KARBOHIDRAT DAN VITAMIN

 KARBOHIDRAT

Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.

            Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis .  Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH₂O)_n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air.  Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.

Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton ) dan banyakl gugus hidroksil.

Selain senbagi sumber energi karbohidrt berfungsi menjaga keseimbangan asam basa didalam tubuh.

Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori. Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.  Namun demikian, daya cerna tubuh manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam bergantung pada sumbernya, yaitu bervariasi antara 90%–98%.

1. Klasifikasi Karbohidrat

a. Monosakarida :

Merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monumernya . rumus umum polisakarida yaitu ( ) n . umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak membentuk kristal , tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat meriduksi . berat molekul polisakarida bermancam – macam dari beberapa ribu sampai satu juta larut dalam air akan membentuk larutan koloid .  terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : denagn ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda :
triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).

Triosa : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton

Tetrosa : threosa, Eritrosa, xylulosa

Pentosa : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa

Hexosa : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa

Heptosa : Sedoheptulosa

b. Disakarida :

 senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.

hidrolisis : terdiri dari 2 monosakarida

sukrosa : glukosa + fruktosa (C 1-2)

maltosa : 2 glukosa (C 1-4)

trehalosa ; 2 glukosa (C1-1)

Laktosa ; glukosa + galaktosa (C1-4)

c. Oligosakarida :

senyawa yang terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yang banyak gabungan dari 3 – 6 monosakarida  

dihidrolisis : gabungan dari 3 – 6 monosakarida misalnya maltotriosa

d. Polisakarida :

senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul  monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang. 

2. GLIKOGEN   

• Simpanan polisakarida binatang 
• Glukosan (rantai a) - Rantai cabang banyak 
• Iod tes : merah 

3. INULIN   

• pati pada akar/umbi tumbuhan tertentu, 
• Fruktosan 
• Larut air hangat 
• Dapat menentukan kecepatan filtrasi glomeruli. 
• Tes Iod negatif 

4. DEKSTRIN  dari hidrolisis pati 

5. SELULOSA   (serat tumbuhan) 

• Konstituen utama framework tumbuhan 
• tidak larut air - terdiri dari unit b 
• Tidak dapat dicerna mamalia (enzim untuk memecah ikatan beta tidak ada) - Usus ruminantia, herbivora ada mikroorganisme dapat memecah ikatan beta : selulosa dapat sebagai sumber karbohidrat. 

6. KHITIN 

• polisakarida invertebrate

 7. GLIKOSAMINOGLIKAN 

• karbohidrat kompleks 
• merupakan (+asam uronat, amina) 
• penyusun jaringan misalnya tulang, elastin, kolagen 
• Contoh : asam hialuronat, chondroitin sulfat 

8. GLIKOPROTEIN 

• Terdapat di cairan tubuh dan jaringan 
• terdapat di membran sel 
• merupakan Protein + karbohidrat  Sumber terkait   

Gula menunjukkan berbagai isomer

STEREOISOMER : senyawa dengan struktur formula sama tapi beda konfigurasi ruangnya

• - Isomer D,L
• - Cincin piranosa, furanosa
• - Anomer a, b
• - epimer (glukosa, galaktosa, manosa)
• - Isomer aldosa, ketosa Sumber: terkait

Berikut Penjelasan Singkat langkah-langkah dalam metabolisme karbohidrat

1.GLIKOLISIS

yaitu: dimana glukosa dimetabolisme menjadi piruvat (aerob) menghasilkan energi (8 ATP) atau laktat (anerob)menghasilkan (2 ATP).

selanjutnya Asetil-KoA --> siklus Krebs --> fosforilasi oksidatif --> rantai respirasi --> CO2 + H2O (30 ATP).

2. GLIKOGENESIS

Vitamin

            Vitamin adalah nutrisi yang sangat penting untuk pertumbuhan, energi, dan fungsi saraf. Tubuh kita mendapatkan vitamin dari makanan, suplemen, atau hasil produksi flora usus.

Ada dua kelompok vitamin: yang larut dalam lemak dan yang larut dalam air.

            Vitamin A, D, E, K larut dalam lemak sehingga memerlukan lemak agar dapat diserap oleh tubuh. Kelebihan vitamin-vitamin tersebut akan disimpan dalam hati dan lemak tubuh Anda, kemudian digunakan saat diperlukan. Berlebihan mengonsumsi vitamin yang larut dalam lemak dapat membuat Anda keracunan sehingga menyebabkan efek samping seperti mual, muntah, dan masalah hati dan jantung.

            Vitamin B kompleks dan C larut dalam air. Tubuh Anda menggunakan vitamin-vitamin itu sesuai kebutuhan, kemudian mengeluarkan kelebihannya melalui urin. Karena vitamin ini tidak disimpan dalam tubuh,  risiko keracunan sangat kecil dibandingkan dengan vitamin yang larut dalam lemak, tetapi risiko kekurangan lebih tinggi.

Jenis-jenis Vitamin

1. Vitamin A (retinol)

            Vitamin A terdapat dalam makanan berwarna kuning-oranye, berdaun hijau gelap dan dalam bentuk retinol pada makanan yang berasal dari hewan. Wortel, mangga, labu, pepaya, bayam, brokoli, selada air, kuning telur, susu dan hati adalah makanan yang kaya vitamin A.

            Vitamin A berperan dalam pertumbuhan dan pemeliharaan tulang dan jaringan epitel, meningkatkan kekebalan, dan memerangi radikal bebas (antioksidan). Kekurangan vitamin A adalah penyebab utama kebutaan pada anak-anak di banyak negara berkembang.

