KIMIA ORGANIK

Biosintesis dan BiogenesisRara Santi Yonatha Thresia                                                    BAB I

PENDAHULUAN

I.1          Latar Belakang

Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan Van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales  berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.

Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples  terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya

Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale  dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).

I.2          Tujuan

1.    Untuk mengetahui proses pembentukan glukosa dari fotosintesis pada tumbuhan.

2.    Untuk memahami dan metabolisme dari karbohidrat, protein dan lipid.

I.3          Manfaat

1.    Dapat mengetahui proses pembentukan glukosa dari fotosintesis pada tumbuhan.

2.    Dapat memahami dan metabolisme dari karbohidrat, protein dan lipid.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1      Fotosintesis

Lingkungan fisik menyediakan nutrien-nutrien anorganik. Semua zat anorganik yang diambil makhluk hidup akan dikembalikan lagi pada lingkungannya. Ada yang dikembalikan dalam bentuk ekskret yang dihasilkan oleh makhluk hidup waktu bereksresi, dan sisa-sisa makhluk hidup akan diuraikan (dekomposisi = demineralisasi) oleh makhluk pengurai (dekomposer) seperti cendawan dan bakteri kembali menjadi zat-zat anorganik.

Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (air, karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya.  Fotosintesis dilakukan oleh tumbuhan dan makhluk hidup yang mempunyai klorofil. Komponen-komponen yang diperlukan dalam fotosintesis adalah: CO₂, H₂O, cahaya dan klorofil. Karbon dioksida diambil dari udara, H₂O diambil dari tanah. Peranan klorofil dalam fotosintesis adalah untuk menyerap cahaya dan sumber elektron. Cahaya yang paling efektif digunakan untuk mendapatkan hasil fotosintesis yang maksimum adalah cahaya merah dan biru. Proses pembentukan karbohidrat ini berlangsung secara bertingkat. Zat yang stabil yang mula-mula terbentuk adalah gula sederhana. Kelebihan molekul-molekul gula sederhana akan disimpan dalam bentuk zat tepung (pati). melalui proses biosintesis dengan melepaskan nH2O. Untuk pembentukan 1 gram gula ternyata sama dengan jumlah energi yang diperlukan dalam pembakaran 1 gram gula yaitu 675 kilo kalori. Inilah jumlah energi yang diperlukan dalam fotosintesis.

Menurut percobaan setiap 1 m2 luas daun/jam dapat menyerap ± 200 kilo kalori, sementara di dalam daun dapat terbentuk 1-2 gram gula. Jadi dapat dihitung bahwa energi yang jatuh pada daun hanya 2% yang digunakan untuk fotosintesis. Hasil lain fotosintesis, O₂ dibebaskan ke udara dan ini berasal dari H₂O. Ini dapat diketahui berdasarkan uji menggunakan isotop oksigen yang dilakukan oleh Ruben dan Van Niel. Bagian tubuh tumbuhan yang melakukan asimilasi C (karbon) adalah bagian yang mengandung zat hijau daun.

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia  pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Pada hakekatnya, semua kehidupan di atas bumi ini tergantung langsung dari adanya proses asimilasi CO₂ menjadi senyawa kimia organic dengan energy yang didapat dari sinar matahari. Dalam proses ini energy sinar matahari (energy foton) ditangkap dan diubah menjadi energy kimia dengan proses yang disebut fotosintesis. Keseluruhan proses fotosintesis yang melibatkan berbagai macam enzim dituliskan dengan persamaan reaksi

6CO₂ + 6H₂O →C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Dalam bakteri berfotosintesis, sebagai pengganti H₂O dipakai zat pereduksi yang lebih kuat seperti H2, H2S, dan H2R (R adalah gugus organik). Persamaan reaksinya adalah

          2CO₂ + 2H₂R →2CH₂O + O₂ + 2R

A.    Fotosistem  

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.

Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi. Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron.Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.

Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena. Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700. Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.

B.      REAKSI FOTOSINTESIS

Reaksi Terang

Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO₂ dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP⁺ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH. Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana.

Reaksi terang terjadi pada membran tilakoid di grana. Grana berupa tumpukan tilakoid, terdapat di dalam kloroplas,. Tilakoid adalah membran pipih berbentuk cakram yang membrannya mengandung klorofil, pigmen fotosntesis. Blackman mengemukakan adanya reaksi gelap yang terjadi di stroma, merupakan matriks kloroplas tak berwarna yang mengandung grana.

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH₂ Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.

Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H₂O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H⁺ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH₂. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H⁺ yang disebut sitokrom b₆-f kompleks. Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah:

2H₂O + 4 foton + 2PQ + 4H^- → 4H⁺ + O₂ + 2PQH₂

Sitokrom b₆-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH₂ dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H⁺ dari stroma ke membran tilakoid. Reaksi yang terjadi pada sitokrom b₆-f kompleks adalah :

2PQH₂ + 4PC(Cu²⁺) → 2PQ + 4PC(Cu⁺) + 4 H⁺ (lumen)

Elektron dari sitokrom b₆-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I. Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H₂O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin. Reaksi keseluruhan pada PS I adalah :

Cahaya + 4PC(Cu⁺) + 4Fd(Fe³⁺) → 4PC(Cu²⁺) + 4Fd(Fe²⁺)

Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP⁺ dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP⁺ reduktase. Reaksinya adalah:

4Fd (Fe²⁺) + 2NADP⁺ + 2H⁺ → 4Fd (Fe³⁺) + 2NADPH

Ion H⁺ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H⁺ melintasi membran tilakoid. Masuknya H⁺ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut :

Sinar + ADP + Pi + NADP⁺ + 2H₂O → ATP + NADPH + 3H⁺ + O₂

Reaksi Gelap

          Dalam tahap reaksi gelap cahaya ini, energy yang dihasilkan (NADPH dan ATP) dalam tahap reaksi terang cahaya selanjutnya dipakai dalam reaksi sintesis glukosa dari CO₂, untuk kemudian dipakai dalam reaksi pembentukan senyawa pati, selulosa, dan polisakarida lainnya sebagai hasil akhir proses fotosintesis dalam tumbuhan.

          Jalur metabolisme reaksi pembentukan glukosa dari CO2 ini merupakan suatu jalur metabolism mendaur yang pertama kali diusulkan oleh M. Calvin, disebut daur calvin. Dalam tahap pereaksi pertamanya, 6 molekul CO2 dari udara bereaksi dengan 6 molekul ribulosa 1,5-difosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa difosfat karboksilase (disebut juga ribulosa difosfat karboksidismutase), menghasilkan 12 molekul 3-fosfogliserat (lihat gambar  5.10). ribulosa difosfat karboksilase adalah suatu enzim yang mempunyai bobot molekul 550.000 dan terdapat banyak dalam kloroplas ( 15% dari total protein kloroplas).

Pada tahap reaksi kedua, 12 molekul 3-fosfogliserat diubah menjadi 12 molekul gliseraldehida 3-fosfat melalui pembentukan 1,3-difosfogliserat, dikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinase dan gliseraldehidafosfat dehidrogenase, serta menggunakan 12 ATP dan 12 NADPH (lihat gambar 5.11). Selanjutnya,  tahap reaksi ketiga 12 gliseraldehida 3-fosfat diubah menjadi 3 molekul fruktosa 6-fosfat dengan melalui pembentukan senyawa dihidroksi aseton fosfat dan fruktosa 1,6-difosfat.

