LEMAK
Lemak (bahasa Inggris: fat) merujuk pada sekelompok besar
molekul-molekul alam yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan
oksigen meliputi asam lemak, malam, sterol, vitamin-vitamin yang larut di dalam
lemak (contohnya A, D, E, dan K), monogliserida, digliserida, fosfolipid,
glikolipid, terpenoid (termasuk di dalamnya getah dan steroid) dan lain-lain.
Lemak secara khusus menjadi sebutan bagi minyak hewani pada suhu
ruang, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair, yang terdapat pada jaringan
tubuh yang disebut adiposa.
Pada jaringan adiposa, sel lemak mengeluarkan hormon leptin dan
resistin yang berperan dalam sistem kekebalan, hormon sitokina yang berperan
dalam komunikasi antar sel. Hormon sitokina yang dihasilkan oleh jaringan
adiposa secara khusus disebut hormon adipokina, antara lain kemerin,
interleukin-6, plasminogen activator inhibitor-1, retinol binding protein 4
(RBP4), tumor necrosis factor-alpha (TNFα), visfatin, dan hormon metabolik
seperti adiponektin dan hormon adipokinetik (Akh).
Sifat dan Ciri ciri
Karena struktur
molekulnya yang kaya akan rantai unsur karbon(-CH2-CH2-CH2-)maka lemak
mempunyai sifat hydrophob. Ini menjadi alasan yang menjelaskan sulitnya lemak
untuk larut di dalam air. Lemak dapat larut hanya di larutan yang apolar atau
organik seperti: eter, Chloroform, atau benzol.
Fungsi
Secara umum
dapat dikatakan bahwa lemak memenuhi fungsi dasar bagi manusia, yaitu:[1]
a)
Menjadi
cadangan energi dalam bentuk sel lemak. 1 gram lemak menghasilkan 39.06 kjoule
atau 9,3 kcal.
b)
Lemak
mempunyai fungsi selular dan komponen struktural pada membran sel yang
berkaitan dengan karbohidrat dan protein demi menjalankan aliran air, ion dan
molekul lain, keluar dan masuk ke dalam sel.
c)
Menopang
fungsi senyawa organik sebagai penghantar sinyal, seperti pada prostaglandin
dan steroid hormon dan kelenjar empedu.
d)
Menjadi
suspensi bagi vitamin A, D, E dan K yang berguna untuk proses biologis
e)
Berfungsi
sebagai penahan goncangan demi melindungi organ vital dan melindungi tubuh dari
suhu luar yang kurang bersahabat.
f)
Lemak juga
merupakan sarana sirkulasi energi di dalam tubuh dan komponen utama yang
membentuk membran semua jenis sel.
Membran
Sel eukariotik disekat-sekat menjadi organel ikatan-membran yang
melaksanakan fungsi biologis yang berbeda-beda.Gliserofosfolipid adalah
komponen struktural utama dari membran biologis, misalnya membran plasma
selular dan membran organel intraselular; di dalam sel-sel hewani membran
plasma secara fisik memisahkan komponen intraselular dari lingkungan
ekstraselular. Gliserofosfolipid adalah molekul amfipatik (mengandung wilayah
hidrofobik dan hidrofilik) yang mengandung inti gliserol yang terkait dengan
dua "ekor" turunan asam lemak oleh ikatan-ikatan ester dan ke satu
gugus "kepala" oleh suatu ikatan ester fosfat. Sementara
gliserofosfolipid adalah komponen utama membran biologis, komponen lipid
non-gliserida lainnya seperti sfingomielin dan sterol (terutama kolesterol di
dalam membran sel hewani) juga ditemukan di dalam membran biologis. Di dalam
tumbuhan dan alga, galaktosildiasilgliserol, dan sulfokinovosildiasilgliserol,
yang kekurangan gugus fosfat, adalah komponen penting dari membran kloroplas
dan organel yang berhubungan dan merupakan lipid yang paling melimpah di dalam
jaringan fotosintesis, termasuk tumbuhan tinggi, alga, dan bakteri tertentu.
Dwilapis telah ditemukan untuk memamerkan tingkat-tingkat tinggi
dari keterbiasan ganda yang dapat digunakan untuk memeriksa derajat keterurutan
(atau kekacauan) di dalam dwilapis menggunakan teknik seperti interferometri
polarisasi ganda.
Organisasi-mandiri
fosfolipid: liposom bulat, misel, dan dwilapis lipid.
