KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa
polihidroksi aldehid atau
polihidroksiketon. Oleh karena itu
karbohidrat mempunyai dua gugus
fungsional yang penting :
* Gugus hidroksil
* Gugus keton/aldehid
Penggolongan Karbohidrat
Monosakarida :
Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak
dapat dihidrolisis lebih lanjut
 Disakarida
Karbohidrat yang mengandung 2 satuan
monosakarida
 Oligosakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3
– 8 satuan monosakarida
 Polisakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan
banyak satuan monosakarida

Monosakarida
Satuan karbohidrat yang paling sederhana
dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8
C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa dan
seterusnya.
 Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yang mengandung
gugus aldehid
Contoh : Gliseraldehid

Contoh : Gliseraldehida
O
C
H
H
O
H
*
C OH
C
C
H
*
C
H
OH
H
( D - gliseraldehid)
HO
H2C
OH
L - gliseraldehid
b. Ketosa : monosakarida yang mengandung
gugus keton

Contoh : Dihidroksiaseton
H
H
H
C
OH
C
O
C
OH
Proyeksi Fisher
H
Penamaan D, L monosakarida
Penamaan Monosakarida D, L

Monosakarida disebut D jika gugus -OH
dari atom C* yang letaknya paling jauh
O
dari gugus
C
C O
atau
H
terletak disebelah kanan. Dan diberi nama
L jika gugus OH dari atom C* tersebut
berada disebelah kiri.
Contoh
CHO
CHO
H
C * OH
*
C
OH
H
C * OH
H
HO
C
H
HO
C
H
CH 2OH
CH 2OH
D-(-)-ribosa
(D-aldosa)
L-eritrosa
(L-aldosa)
C
Turunan D-aldosa
H
H
OH
CH 2OH
O
C
O
D-(+)-gliseraldehida
H
H
OH
H
OH
O
C
HO
OH
H
H
OH
CH 2OH
CH 2OH
D-(-)-eritrosa
D-(-)-tetrosa
CHO
CHO
H
OH
HO
H
OH
H
OH
HO
H
OH
H
OH
H
H
CH 2OH
D-(-)-ribosa
CHO
CHO
H
OH
HO
H
OH
H
H
OH
H
OH
CH 2OH
D-(+)-alosa
H
H
OH
HO
H
H
HO
H
CH 2OH
D-(-)-arabinosa
D-(+)-xilosa
CHO
H
OH
CH 2OH
CHO
CHO
D-(-)-liksosa
CHO
H
OH HO
H
OH HO
H
H
H
OH
H
OH HO
H
OH
H
OH
H
OH HO
H
HO
HO
H
OH
H
OH
H
OH
OH
CH 2OH
D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa
CH 2OH
H
CH 2OH
D-+)-manosa D-(-)-gulosa
H
OH
CH 2OH
CHO
CHO
H
HO
OH
CH 2OH
OH HO
CH 2OH
H
CHO
CHO
H
H
OH HO
H
H
HO
H
H
HO
H
OH
CH 2OH
H
OH
CH 2OH
D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
CH 2OH
O
Turunan D-ketosa
CH 2OH
Dihidroksiaseton
CH 2OH
O
H
OH
CH 2OH
D-eritulosa
CH 2OH
CH 2OH
O
O
HO
H
H
H
OH
OH
H
OH
CH 2OH
CH 2OH
D-xilulosa
D-ribulosa
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
O
CH
O
O
H
HO
H
H
OH
H
OH
HO
H
H
OH
HO
OH
H
OH
H
OH
H
CH 2OH
D-psikosa
CH 2OH
D-sorbosa
CH 2OH
D-fruktosa
CH
D-tag
Heksosa yang paling banyak di alam :
CHO
CHO
H
C
OH
HO
C
H
H
CH 2OH
O
C
H
H
C
OH HO
H
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
H
C
OH
CH 2OH
D - glukosa
CH 2OH
CH 2OH
D-galaktosa
D - aldoheksosa
D - fruktosa
D - ketoheksosa
Struktur siklis Monosakarida

Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan
alcohol membentuk hemiasetal atau
OH
hemiketal.
O
R
C
H
+ H3C
O
H
R
Hemiasetal
O
C
OCH3
H
Aldehid
R
C
OH
R' + H3C
O
H
R
C
OCH3
R'
Keton
Hemiketal
Struktur siklis Monosakarida
Hemiasetal atau hemiaketal siklis
terbentuk jika gugus keton/aldehid dan
alkohol terdapat dalam 1 molekul.
 Contoh : 4 – hidroksipentanal

CH2
CH2
CH
CH
H3C
OH
O
H3C
H2C
CH2
CH
CH
O
hemiasetal siklis
OH
Struktur siklis Monosakarida
Monosakarida mempunyai gugus carbonil
(aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam
tiap molekulnya. Oleh karena itu
monosakarida dapat membentuk
hemiasetal atau hemiketal siklis.
 Misal : glukosa

H
O
C
Contoh : Glukosa
H
C
HO
OH
CH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
H
H
C
*
C
HO
C
H
C
OH
karbon anomerik
HO
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
C
OH
O
OH
*
H
C
C
CH2OH
CH2OH
 - glukosa
o
]= + 112
 - glukosa
o
]= + 19
O
Struktur siklis Monosakarida
Pada glukosa, hemiasetal – siklis terbentuk
antara gugus aldehid pada C - 1 dengan gugus –
OH pada C – 5 sehingga membentuk cincin – 6
yang stabil.
 Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1
bersifat kiral  karbon anomerik sehingga
memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D –
glukosa :  - D – glukosa dan  - D – glukosa
dimana sifat keduanya sangat berbeda.