Satu dari tiga molekul fruktosa 6-fosfat. Diubah menjadi glukosa (sebagai hasil akhir) melalui pembentukan glukosa 6-fosfat serta menggunakan enzim yang sama seperti pada proses kebalikan dari glikolisis, yaitu glukosafosfat isomerase dan glukosa 6-fosfatase (lihat gambar 5.12).

Sedangkan dua molekul fruktosa 6-fosfat lainnya mengalami metabolism lebih lanjut dengan urutan reaksi sebagai berikut :

Dalam daur ini yang menonjol ialah tahap reaksi penambatan CO2, reaksi yang menggunakan energy NADPH dan ATP, dan reaksi yang menghasilkan glukosa sebagai hasil akhir. Dalam reaksi penambatan CO2 ternyata dibutuhkan 3molekul ATP dan 2 molekul NADPH untuk mereduksi 1 molekul CO2.

Gambar Siklus Calvin

II.1      Metabolisme Primer dan Metabolisme Sekunder

1.         Metabolisme Primer

Senyawa metabolisme primer merupakan senyawa yang dihasilkan oleh makhluk hidup dan bersifat essensial bagi proses metabolisme sel tersebut. Senyawa ini dikelompokkan menjadi 4 kelompok makromolekul yaitu karbohidrat, protein, lipid,dan asam nukleat.

Meskipun karakteristik yang sangat beragam organisme hidup, jalur untuk umum memodifikasi dan sintesa karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat yang ditemukan pada dasarnya sama dalam semua organisme, selain dari kecil variasi.  Proses ini menunjukkan fundamental kesatuan dari semua materi hidup, dan secara kolektif digambarkan sebagai metabolisme primer, dengan senyawa-senyawa yang terlibat dalam jalur yang disebut metabolit primer. Jadi degradasi karbohidrat dan gula secara umum (glikolisis) dicirikan melalui jalur yang dikenal sebagai Krebs/asam  sitrat. Yaitu siklus asam yang melepaskan energi dari senyawa organik melalui reaksi oksidatif.

Oksidasi asam lemak dari lemak dengan urutan yang disebut β-oksidasi juga menyediakan energi. Organisme aerobik mampu mengoptimalkan proses ini dengan menambahkan pada proses lebih lanjut, fosforilasi oksidatif. Ini meningkatkan efisiensi oksidasi dengan memasukkan proses yang lebih umum yang berlaku untuk oksidasi dari berbagai macam substrat daripada harus menyediakan proses yang spesifik untuk setiap individu substrat.

Protein diambil dalam melalui makanan memberikan asam amino, namun proporsi masing-masing akan hampir pasti bervariasi dari kebutuhan organisme. Jalur metabolik demikian tersedia untuk interconvert asam amino, atau menurunkan yang tidak diperlukan dan dengan demikian menyediakan sumber lebih lanjut energi. Kebanyakan organisme dapat mensintesis hanya suatu proporsi asam amino yang mereka benar-benar membutuhkan untuk sintesis protein. Mereka struktur tidak disintesis, apa yang disebut asam amino esensial, harus diperoleh dari sumber eksternal.

A.       Metabolisme Karbohidrat

Anabolisme (Sintesis)

Sintesis karbohidrat terbagi dalam glikogenesis dan glukogenesis, dibawah ini adalah uraian dari keduanya:

a.         Glikogenesis

Glikogen adalah bentuk karbohidrat yang utama di dalam tubuh hewan dan merupakan polimer α-glukosa yang bercabang. Glikogenesis adalah proses sintesis dari glukosa menjadi glikogen. Terjadi bila jumlah glukosa itu berlebih sehingga sebagian glukosa diubah menjadi glikogen. Glikogenesis terutama terjadi pada hati dan otot.

Pembentukan glikogen dari glukosa, baik dalam hati ataupun otot dapat berlangsung karena adanya uridin difosfat glukosa.

Reaksi pembentukan glikogen tersebut ialah sebagai berikut:

Uridin difosfat glukosa dapat dibentuk dari reaksi uridintrifosfat dengan glukosa-1-fosfat. Kebalikan dari glikogenesis adalah glikogenolisis, yaitu reaksi pemecahan molekul glikogen menjadi molekul-molekul glukosa.

b.         Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah proses pembentukan D-glukosa dari prekursor yang bukan karbohidrat. Karena prekursor yang digunakan bukan karbohidrat, maka sumber karbonnya adalah sejumlah prekursor glukogenik yang terutama berasal dari asam amino-L, laktat atau gliserol. Walaupun glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa, namun bukan kebalikan dari proses glikolisis, karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversible, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya.

Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversible ini, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain, yaitu:

1.         Fosfoenolpiruvat dibentuk dari asam piruvat melalui pembentukan asam oksalo asetat.

2.         Fruktosa-6-fosfat dibentuk dari fruktosa-1,6-difosfat dengan cara hidrolisis oleh enzim fruktosa-1,6-difosfatase.

3.         Glukosa dibentuk dengan cara hidrolisis glukosa-6-fosfat dengan katalis glukosa-6-fosfatase.

Katabolisme (Penguraian)

A.       Metabolisme Lipid

Anabolisme (Sintesis)

a.         Asam Lemak

Sintesisi asam lemak bukan berarti kebalikan dari jalur penguraian asam lemak, artinya pembentukan asam lemak sebagian besar berlangsung melalui jalur metabolik lain, walaupun ada sebagian kecil asam lemak yang dihasilkan melalui kebalikan dari reaksi penguraian sam lemak dalam mitokondria. Pada hakikatnya sintesis asam lemak berasal dari asetil KoA Enzim yang bekerja sebagai katalis adalah kompleks enzim-enzim yang terdapat pada sitoplasma, sedangkan enzim pemecah asam lemak terdapat pada mitokondria.

b.         Trigliserida

Tahap pertama sintesis trigliserida ialah pembentukan gliserofosfat, baik dari gliserol (reaksi 1) maupun dari dihidroksiaseton fosfat (reaksi 2). Reaksi 1 berlangsung dalam hati dan ginjal dan reaksi 2 berlangsung dalam mukosa usus serta dalam jaringan adiposa. Selanjutnya gliserofosfat yang telah terbentuk bereaksi dengan 2 mol asil koenzim A membentuk suatu asam fosfatidat (reaksi 3). Tahap berikutnya ialah reaksi hidrolisis asam fosfatidat ini dengan fosfatase sebagai katalis dan menghasilkan suatu 1,2-digliserida (reaksi 4). Asilasi terhadap 1,2-digliserida ini merupakan reaksi pada tahap akhir karena molekul asil koenzim A akan terikat pada atom C nomor 3, sehingga terbentuk trigliserida (rekai 5).

c.         Fosfolipid

Sebelum membentuk trigliserida, 1,2-digliserida dapat bereaksi dengan sitidindifosfat-kolin (CDP-kolin) menghasilkan fosfatidilkolin (reaksi 10). Selain itu 1,2-digliserida dapat pula berekai dengan sitidindifosfat-etanolamina menghasilkan fosfatidil-etanolamina (reaksi 6).

d.        Kolesterol

Pada dasarnya kolesterol disintesis dari asetil koenzim A melalui beberapa tahapan reaksi. Secara garis besar dapat dikatakan bahwa asetil koenzim A diubah menjadi isopentenil pirofosfat dan dimetalil pirofosfat melalui beberapa reaki yang melibatkan beberapa jenis enzim. Selanjutnya isopentenil pirofosfat dan dimetalil ini juga berlangsung melalui beberapa rekasi yang membentuk senyawa-senyawa antara, yaitu geranil pirofosfat, skualen dan lanisterol.

