MAKROMOLEKUL (Karbohidrat dan Protein)

MAKROMOLEKUL (Karbohidrat dan Protein)
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Komponen sel makhluk hidup terdiri atas bermacam-macam molekul. Berdasarkan atas
ukurannya, secara umum molekul yang ada di dalam sel makhluk hidup dibedakan atas dua
kelompok, yaitu molekul kecil dan makromolekul. Molekul-molekul kecil mempunyai berat
molekul kurang dari 1000, misalnya asam amino (leusin), nukleotida (ATP), dan monosakarida
(glukosa). Makromolekul mempunyai berat yang sangat tinggi antara 104 sampai 1012, misalnya
protein,
asam
nukleat,
karbohidrat,
dan
lipid.
Makromolekul mempunyai peranan khusus dan sangat penting bagi makhluk hidup. sifat-sifat
genetic makhluk hidup tersimpan di dalam untaian DNA yang merupakan polimer nukleotida.
Sebagian energi yang diperlukan oleh makhluk hidup tersimpan dalam molekul karbohidrat dan
juga merupakan penyusun dinding sel tanaman dan jasad renik. Protein merupakan makromolekul
yang mempunyai fungsi sangat penting, misalnya sebagai biokatalisator atau enzim, reaksi-reaksi
fisiologis, sebagai bagian dari system pengaturan ekspresi genetic atau protein regulator, serta
sebagai komponen penyusun sel.
Sel-sel makromolekul terbentuk melalui rangkaian molekul-molekul relatif kecil,
membentuk suatu rantai yang dinamakan polimer. Molekul-molekul penyusun polimer harus
merupakan sub unit yang sama atau menyerupai. Setiap molekul penyusun polimer dinamakan
monomer.
BAB II
KARBOHIDRAT
A. DEFINISI
Salah satu makromolekul penyusun makhluk hidup yang penting adalah karbohidrat.
Karbohidrat digolongkan menjadi beberapa kelompok, dari yang paling sederhana adalah
monosakarida, selanjutnya disakarida yang mempunyai dua molekul monosakarida, serta
polisakarida yang terbentuk dari banyak monosakarida.
1. Monosakarida
Rumus umum monosakarida adalah (CH2O)n. Terdapat dua golongan monosakarida yaitu aldosa
dan ketosa. Monosakarida golongan aldosa memiliki gugus karbonil yang terletak pada ujung
rantai karbon, jika gugus karbonil berada pada posisi lain, disebut ketosa. Golongan aldehida dapat
membentuk struktur D dan L karena memiliki atom C asimetris, namun pada ketosa tidak memiliki
atom C asimetris.
2. Disakarida
Disakarida adalah gula yang tersusun atas dua molekul monosakarida. Gula yang termasuk
disakarida adalah sukrosa, maltose, dan laktosa.
a.
Sukrosa
Disakarida yang paling banyak ditemukan dalam makhluk hidup adalah surosa. Fotosintesis di
alam selain menghasilkan oksigen juga menghasilkan karbohidrat yang berupa sukrosa. Sukrosa
tersusun dari dua molekul glukosa.
b.
Laktosa
Laktosa adalah disakarida yang tersusun atas molekul glukosa dan galaktosa.
c.
Maltosa
Disakarida yang tersusun atas molekul glukosa dan fruktosa adalah maltosa.
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan gula yang tersusun atas banyak monosakarida. Contoh dari polisakarida
adalah amilum, kitin, selulosa, dekstrin, dan glikogen.
B. FUNGSI
Fungsi utama dari karbohidrat adalah menyediakan keperluan energi tubuh, selain itu
karbohidrat juga mempunyai fungsi lain, yaitu karbohidrat diperlukan bagi kelangsungan proses
metabolisme lemak. Juga karbohidrat mengadakan suatu aksi penghematan terhadap protein.
1. Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama.
Sel-sel tubuh membutuhkan ketersediaan energi siap pakai yang konstan (selalu ada), terutama
dalam bentuk glukosa serta hasil antaranya. Lemak juga merupakan sumber energi, tetapi
cadangan lemaknya tidak dapat segera dipergunakan sebagai sumber energi siap pakai. 1 gram
karbohidrat menyediakan 4 kalori, dan diketahui hanya 10 gram glukosa beredar dalam darah atau
70-100 miligram glukosa per 100 ml darah. Kadar glukosa ini harus dapat dipertahankan.
2. Pengatur Metabolisme Lemak.
Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna. Bila energi tidak cukup
tersedia maka akan mengakibatkan terjadinya peningkatan katabolisme lemak, akibatnya terjadi
penumpukan/akumulasi badan-badan keton, dan terjadi keasaman pada darah (Asidosis). Dalam
hal ini karbohidrat berfungsi sebagai “fat – sparer”.
