Transcript Karbohidrat

KARBOHIDRAT
KARBOHIDRAT
Karbohidrat, salah satu makromolekul yang banyak terdapat di alam.
“Karbohidrat” diturunkan dari glukosa, yaitu karbohidrat sederhana
pertama dengan rumus molekul C6H12O6, disebut “Hidrat dari Karbon”
C6(H2O)6.
1880 disadari bahwa “hidrat dari karbon” merupakan penamaan yang
salah, karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan
polihidroksi keton atau turunan mereka.
Karbohidrat, biasa disebut dengan gula, berperan penting dalam
molekul-molekul biologis, seperti asam nukleat (DNA dan RNA), dan
dalam bentuk-bentuk polimer, seperti selulosa (dinding sel) dan
glikogen (glukosa tersimpan dalam hati).
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
KARBOHIDRAT
MONOSAKARIDA
DISAKARIDA
OLIGOSAKARIDA
POLISAKARIDA
MONOSAKARIDA

KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
ALDOSA :
KETOSA :
Adalah
monosakarida
yang mengandung
gugus aldehida
Adalah
monosakarida
yang mengandung
gugus keton
JUMLAH ATOM KARBON
dalam MONOSAKARIDA






UMUMNYA 3 – 7
Contohnya
TRIOSA
: Monosakarida 3 karbon
HEKSOSA : Monosakarida 6 karbon
Awalan ALDO untuk ALDOSA
ALDOHEKSOSA : Aldosa 6 karbon
Akhiran –ULOSA untuk KETOSA
HEKSULOSA
: Ketosa 6 karbon
Struktur
Karbohidrat paling sederhana: monosakarida. Bila mempunyai
gugus aldehid, disebut aldosa, bila mempunyai gugus keto, disebut
ketosa/ulosa
Setiap monosakarida mempunyai jumlah atom karbon tertentu yang
dikandungnya (misal: triosa (3C), tetrosa (4C), pentosa (5C), heksosa
(6C). Dalam makanan kita, umumnya heksosa (glukosa dan fruktosa).
CHO
H
CHO
OH
OH
H
CHO
HO
H
H
H
OH
OH
H
OH
HO
H
H
OH
OH
H
C H 2O H
D-gliseraldehida
C H 2O H
D -G lu k o sa
C H 2O H
L -G lu k o sa
CHO
H
H
CHO
OH
OH
H
C H 2O H
C H 2O H
O
O
OH
HO
H
HO
OH
HO
H
H
HO
H
OH
H
H
H
OH
HO
H
H
OH
HO
H
OH
C H 2O H
L -M a n o sa
H
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
D -G ala k to sa
D - F ruktosa
L- F ruktosa
diastereomer
enantiomer
Enantiomer: bentuk D atau L dengan nama yang sama;
diastereomer: stereoisomer yang bukan merupakan bayangan cermin
satu dengan yang lain dan memiliki nama yang berbeda
Enolisasi aldosa menjadi
ketosa
H
H
H
H
O
H
OH
O
NaOH
OH
OH
H
OH
NaOH
H
OH
H
H
OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
Proses tautomeri keto-enol
H
H
H
OH
OH
OH
C H 2O H
H
O
O
H
OH
H
OH
C H 2O H
STRUKTUR MONOSAKARIDA
RANTAI TERBUKA :
 Diproyeksikan oleh
 FISCHER




SIKLIK :
Dirumuskan oleh
HAWORTH
Siklisasi
Gula-gula dalam larutan berada dalam keseimbangan antara bentuk
rantai lurus (linier) dan bentuk lingkar (siklik); hal ini terutama
ditemukan pada pentosa dan heksosa. Siklisasi menyebabkan
terbentuknya hemiasetal. - dan -D-glukosa merupakan anomer.
CHO
OH
OH
O
K arbon anom erik
HO
H
OH
HO
OH
H
OH
OH
O
HO
H
OH
H
OH
H
OH
H
H em iasetal siklik (D G lukosa )
lebih stabil
OH
OH
C H 2O H
H em iasetal siklik ( D G lukosa)
D -G lu k o sa
64%
t.l 150°C, +18,7°
0,02%
36%
t.l 146°C, +112 °
Mutarotasi
Pemasukkan 100 % α-glukosa (padat) ke dalam air, daya putar
optiknya mulai berubah ketika bentuk α, rantai terbuka, dan β
menuju keadaan setimbang (dari +112°
+52,6°). Efek
ini disebut sebagai mutarotasi
PROYEKSI HAWORTH
UNTUK CINCIN FURAN :
1 C H2 O H
2
HO
C= O
C-H
3
H
C-O H
4
H
C-O H
5
6
C H2 O H
D -fru k to s a
REAKSI GUGUS HIDROKSIL