Sifat Fisik
 - D – glukosa



 - D – glukosa
- padat  > 98C
- m.p. = 150C
- []D = + 19C
- kristal
- m.p. 146
- []D = + 112C
dalam air

 - D – glukosa
 - D – glukosa
[]D = + 52
  - D – galaktosa
 - D – galaktosa

+ 151
+ 84
- 53
  - D – fruktosa
 - D – fruktosa

+ 21
-92
-133
Mutarotasi
Stereokimia Monosakarida

Struktur glukosa atau karbohidrat yang
lain dapat digambarkan dalam 3 bentuk
stereokimia :
 Proyeksi Fisher
 Struktur Haworth
 Konformasi kursi
Proyeksi Fisher dan Struktur Haword
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
O
H
C
O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
C
H
CH2OH
HO
C
H
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
CH2OH
 - D - glukosa
proyeksi Fisher
O
CH2OH
 - D - glukosa
CH2OH
CH2OH
O
O
*
OH
Struktur Haworth
OH ()
OH
OH
OH
*
OH
H
OH
OH
()
Struktur Haworth dan Konformasi Kursi
CH2OH
CH2OH
O
O
*
OH
OH ()
OH
*
OH
Struktur Haworth
H
OH
OH
OH
()
OH
Konformasi kursi
HOH2C
HOH2C
O
HO
O
HO
*
HO
*
HO
OH
(e)
OH ()
OH
H
(a)
OH

Sifat-sifat Fisik Monosakarida
Padatan kristal tidak berwarna
Larut dalam air  ikatan hidrogen
Sedikit larut dalam alkohol
Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena
Rasanya manis. Diantara monosakarida 
fruktosa yang paling manis
Tingkat kemanisan monosakarida
dan disakarida
Monosakarida
 D – fruktosa 174
 D – glukosa 74
 D – xylosa
0.40
 D – galaktosa 0.22
Disakarida
Sukrosa 100
Laktosa 0.16
Beberapa Reaksi Monosakarida
1. Reaksi Oksidasi
 Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi
senyawa/pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling),
monosakarida dapat digolongkan :
Gula pereduksi
Gula non pereduksi

Kemampuan monosakarida untuk mereduksi
pereaksi-pereaksi tersebut di atas didasarkan
pada adanya gugus aldehid atau gugus -hidroksi
keton, dimana dengan adanya pereaksi-pereaksi
tersebut gugus aldehid atau -hidroksi keton akan
teroksidasi menjadi karboksilat/keton.
Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi
CHO
HC
HO
O
OH
+ Cu2+
C
C
OH
C
OH
CH2OH
HO
C
OH
C
OH
merah bata
C
C
OH
C
OH
CH2OH
D - glukosa
+ Cu2O
asam- D - glukonat
Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling’s,
Benedict’s atau Tohlen’s membentuk asam
monokarboksilat  Asam Aldonat.
 Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat
(HNO3 panas) menghasilkan asam
dikarboksilat karena HNO3 selain
mengoksidasi gugus aldehid juga mampu
mengoksidasi gugus CH2OH terminal

COOH
CHO
Reaksi dg HNO3
C
HO
C
OH
HNO 3
C

HO
OH
C
C
OH
C
OH
C
OH
C
OH
COOH
CH2OH
D - glukosa
asam D - glukarik
Reaksi dg Tohlens
CHO
C
HO
COOH
OH
+ Ag+
C
C
HO
OH
+ Ag
C
C
OH
C
OH
C
OH
C
OH
CH2OH
CH2OH
Cermin perak
2. Gugus karbonil dari monosakarida dapat
direduksi menjadi alcohol dengan
beberapa pereaksi menghasilkan alditol
CH2
CHO
C
HO
C
C
OH
+ H2
katalis
logam
HO
OH
OH
C
C
OH
C
OH
C
OH
C
OH
CH2OH
D - glukosa
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
3. Pembentukan Glikosida

Reaksi monosakarida hemiasetal atau
hemiketal siklis dengan 1 molekul alcohol lagi
membentuk asetal atau ketal. Pada reaksi ini
gugus – OH pada C – anomerik digantikan oleh
gugus – OR dari alcohol.
CH2OH
CH2OH
O
H
OH
OH
-D-glukopiranosa
OCH3
+
+ CH3OH
*
OH
O
OH
H
*
OH
+
H2O
H
OH
OH
Ikatan glikosida
metil--D-glukopiranosida
Gula Non Pereduksi
Ikatan Glikosidik
Asetal/ketal seperti ini dinamakan
Glikosida dan ikatan dari karbon anomerik
dengan gugus OR disebut ikatan
glikosidik.
 Glikosida dinamai berdasarkan nama
monosakaridanya, dengan mengganti
akhiran –a dengan –ida.
 Misal: glukosa  glukosida
manosa  manosida

