CHEMISTRY DAILY: Maret 2018

6th: Disakarida dan Polisakarida

Maret 25, 2018
By HANA
3 Comments

DISAKARIDA

· Dua monosakarida dapat dihubungkan bersama melalui ikatan glikosidik untuk membentuk disakarida.

· Disakarida terbentuk ketika dua monosakarida bergabung dan satu molekul air dilepaskan. Suatu proses yang dikenal sebagai reaksi dehidrasi. Misalnya gula susu (milk sugar), Laktosa, terbentuk dari glukosa dan galaktosa, sedangkan gula tebu (sugar cane) dan gula bit (sugar beet), Sukrosa, terbentuk dari glukosa dan fructose. Maltosa, suatu disakarida terkenal yang lain, terbentuk dari dua molekul glukosa.

· Dua monosakarida itu terikat melalui suatu reaksi dehidrasi, juga disebut reaksi kondensasi atau sintesis dehidrasi (dehydration synthesis), yang menghasilkan terlepasnya suatu molekul air dan pembentukan ikatan glikosidik.

· Ikatan glikosidik dapat terbentuk antara suatu gugus hidroksil manapun pada komponen monosakarida. Jadi, meskipun kedua komponen gula sama (misalnya, glukosa), dapat terjadi kombinasi ikatan yang beragam baik secara lokasi (regiochemistry) dan ruang (stereokimia, seperti alfa- atau beta-) sehingga dihasilkan disakarida yang merupakan diastereoisomer dengan sifat-sifat kimia dan fisika yang berbeda.

· Tergantung dari komponen monosakarida pembentuknya, disakarida kadangkala berbentuk kristal, kadangkala larut dalam air, kadangkala berasa manis dan terasa lengket.

Disakarida Umum

1. Maltosa

Juga dikenal sebagai gula malt. Biasa ditemukan dalam biji gandum dan terbentuk selama hidrolisis pati menjadi glukosa selama pencernaan. Karena memiliki hemiasetal maka termasuk kelompok gula pereduksi.

2. Laktosa

Juga dikenal sebagai gula susu. Laktosa merupakan 5% dari susu sapi dan 7% susu manusia. Ini dicerna oleh enzim laktase.

3. Sukrosa

Juga dikenal sebagai gula dapur. Keduanya anomerik karbon glukosa dan fruktosa yang terikat bersama dalam hubungan glikosidik; demikian juga tidak cincin dapat terbuka, dan sukrosa bukanlah suatu gula pereduksi. Sukrosa berlimpah di tebu dan gula bit; sirup maple mengandung sekitar 65% sukrosa, dengan glukosa dan fruktosa hadir juga; karamel adalah residu padat terbentuk dari pemanasan sukrosa. Sebuah bumbu agen yang disebut invert sugar diproduksi oleh hidrolisis sukrosa dalam kondisi asam, yang memisahkannya menjadi glukosa dan fruktosa; gula invert lebih manis daripada sukrosa karena fruktosa. Sebagian gula ditemukan dalam madu dibentuk dengan cara ini; gula invert juga diproduksi dalam selai dan jeli disiapkan dari buah-buahan yang mengandung asam.

POLISAKARIDA

• Polisakarida mengandung ratusan atau ribuan unit monosakarida.

• Polisakarida bukan gula pereduksi karena karbon anomerik terhubung melalui ikatan glikosidik

• Polisakarida umum di antaranya adalah: pati, glikogen, dan selulosa.

1. PATI

• Pati adalah polimer yang terdiri dari unit D-glukosa.

• Pati (dan polimer glukosa lainnya) biasanya tidak larut dalam air karena berat molekulnya yang besar, tetapi mereka dapat membentuk suspensi koloid yang tebal dengan air.

• Ada dua bentuk pati: amilosa dan amilopektin.

a. Amilosa

- Amilosa terdiri dari rantai panjang glukosa yang tidak bercabang (dari 1000 hingga 2000 molekul) terhubung oleh α (1 → 4) ikatan glikosidik.

