BAB I
PENDAHULUAN

A.Latar Belakang
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.
Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).

B.Rumusan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah :
1.Bagaimana reaksi pada gugus-gugus hidroksil dalam karbohidrat?
2.Bagaimana penentuan struktur glukosa?
3.Apa saja yang termasuk disakarida?
4.Apa saja yang termasuk polisakarida?

C.Tujuan
1.Mengetahui reaksi pada gugus-gugus hidroksil dalam karbohidrat.
2.Mengetahui penentuan struktur glukosa.
3.Mengetahui tentang disakarida.
4.Mengetahui tentang polisakarida.


BAB II
PEMBAHASAN

A.Reaksi pada Gugus Hidroksil
Gugus-gugus hidroksil dalam karbohidrat bertabiat serupa dengan dalam gugus-gugus alkohol lain. Gugus ini dapat diesterifikasi oleh asam karboksilat atau oleh asam anorganik dan dapat digunakan untuk membentuk eter. Karbohidrat dapat juga bertindak sebagai diol dan membentuk asetal atau ketal siklik dengan aldehida atau keton.

1.Pembentukan asetat
Suatu reagensia yang lazim untuk esterifikasi alkohol ialah anhidrida asam asetat, dengan natrium asetat atau piridina sebagai suatu katalis basa. Jika reaksi itu dilakukan di bawah 0o C. reaksi asilasi akan lebih cepat daripada antar-pengubahan anomerik α-β. Pada kondisi ini baik α- ataupun β-D-glukosa menghasilkan pentaasetat atau padanannya. Pada temperatu yang lebih tinggi diperoleh suatu campuran α- dan β-pentaasetat, dengan β-pentaasetat lebih melimpah.

2.Pembentukan eter
Dimetil sulfat adalah suatu ester anorganik dengan gugus pergi yang sangat baik. Senyawa ini digunakan untuk membentuk eter metal. Bila suatu monosakarida diolah dengan dimetil sulfat yang berlebih dan NaOH, semua gugus hidroksil (termasuk gugus OH hemiasetal atau hemiketal) diubah menjadi gugus metoksil.
Dalam suatu sintesis eter Williamson yang lazim,
(RO- + RX ROR + X-), alkoksida itu harus dibuat dengan suatu basa yang lebih kuat daripada NaOH. Dalam hal karbohidrat, NaOH merupakan basa yang cukup kuat untuk menghasilkan ion alkoksida. Efek induktif dari oksigen-oksigen yang elektronegatif pada karbon-karbon yang berdekatan membuat tiap gugus hidroksil lebih asam daripada suatu gugus hidroksil dalam suatu alkohol biasa). Karena ikatan asetal stabil dalam basa, konfigurasi pada karbon anomerik dai suatu glikosida tidak berubah dalam reaksi metilasi ini.

3.Pembentukan asetal dan ketal siklik
Contoh pembentukan asetal dan ketal siklik adalah pengubahan L-sorbosa menjadi Vit. C sebagai berikut:
Pembentukan ETER
Pengolahan suatu aldosa, seperti misalnya glukosa, dengan metanol akan menghasilkan suatu metil glikosida.Gugus- gugus hidroksil lain dalam suatu karbohidrat dapat diubah menjadi gugus metoksil dengan mereaksikan metil glikosida dimetil sulfat dan NaOH.