DISAKARIDA
Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri
dari 2 satuan monosakarida.
 Dua monosakarida dihubungkan dengan
ikatan glikosidik antara C-anomerik dari
satu unit monosakarida dengan gugus –OH
dari unit monosakarida yang lainnya.
 Beberapa disakarida yang sering dijumpai :
 Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa

JENIS DISAKARIDA
Selubiosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
 Maltosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
 Sukrosa  -D-Glukosa + -D-Fruktosa
 Laktosa  -D-Glukosa + -D-Galaktosa

MALTOSA
CH2OH
CH2OH
O
H
*
OH
1'
OH
OH
*
OH
4
O
OH
O
H
H


OH
Ikatan -1',4 glikosidik
HOH2C
O
Karbon glikosidik
HO
HO
OH
1'
O
HOH2C
O
4
()
HO
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Maltosa)
OH
H
OH
IKATAN PADA MALTOSA
Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada atom
C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4 dari
glukosa yang lain, sehingga ikatannya disebut
ikatan 1’,4-glikosidik
 Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan
pada maltosa dalam bentuk hemiasetal,
sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan
struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt
bereaksi + dg Tohlens

SELOBIOSA
CH2OH
O
H
CH2OH
O
o 4
*
OH
*
OH
H
1'
OH
HOH2C

OH
H
OH
OH

Ikatan -1',4 glikosidik
O
H
HO
HO
O
HO
OH
1'
H
OH
4
H
CH2OH
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Selubiosa)
H ()
OH
O
LAKTOSA
Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi
(4-8 % laktosa).
 Karbon anomerik pada unit galaktosa
mempunyai konfigurasi  pada C-1 dan
berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit
glukosa
 Galaktosemia adalah penyakit yang disebabkan
karena tidak memiliki enzim yang dpt
mengisomerisasi galaktosa menjadi glukosa,
sehingga tidak dapat mencerna susu.

Struktur Laktosa
CH2OH
CH2OH
O
OH
O
H
o 4
*
OH
*
OH
OH
1'
OH
H
OH
OH
HOH2C
H

Ikatan -1',4 glikosidik
O
H
HOH2C
H
HO
O
OH

1'
O
4
H
HO
OH
4-O-(D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
(Laktosa)
(
OH
SUKROSA
Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat
pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi
sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit
gula
 Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada kedua
unit monosakarida terlibat dalam ikatan
glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1
pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa,
sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.

Struktur Sukrosa
CH2OH
O
OH
HOH2C
1'
*
OH
HO
H
O
H
H
OH
CH2OH
HO
O
OH
O
2
konfigurasi 
O
OH
H

CH2OH
O
2
OH
CH2OH
OH
OH
1'
()
CH2OH
D-glukopiranosil-D-fruktofuran
osida
(Sukrosa)
H
POLISAKARIDA
Karbohidrat yang mengandung banyak
monosakarida dan mempunyai berat
molekul yang besar
 Hidrolisis polisakarida secara sempurna
akan menghasilkan satu jenis
monosakarida
 Unit monosakarida dapat dihubungkan
secara linier atau dapat bercabang
 Jenis Polisakarida : Pati dan Glikogen

PATI
Polisakarida yang tersimpan dalam
tumbuhan.
 Merupakan komponen utama pada bijibijian, kentang, jagung dan beras
 Tersusun atas unit D-glukosa yang
dihubungkan oleh ikatan 1,4--glikosidik
 Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan
1,6--glikosidik

JENIS PATI





AMILOSA : 20 % bagian pati, tersusun atas 50
– 300 unit glukosa melalui ikatan 1,4 glikosidik
Amilosa larut di dalam air
AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, tersusun
atas 300 – 5.000 unit glukosa melalui ikatan 1,4
glikosidik dan 1,6.
Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh
ikatan 1,4 . Rantai-rantai tesebut dihubungkan
dengan ikatan 1,6 sehingga menghasilkan
struktur yang bercabang
Karena strukturnya bercabang sehingga sangat
besar, maka dari itu amilopektin tidak larut
dalam air
GLIKOGEN






Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan
dalam hewan
Mr Glikogen > pati
Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa
Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan
1,6 glikosidik
Tidak larut dalam air
Larut dalam pelarut organik non polar : eter,
kloroform, heksana.
POLISAKARIDA LAIN
Selulosa : polimer tidak bercabang dari
glukosa melalui ikatan 1,4--glikosidik
 Kitin : polisakarida yang mengandung
nitrogen, membentuk cangkang krustasea
dan kerangka luar serangga
 Pektin : polimer linier dari D-galakturonat
melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat
pada buah-buahan dan buni-bunian
