KLASIFIKASI KARBOHIDRAT (DENGAN GAMBAR) - NUTRISI - 2025

The klasifikasi karbohidrat dapat dilakukan sesuai dengan fungsinya, sesuai dengan jumlah atom karbon, sesuai dengan posisi dari gugus karbonil, menurut unit yang membuat mereka, menurut derivatif dan menurut makanan.

Karbohidrat, karbohidrat, atau sakarida, adalah senyawa kimia yang terdiri dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen, yang pembakarannya menghasilkan pelepasan karbon dioksida dan satu atau lebih molekul air. Mereka adalah molekul yang tersebar luas di alam dan sangat penting bagi makhluk hidup, baik dari sudut pandang struktural maupun metabolik.

Struktur siklik glukosa, sebuah heksosa (Sumber: Edgar181, via Wikimedia Commons)

Biasanya, cara terbaik untuk merepresentasikan formula karbohidrat apapun adalah Cx (H2O) dan, singkatnya, berarti “karbon terhidrasi”.

Pada tumbuhan, sebagian besar karbohidrat diproduksi selama fotosintesis dari karbon dioksida dan air, setelah itu dapat disimpan dalam kompleks dengan berat molekul tinggi (pati, misalnya) atau digunakan untuk memberi struktur dan dukungan pada tumbuhan. sel tumbuhan (selulosa, misalnya).

Hewan juga menghasilkan karbohidrat (glikogen, glukosa, fruktosa, dll.), Tetapi mereka melakukannya dari zat seperti lemak dan protein. Meskipun demikian, sumber utama karbohidrat yang dapat dimetabolisme bagi organisme hewani adalah yang berasal dari tumbuhan.

Sumber karbohidrat alami terpenting bagi manusia umumnya adalah sereal seperti gandum, jagung, sorgum, oat dan lain-lain; umbi-umbian seperti kentang, singkong dan pisang misalnya; serta banyak bibit tanaman polongan seperti lentil, buncis, buncis, dll.

Hewan karnivora, yaitu hewan yang memakan hewan lain, secara tidak langsung bergantung pada karbohidrat untuk bertahan hidup, karena mangsanya, atau mangsa mangsanya, adalah hewan herbivora yang mampu memanfaatkan struktur dan penyimpanan karbohidrat yang terkandung dalam tumbuhan. mereka menelan dan mengubahnya menjadi protein, otot, dan jaringan tubuh lainnya.

Klasifikasi menurut fungsinya

Karbohidrat dapat diklasifikasikan, menurut fungsi umumnya, menjadi dua kelas besar: karbohidrat struktural dan karbohidrat atau polisakarida yang dapat dicerna secara universal.

Karbohidrat struktural

Karbohidrat struktural adalah karbohidrat yang merupakan bagian dari dinding semua sel tumbuhan, serta simpanan sekunder yang menjadi ciri jaringan spesies tumbuhan yang berbeda dan yang memenuhi fungsi pendukung dan "perancah" tertentu.

Struktur umum selulosa (Sumber: Vicente Neto via Wikimedia Commons)

Di antaranya, polisakarida tumbuhan utama adalah selulosa, tetapi lignin, dekstran, pentosan, agar (dalam alga), dan kitin (dalam jamur dan banyak artropoda) juga menonjol.

Karbohidrat yang bisa dicerna

Sebaliknya, karbohidrat yang dapat dicerna adalah yang dapat diperoleh organisme heterotrofik (selain autotrof yang "mensintesis makanannya sendiri") dari tumbuhan dan digunakan untuk memberi makan sel melalui jalur metabolisme yang berbeda.

Karbohidrat utama yang dapat dicerna adalah pati, yang ditemukan di umbi-umbian, biji serealia, dan banyak struktur penyimpanan lain pada tumbuhan. Ini terdiri dari dua jenis polisakarida yang mirip, amilosa dan amilopektin.

Namun, gula yang lebih sederhana seperti fruktosa, misalnya, hadir dalam jumlah besar dalam buah-buahan di banyak spesies tumbuhan, juga sangat penting.

Madu, zat yang diproduksi oleh lebah yang memiliki nilai komersial yang signifikan, juga merupakan sumber karbohidrat yang dapat dicerna, tetapi berasal dari hewan.