Katabolisme (Penguraian)

A.       Metabolisme Protein

Anabolisme (Sintesis)

Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan yang diberikan oleh DNA. Pada yahap ini informasi genetic diberikan kepada molekul RNA yang terbentuk selaku perantara dalam sintesis protein. Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetic ke dalam proses pembentukan protein, pada tahap ini asam-asam amino secara berurutan diikat satu dengan lain, sesuai pesan yang diberikan DNA. Biosintesis protein berlangsung dalam ribosom, yaitu suatu partikel yang terdapat pada sitoplasma.

Katabolisme (Penguraian)

Siklus asam sitrat

2.         Metabolisme Sekunder

Berbeda dengan jalur-jalur metabolik primer, yang mensintesis, menurunkan, dan umumnya senyawa yang biasa ditemui di semua organisme, ada juga metabolisme berkaitan dengan senyawa yang memiliki lebih banyak terbatas distribusinya di alam. Senyawa seperti ini disebut metabolit sekunder, ditemukan
pada organisme hanya tertentu, atau kelompok organisme, dan merupakan ekspresi individualitas spesies. Metabolit sekunder belum tentu diproduksi di bawah semua kondisi, dan dalam sebagian besar kasus fungsi senyawa ini dan manfaat mereka untuk organisme belum diketahui. Beberapa tidak diragukan lagi diproduksi untuk mudah dihargai alasan, misalnya sebagai bahan beracun menyediakan pertahanan terhadap pemangsa, sebagai atraktan volatile terhadap spesies yang sama atau lainnya, atau sebagai pewarna agen untuk menarik atau memperingatkan spesies lain, tetapi logis untuk berasumsi bahwa semua melakukan memainkan beberapa peranan penting untuk kesejahteraan produsen. Ini adalah daerah ini metabolisme sekunder yang menyediakan sebagian besar alam produk farmakologi aktif. Dengan demikian cukup jelas bahwa diet manusia bisa baik enak dan sangat berbahaya jika semua tanaman, hewan, dan jamur menghasilkan rentang yang sama senyawa.

Karakteristik metabolit sekunder adalah heterogen struktur kimianya dan terbatas pada kelompok makhluk hidup bahkan jenis tertentu. Sintesisnya dibantu oleh enzim yang dikode oleh materi genetik khusus, serta terdapat kontrol pada biosintesisnya melalui regulasi aktivitas dan jumlah enzim, kompartemensasi enzim, prekursor, intermediat, serta produk yang terlibat dalam biosintesis, maupun penyimpanan dan penguraiannya. Metabolit yang diproduksi oleh tumbuhan tersebut memiliki nilai penting dalam berbagai industri, khususnya sebagai bahan baku industri farmasi, penyedap makanan, dan parfum, sehingga penelitian untuk meningkatkan produktivitasnya perlu terus dilakukan.Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya.

Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu  spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal. Singkatnya, metabolit sekunder digunakan organisme untuk berinteraksi dengan lingkungannya.Biosintesis metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari goIongan senyawa yang bersangkutan.

Blok bangunan atau skema untuk metabolit sekunder berasal dari metabolisme primer seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.1.

Skema ini menguraikan bagaimana metabolit dari proses dasar fotosintesis, glikolisis, dan siklus Krebs yang diambil dari proses penghasilan energi untuk memberikan biosintetik. Sejauh ini blok yang paling penting dalam biosintesis metabolit sekunder berasal dari peralihan asetil koenzim A (asetil-KoA), asam shikimic, asam mevalonic, dan 1-deoxyxylulose 5-fosfat.

Asetil-CoA dibentuk oleh dekarboksilasi oksidatif dari jalur glikolitik produk asam piruvat. Hal ini juga dihasilkan oleh β-oksidasi asam lemak, proses membalikkan efektif dimana asam lemak itu sendiri disintesis dari asetil-KoA. Metabolit sekunder yang penting terbentuk dari jalur asetat termasuk fenol, prostaglandin, dan antibiotik macrolide, bersama-sama dengan berbagai asam lemak dan turunannya di metabolism primer atau sekunder.

Asam Shikimic dihasilkan dari kombinasi Phosphoenolpyruvate, jalur glikolitik menengah, dan erythrose 4-fosfat dari pentosa yang jalur fosfat. Reaksi pentosa yang siklus fosfat dapat digunakan untuk degradasi glukosa, tetapi mereka juga adalah fitur dalam sintesis gula oleh fotosintesis. Jalur shikimit mengarah ke berbagai fenol, turunan sinamat asam, lignan, dan alkaloid.

Asam Mevalonic itu sendiri dibentuk dari tiga molekul asetil-KoA, tetapi saluran jalur mevalonate asetat menjadi serangkaian senyawa yang berbeda dari 
jalur asetat.

Deoxyxylulose fosfat muncul dari kombinasi dua glikolitik  jalur antara, yaitu asam piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat. Jalur mevalonit dan jalur fosfat deoxyxylulose bersama-sama  bertanggung jawab atas biosintesis yang luas dari 
metabolit terpenoid dan steroid.

                                  TERPENOID

                                                              BAB I

                                                    PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

      Nama Terpene (terpane) diambil dari produk getah tusam, terpentin (turpentine). Terpenoid merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan terutama terkandung pada getah dan vakuola selnya. Pada tumbuhan, senyawa-senyawa golongan terpenoid, merupakan metabolit sekunder. Terpen dan terpenoid dihasilkan pula oleh sejumlah hewan, terutama serangga dan beberapa hewan laut. Di samping sebagai metabolit sekunder, terpenoid merupakan kerangka penyusun sejumlah senyawa penting bagi makhluk hidup. Sebagai contoh, senyawa-senyawa steroid adalah turunan skualena, suatu triterpen; juga karoten dan retinol. Secara kimia, terpenoid umumnya larut dalam lemak dan terdapat di dalam sitoplasma sel tumbuhan (Harbone, 1987).

Terpena dan terpenoid menyusun banyak minyak atsiri yang dihasilkan oleh tumbuhan. Kandungan minyak atsiri memengaruhi penggunaan produk rempah-rempah, baik sebagai bumbu, sebagai wewangian, serta sebagai bahan pengobatan, kesehatan, dan penyerta upacara-upacara ritual. Nama-nama umum senyawa golongan ini seringkali diambil dari nama minyak atsiri yang mengandungnya. Lebih jauh lagi, nama minyak itu sendiri diambil dari nama (nama latin) tumbuhan yang menjadi sumbernya ketika pertama kali diidentifikasi. Sebagai misal adalah citral, diambil dari minyak yang diambil dari jeruk (Citrus). Contoh lain adalah eugenol, diambil dari minyak yang dihasilkan oleh cengkeh (Eugenia aromatica). Terpenoid disebut juga isoprenoid. Hal ini dapat dimengerti karena kerangka penyusun terpena dan terpenoid adalah isoprena (C5H8).