Cadangan energi
Triasilgliserol, tersimpan di dalam jaringan adiposa, adalah bentuk
utama dari cadangan energi di tubuh hewan.Adiposit, atau sel lemak, dirancang
untuk sintesis dan pemecahan sinambung dari triasilgliserol, dengan pemecahan
terutama dikendalikan oleh aktivasi enzim yang peka-hormon, lipase.Oksidasi
lengkap asam lemak memberikan materi yang tinggi kalori, kira-kira 9 kkal/g,
dibandingkan dengan 4 kkal/g untuk pemecahan karbohidrat dan protein.Burung
pehijrah yang harus terbang pada jarak jauh tanpa makan menggunakan cadangan
energi triasilgliserol untuk membahanbakari perjalanan mereka.
Pensinyalan
Di beberapa tahun terakhir, bukti telah mengemuka menunjukkan bahwa
pensinyalan lipid adalah bagian penting dari pensinyalan sel. Pensinyalan lipid
dapat muncul melalui aktivasi reseptor protein G berpasangan atau reseptor
nuklir, dan anggota-anggota beberapa kategori lipid yang berbeda telah dikenali
sebagai molekul-molekul pensinyalan dan sistem kurir kedua. Semua ini meliputi
sfingosina-1-fosfat, sfingolipid yang diturunkan dari seramida yaitu molekul
kurir potensial yang terlibat di dalam pengaturan pergerakan kalsium, pertumbuhan sel, dan apoptosis; diasilgliserol
(DAG) dan fosfatidilinositol fosfat (PIPs), yang terlibat di dalam aktivasi
protein kinase C yang dimediasi kalsium; prostaglandin, yang merupakan satu
jenis asam lemak yang diturunkan dari eikosanoid yang terlibat di dalam radang
and kekebalan; hormon steroid seperti estrogen, testosteron, dan kortisol, yang
memodulasi fungsi reproduksi, metabolisme, dan tekanan darah; dan oksisterol
seperti 25-hidroksi-kolesterol yakni agonis reseptor X hati.
Fungsi lainnya
Vitamin-vitamin yang "larut di dalam lemak" (A, D, E, dan
K1) – yang merupakan lipid berbasis isoprena – gizi esensial yang tersimpan di
dalam jaringan lemak dan hati, dengan rentang fungsi yang
berbeda-beda.Asil-karnitina terlibat di dalam pengangkutan dan metabolisme asam
lemak di dalam dan di luar mitokondria, di mana mereka mengalami oksidasi beta.Poliprenol
dan turunan terfosforilasi juga memainkan peran pengangkutan yang penting, di
dalam kasus ini pengangkutan oligosakarida melalui membran.Fungsi gula fosfat
poliprenol dan gula difosfat poliprenol di dalam reaksi glikosilasi
ekstra-sitoplasmik, di dalam biosintesis polisakarida ekstraselular (misalnya,
polimerisasi peptidoglikan di dalam bakteri), dan di dalam protein eukariotik
N-glikosilasi.Kardiolipin adalah sub-kelas gliserofosfolipid yang mengandung
empat rantai asil dan tiga gugus gliserol yang tersedia melimpah khususnya pada
membran mitokondria bagian dalam.Mereka diyakini mengaktivasi enzim-enzim yang
terlibat dengan fosforilasi oksidatif.
Metabolisme
Lemak yang menjadi makanan bagi manusia dan hewan lain adalah
trigliserida, sterol, dan fosfolipid membran yang ada pada hewan dan tumbuhan.
Proses metabolisme lipid menyintesis dan mengurangi cadangan lipid dan
menghasilkan karakteristik lipid fungsional dan struktural pada jaringan
individu.
Biosintesis
Karena irama laju asupan karbohidrat yang cukup tinggi bagi makhluk
hidup, maka asupan tersebut harus segera diolah oleh tubuh, menjadi energi
maupun disimpan sebagai glikogen.Asupan yang baik terjadi pada saat energi yang
terkandung dalam karbohidrat setara dengan energi yang diperlukan oleh tubuh,
dan sangat sulit untuk menggapai keseimbangan ini. Ketika asupan karbohidrat
menjadi berlebih, maka kelebihan itu akan diubah menjadi lemak. Metabolisme
yang terjadi dimulai dari:
a)
Asupan
karbohidrat, antara lain berupa sakarida, fruktosa, galaktosa pada saluran
pencernaan diserap masuk ke dalam sirkulasi darah menjadi glukosa/gula darah.