B.Penentuan Struktur glukosa
Pada tahun1888, diketahui bahwa glukosa adalah suatu aldoheksosa, kemudian pada tahun 1892, seorang ahli kimia Jerman, Emil Fischer, melaporkan struktur dari aldehida bentuk rantai-terbuka dari D-glukosa. Menurut Fischer, hanya mungkin ditetapkan konfigurasi relatif glukosa, bukan konfigurasi mutlaknya, yang akhirnya dapat ditentukan dengan menggunakan difraksi sinar X. Fischer membuat asumsi bahwa Oh pada karbon 2 dalam D-(+)-gliseraldehid dan dengan demikian OH pada karbon 5 dalam D-(+)-glukosa diproyeksikan ke kanan dalam proyeksi Fischer.
Fakta 1 : diketahui bahwa aldopentosa (-)arabinosa dapat diubah menjadi aldoheksosa (+)-glukosa dan (+)-manosa. Heinrich Kiliani menemukan tahap pemanjangan rantai pada tahun 1886, dan pada tahun 1890 Fischer melengkapi sintesisnya dengan mereduksi lakton yang dihasilkan untuk memperoleh aldoheksosa-aldoheksosa.
Fakta 2 : Fischer menjumpai bahwa oksidasi dari kedua gugus ujung dari (-)-arabinosa menghasilkan suatu dwiasam yang aktif optis dan bukan dwiasam meso.
Fakta 3 : Fischer menjumpai bahwa baik (+)-glukosa maupun (+)-manosa dioksidasi menjadi dwiasam aktif optis.
Fakta 4: Gula (+)-gulosa dan (+)-glukosa keduanya menghasilkan dwiasam yang sama bila dioksidasi.

Penentuan ukuran cincin
Suatu monosakarida bereaksi dengan dimetil sulfat untuk menghasilkan suatu struktur yang termetilkan secara lengkap. Dalam larutan asam, metal glikosida termetilkan dapat dihidrolisis dan cincinnya terbuka. Gugus-gugus metoksil, yang adalah eter, tidak dipengaruhi oleh reaksi ini. Oleh karena itu asetal yang terhidrolisis hanya mempunyai satu gugus hidroksil.
Penentuan posisi gugus hidroksil ini merupakan informasi yang diperlukan untuk mengetahui ukuran cincin dari asetal aslinya. Posisi gugus –OH ditentukan dengan oksidasi kuat dalam mana gugus –CHO dioksidasi menjadi –CO2H dan gugus -OH tunggal dioksidasi menjadi suatu keton.

C.Disakarida
Disakarida adalah suatu karbohidrat yang tersusun dari dua satuan monosakarida yang dipersatukan oleh suatu hubungan glikosida dari karbon 1 dari satu satuan ke suatu OH satuan lain. Suatu cara ikatan yang lazim ialah suatu hubungan glikosida α atau β dari satuan pertama ke gugus 4-hidroksil dari satuan kedua. Hubungan ini disebut suatu ikatan 1,4’-α atau 1,4’-β, bergantung pada stereokimia pada karbon glikosida.

1.Maltosa
Disakarida ini tak ditemukan di alam kecuali pada kecambah padi-padian. Maltosa merupakan gabungan dari 2 molekul glukosa. Maltosa merupakan suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa dengan rumus molekul C12H22O11. Ikatan yang terjadi antara atom karbon nomor 1 dan atom karbon nomor 4, oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus -OH glikosidik dan dengan demikian masih mempunyai sifat mereduksi larutan Fehling maupun Benedict dan merupakan gula pereduksi.
Maltosa merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan enzim. Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa, tetapi kurang manis daripada sukrosa.

2.Laktosa
Laktosa sering disebut sebagai gula susu. Disakarida ini tersusun atas glukosa dan galaktosa. Kita tidak dapat menggunakan galaktosa secara langsung, tetapi harus diubah menjadi glukosa. Laktosa merupakan disakarida yang jika dihidrolisis akan dihasilkan satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa juga disebut sebagai gula susu karena terdapat banyak dalam air susu dengan rumus molekul C12H22O11.
Ikatan antara galaktosa dan glukosa pada laktosa terjadi antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor 4 pada glukosa. Oleh karenanya molekul laktosa masih mempunyai gugus -OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempunyai sifat mereduksi larutan Fehling atau Benedict sehingga merupakan gula pereduksi. Laktosa merupakan gula yang paling sukar larut dalam air dan paling tidak manis.

3.Selobiosa
Selobiosa diperoleh dari hidrolisis parsial disakarida. Selobiosa tersusun dari dua satuan glukopiranosa yang digabung oleh suatu ikatan-1,4’. Selobiosa merupakan suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berbentuk β-glukosa, yang berikatan glikosidik antara atom karbon 1 dengan atom karbon 4. Selobiosa atau selosa dapat diperoleh dari hasil hidrolisis sempurna selulosa (pada kayu atau kapas). Selobiosa tidak dapat dikonsumsi manusia karena manusia tidak mempunyai enzim yang mampu menghidrolisis ikatan pada selobiosa.