- 10% -20% dari pati pada tumbuhan ada dalam bentuk ini Amilosa.

- Amilosa membentuk heliks (koil) yang dapat menjebak molekul iodium, membentuk karakteristik khas berwarna biru-ungu. (Iodine sering digunakan sebagai tes untuk uji Amilum).

b. Amilopektin

- Amilopektin terdiri dari rantai panjang glukosa (naik sampai 10⁵molekul) dihubungkan oleh α(1 → 4) ikatan glikosidik. dengan cabang α (1 → 6) setiap 24 hingga 30 unit glukosa di sepanjang rantai.

- 80% -90% pati pada tumbuhan ada dalam bentuk ini.

2. GLIKOGEN

- Glikogen, juga dikenal sebagai pati hewan.

- Secara struktural mirip dengan amilopektin, mengandung ikatan α (1 → 4) glikosidik dan cabang α (1 → 6).

- Glikogen bahkan lebih bercabang, terjadi setiap 8 sampai 12 unit glukosa.

- Glikogen melimpah di hati dan otot; dihidrolisis membentuk glukosa, yang mempertahankan tingkat gula darah dan menyediakan energi.

3. SELULOSA

- Selulosa adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang D-glukosa yang tidak bercabang, dihubungkan oleh ikatan β (1 → 4) glikosidik; mungkin berisi dari 300 hingga 3000 unit glukosa dalam satu molekul.

- Karena ikatan-β, selulosa memiliki perbedaan bentuk keseluruhan dari amilosa, membentuk rantai lurus panjang dengan ikatan hidrogen satu sama lainnya sehingga menghasilkan struktur yang sangat kaku.

- Selulosa adalah polisakarida struktural yang penting, dan merupakan senyawa organik tunggal yang paling melimpah di dunia. Ini adalah bahan di dinding sel tumbuhan yang memberikan kekuatan dan kekakuan; kayu adalah 50% selulosa.

PERMASALAHAN

1) Bagaimana proses pembentukan ikatan glikosidik pada disakarida?

2) Apakah Ikatan glikosidik hanya dapat terbentuk pada suatu gugus hidroksil antar unit monosakarida?

3) Mengapa Polisakarida bukan termasuk jenis “gula pereduksi”?

5th: Monosakarida dan Penentuan Stereokimianya

Maret 24, 2018
By HANA
3 Comments

PENDAHULUAN

· Secara biokimia, karbohidrat merupakan suatu polihidroksi aldehid (aldosa) atau polihidroksi keton (ketosa), atau turunan senyawa-senyawa tersebut.

· Nama “karbohidrat” datang dari fakta bahwa ketika kita memanaskan gula, akan dihasilkan karbon dan hidrat (air).

· Karbohidrat atau gula dibagi menjadi empat kelas pokok:

a. Monosakarida: Terdiri atas polihidroksi aldehid/keton tunggal. Contohnya glukosa, fruktosa, galaktosa.

b. Disakarida: Terdiri dari 2 unit monosakarida yang saling berikatan oleh ikatan kovalen. Contohnya sukrosa.

c. Oligosakarida: Terdiri dari 3-10 unit monosakarida. Contohnya raffinosa.

d. Polisakarida: Terdiri dari ratusan atau ribuan unit monosakarida yang membentuk rantai sangat panjang, yang mana bisa dalam rantai lurus ataupun bercabang. Contohnya selulosa, glikogen, dan amylum.

MONOSAKARIDA

Monosakarida ialah karbohidrat paling sederhana, dalam arti molekulnya tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain.

Rumus empiris monosakarida adalah C_nH_2nO_n. Pada rumus ini variasi “n” adalah 3-6 jarang-jarang 7. Hal ini mengindikasikan bahwa monosakarida ditemukan di alam dengan variasi n minimum 3 dan maksimum 7.

