Pembentukan Disakarida dan Polisakarida

PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA

Disakarida

Disakarida atau biosa merupakan senyawa karbohidrat yang terbentuk ketika dua monosakarida mengalami reaksi kondensasi yang melibatkan terlepasnya suatu molekul kecil, seperti air, dari bagian gugus fungsi saja. Seperti monosakarida, disakarida membentuk larutan dalam air. Tiga senyawa disakarida paling umum adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang dihubungkan oleh suatu ikatan glikosidik, ikatan kovalen yang terbentuk antara dua monosakarida melalui reaksi dehidrasi, misalnya maltosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk melalui penyatuan dua molekul glukosa. Juga dikenal sebagai gula malto. Maltosa merupakan bahan untuk pembuatan bir. Laktosa, gula yang ditemukan dalam susu, merupakan disakarida lain, yang terdiri atas sebuah molekul glukosa yang berikatan dengan sebuah molekul galaktosa. Disakarida yang paling banyak di alam adalah sukrosa, yaitu gula yang sehari – hari kita konsumsi. Kedua monomernya adalah glukosa dan fruktosa. Tumbuhan organ nonfotosintetik lainnya dalam bentuk sukrosa.

Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam:

1. Laktosa 

Laktosa adalah jenis disakarida yang merupakan gabungan dari dua unit monosakrida yang berbeda yaitu merupakan karbohidrat dari susu mamalia yang terdiri dari D-galaktosa dan D-glukosa (gambar 2). Dalam disakarida ini, ikatan glikosidik antara C-1 anomerik dari β-D-galaktosa dan C-4 non-anomerik dari D-glukosa merupakan β-(1,4).

Laktosa bersifat reduksi dengan struktur cincin. Laktosa banyak ditemukan dalam susu yaitu sekitar 40 persennya sehingga laktosa sering disebut dengan gula susu. Laktosa dapat difermentasi oleh bakteri streptococcus laktis menjadi asam laktat. Selain itu juga jika lakatosa ini dipanaskan sampai suhu 175^oC akan berbentuk laktokaramel.

                                                         Struktur Laktosa

2. Sukrosa

Sukrosa adalah disakarida yang dibentuk dari unit monosakarida yang berbeda yaitu antara satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Antara kedua unitmonosakarida tersebut diikat dengan ikatan α-1, β-2 glikosida. Sukrosa tidak mempunyai sifat reduksi karena sukrosa dibentuk dari gugus reduksi masing-masing unit monosakrida penyusunnya. Sukrosa banyak ditemukan dalam tanaman. Sumber yang kaya sukrosa adalah tebu, bit, dan wortel. Hasil samping pengekstrasi sukrosa baik dari tebu ataupun bit adalah molase. Molase ini berwarna gelap, cairannya pekat (20 - 30 persen), dan dengan proses kristalisasi tidak dapat diubah lebih lanjut menjadi sukrosa karena adanya gula reduksi dan kotoran non gula.         

Sukrosa (gula meja) terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, dimana mereka disintesis dari D-glukosa dan D-fruktosa (gambar 3). Suatu ikatan glikosidik anatara C-1 anomerik dari α-D-glukosa dan C-2 anomerik dari β-D- fruktosa menghubungkan kedua monosakarida melalui suatu jembatan oksigen, menghasilkan suatu ikatan α-(1,2)    

                                                                 Struktur Sukrosa

3. Maltosa

Maltosa adalah disakarida yang dibentuk dari dua unit monosakrida yang sama yaitu glukosa. Antar unit glukosa tersebut diikat dengan ikatan α-1,4 glikosida.

Maltosa adalah gula reduksi dan larut dalam air. Maltosa jarang ditemukan dalam bentuk bebas di alam. Maltosa hanya ditemukan dari hasil degradasi pati oleh enzim atau hasil proses pengekstrasi sukrosa. Pada proses pembentukan ber dari kecambah barley (sejenis biji-bijian), terjadi proses degradasi pati menjadi maltosa oleh enzim amilase.

Maltosa (gambar dibawah) dan selobiosa (gambar dibawah) merupakan dua disakarida yang tidak terdapat secara alamiah tetapi secara komersial masing-masing merupakan produk degradasi dari zat tepung dan selulosa.

