Karbohidrat Dalam Makanan

Karbohidrat (gula) memasok sebagian besar komponen energi dalam tubuh manusia sejak dahulu kala. Padi-padian yang mengandung tepung telah ditanam setidaknya selama 10.000 tahun, dan penanaman buah serta peternakan lebah dimulai setidaknya 4000 tahun yang lalu.

Selama abad ke-19 dan 20, tepung jagung telah melengkapi campuran glukosa-fruktosa, sedangkan sukrosa (gula meja) telah dimurnikan dari tebu dan gula bit. Telah diketahui bahwa karbohidrat memiliki unsur karbon, hidrogen, dan oksigen, serta juga memiliki gugus C=O dan beberapa gugus C-OH. Karena gugus fungsi tersebut, karbohidrat dikelompokkan sebagai polihidroksi aldehid atau keton dan turunannnya.

Ada berbagai karbohidrat, mulai dari gula sederhana dengan tiga atom karbon sampai polimer kompleks seperti selulosa. Kelompok-kelompok karbohidrat antara lain gula sederhana, dekstrin, tepung, selulosa, hemiselulosa, pektin, dan getah tertentu. Gula sederhana yakni monosakarida memiliki polihidroksil aldehid atau keton tunggal.

Monosakarida yang paling berlimpah adalah glukosa (enam atom karbon) yang merupakan building block, yang bisa diturunkan menjadi gula-gula lain misalnya tepung dan polimer selulosa (mengandung ratusan monomer glukosa).

Gula sederhana lainnya yakni ribosa dan deoksiribosa. Karbohidrat yang mengandung dua gula sederhana yang berikatan satu sama lain disebut disakarida. Gula yang paling kompleks yaitu polisakarida, yang mengandung banyak unit monosakarida yang tergabung membentuk polimer rantai linear atau bercabang. Ikatan yang menggabungkan molekul-molekul gula sederhana disebut sebagai ikatan glikosida. Gambar berikut menunjukkan ikatan glikosida dalam sukrosa, yang terbentuk antara glukosa dan fruktosa:

Disakarida sukrosa terbentuk ketika ikatan glikosida menggabungkan glukosa dan fruktosa

                       

Karbohidrat memiliki proporsi materi organik lebih tinggi daripada zat lain, terutama pada tepung dan selulosa. Tetapi dari semua gula itu hanya tiga yang penting bagi keperluan nutrisi, yaitu yang paling penting adalah tepung, kemudian sukrosa, dan terakhir adalah laktosa (gula susu).

Sukrosa dan laktosa merupakan disakarida, sedangkan tepung merupakan polimer dari glukosa. Ketika ketiga karbohidrat ini dicerna dalam tubuh, enzim dalam jalur pencernaan memutuskan ikatan glikosida. Ketika ketiga karbohidrat ini dicerna dalam tubuh, enzim dalam jalur pencernaan memutuskan ikatan glikosida. Gula kompleks diubah menjadi gula sederhana yang dapat diserap selama melalui jalur pencernaan. Tergantung pada kebiasaan makan, tepung dapat memenuhi 50 – 75% total karbohidrat yang dibutuhkan.

Monosakarida dan Disakarida

Dari semua gula sederhana, yang paling penting bagi nutrisi adalah gula yang memiliki enam atom karbon, contohnya glukosa dan fruktosa yang terdapat dalam buah tertentu dan madu.

Glukosa (juga disebut dekstrosa) adalah gula utama dalam darah manusia yang juga dipasok dari cairan tubuh ke dalam sel.

Fruktosa (juga disebut levulosa) merupakan gula paling manis, yang memberikan rasa sangat manis pada madu dan buah-buahan.

Monosakarida

                                 

Ikatan yang terjadi antara fruktosa dan glukosa menghasilkan pembentukan disakarida sukrosa (gula meja).

Sukrosa terdapat dalam banyak buah-buahan dan sayuran, tebu, serta gula bit, dan merupakan disakarida yang paling banyak ditemukan adalah laktosa dan maltosa.

Contoh-contoh Disakarida

Disakarida tidaklah penting dalam metabolisme sel, dan hanya bisa berperan dalam fungsi tubuh jika telah diubah menjadi monosakarida. Misalnya, sukrosa menjadi penting saat diubah (dihidrolisis) dalam tubuh menjadi glukosa dan fruktosa.

Laktosa terdiri atas gula sederhana dan galaktosa yang saling berikatan, yang terdapat dalam susu mamalia. Laktosa juga merupakan satu-satunya gula yang terkandung oleh susu. Sebagian orang memiliki penyakit turunan yang membuat mereka tidak dapat mencerna laktosa. Pada salah satu tipe penyakit itu, enzim yang diperlukan tidak tersedia sehingga orang yang mengkonsumsi laktosa tidak mampu memutuskan ikatan yang mengikat kedua monosakarida.

Dalam penyakit turunan tipe lainnya, seseorang dapat mencerna laktosa yakni memisahkannya menjadi gula sederhana, namun tidak dapat mempergunakan galaktosa. Dengan derajat yang bervariasi, glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, dan maltosa memiliki karakteristik sebagai berikut:

a.       Rasa manis dan larut dalam air.

b.      Bila larutannya diuapkan akan membentuk kristal (dengan cara inilah sukrosa diambil dari sari tebu).

c.       Dapat difermentasikan dengan mudah oleh mikroorganisme tertentu.

d.      Bila dipanaskan warnanya menggelap (karamelisasi).

Polisakarida

Polisakarida merupakan polimer kompleks yang terdiri atas monomer-monomer monosakarida yang sama atau kombinasi monomer yang berbeda. Polisakarida paling umum yang dapat dicerna hanya ditemukan dalam tanaman, yaitu tepung yang merupakan polimer dari glukosa.

Dalam tanaman, tepung berfungsi sebagai penyimpan energi. Komposisi tepung bervariasi tergantung pada tanaman, tetapi semuanya mengandung amilosa (polimer glukosa linier) dan amilopektin (polimer rantai bercabang).

Selama proses pencernaan, tepung terpecah pertama-tama menjadi dekstrin, yaitu molekul yang lebih kecil daripada tepung namun lebih besar daripada glukosa, lalu dekstrin terdekomposisi menjadi maltosa dan glukosa.

  

Tepung larut dengan lambat dalam pencernaan sehingga keberadaannya dalam jalur pencernaan lebih lama daripada gula yang mudah larut. Oleh karena itu tepung menjadi zat gizi bagi mikroorganisme dalam usus, yaitu organisme menguntungkan yang mensintesis beberapa vitamin.

Berbeda dengan monosakarida dan disakarida, tepung tidak memiliki rasa manis. Selulosa bukanlah sumber energi bagi manusia karena enzim pencernaan tidak dapat memutuskan ikatan yang mengikat unit monomer glukosa. Akan tetapi selulosa menyediakan serat yang penting dalam menstimulasi kontraksi otot dalam dinding usus dan membantu makanan bergerak sepanjang jalur pencernaan.