cincin furanosa lingkar
lima.
Gambar 2. Glukosa membentuk cincin enam glukopiranosa.
Dua isomer berbeda pada gugus –OH yang terikat pada atom C1.
Pada struktur linear, gugus –OH dituliskan ke arah kanan
untuk D–isomer atau ke arah kiri untuk L–isomer. Kedua isomer tersebut dikenal
sebagai bentuk alfa (α) dan bentuk beta (β). Keduanya berbeda pada atom karbon
pertama (C1) dalam hal posisi gugus –OH.
Glukosa (C6H12O6) dinamakan
juga dekstrosa adalah komponen dari polisakarida seperti selulosa, pati, dan
glikogen. Dalam medis, glukosa sering disebut gula darah sebab glukosa
diketahui dalam aliran darah cukup melimpah.
Fruktosa disebut juga levulosa atau gula buah, memiliki rumus
molekul sama seperti glukosa, tetapi mengandung keton sebagai gugus
fungsionalnya. Fruktosa yang terdapat pada buah-buahan dan madu merupakan monosakarida,
ditemukan menyatu dengan glukosa dalam bentuk disakarida. Di antara semua
sakarida, fruktosa paling manis. Fruktosa dua kali lebih manis dibandingkan
dengan sukrosa dengan berat yang sama. Jika suatu sakarida dilarutkan dalam
air, akan terjadi peristiwa yang disebut mutarotasi, yaitu rotasi optik dengan
nilai yang khas untuk setiap sakarida. Peristiwa mutarotasi disebabkan
perubahan bentuk dari isomer α menjadi isomer β atau
sebaliknya.
Struktur
glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk
stereokimia :
- Proyeksi
Fischer (rantai lurus/linier)
- Struktur
Haworth (siklik/cincin sederhana)
- konformasi
kursi
Proyeksi
Haworth dan Proyeksi Fischer
Proyeksi
Haworth tidak menggambarkan yang sesungguhnya karena cincin piranosa yang
sesungguhnya membentuk kursi seperti sikloheksana tidak datar. Meski demikian
proyeksi ini digunakan secara luas.
PERMASALAHAN:
1. Monosakarida
sangat dibutuhkan oleh manusia, tolong anda jelaskan apa saja fungsi dari monosakarida…
2. Struktur
karbohidrat dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia yaitu Proyeksi
Fischer (rantai lurus/linier), Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana), dan konformasi
kursi. Coba anda jelaskan masing-masingnya…
3. Struktur
monosakarida ada yang ditulis dalam bentuk rantai lurus, ada pula dalam bentuk
cincin. Bagaimana cara kita mengetahui kapan kita menggunakan bentuk rantai
lurus dan bentuk cincin pada struktur monosakarida…
Sya akan menjawab permasalahan anda nomor 1 yaitu ; apa manfaat bagi monosakarida. Baiklah berasarkan literature yang sya temui Monosakarida merupakan karbohidrat yang sangat sederhana dan memiliki satu gugusan gula. Rasanya manis dan cukup mudah larut dalam air. Jenis karbohidrat ini dapat ditemui dalam bentuk glukosa, fruktosa, galaktosa, dan manosa. Dalam keadaan normal, darah seseorang mengandung 70 hingga 100 mg glukosa per 100 ml. Apabila kadar glukosa dalam darah seseorang lebih tinggi dari keadaan normalnya, orang tersebut dapat mengalami hiperglikemia. Sementara, bila kadar glukosanya lebih rendah, seseorang dapat me ngalami hipoglikema.
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab permasalahan yang Anda tampilkan pada No.2 :
BalasHapusa) Rumus Fischer (Fischer Projection Formula)
Dalam rumus Fischer digunakan istilah dekstro (d) dan levo ( l ). Biasanya huruf d atau l ditulis di depan nama gula sederhana. Bentuk l merupakan bayangan cermin dari bentuk d. Bila gugus hidroksil pada karbon nomor 2 (di tengah) dari sebuah molekul struktur linier gliseraldehida terletak di sebelah kanan, dinamakan d dan bila berada di sebelah kiri, dinamakan l .
Fischer menggunakan (d) untuk menyatakan konfigurasi (+) gliseraldehida, dengan gugus hidroksil di sebelah kanan; enantiomernya dengan gugus hidroksil di sebelah kiri, ditetapkan sebagai l (-) gliseraldehida. Karbon yang paling teroksidasi (CHO) ditetapkan di bagian atas.
b) Rumus Proyeksi Howarth
Kimiawan karbohidrat Inggris WN. Howarth memperkenalkan cara proyeksi yang dikenal dengan proyeksi Howarth. Sudut valensi antara atom karbon bukan 180° tetapi 109,5°. Oleh karena itu, gugus aldehida pada karbon pertama menjadi sangat dekat dengan gugus hidroksil pada atom karbon nomor lima jika rantai dipuntir.
Pada proyeksi ini cincin digambarkan seolah-olah planar dan dipandang dari tepinya, dengan oksigen di kanan-atas. Substituen melekat pada cincin di atas atau di bawah bidang.
Dalam mengonversi satu jenis rumus proyeksi menjadi proyeksi lain yang perlu diperhatikan bahwa gugus hidroksil di sebelah kanan pada proyeksi Fischer akan terletak di bawah pada proyeksi Howarth dan sebaliknya, gugus hidroksi di sebelah kiri pada proyeksi Fischer akan terletak di atas pada proyeksi Howarth.
c) Sistem Kursi (Contur Motional Formula)
Sistem kursi hampir sama dengan proyeksi Howarth. Pada bentuk α, gugus OH pada atom karbon nomor satu berada di bawah bidang, sedangkan pada bentuk β letak gugus OH di atas bidang.
baiklah saya akan menjawab pertanyaan no 3
BalasHapusyaitu jawab:
Monosakarida sederhana mempunyai rantai karbon yang lurus dan tidak bercabang dengan satu grup fungsional karbonil (C=O), dan satu grup hidroksil (OH) di setiap atom karbon yang tersisa. Maka, struktur molekuler dari monosakarida sederhana dapat dituliskan sebagai H(CHOH)n(C=O)(CHOH)mH, di mana n+1+m = x; maka, rumus elemennya adalah CxH2xOx.Struktur setiap monosakarida terdiri dari dua konfigurasi yaitu D dan L. Konfigurasi-konfigurasi tersebut didasarkan pada arah gugus OH pada atom C asimetris nomor terbesar. Berdasarkan konformasi Fitcher, jika gugus tersebut mengarah ke kanan, maka monosakarida ditandai dengan D, sedangkan jika gugus tersebut mengarah ke kiri, maka monosakarida ditadai dengan L.
dan bila membentuk struktur cincin itusenyawa tersebut membentuk agar lebih stabil. sehingga terbentuk strukturnya cincin