I. DISAKARIDA

Sukrosa, maltosa, dan laktosa adalah disakarida yang paling dikenal. Disakarida adalah gula atau karbohidrat yang dibuat dengan menghubungkan dua monosakarida. Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.

Disakarida dibentuk oleh kombinasi kimia dari dua molekul monosakarida dengan pembebasan satu molekul air. Bentuk disakarida yang umum adalah sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa. Sukrosa merupakan gabungan dari glukosa dan fruktosa dengan ikatan α (1-5) yang dikenal sebagai gula dalam kehidupan sehari-hari. Sukrosa umumnya terdapat dalam gula tebu, gula bit serta gula mapel. Maltosa merupakan gabungan glukosa dan glukosa dengan ikatan α (1-4). Maltosa terbentuk dari proses hidrolisa pati. Laktosa (gula susu) terbentuk dari gabungan galaktosa dan glukosa dengan ikatan β (1-4). Selubiosa merupaka gabungan dari glukosa dan glukosa dengan ikatan β (1-4). Selubiosa adalah sakarida yang terbentuk dari sesulosa sebagai hasil kerja enzim selulose yang berasal dari mikroorganisme.

a) Sukrosa

b) Maltosa

c) Selobiosa

d) Laktosa

PEMBENTUKAN DISAKARIDA

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.

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 merupakan diastereoisomer dengan sifat-sifat kimia dan fisika yang berbeda.

II. POLISAKARIDA

Polisakarida adalah senyawa dimana molekul-molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glikosida, mempunyai massa molekul tinggi dan tidak larut dalam air atau hanya membentuk emulsi saja. Hidrolisis lengkap akan mengubah polisakarida menjadi monosakarida (heksosa).

Ikatan antara molekul monosakarida yang satu dengan yang lainnya terjadi antara gugus alkohol pada atom C ke-4 molekul yang satu (II) dengan gugus aldehida pada atom C ke -1 molekul monosakarida dengan yang lain.

Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme.

Jenis-jenis polisakarida

1. Pati

Pati dibentuk oleh homopolimer dari glukosa dengan rantai α-glikosidat, yang dikenal dengan glukosan atau glikan. Pati merupaka sumber karbohidrat paling penting dalam makanan dan ditemukan di dalam sereal, kentang, serta jenis-jenis sayuran lain. Unsur utama pati adalah amilosa(15-20%), yang merupakan struktur heliks tanpa cabang, dan amilopektin(80-85%), yang terdiri atas rantai bercabang dan tersusun atas 24-30 residu glukosa yang disatukan oleh ikatan 1 → 4 di dalam rantai tersebut dan oleh ikatan 1 → 6 pada titik cabang.

2. Glikogen

Glikogen merupakan polisakarida cadangan pada tubuh hewan. Senyawa ini sering disebut sebagai pati hewan. Glikogen memiliki struktur yang jauh lebih bercabang dibandingkan amilopektin, dan memiliki sejumlah rantai yang terdiri atas 12-14 residu α-D-glukopiranosa (dalam rangkaian α[1 → 4]-glukosidat) dengan cabang yang melalui ikatan α(1 → 6) glukosidat.

The glycogen molecule. A: General structure. B: Enlargement of structure at a branch point. It has a molecular mass of 107 Da and consists of polysaccharide chains each containing about 13 glucose residues.

3. Inulin

Inulin adalah pati yang ditemukan dalam umbi dan akar tanaman dahlia, artichoke, dan dendelion. Pati ini sangat mudah larut dalam air dan biasa digunakan dalam mendeteksi kecepatan filtrasi glomerulus ginjal.

4. Dekstrin

Dekstrin merupakan substansi yang terbentuk pada proses pemecahan hidrolisis pati. Dekstrin merupakan produk pertama kali terbentuk saat proses hidrolisis mencapai suatu derajat pencabangan tertentu.

5. Selulosa

Selulosa merupakan unsur utama kerangka tumbuhan. Selulosa bersifat taklarut dan terdiri atas unit-unit ß(1 → 4) untuk membentuk rantai lurus dan panjang yang diperkuat oleh banyak mamalia, termasuk manusia, karena tidak adanya enzim yang hidrolase ikatan ß. Di dalam usus pemamah biak dan herbivora lainnya, terdapat mikroorganisme yang dapat menghidrolase ikatan ß dan dapat mengfermentasi selulosa menjadi asam lemak rantai pendek dan dapat digunakan sebagai sumber energi utama.Ini dapat terjadi juga di dalam kolon manusia, tetapi dalam derajat terbatas.