                                                                       Struktur Maltosa

Klasifikasi

Ada dua jenis disakarida:

·         disakarida reduktor (reducing disaccharides), di mana satu monosakarida, gula reduktor, masih mempunyai satu gugushemiasetal bebas. Contoh: selobiosa dan maltosa

·         disakarida non-reduktor, di mana komponen-komponennya terikat melalui suatu ikatan asetal antara pusat-pusat anomeriknya dan tidak ada monosakarida yang mempunyai gugus hemiasetal bebas. Contoh: sukrosa dan trehalosa

Pembentukan

Disakarida terbentuk ketika dua monosakarida bergabung dan satu molekul air dilepaskan, suatu proses yang dikenal sebagai reaksi dehidrasi. Misalnya, gula susu (milk sugar), laktosa, terbentuk dari glukosa dan galaktosa, sedangkan gula tebu (sugar cane) dan gula bit (sugar beet), sukrosa, terbentuk dari glukosa dan fructose. Maltosa, suatu disakarida terkenal yang lain, terbentuk dari dua molekul glukosa. Dua monosakarida itu terikat melalui suatu reaksi dehidrasi, juga disebut reaksi kondensasi atau sintesis dehidrasi (dehydration synthesis), yang menghasilkan terlepasnya suatu molekul air dan pembentukan ikatan glikosidik.

Sifat

Ikatan glikosidik dapat terbentuk antara suatu gugus hidroksil manapun pada komponen monosakarida. Jadi, meskipun kedua komponen gula sama (misalnya, glukosa), dapat terjadi kombinasi ikatan yang beragam baik secara lokasi (regiochemistry) dan ruang (stereokimia, seperti alfa- atau beta-) sehingga dihasilkan disakarida yang merupakandiastereoisomer dengan sifat-sifat kimia dan fisika yang berbeda.

Tergantung dari komponen monosakarida pembentuknya, disakarida kadangkala berbentuk kristal, kadangkala larut dalam air, kadangkala berasa manis dan terasa lengket.

Peran Disakarida dalam Kesehatan Manusia

Terlalu banyak disakarida menyebabkan lonjakan gula darah dan menyebabkan penyakit yang disebut “Diabetes”. Namun, beberapa jenis disakarida yang digunakan karena mereka menyebabkan lonjakan gula darah lebih sedikit dan lebih disukai oleh pasien ‘diabetes tipe 2 ‘ . mis, Maltosa. Sementara molekul glukosa masih ada, mereka cenderung menciptakan lonjakan kurang dari kadar gula darah dan diserap ke dalam tubuh lebih mudah daripada gula meja biasa. Tapi, terlalu banyak dari disakarida yang lebih aman ini dapat menyebabkan diare.

Disakarida umum

Disakarida	Unit 1	Unit 2	Ikatan
Sukrosa ("gula pasir", "gula tebu", atau sakarosa)	glukosa	fruktosa	α(1→2)β
Laktulosa	galaktosa	fruktosa	β(1→4)
Laktosa ("gula susu")	galaktosa	glukosa	β(1→4)
Maltosa	glukosa	glukosa	α(1→4)
Trehalosa	glukosa	glukosa	α(1→1)α
Selobiosa	glukosa	glukosa	β(1→4)

Maltosa merupakan hasil hidrolisis dari polisakarida tepung, sedangkan selobiosa dari polisakarida selulosa.

Disakarida yang kurang umum dikenal antara lain:

Disakarida	Gugus	Ikatan
Kojibiosa	dua monomer glukosa	α(1→2) [8]
Nigerosa	dua monomer glukosa	α(1→3)
Isomaltosa	dua monomer glukosa	α(1→6)
β,β-Trehalosa	dua monomer glukosa	β(1→1)β
α,β-Trehalosa	dua monomer glukosa	α(1→1)β[9]
Sophorosa	dua monomer glukosa	β(1→2)
Laminaribiosa	dua monomer glukosa	β(1→3)
Gentiobiosa	dua monomer glukosa	β(1→6)
Turanosa	satu monomer glukosa dan satu monomer fruktosa	α(1→3)
Maltulosa	satu monomer glukosa dan satu monomer fruktosa	α(1→4)
Palatinosa	satu monomer glukosa dan satu monomer fruktosa	α(1→6)
Gentiobiulosa	satu monomer glukosa dan satu monomer fruktosa	β(1→6)
Manobiosa	dua monomer manosa	bisa α(1→2), α(1→3), α(1→4), atau α(1→6)
Melibiosa	satu monomer galaktosa dan satu monomer glukosa	α(1→6)
Melibiulosa	satu monomer galaktosa dan satu monomer fruktosa	α(1→6)
Rutinosa	satu monomer rhamnosa dan satu monomer glukosa	α(1→6)
Rutinulosa	satu monomer rhamnosa dan satu monomer fruktosa	β(1→6)
Xilobiosa	dua monomer xilopiranosa	β(1→4)

Polisakarida

Polisakarida adalah polimer yang tersusun dari ratusan hingga ribuan satuan monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik.  Polisakarida adalah karbohidrat, sehingga tersusun hanya dari atom karbon(C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Contoh polisakarida adalah pati, glikogen,agarosa, dan selulosa. Beberapa polisakarida kompleks dapat juga memiliki atom tambahan misalnya nitrogen, seperti pektin, kitin, dan lignin.

