Kimia Organik Polisakarida [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Polisakarida adalah senyawa dimana molekul-molekulnya tersusun dari ratusan hingga ribuan satuan monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glukosida. Polisakarida dikenal sebagai poliosa karbohidrat majemuk yang mempunyai susunan kompleks dengan berat molekul. Makromolekul ini merupakan polimer monosakarida atau polimer turunan-turunan monosakarida. Apabila monomer polisakarida hanya terdiri atas satu jenis monosakarida, polisakarida ini disebut homopolisakarida. Apabila monomer terdiri atas lebih dari satu jenis monosakarida atau turunan monosakarida disebut heteropolisakarida. Diantara banyak polisakarida yang terdapat dialam, ada yang struktur kimianya mengandung nitrogen, tetapi ada juga yang struktur kimianya tidak mengandung nitrogen. Berdasarkan monosakarida penyusunya, polisakarida yang tidak mengandung nitrogen dapat dibedakan atas pentosan dan heksosan. Polisakarida yang mengandung nitrogen sering disebut polisakarida campuran sebab umumnya termasuk heteropolisakarida. Pada umumnya, polisakarida ini mempunyai monomer amino heksosa atau turunan dari amino heksosa. Pada organisme hidup, polisakarida berperan sebagai bahan makanan, terutama sebagai bahan makanan pembentuk energi. Polisakarida yang berfungsi sebagai bahan makanan disebut polisakarida nutrisi. Misalnya amilum dan glikogen. Polisakarida ada yang berperan sebagai pelindung sel-sel organisme atau sebagai bahan kerangka penunjang jaringan tubuh disebut polisakarida arsitektural. Misalnya selulosa, pektin dan kitin. Selain itu, ada pula polisakarida yang mempunyai fungsi khusus, misalnya asam kondroitin sulfat, heparin dan asam hialuruat. Amilum dan selulosa juga mempunyai pemakaian yang luas dalam industri. Terutama sebagai bahan baku pembuatan senyawa lain.



1.2 Rumusan Masalah a. Apa pengertian dari polisakarida? b. Apa saja jenis-jenis polisakarida, baik polisakarida simpanan maupun polisakarida struktural? c.



Apa saja contoh kegunaan polisakarida?



1.3 Tujuan 1. Memaparkan dan mengidentifikasi pengertian polisakarida 2. Menjelaskan jenis-jenis polisakarida 3. Memberikan gambaran jenis-jenis polisakarida terpenting bagi tubuh



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Pengertian Polisakarida Polisakarida adalah senyawa dimana molekul-molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glikosida, mempunyai massa molekul tinggi dan tidak larut dalam air atau hanya membentuk emulsi saja. Hidrolisis lengkap akan mengubah polisakarida menjadi monosakarida (heksosa). Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. Beberapa polisakarida berfungsi sebagai bentuk penyimpan bagi monosakarida dan yang lainnya berfungsi sebagai unsur struktural di dalam dinding sel dan jaringan pengikat. Glikogen dan pati merupakan polisakarida simpanan yang terdapat pada tumbuhan dan manusia sedangkan selulosa merupakan polisakarida strukural yang berfungsi sebagai tulang semu bagi tumbuhan. Pati dan glikogen dihidrolisa di dalam saluran pencernaan oleh amilase, sedangkan selulosa tidak dapat dicerna. Namun, selulosa mempunyai peran penting bagi manusia karena merupakan sumber serat dalam makanan manusia. 2.2 Tata Nama Polisakarida Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik kerjanya. Hasil hidrolisis sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai untuk menentukan struktur molekul polisakarida. Polisakarida dengan satuan monosakaridanya gula pentosa (C5H10O5) maka polisakarida tersebut dikelompokkan sebagai pentosan (C5H8O4)x. Adapun jika satuan monosakaridanya adalah (C6H12O6) maka polisakarida tersebut dikelompokkan sebagai heksosan (C6H10O5)x. Beberapa polisakarida mempunyai nama trivial yang berakhiran dengan –in misalnya kitin, dekstrin, dan pektin.



