KARBOHIDRAT

Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk di dunia khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang walaupun jumlah kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 kalori (kal) bila dibanding lemak. Karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah selain itu beberapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat yang sangat bermanfaat sebagai diet (dietary fiber) yang berguna bagi pencernaan dan kesehatan manusia. Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur, dan Iain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah pemecahan protein tubuh yang berlebihan yang berakibat kepada penurunan fungsi protein sebagai enzim dan fungsi antibodi, timbulnya ketosis, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolisme lemak dan protein. Karbohidrat dapat disintesis secara kimia, misalnya pada pembuatan sirup formosa yang dibuat dengan menambahkan larutan alkali encer pada formaldehida. Namun cara yang lebih mudah dan murah mendapatkan karbohidrat adalah dengan mengekstraknya dari bahan nabati sumber karbohidrat.

A.      Jenis dan Sumber Karbohidrat

Pada umumnya karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida merupakan suatu molekul yang terdiri dari 5 atau 6 atom C, Sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2 sampai 10 monosakarida, dan pada polisakarida merupakan polimer yang lebih banyak dan jumlah polimer pada oligosakarida.

1.      Monosakarida ( C₆ H₁₂ O₆ )

Monosakarida adalah gula yang paling sederhana yang terdiri dari molekul tunggal. Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimiliki dan letak gugus hidroksilnya. Berdasarkan jumlah atom yang dimiliki, ada nama monosakarida yang lain yaitu: Triosa (3 karbon), Tetrosa (4 karbon), Pentosa (5 karbon) dan hekscsa (6 karbon). Monosakarida yang penting adalah gula yang mempunyai 6 karbon,contohnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

a)    Glukosa  

Glukosa adalah gula yang terpenting bagi metabolisme tubuh. Dikenal sebagai gula fisiologis. Sumber glukosa antara lain:

·           Bentuk jadi, ditemui di alam dan terdapat pada buah-buahan, jagung manis, sejumlah akar dan madu.

·           Dihasilkan sebagai produk hidrolisis pati. Pati dihidrolisis menjadi dektrin, dektrin dihidrolisasi menjadi maltosa, maltosa dihidrolisis menjadi glukosa.

b)    Fruktosa    

Fruktosa merupakan gula yang termanis dari semua gula yang dikenal dengan nama levulosa. Sumber fruktosa merupakan hasil hidrolisa dari gula sukrosa.

c)    Galaktosa

Galaktosa merupakan gula yang tidak ditemui di alam bebas, tetapi merupakan hasil hidrolisa dari gula susu (laktosa) melalui proses metabolisme akan diolah menjadi glukosa vang dapat memasuki siklus Kreb's untuk diproses menjadi energi. Galaktosa merupakan komponen dari Cerebrosida, yaitu turunan lemak yang ditemukan pada otak dan jaringan syaraf.

2.    Oligosakarida

Oligosakarida adalah  gula yang mengandung 2-10 gula sederhana   (monosakarida). Beberapa contoh  penting  dari oligosakarida adalah sebagai berikut :

Disakarida ( C₁₂ H₂₂ O₁₁)

·           Sukrosa (gula meja),sumbernya antara lain : Molasis, Sorgum, diperdagangkan dari sari tebu dan beet. Melalui proses  pencernaan,  sukrosa   dipecah  menjadi   fruktosa dan glukosa.

·           Maltosa  (gula  malt/biji),  sumbernya  antara  lain:  biji-bijian yang dapat dibuat kecambah

·           Laktosa (gula susu).

·           Trisakarida, sumbernya antara lain: beet dan madu.

·           Tetrasakarida, sumbernya antara lain: beet dan kacang polong.

3.    Polisakarida

Polisakarida adalah karbohidrat yang tersusun atas banyak gugusan gula sederhana, ada yang dapat dicerna dan ada yang tidak dapat dicerna.  Tidak larut dalam  air  tidak terasa  atau rasanya  pahit. Polisakarida  dalam  bahan  makanan  berfungsi  sebagai   tekstur, seperti: selulosa, hemiselulosa,   dan lain sebagainya. Yang sebagai sumber  energi  seperti:   pati,   dektrin,   glikogen,   dan   fruktan. Polisakarida penguat tekstur ini tak dapat dicerna oleh rubuh tetapi merupakan serat-serat yang sangat bermanfaat untuk diet (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan dan sangat berguna bagi kesehatan.

a.    Polisakarida sebagai sumber energi

·      Pati

Pati merupakan bentuk karbohidrat yang disimpan dalam bentuk karbohidrat tanaman. Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan (-(1,4)) D-Glukosa. Sedang Amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan (- (1,4)). D- Glukosa sebanyak 4-5% dari berat total. Sumber pati antara lain: biji-bijian, akar-akaran, umbi-umbian, dan buah yang belum matang.