I.2 Tujuan

1. Untuk mengidentifikasi senyawa terpenoid

2. Untuk mengidentifikasi sifat fisika dan sifat kimia dari terpenoid

I.3 Manfaat

1. Dapat mengidentifikasi senyawa terpenoid

2. Dapat mengidentifikasi sifat fisika dan sifat kimia dari terpenoid

                                                           BAB II

                                            TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Terpenoid

        Terpen-terpen adalah suatu golongan senyawa yang sebagian besar terjadi dalam dunia tumbuh-tumbuhan. Hanya sedikit sekali terpen-terpen yang diperoleh dari sumber-sumber lain.. Terpenoida adalah merupakan kompenen – komponen tumbuhan yang mempunyai bau dan dapat diisolasi dari bahan nabati dengan penyulingan disebut sebagai minyak atsiri. minyak atsiri yang berasal dari bunga pada awalnya dikenal dari penentuan struktur secara sederhana, yaitu dengan perbandingan atom hydrogen dan atom karbon dari senyawa terpenoid yaitu 8 : 5 dan dengan perbandingan tersebut dapat dikatakan bahwa senyawa tersebut temasuk golongan terpenoid.

Minyak atsiri bukanlah senyawa murni tetapi merupakan campuran senyawa organic yang kadangkala terdiri dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagian besar komponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon dan hydrogen atau karbon, hydrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatic yang secara umum disebut terpenoid.

Monoterpen-monoterpen dan seskuiterpen adalah komponen utama dari minyak menguap atau minyak atsiri. Minyak menguap ini diperoleh dari daun atau jaringan-jaringan tertentu dari tumbuh-tumbuhan atau pohon-pohonan. Minyak atsiri adalah bahan yang mudah menguap, sehingga ia mudah dipisahkan dari bahan-bahan lain yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Salah satu cara yang paling popular untuk memisahkan minyak atsiri dari jaringan tumbuh-tumbuhan ialah penyulingan. Senyawa-senyawa di dan triterpen tidak dapat diperoleh dengan jalan destilasi uap, tapi diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan tanaman karet atau resin dengan jalan isolasi serta metoda pemisahan tertentu.

Klasifikasi terpenoid ditentukan dari unit isopren atau unit C-5 penyusun senyawa tersebut. Secara umum biosintesa dari terpenoid dengan terjadinya tiga reaksi dasar yaitu (Lenny, 2006):

1. Pembentukan isopren aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat

Terpenoid merupakan bentuk senyawa dengan keragaman struktur yang besar dalam produk alami yang diturunkan dan unit isoprena (C5) yang bergandengan dalam model kepala ke ekor (head-to-tail), sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat (mevalonic acid : MVA). Adapun reaksinya adalah sebagai berikut:

2. Penggabungan kepala dan ekor dua unit isopren akan membentuk monoseskui-, di-, sester- dan poli-terpenoid.

3. Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Senyawa terpenoid terdapat hampir diseluruh jenis tumbuhan dan penyebarannya juga hampir semua bagian (jaringan) tumbuhan mulai dari akar, batang dan kulit bunga, buah dan yang paling banyak adalah daun. Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut unit isopren. Unit C-5 ini dinamakan demikian karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Bahkan beberapa batang dan eksudat (getah atau dammar) tumbuhan juga mengandung terpenoid. Kerangka dasar dari terpenoid adalah merupakan gabungan (bukan polimer) dari isoprene yang dikenal sebagai aturan isoprene dengan struktur sebagai berikut :

Isopren Unit Isopren

Gambar Isopren dan Unit isoprene

Terpenoid dapat merupakan gabungan kombinasi bagian isoprene tersebut yaitu kepala – ekor, kepala – kepala, ekor – ekor, kepala – ketiak dan seterusnya. Dalam tumbuhan, sesungguhnya tidak pernah di dapatkan unit isoprene bebas sebagai precursor tetapi dalam bentuk isoprene pirifosfart dengan struktur : CH2=CH(CH3)-CH2-CH2-OPP. Kemudian senyawa itu dipilah-pilah menjadi beberapa golongan berdasarkan jumlah satuan yang terdapat dalam senyawa tersebut; dua (C10), tiga (C15), empat (C20), enam (C30), atau delapan (C40) satuan. Terpenoid terdiri atas beberapa macam senyawa, mulai dari komponen minyak atsiri, yaitu monoterpena dan seskuiterpena yang mudah menguap (C10 dan C15), diterpena yang lebih sukar menguap (C20), sampai ke senyawa yang tidak menguap, yaitu triterpena dan sterol (C30), serta pigmen karotenoid (C40). Setiap golongan terpenoid itu seperti yang terdapat pada Penggolongan isoprene adalah berdasarkan jumlah isoprene yang menyusun terpenoid tersebut seperti tabel:

Unit isoprena Jumlah karbon

Struktur terpenoid juga beragam yaitu: rantai terbuka, monosiklik dan polisiklik serta mempunyai gugus fungsi yang beragam pula. Berikut ini adalah pengelompokkan terpenoid yang lebih umum ditinjau berdasarkan aspek fitokimia (kimia tumbuhan ) dan kemotaksonomi yaitu tumbuhan yang speciesnya sama, maka kandungan kimianyapun pada umumnya sama

Minyak Atsiri

Minyak atsiri adalah bagian terbesar dari terpenoid dan tertersebar hampir diseluruh bagaian (jaringan) tumbuhan. Cara pengambilan minyak atsiri adalah dengan cara penyulingan uap dari jaringan tumbuhan. Minyak adalah pemberi aroma khas dari tumbuhan penghasil minyak atsiri tersebut. Suku tumbuhan penghasil minyak atsiri adalah Compositae seperti Matricaria, Labiatae seperti Menta, Myrtaceae, Eucalyptus, Pinaceae seperti pinus, Rosaceae seperti bunga mawar, Rutaceae seperti Citrus dan Umbellifereceae sperti Pimpinella anisum, Carvum carvi dan lain – lain. Berikut ini adalah beberapa komponen terpenoid dari minyak atsiri

1. Monoterpenoid

Monoterpenoid merupakan senyawa "essence" dan memiliki bau yang spesifik yang dibangun oleh 2 unit isopren atau dengan jumlah atom karbon 10. Lebih dari 1000 jenis senyawa monoterpenoid telah diisolasi dari tumbuhan tingkat tinggi, binatang laut, serangga dan binatang jenis vertebrata dan struktur senyawanya telah diketahui.

Menurut J.B Harbone (1987), monoterpenoid dapat dipilah menjadi tiga golongan, bergantung pada apakah struktur kimianya asiklik (misalnya geraniol), monosiklik (misalnya limonena), atau bisiklik (misalnya α - pinena). Dalam setiap golongan, monoterpenoid dapat berupa hidrokarbon tak jenuh (misalnya limonena) atau dapat mempunyai gugus fungsi dan berupa alkohol (misalnya mentol), aldehida, atau keton (misalnya; menton, karvon).

Struktur dari senyawa monoterpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prinsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isopren. struktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptik, ekspektoran, spasmolotik dan sedatif. Disamping itu monoterpenoid yang sudah dikenal banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemberi aroma makan dan parfum dan ini merupakan senyawa komersial yang banyak diperdagangkan.

Dari segi biogenetik, perubahan geraniol nerol dan linalol dari yang satu menjadi yang lain berlangsung sebagai akibat reaksi isomerisasi. Ketiga alkohol ini, yang berasal dari hidrolisa geranil pirofosfat (GPP) dapat menjadi reaksi-reaksi sekunder, misalnya dehidrasi menghasilkan mirsen, oksidasi menjadi sitral dan oksidasi-reduksi menghasilkan sitronelal. Perubahan GPP in vivo menjadi senyawa-senyawa monoterpen siklik dari segi biogenetik disebabkan oleh reaksi siklisasi yang diikuti oleh reaksi-reaksi sekunder.