1. Pembentukan asetat
2. Pembentukan eter
3. Pembentukan asetal dan ketal
siklik
Contoh pembentukan asetal dan
ketal siklik :
pengubahan L-sorbosa menjadi Vit. C
Reaksi kimia
Pembentukan glikosida
Glikosida, asetal yang dihasilkan dari reaksi
aldehida dengan alkohol (katalis asam)
OH
OH
O
OH
ROH
HO
OH
OH
OH
O
H
H
HO
OH 2
OH
H
O
HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
O
ROH
M utarotasi
HO
OR
H
OH
campuran anomer
Glikosida, tidak mereduksi pada uji Tollen
stabil terhadap basa, namun berubah menjadi
gula dan aglikon bila suasana asam
Eterifikasi
Pengolahan suatu aldosa, seperti misalnya glukosa, dengan
metanol akan menghasilkan suatu metil glikosida. Gugusgugus hidroksil lain dalam suatu karbohidrat dapat diubah
menjadi gugus metoksil dengan mereaksikan metil glikosida
dimetil sulfat dan NaOH
OH
OH
O
HO
C H 3O H , H
OH
HO
O
+
HO
OMe
HO
OH
OH
OH
OMe
O
O
(C H 3 O ) 2 SO 2
HO
OMe
HO
M eO
OMe
M eO
OH
OMe
Metilasi lengkap
Esterifikasi
OH
OAc
O
O
HO
OH
O
O
HO
OH
Piridina
dingin
O
A cO
OAc
A cO
OAc
Reaksi anhidrida asam asetat berlebih dan basa (seperti piridin) pada
gula menghasilkan gula poliasetil.
Reaksi ini stereospesifik (yakni, anomer-α akan membentuk ester-α).
Gugus ini dapat digunakan untuk pembentukan glikosida stereoselektif
Ikatan glikosidik
OH
O
HO
OH
HO
1
4
OH
Ik atan glik o sid ik - -1,4
O
O
OH
HO
OH
H
Monosakarida-monosakarida dapat dihubungkan oleh
berbagai jenis ikatan glikosidik. Dapat berupa bentuk α- atau
β-glikosidik; ikatan α-1,4 menghubungkan gugus α-hidroksi
C-1 dari suatu unit gula dengan gugus hidroksi C-4 gula lain
OH
OH
O
O
HO
HO
O
HO
OH
OH
OH
H
H
OH
H
Ikatan glikosidik- -1,3
Ikatan β-1,3 menghubungkan gugus β-hidroksi C-1 dari suatu
unit gula pada gugus hidroksi C-3 gula lain
Oksidasi
1. OKSIDASI MONOSAKARIDA- ALDOSA
Gugus aldehida
gugus karboksilat

Pereaksi yang digunakan: Tollens
Ag (NH3)2+
Lanjutan: Oksidasi ALDOSA

Demikian juga untuk Fruktosa
Lanjutan: Oksidasi KETOSA
FRUKTOSA
Cermin
perak
Tautomeri keto – enol:
Ketosa
Enandiol
Aldosa
Lanjutan: Oksidasi GLIKOSIDA


Gugus karbonil diblokade.
Glikosida adalah gula bukan
pereduksi
Ag(NH3)2+
OH¯
ASAM ALDONAT

Adalah suatu asam polihidroksi
karboksilat, yaitu produk oksidasi
dari gugus aldehida suatu aldosa

Pengoksidasi yang digunakan :
pereaksi Tollens
ASAM ALDARAT

Adalah suatu asam polihidroksi
dikarboksilat, yaitu produk
oksidasi dari gugus aldehida
dan alkohol suatu aldosa

