Upload
hugo-firdaus
View
176
Download
17
Embed Size (px)
Citation preview
Mata Kuliah Kajian IPA-2
Prof. Dr. Jumadi
Karbohidrat Lemak Protein Vitamin Mineral
Oleh:
Muhammad Firdaus Yunita Kurnia S.
KARBOHIDRAT
?
KARBOHIDRAT
Dalam bahasa Latin, Karbohidrat disebut sakarida, yang artinya gula
Jadi . . . .
Karbohidrat = Sakarida = Gula
Karbohidrat sendiri berasal dari kata :
Karbon (C)
Hidrat (H2O)
dan
Sebab jika dilihat dari struktur kimianya, Karbohidrat merupakan molekul yang terdiri dari rangkaian atom C yang ditempeli oleh atom H + OH
Seperti ini . . . .
H – C - OH
H – C - OH
H – C - OH
OH – C - H
H – C - OH
OH – C - H
dst
Semakin kompleks suatu karbohidrat, maka semakin banyak rangkaian atom C-nya
Gula sederhana
Berdasarkan kompleksitasnya, karbohidrat (gula) dibagi menjadi :
Gula kompleks
Monosakarida Disakarida
Polisakarida
Sekarang kita bahas satu per satu
Monosakarida (Gula Tunggal)
Monosakarida
satu gula
Merupakan molekul gula tunggal. Bentuknya paling sederhana, terdiri
dari 3-7 atom C
Salah satu monosakarida yang banyak ditemui adalah Glukosa (terdiri dari 6 atom C)
dapat digambarkan dalam bentuk rantai :
Namun bila berada dalam air bentuknya berubah menjadi cincin.
Selain Glukosa . . .
Monosakarida lain yang banyak ditemui yaitu :
Gula sederhana selanjutnya adalah . . . .
Disakarida (Gula Ganda)
Disakarida
dua gula
Merupakan molekul gula ganda. Gabungan dari dua molekul monosakarida
Monosakarida
Monosakarida
Disakarida
Example
Glukosa Glukosa Maltosa (Gula Malat)
Glukosa Fruktosa Sukrosa (Gula Pasir)
Glukosa Galaktosa Laktosa (Gula Susu)
Disakarida yang banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari yaitu . . . .
Sukrosa
Laktosa
Selain Monosakarida dan Disakarida, bentuk lain gula yang dapat ditemui
yaitu . . . .
Polisakarida (Gula Kompleks)
Polisakarida
banyak
gula
Merupakan molekul besar yang terdiri dari banyak gula.
Jika monosakarida
dan disakarida
Maka polisakarida
Ada banyak jenis polisakarida, Namun secara umum dibagi menjadi :
Penyimpan energi tubuh
Penyusun struktur tubuh
Pati & Glikogen Selulosa & Kitin
Sekarang kita bahan satu per satu . . . .
Pati
Pati merupakan cadangan gula pada tumbuhan yang diperoleh dari hasil fotosintesis
Pati banyak terdapat pada . . . .
Glikogen
Glikogen merupakan cadangan gula pada hewan yang disimpan di hati dan otot
Dalam tubuh hewan dan manusia, gula yang berlebih akan saling berikatan
dan bergabung membentuk molekul glikogen
Bentuk molekul glikogen kurang lebih seperti ini . . . .
Glikogen ini dapat terbentuk dari 30.000 molekul glukosa
Jika pati dan glikogen merupakan polisakarida yang berperan sebagai
media penyimpanan energi
Maka polisakarida yang berperan sebagai Penyusun struktur tubuh yaitu . . . .
Selulosa
Selulosa merupakan gula kompleks yang memiliki ikatan panjang dan sangat kuat
Di alam, selulosa merupakan komponen struktural dinding sel tumbuhan
33 % tumbuhan terdiri atas selulosa
Dalam ilmu nutrisi, selulosa ini sering disebut sebagai . . . .
Kitin
Kitin: Polisakarida yang memiliki unsur nitrogen
Berfungsi menyusun rangka luar hewan seperti serangga dan arthropoda
dan seperti ini
Seperti ini
Mari kita review ulang . . . .
Sederhana
Karbohidrat
Kompleks
Monosakarida Disakarida
Polisakarida
LEMAK
Sebelum kita membahas lemak, ada baiknya kita mengenal Lipid terlebih dahulu . . . .
Apa itu lipid?
Lipid merupakan senyawa organik berminyak atau berlemak yang tidak larut dalam air,
yang dapat diekstrak dari sel dan jaringan oleh pelarut nonpolar, seperti kloroform,
benzol atau eter.
