Pengertian Karbohidrat, Klasifikasi, Jenis, Fungsi, dan Contohnya

Dalam literatur ilmiah, istilah “karbohidrat” memiliki banyak sinonim, seperti “gula” (dalam arti luas), “sakarida”, “glukida“, “hidrat karbon” atau “polihidroksi senyawa dengan aldehida atau keton “. Dalam ilmu pangan dan dalam banyak konteks informal, istilah “karbohidrat” sering berarti makanan apa pun yang khususnya kaya akan pati karbohidrat kompleks (seperti sereal, roti dan pasta) atau karbohidrat sederhana, seperti gula (ditemukan dalam permen, selai, dan makanan penutup).

Secara hidrolisis, karbohidrat bisa dibedakan menjadi dua, yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Sedangkan berdasarkan rasanya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu yang karbohidrat gula dan non gula, dengan masing-masing contohnya. Karbohidrat memiliki beragam manfaat bagi tubuh kita, utamanya yaitu sebagai sumber energi karena memberikan rasa kenyang ketika kita mengonsumsinya.

Karbohidrat

Karbohidrat adalah gula, pati dan serat yang ditemukan dalam buah-buahan, biji-bijian, sayuran dan produk susu. Karbohidrat adalah makronutrien, artinya itu adalah salah satu dari tiga cara utama tubuh memperoleh energi, atau kalori.

The American Diabetes Association mencatat bahwa karbohidrat adalah sumber energi utama tubuh. Itu disebut karbohidrat karena, pada tingkat kimia, mereka mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen.

Ada tiga makronutrien: karbohidrat, protein, dan lemak. Makronutrien sangat penting untuk fungsi tubuh yang baik, dan tubuh membutuhkannya dalam jumlah besar. Semua makronutrien harus diperoleh melalui manfaat makanan karena tubuh tidak dapat menghasilkan zat gizi makro sendiri.

National Institutes of Health (NIH) merekomendasikan jumlah harian konsumsi yang karbohidrat untuk orang dewasa adalah 135 gram, tapi NIH juga merekomendasikan bahwa setiap orang harus mempunyai tujuan karbohidratnya sendiri. Asupan karbohidrat bagi kebanyakan orang harus antara 45% dan 65% dari total kalori.

Satu gram karbohidrat sama dengan sekitar 4 kalori, sehingga makanan 1.800 kalori per hari akan sama dengan sekitar 202 gram pada ujung rendah dan 292 gram karbohidrat pada ujung atas. Akan tetapi, penderita diabetes sebaiknya tidak mengonsumsi lebih dari 200 gram karbohidrat per hari, sedangkan wanita hamil memerlukan setidaknya 175 gram.

Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat adalah biomolekul yang terdiri dari atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), biasanya dengan perbandingan atom hidrogen-oksigen 2: 1 (seperti dalam air) dan dengan demikian dengan empiris rumus Cm(H₂O)n (di mana m mungkin berbeda dari n).

Formula tersbeut berlaku untuk monosakarida. Ada beberapa pengecualian; misalnya, deoksiribosa, komponen gula dari DNA, memiliki rumus empiris C₅H₁₀O₄. Karbohidrat secara teknis hidrat karbon; secara struktural lebih akurat untuk melihatnya sebagai aldosis dan ketosis.

Pengertian Karbohidrat Menurut Para Ahli

Adapun definisi karbohidrat menurut para ahli, antara lain:

1. Encyclopedia Britannica

Karbohidrat diperkirakan merupakan adalah zat organik yang paling melimpah dan tersebar luas di alam, dan itu adalah unsur penting dari semua makhluk hidup. Karbohidrat dibentuk oleh tanaman hijau dari karbon dioksida dan air selama proses fotosintesis.

Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi dan sebagai komponen struktural penting dalam organisme; selain itu, bagian dari struktur asam nukleat, yang mengandung informasi genetik, terdiri dari karbohidrat.

Pada awal abad ke-19, zat seperti kayu, pati, dan linen ditemukan terdiri terutama dari molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) dan memiliki formula umum C6H12O6; molekul organik lainnya dengan formula yang sama ditemukan memiliki rasio hidrogen dan oksigen yang serupa. Formula umum Cx (H2O) y umumnya digunakan untuk mewakili banyak karbohidrat, yang berarti “karbon air.”

