KARBOHIDRATKARBOHIDRAT

Prodi Agroteknologi /THPProdi Agroteknologi /THP

Fakultas Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas EkasaktiUniversitas Ekasakti

Apa itu karbohidrat?Apa itu karbohidrat?

KarbohidratKarbohidrat (' ('hidrathidrat dari dari karbonkarbon', ', hidrat aranghidrat arang) atau ) atau sakaridasakarida (dari (dari bahasa Yunanibahasa Yunani σάκχαρονσάκχαρον, sákcharon, berarti ", sákcharon, berarti "gulagula") adalah segolongan besar ") adalah segolongan besar senyawa organiksenyawa organik yang paling yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh dalam tubuh makhluk hidupmakhluk hidup, terutama sebagai , terutama sebagai bahan bakarbahan bakar (misalnya (misalnya glukosaglukosa), cadangan makanan (misalnya ), cadangan makanan (misalnya patipati pada pada tumbuhan dan tumbuhan dan glikogenglikogen pada hewan), dan materi pembangun pada hewan), dan materi pembangun (misalnya (misalnya selulosaselulosa pada tumbuhan, pada tumbuhan, kitinkitin pada pada hewanhewan dan dan jamurjamur).Pada proses ).Pada proses fotosintesisfotosintesis, , tetumbuhan hijautetumbuhan hijau mengubah mengubah karbon dioksidakarbon dioksida menjadi karbohidrat. menjadi karbohidrat.

Arti secara biokimia?Arti secara biokimia? KKarbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau arbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau

polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.Karbohidrat senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.Karbohidrat mengandung mengandung gugus fungsigugus fungsi karbonilkarbonil (sebagai (sebagai aldehidaaldehida atau atau ketonketon) dan banyak gugus ) dan banyak gugus hidroksilhidroksil. Pada . Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CHgolongan senyawa yang mempunyai rumus (CH22O)O)nn, ,

yaitu senyawa-senyawa yang yaitu senyawa-senyawa yang nn atom karbonnya atom karbonnya tampak terhidrasi oleh tampak terhidrasi oleh nn molekul air.Namun molekul air.Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung mengandung nitrogennitrogen, , fosforusfosforus, atau sulfur, atau sulfur

Peranan KarbohidratPeranan Karbohidrat Peran biologisPeran biologis/biosfer... Fotosintesis/biosfer... Fotosintesis Peran sebagai bahan bakar dan nutrisiPeran sebagai bahan bakar dan nutrisi

Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidutubuh makhluk hidupp

Peran sebagai cadangan energiPeran sebagai cadangan energi

Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan. Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan. Tumbuhan menumpuk pati sebagai granul atau butiran di Tumbuhan menumpuk pati sebagai granul atau butiran di dalam organel plastid, termasuk kloroplas. dalam organel plastid, termasuk kloroplas.

Peran sebagai materi pembangunPeran sebagai materi pembangun

Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhansel tumbuhan

KARBOHIDRAT DALAM BAHAN KARBOHIDRAT DALAM BAHAN MAKANANMAKANAN

Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi seperti pati, pektin, molekul yang tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin.selulosa, dan lignin.

Selulosa berperan sebagai penyusun dinding Selulosa berperan sebagai penyusun dinding sel tanamansel tanaman

Buah-buahan mengandung monosakarida Buah-buahan mengandung monosakarida seperti glukosa dan fruktosa.seperti glukosa dan fruktosa.

Disakarida seperti gula tebu (sukrosa atau Disakarida seperti gula tebu (sukrosa atau sakarosa) banyak terkandung dalam batang sakarosa) banyak terkandung dalam batang tebutebu

Di dalam air susu terdapat laktosaDi dalam air susu terdapat laktosa Beberapa oligosakarida banyak terdapat dalam Beberapa oligosakarida banyak terdapat dalam

sirup pati, roti dan bir.sirup pati, roti dan bir. Berbagai polisakarida seperti pati banyak Berbagai polisakarida seperti pati banyak

terdapat umbi-umbian dan serealiaterdapat umbi-umbian dan serealia

Selama proses pematangan, kandungan pati Selama proses pematangan, kandungan pati dalam buah-buahan berubah menjadi gula-gula dalam buah-buahan berubah menjadi gula-gula pereduksi yang akan menimbulkan rasa manis.pereduksi yang akan menimbulkan rasa manis.

Sumber karbohidrat utama bagi kita adalah Sumber karbohidrat utama bagi kita adalah serealia dan umbi-umbian.serealia dan umbi-umbian.

Pada hasil ternak, khususnya daging, Pada hasil ternak, khususnya daging, karbohidrat terdapat dalam bentuk glikogen karbohidrat terdapat dalam bentuk glikogen yang disimpan dalam jaringan otot dan dalam yang disimpan dalam jaringan otot dan dalam hati.hati.

