Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat
gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil enersi, dimana setiap gramnya
menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi lebih besar, namun
karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok,
terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat
dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin
bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar
40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat
lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun
protein.
Karbohidrat
banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya),
serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Definisi
Secara
umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon,
Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen clan oksigen dalam
komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari
beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian
besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari,
terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Sumber
karbohidrat nabati dalam glikogen bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan
hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada
tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui
proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun
(klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari
tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Reaksi
fotosintese
s.matahari
6
CO2 + 6 H2O---------------> C6 H12 O6 + 6 O2
Pada
proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan
menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO2
dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Enersi kimia yang terbentuk
akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.
A. Karbohidrat Sederhana
Karbohidrat
sederhana terdiri dari:
1.1. Monosakarida
Sebagian
besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau
cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin
ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa
yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga
macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom
karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada
cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon.
Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat
kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut.
Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer
dekstro (D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan.
Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis
heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida
yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa
2. Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau
gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur,
buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu.
Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati,
sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme,
glukosa merupakan bentuk karbohidrat
yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.
3. Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau
gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama
dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam
fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.
4. Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam
seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai
hasil pencernaan laktosa.
5. Manosa, jarang terdapat di dalam
makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka
olah untuk membuat roti.
6. Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua
bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai
sumber energi.
1.2. Disakarida
Ada
empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan
trehaltosa.
1. Trehaltosa tidak begitu penting dalam
milmu gizi, oleh karena itu akan dibahas secara terbatas. Disakarida terdiri
atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi
kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui
satu atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C
nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu
molekul air. hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk
alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul
monosakarida
melalui
reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida;
monosakarida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa
Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga
gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas
sukrosa dibuat dari keuda macam bahan makanan tersebut melalui proses
penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banayk digunakan di Indonesia
dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna.
Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu.
Maltosa (gula malt) tidak terdapat
bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang
terjadi pada tumbuh- tumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam
usus manusia pada pencernaan pati.
Laktosa (gula susu) hanya terdapat
dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa.
Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa
yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan.
Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala
kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak
terjadi pada orang tua. Mlaktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis
(seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri
atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gila jamur. Sebanyak 15% bagian kering
jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.
1.3. Gula Alkohol
Gula
alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis. Ada empat
jenis gula alkohol yaitu sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol.
Sorbitol, terdapat di dalam beberapa
jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus
aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat
dilihat di bawah.
Sorbitol
banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti
minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila
dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati
menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada
sukrosa. Konsumsi lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare
pada pasien diabetes.
Manitol dan Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari
monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus,
ubi jalar, dan wortel. Secara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis
rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan.
Inositol merupakan alkohol siklis yang
menyerupai glukosa. Inositol terdfapat dalam banyak bahan makanan, terutama
dalam sekam serealia.
1.4. Oligosakarida
Oligosakarida
terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida.
Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa
adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan
galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji
tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim
perncernaan.
Fruktan adalah sekelompok oligo dan
polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu
molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih,
dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam
usus besar difermentasi.
B. Karbohidrat Kompleks
2.2. Polisakarida
Karbohidrat
kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang
tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida
yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida
nonpati.
Pati merupakan simpanan karbohidrat
dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di
seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan
umbi-umbian.
Jumlah
unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain,
bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama
lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan,
dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang,
sedangkan amilopektin adfalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan
15-30 unit glukosa pada tiap cabang.
amilosa amilopektin
Dekstrin merupakan produk antara pada
perencanaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin
merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding).
Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan
air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai
pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.
Glikogen dinamakan juga pati hewan
karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan,
yang terutama terdapat di dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen
disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat
digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen
dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel
tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen
akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.
2.2. Polisakari dan Nonpati/Serat
Serat
akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah
berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang
dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa,
hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum,
mukilase, glukan, dan algal.
Fungsi
karbohidrat
Fungsi
utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan,
disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan
sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan
bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel,
misalnya selulosa dan khitin. (Sudarmadji, 1996)
Karbohidrat
mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan seperti
rasa, warna dan tekstur. Sedangkan fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:
1.
Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram karbohidrat menghasilkan 4
kalori ) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat
diubah langsung menjadi energi untuk aktifitas tubuh, dan sebagian lagi
disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Ada beberapa jaringan tubuh
seperti sistem syaraf dan eritrosit hanya dapat menggunakan energi yang berasal
dari karbohidrat saja.
2.
Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai penghasil energi.
3.
Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas pertama, bila karbohidrat yang
dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan energi tubuh dan jika tidak cukup
terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam
tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil
energi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat
pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus-menerus, maka keadaan
kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi.
4.
Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan demikian dapat mencegah terjadinya
ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.
5.
Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.
6.
Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa
misalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan komponen yang
penting dalam asam nukleat.
7.
Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung
serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, seperti selulosa, pektin dan
lignin.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar