KARBOHIDRAT DAN PROTEIN

KARBOHIDRAT

A.       DEFENISI.

Karbohidrat berasal dari kata karbon dan hidrat (H2O).Karena mempunyai rumus empiris Cn(H2O)n.Karbohidrat didefinisikan secara kimia sebagai derivat/turunan aldehida dan keton dari alkohol polihidroksil (lebih dari satu gugus OH) atau sebagai senyawa yang pada hirolisis menghasilkan
 derivat-derivat tersebut.

Karbhidrat banyak terdapat dalam jaringan tumbuhan dan hewan sebagai sumber dan cadangan energi serta komponen penting bagi organisma.Tumbuhan dapat membentuk karbohidrat melalui fotosintesis sebagia berikut :

                    Sinar matahari

CO2 + H2O -------------------à (CH2O)     +     O2

                                                      Klorofil               satuan dasar

                                                   Karbohidrat.

Karbohidrat meliputi gula seperti glukosa,fruktosa,gula tebu,gula susu,juga termasuk zat tepung dan selulosa.Senyawa ini juga diberi nama Saccharida.

B.        KLASIFIKASI.

Karbohidrat dibagi menjadi tiga golongan besar :

1.    Monosaccharida disebut juga dengan golongan gugus gula sederhana meliputi diosa,triosa,tetrosa,pentosa,heksosa.

Pembagian lain untuk monosaccharida berdasarkan gugus fungsionalnya adalah :

-Aldosa,yang mengadung gugus aldehida. 

-Ketosa,yang mengandung gugus keton.

 2. Oligosaccharida,yang terpenting dalam golongan ini adalah disaccharida. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.

     -Sukrosa ,terbentuk melalui kondensasi/pengembunan -D-glukosa dan D-fruktosa dengan ikatan glikosida (-C-O-C-) sambil melepaskan satu molekul air.

2.   Polisaccharida,meliputi tepung,selulosa,glikogen,dekstrin.

-Zat tepung (Amilosa) merupakan polimer(ratnai berlubang dari atom yang panjang) dari -D-glukosa dan ikatan antara monomernya disebuikatan -glikosida.contoh Polisaccharida yaitu pati(C6H10O5),Pati merupakan sumber karbohidrat yang paling penting yang dijumpai pada padi-padian,kentang,kacang-kacangan,dan sayuran.

C.         SIFAT-SIFAT KARBOHIDRAT.

A.REDUKSI.

          Karbohidrat dengan gugus aldehida atau keton bebas dapat mereduksi hidroksida logam,seperti misalnya :hidroksida Cu.

B.PEMBENTUKAN OSAZON.

          Merupakan cara untuk membuat kristal-kristal derivat gula.Test Osazon penting untuk identifikasi gula,karena osazon berbagai karbohidrta mempunyai bentuk kristal,titik leleh dan waktu presipitasi yang berdeda.

C.INTERKONVENSI.

          Dalam larutan alkali lemah seperti Ba(OH)2 dan Ca(OH)2,glukosa dapat berubah menjadi fruktosa atau manosa dan sebaliknya.

D.OKSIDASI.

          Oksidasi gugus aldehida suatu aldosa menghasilkan suatu asam sebagai hasil akhir,yaitu “asam aldonat”,misalnya asam glukonat.Tetapi apabila gugus aldehida tetap utuh dan oksidasi terjadi pada gugus alkohol primer ,akan menghasilkan suatu “asam uronat” misalnya:asam glukuronat.

E.GULA DEOKSI.

          Adalah gula dimana gugus hidroksil (OH) telah diganti oleh atom hydrogen.

F.GULA AMINO (KESOSAMIN).

          Kalau gugus OH suatu monosakaridadiganti dengan gugus amin (NH2),terbentuk gula amino,misalnya glukosamin.Beberapa antibodi juga mengandung gula amino.

D.       ISOMER.

Isomer adalah senyawa-senyawa yang berbeda tetapi mempunyai rumus molekul yang sama.

Keisomeran dapat terjadi karena perbedaan struktur dan perbedaan konfigurasi.Struktur mengambarkan bagaimana atom saling berkaitan dalam satu molekul,sedangkan konfigurasi menggambarkan susunan ruang atom-atom dalam satu molekul. 

1.    Bentuk D dan L.

Pemakaian nama isomer sebagai bentuk D- atau bayangan cerminnya sebagai bentuk L-,ditentukan oleh hubungan keruangan  dengan senyawa induk golongan karbohidrat,yaitu gula dengan 3 karbon,gliserosa.Suatu gula berkonfigurasi D- kalau gugus OH yang terikat pada atom C yang berbeda ikatan dengan atom C alkohol primer terletak disebelah kanan,dan berkonfigurasi L- kalau guus OH ini terletak disebelah kiri.