Seperti senyawa organik bahan alam lainnya, monoterpenoida mempunyai kerangka karbon yang banyak variasinya. Oleh karena itu penetapan struktur merupakan salah satu bagian yang penting. Penetapan struktur monoterpenoida mengikuti suatu sistematika tertentu yang dimulai dengan penetapan jenis kerangka karbon. Jenis kerangka karbon Suatu monoterpen monosiklik antara lain dapat ditetapkan oleh rekasi dehidrogenasi menjasi suatu senyawa aromatik (aromatisasi). Penetapan struktur selanjutnya ialah menetukan letak atau posisi gugus fungsi dari senyawa yang bersangkutan didalam kerangka karbon tersebut. Posisi gugus fungsi dapat diketahui berdasarkan penguraian oksidatif. Cara lain adalah mengubah senyawa yang bersangkutan oleh reaksi-reaksi tertentu menjadi senyawa lain yang telah diketaui strukturnya. Dengan kata lain, saling mengaitkan gugus fungsi senyawa yang bersangkutan dengan gugus fungsi senyawa lain yang mempunyai kerangka karbon yang sama. Pembuktian struktur suatu senyawa akhirnya didukung oleh sintesa senyawa yang bersangkutan dari suatu senyawa yang diketahui strukturnya.

Monoterpenoid merupakan komponen utama banyak minyak atsiri dan mempunyai makna ekonomi besar sebagai bau-rasa, wewangian dan pelarut. Monoterpenoid khas berupa cairan tak berwarna, tidak larut dalam air, dapat disuling uap dan berbau harum. Contoh monoterpenoid lain seperti mirsena, lavandol, geranial, keton artemisia, perinia, α-felandrena, pulegon, menton, mentofuran, mentol, 1,8 sinesol, eukarvon, kripton, safranal, nepelakton, askaridol dan lain-lain.

2. Seskuiterpenoid

Seskuiterpenoid merupakan senyawa terpenoid (C15) yang dibangun oleh 3 unit isopren yang terdiri dari kerangka asiklik dan bisiklik dengan kerangka dasar naftalen. Anggota seskuiterpenoid asiklik yang terpenting ialah farnesol, nerolidol, alcohol yang tersebar luas (Robinson, 1991) :

Senyawa seskuiterpenoid ini mempunyai bioaktivitas yang cukup besar, diantaranya adalah sebagai antifeedant, hormon, antimikroba, antibiotik dan toksin serta regulator pertumbuhan tanaman dan pemanis. Senyawa-senyawa seskuiterpen diturunkan dari cis farnesil pirofosfat dan trans farnesil pirofosfat melalui reaksi siklisasi dan reaksi sekunder lainnya dan kedua senyawa antara ini merupakan kunci dalam biosintesis terpenoid.

Kedua isomer farnesil pirofosfat ini dihasilkan in vivo melalui mekanisme yang sama seperti isomerisasi abtara geranil dan nerol.

Seskuiterpenoid adalah senyawa C15 biasanya dianggap berasal dar i tiga satuan isoprena. Seperti monoterpenoid, seskuiterpenoid terdapat sebagai komponen minyak atsiri yang tersuling uap dan berperan penting dalam aroma kepada buah dan bunga. Kegunaan kaidah isoprena secara umum dan kadang-kadang kekecualian yang disebutkan terdahulu berlaku juga untuk golongan ini. Anggota seskuiterpenoid asiklik ialah farnesol dengan alkohol yang tersebar luas. Farnesol pirofosfat merupakan senyawa antara kunci dalam biosintesis terpenoid. Sebagian besar seskuiterpenoid monosiklik mempunyai kerangka farnesol yang tertutup membentuk cincin anggota 6. Contoh seskuiterpenoid yaitu γ-bisabolena, zingiberena, lanseol, ar-turmeron, perezon dan asam (S)-absisat.

Salah satu seskuiterpenoid monosiklik terpenting adalah asam absisat, hormon yang melawan efek giberelin dan menghambat pertumbuhan kuncup. Sejumlah senyawa C13 berasal dari seskuiterpenoid telah diketahui penyebabnya bermakna bau-rasa buah. Banyak senyawa seskuiterpenoid yang diketahui mempunyai efek fisiologi terhadap hewan dan tumbuhan. Sementara beberapa senyawa seskuiterpenoid ada yang mengandung gugus fungsi lakton yang beracun yang merupakan kandungan tumbuhan obat. Senyawa lain bekerja sebagai penolak serangga dan insektisida, bebeapa merangsang pertumbuhan tumbuhan, dan bekerja sebagai fungisida.

Selain gugus fungsi lakton juga terdapat dua gugus aldehida yang dipisahkan oleh 2 atom karbon. Gugus dialdehida ini menyebabkan beberapa tumbuhan pedas dan juga aktif sebagai penolak serangga.

Contoh seskuiterpenoid monosiklik biasa adalah farnesol, Asam absisat, humulen, zerumbon, elemol dan nootkatin. Seskuiterpenoid bisiklik seperti α-kadinena, guaiol, β-selinena, eudesmol, santonin, kesil alkohol, vetivon dan artabsin. Seskuiterpenoid tidak biasa seperti iresin, karyofilena, eremofilon, akoron, sedrol, kuparena, tujopsena.

                       

                       

3. Diterpenoid

Menurut J.B Harbone (1987) Senyawa diterpenoid merupakan senyawa yang beraneka ragam yang mempunyai kerangka karbon C20 yang berasal dari 4 unit isopren. Barangkali, satu-satunya diterpenoid yang tersebar di semesta ialah senyawa induk asiklik dari deret senyawa tersebut, yaitu fitol.

Senyawa ini mempunyai bioaktivitas yang cukup luas yaitu sebagai hormon pertumbuhan tanaman, podolakton inhibitor pertumbuhan tanaman, antifeedant serangga, inhibitor tumor, senyawa pemanis, anti fouling dan anti karsinogen. Senyawa diterpenoid dapat berbentuk asiklik, bisiklik, trisiklik dan tetrasiklik dan tatanama yang digunakan lebih banyak adalah nama trivial (Lenny,2006).

Karena titik didihnya yang tinggi biasanya diterpenoid tidak ditemukan dalam minyak atisri tumbuhan meskipun diterpenoid bertitik didih rendah pun. Senyawa ini ditemukan dalam damar, eksudat berupa gom dan dalam fraksi bertitik didih tinggi seperti damar yang tersisa setelah penyulingan minyak atsiri. Misalnya, rosin yang tersisa setelah penyulingan terpentin pinus kaya akan diterpenoid.

Diterpenoid mencakup beberapa senyawa dari segi fisiologi sangat menarik seperti golongan hormon tumbuhan yang dikenal sebagai giberelin. Seperti seskuiterpenoid, diterpenoid mencakup banyak senyawa yang bekerja sebagai fungisida, racun terhadap hewan, penolak serangga dan sebagainya. Senyawa ini dapat bersifat karsinogen.

Beberapa senyawa ini mempunyai efek racun atau efek penolakan terhadap serangga sementara senyawa lainnya menarik serangga. Beberapa senyawa mempunyai aktivitas antivirus, sebagai fungisida dan pembentukannya disulut oleh infeksi fungus. Satu senyawa dari kemangi mempunyai aktivitas hormon remaja. Forskolin dari Coleus forskohli merupakan pengaktif khas adenilat siklase. Partenolida dari parthenum tanacetum berguna untuk mengobati migrain karena menghambat pelepasan serotonin.