Lipid Sederhana
Menurut Bloor: Lipid
Lipid Kompleks
Lemak Fosfolipid
Lipid Turunan
Steroid
Mari kita lihat satu persatu
Lemak
Gliserol
Lemak
Asam Lemak
3 atom C + gugus hidroksil
>6 atom C + gugus karboksil
Melalui sintesis lemak dengan cara dehidrasi . . . .
O
3 asam lemak
O
O
O
gliserol Trigliserida
Fungsi utama Trigliserida adalah sebagai zat energi. Lemak disimpan di dalam tubuh dalam bentuk trigliserida.
Apabila sel membutuhkan energi, enzim lipase dalam sel lemak akan memecah trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak serta melepasnya ke dalam pembuluh darah. Oleh sel-sel yang membutuhkan komponen-komponen tersebut kemudian dibakar dan menghasilkan energi, karbondioksida (CO2), dan air (H2O).
Jenuh
Asam lemak
Tak jenuh
Tidak ada ikatan ganda pada atom
C dan atom H Terikat pada kerangka C
Ada ikatan ganda pada atom C dan terjadi pelepasan
atom H pada kerangka C
Fosfolipid
Gliserol
Fosfolipid
2 Asam Lemak
gugus hidroksil ketiga berikatan dengan fosfat
>6 atom C + gugus karboksil
Gugus fosfat Alkohol mengandung
nitrogen
1 kepala polar bersifat hidrofilik
Fosfolipid
2 ekor hidrokarbon bersifat hidrofobik
Afinitas yang kuat terhadap air
Tidak dapat bercampur dengan air
Fungsi Fosfolipid yaitu bahan penyusun membran sel ,
sebagai surfaktan paru-paru yang mencegah perlekatan dinding alveoli paru-paru
sewaktu ekspirasi
Steroid
Steroid adalah lipid dengan kerangka karbon yang terdiri atas empat cincin yang menyatu. Salah satu contoh steroid adalah kolesterol.
Kolestrol adalah lemak yang terdapat di dalam aliran darah atau sel tubuh yang sebenarnya dibutuhkan untuk pembentukan dinding sel dan sebagai bahan baku beberapa hormon.
Bagaimana struktur kolestrol?
Kolesterol dalam konsentrasi yang tinggi dalam darah akan menyebabkan aterosklerosis
Protein
Protein merupakan bahan pembentuk jaringan-jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh dan mempertahankan jaringan yang telah ada.
Di dalam tumbuhan, protein dapat disusun atau dibentuk dari unsur N yang berasal dari bahan anorganik misalnya nitrat, nitrit, amonia.
Pada manusia dan hewan, protein tidak dapat langsung disusun dari unsur N yang berasal dari senyawa anorganik melainkan melalui senyawa yang disebut asam amino.
Apa itu asam amino?
Asam amino adalah zat pembangun tubuh, membentuk antibodi, memperbaiki jaringan, membangun RNA & DNA; menyebarkan oksigen ke seluruh tubuh dan ikut dalam aktifitas otot.
Hidrolisis protein menghasilkan asam amino, hal ini merupakan bukti bahwa molekul penyusun protein adalah asam amino.
1 atom H
Asam amino
Gugus R
—COOH ─NH2
Gugus karboksil
Gugus Amino
Perbedaan asam amino yang satu dengan yang lainnya disebabkan oleh rantai samping R
Asam amino dikelompokkan sesuai dengan sifat rantai
sampinya.