Zat pengoksidasi kuat (HNO3),
mengoksidasi gugus aldehida
dan juga gugus hidroksil ujung
(suatu alkohol primer) dari
monosakarida.
ASAM URONAT


Adalah produk oksidasi dengan
enzim, di mana yang dioksidasi
hanya gugus CH2OH ujung,
sedangkan gugus aldehidanya
tidak teroksidasi.
Contohnya : oksidasi D-glukosa
oleh enzim menghasilkan asam
D-glukuronat.
ASAM GLUKURONAT

Penting dalam sistem hewan, dan
sistem tumbuhan
Karbon 1 baru
Karbon 1
direduksi

Asam D-glukuronat
Deret-L
VITAMIN C (ASAM ASKORBAT)


Asam L-askorbat (Vit C)
KONVERSI TERAKHIR DARI
PERUBAHAN ASAM GLUKURONAT
MENJADI ASAM L-ASKORBAT (VIT.C)
REDUKSI

Gugus karbonil dari aldosa maupun
ketosa dapat direduksi oleh pereduksi
karbonil, produknya yaitu polialkohol
yang disebut ALDITOL (akhiran nama
– ITOL).

Pereduksi gugus karbonil : Hidrogen
dan katalis atau suatu hidrida logam
DISAKARIDA
Contoh
Sukrosa : gabungan glukosa dan fruktosa
Laktosa : gabungan glukosa dan galaktosa
Maltosa : gabungan glukosa dan glukosa
Isomaltosa : gabungan glukosa dan glukosa
Sellobiosa: gabungan glukosa dan glukosa
DISAKARIDA
STRUKTUR MOLEKUL
H
6
C H2 O H
H
5
O
H
OH
4
4
H
H
OH
3
H
1
HOCH2 O
2
OH
1

O
2

g lu ko sa
5
OH
3
OH
C H2 O H
4 6
H
fru kto sa
su kro sa
OH H
H
H
6
C H2 O H
5
O
H
3
H
6
C H2 O H
O
OH 5
H
4
OH H
H
OH 
1
H
2
OH
O
g lu ko sa

1
 1-4
H
3 O 2H
H
g a la kto sa
la k to s a
SUKROSA
H
OH
C H2 O H
O
H
H H O H 2C
OH
1
H
1
 O 2
O
H
H
OH
OH
H
2
H
OH
g lu ko sa
C H2 O H
fru kto sa
su kro sa

Ikatan glikosida menghubungkan C ketal
yang posisinya β dari fruktosa dan
asetal yang posisinya α dari glukosa
LAKTOSA
C H2 O H
O
H
H
4
OH
H
OH
1
/
2
C H2 O H
O
OH H
H
OH
O

H
OH
g lu ko sa
1
H
H
2
H
OH
g a la kto sa
la k to s a
4 -O -( -D -g a la kto p ira n o sil)-D -g lu ko p ira n o sa
Dikenal sebagai gula susu
C H2 O H
O
H
H
OH
OH
1
H

2
H
H
H
4
C H2 O H
O
H
OH
H
H
OH
O
OH
OH
1
/
2
g lu k o s a
g lu k o s a
m a lto s a
H
OH
C H2 O H
O
H
OH
4 -O -( -D -g lu k o p ira n o s il)-D -g lu k o p ira n o s a
1
H
2
H
4
O
H
OH
g lu k o s a
6 C H2
H
4
C H2 O H
O
H
H
H
H
H
OH
1
OH
/
OH
C H2 O H
O
H
H
OH
OH
1
/
OH
g lu k o s a
is o m a lto s a
6 -O -( -D -g lu k o p ira n o s il)-D -g lu k o p ira n o s a
O

g lu k o s a
1
OH
H
H
OH
2
H
H
2
O
OH
OH
H
2
g lu k o s a
s e lo b io s a
4 -O -( -D -g lu k o p ira n o s il)-D -g lu k o p ira n o s a
MALTOSA

Adalah hasil penguraian pati oleh enzim
α-1,4-glukan 4-glukanohidrolase yang
terdapat dalam air liur
POLISAKARIDA



Adalah senyawa yang molekulnya
mengandung banyak satuan
monosakarida yang dipersatukan
dengan ikatan glukosida.
Contohnya : selulosa, pati, kitin
Hidrolisis lengkap akan
mengubah suatu polisakarida
menjadi monosakarida.
SELULOSA
Polimer lurus 1,4’--D-glukosa

Selulosa murni dapat digunakan
untuk pemurnian dalam analisis
kimia dan biokimia.