2. Vitamin D (kalsiferol)

            Ikan berlemak seperti sarden, mackerel, tuna, telur, makanan yang diperkaya seperti margarin dan sereal adalah sumber vitamin D. Vitamin ini sangat penting untuk pertumbuhan dan pemeliharaan tulang karena mengontrol penyerapan kalsium dan fosfor yang penting untuk metabolisme tulang. Kekurangan vitamin D pada anak-anak akan menyebabkan penyakit rakhitis, dan pada orang dewasa menyebabkan osteomalasia, kondisi di mana tulang menjadi lemah dan lunak. Vitamin D dapat diproduksi tubuh saat kulit menerima ultraviolet dari sinar matahari. Kekurangan vitamin D dapat terjadi pada mereka yang memiliki diet rendah vitamin D atau jarang terkena sinar matahari. Dosis besar vitamin dapat menyebabkan kelebihan kalsium, terutama pada anak-anak, yang mengganggu pembentukan tulang. Namun, hal tersebut sangat jarang terjadi. Tidak ada rekomendasi mengenai diet vitamin D untuk orang dewasa yang hidup normal dan cukup terpapar sinar matahari.

3. Vitamin E (tokoferol)

            Vitamin E hadir dalam minyak wijen, kacang kedelai, beras, jagung dan biji bunga matahari, kuning telur, kacang-kacangan dan sayuran. Vitamin ini adalah antioksidan penting yang mencegah penuaan dini sel-sel, merangsang sistem kekebalan tubuh, mengurangi risiko katarak, melindungi dari penyakit jantung, mencegah penyakit kanker dan menjaga kesehatan kulit. Kekurangan vitamin E pada manusia jarang terjadi, kecuali pada bayi prematur dan mereka yang memiliki masalah pencernaan.

4. Vitamin K

            Selada, kubis, kembang kol, bayam, kangkung, susu, dan sayuran berdaun hijau tua adalah sumber terbaik vitamin ini. Vitamin K terlibat dalam pembekuan darah dan kekurangannya dapat menyebabkan perdarahan berlebihan dan kesulitan dalam penyembuhan. Kekurangan vitamin ini jarang terjadi, kecuali pada bayi baru lahir dan mereka yang memiliki masalah penyerapan atau metabolisme vitamin, seperti penderita penyakit hati kronis.

5. Vitamin C (asam askorbat)

            Vitamin C terutama terdapat dalam buah jeruk, kiwi, melon, limau, jambu biji, sirsak, mangga, stroberi, pepaya, tomat, kubis dan cabai. Vitamin ini sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan, membantu proses penyembuhan, meningkatkan sistem kekebalan tubuh (membantu mencegah flu), merangsang sintesis kolagen, menjaga elastisitas kulit, dan menjaga kesehatan tulang, gigi, otot dan tendon. Vitamin C juga berperan sebagai antioksidan dan membantu penyerapan zat besi di usus. Kekurangan vitamin C dapat menyebabkan sariawan, mimisan, anemia, dan nyeri sendi. Namun, kekurangan vitamin C lebih jarang terjadi dibandingkan kekurangan beberapa jenis vitamin B.  Penderita penyakit kanker dan masalah pencernaan atau mereka yang mendapatkan infus lebih mudah terkena kekurangan vitamin C.

            Karena mudah rusak oleh panas dan cahaya, makanan bervitamin C harus disimpan di tempat sejuk dan teduh. Konsumsi vitamin C terlalu banyak dapat membahayakan karena menyebabkan diare dan batu ginjal. Karena vitamin C membantu penyerapan zat besi, dosis sangat tinggi dapat mengakibatkan kelebihan zat besi.

6. Vitamin B1 (tiamin)

            Vitamin B1 hadir dalam biji-bijian, jeroan, kacang polong, kacang tanah, kuning telur, beras merah, semua jenis daging, kentang, kubis, kacang hijau, pisang, dan pepaya. Vitamin ini melindungi sistem saraf, merangsang nafsu makan dan berperan dalam fungsi otot dan jantung. Tiamin juga membantu pengolahan karbohidrat, lemak dan alkohol. Kekurangan vitamin B1 menyebabkan penyakit yang disebut beri-beri, di mana penderita tidak dapat memproses karbohidrat dan lemak dengan baik dan mengembangkan berbagai gejala termasuk masalah jantung, saraf, peradangan nyeri sendi dan kurangnya nafsu makan.

7. Vitamin B2 (riboflavin)

            Vitamin B2 hadir dalam kubis, susu, keju, kacang polong, telur, beras, wortel, ubi jalar, singkong, tomat, kacang, alpukat, nanas, pepaya, jambu biji, dan mangga. Vitamin ini membantu pencernaan protein, karbohidrat dan lemak dan melindungi kulit dan mata. Kekurangan vitamin B2 dapat menyebabkan penyakit kulit, kesulitan mencerna makanan dan mata merah.

8. Vitamin B6 (piridoksin)

            Pisang, alpukat, jeruk, tomat, apel, ayam, ikan, daging, telur, jeroan, kacang tanah dan kedelai adalah sumber vitamin B6 yang penting untuk metabolisme karbohidrat dan asam amino non-esensial. Bakteri pencernaan memproduksi vitamin ini dan sebagian diserap melalui dinding usus. Kekurangan vitamin ini menyebabkan masalah kulit seperti dermatitis seboroik di sekitar mata, hidung dan mulut.

9. Vitamin B12 (sianokobalamin)

            Vitamin B12 hadir dalam makanan yang berasal dari hewan (susu, hati, ginjal, otot dan ikan). Vitamin ini berperan dalam fungsi sel, terutama pada sumsum tulang, saluran pencernaan dan sistem saraf, dan dalam produksi sel darah merah. Kekurangan vitamin B12 menyebabkan anemia, glossitis dan gangguan pencernaan.