4.Sukrosa
Sukrosa atau sakarosa merupakan disakarida yang merupakan gula yang kita kenal sehari-hari baik yang berasal dari tebu maupun dari bit dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa lebih manis dari glukosa, tetapi kurang manis dibandingkan dengan fruktosa, sangat mudah larut dalam air. Gula ini dipakai untuk membuat sirup, gula-gula, dan pemanis makanan. Jika senyawa ini dihidrolisis akan menghasilkan satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Hasil hidrolisis sukrosa yaitu campuran glukosa dan fruktosa disebut gula invert.
Sukrosa bukan gula pereduksi dalam larutan air. Hal itu dibuktikan dengan tidak bereaksi (mereduksi) dengan larutan Fehling atau Benedict. Sukrosa tidak dapat mereduksi larutan Fehling atau Benedict karena pada sukrosa tidak ditemukan gugus fungsional bebas.

D.Polisakarida
Polisakarida dalah senyawa yang molekul-molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang disatukan oleh ikatan glukosida. Pada hidrolisis polisalarida akan menghasilkan monosakarida.
Polisakarida mempunyai 3 fungsi dalam kehidupan :
1.Sebagai bahan bangunan (architectural)
•Selulosa : memberi kekuatan pada pokok kayu dan dahan bagi tumbuhan.
•Kitin : komponen struktur kerangka luar serangga.
2.Sebagai bahan makanan (nutritional)
•Pati : terdapat dalam padi dan kentang.
•Glikogen : karbohidrat yang siap dipakai dalam tubuh hewan.
3.Sebagai zat spesifik
•Heparin : suatu polisakarida yang mencegah koagulasi darah.

a.Selulosa
Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia. Molekul selulosa merupakan rantai-rantai atau mikrofibil, dari D-glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang terdapat sebagai berkas-berkas terpuntir mirip tali, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer lurus dari 1,4’-β D-glukosa. Hidrolisis lengkap dalam HCl 40% dalam-air, hanya menghasilkan D-glukosa.
Selulosa merupakan polisakarida yang terdiri dari molekul-molekul β-D-glukosa dan mempunyai massa molekul relatif yang sangat tinggi, tersusun dari 2.000-3.000 glukosa. Rumus molekul selulosa adalah (C6H10O5)n. Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel dan serat tumbuhan.

Sifat fisik selulosa adalah zat yang padat, kuat, berwarna putih, dan tidak larut dalam alkohol dan eter. Kayu terdiri dari 50% selulosa, daun kering mengandung 10-20% selulosa, sedangkan kapas mengandung 90% selulosa. Selulosa digunakan dalam industri pulp, kertas, dan krayon.
Selulosa tidak dapat dihidrolisis oleh sistem pencernaan manusia. Oleh karena itu, selulosa tidak dapat digunakan sebagai makanan. Namun, selulosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayur, dan buah-buahan berguna untuk memperlancar pencernaan makanan.

b.Kitin
Kitin adalah polisakarida struktural yang digunakan untuk menyusun eksoskleton dari artropoda (serangga, laba-laba, krustase, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin tergolong polisakarida linear yang tersusun dari N-asetilglukosamin pada rantai beta dan memiliki monomer berupa molekul glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Pada hidrolisis kitin menghasilkan 2-amino-2-deoksi-D-glukosa. Kitin murni mirip dengan kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan garam kalsium karbonat. Kitin membentuk serat mirip selulosa yang tidak dapat dicerna oleh vertebrata.
Kitin merupakan polimer yang paling melimpah di laut. Sedangkan pada kelimpahan di muka bumi, kitin menempati posisi kedua setelah selulosa. Hal ini karena kitin dapat ditemukan di berbagai organisme eukariotik termasuk serangga, moluska, krustase, fungi, alga, dan protista.