Konsentrasi glukosa pada plasma darah diatur oleh tiga hormon, yaitu glukagon,
insulin dan adrenalin.
b)
Insulin
akan menaikkan laju sirkulasi glukosa ke seluruh jaringan tubuh. Pada jaringan
adiposa, adiposit akan mengubah glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dan gliserol
fosfat, masing-masing dengan bantuan satu molekul ATP.
c)
Jaringan
adiposit ini yang sering dikonsumsi kita sebagai lemak.
d)
Glukosa
6-fosfat kemudian dikonversi oleh hati dan jaringan otot menjadi glikogen.
Proses ini dikenal sebagai glikogenesis, dalam kewenangan insulin.
e)
Pada saat
rasio glukosa dalam plasma darah turun, hormon glukagon dan adrenalin akan
dikeluarkan untuk memulai proses glikogenolisis yang mengubah kembali glikogen
menjadi glukosa.
f)
Ketika
tubuh memerlukan energi, glukosa akan dikonversi melalui proses glikolisis
untuk menjadi asam piruvat dan adenosin trifosfat.
g)
Asam
piruvat kemudian dikonversi menjadi asetil-KoA, kemudian menjadi asam sitrat
dan masuk ke dalam siklus asam sitrat.
h)
Pada saat
otot berkontraksi, asam piruvat tidak dikonversi menjadi asetil-KoA, melainkan
menjadi asam laktat. Setelah otot beristirahat, proses glukoneogenesis akan
berlangsung guna mengkonversi asam laktat kembali menjadi asam piruvat.
Sementara
itu:
a)
lemak yang
terkandung di dalam bahan makanan juga dicerna dengan asam empedu menjadi
misel.
b)
Misel akan
diproses oleh enzim lipase yang disekresi pankreas menjadi asam lemak,
gliserol, kemudian masuk melewati celah membran intestin.
c)
Setelah
melewati dinding usus, asam lemak dan gliserol ditangkap oleh kilomikron dan
disimpan di dalam vesikel. Pada vesikel ini terjadi reaksi esterifikasi dan
konversi menjadi lipoprotein. Kelebihan lemak darah, akan disimpan di dalam
jaringan adiposa, sementara yang lain akan terkonversi menjadi trigliserida,
HDL dan LDL. Lemak darah adalah sebuah istilah ambiguitas yang merujuk pada
trigliserida sebagai lemak hasil proses pencernaan, sama seperti penggunaan
istilah gula darah walaupun:
a.
trigliserida
terjadi karena proses ester di dalam vesikel kilomikron
b.
lemak yang
dihasilkan oleh proses pencernaan adalah berbagai macam asam lemak dan
gliserol.
d)
Ketika
tubuh memerlukan energi, baik trigliserida, HDL dan LDL akan diurai dalam
sitoplasma melalui proses dehidrogenasi kembali menjadi gliserol dan asam
lemak. Reaksi yang terjadi mirip seperti reaksi redoks atau reaksi
Brønsted–Lowry; asam + basa --> garam + air; dan kebalikannya garam + air
-->asam + basa
a.
Proses ini
terjadi di dalam hati dan disebut lipolisis. Sejumlah hormon yang antagonis
dengan insulin disekresi pada proses ini menuju ke dalam hati, antara lain:
i.
Glukagon,
sekresi dari kelenjar pankreas
ii.
ACTH, GH, sekresi dari kelenjar hipofisis
iii.
Adrenalin, sekresi dari kelenjar adrenal
iv.
TH, sekresi dari kelenjar tiroid
b. Lemak di dalam darah yang berlebih akan disimpan
di dalam jaringan adiposa.
e) Lebih lanjut
gliserol dikonversi menjadi dihidroksiaketon, kemudian menjadi dihidroksiaketon
fosfat dan masuk ke dalam proses glikolisis.
f) Sedangkan asam lemak akan dikonversi
di dalam mitokondria dengan proses oksidasi, dengan bantuan asetil-KoA menjadi
adenosin trifosfat, karbondioksida dan air.