2.3 Jenis-Jenis Polisakarida 1. Polisakarida Simpanan a. Pati (amilum) Pati adalah polisakarida paling melimpah kedua atau terdapat banyak di alam yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang, dan biji-bijian.yang merupakan simpanan dalam tumbuhan. Pati merupakan karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Rumus molekul (C6H10O5)n Monomer-monomer glukosa penyusunnya dihubungkan dengan ikatan α 1-4. Struktur dari pati adalah sebagai berikut :



pati



Pati tersusun dari dua macam karbohidrat yaitu : 1. Amilosa Merupakan polisakarida, polimer yang tersusun dari glukosa sebagai monmernya. Tiap-tiap monomer terhubung dengan ikatan 1,6-glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak bercabang yang bersama-sama dengan amilopektin menjadi komponen penyusun pati. Dalam masakan, amilosa memberi efek "keras" atau "pera" bagi pati atau tepung.



Struktur Amilosa



2.



Amilopektin. Merupakan polisakarida yang tersusun dari monomer α-glukosa. Amilopektin merupakan molekul raksasa dan mudah ditemukan karena menjadi satu dari dua senyawa penyusun pati, bersama-sama dengan amilosa. Secara struktural, amilopektin terbentuk dari rantai glukosa yang terikat dengan ikatan 1,6-glikosidik, sama dengan amilosa. Namun, pada amilopektin terbentuk cabang-cabang (sekitar tiap 20 mata rantai glukosa) dengan ikatan 1,4-glikosidik. Amilopektin tidak larut dalam air. Amilopektin menyebabkan sifat lengket.



Struktur Amilopektin



Sifat sitat amilum yaitu pada air dingin tidak larut, dalam air panas membentuk koloid yang kental, dapat membentuk warna biru tua pada di tes iodin, dan dapat dihidrolisis dengan asam yang menghasilkan glukosa. Reaksi pada amilum yaitu hidrolisis lengkap pada amilopektin menghasilkan D-glukosa. Namun hidrolisis tak lengkap menghasilkan suatu campuran disakarida maltose dan isomaltosa yang keduanya berasal dari percabangan-1,6’. Campuran oligosakarida yang diperoleh dari hidrolisis parsial amilopektin, yang biasa dirujuk sebagai dekstrin, digunakan untuk membuat lem, pasta, dan kanji tekstil. H2O Amilopektin



H2O dekstrin



H2O maltose+isomaltosa



D-glukosa



b. Glikogen Glikogen adalah polisakarida yang digunakan sebagai tempat penyimpanan glukosa dalam sistem hewan (terutama dalam hati dan otot. Struktur glikogen mirip dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. c. Dekstrin Pada reaksi hidrolisis parsial, amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil yang dikenal dengan nama dekstrin. Jadi dekstrin adalah hasil antara proses hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltose. Dekstrin merupakan polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-glukosa rantai α 1-6, yang memiliki cabang α 1-3 dan beberapa memiliki cabnga α 1-2 atau α 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui kayak akan dekstrin. Dekstrin juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstrin sintetis. Pada reaksi hidrolisis parsial, amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil yang dikenal dengan nama dekstrin. Jadi dekstrin adalah hasil antara proses hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltose. 2. Polisakarida Struktural a. Selulosa Selulosa merupakan senyawa organik dengan rumus (C6H10O5)n, sebuah polisakarida yang terdiri dari rantai linier dari beberapa ratus hingga lebih dari sepuluh ribu ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi beta β(1→4) unit D-glukosa. Terdapat pada dinding sel tanaman. Tidak dapat dicernakan oleh enzim – enzim manusia karena ikatan – ikatan β-glukosidik, tetapi dapat dicerna oleh hewan herbivora. Tidak larut dalam pelarut – pelarut biasa namun hanya larut dalam : 1) ZnCl2 + HCl 2) Pereaksi Schweitzer = Larutan amoniakal dari Cu(OH)2



Selulosa hampir sama dengan amilosa yaitu sama-sama polimer berantai lurus hanya saja berbeda pada jenis ikatan glukosidanya.



Reaksi yang terjadi pada selulosa yaitu :  Proses cellulolysis (proses memecah selulosa menjadi polisakarida yang lebih kecil yang disebut dengan cellodextrins atau sepenuhnya menjadi unit-unit glukosa,)  Terjadi pada sistem pencernaan sebagian hewan memamah biak ruminansia untuk mencerna makanan mereka yang mengandung selulosa. Proses cellulolisis dibantu oleh enzim selulase.