·      Dekstrin

Dekstrin merupakan bentuk karbohidrat sebagai hasil antara hidrolisis pati menjadi maltosa.

·         Glikogen

Glikogen disebut juga Animal starch disimpan dalam hati dan jaringan otot. Digunakan untuk mensuplai energi jaringan tubuh pada saat latihan dan bekerja keras. Glikogen hati akan diubah menjadi glukosa untuk disirkulasikan ke berbagai bagian tubuh melalui peristiwa glikogenolisis.

·         Inulin/fruktan

Inulin/fruktan merupakan polisakarida yang penting bagi uji fungsi ginjal. Penggunaan inulin dalam test fungsi ginjal terkait dengan sifat adhesi antara fruktan (inulin) dengan fruktosa yang menyebabkan perubahan indikator warna.

b.    Polisakarida sebagai penguat tekstur/penghasil serat (dietary fiber)

·       Selulosa

Selulosa merupakan serat-serat panjang, bersama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman pada proses diferensiasi. Penyimpanan atau pengolahan komponen selulosa  dan hemiselulosa mengalami perubahan sehingga  terjadi perubahan tekstur, seperti juga amilosa. Selulosa adalah polimer berantai lurus (β -(l,4)) - D - Glukosa. Selulosa bila dihidrolisis oleh enzim selulasa akan  terhidrolisis dan akan menghasilkan 2 molekul glukosa dari ujung rantai sehingga dihasilkan selobiosa ( β - (1,4) - 6 - 6). Turunan selulosa dikenal sebagai CMC (Caboxy Metil Cellulose) yang sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Pada pembuatan ice cream pemakaian CMC akan  memperbaiki  teksfur dan kristal laktosa. CMC juga sering dipakai dalam bahan makanan untuk mencegah retrogradasi yaitu proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinasi. CMC yang dipakai pada industri makanan adalah garam Na yang dalam bentuk murninya disebut Gum selulosa. Pembuatan CMC adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni lalu ditambahkan Cloroasetat.

- ROH + NaOH       R - ONa + HOH

- R        ONa   + ClCH₂COONa      R - CH₂COONa + NaCl

·       Hemiselulosa

Unit pembentuk hemiselulosa adalah D-xilosa, pentosa, dan heksosa. Hemisulosa mempunyai derajat polimerisasi rendah, dan mudah larut dalam alkali tetapi sukar larut dalam asam. Hemiselulosa tidak merupakan serat yang panjang seperti selulosa, suhu bakarnya tidak setinggi selulosa.

·       Pektin

Pektin terdapat dalam dinding sel tanaman khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa Pektin merupakan polimer dari asam D - Galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan (β -(l,4)) Glukosa, asam Galakturonat menjadi turunan Galaktosa.

c.    Polisakarida yang lain

Banyak terdapat di alam seperti: alam, agar, asam alginat, karagenan, dan dekstran. Sumber alam adalah batang pohon akasia yang merupakan polimer heterosakarida yang rantai utamanya terdiri dari molekui (1,3)- Galaktosa dengan rantai cabang asam uronat. Sumber agar-agar adalah ganggang merah, yang merupakan rantai lurus galaktan sulfat yang berikatan molekul (1,3) galaktosa dan tiap 10 molekul berikatan (1,4). Sumber asam alginat/Na alginat adalah ganggang laut Macro-cystis pyrifera di California, yang diekstraksi dengan Na₂C0₃ yang terdiri dari (1,4) Asam manurat. Sumber karagenan adalah dengan mengekstrasikan lumut Irlandia dengan air panas. Kara­genan merupakan polisakarida yang terdapat dalam asam galak­turonat yang dipakai sebagai stabilizer pada industri cokelat dan hasil produk susu. Sumber dekstran adalah dengan melakukan sintetis sukrosa oleh suatu jenis bakteri tertentu.

B.       Fungsi   karbohidrat        

Dalam konteks ilmu gizi karbohidrat mempunyai fungsi yang cukup banyak, di antaranya adalah: a) sebagai sumber energi utama (1 gram = 4 kalori), b) ikut terlibat dalam metabolisme lemak, (terkait dengan sintesis asam lemak), c) menghemat protein (protein spater). Jika asupan karbohidrat mencukupi tubuh akan terhindar dari glukoneogenesis asam amino, d) glukosa sebagai sumber energi utama bagi otak dan sistem syaraf, e) sebagai energi cadangan dalam bentuk glikogen (glikogenesis) yang disimpan di hati dan otot, f) serat berfungsi memperbaiki kinerja peristaltik usus dan pemberi muatan pada sisa makanan, punya efek hipolipidemik, efek hipoglikemik, dan lain sebagainya.