Glikogen adalah polisakarida cadangan penting pada hewan (Sumber: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Glikogen, dalam banyak kasus dianggap sebagai "pati hewan", adalah polisakarida cadangan yang disintesis oleh hewan dan dapat dimasukkan ke dalam kelompok karbohidrat yang dapat dicerna.

Klasifikasi menurut jumlah atom karbon

Bergantung pada jumlah atom karbon, karbohidrat dapat berupa:

- Triosa , dengan tiga karbon (contoh: gliseraldehida)

- Tetrosas , dengan empat karbon (contoh: eritrosa)

- Pentosa , dengan lima karbon (contoh: ribosa)

- Heksosa , dengan enam karbon (contoh: glukosa)

- Heptosis , dengan tujuh karbon (contoh: sedoheptulosa 1,7-bifosfat)

Diagram struktur hemiasetal yang mungkin untuk glukosa dan manosa (Sumber: Karlhahn via Wikimedia Commons)

Pentase dan heksosa, secara umum, dapat ditemukan dalam bentuk cincin stabil berkat terbentuknya gugus hemiasetal internal, yaitu melalui penyatuan antara gugus aldehida atau gugus keton dengan alkohol.

Cincin-cincin ini dapat memiliki 5 atau 6 "hubungan", sehingga dapat dari jenis furan atau dari jenis pyran, yang berhubungan dengan mana furanosa dan piranosa terbentuk.

Klasifikasi menurut posisi gugus karbonil

Posisi gugus karbonil (C = O) dalam monosakarida juga merupakan karakter yang digunakan untuk klasifikasinya, karena bergantung pada ini, molekulnya dapat berupa ketosis atau aldosa. Jadi ada, misalnya, aldoheksosa dan ketoheksosa, serta aldopentosis dan ketopentosis.

Aldosas dan Cetosas (Sumber: Pjvelasco, melalui Wikimedia Commons)

Jika atom karbon yang membentuk gugus karbonil berada pada posisi 1 (atau di salah satu ujung), maka itu adalah aldehida. Sebaliknya, jika berada di posisi 2 (atau atom karbon internal lainnya), ia adalah gugus keton, sehingga menjadi ketosis.

Dengan mengambil contoh triosa, tetroses, pentosa dan heksosa pada bagian sebelumnya, kita mengetahui bahwa aldosis dari gula sederhana ini adalah gliseraldehida, eritrosa, ribosa dan glukosa, sedangkan ketosis adalah dihidroksiaseton, eritrulosa, ribulosa dan fruktosa, masing-masing.

Klasifikasi menurut jumlah unit yang menyusunnya

Menurut jumlah satuan yang dimiliki karbohidrat, yaitu menurut jumlah gula yang dihasilkan dari hidrolisisnya, dapat diklasifikasikan sebagai:

Monosakarida

Mereka adalah sakarida atau gula yang paling sederhana, karena terdiri dari satu "unit gula". Dalam kelompok ini, ada gula yang secara metabolik relevan dengan glukosa, yang metabolismenya melibatkan produksi energi dalam bentuk ATP di dalam sel hampir semua organisme hidup. Galaktosa, manosa, fruktosa, arabinosa, xilosa, ribosa, sorbosa dan lain-lain juga menonjol.

Disakarida

Disakarida, seperti yang tersirat dari awalan namanya, adalah sakarida yang terdiri dari dua unit gula. Contoh utama molekul-molekul ini adalah laktosa, sukrosa, maltosa dan isomaltosa, selobiosa, gentiobiosa, melibiosa, trehalosa dan turanosa.

Struktur kimia maltosa, disakarida (Sumber: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

Oligosakarida

Mereka sesuai dengan karbohidrat yang, ketika dihidrolisis, melepaskan lebih dari dua "unit gula". Meskipun mereka mungkin tidak begitu terkenal, dalam kelompok ini raffinose, stachyose, dan verbascosa dapat dipilih. Beberapa penulis menganggap bahwa disakarida juga merupakan oligosakarida.

Polisakarida

Polisakarida terdiri dari lebih dari 10 unit gula dan dapat terdiri dari unit berulang dari monosakarida yang sama (homopolysaccharides) atau campuran yang relatif kompleks dari monosakarida berbeda (heteropolysaccharides). Contoh polisakarida adalah pati, selulosa, hemiselulosa, pektin dan glikogen.

Biasanya, penyatuan antara "unit gula" disakarida, oligosakarida, dan polisakarida terjadi melalui ikatan yang dikenal sebagai ikatan glikosidik, yang terjadi karena hilangnya molekul air.

