Klasifikasi dan fungsi karbohidrat

Kimia – Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu melakukan berbagai jenis kegiatan atau aktivitas. Untuk itu, kita membutuhkan energy yang kita peroleh dari bahan makanan yang mengandung makromolekul berupa karbohidrat, lipida dan protein.

Karbohidrat merupakan sumber energy utama dan paling efesien untuk proses metabolisme. Dalam makanan, karbohidrat terutama terdapat dalam bentuk pati (amilum) misalnya pada beras, jagung, sagu, kentang, gandum, umbi-umbian dan pada berbagai jenis sayuran. Disamping itu karbohidrat juga terdapat dalam bentuk gula, misalnya pada madu dan buah-buahan. Selain sebagai sumber energy, karbohidrat juga berperan sabagai penyimpan atau cadangan energy. Pada hewan, energy disimpan dalam bentuk glikogen sedangkan pada tumbuhan disimpan pada bentuk pati.

Pembentukkan Glukosa

Apabila kita mengkonsumsi makanan berkarbohidrat, maka pati yang diperoleh dari bahan makanan tersebut di hidrolisis oleh enzim amylase di usus halus menjadi glukosa. Molekul glukosa tersebut masuk kedalam darah portal kemudian tersebar menjadi glukosa darah dan siap untuk dioksidasi dalam sel-sel menghasilkan energy dalam bentuk molekul ATP. Molekul glukosa yang tidak langsung dioksidasi untuk menghasilkan energy, dialirkan ke dalam hati dan digunakan sebagai prekusor untuk sintesis glikogen dimana glikogen ini sewaktu-waktu akan di hidrolisis kembali untuk menghasilkan glukosa dan selanjutnya mengalami proses untuk menghasilkan energy dalam bentuk ATP. Menurut banyaknya unit gula (sakarida) yang dimiliki karbohidrat, maka karbohidrat dibagi menjadi sebagai berikut.

Monosakarida

Adalah karbohidrat (gula) sederhana yang hanya terdiri dari satu unit sakarida dan tidak dapat di hidrolisis lagi menjadi bagian yang lebih kecil. Monosakarida mempunyai arti penting sebagai zat gizi adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa sering juga disebut dekstrosa atau gula anggur terdapat pada buah-buahan dan sayuran. Glukosa merupakan senyawa pati dan glikogen yang rumus kimianya sebagai berikut.

Struktur glukosa

Glukosa larut dalam air dan berasa manis. Glukosa merupakan karbohidrat yang terdapat akrasi darah manusia dan hewan dimana dia akan berfungsi sebagai sumber energi. Kadar glukosa darah normal untuk manusia adalah 80 mg setiap 100 ml darah.

Fruktosa dan galaktosa mempunyai jumlah atom C, H, dan O yang sama dengan glukosa tetapi sedikit berbeda susunan atom dalam molekulnya.

Struktur fruktosa

Fruktosa atau levulosa mempunyai rasa paling manis. Fruktosa terdapat dalam madu, buah-buahan dan sayuran. Fruktosa yang masuk dalam tubuh dengan cepat akan diubah menjadi lemak didalam darah. Pada penderita diabetes, fruktosa ini kurang berbahaya, tetapi apabila fruktosa terlalu banyak dimakan dapat mengakibatkan asidosis dan naiknya asam urat dalam darah.

Galaktosa tidak seperti halnya dengan glukosa ataupun fruktosa dialam, tidak berada dalam bentuk bebas. Galaktosa merupakan hasil pemecahan laktosa, apabila kekurangan enzim yang mengubah galaktosa menjadi glukosa mengakibatkan terjadinya galaktosamia. Laktosa intokrans banyak disebabkan tidak adanya enzim galaktosa didalam usus.

Oligosakrida

Adalah karbohidrat yang jika di hidrolisis akan menghasilkan 2 hingga 6 molekul monosakarida. Berdasarkan jumlah monosakarida yang dapat dihasilkan dari hidrolisis oligosakarida tersebut, maka namanya berturut-turut disebut disakarida, trisakarida, tetrasakrida dan seterusnya. Disakarida yang banyak dijumpai dalam makanan yaitu sukrosa, laktosa dan maltosa. Sukrosa merupakan gula yang banyak terdapat dalam diet. Gula tebu ataupun gula bit merupakan sukrosa murni. Sukrosa terdiri atas 2 molekul monosakarida, oleh kegiatan enzim pencernaan sukrosa dipecah menjadi glukosa dan fruktosa. Rumus kimia sukrosa adalah sebagai berikut.