2. Biology Educare

Karbohidrat didefinisikan sebagai senyawa netral yang terdiri dari atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dengan perbandingan 1: 2: 1. Formula umum karbohidrat sederhana adalah Cn (H2O) n. Karbohidrat juga dikenal sebagai ‘Saccharides’. Istilah ‘Saccharide‘ berasal dari kata Yunani ‘Sakcharon‘ yang berarti gula. Sumber utama karbohidrat adalah tanaman. Hewan yang lebih tinggi memiliki jumlah karbohidrat yang sedikit.

Klasifikasi Karbohidrat dan Contohnya

Berdasarkan hidrolisis, karbohidrat bisa diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Monosakarida (Mono=tunggal, sakar=gula)

Monosakarida merupakan gula sederhana dan bentuk karbohidrat paling sederhana yang tidak bisa dihidrolisis menjadi gula sederhana. Formula umum monosakarida yaitu CnH2nOn. Contoh monosakarida misalnya glukosa, ribosa, dan lain-lain.

Ini membentuk blok bangunan untuk karbohidrat yang lebih kompleks. Secara arti biologi, monosakarida penting adalah pentosa seperti ribosa (ditemukan dalam RNA), deoksiribosa (ditemukan dalam DNA), dan heksosa seperti glukosa dan fruktosa (gula buah), dan lain-lain.

Semua monosakarida larut dalam air, manis dan mampu membentuk kalus. Monosakarida mempunyai gugus aldehida bebas (-CHO) pada karbon 1 atau gugus keton bebas (> C = O) pada posisi karbon 2 dan mempunyai sifat pereduksi. Monosakarida adalah jenis berikut berdasarkan sejumlah atom karbon seperti triose, tetrose, hexose, heptose, dll yang masing-masing mengandung 3,4,5,6 dan 7 atom karbon.

1849. Triose: Ini adalah gula sederhana atau monosakarida yang mengandung tiga atom karbon dalam rantai utamanya. Triose memainkan peran penting dalam respirasi seluler. Di alam, hanya tiga triose yang mungkin tersedia seperti dihydroxyacetone, L-glyceraldehyde, dan D-glyceraldehyde.
1850. Tetrose: Ini adalah empat atom karbon yang mengandung monosakarida dalam rantai utamanya. Erythrose (C4H8O4) adalah tetrose yang mengandung satu kelompok aldehida. Apoteker Perancis Louis Feux Joseph Garot pertama kali mengisolasi erythrose (C4H8O4) pada tahun 1849.

Beberapa tetroses yang terjadi secara alami adalah D-erythrose, D-threose, dan D-erythrulose. Mereka memiliki kelompok aldehida di posisi 1 atau kelompok fungsional keton berada di posisi 2.

1. Pentosa: Pentosa adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung lima atom karbon dalam rantai utamanya. Nukleotida tersusun oleh pentosa gula ribosa (C5H10O5) dan deoksi-ribosa (C5H10O4) dan mereka membentuk asam nukleat seperti DNA dan RNA. Pentosa memiliki kekuatan metabolisme yang lebih tinggi daripada heksosa. Beberapa pentosa penting lainnya adalah ribulosa, arabinosa, xilulosa, liksosa, dan lain-lain.
2. Hexose: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung enam atom karbon dalam rantai utamanya dengan formula dalam arti kimia C6H12O6. Hexosa diklasifikasikan oleh kelompok fungsional menjadi aldohexoses dan ketohexoses. Dalam hal ini, aldohexoses memiliki kelompok aldehyde (-CHO) di posisi 1.

Sedangkan ketohexoses memiliki kelompok keton (RCR ‘) di posisi 2. Contoh gula hexose adalah glukosa yang merupakan karbohidrat paling melimpah di alam. Ini menyediakan sumber energi untuk semua sel hidup. Gula heksosa penting lainnya adalah fruktosa, mannosa, galaktosa, dan lain-lain.

2. Heptose: Ini adalah karbohidrat monosakarida yang mengandung tujuh atom karbon. Heptosis diklasifikasikan oleh kelompok fungsional menjadi aldoheptosis dan ketoheptosis. Dalam kasus ini, aldoheptosis memiliki kelompok aldehida (-CHO) pada posisi 1, sedangkan ketoheptosis memiliki kelompok keton (RCR ‘) pada posisi 2. Beberapa contoh heptosis adalah sedoheptulosa atau D-altro-heptulosa dan mannoheptulosa, dan lain-lain.