Contoh senyawa diterpenoid adalah fitol, asam giberelat, α-kamforena, (-)-kaurena, asam dekstro-pimarat, marubin, asam abietat.

4. Triterpenoid dan Steroid

Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan (unit) isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 asiklik, yaitu skualena.

Lebih dari 4000 jenis triterpenoid telah diisolasi dengan lebih dari 40 jenis kerangka dasar yang sudah dikenal dan pada prinsipnya merupakan proses siklisasi dari skualen. Senyawa ini berupa senyawa tak berwarna, berbentuk kristal, sering kali bertitik leleh tinggi dan aktif optik (Harbone, 1987).

Triterpenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupaka 4 siklik 6 yang mempunyai gugus fungsi pada siklik tertentu. Sedangkan penamaan lebih disederhanakan dengan memberikan penomoran pada tiap atom karbon, sehingga memudahkan dalam penentuan substituen pada masing-masing atom karbon. Struktur terpenoida yang bermacam ragam itu timbul sebagai akibat dari reaksi-reaksi sekunder berikutnya seperti hidrolisa, isomerisasi, oksidasi, reduksi dan siklisasi atas geranil-, farnesil- dan geranil-geranil pirofosfat.

Triterpenoid tersebar luas dalam damar, gabus dan kutin tumbuhan. Damar adalah asam triterpenoid yang sering bersama-sama dengan gom polisakarida dalam damar gom. Triterpenoid alkohol juga terdapat bebas dan sebagai glikosida. Triterpenoid asiklik yang penting hanya hidrokarbon skualena yang diisolasi untuk pertama kali dari minyak hati ikan hiu tetapi juga ditemukan dalam beberapa malam epikutikula dan minyak nabati (minyak zaitun). Senyawa triterpenoid yang paling dikenal seperti lanosterol yang terdapat dalam lemak wol, khamir dan beberapa senyawa tumbuhan tinggi. Triterpenoid tetrasiklik seperti alkohol eufol dari euphorbia sp dan asam elemi dari canarium commune.

Triterpenoid yang terpenting ialah triterpenoid pentasiklik. Senyawa ini ditemukan

dalam tumbuhan seprimitif sphagnum tetapi yang paling umum adalah pada tumbuhan berbiji, bebas dan glikosida. Triterpenoid nonglikosida sering ditemukan sebagai ekskresi dan dalam kutikula bekerja sebagai pelindung atau menimbulkan ketahanan terhadap air.

Beberapa macam aktivitas fisiologi dari triterpenoid yang merupakan komponen aktif dari tumbuhan telah digunakan sebagai tumbuhan obat untk penyakit diabetes, gangguan menstruasi, patukan ular, gangguan kulit, kerusakan hati dan malaria.

Turunan dari skualena adalah steroid yang kerangka dasarnya mempunyai empat cincin sebagai berikut:

Triterpenoid mempunyai rasa yang sangat pahit terutama terdapat dalam tumbuhan Rutaceae, Meliceae dan Simaroubeaceae seperti limonin dalam buah jeruk (digolongkan juga alkaloid karena rasa pahitnya) dan kukurbitasin D dalam tumbuhan Cucurbitaceae dan diosgonin. Dalam bentuk getah triterpenoid terdapat dalam tumbuhan Euphorbia dan Havea.

Steroid pada umumnya adalah merupakan hormone (zat pemacu) seperti pada empedu dan reproduksi hewan dan manusia. Belakangan dikethui banyak juga tumbuhan yang mengandung steroid sperti Aramanthus alfalfa, Medicago sativa dan akar Polygala senega. Pada umumnya steroid mengandung gugus fungsional alkena dan alcohol dengan beberapa contoh berikut ini :

Beberapa steroid lain adalah hormone reproduksi manusia yaitu testoteron (hormone laki – laki), ergosteron (hormone wanita), fukosteron, estron dan ekdisteron. Oleandrin adalah salah satu steroiod yang terikat dengan glukosida. Karena strukturnya juga amfifilik yaitu terdiri dari bagian polar (hidrofilik = OH) dan bagian hidrofobik (hidrokarbon), maka steroid digolongkan juga sebagai lipida.

5. Tetraterpenoid

Tetraterpenoid yang paling dikenal adalah karotenoid-pigmen larut dalam lemak berwarna kuning sampai merah terdapat pada semua tumbuhan dan dalam lemak berbagai jenis jaringan. Pigmen hidrokarbon disebut karoten dan turunannya yang teroksigenasi disebut xantofil. Dikenal juga tetraterpenoid tanwarna yaitu fitoena dan fitofluena.

Karotenoid sebagai reseptor cahaya untuk fototropisme. Sebagai pigmen bunga karotenoid mungkin berperan dalam menarik serangga tetapi sebagian besar perhatian dicurahkan pada fungsinya sebagai pigmen daun. Senyawa ini terdapat pada kloroplas dan terikat secara longgar pada protein.Karotenoid yang paling tersebar luas adalah β- karoten.

6. Terpenoid Campur

Terpenoid campur adalah aneka golongan senyawa yang tampaknya terbentuk terutama dari satuan isoprena tetapi mengandung atom karbon tambahan atau jumlah atomnya kurang dari seharusnya. Kelompok paling umum dari golongan ini adalah furan alam.

7. Hemiterpenoid, contohnya prenol, asam isovalerat.

Isoprena terdapat langka dalam tumbuhan tetapi memang terdapat dalam dedaunan. Contoh lain dari hemiterpenoid ini adalah iso-amilalkohol, iso valeraldelhida, asam senesioat, asam tiglat, asam angelat dan asam β-furoat

Berikut contoh monoterpen yaitu pinene, nerol, citral, camphor, menthol, limonene. Contoh dari sesquiterpenes adalah: nerolidol, farnesol. Contoh dari diterpenes adalah phytol, vitamin A1. Squalene adalah contoh dari sebuah triterpene, and carotene (provitamin A1) adalah sebuah tetraterpene.

STEROIDA

Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan penegelompokan ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing senyawa. Kelompok-kelompok itu adalah sterol, asam- asam empedu, hormon seks, hormon adrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh jenis substituen R1 , R2 dan R3 yang terikat pada kerangka dasar karbon. sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan yang lain pada suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjang rantai karbon R 1, gugus fungsi yang terdapat pada substituen R 1, R 2, dan R 3, jumlah serta posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon tersebut.

Asal Usul Steroida

Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahan tertentu.

Tahap- tahap awal dari biosintesa steroid adalah sama bagi semua steroid alam yaitu pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol. Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa skualen terbentuk dari dua molekul farnesil pirofosfat yang bergabung secara ekor-ekor yang segera diubah menjadi 2,3-epoksiskualen. selanjutnya lanosterol terbentuk oleh kecenderungan 2,3-epoksiskualen yang mengandung lima ikatan rangkap untuk melakukan siklisasi ganda. Siklisasi ini diawali oleh protonasi guigus epoksi dan diikuti oleh pembukaan lingkar epoksida.