3. Penghemat Fungsi Protein (Protein Sparer)
Energi merupakan kebutuhan utama bagi tubuh, sehingga bila karbohidrat yang berasal dari
makanan tidak mencukupi maka protein akan dirombak untuk menghasilkan panas dan sejumlah
energi. Padahal protein mempunyai fungsi yang lebih utama yaitu sebagai zat pembangun dan
memperbaiki jaringan. Agar dapat dipergunakan sesuai fungsinya maka kebutuhan karbohidrat
harus dipenuhi dalam susunan menu sehari-hari.
4. Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama Bagi Otak dan Susunan Saraf
Otak dan susunan saraf hanya dapat mempergunakan glukosa sebagai energi, sehingga
ketersediaan glukosa yang konstan harus tetap terjaga bagi kesehatan jaringan tubuh/organ
tersebut. Demikian juga kekurangan glukosa dan oksigen akan menyebabkan kerusakan
otak/kelainan syaraf yang tidak dapat diperbaiki.
5. Simpanan Karbohidrat Sebagai Glikogen.
Tidak seperti halnya dengan simpanan lemak dalam jaringan adipose, glikogen menyediakan
energi siap pakai. Lebih kurang 355 gram glikogen disimpan dalam hati dan otot, sehingga dalam
tubuh orang dewasa, terdapat 365gram karbohidrat (355 gram dalam bentuk glikogen dan 10 gram
dalam bentuk glukosa) jumlah ini sanggup menyediakan energi untuk melakukan aktivitas sedang
selama 3 jam. Berarti ketersediaan energi dari menu sehari-hari amatlah diperlukan.
6. Pengatur Peristaltic Usus dan Pemberi Muatan Pada Sisa Makanan.
Sellulosa (serat) merupakan polisakharida yang tidak dapat dicerna, tetapi mempunyai fungsi yang
penting bagi kesehatan yang mengatur peristaltic usus (memungkinkan terjadinya gerakan usus
yang teratur), karena serat memberi muatan/pemberat pada sisa-sisa makanan pada bagian usus
besar.
Hemisellulosa, agar-agar serta pectin juga memberi fungsi serupa yaitu memberi dan menyerap
sejumlah air dalam kolon (bagian usus besar).
C. SUMBER
1. Beras Merah
Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagaisumber karbohidrat yang
baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin
B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mnegurasi kolesterol jahat “LDL” tanpa mengurangi
kolesterol baik “HDL”. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes;
2. Roti Gandum
Roti gandum adalah sumber karbohidrat sehat yang terbuat dari biji gandum. Tidak seperti roti
putih, roti gandum mengandung nutrisi dari biji-bijian yang bisa mencegah penyakit jantung dan
meningkatkan metabolisme tubuh;
3. Kacang
Kacang digunakan sebagai sumber protein utama khususnya bagi pelaku diet vegetarian. Kacangkacangan merupakan sumber karbohidrat yang sehat, mengandung tinggi serat yang membantu
sistem pencernaan karena dicerna secara perlahan;
4. Buah Berry
Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber
karbohidrat sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai
antioksidan yang memberikan banyak manfaat bagi tubuh;
5. Sayuran berdaun hijau
Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakansumber karbohidrat sehat
dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan
jenis karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa
mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau
adalah vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat;
6. Ubi jalar
Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah
berat badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan,
tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan betakaroten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau;
7. Kacang Polong
Seperti halnya kacang, kacang polong juga jenis karbohidrat sehat yang proses pencernaannya
lambat sehingga sangat baik dikonsumsi oleh orang yang tidak dapat memproses gula dengan baik.
Kacang polong mengandung vitamin K, mangan, vitamin C dan tinggi serat
8. Oatmeal
serat larutnya bisa menurunkan kolesterol LDL, bersifat melawan kanker, memperlambat
pencernaan gula pati jadi sangat baik sebagai sumber karbohidrat bagi penderita diabetes;
9. Sereal Gandum
Seperti halnya roti gandum, sereal gandum menyediakan sumber vitamin dan nutrisi yang
bertindak sebagai sumber karbohidrat yang sehat;
10. Apel
Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya
seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi
penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.
BAB III
PROTEIN
A. DEFINISI
Protein adalah molekul pembangun sel. Protein tidak memiliki bentuk dan struktur
baku,karena sel paling sederhanapun memiliki kurang lebih 2.000 jenis protein yang berbeda. Sel
tetap dapat melangsungkan kehidupan karena berfungsinya beragam protein yang berbeda ini
secara
sangat
harmonis.