Kejadian ini melibatkan sintesis asam lemak dari asetil-KoA dan
esterifikasi asam lemak pada saat pembuatan triasilgliserol, suatu proses yang
disebut lipogenesis atau sintesis asam lemak.Asam lemak dibuat oleh sintasa
asam lemak yang mempolimerisasi dan kemudian mereduksi satuan-satuan
asetil-KoA.Rantai asil pada asam lemak diperluas oleh suatu daur reaksi yang
menambahkan gugus asetil, mereduksinya menjadi alkohol, mendehidrasinya menjadi
gugus alkena dan kemudian mereduksinya kembali menjadi gugus alkana.Enzim-enzim
biosintesis asam lemak dibagi ke dalam dua gugus, di dalam hewan dan fungi,
semua reaksi sintasa asam lemak ini ditangani oleh protein tunggal multifungsi,
sedangkan di dalam tumbuhan, plastid dan bakteri memisahkan kinerja enzim
tiap-tiap langkah di dalam lintasannya.Asam lemak dapat diubah menjadi
triasilgliserol yang terbungkus di dalam lipoprotein dan disekresi dari hati.
Sintesis asam lemak tak jenuh melibatkan reaksi desaturasa, di mana
ikatan ganda diintroduksi ke dalam rantai asil lemak.Misalnya, pada manusia,
desaturasi asam stearat oleh stearoil-KoA desaturasa-1 menghasilkan asam
oleat.Asam lemak tak jenuh ganda-dua (asam linoleat) juga asam lemak tak jenuh
ganda-tiga (asam linolenat) tidak dapat disintesis di dalam jaringan mamalia,
dan oleh karena itu asam lemak esensial dan harus diperoleh dari makanan.
Sintesis triasilgliserol terjadi di dalam retikulum endoplasma oleh
lintasan metabolisme di mana gugus asil di dalam asil lemak-KoA dipindahkan ke
gugus hidroksil dari gliserol-3-fosfat dan diasilgliserol.
Terpena dan terpenoid, termasuk karotenoid, dibuat oleh perakitan
dan modifikasi satuan-satuan isoprena yang disumbangkan dari prekursor reaktif
isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat. Prekursor ini dapat dibuat
dengan cara yang berbeda-beda. Pada hewan dan archaea, lintasan mevalonat
menghasilkan senyawa ini dari asetil-KoA, sedangkan pada tumbuhan dan bakteri
lintasan non-mevalonat menggunakan piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat sebagai
substratnya.Satu reaksi penting yang menggunakan donor isoprena aktif ini
adalah biosintesis steroid.Di sini, satuan-satuan isoprena digabungkan untuk
membuat skualena dan kemudian dilipat dan dibentuk menjadi sehimpunan cincin
untuk membuat lanosterol.Lanosterol kemudian dapat diubah menjadi steroid,
seperti kolesterol dan ergosterol.
Degradasi
Oksidasi beta adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah
di dalam mitokondria dan/atau di dalam peroksisoma untuk menghasilkan
asetil-KoA. Sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang
sama, tetapi tidak serupa dengan, kebalikan proses sintesis asam lemak. Yaitu,
pecahan berkarbon dua dihilangkan berturut-turut dari ujung karboksil dari asam
itu setelah langkah-langkah dehidrogenasi, hidrasi, dan oksidasi untuk
membentuk asam keto-beta, yang dipecah dengan tiolisis.Asetil-KoA kemudian
diubah menjadi Adenosina trifosfat, CO2, dan H2O menggunakan daur asam sitrat
dan rantai pengangkutan elektron. Energi yang diperoleh dari oksidasi sempurna
asam lemak palmitat adalah 106 ATP.Asam lemak rantai-ganjil dan tak jenuh
memerlukan langkah enzimatik tambahan untuk degradasi.
