Pembentukan Disakarida dan polisakarida

A. Disakarida

            Disakarida diartikan sebagai dua unit monosakarida bergabung menjadi satu. Jika suatu disakarida di hidrolisis oleh suatu asam atau enzim maka akan dihasilkan dua molekul monosakarida. Disakarida antara lain maltosa, laktosa, sukrosa dan selulosa.

a.       Maltosa

            Pada maltosa diatas, unit monosakarida yang terletak di kiri awal-awal berbentuk hemiasetal, setelah terjadi reaksi dengan gugus hidroksil pada C-4 dari bagian kedua maka unit sebelah kiri itu dihasilkan suatu asetal. Ikatan antara keduanya tersebut berkonfigurasi α. Bagian glukosa yang terletak disebelah kanan ialah hemiasetal dalam bentuk α-nya. Hemiasetal pada saat kesetimbangan dalam bentuk rantai yang terbuka dan dapat mengalami oksidasi dengan Cu²⁺(aq). Maltosa ialah suatu gula pereduksi, namun pada bagian glukosa sebelah kiri berbentuk asetal sepenuhnya, dan tidak mengalamioksidasi oleh Cu²⁺(aq). Maltosa bisa didapatkan dari pati dengan kerja enzim “malt”. Oleh adanya ragi, pati mampu mengalami proses fermentasi sehingga dihasilkan glukosa, yang kemudian menghasilkan etanol dengan CO₂ (gas).

            Pada metabolisme, maltosa dihasilkan melalui hidrolisis pati dengan adanya enzim diastase. Maltosa yang dihidrolisis menghasilkan dua buah glukosa dengan adanya katalis asam atau dengan bantuan enzim maltase.

H⁺

C₁₂O₂₂H₁₁ + H₂O  →    C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

                                         D-glukosa    D-glukosa

b.      Laktosa

      Laktosa ialah suatu gula utama yang ada didalam susu ibu maupun susu sapi (yang kadar laktosanya 4 sampai 8 persen). Itulah yang menyebabkan laktosa disebut dengan gula susu. Laktosa jika mengalami hidrolisisnya oleh suatu katalis garam mineral akan dihasilkan suatu glukosa dan galaktosa. Laktosa adalah salah satu dari disakarida, dengan galaktosa yang berikatan β dengan suatu glukosa. Laktosa adalah gula pereduksi yang terdapat dalam susu sapi sekitar 4-6% dan susu ibu sekitar 5-8%.

        O⁺

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  →  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

                                                                              D-glukosa  D-galaktosa

c.       Sukrosa

      Disakarida yang terdiri atas gluksa-fruktosa yang mempunyai ikatan 1α, 2β disebut sukrosa. Yang mana pada bagian ini glukosa terikat sebagai asetal dan fruktosa sebagai ketal, yang menyebabkan sukrosa bukanlah suatu gula pereduksi. Apabila suatu sukrosa mengalami suatu hidrolisis oleh bantuan suatu katalis asam maka akan dihasilkan glukosa dan fruktosa. Reaksinya sebagai berikut.

     H⁺

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  →  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

                                                                              D-glukosa  D-fruktosa

Sukrosa dapat dihasilkan dari batang tebu yang juga adalah bahan baku pembuatan gula tebu. Karbohidrat ini ialah karbohidrat yang melimpah di alam.

d.      Selobiosa

Selobiosa dihasilkan oleh selulosa yang mengalami hidrolisis secara hati-hati. Selobiosa ialah disakarida yang berasal dari glukosa dengan glukosa dengan ikatan β yang juga adalah gula pereduksi.

B. Polisakarida

      Polisakarida dihasilkan lewat suatu proses polimerisasi kondensasi. Kondensasi diperoleh antara gugus –OH monosakarida antara yang satu dengan gugus –OH yang pada posisi 1 dan 4 α (gambar a), yang juga bisa dihasilkan pada posisi 1,6 α (gambar b), sehingga antara monosakarida diikat dengan gugus alkoksi atau  –O– (gambar c).

      Polisakarida tersusun dari bagian-bagian monosakarida yang menggabung sehingga dihasilkan rantai yang panjang dengan ikatan oksigen. Didalam pati terdapat bobot molekul hampir 20.000 -  1.000.000 yang merupakan karbohidrat cadangan yang ada pada banyak tumbuhan dan juga penyusun utama pada, padi, jagung, gandum dan kentang.

      Pada hakikatnya karbohidrat yang ada di alam berupa polisakarida, polimer yang memiliki berat molekul sampai dengan tinggi. terdapat dua jenis karbohidrat, yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida. Didalam homopolisakarida terkandung satu jenis monomer. Semisal pati, glikogen (sebagai simpanan glukosa), selulosa (komponen struktural sel). Pada heteropolisakarida terkandung dua jenis atau lebih monomer. Sebagai contoh, ketin (yang merupakan pendukung ekstraseluler dari semua organisme, dinding sel bakteri, rangka luar serangga).

      Amilum, glikogen dan selulosa ialah polimer alam dan monomer molekul glukosa dengan terkandung didalamnya dua gugus fungsi, yaitu alkohol dan aldehid. Oleh karena itu, proses polimerisasi yang dialaminya ialah proses polimerisasi kondensasi.

a.       Pati

      Didalam pati terkandung dua jenis polimer, yakni amilosa dan amilopektin. Amilosa adalah suatu rantai tak bercabang dari unit D-glukosa yang dihubungkan dengan adanya ikatan glikosida, sedang amilopektin ialah suatu rantai D-glukosa (α 1-4) yang memiliki cabang dengan adanya ikatan glikosida (α 1-6).

      Contoh dari polimer amilum dari padi-padian, semisal beras, gandum, dan jagung yang mana banyak digunakan dalam industri bahan makanan. Amilum dan amilopektin juga dimanfaatkan pada industri obat, kapsul, gula-gula dan jeli.

Susunan satuan glukosa dalam molekul amilum

b.      Glikogen

      Glikogen ialah suatu simpanan yang utama glukosa pada hewan (yang ada pada hati dan otot). Struktur molekul, layaknya amilopektin namun dengan titik cabang lebih banyak, dimana satu titik cabang untuk tiap 8-12 unit glukosa.

      Glikogen banyak ditemukan dalam manusia dan hewan, dengan sebagian kecil terdapat dalam tumbuhan. Glikogen pada dalam tubuh digunakan sebagai cadangan makanan dan diatur dengan hormon insulin.

c.       Selulosa

Selulosa ialah polimer alam yang banyak dimanfaatkan dalam bahan industri kain katun. Sebagai contoh, pada pembuatan rayon yang dimanfaatkan sebagai sutera tiruan dari katun. Selulosa juga dapat dimanfaatkan sebagai kertas selofan yang tidak higroskopis, berpori dan transparan. Dengan sifat-sifat yang seperti itu, oleh karena itu selofan dimanfaatkan untuk pembungkus rokok. Selofan di laboratorium dipergunakan dalam uji coba tekanan osmosis. Sedangkan, selulosa nitrat dapat dibuat untuk bahan peledak.

Permasalahan

1. Laktosa merupakan gula pereduksi yang ada dalam susu, baik susu asi atau susu sapi, namun pada praktiknya ketika seseorang meminum susu ada yang baik-baik saja namun juga ada yang mengalami diare, hal apakah yang menyebabkan susu dapat menyebabkan diare pada seseorang?

2. Jelaskan bagaimana proses sehingga selofan yang merupakan selulosa dapat dimanfaatkan dalam uji coba tekanan osmosis dilaboratorium?

3. Jelaskan reaksi apa yang terjadi pada polimerisasi kondensasi dan apa akibat yang ditimbulkannya?
4. Tolong jelaskan secara singkat dengan bahasa anda proses hidrolisis dari disakarida dan polisakarida?