Oligosaccharides (Oligo=kurang; sacchar=gula)

Oligosakarida merupakan karbohidrat kompleks yang dapat dihidrolisis oleh asam menjadi 2-10 unit monosakarida sederhana. Karbohidrat ini larut dalam air, rasanya manis dan mampu membentuk kalus. Mereka dapat dibagi lagi menjadi berbagai subkategori seperti disakarida, triakarida, dan tetrasakarida, dan lain-lain.

1. Disakarida: Ini adalah oligosakarida terpenting yang mengandung 2 unit monosakarida. Sukrosa adalah disakarida yang dapat dihidrolisis dan memberikan satu molekul glukosa dan fruktosa sementara maltosa memberikan dua molekul glukosa hanya pada hidrolisis.
2. Trisakarida: Jika karbohidrat memberikan tiga molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai trisakarida. Raffinose adalah trisaccharide yang terdiri dari satu fruktosa, satu glukosa, dan satu molekul galaktosa. Trisakarida umum lainnya adalah maltotriose, maltotriulose, dan lain-lain.
3. Tetrasakarida: Jika karbohidrat memberikan empat molekul monosakarida pada hidrolisis dengan sama atau berbeda, maka dikenal sebagai tetrasakarida. Formula umum tetrasaccharide adalah C24H42O21. Stachyose adalah contoh tetrasakarida yang memberikan satu molekul glukosa, satu molekul fruktosa dan dua molekul galaktosa pada hidrolisis.

Polisakarida (Poli=banyak; sakar=gula) 

Polisakarida merupakan molekul besar yang terdiri dari banyak unit monosakarida. Dalam hal ini, monosakarida terikat bersama oleh hubungan glikosidik. Selama hidrolisis, polisakarida dipecah menjadi monosakarida atau oligosakarida.

Polisakarida juga dikenal sebagai glis. Sebuah polisakarida dapat menjadi homopolisakarida ketika mengandung molekul monosakarida yang sama atau heteropolisakarida ketika mengandung polisakarida varietas.

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 melakukan berbagai fungsi di alam. Beberapa polisakarida digunakan untuk menyimpan energi, beberapa bertindak sebagai pembawa pesan seluler, dan lainnya menyediakan dukungan bagi sel dan jaringan. Pada hewan, polisakarida penyimpanan adalah glikogen dan polisakarida struktural adalah kitin.

Beberapa Polisakarida penting:

1. Pati: Ini adalah cadangan zat makanan dalam sel tanaman. Ini terjadi sebagai butiran yang mungkin berbentuk bola, oval, berbentuk lensa atau tidak beraturan. Ini tidak larut dalam air dan memberi warna biru dengan yodium. Rumus kimia pati adalah (C₆H₁₀O₅)n.
2. Glikogen: Dikenal sebagai pati hewan karena terjadi di hati dan otot tubuh hewan. Ini larut dalam air dan memberi warna kemerahan dengan yodium.
3. Dekstrin: Ditemukan selama hidrolisis parsial pati oleh asam atau enzim amilase. Ini terdiri dari campuran molekul yang sangat kompleks dengan berbagai ukuran dan struktur. Ini larut dalam air dan memberi warna coklat kemerahan dengan yodium.
4. Selulosa: Ini adalah komponen struktural terpenting dari dinding sel tanaman. Ini juga ditemukan di beberapa mikroorganisme dan organisme yang lebih rendah. Ini membentuk sebagian besar atau serat makanan tetapi tidak dicerna oleh manusia karena tidak adanya enzim pencernaan selulosa. Ini tidak larut dalam air dan tidak memberi warna dengan yodium.
5. Kitin: Ini adalah molekul polisakarida besar yang terbuat dari rantai glukosa yang dimodifikasi. Ini ditemukan di dinding sel jamur, exoskeleton serangga, bagian keras invertebrata dan ikan lainnya. Itu tidak dicerna oleh hewan vertebrata. Ini adalah molekul yang dapat didaur ulang yang dapat larut seiring waktu. Ini memiliki beberapa aplikasi industri seperti benang bedah dan pengikat untuk pewarna dan lem.