c.Pati
Pati adalah polisakarida yang terdapat dalam semua tanaman terutama dalam jagung, kentang, biji-bijian, ubi akar, padi dan gandum. Pati bila dipanaskan dalam air akan membentuk larutan koloidal. Dalam pati terdapat dua bagian, bagian yang larut dalam air disebut amilosa (10-20%), yang bila ditambah iodium akan memberikan warna biru. Bagian yang lain yaitu tak larut dalam air, disebut amilopektin (89-90%), dengan iodium memberikan warna ungu hingga merah. Kedua bagian tersebut mempunyai rumus empiris C6H10O5. Amilosa maupun amilopektin bila dihidrolisis menunjukan sifat-sifat karbonil , dan tersusun atas satuan-satuan maltose.
Bila pati yang terdapat dalam sel dihidolisis oleh enzim maka pati akan pecah menjadi bagian yang lebih kecil disebut dekstrin. Dekstrin biasanya digunakan untuk membuat lem, pasta, dan kanji tekstil.
•Amilosa
Hidrolisis lengkap amilosa menghasilkan D-glukosa, hidrolisis parsial menghasilkan maltose sebagai satu-satunya disakarida. Amilosa adalah polimer linear dari α-D-glukosa yang dihubungkan secara-1,4’.
•Amilopektin
Suatu polisakarida yang jauh lebih besar daripada amilosa karena mengandung 1000 satuan glukosa atau lebih per molekul. Rantai utama amilopektin mengandung 1,4’-α-D-glukosa, dan bercabang sehingga terdapat satu glukosa ujung untuk kira-kira tiap 25 satuan glukosa. Ikatan pada titik percabangan ialah ikatan 1,6’-α-D-glikosida.

d.Glikogen
Glikogen adalah polisakarida yang digunakan sebagai tempat penyimpanan glukosa dalam sistem hewan (terutama dalam hati dan otot). Dari segi struktur, glikogen mirip amilopektin. Glikogen mengandung rantai glukosa yang terikat 1,4-α dengan percabangan-percabangan (1,6-α). Beda antara glikogen dan amilopektin ialah bahwa glikogen lebih bercabang daripada amilopektin.
Glikogen pada tubuh manusia terdapat dalam hati dan otot dengan rumus molekul (C6H10O5)n. Hati berfungsi sebagai tempat pembentukan glikogen dari glukosa. Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian diubah menjadi glikogen sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali. Sebaliknya apabila kadar glukosa darah menurun, glikogen dalam hati diuraikan menjadi glukosa kembali, sehingga kadar glukosa darah normal kembali. Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel. Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan
Glikogen yang ada di otot digunakan sebagai sumber energi. Glikogen dapat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan dan struktur glikogen serupa dengan struktur amilopektin yaitu merupakan rantai glukosa yang mempunyai cabang.

e.Heparin
Heparin merupakan mukopolisakarida yang terdapat dalam jaringan hewan menyusui, tersusun dari asam D-glukoronat-2-sulfat dan D-glukosamina-2,6-disulfat dan berfungsi sebagai antikoagulan darah.

BAB III
SIMPULAN
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa :
1.Reaksi pada gugus hidroksil meliputi pembentukan asetat, pembentukan eter, serta pembentukan asetal dan ketal siklik.
2.Penentuan struktur glukosa
3.Disakarida merupakan suatu karbohidrat yang tersusun dari dua satuan monosakarida yang dipersatukan oleh suatu hubungan glikosida dari karbon 1 dari satu satuan ke suatu OH satuan lain.
4.Maltosa, laktosa, sukrosa dan selubiosa termasuk disakarida.
5.Polisakarida dalah senyawa yang molekul-molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang disatukan oleh ikatan glukosida. Pada hidrolisis polisalarida akan menghasilkan monosakarida.
6.Polisakarida mempunyai 3 fungsi dalam kehidupan, yaitu sebagai bahan bangunan (selulosa, kitin ), sebagai bahan makanan (pati, glikogen), sebagai zat spesifik (heparin).


DAFTAR PUSTAKA
Fessenden & Fessenden. 1982. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga