Suatu senyawa yang tersusun atas molekul C (karbon), O (Oksigen), dan H (hidrogen) atau antar molekul karbon (C) dengan senyawa hidrat (H2O) disebut dengan karbohidrat. Di dalam tubuh makhluk hidup, karbohidrat sangat diperlukan karena kandungan dasar yang dimilikinya. Seperti monosakarida dalam bentuk glukosa yang menjadi nutrsi utama bagi sel.
Seperti pada tubuh hewan bahkan manusia, glukosa di dalam darah akan dialirkan ke seluruh tubuh sehingga sel-sel di dalam tubuh akan mudah menyerap glukosa yang digunakan untuk respirasi seluler.
Pengertian Karbohidrat
Suatu zat yang berfungsi menghasilkan kalori, sering juga disebut dengan hidrat arang dan memiliki angka kalori 4 adalah karbohidrat. Karbohidrat ini merupakan suatu zat makanan yang terdiri dari unsur C, H, dan O.
Karbohidrat dapat dipecah menjadi fruktosa, glukosa, serta galaktosa yang merupakan suatu molekul gula yang sangat sederhana di dalam sistem pencernaan manusia maupun hewan, sehingga molekul gula tersebut akan dengan mudah diserap oleh tubuh.
Apabila karbohidrat yang terdapat di dalam tubuh memiliki jumlah yang berlebih, maka akan disimpan dalam otot dan juga hati, sehingga dapat membentuk suatu glikogen pada daerah sekitar perut, di bawah kulit sebagai bentuk lemak, serta pada sekitar ginjal. Berbagai makanan yang seringkali dijumpai seperti nasi, singkong, jagung, ubi-ubian, kentang, gandum, sagu merupakan penghasil karbohidrat.
Klasifikasi Karbohidrat
Secara umum, karbohidrat dapat dibedakan menjadi dua yaitu karbohidrat kompleks dan karbohidrat sederhana. Namun, seringkali dibedakan menjadi 3 yaitu monosakarida, polisakarida, dan oligosakarida.
1. Monosakarida atau Monosakrosa
Monosakarida merupakan suatu kata yang berasal dari bahasa Yunani, yaitu dari kata mono yang berarti satu dan dari kata sakcharon yang memiliki arti gula. Sebutan gula sederhana merupakan istilah umum yang seringkali digunakan untuk menyebut monosakarida.
Disebut demikian, karena monosakarida adalah suatu senyawa yang hanya mempunyai suatu keton bebas atau gugus aldehid. lantaran hal itu karena sudah dalam bentuk gula sederhana, sehingga monosakarida ini tidak dapat mengalami hidrolisis.
Monosakarida memiliki rumus kimia yaitu Cn (H2O) n, atau dapat pula ditulis menjadi CnH2nOn. Tergantung dari gugus aldehid atau gugus keton yang dimilikinya, maka monosakarida juga disebut sebagai ketosa atau aldosa.
Selain itu, aja juga gula pentosa, triosa, tetrosa, heptosa, heksosa, dan beberapa bentuk lainnya yang merupakan pembagian dari monosakarida. Ribulose, erithrulosa, dan fruktosa merupakan contoh dari monosakarida.
2. Oligosakarida atau Oligosakarosa
Sama seperti monosakarida, oligosakarida juga merupakan suatu kata yang berasal dari bahasa Yunani, yaitu kata oligo yang memiliki arti sedikit dan sakcharon yang memiliki arti gula. Oligosakarida ini dapat menghasilkan senyawa gula yang dapat memproduksi 2 sampai 10 molekul monosakarida dalam suatu proses hidrolisis, baik dalam bentuk yang sama maupun berbeda.
Dalam proses hidrolisis yang terjadi, oligosakarida dapat membuat 2 molekul monosakarida yang sering dikenal dengan disakarida, untuk yang dapat membuat 3 molekul monosakarida dikenal dengan trisakarida dan yang dapat menghasilkan 4 molekul monosakarida dan dikenal dengan tetrasakarida, begitupun seterusnya.
Untuk disakarida dan juga trisakarida masing-masing mempunyai rumus umum yaitu Cn (H2O) n-1 dan Cn (H2O) n-2, begitupun untuk yang selanjutnya. Gula laktosa, sukrosa, maltosa, dan yang lainnya merupakan contoh dari disakarida.
3. Polisakarida atau Polisakarosa
Masih sama dengan jenis karbohidrat yang lainnya bahwa polisakarida merupakan suatu kata yang berasal dari bahasa Yunani, yaitu dari kata poli yang memiliki arti banyak, dan juga dari kata sakchron yang memiliki arti gula. Sebagai komponen gula kompleks, maka polisakarida dapat mengalami hidrolisis karena dapat membuat lebih dari 10 molekul monosakarida.
Sebagai hasil dari hidrolisisnya, pembagian molekul tergantung dari jenis yang diproduksinya. Rumus umum dari polisakarida adalah C6H10O5. Suatu polisakarida yang berasal dari jenis yang sama disebut monopolisakarida, sedangkan yang berasal dari berbagai jenis tidak sama disebut heteropolisakarida. Gula selulosa, gula pektin, glikogen, serta pati merupakan beberapa contoh dari polisakarida.