Jenis Karbohidrat

Berdasarkan rasanya, karbohidrat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

Gula

Gula yaitu karbohidrat yang memiliki rasa manis, dengan struktur granular dan larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah glukosa (C₆H₁₂O₆), fruktosa, sukrosa, dan lain-lain.

Non-gula

Adapun untuk karbohidrat non gula yaitu karbohidrat yang tidak, agranular dan tidak larut dalam air. Beberapa contoh umum adalah selulosa, glikogen, pati, dan lain-lain.

Fungsi Karbohidrat

Konsumsi karbohidrat dalam jumlah yang tepat bisa sangat baik untuk tubuh kita. Tidak hanya diperlukan untuk kesehatan, tetapi karbohidrat juga bisa memberikan berbagai manfaat tambahan. Berikut ini beragam fungsi atau manfaat karbohidrat, antara lain:

1. Kesehatan mental

Karbohidrat penting untuk kesehatan mental. Sebuah studi yang diterbitkan pada tahun 2009 di jurnal JAMA Internal Medicine menemukan bahwa orang yang mengonsumsi makanan tinggi lemak, rendah karbohidrat selama setahun memiliki lebih banyak kecemasan, depresi dan kemarahan daripada orang yang mengonsumsi makanan rendah lemak, tinggi karbohidrat. Para ilmuwan menduga bahwa karbohidrat membantu produksi serotonin di otak.

Karbohidrat juga dapat membantu daya ingat. Sebuah studi tahun 2008 di Tufts University menunjukkan bahwa wanita yang kelebihan berat badan mengurangi konsumsi karbohidrat sepenuhnya selama satu minggu. Kemudian, mereka menguji keterampilan kognitif wanita tersebut, perhatian visual dan memori spasial.

Para wanita yang tidak mengonsumsi karbohidrat melakukan lebih buruk daripada wanita yang kelebihan berat badan tapi mengosnumsi makanan rendah kalori yang mengandung karbohidrat dalam jumlah yang sehat.

2. Penurunan berat badan

Meskipun karbohidrat sering disalahkan sebagai penyebab kenaikan berat badan, jenis karbohidrat yang tepat sebenarnya dapat membantu kita menurunkan dan mempertahankan berat badan yang sehat. Ini terjadi karena banyak karbohidrat baik, terutama biji-bijian dan sayuran dengan kulit, mengandung serat.

Sulit untuk mendapatkan serat yang cukup pada makanan rendah karbohidrat. Serat makanan membantu kita merasa kenyang, dan umumnya datang dalam makanan yang relatif rendah kalori.

3. Sumber nutrisi yang baik

Buah-buahan dan sayuran utuh, yang belum diolah, terkenal dengan kandungan nutrisinya. Beberapa bahkan dianggap sebagai makanan super karena itu – dan semua sayuran berdaun hijau ini, ubi jalar terang, beri berair, jeruk tajam dan apel renyah mengandung karbohidrat.

Salah satu sumber karbohidrat baik yang penting dan berlimpah adalah biji-bijian. Sebuah studi yang diterbitkan dalam Journal of American Dietetic Association pada tahun 2010 menemukan bahwa mereka yang makan biji-bijian utuh mempunyai jumlah serat, energi, dan lemak tak jenuh ganda yang secara signifikan lebih tinggi, serta semua zat gizi mikro (kecuali vitamin B12 dan natrium).

4. Kesehatan jantung

Serat juga membantu menurunkan kolesterol, kata Kelly Toups, ahli makanan di Whole Grains Council. Proses pencernaan membutuhkan asam empedu, yang sebagian dibuat dengan kolesterol. Saat pencernaan kita membaik, hati menarik kolesterol dari darah untuk membuat lebih banyak asam empedu, sehingga mengurangi jumlah LDL, kolesterol “jahat”.

Toups mereferensikan sebuah studi di American Journal of Clinical Nutrition yang melihat efek dari biji-bijian pada pasien yang menggunakan obat penurun kolesterol yang disebut statin. Mereka yang makan lebih dari 16 gram biji-bijian setiap hari memiliki kadar kolesterol jahat yang lebih rendah daripada mereka yang mengonsumsi statin tanpa mengonsumsi biji-bijian utuh.

Itulah tadi serangkaian penjelasan serta pengulasan secara lengkap kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian karbohidrat menurut para ahli, klasifikasi, jenis, fungsi, dan contohnya yang ada dalam kehidupan. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan dan menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian. Trimakasih,