Karbohidrat dapat berfungsi sebagai sumber energi, tentunya harus melalui pencernaan makanan yang akan mengubah polisakarida menjadi monosakarida kemudian diserab oleh usus, ditranspor ke seluruh sel melalui sistem peredaran darah, diserab oleh sel-sel yang dipengaruhi oleh insulin dan kemudian masuk ke dalam metabolisme intermedier. Dalam metabolisme intermedier glukosa akan masuk dalam reaksi glikolisis dan kemudian masuk dalam siklus krebs sehingga menghasilkan energi. Nasib galaktosa dan fruktosa sebelum masuk ke dalam reaksi glikolisis dapat dipelajari dalam biokimia pangan, terutama pada reaksi perubahannya menjadi glukosa.

Fungsi karbohidrat sebagai penghemat protein tersebut berjalan jika asupan karbohidrat memenuhi kebutuhan. Dengan terpenuhinya kebutuhan karbohidrat sebagai sumber energi, maka akan terhindar dari glukoneogenesis suatu reaksi pembentukan karbohidrat bukan dari glikogen akan tetapi dari lemak (asam lemak dan gliserol) dan dari protein (asam aminio). Tersedianya karbohidrat secara cukup, maka protein akan dapat melakukan fungsi sebagai enzim dan antibodi yang lebih penting dari sekadar fungsi protein untuk energi. Apalagi asupan protein rata-rata masyarakat Indonesia masih sangat kurang dari kebutuhannya.

C.       Serat   dalam   Bahan   Pangan

Para ilmuwan mengungkapkan bahwa serat-serat dalam bahan pangan yang tidak tercerna mempunyai sifat positif bagi gizi dan metabolisme. Fiber merupakan komponen dari jaringan tanaman yang tahan terhadap proses hidrolis oleh enzim dalam lambung dan usus kecil. Serat tersebut berasal dari dinding sel berbagai sayuran dan buah-buahan, Secara kimia dinding sel tersebut terdapat dalam jenis karbohidrat seperti: selulosa, hemiselulosa, pektin, dan non karbohidrat seperti polimer lignin. Senyawa Pektin berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain. Bagian antara dua dinding sel yang berdekatan disebut lamela tengah, pada umumnya senyawa pektin ini diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu asam pektat, asam pektitat, dan protopektin. Asam pektat dapat membentuk garam, asam pektat ada dalam jaringan tanaman sebagai kalsium/magne­sium pektat. Pektin bersifat terdispersi dalam air. Pektin juga dapat membentuk garam pektinat.

Fungsi serat ternyata melibatkan asam empedu. Jika mengkonsumsi serat yang tinggi maka pengeluaran asam empedu lebih banyak mengeluarkan kolesterol dan lemak yang dikeluarkan bersama feses. Dalam hal ini fungsi serat adalah mencegah adanya penyerapan kembali asam empedu, kolesterol dan lemak, sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipolipidemik (hipokolesterolemik) yang sangat bermanfaat bagi diet penderita hiperkolesterolemia yang dapat berkembang menjadi aterosklerosis dan gangguan fungsi jantung. Dari penelitian secara klinis dietary fiber khususnya dari golongan serealia, sangat efektif menanggulangi penyakit divuerticulitis (ambeien), dengan mengkonsumsi serat yang tinggi, maka feses lebih mudah didorong keluar sehingga dapat mengurangi penderita penyakit divuerticulitis. Di sisi lain serat juga telah diketahui mampu mengikat glukosa dalam usus sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipoglikemia (efek penurunan gula darah) yang sangat bermanfaat bagi diet penderita hiperglikemia (kondisi di mana  kadar  gula  darah   tinggi)   dan  bagi   penderita   diabetes mellitus.

D.      Penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat

Ada beberapa penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat yaitu :

a)      Penyakit Kurang Kalori dan Protein (KKP)  atau Protein Calori Malnutrition
(PCM), Protein Energy Malnutrition (PEM).

Penyakit ini terjadi karena defisiensi energi dan protein, terutama terdapat pada nnak-anak  itnu bisn jugn pada orang devvasa.

b)      Penyakit kegemukan   atau obesitas

Penyebabnya adulah karena ketidakscimbangan konsumsi kalori dan kebutuhan energi tubuh yaitu konsumsi yang lebih besar dan kebutuhan. Kelebihan ini disimpan dalam bentuk jaringan lemak yang terdapat pada bagian perut, dada, pantat dan sebagainya. Obesitas dinyatakan bila berat badan seseorang adalah 15 % - 20% di atas berat badan ideal.

c)      Penyakit Diabetes Melitus, penyakit gula, penyakit kencing manis.

Penyakit ini merupakan gangguan metabolik yang bersangkutan dengan karbohidrat glukosa, yang diakibatkan defisiensi hormon insulin dalam tubuh manusia.

d)     Lactose Intolerance

Penyakit ini merupakan gangguan metabolik yang mengenai disakarida laktosa, yaitu laktosa dapat dicerna dan kadar laktosa yang cukup tinggi di dalam saluran pencernaan menyebabkan terjadinya diare.