Dalam melakukan aktivitas sehari-hari, tidak heran bila tubuh manusia akan merasakan lelah. Kelelahan dapat diakibatkan dari kurangnya asupan nutrisi yang diperlukan oleh tubuh, salah satunya adalah karbohidrat. Karbohidrat merupakan salah satu makronutrisi, yaitu nutrisi yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah besar. Fungsi utama karbohidrat adalah memberikan energi untuk beraktivitas sehari-hari. Energi dihasilkan dari karbohidrat yang dicerna oleh enzim amilase dalam sistem pencernaan manusia. Karbohidrat memang merupakan zat penting yang dibutuhkan oleh tubuh, namun konsumsi karbohidrat yang berlebihan apalagi pada golongan karbohidrat monosakarida dapat berbahaya bagi tubuh, salah satunya adalah meningkatkan risiko penimbunan lemak dalam tubuh yang akhirnya menyebabkan kelebihan berat badan. Oleh sebab itu, penting bagi kita untuk mengetahui jenis-jenis karbohidrat yang ada dalam bahan pangan, serta bagaimana cara menganalisisnya.
A. Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat merupakan salah satu kelompok senyawa kimia yang menjadi sumber utama energi bagi makhluk hidup. Karbohidrat tersusun dari gabungan unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) dengan perbandingan 1:2:1. Biasanya memiliki rumus empiris Cn(H2O)n. Karbohidrat memiliki peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, seperti rasa, warna, dan tekstur. Dalam tubuh, karbohidrat berfungsi untuk mencegah tumbuhnya ketosis, pemecahan protein berlebih, sebagai cadangan mineral, dan membantu metabolisme lemak dan protein (Fessenden, 1990). Kebanyakan karbohidrat yang dikonsumsi adalah tepung atau amilum atau pati yang terdapat dalam gandum, beras, jagung, kentang, dan padi-padian lainnya.
Pada dasarnya, karbohidrat adalah sebuah senyawa hidrokarbon yang tersusun atas senyawa karbon dan molekul air. Namun, pada struktur karbohidrat terdapat gugus hidroksil (OH-) yang diikat serta memiliki gugus fungsi utama aldehida (-CHO) atau karbonil (C=O). Karbohidrat yang memiliki gugus aldehid disebut aldosa, sedangkan karbohidrat yang memiliki gugus karbonil disebut ketosa.
Konsumsi karbohidrat dalam jumlah yang tepat bisa sangat baik untuk tubuh kita. Tidak hanya diperlukan untuk kesehatan, tetapi karbohidrat dapat memberikan manfaat tambahan bagi tubuh manusia, salah satunya karbohidrat dapat memberikan kesehatan mental, mendukung fungsi protein, sumber tenaga bagi tubuh, mendukung kinerja saluran pencernaan, mengendalikan metabolisme lemak, dan baik untuk kesehatan jantung. Namun, konsumsi karbohidrat berlebih dapat menyebabkan beberapa efek pada tubuh manusia, salah satunya adalah risiko darah tinggi, diabetes, sembelit, karies gigi menumpuk, kegemukan, dan perputaran lemak lebih berat. Oleh sebab itu konsumsi karbohidrat harus tepat, dimana untuk remaja hingga dewasa dengan aktivitas ringan adalah 200-340g, pada aktivitas sedang adalah 340-476g, dan aktivitas berat adalah 408-680g. Banyaknya karbohidrat yang dibutuhkan oleh tubuh juga dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti usia, berat badan, aktivitas, dan kadar gula dalam darah.
B. Jenis-jenis Karbohidrat
Karbohidrat dapat dibedakan berdasarkan kegunaannya dalam tubuh, kekomplekan strukturnya, dan hidrolisisnya dalam tubuh. Berdasarkan kegunaannya dalam tubuh karbohidrat dikelompokan menjadi :
1. Karbohidrat Dapat Dicerna
Karbohidrat jenis ini merupakan karbohidrat yang dapat dicerna oleh enzim α-amilase didalam sistem pencernaan manusia dan menghasilkan energi. Karbohidrat yang tergolong dalam karbohidrat dapat dicerna adalah kelompok monosakarida (glukosa dan fruktosa), disakarida (sukrosa, laktosa, dan maltosa), dan polisakarida (pati dan dekstrin). Karbohidrat yang dicerna tersebut akan dikonversi menjadi monosakarida yang akan diserap oleh tubuh dan menyediakan energi untuk metabolisme.
2. Karbohidrat Tidak Dapat Dicerna
Karbohidrat jenis ini sering dikelompokan sebagai serat makanan atau dietary fiber. Karbohidrat ini tidak dapat dipecah oleh enzim α-amilase yang ada dalam tubuh manusia. Contohnya adalah selulosa, hemiselulosa, lignin, dan substasi pekat.