JENIS KARBOHIDRATJENIS KARBOHIDRAT

Pada umumnya karbohidrat dapat Pada umumnya karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi monosakarida, dikelompokkan menjadi monosakarida, oligosakarida, serta polisakarida. oligosakarida, serta polisakarida. Monosakarida merupakan suatu molekul yang Monosakarida merupakan suatu molekul yang dapat terdiri dari lima atau enam atom C, dapat terdiri dari lima atau enam atom C, sedangkan oligosakarida merupakan polimer sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2-10 monosakarida, pada pada umumnya dari 2-10 monosakarida, pada pada umumnya polisakarida merupakan polimer yang terdiri polisakarida merupakan polimer yang terdiri lebih dari 10 monomer monosakarida.lebih dari 10 monomer monosakarida.

MonosakaridaMonosakarida

Tata nama monosakarida tergantung dari gugus Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimiliki dan letak gugus fungsional yang dimiliki dan letak gugus hidroksilnya.hidroksilnya.

Monosakarida yang mengandung satu gugus aldehid Monosakarida yang mengandung satu gugus aldehid disebut aldosa, ketosa mempunyai satu gugus keton.disebut aldosa, ketosa mempunyai satu gugus keton.

Monosakarida dengan enam atam C disebut heksosa, Monosakarida dengan enam atam C disebut heksosa, misalnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa.misalnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

Monosakarida yang mempunyai lima atom C disebut Monosakarida yang mempunyai lima atom C disebut pentosa misalnya xilosa, arabinosa, dan ribosa.pentosa misalnya xilosa, arabinosa, dan ribosa.

OligosakaridaOligosakarida

Oligosakarida adalah polimer dengan derajat Oligosakarida adalah polimer dengan derajat polimerasasi 2 sampai 10 dan biasanya bersifat polimerasasi 2 sampai 10 dan biasanya bersifat larut dalam air.larut dalam air.

Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul disebut disakarida, bila tiga molekul disebut disebut disakarida, bila tiga molekul disebut triosa, bila sukrosa terdiri dari molekul triosa, bila sukrosa terdiri dari molekul glukosa dan fruktosa, laktosa terdiri dari glukosa dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa.molekul glukosa dan galaktosa.

Ikatan antara dua molekul monosakarida Ikatan antara dua molekul monosakarida disebut ikatan glikosidik. Ikatan ini terbentuk disebut ikatan glikosidik. Ikatan ini terbentuk antara gugus hidroksil dari atom C nomor satu antara gugus hidroksil dari atom C nomor satu yang juga disebut karbon anomerik dengan yang juga disebut karbon anomerik dengan gugus hidroksil dan atom C pada molekul gula gugus hidroksil dan atom C pada molekul gula yang lain.yang lain.

Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan melepaskan 1 mol air.melepaskan 1 mol air.

Ada tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula Ada tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH) ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH) bebas yang reaktif. bebas yang reaktif.

Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang reaktif karena keduanya sudah saling terikat, reaktif karena keduanya sudah saling terikat, sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat non bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat non pereduksi.pereduksi.

Sukrosa adalah oligosakarida yang berperan penting Sukrosa adalah oligosakarida yang berperan penting dalam pengolahan makanan dan banyak terdapat pada dalam pengolahan makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan, dan kelapa kopyor. tebu, bit, siwalan, dan kelapa kopyor.

Pada pembuatan sirup, gula pasir (sukrosa) dilarutkan Pada pembuatan sirup, gula pasir (sukrosa) dilarutkan dalam air dan dipanaskan, sebagian sukrosa akan dalam air dan dipanaskan, sebagian sukrosa akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut gula invert.gula invert.

Gula invert tidak dapat berbentuk kristal karena Gula invert tidak dapat berbentuk kristal karena kelarutan fruktosa dan glukosa sangat besar. kelarutan fruktosa dan glukosa sangat besar.

Oligosakarida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis Oligosakarida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis polisakarida dengan bantuan enzim tertentu atau polisakarida dengan bantuan enzim tertentu atau hidrolisis dengan asam. hidrolisis dengan asam.

Pati dapat dihidrolisisi dengan enzim amilase Pati dapat dihidrolisisi dengan enzim amilase menghasilkan maltosa, maltotriosa, dan isomaltosa. menghasilkan maltosa, maltotriosa, dan isomaltosa.

Bila pati dihidrolisis dengan enzim transglukosidase Bila pati dihidrolisis dengan enzim transglukosidase akan dihasilkan suatu oligosakarida dengan derajat akan dihasilkan suatu oligosakarida dengan derajat polimerisasi yang lebih besar. Senyawa ini disebut polimerisasi yang lebih besar. Senyawa ini disebut dekstrin yang sangat larut dalam air dan dapat dekstrin yang sangat larut dalam air dan dapat mengikat zat-zat hidrofobik sehingga dipergunakan mengikat zat-zat hidrofobik sehingga dipergunakan sebagai sebagai food additivefood additive untuk memperbaiki tekstur untuk memperbaiki tekstur bahan makanan.bahan makanan.