Gizi dan
kesehatan
Sebagian besar lipid yang ditemukan di dalam makanan adalah
berbentuk triasilgliserol, kolesterol dan fosfolipid.Kadar rendah lemak makanan
adalah penting untuk memfasilitasi penyerapan vitamin-vitamin yang larut di
dalam lemak (A, D, E, dan K) dan karotenoid.Manusia dan mamalia lainnya
memerlukan makanan untuk memenuhi kebutuhan asam lemak esensial tertentu,
misalnya asam linoleat (asam lemak omega-6) dan asam alfa-linolenat (sejenis
asam lemak omega-3) karena mereka tidak dapat disintesis dari prekursor
sederhana di dalam makanan.Kedua-dua asam lemak ini memiliki 18 karbon per
molekulnya, lemak majemuk tak jenuh berbeda di dalam jumlah dan kedudukan
ikatan gandanya. Sebagian besar minyak nabati adalah kaya akan asam linoleat
(safflower, bunga matahari, dan jagung). Asam alfa-linolenat ditemukan di dalam
daun hijau tumbuhan, dan di beberapa biji-bijian, kacang-kacangan, dan leguma
(khususnya flax, brassica napus, walnut, dan kedelai).Minyak ikan kaya akan
asam lemak omega-3 berantai panjang asam eikosapentaenoat dan asam
dokosaheksaenoat.Banyak pengkajian telah menunjukkan manfaat kesehatan yang
baik yang berhubungan dengan asupan asam lemak omega-3 pada perkembangan bayi,
kanker, penyakit kardiovaskular (gangguan jantung), dan berbagai penyakit
kejiwaan, seperti depresi, kelainan hiperaktif/kurang memperhatikan, dan
demensia. Sebaliknya, kini dinyatakan bahwa asupan lemak trans, yaitu yang ada
pada minyak nabati yang dihidrogenasi sebagian, adalah faktor risiko bagi
penyakit jantung.
Beberapa pengkajian menunjukkan bahwa total asupan lemak yang
dikonsumsi berhubungan dengan menaiknya risiko kegemukan and diabetes. Tetapi, pengkajian lain yang
cukup banyak, termasuk Women's Health Initiative Dietary Modification Trial
(Percobaan Modifikasi Makanan Inisiatif Kesehatan Perempuan), sebuah pengkajian
selama delapan tahun terhadap 49.000 perempuan, Nurses' Health Study
(Pengkajian Kesehatan Perawat dan Health Professionals Follow-up Study
(Pengkajian Tindak-lanjut Profesional Kesehatan), mengungkapkan ketiadaan
hubungan itu. Kedua-dua pengkajian ini tidak menunjukkan adanya hubungan antara
persentase kalori dari lemak dan risiko kanker, penyakit jantung, atau
kelebihan bobot badan. Nutrition Source, sebuah situs web yang dipelihara oleh
Departemen Gizi di Sekolah Kesehatan Masyarakat Harvard, mengikhtisarkan
bukti-bukti terkini pada dampak lemak makanan: "Sebagian besar rincian
penelitian yang dilakukan di Harvard ini menunjukkan bahwa jumlah keseluruhan
lemak di dalam makanan tidak berhubungan dengan bobot badan atau penyakit
tertentu."
KARBOHIDRAT
Karbohidrat
('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani
σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik
yang paling melimpah di bumi.Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh
makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan
makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi
pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur).[2]
Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi
karbohidrat.
Secara
biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton,
atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.Karbohidrat
mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus
hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa
yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya
tampak terhidrasi oleh n molekul air.Namun demikian, terdapat pula karbohidrat
yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen,
fosforus, atau sulfur.
Bentuk
molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana
yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa.Banyak
karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai
menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut
polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa.Selain monosakarida dan
polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan
oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).
Peran biologis
1.
Peran
dalam biosfer
Fotosintesis
menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung
atau tidak langsung.Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan
alga fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung.Sementara
itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar
bergantung pada organisme autotrof untuk mendapatkan makanan.
Pada proses
fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat
digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan
oleh fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida
3-fosfat.menurut rozison (2009) Senyawa ini merupakan bahan dasar
senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme autotrof, misalnya
glukosa, selulosa, dan pati.
2.
Peran
sebagai bahan bakar dan nutrisi
Kentang
merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung banyak
karbohidrat.Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh
makhluk hidup.Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya,
pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi
seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga
yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk
menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga
berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil
lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.
Sebagai
nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori.[5]
Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan
karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat
ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian
(kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.
Namun
demikian, daya cerna tubuh manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam
bergantung pada sumbernya, yaitu bervariasi antara 90%–98%.Serat menurunkan
daya cerna karbohidrat menjadi 85%.Manusia tidak dapat mencerna selulosa
sehingga serat selulosa yang dikonsumsi manusia hanya lewat melalui saluran
pencernaan dan keluar bersama feses.Serat-serat selulosa mengikis dinding
saluran pencernaan dan merangsangnya mengeluarkan lendir yang membantu makanan
melewati saluran pencernaan dengan lancar sehingga selulosa disebut sebagai
bagian penting dalam menu makanan yang sehat. Contoh makanan yang sangat kaya
akan serat selulosa ialah buah-buahan segar, sayur-sayuran, dan biji-bijian.