Protein terbuat dari molekul-molekul lebih kecil yang disebut "asam amino" yang terbentuk oleh
beragam kombinasi berbeda dari atom karbon, nitrogen dan hidrogen. Terdapat 500-1.000 asam
amino dalam sebuah protein berukuran rata-rata. Sejumlah protein berukuran jauh lebih besar.
Asam Amino sebagai penyusun protein memiliki 1 atom c, yang mengikat gugus –COOH
dan –NH2, serta mengikat 1 atom H, dan mempunyai 1 rantai samping yang bisa mengikat gugus
atau atom lain.
Hal yang penting adalah bahwa asam-asam amino harus tersusun dalam urutan tertentu
untuk membentuk sebuah protein. Terdapat 20 jenis asam amino berbeda yang menyusun makhluk
hidup. Asam-asam amino ini tidak bergabung secara acak untuk membentuk protein. Setiap
protein memiliki urutan asam amino tertentu dan urutan ini harus benar-benar tepat. Bahkan
pengurangan atau penggantian satu asam amino saja mampu menjadikan protein tersebut
gumpalan molekul tak berguna. Dengan alasan ini, setiap asam amino haruslah berada pada tempat
yang benar dan urutan yang tepat. Urutan ini berdasarkan pada perintah yang disimpan dalam
DNA sel, dan protein dihasilkan berdasarkan informasi yang terdapat dalam DNA tersebut.
B. FUNGSI
Tersedianya protein dalam tubuh, mencukupi atau tidaknya bagi keperluan- keperluan
yang harus dipenuhinya, sangat tergantung pada susunan (komposisi) bahan makanan yang
dikonsumsi oleh seseorang setiap harinya.
Menurut Aminah (2005) yang mengutip dari Marsetyo dan Kartasapoetra fungsi protein di
dalam tubuh yaitu:
1. Protein sebagai Zat Pembangun
Maksud zat pembangun di sini adalah bahwa protein itu merupakan bahan pembentuk berbagai
jaringan tubuh baru, di mana proses pembentukan jaringan baru selalu terjadi di dalam tubuh,
antara lain:
a. Pada masa pertumbuhan. Proses ini terjadi mulai lahir sampai menjadi dewasa muda. Dalam masa
ini proses pembentukan jaringan terjadi secara besar- besaran.
b. Dalam masa hamil. Di dalam tubuh wanita yang sedang hamil terjadi pembentukan jaringan–
jaringan baru janin yang sedang dikandungnya dan jaringan uri. Pembentukan jaringan baru pada
waktu hamil terjadi lebih cepat mulai pertengahan kehamilan.
c. Penggantian jaringan–jaringan yang rusak dan dirombak. Pada waktu orang sakit keras atau pada
berbagai penyakit menahun terlihat orang menjadi kurus disebabkan banyak jaringannya yang
rusak.
d. Waktu latihan–latihan dan olah raga terjadi pula pembentukan jaringan baru, terutama jaringan
otot
2. Protein sebagai Zat Pengatur
Protein termasuk pula kedalam golongan zat pengatur, karena protein ikut pula mengatur berbagai
proses tubuh, baik secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan pembentuk zat–zat yang
mengatur berbagai proses tubuh.
3. Protein sebagai Pemberi Tenaga
Para peneliti telah menemukan bahwa komposisi protein mengandung unsur karbon, dengan
demikian maka jelas protein dapat berfungsi sebagai sumber energi pula. Dalam keadaan
tersedianya karbohidrat tidak mencukupi, maka untuk menyediakan energi sejumlah karbon yang
terkandung dalam protein akan dimanfaatkan seperlunya sehingga berlangsung pembakaran dan
sejumlah protein lainnya digunakan memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan
jaringan.
C. SUMBER
1. Makanan Sumber Protein Hewani
a.
Red Meat (Daging Merah)
Konsumsi red meat seperti daging sapi, kambing dan domba baik untuk tubuh. Selain sebagai
sumber protein, red meat juga penting sebagai sumber vitamin B12 and zat besi heme. Vitamin
B12 merupakan vitamin yang sulit ditemui pada tumbuhan. Oleh sebab itu, orang yang hanya
mengkonsumsi protein nabati memiliki resiko kekurangan vitamin B12. Zat besi terdapat dalam 2
bentuk; heme dan non-heme. Zat besi heme adalah tipe zat besi yang lebih mudah untuk diserap
oleh tubuh dibandingkan dengan non-heme. Oleh sebab itu, konsumsi red meat baik untuk
memastikan kecukupan zat besi pada tubuh.
b. White Meat (Daging Putih)
Ayam merupakan salah satu contoh sumber protein dari white meat. Sama halnya dengan red meat,
ayam juga mengandung lemak dan kolesterol. Lemak ayam banyak terdapat pada kulit dan bagian
paha ayam, oleh sebab itu pilihlah bagian dada ayam.
c.