Kolesterol terbentuk dari lanosterol setelah terjadi penyingkiran tiga gugus metil dari molekul lanosterol yakni dua dari atom karbon C-4 dan satu dari C-14. Penyingkiran ketiga gugus metil ini berlangsung secara bertahap, mulai dari gugus metil pada C-14 dan selanjutnya dari C-4. Kedua gugus metil pada kedua C-4 disingkirkan sebagai karbon dioksida, setelah keduanya mengalami oksidasi menjadi gugus karboksilat. sedangkan gugus metil pada C-14 disingkirkan sebagai asam format setelah gugus metil itu mengalami oksidasi menjadi gugus aldehid.

Percobaan dengan jaringan hati hewan, emnggunakan 2,3 epoksiskualen yang diberi tanda dengan isotop 180 menunjukkan bahwa isotop 180 itu digunakan untuk pembuatan lanosterol menghasilkan (180)- lanosterol radioaktif. Hasil percobaan ini membuktikan bahwa 2,3- epoksiskualen terlibat sebagai senyawa antara dalam biosintesa steroida. Molekul kolestrol terdiri atas tiga lingkar enam yang tersusun seperti fenantren dan terlebur dalam suatu ¬lingkar lima. Hidrokarbon tetrasiklik jenuh yang mempunyai sistem lingkar demikian dan terdiri dari 17 atom karbon sering ditemukan pada banyak senyawa yang tergolong senyawa bahan alam yang disebut stroida.

Kesimpulan bahwa lanosterol dan sikloartenol adalah senyawa- senyawa antara untuk sintesa steroid masing-masing dalam jaringan hewan dan jaringan tumbuhan didasarkan pada beberapa pengamatan dan percobaan berikut :

1. Sikloartenol bertanda ternyata digunakan dalam pembentukan steroid tumbuhan (fitosterol)

2. Sikloartenol banyak ditemukan dalam tumbuhan sedangkan lanosterol jarang.

3. Jaringan hati tidak dapat menggunakan sikloartenol sebagai pengganti lanosterol dalam pembuatan kolesterol dan setroid lainnya.

Tata nama steroid

Sebagaimana senyawa organik lainnya, tata nama sistematika dari steroid didasarkan pada struktur dari hidrokarbon steroid tertentu. Dalam pemberian nama steroida, jenis substituen ditunjukkan sebagaimana biasanya, yaitu memberi nama awalan atau akhiran pada hidrokarbon induk. Nama hidrokarbon steroid itu ditambahi awalan atau akhiran yang menunjukkan jenis substituen. Sedangkan, posisi dari substituen itu ditunjukkan oleh nomor atom karbon, dimana substituen itu terikat.

Stereokimia Steroida

Stereokimia steroida telah diselidiki oleh para ahli kimia dengan menggunakan cara analisa sinar X dari struktur kristalnya atau cara-cara kimia, Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa konfigurasi dari kerangka dasar steroida.

1. Dari model molekul menunjukkan bahwa molekul steroida adalah planar (datar). Atom atau gugus yang terikat pada inti molekul dapat dibedakan atas dua jenis yaitu : Atom atau gugus yang terletak disebelah atas bidang molekul yaitu pada pihak yang sama dengan gugus metil pada C10 dan C13 yang disebut konfigurasi. Ikatan-ikatan yang menghubungkan atom atau gugus ini dengan inti molekul digambarkan dengan garis tebal

2. Atom atau gugus yang berada disebelah bawah bidang molekul yang disebut dengan konfigurasi dan ikatan-ikatannya digam,barkan dengan garis putus-putus. Sedangkan atom atau gugus yang konfigurasinya belum jelas apakah atau. Dinyatakan dengan garis bergelombang. Kedua konfigurasi steroida tersebut mempunyai perbedaan yaitu :

• Pada konfigurasi pertama, Cincin A dan cincin B terlebur sedemikian rupa sehingga hubungan antara gugus metil pada C10 dan atom hidrogen pada atom C 5 adalah trans (A/B trans). Pada konfigurasi ini gugus metil pada C 10 adalah dan atom hidrogen pada C 5 adalah adalah trans (A/B trans).

• Pada konfigurasi kedua, peleburan cincin A dan B menyebabkan hubungan antara gugus metil dab atom hidrogen menjadi Cis (A/B Cis) dan konfigurasi kedua substituen adalah. Steroida dimana konfigurasi atom C 5 adalah termasuk deret 5.

Pada kedua konfigurasi tersebut, hubungan antara cincin B/C dan C/D keduanya adalah trans. Cincin B dan C diapit oleh cincin A dan cincin D sehingga perubahan konfirmasi dari cincin B dan cincin C sukar terjadi. Oleh karena itu peleburan cincin B/C dalam semua steroida alam adalah trans Akan tetapi perubahan konfirmasi dari cincin A dan Cincin B dapat terjadi. Perubahan terhadap cincin A menyebabkan steroida dapat berada dalam salah satu dari kedua konfigurasi tersebut. Perubahan terhadap cincin D dapat m,engakibatkan hal yang sama, sehingga peleburan cincin C/D dapat cis atau trans. Peleburan cincin C/D adalah trans ditemukan pada hampir sebagian besar steroida alam kecuali kelompok aglikon kardiak dimana C/D adalah cis.

Pada semua steroida alam, substituen pada C10 dan C 9 berada pada pihak yang berlawanan dengan bidang molekul yaitiu trans. Dan juga hubungan antara sunstituen pada posisi C 8 dan C14 adalah trans kecuali pada senyawa-senyawa yang termasuk kelompok aglikon kardiak.

Dengan demikian, stereokimia dari steroida alan mempunyai suatu pola umum, yaitu substituen-substituen pada titik-titik temu dari cincin sepanjang tulang punggung molekul yaitu C-5-10-9-8-14-13 mempunyai hubungan trans.

Sifat-sifat steroida sama seperti senyawa organik lainnya, yaitu reaksi-reaksi dari gugus-gugus fungsi yang terikat pada molekul steroida tersebut. Misalnya, gugus 3-hidroksil menunjukkan semua sifat dari alkohol sekunder, tak ubahnya seperti ditunjukkan oleh 2-propanol. Gugus hidroksil ini dapat diesterifikasi untuk menghasilkan ester atau dioksidasi dengan berbegai oksidator yang menghasilkan suatu keton. Karena bentuk geometri gugus 3-hidroksil sedikit berbeda dengan sifat-sifat gugus hidroksil yang terikat pada posisi lain. Karena faktor geometri maka gugus 3-hidroksil memperlihatkan sifat yang sidikit berbeda dengan 3- hidroksil, yaitu gugus 3-hidroksil lebih sukar mengalami dehidrasi dibandingkan dengan gugus 3-hidroksil walaupun prinsip dari reaksi yang terjadi adalah sama.

Kestabilan steroida ditentukan oleh interaksi 1,3 yang terjadi antara suatu gugus fungsi yang berorientasi aksial dan molekul akan lebih stabil apabila sebagian besar gugus fungsi berorientasi ekuatorial. Laju reaksi juga ditentukan oleh faktor sterik, tanpa kecuali gugus hidroksi ekuatorial lebih mudah diesterifikasi dari pada gugus aksial. Akan tetapi gugus fungsi aksial lebih mudah dioksidasi dari pada gugus hidroksil yang ekuatorial.

Laju reaksi juga ditentukan oleh faktor sterik, tanpa kecuali gugus hidroksi ekuatorial lebih mudah diesterifikasi dari pada gugus aksial. Akan tetapi gugus fungsi aksial lebih mudah dioksidasi dari pada gugus hidroksil yang ekuatorial.