Klasifikasi turunannya

Seperti halnya banyak molekul yang sangat penting di alam, karbohidrat dapat berfungsi sebagai "bahan penyusun" untuk senyawa lain yang dapat melakukan fungsi yang sama atau sangat berbeda. Berdasarkan hal tersebut, turunan tersebut dapat diklasifikasikan menurut karakteristiknya sebagai berikut:

Ester fosfat

Mereka umumnya monosakarida terfosforilasi, di mana gugus fosforil terikat pada sakarida melalui ikatan ester. Ini adalah molekul yang sangat penting untuk sebagian besar reaksi metabolik seluler, karena mereka berperilaku sebagai "senyawa aktif" yang hidrolisisnya menguntungkan secara termodinamika.

Contoh yang menonjol termasuk gliseraldehida 3-fosfat, glukosa 6-fosfat, glukosa 1-fosfat, dan fruktosa 6-fosfat.

Asam dan lakton

Mereka adalah produk oksidasi monosakarida tertentu dengan zat pengoksidasi tertentu. Asam aldonat dihasilkan dari oksidasi glukosa dengan tembaga alkali dan ini, dalam larutan, berada dalam kesetimbangan dengan lakton. Ketika oksidasi diarahkan oleh katalisis enzimatik, lakton dan asam uronat dapat diproduksi.

Alditol, poliol atau alkohol gula

Mereka dibentuk oleh oksidasi gugus karbonil dari beberapa monosakarida; contohnya adalah eritritol, manitol, dan sorbitol atau glukitol.

Gula amino

Mereka adalah turunan dari monosakarida yang di dalamnya terdapat gugus amino (NH2), umumnya pada karbon posisi 2 (terutama pada glukosa). Contoh yang paling menonjol adalah glukosamin, N-asetil glukosamin, asam muramat, dan asam muramat N-asetil; ada juga galaktosamin.

Struktur kimia glukosamin (Sumber: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Deoxysugars

Mereka adalah turunan dari monosakarida yang diproduksi ketika mereka kehilangan atom oksigen di salah satu gugus hidroksilnya, itulah sebabnya mereka dikenal sebagai "deoksi" atau "deoksisug".

Di antara yang paling penting adalah yang menyusun tulang punggung DNA, yaitu 2-deoksiribosa, tetapi ada juga 6-deoksimanopiranosa (rhamnose) dan 6-deoksigalaktofuranosa (fukosa).

Glikosida

Senyawa ini dihasilkan dari eliminasi molekul air melalui penyatuan antara gugus hidroksil anomerik dari monosakarida dan gugus hidroksil dari senyawa hidroksi lain yang berbeda.

Contoh klasiknya adalah ouabain dan amygdalin, dua senyawa yang banyak digunakan yang diekstrak dari semak Afrika dan biji almond pahit.

Klasifikasi menurut penggunaannya dalam penyiapan makanan

Gula batu (Sumber: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / "Würfelzucker - 2018 - 3564" / CC BY-SA 4.0 melalui Wikimedia Commons)

Terakhir, karbohidrat juga dapat diklasifikasikan menurut penggunaan yang dapat diberikan kepada mereka dalam proses menyiapkan hidangan kuliner. Dalam pengertian ini, ada karbohidrat pemanis, seperti sukrosa (disakarida), fruktosa (monosakarida) dan pada tingkat yang lebih rendah maltosa (disakarida lain).

Demikian juga, ada karbohidrat pengental dan karbohidrat pembentuk gel, seperti halnya pati dan pektin, misalnya.

Referensi

1. Badui Dergal, S. (2016). Kimia makanan. Meksiko, Pendidikan Pearson.
2. Chow, KW, & Halver, JE (1980). Karbohidrat. ln: Teknologi Pakan Ikan. FAO United Nations Development Program, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Roma, Italia, 104-108.
3. Cummings, JH, & Stephen, AM (2007). Terminologi dan klasifikasi karbohidrat. Jurnal Eropa nutrisi klinis, 61 (1), S5-S18.
4. Englyst, HN, & Hudson, GJ (1996). Klasifikasi dan pengukuran karbohidrat makanan. Kimia makanan, 57 (1), 15-21.
5. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biokimia, ed. San Francisco: Benjamin Cummings
6. Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Biokimia bergambar Harper. McGraw-Hill.