6. Kitin

Kitin merupakan polisaarida struktural penting pada invertebrata. Bentuk ini ditemukan dalam eksoskeleton krustasea dan insekta. Dilihat dari strukturnya, kitin terdiri atas sejumlah unit N-asetil-D-glukosamin yang disatukan oleh ikatan ß(1 → 4)-glikosidat.

7. Glikosaminoglikan

Glikosaminoglikan (mukopolisakarida) terdiri atas sejumlah rantai karbohidrat kompleks yang dicirikan oleh kandungan gula amino dan asam-asam uronatnya. Kalau rantai-rantai ini melekat pada molekul protein, senyawa disebut sebagai suatu proteoglikan. Glikosaminoglikan bergabung dengan unsur-unsur pembentuk struktur jaringan seperti tulang, elastin, dan kolagen. Sifatnya yang menahan air dalam jumlah besar dan mengisi ruang-sehingga menjadi bantalan atau pelumas struktur lain-dibantu oleh sejumlah besar gugus -OH dan muatan negatif pada molekul, yang mempertahankan agar rantai karbohidrat tetap saling terpisah. Contoh glikosaminoglikan adalah asam hialuronat , kondroitin sulfat , dan heparin .

8. Glikoprotein

Glikoprotein(mukoprotein) ditemukan dalam berbagai situasi yang berbeda di dalam cairan dan jaringan, termasuk membran sel. Zat ini merupakan karbohidrat yang mengandung protein dalam jumlah beragam dan melekat sebagai rantai (tidak bercabang atau bercabang hingga 15 unit). Rantai seperti ini biasanya dinamakan rantai oligosakarida (walaupun panjang rantai dapat melebihi 10 unit). Karbohidrat yang menjadi unsur pembentuk glikoprotein.

9. Asam Sialat

Asam sialat merupakan derivat N- atau O-asil dari asam neuraminat. Asam neuroaminat adalah gula sembilan-karbon yang berasal dari manosamin (epimer glukosamin) dan piruvats. Asam sialat merupakan unsur pembentuk glikoprotein dan gangliosida . Gangliosida juga merupakan glikolipid.

PEMBENTUKAN POLISAKARIDA

Polisakarida adalah hasil kondensasi dari > 10 unit monosakarida, contohnya pati dan dekstrin. Polisakarida juga digolongkan menjadi heksosa dan pentosa, tegantung pada jenis monosakarida yang dihasilkan ketika hidrolisis. Polisakarida adalah senyawa karbohidrat kompleks. Bila dihidrolisis, polisakarida akan menghasilkan banyak unit monosakarida. Polisakarida terdiri atas dua jenis yaitu homopolisakarida (mengandung hanya satu jenis unit monomer) dan heteropolisakarida (mengandung dua atau lebih jenis unit monosakarida yang berbeda). Polisakarida biasanya tidak berasa, tidak larut dalam air, dan memiliki berat molekul yang tinggi. Contoh homopolisakarida adalah pati yang hanya mengandung unit-unit D-glukosa, sedangkan asam hialuronat pada jaringan pengikat mengandung residu dari dua jenis unit gula secara berganti-ganti merupakan contoh dari heteropolisakarida.

III. PERMASALAHAN

1) Jelaskan perbedaan struktur laktosa dan selebiosa!

2) Jelaskan proses pembentukan disakarida !

3) Jelaskan proses reaksi dehidrasi pada pembentukan disakarida !

4) Mengapa maltosa disebut gula pereduksi ? Jelaskan !

5) Dijelaskan bahwa sukrosa tidak dapat mengalami mutarotasi,  mengapa ? Jelaskan !

I. MONOSAKARIDA

Makanan seperti madu, gula jagung, gula anggur serta rasa manis pada buah-buahan adalah beberapa contoh dari gula sederhana yang disebut monosakarida. Monosakarida merupakan gula tunggal dengan bentuk paling sederhana yang terdiri dari 3-7 atom C.

 * Berdasarkan gugus fungsional yang dikandungnya, monosakarida digolongkan menjadi :

a. Aldosa

Gugus reduksi berupa gugus aldehida yang disebut aldosa, yang bersifat mereduksi

Contoh : Glukosa 

b. Ketosa

Monosakarida yang mempunyai gugus karbonil keton.