II.2. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Terpen

Sifat Fisika Terpen

1. Berat Jenis Terpen

Berat jenis komponen terpen teroksigenasi lebih besar dibandingkan dengan terpen tak teroksigenasi.

2. Indeks bias terpen

Semakin panjang rantai senyawa terpen, semakin besar pula indeks biasnya. Semakin banyak komponen berantai panjang seperti sesquiterpen atau komponen bergugus oksigen dalam senyawa terpen tersebut, maka kerapatan medium (terpen) akan bertambah sehingga cahaya yang datang akan lebih sukar untuk dibiaskan. Hal ini menyebabkan indeks bias terpen lebih besar.

yang tidak mempunyai gugus fungsional.

3. Monoterpena dan sesquiterepena bersifat mudah menguap (C10 dan C15), diterpena menguap, yaitu triterpenoid dan sterol (C30), serta pigmen karotenoid (C40).

4. Berupa senyawa berwarna, berbentuk kristal, bertitik leleh tinggi.

Sifat Kimia Terpen

3. Kelarutan dalam Alkohol

Persenyawaan terpen teroksigenasi lebih mudah larut daripada yang mengandung terpen. Makin tinggi kandungan terpen makin rendah daya larutnya atau makin sukar larut, karena senyawa terpen tak teroksigenasi merupakan senyawa nonpolar.

2. Reaksi –reaksi Terpen yaitu :

- α-pinene dihidrpgenasi akan menghasilkan Terpineol, dihidrogenasi kembali akan menghasilkan Dihydroterpineol, kemudian apabila di esterifikasi akan menghasilkan Dihydroterphinyl acetate.

- α-pinene dioksidasi akan menghasilkan Verbenone

- Apabila l-n menthol direaksikan pada temperatur yang tinggi maka senayawa ini akan mengalami proses isomerisasi.

                                                                BAB III

                                                             PENUTUP

III.1 Kesimpulan

1. Terpenoid merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan terutama terkandung pada getah dan vakuola selnya.

2. Terpenoid dapat merupakan gabungan kombinasi bagian isoprene tersebut yaitu kepala – ekor, kepala – kepala, ekor – ekor, kepala – ketiak dan seterusnya

3. Sifat fisika terpen; berat jenis terpen, indeks bias terpen, monoterpen dan sesquiterepena bersifat mudah menguap, berupa senyawa berwarna, berbentuk Kristal, bertitik leleh tinggi.

4. Sifat kimia terpen; kelarutan dalam Alkohol,

KARBOHIDRAT

BAB  I

Pendahuluan

I.1 Latar belakang

Karbohidrat merupakan salah satu senyawa organik yang paling melimpah di bumi ,  salah satu contoh yang mengandung karbohidrat adalah beras, gandum, dan jagung serta umbi-umbian merupakan sumber pati utama di dunia yang merupakan komponen sumber makanan , sumber energi utama , sumber serat makanan, dan sumber kalori utama yang penting bagi manusia dan makhluk  hidup lainnya. Komponen ini disusun oleh 3 unsur utama, yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).

Karbohidrat memiliki banyak peran salah satunya 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). Serta Pada proses fotosintesis, tumbuhan hijau akan mengubah karbondioksda  menjadi karbohidrat.

Dalam tubuh manusia karbohidrat dapat di bentuk dari beberapa asam amino dan sebagian  gliserol lemak. Pada tanaman karbohidrat dibentuk dari reaksi CO₂ dan H₂O dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesa dalam sel tanaman yang berklorofil menghasilkan senyawa sakarida. Disamping karbohidrat merupakan bahan makanan bagi kita, ada pula karbohidrat yang tidak dapat kita makan atau tidak berfungsi sebagai sebagai makanan, misalnya kayu, serat kapas dan tumbuhan lain.

Pada tumbuhan tersebut karbohidrat terdapat sebagai selulosa, yaitu senyawa yang membentuk dinding sel tumbuhan. Serat kapas dapat dikatakan seluruhnya terdiri dari atas selulosa. Batang tebu terdiri juga atas selulosa, sedangkan cairan yang terasa manis yang terkandung pada batang tebu itu ialah gula atau sukrosa. Energi yang terkandung dalam karbonhidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa dibentuk dari karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan di bagian lain, misalnya pada buah atau umbi. Proses pembentukan glukosa dari karbondioksida dan air ini disebut proses fotosintesis.

I.2 Tujuan

           1.      Untuk  memahami struktur  dan tata nama karbohidrat

2. Untuk  memahami Jenis-jenis dan klasifikasi karbohidrat
3. Untuk Memahami Sifat – sifat Serta Manfaat Karbohidrat

I.3 Manfaat

1. Mahasiswa dapat memahami struktur  dan tata nama karbohidrat
2. Mahasiswa dapat memahami Jenis-jenis dan klasifikasi karbohidrat

4. Mahasiswa dapat memahami Sifat – sifat Serta Manfaat Karbohidrat

BAB II

ISI

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.

Di dalam ilmu gizi, secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat sederhana & karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index). Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa & galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa & laktosa. Jenis-jenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu.Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.

1.  Metabolisme Karbohidrat

Di dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, semua jenis karbohidrat yang dikonsumsi akan terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi sebagai dasar bagi pembentukan energi di dalam tubuh. Melalui berbagai tahapan dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa menjadi CO & H O 2 2 dimana proses ini juga akan disertai dengan produksi energi. Proses metabolism glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini akan memberikan kontribusi hamper lebih dari 50% bagi ketersediaan energi.

Di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi kontraksi otot atau aktifitas fisik tubuh, namun glukosa juga akan berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem syaraf pusat termasuk juga untuk kerja otak. Selain itu, karbohidrat yang dikonsumsi juga dapat tersimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat syaraf.

2.  Jenis Karbohidrat

2.1.Karbohidrat Sederhana

a. Monosakarida

Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis.

 Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa.

b. Disakarida

Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa . Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml.

2.2.Karbohidrat Kompleks

Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit molekul monosakarisa terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbohidrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starch).

3.2.1. Pati (Strach)

Pati yang juga merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan ini berbentuk butiran-butiran kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm. Dan di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung, biji-bijian seperti kacang merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung di dalam berbagai jenis umbi-umbian seperti singkong, kentang atau ubi.

Di dalam berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua polimer molekul glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin (amylopectin). Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang bercabang-cabang. Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk dicerna.

3.  Glikogen

Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200- 2.000 kkal.

Namun kapasitas penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga bersifat endurans (endurance) seperti marathon atau juga sepakbola. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot.

Glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energy di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya.Berbeda dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui proses glycogenolysis menjadi glukosa dan kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan seperti otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya.

4.      Manfaat karbohidrat

1.      Sumber Energi

        Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

2.      Pemberi Rasa Manis pada Makanan

        Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

3.      Penghemat Protein

         Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

4.      Pengatur Metabolisme Lemak

         Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.

5.   Membantu Pengeluaran Feses

         Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

a.       Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil  (sebagai aldehid  atau keton) dan banyak gugus hidroksil.

b.      Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.

c.       Manfaat karbohidrat sumber Energi, Pemberi Rasa Manis pada Makanan,Penghemat Protein , Pengatur Metabolisme Lemak , Membantu Pengeluaran Feses.

d.      cara untuk mengetahui suatu bahan makanan atau suatu sampel mengandung karbohidrat, diantaranya adalah :Uji Kualitatif dan Uji Kuantitatif.