Pada gambar diatas, ketiga jenis reaksi yang dikatalisis oleh enzim selulase yaitu: 1. Kerusakan dari interaksi non-kovalen hadir dalam struktur kristal selulosa (endoselulase) 2. Hidrolisis serat selulosa individu



untuk memecah menjadi gula yang lebih kecil (ekso-



selulase). 3. Hidrolisis disakarida dan tetrasakarida menjadi glukosa (beta-glukosidase) b. Kitin Kitin adalah karbohidrat penyusun eksoskeletonartropoda (serangga, laba-laba, krustase). Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel cendawan. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh. 2.4 Polisakarida Terpenting a) Selulosa Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel pelindung seperti batang, dahan, daun dari tumbuh-tumbuhan. b) Pati / Amilum Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan. c) Glikogen Polisakarida ini merupakan cadangan energi pada hewan dan manusia yang disimpan di hati dan otot sebagai granula.Glikogen serupa dengan amilopektin. 2.5 Sifat Fisika Polisakarida Polisakarida merupakan polimer dari monosakarida yang tersusun dalam rantai bercabang atau lurus. Derajat polimerisasi polisakarida dinyatakan dalam DP (Degree of Polymerization), contoh : DP selulosa sebesar 7000 – 15000. Polisakarida juga biasa disebut sebagai glikan. Berdasarkan unit pembentuknya, glikan terbagi menjadi 2 kelompok : homoglikan (selulosa, pati, amilopektin) dan heteroglikan (algin, guar gum). 2.6 Sifat Kimia Polisakarida a. Selulosa merupakan polimer yang berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan polimer rantai lurus dari 1,4’-β-D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air menghasilkan D-glukosa.



b. Jika dilarutkan dalam air panas, pati dapat dipisahkan menjadi dua fraksi utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan terletak pada bentuk rantai dan jumlah monomernya. 



Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4-α. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium.Warna ini merupakan uji untuk mengidentifikasi adanya pati.







Molekul amilopektin lebih besar dari amilosa.Strukturnya bercabang. Rantai utama mengandung α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-α. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6'-α.



Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim tertentu akan menghasilkan dextrin dan maltose.



c. Glikogen



merupakan



polimer



glukosa



dengan



ikatan



α



(1-6).



2.7 Contoh Polisakarida dengan Kegunaan dan Cara Pembuatannya a. Agar merupakan hasil isolasi polisakarida yang terdapat dalam rumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagai media biakan mikroba. b. Alginat diperoleh dari ekstraksi alga coklat (Phaeophyceae) dalam kondisi alkali. Alginat berfungsi sebagai penstabil dan pembentuk gel. c. Carrageenan banyak digunakan untuk menaikkan kekentalan dan menstabilkan emulsi. Sejumlah 0,03 % carrageenan biasanya ditambahkan pada coklat untuk mencegah pemisahan lemak dan menstabilkan suspensi partikel kakao. d. Carboxymethyl Cellulose (CMC) merupakan hasil modifikasi selulosa dengan menambahkan gugus karboksi metil, CMC disintesa dari selulosa dengan menambahkan kloroasetat dalam suasana basa. CMC berfungsi sebagai pengikat dan dipergunakan untuk memperbaiki tekstur produk-produk seperti : jelly, pasta, keju, dan ice cream.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Polisakarida adalah karbohidrat yang terdiri atas banyak monosakarida.Polisakarida merupakan senyawa polimer alam (umumnya homopolimer) dengan monosakarida sebagai monomernya.Polisakarida dapat digolongkan ke dalam dua kelompok besar secara fungsional, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akandihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Misalnya Pati, Glikogen, dan Dekstrin. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme.Misalnya selulosa, dan kitin. Polisakarida terpenting : amilum/pati, selulosa, glikogen.  Amilum



: Polimer glukosa ikatan α



 Selulosa



: Polimer glukosa ikatan β



 Glikogen



: Polimer glukosa ikatan bercabang



DAFTAR PUSTAKA



-



Fessenden, Ralph J dan Fessenden Joan. S. 1986. Kimia Organik Jilid II. Jakarta: Erlangga



-



Hart, Harold. 2003. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga



-



http://datachem.blogspot.com/2010/11/polisakaridakarbohidrat.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polisakarida



-



http://risyawidya.blogspot.com/2012/09/polisakarida.html



-



http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0606811/polisakarida.html



-



http://ipina10.blogspot.com/2012/12/makalah-polisakarida.html



-



http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/10/pengertian-polisakarida-struktur-contohkegunaan-fungsi.html



-



http://www.chem-is-try.org