ilmu gizi dasar_Karbohidrat

Bahan gizi yang diperlukan seseorang mencakup:
-protein
-karbohidrat
-lemak
-mineral
-vitamin
Tentu saja air, karena merupakan kebutuhan pokok pula; karenan tanpa air tidak dapat berlangsung pencernaan, metabolisme dan transportasi bahan-bahan yang diperlukan atau bahan yang harus dikeluarkan dari tubuh.

KARBOHIDRAT
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida yang berasal dari bahasa Yunani σάκχαρον, sakcharon, berarti "gula").
Golongan karbohidrat antara lain adalah gula, tepung, dan selulosa berasal dari tumbuhan. Molekul karbohidrat tersususn atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O).

Karbohidrat adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi dan memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui proses fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari karbon dioksida (CO2) berasal dari udara dan air (H2O) dari tanah.
Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana glukosa. Di samping itu juga, dihasilkan oksigen (O2) yang lepas di udara.



sinar matahari
6 CO2 + 6H2O ---------------------------------- C6H12O6 + 6O2
klorofil karbohidrat

Susunan kimia
Semua jenis karbohidrat terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Perbandingan antara hidrogen dan oksigen pada umumnya 2:1 seperti halnya dalam air oleh karena itu diberi nama karbohidrat. Dalam bentuk sederhana, formula umum karbohidrat adalah CnH2nOn. Hanya heksosa (6-atom karbon), serta pentosa (5-atom karbon), dan polimernya memegang peranan penting dalam ilmu gizi.
PENGELOMPOKAN
Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan:
1. Karbohidrat sederhana/gula sederhana
2. Karbohidrat kompleks. Karbohidrat kompleks mempunyai lebih dari dua unit gula sederhana di dalam satu molekul.
KARBOHIDRAT SEDERHANA
Karbohidrat sederhana terdiri atas:
(1) Monosakarida
Terdiri atas jumlah atom C yang sama dengan molekul air, yaitu [C6(H2O)6] dan [C5(H2O)5]
(2) Disakarida
Terdiri atas ikatan 2 monosakarida di mana untuk tiap 12 atom C ada 11 molekul air [C12(H2O)11]

(3) Gula Alkohol
Merupakan bentuk alkohol dari monosakarida
(4) Oligosakarida
Gula rantai pendek yang dibentuk oleh galaktosa, glukosa, dan fruktosa
Monosakarida
Monosakarida dikenal juga sebagai heksosa , karena terdiri dari 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH).
Ada tiga jenis heksosa penting dalam ilmu gizi, yaitu:
•Glukosa
•Fruktosa
•Galaktosa
Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu: 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifatlain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya dalam bentuk isomer dekstro (D). Jenis heksosa yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakrida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa. seperti:ribosa, xilosa, dan arabinosa.
` Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dala ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia.

Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi. Tingkat kemanisan glukosa hanya separuh dari sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk tingkat kemanisan yang sama.
Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah adalah yang paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa C6H12O6 namun strukturnya berbeda. Sepertiga dari gula madu terdiri atas fruktosa. Di dalam tubuh, fruktosa merupakan hasil pencernaan sakarosa.
Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan sakarosa
Manosa, jarang terdapat di dalam makanan, Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.
Pentosa, merupakan bahian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.
Disakarida
Ada empat jenis disakarida, yaitu:
a. Sukrosa atau sakarosa
b. Maltosa
c. Laktosa
d. Trehalosa
Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. Kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui astu atom oksigen (O). Ikatan glukosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. Disakarida dapat dipecah kembali menjadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis.

Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida.
a. Sukrosa atau sakarosa
Dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Sukrosa juga terdapat dalam buah, sayuran, dan madu. Bila dicernakan atau dihidrolisis, sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa. Gula invert ialah pembuatan pada sirup yang menggunakan sebagian sukrosa (gula pasir) akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa.
b. Maltosa
Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Dalam proses berkecambah pati yang terdapat dalam padi-padian pecah menjadi maltosa, untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh. Bila dicernakan atau dihidrolisis, maltosa pecah menjadi dua unit glukosa
c. Laktosa
Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.
Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah 6,8 gram per 100 ml, sedangkan pada air susu ibu (ASI) 4,8 gram per 100 ml. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Mempengaruhi jenis mikroorganisme yang tumbuh menyebabkan gejala kembung, kejang perut,dan diare
d. Trehalosa
Seperti maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagi gula jamur. Sebanyak 15 % bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.

Gula alkohol
Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis.
Ada empat jenis gula alkohol:
1. Sorbitol
2. Manitol
3. Dulsitol
4. Inositol
Sorbitol
Terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH). Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60 % bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Mengomsumsi sorbitol lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada penyakit diabetes. Sorbitol tidak mudah dimetabolisme oleh bakteri dalam mulut sehingga tidaj menimbulkan karies gigi. Sorbitol banyak digunakan dalam penbuatan permen karet.
Manitol dan Dulsitol
Alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara komersial manitol diekstraksi dari sejenis rumpur laut dan banyak digunakan dalam industri pangan.
Inositol
Merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia. Bentuk esternya dengan asam fitat menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dalam usus halus.


Oligosakarida
Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida (oligo berarti sedikit)
Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis ini oligosakarida ini terdapat di dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim pencernaan.
Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serelia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus.
KARBOHIDRAT KOMPLEKS
Karbohidrat kompleks terdiri atas:
1. Polisakarida yang terdiri dari lebih dua ikatan monosakarida
2. Serat yang dinamakan polisakarida nonpati
Polisakarida
Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang.
Jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati
Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin adalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang.