Fungsi Karbohidrat
Dalam pengaplikasiannya pada industri pangan, farmasi, bahkan pada kehidupan sehari-hari bagi manusia, karbohidrat memiliki berbagai fungsi. Dari beberapa fungsi karbohidrat tersebut yaitu:
1. Untuk Sumber Energi Utama Tubuh
Lantaran memiliki fungsi utama sebagai sumber pasokan energi bagi tubuh, maka karbohidrat disebut juga sebagai sumber utama penghasil energi tubuh. Untuk kalori yang terdapat pada setiap gram dari karbohidrat yaitu sebanyak 4 kalori.
2. Cadangan Energi dalam Otot dan Hati
Fungsi karbohidrat bagi tubuh yang selanjutnya adalah untuk menyimpan cadangan karbohidrat menjadi bentuk energi yang disimpan dalam tubuh tepatnya di dalam hati dan juga otot. Namun, sebagian besar ada di dalam darah dalam bentuk glukosa sebagai cadangan energi.
Untuk yang disimpan dalam hati dan juga otot, karbohidrat tersebut disimpan dalam bentuk glikogen, sebagian besar dari karbohidrat juga dapat diubah dalam bentuk lemak, yang disimpan pada jaringan otot dengan fungsi di dalam tubuh sebagai cadangan energi.
3. Untuk Memperlancar Pencernaan
Fungsi selanjutnya dari karbohidrat adalah untuk memudahkan dalam mensekresikan feses, karena berfungsi dalam memperlancar gerakan peristaltik yang ada di dalam usus. Selain itu, rasa kenyang yang dirasakan karena karbohidrat tidak dapat diproses dalam pencernaan seperti serat.
4. Sebagai Pemanis Alami
Dalam sebuah makanan, ternyata rasa manis alami dapat diperoleh dari adanya karbohidrat, khususnya dalam bentuk disakarida dan beberapa jenis karbohidrat lain seperti monosakarida.
Sumber Karbohidrat
- Dalam biji-bijian, karbohidrat dapat bersumber dari berbagai biji-bijian seperti beras, gandum, jagung, kacang-kacangan, serta yang lainnya.
- Dalam beberapa jenis buah, karbohidrat dapat bersumber dari berbagai jenis buah seperti pisang, pepaya, serta beberapa buah yang memiliki rasa manis.
- Dalam umbi-umbian atau akar, karbohidrat dapat bersumber dari berbagai jenis umbi seperti ubi kayu, ubi jalar, kentang, keladi, serta yang lainnya.
- Dalam beberapa jenis daun, karbohidrat dapat bersumber dari berbagai jenis dedaunan, seperti pada beberapa sayuran yang memiliki warna hijau.
Dari berbagai sumber karbohidrat dapat ditemukan, secara umum karbohidrat memiliki fungsi yang sama untuk tubuh manusia dalam menjaga kesehatan tubuh dari berbagai serangan penyakit.
Pengujian Karbohidrat
1. Uji Kualitatif
Terdapat dua cara dalam pengujian karbohidrat secara kualitatif yaitu dengan menggunakan reaksi pembentukan warna serta dengan memanfaatkan prinsip kromatografi, yaitu dengan Thin Layer Chromatografi atau TLC, dengan Gas Chromatography atau GC, dan dengan High Performance Liquid Chromatography atau HPLC.
Dengan alasan efisiensi dalam pengujian kualitatif, sehingga untuk melakukan pengujian, hal yang dimanfaatkan adalah hanya dengan menggunakan prinsip pertama yaitu terdapatnya perubahan warna yang terjadi sebagai dasar dalam menentukan suatu bahan yang memiliki kandungan karbohidrat. Dalam uji secara kualitatif cara ini sedikitnya terdapat 7 reaksi pembentukan yaitu:
a. Reaksi Molisch
Gula pentosa dengan H2SO4 pekat dengan warna ungu.
Gula heksosa dengan H2SO4 pekat dengan warna ungu.
Dari kedua macam reaksi tersebut, maka secara umum berlaku juga pada gula aldosa atau -CHO dan pada kelompok karbohidrat dari kelompok ketosa atau C=O.
b. Reaksi Benedict
KH ditambah dengan campuran CuSO4, Na2CO3, Cu2O, Na-Sitrat, maka akan menghasilkan endapan dengan warna merah bata.
c. Reaksi Barfoed
Reaksi ini terjadi apabila KH ditambah dengan campuran CH3COOH, Cu2O, serta CuSO4, maka akan menghasilkan endapan dengan warna merah bata.
d. Reaksi Fehling
Terjadinya reaksi fehling apabila terdapat KH yang ditambah dengan campuran K-Na-tatrat, CuSO4, NaOH dan Cu2O menghasilkan endapan dengan warna merah bata.