Fish (Ikan)
Tentunya kita semua sudah tahu kalau ikan merupakan makanan tinggi protein. Namun, berbeda
dengan daging, kita tidak perlu kuatir akan kandungan lemak pada ikan. Beberapa jenis ikan,
seperti gindara memiliki kadar lemak yang sangat rendah. Ikan lainnya seperti salmon dan tuna
memiliki kandungan lemak yang cukup banyak, namun jangan kuatir karena lemak yang
terkandung di dalamnya merupakan lemak baik Omega3.
d. Susu dan produk olahannya.
80% protein pada whole milk merupakan protein kasein, sedangkan 20% sisanya adalah protein
whey. Kombinasi kedua jenis protein ini akan mengoptimalkan latihan sixpack Anda. Protein
whey dapat diserap dengan cepat oleh tubuh sehingga cocok untuk dikonsumsi sebelum latihan.
Sebaliknya, efek slow release dari protein kasein baik untuk mempertahankan kandungan protein
selama Anda tidur. Susu tinggi protein kasein dapat ditemukan pada L-Men Regular Slow Release
Formula.
e.Telur
Telur adalah salah satu makanan yang lazim untuk dikonsumsi oleh penggemar fitnes untuk
memenuhi kebutuhan protein yang tinggi sejak dahulu kala. Why is that? Kualitas protein dinilai
dengan beberapa parameter, salah satunya adalah biological value (BV). Semakin tinggi nilai BV
artinya protein semakin mudah protein terserap dalam tubuh. Dibandingkan dengan sumber
protein lainnya, nilai BV (whole eggs) adalah yang paling tinggi, yaitu 100.
f. Ikan Teri.
Mungkin Anda akan terkejut dengan fakta ini. Yes, makanan yang sering kali disepelekan ini
(sering mendapatkan predikat “makanan rakyat”) ternyata tinggi kandungan proteinnya. Walaupun
ukurannya kecil, ternyata kandungan proteinnya mencapai 10%. Selain protein, Anda juga bisa
mendapatkan kalsium dari konsumsi ikan teri. Kecil-kecil cabe rawit!
2. Makanan Sumber Protein Nabati
a.
Kedelai (Beans).
Kacang kedelai (soybean) merupakan protein nabati yang paling digemari. Hal ini disebabkan oleh
kandungan proteinnya yang tinggi, namun harganya yang lebih terjangkau. Susu kedelai juga
mempunyai manfaat bagi orang yang memiliki lactose intolerance atau alergi terhadap susu sapi.
Selain itu, kacang kedelai juga mengandung antioksidan yang dapat menangkal radikal bebas.
b. Kacang hijau (mungbean).
Masih dalam kategori beans, kacang hijau (mungbean) juga merupakan alternatif makanan tinggi
protein. Selain protein, kacang hijau juga memberikan nutrisi lain, seperti: vitamin, mineral, dan
serat.
c.Kacang-kacangan
Selain rasanya yang enak, ternyata kacang tinggi akan protein. Namun bagaimana dengan
lemaknya? Anda tidak perlu kuatir karena lemak pada kacang merupakan lemak yang baik untuk
kesehatan
jantung.
Namun
dengan
segala
kebaikannya,
bukan
berarti
Anda
bisa
mengkonsumsinya dalam jumlah yang terlalu banyak, bisa-bisa malah mengantarkan Anda ke
perut one pack daripada sixpack.
d. Biji-bijian (Grains).
Biji-bijian atau grains, seperti misalnya gandum, memang lebih banyak dikenal sebagai sumber
karbohidrat. Namun, tahukah Anda kalau biji-bijian juga mengandung protein? Pada gandum,
kandungan protein bisa mencapai sekitar 9%. Surprising fact, yes? Namun demikian, konsumsi
grains sebaiknya dibatasi, terutama bagi Anda yang sedang menjalani diet rendah karbo.
e.
Polong-polongan (Peas).
Peas atau polong-polongan (misalnya seperti kacang polong) bukanlah sayuran yang biasa
dikonsumsi oleh orang Indonesia. Namun, Anda mungkin saja tertarik untuk memvariasikan diet
Anda dengan kacang polong setelah mengetahui bahwa kacang polong juga mengandung protein
selain serat, vitamin, dan mineral.
DAFTAR PUSTAKA
Fressenden, Ralp J dan Fressenden Joan S. Kimia Organik. 1999. Jakarta: Erlangga.
Lehninger, Aloert. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Murray, Robert K. 2006. Biokimia Harper. Jakarta: EGC.
Suryani, Yoni. 2004. Biologi Sel dan Molekuler. Yogyakarta: F. MIPA UNY.
Yuwono, Triwibowo. 2002. Biologi Molekuler. Jakarta: Erlangga.