2.   ANOMER

             Bila suatu aldoheksosa dengan struktur siklis dilarutkan dalam air,isomer terjadi sekitar posisi 1,yaitu atom karbonil atau karbon anomer,untuk membentuk suatu campuran  dan β-glukosa.Keseimbangan ini diikuti oleh rotasi optiksampai mencapai nilai tertentu,yang disebut mutarotasi,karena membukanya cincin Hemiasetal( senyawa hasil reaksi 1 ekivalen aldehida dengan 1 ekivalen alkohol)dan dibentuknya kembali dengan perubahan letak gugus –H dan –OH pada karbon 1.

3.   STRUKTUR PIRANOSA DAN FURANOSA.

Piranosa adalah Gula dengan inti cincin enam.

Furanosa adalah Gula dengan inti cincin lima.

E.Fungsi Karbohidrat

• Sumber Energis

Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

• Pemberi Rasa Manis pada Makanan

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

• Penghemat Protein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

• Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.

• Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.

Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi.

Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

PROTEIN

A.DEFENISI

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

C.KLASIFIKASI

Klasifikasi protein
a. Berdasarkan bentuknya protein dikelompokkan sebagai berikut : Protein bentuk serabut (fibrous)
Protein ini terdiri atas beberapa rantai peptida berbentu spiral yang terjalin. Satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik protein bentuk serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi untuk tahan terhadap enzim pencernaan. Kolagen merupakan protein utama jaringan ikat. Elasti terdapat dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah) dan jaringan elastis lain. Keratini adalah protein rambut dan kuku. Miosin merupakan protein utama serat otot.
Protein globuler
Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur, susu, plasma, dan hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning telur, dan gizi tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan seperti timus dan pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat.
Protein konjugasi
Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.

b. Menurut kelarutannya, protein globuler dibagi menjadi :Albumin : laut dalam air terkoagulasi oleh panas. Ex : albumin telur, albumin serum.Globulin : tak larut air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam, mengendap dalam larutan garam, konsentrasi meningkat. Ex : Ixiosinogen dalam otot.
Glutelin : tak larut dalam pelarut netral tapi tapi larut dalam asam atau basa encer. Ex : Histo dalam Hb.
Plolamin/Gliadin : larut dalam alcohol 70-80% dasn tak larut dalam air maupun alcohol absolut. Ex : prolaamin dalam gandum.
Histon : Larut dalam air dasn tak larut dalam ammonia encer. Ex : Hisron dalam Hb.
Protamin : protein paling sederhana dibanding protein-protein lain, larut dalam air dan tak terkoagulasi oleh panas. Ex : salmin dalam ikatan salmon.

c. Berdasarkan senyawa pembentuk
Protein sederhana (protein saja ) ex : Hb
Protein kojugasi dan senyawa non protein
Protein yang mengandung senyawa lain yang non protein disebut protein konjugasi, sedang protein yang mengandung senyawa non protein disebut protein sederhana. Ex : 9 Glikoprotein terdapat pada hati.
Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.

d. Berdasarkan keberadaan asam amino esensial.

Dikelompokkan kedelapan asam amino esensial yang harus disediakan dalam bentuk jadi dalam menu makanan yang dikonsumsi sehari-hari.
Isoleusin
Leussin
Lisin
Methionin (asam amino esensial), fungsinya dapat digantikan sistin (semi esensial) secara tidak sempurna.
Penilalanin, yang fungsinya dapat digantikan tirosin (semi esensial) tidak secara sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
Threonin
Triptopan
Valin

D.SIFAT

1.Protein mempunyai sifat koloidal,oleh karena itu sukar untuk memurnikan dan memisahkannya.Protein mempunyai berat molekul yang tinggi sekali.Zat ini terurai pada pemanasan,titik cairnya tidak tertentu,oleh karena itu tak dapat disuling.Di bawah ini dicantumkan susunan bagian protein,dengan mengabaikan garam-garam anorganik,sebagai campuran ikutan dalam protein.

Proein mempunyai sifat koloidal hidrofil,yang sol-solnya zat ini dapat diendapkan menurut dua cara,yaitu :

1. Reversibel (dapat balik).

2.Irreversibel (tidak dapat balik).

1.Reversibel.

Sebagi larutan pengendap digunakan larutan NaCL pekat,larutan MgSO4 atau(NH4)2SO4.

Jika kepada larutan yang mengandung protein ditambahkan larutan pengendap diatas,maka proteinnya kan mengendap secara reversibel.Dalam proses pengendapan ini pH larutan mempengaruhi.

2.Irreversibel.