polar
Asam amino
Bermuatan positif
-Bersifat hidrofobik -Memiliki gugus R alifatik -Glisin, valin, alanin, leusin, isoleusin, prolin
-Gugus R karboksil -Bersifat asam -Gugus R bersifat hidrofilik -Asam aspartat dan asam glutamat
nonpolar Bermuatan negatif
-Gugus R tidak bermuatan -Bersifat hidrofilik -Serin , treonin, sistein, metionin, asparagin, glutamin
-Bersifat polar -Bersifat basa -Gugus R bersifat hidrofilik -Lisin, arginin, histidin
Struktur asam amino nonpolar
Glisin
Valin
Alanin
Leusin
Isoleusin
Prolin
Struktur asam amino polar
Serin
Treonin
Sestein
Metionin
Asparagin
Glutamin
Struktur asam amino bermuatan positif
Lisin
Arginin
Histidin
Struktur asam amino bermuatan negatif
Asam aspartat
Asam glutamat
Asam amino penyusun protein ada yang dapat disintesis oleh
tubuh dan ada yang tidak dapat disintesis
Esensial
Asam amino
Nonesensial
Asam amino esensial
Nama Rantai Sisi
Fenilalanin Aromatik nonpolar Phe F
Isoleusin Rantai bercabang Ile I
Leusin Rantai bercabang Leu L
Lisin Positif basa Lys K
Metionin Polar tak bermuatan Met M
Treonin Polar tak bermuatan Thr T
Triptofan Aromatik polar Trp W
Valin Rantai bercabang Val V
Arginin (separuh ess.) Positif basa Arg R
Histidin (separuh ess.) Positif basa His H
Asam amino nonesensial
Nama Rantai Sisi
Alanin Non-polar alifatik Ala A
Asparagin Polar tak bermuatan Asn N
Aspartat Negatif asam Asp D
Glisin Non-polar alifatik Gly G
Glutamat Negatif asam Glu E
Glutamin Polar tak bermuatan Gln Q
Prolin Non-polar siklik Pro P
Serin Polar tak bermuatan Ser S
Sistein Polar tak bermuatan Cys C
Tirosin Aromatik polar Tyr Y
Peptida
Gugus Amino
Peptida
Gugus Karboksil
Dua asam amino dihubungkan oleh ikatan peptida melalui reaksi kondensasi. Ikatan peptida terbentuk antara gugus karboksil di suatu asam amino dengan gugus amino asam amino lainnya dan menghasilkan air
R1 H
H H H
O
O
N
C C
R2 H
H H H
O
O
N
C C
Ikatan peptida
H O
O C
C H
R2 O
O
R1 N
N
H
H
H
H
C
C
H H
Polipeptida
Asam-asam amino berhubungan membentuk suatu polipeptida melalui ikatan peptida. Urutan (sekuens) asam amino dari suatu rantai menjadi struktur primer suatu protein.
Rantai polipeptida
Ikatan peptida menghubungkan gugus karboksil dari satu asam amino dengan gugus amino dari asam amino lainnya
Sifat Polipeptida
Hanya memiliki satu ujung amino dan satu ujung karboksi, sifatnya ditentukan oleh gugus samping asam amino penyusunnya
Semakin panjang molekulnya, semakin banyak keragaman yang mungkin terbentuk.
Struktur Protein sangat kompleks, ada 4 tingkatan struktur yang saling berimpitan yaitu . . . .
Struktur Primer
Struktur Sekunder
Struktur Tersier
Struktur Kuarterner
Struktur Primer
Struktur primer protein adalah urutan-urutan asam amino dalam rantai polipeptida yang menyusun protein.
Struktur primer protein tidak ditentukan oleh ikatan acak asam amino, akan tetapi oleh informasi genetik yang diwarisi.
struktur dasar rantai polimer dimana penentuan susunan asam amino dalam struktur
primer sama pada penentuan susunan asam amino pada peptida
Struktur Primer
Struktur sekunder
Struktur sekunder protein berkaitan dengan bentuk dari berbagai rangkaian asam amino pada protein, oleh ikatan hidrogen antara atom hidrogen dari gugus amino dengan atom oksigen dari gugus karboksil.
Struktur sekunder
Struktur tersier
Struktur tersier protein merupakan bentuk tiga dimensi dari suatu protein.
Struktur tersier menunjukkan pelipatan pada struktur sekunder untuk membentuk tiga dimensi.
struktur tersier terbentuk karena adanya interaksi antara gugus rantai samping (R)
dari asam amino.
Struktur tersier
Struktur kuarterner
Struktur kuartener protein merupakan susunan subunit-subunit dalam protein oligomer. struktur ini terbentuk karena terjadinya assosiasi dua molekul protein atau lebih
Struktur kuarterner
Vitamin
vitamin adalah zat organik penting yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk berbagai fungsi biokimia, untuk melakukan fungsi metabolisme tertentu, untuk melindungi kesehatan, untuk pertumbuhan dan aktivitas tubuh normal.
Ada 13 vitamin yang esensial bagi manusia yang telah diidentifikasi.
Vitamin
Larut dalam air
Larut dalam Lemak
Vitamin B kompleks, H,
dan C
Vitamin A, D,E, dan K
Vitamin yang larut dalam air disimpan dalam tubuh hanya dalam jumlah sedikit dan sisanya dibuang karena mudah diserap dan mudah pula diekskresi, sehingga untuk mempertahankan saturasi jaringan vitamin larut air perlu sering dikonsumsi.
Vitamin yang larut dalam air: -Vitamin B1 (tiamin) -Vitamin B2 (riboflavin) -Vitamin B3 (niasin) -Vitamin B5 (asam pantotenat) -Vitamin B6 (piridoksin) -Vitamin B11 (asam folat) -Vitamin B12 (sianokobalamin) -Vitamin H (biotin) -Vitamin C (asam askorbat)
Vitamin B1 (tiamin) berfungsi sebagai koenzim dalam metabolisme energi.
