A. DEFINISI
Karbohidrat adalah polihidroksi
aldehid atau polihidroksi keton dan meliputi kondensat polimer-polimer
yang terbentuk. Nama karbohidrat dipakai dalam senyawa tersebut karena
rumus empirisnya yang berupa CnH2nOn atau Cn(H2O)n
yaitu karbon yang mengalami hidratasi. Namun nama tersebut kurang tepat
karena hidrat yang terikat pada gugus karbon bukanlah sebagai hidrat
yang sebenarnya, misal tidak dapat dipisahkan atau dikristalkan
tersendiri yang terlepas dari gugusnya (Sudarmadji, 1989).
Secara
umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom
karbon, hidrogen, dan oksigen, dan pada umumnya unsur hidrogen dan
oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh
karbihidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari
gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari
makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber makanan yang
berasal dari tumbuh-tumbuhan. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat dibentuk
dari hasil reaksi CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis di dalam sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil).
Karbohidrat
juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan,
misalnya warna, rasa, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh
karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein
yang berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk metabolisme lemak
dan protein (Winarno, 2002)
B. Klasifikasi karbohidrat
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi :
Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.
Glukosa (C6H12O6) adalah heksosa—monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH.
Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein.
Fruktosa (bahasa Inggris: fructose, levulose, laevulose) adalah gula sederhana (monosakarida) yang ditemukan di banyak jenis makanan dan merupakan salah satu dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa.
2. Disakarida dan oligosakarida
Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah :
.
Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin glukosa dan lima cincin fruktosa.
Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Untuk mencerna air susu digunakan enzim laktase. Enzim ini membelah molekul laktosa menjadi dua bagian: glukosa dan galaktosa, yang kemudian dapat diserap usus.
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah :
Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.
Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan.Pada manusia dan vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot.Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai percabangan (α1→6).Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi dengan lebih banyak percabangan, yaitu setiap 8-12 residu
Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel.Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan.
Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi.
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi :
Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan.
Glukosa (C6H12O6) adalah heksosa—monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH.
Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein.
Fruktosa (bahasa Inggris: fructose, levulose, laevulose) adalah gula sederhana (monosakarida) yang ditemukan di banyak jenis makanan dan merupakan salah satu dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa.
2. Disakarida dan oligosakarida
Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah :
.
Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin glukosa dan lima cincin fruktosa.
Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Untuk mencerna air susu digunakan enzim laktase. Enzim ini membelah molekul laktosa menjadi dua bagian: glukosa dan galaktosa, yang kemudian dapat diserap usus.
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah :
Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.
Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan.Pada manusia dan vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot.Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai percabangan (α1→6).Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi dengan lebih banyak percabangan, yaitu setiap 8-12 residu
Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel.Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan.
Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi.
C. Analisa kualiatif karbohidrat.
1. Uji Molisch
- Prinsip reaksi ini adalah dehidrasi senyawa karbohidrat oleh asam sulfat pekat.
- Dehidrasi heksosa menghasilkan senyawa hidroksi metil furfural, sedangkan dehidrasi pentosa menghasilkan senyawa fulfural.
- Uji positif jika timbul cincin merah ungu yang merupakan kondensasi antara furfural atau hidroksimetil furfural dengan alpha-naftol dalam pereaksi molish.
2. Uji Seliwanoff
- merupakan uji spesifik untuk karbohidrat yang mengandung gugus keton atau disebut juga ketosa
- Jika dipanaskan karbohidrat yang mengandung gugus keton akan menghasikan warna merah pada larutannya.
3. Uji Benedict
- merupakan uji umum untuk karbohidrat yang memiliki gugus aldehid atau keton bebas
- Uji benedict berdasarkan reduksi Cu2+ menjadi Cu+ oleh gugus aldehid atau keton bebas dalam suasana alkalis
- biasanya ditambahkan zat pengompleks seperti sitrat atau tatrat untuk mencegah terjadinya pengendapan CuCO3
- uji positif ditandai dengan terbentuknya larutan hijau, merah, orange atau merah bata serta adanya endapan.
4. Uji Barfoed
- Digunakan untuk menunjukkan adanya monosakarida dalam sampel
- Uji positif ditunjukkan dengan terbentuknya endapan merah orange
5. Uji Iodin
- Digunakan untuk menunjukkan adanya polisakarida
- Amilum dengan iodine dapat membentuk kompleks biru
- Amilopektin dengan iodin akan memberi warna merah ungu
- sedangkan dengan glikogen dan dekstrin akan membentuk warna merah coklat
6. Uji Fehling
- Digunakan untuk menunjukkan adanya karbohidrat pereduksi (monosakarida, laktosa, maltosa, dll)
- Uji positif ditandai dengan warna merah bata
UJI
KUANTITATIF
-Kadar Glukosa Darah (GOD-PAP) & (GOD-POD)
Glukosa adalah gula
yang terpenting bagi metabolisme tubuh, dikenal juga sebagai gula fisiologis.
Dalam ilmu kedokteran, gula darah adalah istilah yang mengacu kepada tingkat
glukosa di dalam darah. Sedangkan dalam tumbuhan Glukosa 6-fosfat yang
dihasilkan selama fotosintesis adalah precursor dari tiga jenis karbohidrat
tumbuhan, yaitu sukrosa, pati dan selulosa. Konsentrasi gula darah, atau
tingkat glukosa serum, diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang
dialirkan melalui darah adalah sumber utama energi untuk sel-sel tubuh.