Dalam kimia pangan, terdapat istilah serat kasar dan serat makanan. Serat kasar ditentukan dengan cara menentukan residu dari bahan pangan yang telah diperlakukan dengan asam dan alkali mendidih. Sedangkan serat makanan adalah bagian dari komponen bahan pangan nabati yang tidak dapat dicerna oleh saluran pencernaan manusia. Yang termasuk serat makanan adalah hemiselulosa, selulosa, substansi pekat, gom, dan lignin. Serat makanan dapat ditentukan dengan menganalisis kadar acid detergent fiber (ADF), neural detergent fiber (NDF), substansi pekat, dan lignin (Andarwulan et.al., 2011).
Berdasarkan kekomplekan stuktunya, karbohidrat dikelompokan menjadi :
1. Karbohidrat Sederhana
Karbohidrat sederhana merupakan karbohidrat yang tersusun dari dua atau bahkan satu jenis gula atau biasa disebut dengan istilah karbohidrat dengan gula tunggal, contohnya adalah golongan monosakarida. Karbohidrat ini ditemukan pada makanan dan minuman yang terbuat dari gula olahan yang tidak mengandung serat dan vitamin, seperti permen , sirup, dan biskuit. Karbohidrat jenis ini tidak memiliki kalori, namun tubuh tetap bisa mengolahnya menjadi energi. Ketika gula sederhana yang dihasilkan oleh karbohidrat sudah berada di aliran darah, maka insulin akan membantu glukosa masuk ke sel tubuh. Namun, jika glukosa tidak bisa disimpan dalam sel untuk menjadi energi, maka glukosa tersebut akan diubah menjadi lemak.
2. Karbohidrat Kompleks
Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang tersusun dari tiga atau lebih jenis gula, contohnya adalah laktosa dan sukrosa. Karbohidrat ini masuk ke golongan polisakarida. Karbohidrat kompleks lambat untuk menyerap dalam tubuh. Makanan yang memiliki karbohidrat kompleks lebih baik dari karbohidrat sederhana karena kaya akan nutrisi. Kestabilan insulin bakal tetap terjaga dan karbohidrat kompleks pun akan menyuplai energi dalam jangka waktu lama dengan kestabilan yang baik. Contoh makanan kaya akan karbohidrat kompleks adalah jagung, kentang, beras merah, beberapa jenis buah seperti pisang, melon, apel, dan bebeapa jenis sayur seperti bayam, wortel, dan labu
Berdasarkan hidrolisisnya dalam tubuh, karbohidrat dikelompokan menjadi :
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan kelompok karbohidrat yang paling sedehana. Artinya jenis karbohidrat ini sudah tidak bisa dipecah menjadi struktur karbohidrat yang lebih kecil. Salah satu contohnya adalah golongan aldosa (galaktosa dan glukosa), dan golongan ketosa (fruktosa). Formula umum monosakarida yaitu Cn(H2O)n Karbohidrat golongan monosakarida memiliki sifat-sifat umum sebagai berikut :
a. Wujudnya padat pada suhu ruang dan berwarna putih
b. Memiliki rasa yang manis
c. Mudah larut dalam air
d. Dapat mereduksi reagen Fehling
e. Jika difermentasi oleh ragi akan menghasilkan alkohol
(a) (b) (c)
Gambar 1. Stuktur kimia (a) Fruktosa, (b) Glukosa, (c) Galaktosa
2. Disakarida
Disakarida merupakan golongan karbohidrat yang tersusun dari gabungan dua monosakarida. Struktur karbohidrat terbentuk melalui ikatan glikosida antar unit monosakarida yang saling terhubung. Contoh disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. Karbohidrat golongan disakarida memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
a. Rasanya manis (terutama sukrosa)
b. Mudah larut dalam air
c. Semua disakarida mereduksi reagen Fehling kecuali sukrosa
d. Dapat dihidrolisis dan menghasilkan 2 monosakarida sesuai pembentuknya
Gambar 2. Gabungan Glukosa dan Fruktosa membentuk Sukrosa
Gambar 3. Gabungan Glukosa dan Galaktosa membentuk Laktosa
Gambar 4. Gabungan dua molekul Glukosa membentuk Sukrosa
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan golongan karbohidrat kompleks yang tersusun dari banyak molekul monosakarida. Sebuah polisakarida dapat menjadi homopolisakarida ketika mengandung molekul monosakarida yang sama atau heteropolisakarida ketika mengandung monosakarida berbeda. Struktur polisakarida dapat linier atau bercabang. Ketika polisakarida mengandung rantai monosakarida lurus, maka itu disebut polisakarida linier, sedangkan polisakarida memiliki rantai yang memiliki lengan dan dikenal sebagai polisakarida bercabang. Polisakarida dalam bahan pangan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pektin, dan lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen, dan fruktan). Karbohidrat golongan polisakarida memiliki sifat-sifat sebabagi berikut :
a. Rasanya tawar
b. Lebih sulit larut dalam air karena struktur karbohidratnya besar
c. Apabila dihidrolisis akan menghasilkan monosakarida
Gambar 5. Rantai panjang Glukosa membentuk Sukrosa
C. Analisis Kualitatif Karbohidrat
Prinsip uji kualitatif karbohidrat adalah karbohidrat akan menghasilkan warna atau ciri khas tersendiri ketika diberi zat atau reagen kimia tertentu. Beberapa uji kualitatif karbohidrat diantaranya:
1. Uji Antron
Pada uji ini timbulnya warna hijau atau kebiruan akibat penambahan larutan Antron dalam sampel menandakan adanya karbohidrat. Analisis ini memberikan hasil terbaik kepada larutan murni dari heksosa atau turunanya (Winarno (1992) dan Andarwulan et.al. (2011)).