Contoh : Fruktosa

*Berdasarkan jumlah atom C pada monosakarida digolongkan menjadi :

a. Tritosa

Monosakarida yang mengandung 3 atom karbon. Ex : gliseraldehida

b. Tetrosa

Monosakarida yang mengandung 4 atom karbon. Ex : Eritosa

c. Pentosa

Monosakarida yang mengandung 5 atom karbon. Ex : Ribosa, arabinosa, xylosa, lyxosa

d. Heksosa

Monosakarida yang mengandung 6 atom karbon. Ex: alosa, altrosa, glukosa, gulosa

# Sifat-sifat Monosakarida

# JENIS-JENIS MONOSAKARIDA

a) Glukosa adalah karbohidrat dan gula sederhana yang paling penting dalam metabolisme manusia dengan rumus molekul C₆H₁₂O₆ yang banyak terdapat dalam sirup jagung. Glukosa disebut gula sederhana atau monosakarida karena glukosa adalah salah satu unit terkecil yang memiliki karakteristik kelas karbohidrat ini. Glukosa juga kadang-kadang disebut dekstrosa. Sirup jagung terutama terdiri dari glukosa. Glukosa merupakan salah satu molekul utama yang berfungsi sebagai sumber energi bagi tanaman dan hewan. Glukosa ditemukan dalam getah tanaman, dan ditemukan dalam aliran d–arah manusia di mana ia disebut sebagai “gula darah”.

b) Galaktosa adalah sebuah monosakarida atau gula sederhana, stereoisomer dengan glukosa, yang penting dalam makanan dan ditemukan berlimpah dalama makanan, terutama dalam produk susu, di mana ikut ada dengan gula susu laktosa.  Orang yang mengalami intoleran laktosa juga mungkin kekurangan galaktosa, namun dengan mudah dapat diperoleh dari makanan lain, termasuk banyak buah dan sayuran.

c) Fruktosa

Fruktosa (bahasa Inggris: fructose, levulose), atau gula buah, adalah monosakarida yang ditemukan di banyak jenis tumbuhan dan merupakan salah satu dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa, yang bisa langsung diserap ke aliran darah selama pencernaan.

d) Xilosa

Xilosa adalah salah satu kelompok monosakarida yang merupakan gula dengan lima gugus atom karbon (Pentosa) dan mempunyai gugus aldehida (Gugus atom karbon yang berikatan dengan satu atau dua atom hidrogen). Xilosa disebut juga Gula Kayu karena dihasilkan dari proses isolasi dengan proses hidrolisis. 

e) Ribosa

Ribosa adalah salah satu kelompok monosakarida yang terdiri dari lima atom karbon dan termasuk satu gugus fungsional aldehida (Gugus karbon yang mengikat satu atau dua atom hidrogen). Ribosa merupakan komponen RNA yang berperan dalam transkripsi genetik, oleh karena itu Ribosa sangat penting bagi makhluk hidup. Rumus Kimia Ribosa adalah C5H10O5. Ribosa juga berhubungan erat dengan Deoksiribosa yang merupakan komponen DNA.

Ribosa merupakan senyawa organik diklasifikasikan sebagai monosakarida, atau gula sederhana. Ribosa terdiri dari lima atom. Senyawa alami ini terlibat dalam jalur metabolik yang sangat penting yang dikenal sebagai jalur fosfat pentosa. Hal ini memainkan peran penting dalam produksi energi untuk seluruh tubuh serta sintesis materi genetik. Mengambil D-ribosa menawarkan manfaat kesehatan bagi mereka dengan fibromyalgia, sindrom kelelahan kronis (CFS) dan berbagai kondisi lain dan penyakit.

II. PENENTUAN STEREOKIMIA 

Stereokimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang struktur 3 dimensi dari molekul, yakni sebuah struktur yang mrmiliki rumus molekul sama hanya karena susunannya berbeda akan mengakibatkan fungsi yang berbeda pula.

Berdasarkan stereokimia, monosakarida terbagi menjadi beberapa golongan.Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer  mengandung   pengertian:

1)      memiliki kesamaan order dan jenis ikatan

2)      memiliki perbedaan susunan spasial

3)      memiliki perbedaan properti (sifat).

Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia:

1)      Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier)

2)      Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana)

3)      konformasi kursi

III. PERMASALAHAN
1) Jelaskan perbedaan struktur glukosa dan fruktosa!

2) Sebutkan perbedaan struktur pentosa dan heksosa!

3)  Xilosa disebut juga Gula Kayu karena dihasilkan dari proses isolasi dengan proses hidrolisis. Jelaskan proses tersebut !