Meskipun disebut “gula darah”, selain glukosa, kita juga menemukan jenis-jenis gula lainnya, seperti fruktosa dan galaktosa. Namun demikian, hanya tingkatan glukosa yang diatur melalui insulin dan leptin. Dalam pemeriksaan klinik, penentuan kadar gula darah dapat dilakukan berdasarkan :
Meskipun disebut “gula darah”, selain glukosa, kita juga menemukan jenis-jenis gula lainnya, seperti fruktosa dan galaktosa. Namun demikian, hanya tingkatan glukosa yang diatur melalui insulin dan leptin. Dalam pemeriksaan klinik, penentuan kadar gula darah dapat dilakukan berdasarkan :
Senyawa-senyawa
mereduksi ; Gula reduksi adalah gula yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi.
Hal ini dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Senyawa-senyawa yang
mengoksidasi atau bersifat reduktor adalah logam-logam oksidator seperti Cu
(II). Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, fruktosa,
laktosa, maltosa, dan lain-lain. Prisip penentuannya didasari pada kemampuan
glukosa untuk mereduksi ion anorganik seperti Cu2+ atau Fe(CN)63-. Penentuan
glukosa secara reaksi reduksi kurang spesifik dibanding cara enzimatik,
terutama bila dalam darah terdapat bahan yang dapat mereduksi misalnya
kreatinin, asam urat dan gula-gula lain selain glukosa (manosa, galaktosa dan
laktosa) yang akan memberikan hasil pemeriksaan yang lebih tinggi daripada
kadar glukosa yang sebenarnya.
Karbohidrat Total ;
Pengukuran kadar karbohidrat dalam serum atau plasma digunakan untuk diagnosa
dan monitoring treatment diabetes mellitus, serta untuk mendeteksi
hipoglikemia, fungsi pancreas, arcinoma sel dan kemungkinan terdapat berbagai
penyakit lainnya yang disebabkan oleh kelainan metabolisme karbohidrat.
Prinsipnya yaitu Glukosa dioksidasi menjadi asam glukonat dan H2O2 dengan enzim
GOD-PAP. Kemudian, H2O2 direaksikan dengan peroksidase dan O-dianisidin
menghasilkan senyawa berwarna yang dapat dibaca pada spektrofotometer λ 500 nm.
Enzimatik Gula Darah
; Glukosa dapat ditentukan kadarnya secara enzimatik, misalnya dengan
penambahan enzim glukosa oksidase (GOD). Prinsip kerja metode ini adalah Metode
enzimatik dibantu enzim-enzim contoh katalase (reaksi Hantz) dan peroksidase
(reaksi trinder). Pereagen yang digunakan menggunakan pereagen GOD-PAP.
Absorbansi λ dan Warna absorbansi metode enzimatik intensitasnya pada λ 500 nm
dengan warna merah (dari H2O2 yang terbentuk + peroksidase). Dengan prinsip
dasar glukosa dioksidasi oleh oksigen dengan katalis enzim glukosa oxidase
(GOD) akan membentuk asam glukonik dan hidrogen peroksida (H2O2). Dengan adanya
oksigen atau udara, glukosa dioksidasi oleh enzim menjadi asam glukuronat
disertai pembentukan H2O2. Enzim peroksidase (POD) mengakibatkan H2O2
membebaskan O2 yang mengoksidasi akseptor kromogen yang sesuai serta memberikan
warna yang sesuai pula. Kadar glukosa darah ditentukan berdasarkan intensitas
warna yang terjadi, diukur secara spektrofotometri. Hidrogen peroksida akan
bereaksi dengan 4-aminoantipyrin dan fenol dengan katalis peroksidase (POD)
membentuk quinoneimine dan air. Quinoneimine ini merupakan indikator yang
menunjukan kadar glukosa dalam darah.
Glukosa + O2 asam
glukonat + H2O2 → 2 H2O2 + 4 Aminoantipirin + Fenol Quinonemine + 4 H2O
Pada reaksi ini terbentuk H2O2 yang dengan peroksidase (POD) akan bereaksi dengan 2,4 diklorofenol dan 4 amino antipirin. Oksidasi ini menimbulkan zat warna merah antipirin quinonemine yang intensitasnya sebanding dengan kadar glukose yang diukur secara fotometrik. Kelebihan dari metode enzimatik ialah spesifik, presisi tinggi, relatif bebas dari gangguan dan cocok diadaptasikan untuk otomatisasi. Sedangkan kekurangannya antara lain adanya efek steroid namun sangat minim karena kadar yang sangat kecil.
Pada reaksi ini terbentuk H2O2 yang dengan peroksidase (POD) akan bereaksi dengan 2,4 diklorofenol dan 4 amino antipirin. Oksidasi ini menimbulkan zat warna merah antipirin quinonemine yang intensitasnya sebanding dengan kadar glukose yang diukur secara fotometrik. Kelebihan dari metode enzimatik ialah spesifik, presisi tinggi, relatif bebas dari gangguan dan cocok diadaptasikan untuk otomatisasi. Sedangkan kekurangannya antara lain adanya efek steroid namun sangat minim karena kadar yang sangat kecil.
Glukosa Darah :
Dalam ilmu kedokteran, gula darah adalah istilah yang mengacu kepada kadar glukosa di dalam darah. Kadar glukosa darah diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang dialirkan melalui darah adalah sumber utama energi untuk sel-sel tubuh. Umumnya, kadar glukosa darah berada pada kadar (70-110 mg/dl) (Price, 2005).
Metabolisme
glukosa yang tidak normal dapat menyebabkan :
a. Hiperglikemia
Bila kadar
gula darah berada pada kadar tinggi (>110 mg/dl)
disebut hiperglikemia (Price, 2005).
b.
Hipoglikemia
Bila
kadar glukosa terlalu
terendah (< 70 mg/dl), disebut hipoglikemia (Price, 2005).