Selain
sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan
asam basa di dalam tubuh[rujukan?], berperan penting dalam proses metabolisme
dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan mengikat protein dan lemak.
3.
Peran
sebagai cadangan energi
Beberapa
jenis polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan, yang
nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan.
Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan.Tumbuhan menumpuk pati
sebagai granul atau butiran di dalam organel plastid, termasuk kloroplas.Dengan
mensintesis pati, tumbuhan dapat menimbun kelebihan glukosa.Glukosa merupakan
bahan bakar sel yang utama, sehingga pati merupakan energi cadangan.
Sementara
itu, hewan menyimpan polisakarida yang disebut glikogen.Manusia dan vertebrata lainnya
menyimpan glikogen terutama dalam sel hati dan otot. Penguraian glikogen pada
sel-sel ini akan melepaskan glukosa ketika kebutuhan gula meningkat. Namun
demikian, glikogen tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi hewan untuk
jangka waktu lama. Glikogen simpanan akan terkuras habis hanya dalam waktu
sehari kecuali kalau dipulihkan kembali dengan mengonsumsi makanan.
4.
Peran
sebagai materi pembangun
Organisme
membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural.Misalnya, selulosa
ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut,
liat, tidak larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang,
dahan, dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan.[10] Kayu terutama
terbuat dari selulosa dan polisakarida lain, misalnya hemiselulosa dan pektin.
Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari selulosa.
Polisakarida
struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar
(eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain
sejenis). Kitin murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi
kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel berbagai jenis fungi.
Sementara
itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan karbohidrat polisakarida
dengan peptida, disebut peptidoglikan.Dinding sel ini membentuk suatu kulit
kaku dan berpori membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran
sel yang lunak dan sitoplasma di dalam sel.
Karbohidrat
struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan
molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan
maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan
terdiri terutama atas karbohidrat, sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas
protein.Proteoglikan ditemukan misalnya pada perekat antarsel pada jaringan,
tulang rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot.Sementara itu,
glikoprotein dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan
pada permukaan sel hewan. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa
oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, empat golongan
darah manusia pada sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman
oligosakarida pada permukaan sel darah merah.
Klasifikasi karbohidrat
1.
Monosakarida
Monosakarida
merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas
beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi
karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa.Contoh dari
aldosa yaitu glukosa dan galaktosa.Contoh ketosa yaitu fruktosa.
2.
Disakarida
dan oligosakarida
Disakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang
berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air.Contoh dari
disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.
3.
Polisakarida
Polisakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya.
Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah selulosa,
glikogen, dan amilum.
Pertanyaan: saya sangat membutuhkan komposisi kandungan senyawa di
dalam pati tapioka. yang saya ketahui pati terdiri dari 51,36%, amilosa 17,41%,
amilopektin 82,13%, sedangkan komponen yang lain itu apa dan masing-masing
berapa persen? misalnya glukosa, serat kasar, hemiselulosa dan apa saja?
PROTEIN
Protein
(asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling
utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama
lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen,
oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor.Protein berperan penting
dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Kebanyakan
protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam
fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang
dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai
antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan
(dalam biji) dan juga dalam transportasi hara.Sebagai salah satu sumber gizi,
protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu
membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Protein
merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan
polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup.Selain itu, protein
merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia.Protein
ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis
protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA
ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang
dilakukan ribosom.Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya
tersusun dari asam amino proteinogenik.Melalui mekanisme pascatranslasi,
terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.
Struktur
Struktur tersier protein.Protein ini memiliki banyak struktur
sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek.Model dibuat dengan
menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH).
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa
struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga),
dan kuartener (tingkat empat):
1.
struktur
primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan
melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa
dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan
beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu,
menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan
bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada
tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah
fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
2.
struktur
sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian
asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk
struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
a. alpha helix (α-helix,
"puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk
seperti spiral;
b. beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"),
berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino
yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
c. beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta");
dan
d. gamma-turn, (γ-turn,
"lekukan-gamma").
3.
struktur
tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder.
Struktur tersier biasanya berupa gumpalan.Beberapa molekul protein dapat
berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil
(misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.
4.
contoh
struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur
primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein
dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino
ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari
ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan
tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan
spektrometri massa.