Strukturnya
Vitamin B2 (riboflavin) berfungsi sebagai koenzim dalam metabolisme energi dan mendukung antioksidan.
Strukturnya
Vitamin B3 (niasin) berfungsi sebagai koenzim dalam metabolisme energi dan mendukung sintesis asam lemak.
Strukturnya
Vitamin B5 (asam pantotenat) berfungsi untuk membentuk koenzim-A (CoA), dan sangat penting dalam metabolisme dan sintesis karbohidrat, protein, dan lemak
Strukturnya
Vitamin B6 terdiri dari pyridoxal, pyridoxamine dan pyridoxine yang berikatan membentuk vitamin B6 aktif yaitu pyridoxal phosphate (PLP).
Pyridoxal phosphate (PLP) berfungsi sebagai kofaktor dalam enzim yang terlibat dalam reaksi transaminasi yang diperlukan untuk sintesis dan katabolisme asam amino
Strukturnya
Pyridoxine
Pyridoxine
Pyridoxine
Pyridoxal phosphate
Vitamin B11 (asam folat) berfungsi sebagai koenzim dalam sintesis DNA, pembelahan sel, untuk sintesis sel darah merah.
Strukturnya
Vitamin B12 (sianokobalamin) berfungsi sebagai koenzim dalam sintesis DNA dan sel darah merah, menjaga selubung mielin di sekitar saraf.
Strukturnya
Vitamin H (Biotin) berfungsi sebagai koenzim pada reaksi transkarboksilasi, maka sangat penting dalam metabolisme protein, karbohidrat dan lemak.
Strukturnya
Vitamin C (asam askorbat) berfungsi sangat kompleks terutama sebagai pembentuk zat pengikat dalam tulang dan tulang rawan, juga menstimulasi dalam banyak proses metabolisme.
Strukturnya
Vitamin yang larut dalam lemak dapat disimpan dalam jumlah banyak karena ekskresinya umumnya lambat, sehingga kemungkinan terjadinya toksisitas lebih besar dari vitamin larut air.
Vitamin A (riboflavin) berfungsi mensintesis rodopsin (pigmen yang terurai karena cahaya sehingga kita bisa melihat cahaya), RNA dan kortikosteroid
Strukturnya
Ergokalsiferol (vitamin D2)
Cholecalciferol (vitamin D3)
Vitamin D berfungsi sebagai pengatur metabolisme kalsium dan Posfor terutama dalam pembentukan tulang.
Strukturnya
Vitamin E berfungsi untuk mencegah pendarahan pada ibu hamil, meningkatkan kesuburan, mencegah penuaan, serta memperbaiki struktur kulit dan rambut.
Strukturnya
Vitamin K berfungsi untuk proses pembekuan darah.
Mineral
Mineral merupakan nutrien anorganik yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan tubuh serta bahan penyusun tubuh.
Berdasarkan jumlah yang dibutuhkan tubuh, mineral dibagi menjadi makroelemen dan
mikroelemen.
• Minerals Mikro (< 100 mg/day)
– iron
– zinc
– copper
– selenium
– iodine
– fluorine
– chromium
– molybdenum
– manganese
• Mineral Makro (>100 mg/day)
– sodium
– potassium
– calcium
– phosphorus
– magnesium
– sulfur
– chlorine
Fungsi mineral
• Sebagai katalist berbagai reaksi biokimiawi dlm tubuh
• Transmisi sinyal / pesan pd sel saraf • Produksi hormon • Pencernaan dan penggunaan makanan • Bagian dari organ vital spt tulang, darah, gigi
• Kalsium dan fosfor berperan dalam pembentukan dan pemeliharaan tulang dan gigi.
• Kalsium diperlukan untuk fungsi normal saraf dan otot.
• Fosfor merupakan unsur pembentuk ATP dan asam nukleat.
• Kalsium bersama kalium berperan dalam proses pembekuan darah untuk menghentikan pendarahan.
• Magnesium, mangan, besi, dan seng berperan sebagai kofaktor yang merupakan bagian dari struktur enzim-enzim tertentu.
• Magnesium berperan sebagai enzim untuk memecahkan ATP.
• Iodium berperan untuk membuat hormon tiroid yang mengatur laju metabolisme.
• Zat besi berperan dalam pembentukan sel darah merah (hemoglobin)
• Natrium, kalium, dan klor sangat penting untuk sistem saraf dan memiliki pengaruh besar pada keseimbangan osmotik sel.