Struktur sukrosa

Sukrosa yang dimakan bila terlalu lama berada dalam mulut, mengakibatkan bakteri menjadi aktif dan merusak gigi. Laktosa dan maltosa adalah dua jenis disakarida yang hanya sedikit terdapat dalam diet, disebut juga gula susu. Dalam susu sapi terdapat laktosa sebanyak 5% dan dalam air susu ibu terdapat 6,8%. Didalam usus halus, laktosa dipecah oleh enzim menjadi glukosa dan galaktosa.

Maltosa terdapat dalam ekstra malk, memberi rasa manis dan viskositas tinggi, juga banyak terdapat dalam sirup jagung. Maltose juga dapat merupakan hasil pemecahan pati oleh enzim amilase. Oleh enzim maltosa dipecah menjadi dua molekul glukosa.

Struktur laktosa

Polisakarida

Adalah makromolekul (polimer) yang dibangun oleh banyak monomer-monomer yaitu monosakarida. Jika polisakarida di hidrolisis oleh asam atau enzim akan menghasilkan banyak monosakarida atau turunannya. Polisakarida merupakan karbohidrat kompleks yang disusun oleh beberapa ribu unit karbohidrat sederhana yang saling ikatan membentuk molekul dengan rantai lurus maupun rantai yang pembentukan dan pemecahan glikogen dalam tubuh merupakan serangkaian reaksi kimia yang kompleks dan sangat erat kaitannya dengan faktor fisiologis. Pembentukan glikogen terjadi bila kadar gula darah naik diatas normal dan lebih banyak glukosa berada dalam aliran darah. Sebaliknya pemecahan glikogen terjadi apabila kerbohidrat tidak di absorbsi oleh saluran pencernaan dan untuk kebutuhan energi, glikogen hati dengan cepat diubah menjadi glukosa dan dialirkan kedalam darah.

Selulosa

Merupakan palosakarida yang hanya terdapat dalam tanaman. Selulosa merupakan komponen penyusun dinding sel dan dalam diet menusia disebut serat. Selulosa pada golongan mamalia bukan merupakan makanan, karena di dalam tubuh mempunyai enzim yang diperlukan untuk menghidrolisanya menjadi glukosa. Pada golongan herbivar atau ruminansia yang mempunyai bakteri dalam lambungnya, bakteri tersebut mengaktifkan pemecahan selulosa manjadi senyawa karbohidrat lain yang dapat digunakan oleh tubuhnya.

Struktur selulosa

Fungsi karbohidrat

Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi untuk proses-proses yang terjadi di dalam tubuh. Walupun energi yang dihasilkan lemak 2 kali energi  yang dihasilkan karbohidrat, tapi dalam diet lebih banyak mengandung karbohidrat sehingga sumbangan energi terbesar berasal dari karbohidrat. Karbohidrat juga membantu penggunaan lemak dalam tubuh. Hal ini dapat terjadi sebab pada oksidasi lemak untuk menghasilkan CO2 dan air, tergantung pada asam piruvat yang terbentuk selama oksidasi karbohidrat. Apabila jumlah karbohidrat tidak mencukupi maka akan diperoleh lebih banyak bahan-bahan keton dan akumulasi/penimbunan bahan-bahan keton tersebut akan menaikkan keasaman darah dan menurunkan kebebasan darah, keadaan tersebut disebut ketosis. Ketosis dapat terjadi pada penderita diabetes dimana sel-sel tidak dapat menggunakan karbohidrat dan juga terjadi pada penderita kelaparan dimana sel-sel menggunakan simpanan lemak untuk keperluan energi. Akibat dari ketosis yaitu penderita mengalami koma dan bila berlanjut dapat mati.

Kabohidrat juga membantu fungsi sistem usus mamalia. Karbohidrat tersebut berperan sebagai sumber energi untuk mikroba yang mensintesis beberapa vitamin B kompleks dalam saluran usus. Sebagian karbohidrat juga berperan sebagai pembentuk struktur, misalnya selulosa berperan sebagai komponen utama dinding sel tumbuhan dan peptidoglikan yang terdapat pada dinding sel bakteri. Selain terdapat pada dinding sel tumbuhan dan bakteri, karbohidrat juga banyak terdapat pada berbagai komponen sel hewan.