Polisakarida mencakup senyawa yang paling sering ditemukan di bumi(selulosa) dan memasok energi dan aktivitas bagi kehidupan di dalamnya.

tepung kentang adalah contoh pati

Polisakarida adalah makromolekul, polimernya dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Beberapa polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan yang nantinya diperlukan sebagai dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel. Polisakarida lain berfungsi sebagai materi pembangun (penyusun) untuk struktur yang melindungi sel atau keseluruhan organisme.

Dalam setiap gram karbohidrat yang terpakai oleh jaringan akan menghasilkan 4,1 kalori. Karbohidrat dapat disimpan dalam tubuh, yaitu dalam hati, otot, dan sebagian kecil dalam darah. Apabila dalam makanan kita kekurangan karbohidrat maka darah akan bersifat asam atau acidosis.

Jenis dan penamaan

Polisakarida memiliki ukuran molekul yang besar sehingga mudah sekali ditemukan variasi-variasi di dalamnya. Variasi ini sering dapat dilihat perbedaannya melalui sifat-sifat fisiknya.

Menurut strukturnya, dikenal polisakarida lurus dan bercabang. Semakin banyak cabang yang dimiliki suatu molekul membuat polisakarida tersebut cenderung lengket.

Menurut fungsinya, polisakarida dibedakan menjadi polisakarida cadangan (storage) dan polisakarida penyusun (structural). Polisakarida cadangan berfungsi sebagai cadangan pemasok energi (dalam bentuk gula) yang dibutuhkan sel, melalui hidrolisis enzimatik. Polisakarida penyusun adalah bahan penyusun sel atau jaringan. Polisakarida penyusun biasanya sukar diurai secara biologis dan memerlukan asam kuat untuk memecahkan ikatan molekulnya. Sebaliknya, polisakarida cadangan mudah diurai secara biologis.

Polisakarida biasa diberi nama berdasarkan monomer penyusunnya. Polisakarida yang tersusun dari glukosa dinamakanglukan, sedangkan dari mannosa dinamakan mannan.

Kelompok polisakarida menurut monomer
Monomer	Polisakarida	Ikatan kimia	Contoh
Arabinosa	Arabinoxilan, Arabinoglukan	?
Fruktosa	Fruktan	1,4-glikosidik	Inulin
Galaktosa	Galaktan	?	Galaktan, Agarosa
Glukosa	Glukan	1,4-glikosidik; 1,6-glikosidik	Amilosa, glikogen, selulosa, dekstran
Mannosa	Mannan	?	MOS
Xilosa	Xilan	?	Hemiselulosa

 

Polisakarida cadangan

1.      Pati

Pati adalah polisakarida cadangan dalam tumbuhan. Monomer-monomer glukosa penyusunnya dihubungkan dengan ikatan alfa 1-4.  Bentuk pati yang paling sederhana adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus.^] Bentuk pati yang lebih kompleks adalah amilopektin yang merupakan polimer bercabang dengan ikatanalfa 1-6 pada titik percabangan.

2.      Glikogen

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 hatidan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.

3.      Dekstran

Dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-hlukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabangalfa 1-3 dan beberapa memiliki cabnga alfa 1-2 atau alfa 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui kayak akan dekstran. Dekstran juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstransintetis.

Polisakarida Struktural

1.      Selulosa

Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan. Selulosa adalah senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi hampir 100 miliar ton per tahun. Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi beta.

2.      Kitin

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 juga ditemukan pada dinding sel cendawan. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh.

3.      Pektin

Pektin merupakan karbohidrat kompleks (rumit) yang tegolong sebagai heteropolisakarida. Pektin paling banyak terkandung dalam dinding sel primer tumbuhan terestrial. Pektin mempunyai jenis ikatan 1,4 residu asam α-D-galaktosiluronis.

PERMASALAHAN :

1.      Berdasarkan kelarutannya dalam air, manakah yang lebih larut dalam air disakarida atau polisakarida ?

2.      Berikan dan jelaskan contoh produk yang mengandung jenis - jenis disakarida dalam kehidupan sehari hari !

3.      apakah peran dari setiap jenis polisakarida dalam kehidupan sehari hari?

4.      Apakah peran polisakarida dalam Kesehatan Manusia ?