Monosakarida yang paling sederhana (n = 3) adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton. *Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida.

*Dihidroksiaseton dinamakan ketotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.

KLASIFIKASI MONOSAKARIDA

Klasifikasi monosakarida didasarkan pada jumlah atom karbon yang dikandungnya, yaitu:

Jumlah atom C	Kelas	Rumus Umum	Contoh
3	Triosa	C₃H₆O₃	Aldotriose (glyceraldehyde) dan Ketotriose (dihydroxyacetone)
4	Tetrosa	C₄H₈O₄	D- Erythrose-4-P
5	Pentose	C₅H₁₀O₅	D- arabinose, D- ribose
6	Heksosa	C₆H₁₂O₆	Glukosa, Galaktosa, Fruktosa
7	Heptosa	C₇H₁₄O₇	Sedoheptulose

CIRI-CIRI MONOSAKARIDA

a. Dalam suhu ruangan berwujud padat.

b. Kristal monosakarida tidak berwarna

c. Larut sangat baik dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut non polar.

d. Umumnya monosakarida berasa manis.

e. Satu atom dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil.

f. Bila gugus karbonil ini membentuk pada ujung rantai karbon, monosakarida ini memiliki aldehid sehingga disebut aldosa, dan apabila gugus karbonil terbentuk pada atom karbon yang lain, monosakarida ini adalah suatu keton dan disebut ketosa.

g. Diantara monosakarida glukosa (aldosa) dan fruktosa (ketosa) adalah yang paling banyak terdapat dialam.

h. Larutannya bersifat optis aktif.

i. Larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut mutarrotasi.

J. Monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi

STEREOKIMIA MONOSAKARIDA

Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer mengandung pengertian:

1) memiliki kesamaan order dan jenis ikatan

2) memiliki perbedaan susunan spasial

3) memiliki perbedaan properti (sifat)

Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia:

1) Proyeksi Fischer (rantai lurus/ linier)

2) Struktur Hamworth (siklik/ cincin sederhana)

3) Konformasi kursi

Kadang-kadang, Anda mungkin melihat bahwa ketika kita mencari glukosa di buku pelajaran ada dua jenis yaitu D-glukosa dan L-glukosa. Mengapa ada dua jenis glukosa monosakarida? Ini karena D-glukosa dan L-glukosa adalah bayangan cermin satu sama lain. Jadi, prefiks 'D' dan 'L' digunakan untuk membedakan monosakarida yang merupakan bayangan cermin satu sama lain.

Label 'D' dan 'L' berasal dari kata Latin. Label 'D' berasal dari kata Latin dexter, yang berarti 'di sisi kanan,' dan label 'L' berasal dari kata Latin laevus, yang berarti 'di sisi kiri.' Bagaimana kita tahu gambar cermin mana yang 'D' dan mana 'L'? Mari kita lihat contoh dari dua bayangan cermin gliseraldehid ini.

Ahli biokimia biasanya menggunakan dua jenis gambar, yang disebut proyeksi Fischer dan proyeksi Haworth, untuk menggambar molekul gula. Proyeksi Haworth adalah molekul gula yang digambarkan dalam bentuk siklik, dan proyeksi Fischer adalah bentuk rantai terbuka seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Atom karbon diberi nomor dalam proyeksi Haworth dan Fischer sehingga setiap sisi dalam proyeksi Haworth adalah satu atom karbon. Karbon 1 dalam proyeksi Haworth juga karbon 1 dalam proyeksi Fischer, dan seterusnya.

PERMASALAHAN

1) Mengapa monosakarida disebut sebagai “gula pereduksi”?

2) Apa keunikan dari struktur monosakarida sehingga dapat membentuk hemiasetal dan hemiketal?

3) Diketahui monosakarida α-D-glukosa dan β-D-glukosa. Apa perbedaan diantara keduanya? Lalu apa maksud α dan β disana?