9
galaktomanan yang mana molekul tersebut mempunyai rantai utama yang terdiri dari residu 1
4 - β-D-manosa, dengan rantai samping yang berbeda yaitu residu α-D-
galaktosa yang terikat dengan rantai utama dengan ikatan 1 6. Berat molekul
ditemukan beragam dari 6000 sampai dengan 17000 Kooiman, 1971.
2.4. Karbohidrat.
Karbohidrat merupakan senyawa karbon, hidrogen dan oksigen yang terdapat melimpah di alam dan mempunyai rumus empiris CH
2
O. Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, pentosa, heksosa, maupun
karbohidrat dengan massa molekul tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton atau
turunannya, sehingga terdapat pula karbohidrat yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur Riswiyanto, 2009. Di alam, karbohidrat dihasilkan dari proses
fotosintesis pada tumbuh-tumbuhan yang mengandung klorofil yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen. Melalui proses yang
komplek, reaksi fotosintesis dapat disederhanakan menjadi : 6 CO
2
+ 6 H
2
O C
6
H
12
O
6
+ 6 O
2
Riswiyanto, 2009. Glukosa yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut, selanjutnya akan digunakan
oleh makhluk hidup dalam proses metabolisme. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup diantaranya sebagai bahan penyimpan energi,
misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan dan manusia, dan beberapa polisakarida terdapat pada biji tanaman seperti getah kacang, guar gum, tara gum dan
panwar gum. Selain sebagai bahan penyimpan energi, polisakarida juga dapat bertindak sebagai zat pelindung, cadangan makanan dan materi pembangun misalnya
selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur Anonim, 2008.
Universitas Sumatera Utara
10
2.5. Penggolongan Karbohidrat.
Karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang yang disebut
dengan polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida yang merupakan rangkaian dua monosakarida
dan oligosakarida yang merupakan rangkaian beberapa monosakarida Vistanty, 2010.
2.5.1. Monosakarida.
Monosakarida dari bahasa Yunani mono : satu, sacchar : gula adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Disebut juga gula
sederhana simple sugars karena monosakarida ini tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih sederhana lagi Hart, 2003. Molekul monosakarida
hanya terdiri dari beberapa atom karbon. Monosakarida dapat juga diartikan sebagai senyawa pembentuk disakarida seperti sukrosa, laktosa dan maltosa serta pembentuk
polisakarida seperti selulosa dan amilum Fessenden and Fessenden, 1984. Monosakarida dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya,
yaitu triosa C
3
H
6
O
3
, tetrosa C
4
H
8
O
4
, pentosa C
5
H
10
O
5
, heksosa C
6
H
12
O
6
dan heptosa C
7
H
14
O
7
Riswiyanto, 2009. Gugus aktifnya dapat berupa gugus aldehid atau gugus
keton yang memberi awalan aldo dan keto di dalam suatu sakarida, sedangkan
akhiran
–osa menunjukkan karbohidrat. Jumlah atom karbon dalam karbohidrat ditunjukkan dengan menggunakan tri, tetra, penta, heksa dan seterusnya. Beberapa
monosakarida mempunyai rasa manis, memiliki sifat larut dalam air, tidak berwarna, dan berbentuk kristal padat. Contoh dari monosakarida adalah glukosa, fruktosa,
galaktosa, xylosa dan ribosa Riswiyanto, 2009.
Universitas Sumatera Utara
11
Glukosa adalah suatu aldoheksosa aldosa dengan enam atom karbon. Sedangkan ribosa adalah suatu aldopentosa aldosa dengan lima atom karbon.
Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat di alam. Fruktosa
merupakan gula termanis, terdapat dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa. Fruktosa dapat terbentuk dari hidrolisis suatu disakarida yang disebut sukrosa. Sama
seperti glukosa, fruktosa adalah suatu gula pereduksi. Galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya tersusun
berlainan. Struktur glukosa umumnya berbentuk kursi siklik dan hanya 0.02 berbentuk rantai lurus. Hal ini dikarenakan karbohidrat memiliki gugus fungsi
alkohol dan aldehida atau keton sehingga struktur rantai lurus mudah berkonversi menjadi bentuk struktur kursi siklik atau struktur cincin hemiasetal Ophardt, 2003
Rumus struktur glukosa gambar 2.1, galaktosa gambar 2.2 dan fruktosa gambar 2.3 dapat digambarkan melalui proyeksi Fischer dan proyeksi Haworth sebagai
berikut ini :
Gambar 2.1 Gambar struktur glukosa.