Tidak mempunyai karbon hemiasetal.
Tidak dapat mengalami mutarotasi
atau dioksidasi oleh pereaksi, seperti
pereaksi Tollens
SUMBER POLISAKARIDA


1. PATI ; 2.GLIKOGEN
Pencernaan pati, dimulai dari mulut. Saliva
mengandung α-amilase, di lambung, pati
dipotong menjadi senyawa-senyawa yang
lebih pendek. Pencernaan pati dilanjutkan di
dalam usus kecil (intestin) oleh α-amilase
pankreas, menjadi campuran disakarida
(maltosa), trisakarida (maltotriosa) dan
oligosakarida (dekstrin- dihidrolisa menjadi
monosakarida oleh enzim) α-glukosidase
dalam mukosa usus halus.
PATI - GLIKOGEN
Pati: Dipisahkan menjadi 2 fraksi utama
berdasarkan kelarutan bila dibubur (triturasi)
dengan air panas; sekitar 20% pati adalah
amilosa (larut, ikatan 1,4’--D-glukosa) dan 80%
sisanya ialah amilopektin (tidak larut, 1,4’--Dglukosa ± 25 satuan dan percabangan 1,6’ --Dglukosa )

Glikogen, polisakarida seperti amilopektin
tetapi jumlah satuan glukosanya lebih
sedikit; digunakan sebagai tempat
penyimpanan glukosa dalam sistem
hewan (terutama dalam hati dan otot)
GLIKOSAMINOGLIKAN
1. Asam hialuronat
2. Kondroitin sulfat
3. Heparin

Glikoprotein : yaitu protein yang
mengandung karbohidrat dengan
jumlah beragam dan melekat
sebagai rantai tak bercabang atau
bercabang (pendek atau panjang
hingga 15 unit).
Latihan Karbohidrat
Jelaskan apa yang dimaksud dengan gula susu, gula beet, gula tebu, disakarida,
polisakarida.
2.
Tuliskan lima sumber karbohidrat alam.
3. Gambarkan struktur Fisher dari D-glukosa, D-galaktosa, D, fruktosa, L-glukosa, Lfruktosa, struktur Haworth dari -D-glukosa dan -D-glukosa. Berdasarkan struktur dari
monosakarida tsb. tentukan mana yang merupakan aldoheksosa, heksulosa ?, dan mana yang
mempunyai hubungan enantiomer, diastereoisomer, anomer, dan epimer ?.
4.
Gambarkan semua isomer aldotetrosa yang mempunyai rumus molekul C4H8O4.
6
5. Gambarkan semua isomer aldotetrosa yang mempunyai rumus molekul C4H8O4.
C H2 O H
a.
b.
O
H
H
OH
OH
H
OH
H
H
OH
C H2 O H
OH
H
OH
H
H
c.
O
H
C H 2 O HO
OH
H
H
H
OH
OH
OH
C H2 O H
OH
H
1.
Di antara senyawa-senyawa berikut mana yang memberikan reaksi + pada uji
Benedict: a) sukrosa
b) glikogen
c) -maltosa
d) -laktosa
7. Jelaskan perbedaan intramolekular hemiasetal dan intramolekular
hemiketal dari glukosa dan fruktosa, dan gambarkan konformasinya.
8. Tuliskan sumber biologi major dari laktosa. Gambarkan rumus
konformasi dari laktosa
9.
Apa yang dimaksud dengan galaktosemia ?
10. Gambarkan struktur rantai terbuka dari fruktosa, dan tunjukkan
bagaimana ia bersiklisasi membentuk - atau -D-fruktosa.
11.
Apakah fungsi dari -amilase dan -amilase.