2. Uji Barfoed
Pada uji ini pereaksi kupri asetat dalam asam asetat ditambahkan ke dalam sampel. Endapan berwarna merah orange yang terbentuk menunjukan adanya golongan monosakarida dalam sampel.
3. Uji Benedict
Pada uji ini pereaksi benedict yang terdiri dari kupri sulfat, natrium sulfat, dan natrium karbonat ditambahkan ke dalam larutan sampel dan dipanaskan dalam waterbath. Timbulnya endapan berwarna hijau, kuning, atau merah orange menandakan adanya gula pereduksi (Winarno, 1992).
4. Uji Iodin
Uji ini menggunakan larutan iodin sebagai reagen pereaksinya. Timbulnya warna biru menandakan adanya amilosa, warna merah violet menunjukan adanya amilopektin, warna merah kecoklatan menunjukan adanya glikogen dalam sampel (Winarno, 1992).
5. Uji Molisch
Uji ini didasari oleh reaksi dehidrasi karbohidrat oleh asam sulfat. Cincin berwarna merah ungu pada batas kedua cairan menunjukan adanya karbohidrat (Winarno, 1992).
6. Uji Seliwanoff
Uji ini dilakukan dengan menambahkan 1 ml larutan sampel kedalam 5 ml peraksi, kemudian ditempatkan dalam air mendidih selama 10 menit. Warna merah menunjukan adanya fruktosa dalam sampel (Winarno,1992).
D. Analisa Kuantitatif Karbohidrat
1.
Metode
Luff Schroorl
Prinsip metode ini adalah dengan menentukan kuprioksida dalam
larutan yang direaksikan dengan gula pereduksi dan sesudah direaksikan dengan
sampel gula pereduksi. Selisih yang dihasilkan adalah jumlah gula pereduksi
dalam sampel.
2. Metode Munson Walker
Penentuan gula dengan cara ini adalah dengan menentukan banyaknya kuprooksida yang terbentuk dengan cara penimbangan atau dengan melarutkan kembali dengan asam nitrat kemudian menitrasi dengan tiosulfat
3. Metode Lane Eynon
Penentuan gula dengan metode ini adalah dengan cara menitrasi reagen Soxhlet (campuran larutan CuSO4 dan K-Na-tartrat) dengan larutan gula yang diuji. Banyaknya larutan sampel yang dibutuhkan untuk menitrasi reagen Soxhlet menentukan banyaknya gula yang ada, dengan melihat tabel Lane-Eynon.
4. Metode Nelson-Somogy
Prinsip dari metode ini adalah gula pereduksi akan mereduksi ion Cu2+ menjadi ion Cu+ yang ada dalam reagen Nelson, kemudian ion Cu+ ini akan mereduksi senyawa arsenomolibdat membentuk kompleks berwarna biru kehijauan.
5. Penentuan Serat Kasar
Menurut Sudarmadji et.al. (2010) langkah-langkah penentuan serat kasar dalam bahan pangan adalah:
a. Defatting, yaitu menghilangkan lemak yang terkandung dalam sampel menggunakan pelarut lemak.
b. Digestion, terdiri dari dua tahapan yaitu pelarutan dengan asam dan pelarutan dengan basa. Kedua macam proses digesti ini dilakukan dalam keadaan tertutup pada suhu terkontrol (mendidih) dan sedapat mungkin dihilangkan pengaruh dari luar. Setelah proses digestion, segera dilakukan penyaringan untuk meminimalisirkan perusakan serat lebih lanjut oleh bahan kimia yang dipakai.
Daftar Pustaka
Andarwulan, N., F. Kusnandar., dan D. Herawati. 2011. Analisis Pangan. Dian Rakyat, Jakarta.
Fessenden, R. J. (1990). Kima Organik. Erlangga.
Mahar Maligan, Jaya. 2014. Materi Pembelajaran Analisis Karbohidrat. Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Brawijaya
Shabrina Fitri, Ardhista. dkk. 2020. Analisis Senyawa Kimia pada Karbohidrat. SAINTEKS Volume 17 No 1. p-ISSN: 0852-1468; e-ISSN: 2686-0546
Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 2010. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. 2010. Liberty Yogyakarta, Yogyakarta.
Winarno, F.G. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Posting Komentar