Dekstrin merupakan produk antara pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding). Dekstrin lebih manis daripada pati dengan daya larut lebih tinggi dan lebih mudah dicernakan
Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dn hewan, terutama di dalam hati dan otot. Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk rantai lebih bercabang daripada amilopektin. Glikogen tidak merupakan sumber karbohidrat yang penting dalam makanan , karena hanya terdapat di dalam makanan berasal dari hewani dalam jumlah terbatas.
Polisakarida Nonpati/Serat
Serat makanan adalah polisakarida nonpati yang menyatakan polisakrida dinding sel.
Ada dua golongan serat, yaitu:
1. Tidak dapat larut dalam air
2. Dapat larut dalam air
Serat yang tidak dapat larut dalam air adalah: selulosa, hemiselulosa, dan lignin
Serat yang dapat larut dalam air adalah: pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal.
Selulosa merupakan bagian utama dinding sel tumbuh-tumbuhan yang terdiri atas polimer linier panjang hingga 10.000 unit glukosa terikat dalam bentuk iktan beta (1-4).
Hemiselulosa merupakan bagian utama serat serealia yang terdiri atas polimer bercabang heterogen heksosa, pentosa, dan asam uronat.
Lignin terdiri atas polimer karbohidrat yang relatif pendek yaitu antara 50-2000 unit. Lignin memberi kekuatan pada struktur tumbuh-tumbuhan, oleh karena itu merupakan bagian keras dari tumbuh-tumbuhan sehingga jarang dimakan.

Pektin, gum, dan mukilase terdapat di sekeliling dan di dalam sel tumbuh-tumbuhan. Ikatan-ikatan ini larut dan mengembang di dalam air sehingga membentuk gel. Oleh karena itu, di dalam industri pangan digunakan sebagai pengental, emulsifier, dan stabilizer. Pektin merupakan polimer ramnosa dan asam galakturonat denagn cabang-cabang yang terdiri atas rantai galaktosa dan arabinosa.
Gum adalah polisakarida larut air terdiri atas 10.000-30.000 unit yang terutama terdiri atas glukosa, galaktosa, manosa, arabinosa, ramnosa, dan asam uronat.
Mukilase merupakan srtuktur kompleks yang mempunyai ciri-ciri khas, yaitu memiliki komponen asam D-galakturonat.
Beta-glukan terutama terdiri atas polimer glukosa bercabang yang terikat dalam bentuk Beta (1-3) dan Beta (1-9). Beta-glukan terdapat dalam serealia, terutama di dalam oat dan barley dan berperan dalam menurunkan kolesterol darah.
Algal yang diambil dari algae dan rumput laut merupakan polimer asam-asam manuronat dan guluronat. Produk algae luas digunakan di indonesia sebagai agar-agar dab banyak digunakan sebagai bahan pengental dan stabilizer.

Fungsi Karbohidrat
1. Sebagai sumber energi.
Sel-sel otak dan lensa mata serta jaringan saraf secara spesifik bergantung pada glukosa sebagai sumber
energi.

2. Menjaga keseimbangan asam dan basa, dan pembentukan struktur sel, jaringan dan organ tubuh.



3. 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.

4. 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.

5.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.

6.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.

7.Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.

Sumber Karbohidrat
Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan bit serta kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.
METABOLISME KARBOHIDRAT (HIDRAT ARANG)
Hidrat arang (karbohidrat) berperan sebagai hasil dari pencernaan dan absorpsi gula serta at tepung yang ada dalam darah berupa glukosa. Jumlah gula dalam darah normal adalh 100 mg glukosa dalam 1 cc darah. Di dalam tubuh kita terdapat beberapa jalur oksidasi karbohidrat. Misalnya: glikosis anaerob, glikosis aerob, glikogenesis, glikogenolisis, asam glukuronat, dan glukoneogenesis. Penyimpanan glukosa dalam tubuh terjadi pada hati, otot, dan tulang dalam bentuk glikogaten. Glikogen dalam otot digunakan untuk aktivitas otot dan diganti kembali dengan glukosa darah menurut kebutuhan. Glukosa paling mudah dicerna dan diasimilasikan. Oleh karena itu, dijadikan sebagai makanan tambahan pengganti karbohidrat dari protein dan lemak.
 Akibat dari kekurangan karbohidrat adalah

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.Maka apabila hal ini sering terjadi, apabila dimasa pertumbuhan, maka pertumbuhan orang tersebut akan mengalami hambatan baik itu secara fisik ataupun jaringan tubuh; namun apabila terjadi di orang dewasa, maka seharusnya fungsi protein sebagai salah satunya mengganti sel-sel tubuh yang rusak, tidak tercukupi.

 Akibat kelebihan dari karbohidrat adalah

Setelah diabsorpsi melalui usus selanjutnya akan masuk ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa dan melalui vena porta dialirkan ke hati. Di dalam hati, glukosa diubah menjadi glikogen dan kadar gula darah diusahakan dalam batas-batas konstan.

Bila jumlah karbohidrat yang dikonsumsi melebihi keperluan tubuh akan kalori, sebagian glikogen ditimbun di hati dan otot. Karena kapasitas pembentukan glikogen terbatas sekali, dan bila penimbunan glikogen telah mencapai batasnya, kelebihan karbohidrat diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan-jaringan lemak.

Karbohidrat dalam kaitannya dengan proses pencernaan, penyerapan, maupun metabolisme:

Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembulu darah melalui dinding usus halus. Pencernaan karbohidrat kompleks dimulai di mulut dan berakhir di usus halus.