Struktur
sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism
(CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).[6] Spektrum CD dari puntiran-alfa
menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta
menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi
struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD.Pada spektrum
FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I
dari lempeng-beta.Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa
diestimasi dari spektrum inframerah.
Struktur
protein lainnya yang juga dikenal adalah domain.Struktur ini terdiri dari
40-350 asam amino.Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain.Pada
protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya.
Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah
fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada
struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen
domain penyusunnya tidak hilang.Inilah yang membedakan struktur domain dengan
struktur kuartener.Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya
berpisah, protein tersebut tidak fungsional.
Kekurangan Protein
Protein
sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita.Pada dasarnya protein
menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh.Setiap orang
dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya.
Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan
atlet-atlet.
Kekurangan Protein bisa berakibat fatal:
1. Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100%
dari Protein -Keratin)
2. Yang paling buruk ada yang disebut dengan
Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang
menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan
oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom
yang lain dapat dikenali adalah:
i.
hipotonus
ii.
gangguan
pertumbuhan
iii.
hati lemak
3.
Kekurangan
yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
Sintese protein
Dari
makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan
menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino.
Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim.Tubuh manusia memerlukan 9 asam
amino.Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh
tubuh esensiil, sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau
tidak esensiil oleh tubuh.Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah
penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu
ke setiap sel tubuh.Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh
DNA.Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian karena hasil transkripsi di
proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai
translasi.
Sumber Protein
a. Daging
b. Ikan
c. Telur
d. Susu, dan produk sejenis Quark
e. Tumbuhan berbji
f.
Suku
polong-polongan
g.
Kentang
Studi dari
Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di
Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada
kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani,
sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati
bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya
dari kelinci yang memperoleh protein nabati.Kemudian studi selanjutnya, oleh
McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh
protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama.
Keuntungan Protein
a. Sumber energi
b. Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan
c. Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
d.
Pengatur
keseimbangan kadar asam basa dalam sel
Methode Pembuktian Protein
a. Tes UV-Absorbsi
b. Reaksi Xanthoprotein
c. Reaksi Millon
d. Reaksi Ninhydrin
e. Reaksi Biuret
f.
Reaksi
Bradford
g. Tes Protein berdasar Lowry
h.
Tes BCA-
DAFTAR PUSTAKA
a b Lehninger, A.L. (1997).
Dasar-dasar Biokimia (edisi ke-Jilid 1, diterjemahkan oleh M. Thenawidjaja).
Jakarta: Erlangga. hlm. hlm. 313.
Jolane Abrams. 2010. DNA, RNA, and Protein:
Life at its simplest.
http://www.postmodern.com/~jka/rnaworld/nfrna/nf-rnadefed.html. Diakses pada 5
Mei 2010.
Kuchel, P.; Ralston, G.B.
(2006) (Didigitalisasi oleh Google Penelusuran Buku). Schaum's Easy Outlines:
Biokimia (edisi ke-diterjemahkan oleh E. Laelasari). Jakarta: Erlangga. hlm.
hlm. 1. ISBN 9797812405, 9789797812409.
http://books.google.co.id/books?id=KNYYSNIXcTsC&pg=PA1&vq=karbohidrat&source=gbs_search_r&cad=1_1.
Diakses pada 2009-01-30.
Lipids
introduction.Elmhurst College, Charles E. Ophardt.Diakses pada 22 Februari
2010.
Stryer et al.,
pp. 329–331
Ussery D. 1998.Gene
Expression & Regulation. http://www.cbs.dtu.dk/staff/dave/DNA_CenDog.html.
Diakses pada 5 Mei 2010
[1] (en) Lipids introduction.Elmhurst College, Charles E.
Ophardt.Diakses pada 22 Februari 2010.
[2]a b Campbell, N.A.; Reece,
J.B.; Mitchell, L.G. (2002) (Didigitalisasi oleh Google Penelusuran Buku).
Biologi (edisi ke-Edisi ke-5, Jilid 1, diterjemahkan oleh R. Lestari dkk.).
Jakarta: Erlangga. hlm. hlm. 65–70.ISBN 9796884682, 9789796884681. http://books.google.co.id/books?id=dwjGlYV4t8gC&pg=PA65&vq=karbohidrat&source=gbs_search_s&cad=0.
Diakses pada 2009-01-30.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar