Biomolekul: Karbohidrat & Gula
Setelah ini kamu bisa mengenali struktur dan fungsi karbohidrat (monosakarida, disakarida, polisakarida) sebagai sumber energi makhluk hidup.
Nasi yang kamu makan, gula di kopi, dan selulosa dinding tumbuhan — semuanya karbohidrat. Karbohidrat adalah biomolekul yang menyediakan energi bagi hampir semua makhluk hidup. Strukturnya beragam: glukosa satu molekul (monosakarida), sukrosa dua molekul (disakarida), pati rantai ribuan (polisakarida). Tiap bentuk punya peran berbeda: gula cepat energi, pati simpanan jangka panjang, selulosa struktur dinding sel. Memahami karbohidrat adalah memahami bahan bakar kehidupan. Coba pilah di bawah.
Klasifikasi karbohidrat
Karbohidrat dikelompokkan berdasarkan jumlah unit gula: monosakarida (satu unit), disakarida (dua unit), dan polisakarida (banyak unit). Monosakarida adalah blok bangunan dasar dengan rumus (CH₂O)ₙ, contoh glukosa dan fruktosa (n=6, heksosa). Disakarida terdiri dari dua monosakarida yang disambung lewat ikatan glikosidik (reaksi kondensasi yang melepas air). Polisakarida adalah rantai panjang ratusan hingga ribuan monosakarida. Klasifikasi ini menentukan sifat dan fungsi karbohidrat.
Karbohidrat adalah biomolekul dengan rumus umum (CH₂O)ₙ yang berfungsi sebagai sumber energi dan struktur makhluk hidup. Monosakarida adalah gula sederhana satu unit (glukosa, fruktosa). Disakarida adalah dua monosakarida tersambung ikatan glikosidik (sukrosa, laktosa, maltosa). Polisakarida adalah rantai panjang monosakarida (pati, selulosa, glikogen). Ikatan glikosidik adalah ikatan kovalen antar unit gula yang terbentuk lewat reaksi kondensasi (melepas air).
Pasangkan karbohidrat dengan fungsinya.
Monosakarida dan disakarida
Monosakarida heksosa (C₆H₁₂O₆) punya beberapa isomer: glukosa (gula darah, bahan bakar utama sel), fruktosa (gula buah, paling manis), dan galaktosa (komponen susu). Struktur bisa rantai terbuka atau cincin (mutarotasi). Disakarida terbentuk dari dua monosakarida: sukrosa (glukosa + fruktosa, gula tebu), laktosa (glukosa + galaktosa, gula susu), maltosa (glukosa + glukosa, gula malt). Ikatan glikosidik bisa alpha (pencernaan mudah) atau beta (sukar, manusia tak bisa cerna selulosa beta).
Sorot ciri monosakarida.
Polisakarida dan fungsinya
Polisakarida adalah rantai panjang monosakarida yang berfungsi sebagai simpanan energi atau struktur. Pati (amilosa dan amilopektin) adalah simpanan energi tumbuhan — ditemukan di beras, kentang, jagung. Glikogen adalah simpanan hewan, disimpan di hati dan otot. Selulosa adalah komponen dinding sel tumbuhan, rantai glukosa beta yang sangat kuat — kayu dan kertas sebagian besar selulosa. Manusia bisa mencerna pati (ikatan alpha) tapi tidak selulosa (ikatan beta); hewan ruminansia punya bakteri pencerna selulosa. Kitin (kulit serangga) dan peptidoglikan (dinding bakteri) adalah polisakarida struktural lain.
Susun langkah pembentukan disakarida.
Bayangkan karbohidrat seperti rangkaian kereta. Monosakarida adalah satu gerbong (glukosa). Disakarida adalah dua gerbong tersambung (sukrosa). Polisakarida adalah kereta panjang ratusan gerbong (pati). Gerbong disambung dengan pengait khusus (ikatan glikosidik) yang memerlukan melepas satu roda kecil (air). Pati adalah kereta simpanan bahan bakar, selulosa adalah kereta struktur yang sangat kuat. Manusia bisa bongkar gerbong alpha (pati) tapi tak bisa bongkar gerbong beta (selulosa) — itulah mengapa kita makan nasi tapi tidak makan kayu.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Sukrosa terdiri dari monosakarida apa? Bagaimana ikatannya terbentuk?
Sukrosa terdiri dari glukosa dan fruktosa yang disambung. Reaksi ini adalah kondensasi (melepas satu molekul air) antara gugus -OH glukosa dan -OH fruktosa.
Ikatan yang terbentuk disebut ikatan glikosidik alpha 1,2. Karena sukrosa tidak punya gugus -OH bebas pada anomeric carbon, sukrosa bukan gula pereduksi (tidak mereduksi larutan Benedict). Inilah yang membedakannya dari glukosa dan maltosa yang merupakan gula pereduksi.
Jebakan: menganggap selulosa bisa dicerna manusia karena mirip pati. Yang benar: selulosa dan pati sama-sama polimer glukosa, tapi selulosa punya ikatan beta yang enzim manusia tak bisa putuskan, sedangkan pati punya ikatan alpha. Karena itu manusia mencerna pati (nasi, kentang) sebagai sumber energi, tapi selulosa (kayu, serat sayur) hanya jadi serat makanan yang lewat tanpa dicerna. Hewan ruminansia punya bakteri khusus untuk mencerna selulosa.
Jebakan: menyamakan semua gula monosakarida. Yang benar: glukosa, fruktosa, dan galaktosa semua C₆H₁₂O₆ tapi isomer dengan sifat berbeda. Fruktosa paling manis, glukosa bahan bakar utama darah, galaktosa komponen susu. Sukrosa (gula tebu) bukan monosakarida melainkan disakarida glukosa+fruktosa. Hafalkan komponen setiap gula penting.
- Monosakarida: satu unit (glukosa, fruktosa, galaktosa).
- Disakarida: dua unit (sukrosa, laktosa, maltosa).
- Polisakarida: rantai panjang (pati, glikogen, selulosa).
- Ikatan glikosidik terbentuk lewat kondensasi (lepas air).
- Pati alpha bisa cerna; selulosa beta tak bisa cerna manusia.