Dari reaksi tersebut, maka dapat diketahui bahwa reaksi yang terjadi memiliki prinsip yang hampir sama, yaitu memanfaatkan gugus aldehid yang terdapat pada gula untuk dapat melakukan reduksi senyawa CuSO4 yang berubah menjadi Cu2O yang akan menghasilkan endapan dengan warna merah bata.
Kemudian, apabila sudah dipanaskan dalam suasana basa, yaitu dengan menggunakan pereaksi fehling dan juga benedict atau dengan menggunakan asam (barfoed) yang ditambah dengan suatu agen pengikat atau chelating agent seperti dalam bentuk Na-sitrat dan juga K-Na-tatrat.
e. Reaksi Lodium
Reaksi Iodium dalam uji kualitatif yaitu KH ditambah dengan Iodin atau I2 menghasilkan warna yang spesifik yaitu biru kehitaman.
f. Reaksi Seliwanoff
Reaksi seliwanoff yang terjadi yaitu gula ketosa yang ditambah dengan H2SO4, ditambah dengan resorsinol yang berwarna merah. Selanjutnya, reaksi pada gula aldosa yang ditambah dengan H2SO4 ditambah dengan resorsinol negatif.
g. Reaksi Osazon
Suatu reaksi yang biasa digunakan baik dalam larutan ketosa maupun aldose adalah reaksi osazon, reaksi ini terjadi karena adanya penambahan larutan fenilhidrazin, yang kemudian dipanaskan sampai terbentuk suatu kristal dengan warna kuning. Hal terserbut umumnya disebut dengan osazon atau hidrazon.
2. Uji Kuantitatif
Dalam uji kuantitatif yang digunakan dalam menetapkan karbohidrat, bisa dilakukan dengan cara enzimatik, fisika, kimia, atau kromatografi.
a. Metode Fisika
Dalam metode fisika, terdapat dua jenis reaksi yang terjadi yaitu berdasarkan indeks bias dan dengan rotasi optis. Apabila berdasarkan indeks bias maka alat yang digunakan untuk menghitung disebut dengan refraktometer.
- Berdasarkan Rotasi Optis
Berdasarkan rotasi optis, cara yang digunakan akan disesuaikan dengan adanya gula yang mempunyai struktur yang dapat memutar bidang polarisasi atau asimetris. Untuk alat ukur yang digunakan disebut dengan polarimeter baik manual maupun digital yang hasilnya dapat langsung diketahui.
b. Metode Kimia
Perhitungan dengan metode kimia dapat didasarkan pada suatu sifat yang dapat mereduksi gula, misalnya pada galaktosa, glukosa, serta fruktosa (tidak termasuk sukrosa karena tidak mempunyai gugus aldehid. Akan tetapi, meskipun fruktosa tidak memiliki gugus aldehid, namun fruktosa masih dapat bereaksi karena masih mempunyai gugus alfa hidroksi keton.
c. Titrasi
Titrasi merupakan cara turunan dari metode kimia, cara ini merupakan suatu cara yang dapat digunakan untuk mengetahui metode dalam melakukan uji makanan serta minuman dan sudah memiliki standarisasi dari BSN yaitu SNI.
d. Spektrofotometri
Masih sama seperti titrasi, spektrofotometri merupakan suatu cara untuk melihat kandungan karbohidrat yang merupakan turunan dari metode kimia. Cara yang digunakan dalam spektrofotometri adalah dengan melakukan reaksi reduksi dari CuSO4 oleh gugus karbonil dalam gula reduksi yang telah membentuk endapan Cu2O karena telah melewati proses pemanasan.
Selanjutnya akan ditambah Na-sitrat dengan Na-tatrat dan juga sedikit asam fosfomolibdat, sehingga akan diperoleh senyawa dengan warna biru yang diukur menggunakan panjang gelombang sebesar 630 nm dengan alat ukur yang disebut spektrofotometer.
e. Metode Enzimatik
Untuk menentukan kadar gula tiap individu, maka dengan menggunakan metode enzimatis merupakan cara yang paling tepat. Hal ini disebabkan oleh karena enzim yang bekerja secara spesifik. Heksokinase dan juga glukosa oksidase merupakan contoh enzim yang biasa digunakan dalam pengukuran glukosa secara enzimatis.
f. Glukosa Oksidase
Merupakan suatu reaksi dari D- glukosa yang ditambah dengan Oksigen dari glukosa oksidase dengan H2O2 dan juga asam glukonat.
H2O2 dan oksigen di sianidin teroksidasi menjadi warna cokelat karena adanya enzim peroksidase 2H2O dan oksigen di sianidin.
g. Heksokinase
NADPH yang ada memiliki gugus kromofor sehingga bisa diukur dalam 1 334 nm yang mana pada jumlah NADPH yang dihasilkan akan berbanding lurus dengan banyaknya glukosa yang dihasilkan.
Dari apa yang sudah diuraikan dapat diketahui bahwa karbohidrat merupakan suatu senyawa organic dengan 3 unsur karbon yaitu C, H, dan O yang mana terbagi dalam 3 kelompok seperti polisakarida, disakarida, serta monosakarida yang terbagi dalam karbohidrat komplek dan sederhana.