PolisakaridaPolisakarida

Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pati, dan penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pati, dan lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dektrin, lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dektrin, glikogen, dan fruktan). Polisakarida penguat tekstur glikogen, dan fruktan). Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna tubuh, tetapi merupakan serat-ini tidak dapat dicerna tubuh, tetapi merupakan serat-serat (serat (dietary fiberdietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan.enzim pencernaan.

Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat berantai lurus atau monosakarida yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim tertentu.tertentu.

PatiPati Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan

alfa-glikosidik.alfa-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung

dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya.bercabang rantai molekulnya.

Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas.dengan air panas.

Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus sedang amilopektin mempunyai struktur lurus sedang amilopektin mempunyai cabang. cabang.

GelatinisasiGelatinisasi

Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang berbeda-beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan berbeda-beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk, ukuran, dan letak hilum yang unik.karena mempunyai bentuk, ukuran, dan letak hilum yang unik.

Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula patinya akan menyerap air dan membengkak. Peningkatan patinya akan menyerap air dan membengkak. Peningkatan volume granula pati yang terjadi di dalam air pada suhu 55 volume granula pati yang terjadi di dalam air pada suhu 55 00C C – 65 – 65 00C merupakan pembekakan yang sesungguhnya, dan C merupakan pembekakan yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali ke setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali ke kondisi semula.kondisi semula.

Granula pati dapat dibuat membengkak luar biasa dan bersifat Granula pati dapat dibuat membengkak luar biasa dan bersifat tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan tersebut dinamakan gelatinisasi.tersebut dinamakan gelatinisasi.

Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu gelatinisasi yang dapat dilakukan dengan gelatinisasi yang dapat dilakukan dengan penambahan air panas. penambahan air panas.

Pati yang telah mengalami gelatinisasi dapat Pati yang telah mengalami gelatinisasi dapat dikeringkan, tetapi molekul-molekul tersebut tidak dikeringkan, tetapi molekul-molekul tersebut tidak dapat kembali lagi ke sifat-sifat semula. Bahan yang dapat kembali lagi ke sifat-sifat semula. Bahan yang telah kering tersebut masih mampu menyerap air telah kering tersebut masih mampu menyerap air dalam jumlah yang cukup besar. Sifat inilah yang dalam jumlah yang cukup besar. Sifat inilah yang digunakan agar digunakan agar instant riceinstant rice dan dan instant puddinginstant pudding dapat dapat menyerap air dengan mudah, yaitu dengan menyerap air dengan mudah, yaitu dengan menggunakan pati yang telah mengalami gelatinisasi.menggunakan pati yang telah mengalami gelatinisasi.

SelulosaSelulosa

Selulosa merupakan serat-serat panjang yang Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. dinding sel tanaman.

Turunan selulosa yang dikenal dengan Turunan selulosa yang dikenal dengan carboxymethyl carboxymethyl cellulosecellulose (CMC) sering dipakai dalam industri (CMC) sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang terbentuk akan lebih halus.terbentuk akan lebih halus.

PektinPektin Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer

tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antara dinding sel satu dengan yang lain.antara dinding sel satu dengan yang lain.

Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. (pektin), dan protopektin.

Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian jaringannya.jaringannya.

Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat pematangan buah.pematangan buah.

Pada umumnya protopektin yang tidak dapat Pada umumnya protopektin yang tidak dapat larut itu terdapat dalam jaringan tanaman yang larut itu terdapat dalam jaringan tanaman yang belum matang. belum matang.

Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang.berkurang dalam buah yang terlalu matang.

Buah-buahan yang dapat digunakan untuk Buah-buahan yang dapat digunakan untuk membuat jeli adalah jambu biji, apel, lemon, membuat jeli adalah jambu biji, apel, lemon, plum, jeruk, serta anggur.plum, jeruk, serta anggur.

GlikogenGlikogen

Glikogen merupakan “pati hewan”, banyak Glikogen merupakan “pati hewan”, banyak terdapat pada hati dan otot bersifat larut dalam terdapat pada hati dan otot bersifat larut dalam air, serta bila bereaksi dengan iodin akan air, serta bila bereaksi dengan iodin akan berwarna merah.berwarna merah.

Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (benih jagung (sweet cornsweet corn). ).

Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat diubah menjadi glukosa. diubah menjadi glukosa.

Polisakarida LainPolisakarida Lain

Gum Arabik yang dihasilkan dari batang Gum Arabik yang dihasilkan dari batang pohon akasiapohon akasia

Agar-agar didapatkan dari ganggang merah.Agar-agar didapatkan dari ganggang merah. Asam alginat atau Na-alginat dihasilkan dari Asam alginat atau Na-alginat dihasilkan dari

suatu ganggang laut yang besar.suatu ganggang laut yang besar. Karagenan didapat dengan mengekstraksi Karagenan didapat dengan mengekstraksi

lumut Irlandia dengan air panas. Dipergunakan lumut Irlandia dengan air panas. Dipergunakan sebagai sebagai stabilizer stabilizer pada industri coklat dan pada industri coklat dan hasil produksi susu.hasil produksi susu.