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.2 Gambar struktur galaktosa.
Gambar 2.3. Gambar struktur fruktosa
Universitas Sumatera Utara
13
2.5.2. Oligosakarida
Oligosakarida mengandung antara 2 sampai 20 unit monosakarida atau karbohidrat sederhana Gibson, 2004. Sehingga oligosakarida dapat berupa
disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida sebagian terdapat secara alami dalam sayur-sayuran dan buah-buahan sementara sebagian lainnya dapat diproduksi
secara sintetis melalui hidrolisis polisakarida atau melalui penggunaan teknologi enzim Gibson, 2004. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di
alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa. Molekul disakarida yang disusun oleh dua molekul monosakarida dihubungkan oleh ikatan
glikosida. Reaksi pembentukan disakarida dari monosakarida adalah sebagai berikut gambar 2.4 : R
– OH + HO – R
’
R – O – R
’
+ H
2
O
Gambar 2.4 Gambar reaksi pembentukan disakarida.
Masing masing disakarida yang terbentuk dari dua molekul monosakarida adalah sukrosa gambar 2.5, laktosa gambar 2.6 dan maltosa gambar 2.7
Gambar 2.5 Struktur Sukrosa
Sukrosa terbentuk dari penggabungan satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 2.6 Struktur Laktosa.
Laktosa terbentuk dari penggabungan satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa.
Gambar 2.7 Struktur Maltosa
Maltosa terbentuk dari penggabungan dua molekul glukosa.
2.5.3. Polisakarida.
Polisakarida adalah suatu molekul besar yang terbentuk dari ratusan molekul gula sederhana yang berikatan satu sama lain. Beberapa polisakarida yang penting
adalah pati, selulosa dan glikogen Laberge, 2008. Susunan dan fungsi suatu
polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya. Polisakarida bukan pati Non Starch Polysaccharides, terdiri atas 3 kelompok besar
yakni selulosa, polimer non selulosa, dan pektik polisakarida. Polimer non selulosa ini terdiri dari arabinoxylan, glukan, mannan, araban, galaktan dan xyloglukan
Universitas Sumatera Utara
15
Science Tech Entrepreneur, 2008. Polisakarida adalah polimer dengan beberapa
ratus hingga ribuan monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Polisakarida diklasifikasikan berdasarkan fungsi, struktur, jenis monosakarida dan
posisi ikatan glikosidik serta konfigurasi ikatan glikosidik α dan β juga ada tidaknya
substituen non karbohidrat.
Berdasarkan fungsinya, polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi
sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi
kebutuhan gula bagi sel.
Yang tergolong p
olisakarida simpanan antara lain adalah pati, glikogen dan dekstrin. Pati adalah polisakarida simpanan dalam tumbuhan.
Monomer-monomer glukosa penyusunnya dihubungkan dengan ikatan alfa 1-4. Bentuk pati yang paling sederhana adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus.
Sedangkan bentuk pati yang lebih kompleks adalah amilopektin yang merupakan
polimer bercabang dengan ikatan alfa 1- 6 pada titik percabangan. Glikogen adalah
polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Struktur glikogen mirip dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan. Manusia dan vertebrata
lainnya menyimpan glikogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan kebutuhan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi
yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Sedangkan dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan
khamir yang terdiri atas poli-D-glukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabang alfa 1-3
dan beberapa memiliki cabang alfa 1-2 atau alfa 1-4.
Polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. Struktur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah
monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya. Yang tergolong polisakarida struktural adalah selulosa dan kitin. Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel
tumbuhan. Selulosa adalah senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi
Universitas Sumatera Utara
16
hampir 100 miliar ton per tahun Stephen et al, 2006. Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi
beta. Kitin adalah karbohidrat penyusun eksoskeleton artropoda serangga, laba-laba, krustase. Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung
nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat
dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh. Beberapa senyawa polisakarida dan strukturnya adalah selulosa gambar 2.8, amilum gambar 2.9 dan
glikogen gambar 2.10 adalah sebagai berikut :
Gambar 2.8. Struktur Selulosa.
Gambar 2.9. Struktur amilum.
Gambar 2.10. Struktur glikogen.
Universitas Sumatera Utara
17
2.6. Galaktomanan.