Jika kepada larutan protein ditambah alkohol atau asam asetat keras,atau jika larutan protein dipanaskan pada suhu 100˚atau jika protein direbus dengan air atau jika kepada larutan protein ditambahkan asam nitrat pekat,maka akan terjadi koagulasi (jonjod).Protein yang telah dikoagulasi tidak dapat larut kembali dalam air.Proses ini dalah Irreversibel.

2.       Ionisasi yaitu apabila protein larut di dalam air akan membentuk ion positif dab ion negative.

      3.       Denaturasi yaitu perubahan konformasi serta posisi protein sehingga aktivitasnya berkurang atau kemampuannya menunjang aktivitas organ tertentu dalam tubuh hilang sehingga tubuh mengalami keracunan.

4.       Viskositas yaitu tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul di dalam zat cair yang mengalir.

5.       Kristalisasi yaitu proses yang sering dilakukan dengan jalan penambahan garam ammonium sulfat atau NaCl pada larutan dengan pengaturan PH pada titik isoelektriknya.

6.       Sistem koloid yaitu sistem yang heterogen terdiri atas dua fase yaitu partikel kecil yang terdispersi dari medium pendispersi atau pelarutnya.

E.KEGUNAAN
      Untuk membangun dan mengganti sel-sel jaringan tubuh manusia
Tubuh sangat efisien dalam memelihara protein yang ada dan menggunakan kembali asam amino yang diperoleh dari pemecahan jaringan untuk membangun kembali jaringan yang sama atau jaringan yang lain.Untuk membentuk jaringan baru seperti tulang, masa otot, darah. Untuk tumbuh diperlikan protein dalam jumlah yang cukup. Bila protein dalam makanan tidak cukup dengan sendirinya pertumbuhan tubuh akan terganggu.

1. Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh
       Hormon-hormon seperti tyroid, insulin dan epinefrin adalah protein. Demikian berbagai enzim yna bertindak sebagai katalisator. Hb, pigmen darah yang berwarna merah, berfungsi sebagai pengangkut oksigen dan karbondioksida adalah ikatan protein. Asam amino triptofan berfungsi sebagai prekusor nitami niasin dan penganta saraf serotin yang berfungsi membawa pesan dari sel saraf yang satu ke yang lain.

2. Mengatur keseimbangan air
        Cairan tubuh terdapat dalam tiga kompartemen : intraseluler, ekstraseluler dan intravaskuler. Distribusu cairan tubuh dalam kompartemen harus dijaga keseimbangannya. Keseimbangan diperoleh melalui sistem komplek yang melibatkan protein dan elektrolit.

3. Memelihara netralitas tubuh
         Protein tubuh bertindak sebagai bufferuntuk menjaga PH pada taraf konstan.

4. Pembentukan anti body
         Kemampuan tubuh untuk melakukan detoksifikasi terhadap bahan racun dikontrol oleh enzim di dalam hati. Kekurangan protein kemampuan tubuh untuk menghalangi pengaruh toksik berkurang.

5. Mengangkut zat-zat gizi
        Protei memegang peranan potensial dalam mengangkut zat-zat gizi dalam saluran cerna melalui dinding saluran cerna kedalam darah, dari darah ke jaringan melalui membran sel ke dalam sel.

6. Sumber energi

         Sebagai sumber energi, protein eqiuvalen dengan karbohidrat, karena menhasilkan 4 kkal/g protein.

Bahan-bahan         Bahan makanan hewani merupakan sumber protein yang baik dalam jumlah maupun mutu, seperti telur, susu, daging, unggas ikan dan kerang. Sumber protein nabati adalah kacang kedelai dan hasilnya seperti : tempe dan tahu.


Kebutuhannya
        Kebutuhan protein bagi manusia dapat ditentukan dengan cara menghitung jumlah protein yang diganti dalam tubuh. Kebutuhan protein bagi seorang dewasaadalah 1 gram untuk setiap kg BB setiap hari. Untuk anak-anak yang sedang tunbuh, diperlukan protein dalam jumlah yang lebih banyak, yaitu 3 gram untuk setiap kg B
 B-nya. Sebaiknya untuk orang dewasa 1/5 dari porsi protein yang diperluk
 an haruslah protein yang berasal dari hawan. Sedangkan untuk anak-anak 1/3 dari jumlah protein yang mereka perlukan.

Kelebihan
 

         Makan yang tinggi protei biasanyatinggi lemak sehingga dapat menyebabkan obesitas. Kelebihan protei dapat menimbulkan asidosis, dehidrasi, diare, kenaikan amoniak darah, kenaukan ureum darah dan demam. Kelebihan asam amino memberatkan ginjal dan hati yang hjarus memetabolisme mengeluarkan nitrogen.