Karbohidrat, Protein dan Lemak

A.      KARBOHIDRAT

·         Golongan dan Tingkatan Karbohidrat

3 Golongan Atau Macam Karbohidrat

 Monosakarida (Gula Sederhana)

Merupakan karbohidrat sederhana yang merupakan molekul terkecil karbohidrat. Dalam tubuh monosakaridalangsung diserap oleh dinding2 usus halus dan masuk ke peredaran darah. 3 golongan monosakarida:1.

Glukosa disebut juga dextrosa , terdapat dalam buah2an dan sayur2an2.

Fruktosa disebut juga levulosa, terdapat dalam buah2an dan sayur2an, terutama terdapat dalam madu.3.

Galaktosa: pemecahan dari disakarida (laktosa), terdapat dalam susu.

2.       Disakarida (gula ganda)

Gabungan dari dua macam monosakarida. Dalam proses metabolisme, disakarida akan dipecah menjadi 2molekul monosakarida oleh enzim dalam tubuh. 3 golongan disakarida:1.

Sukrosa: terdapat dalam gula tebu dan gula aren. Dalam proses pencernaan sukrosa akan dipecahmenjadi glukosa dan fruktosa.2.

Maltosa: hasil pecahan zat tepung (pati), yang selanjutnya dipecah menjadi 2 molekul glukosa.3.

Llaktosa: banyak terdapat dalam susu, lebih sulit dicerna dibanding sukrosa dan maltosa. Dalam prosespencernaan akan dipecah menjadi 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa.

3.       Polisakarida (karbohidrat kompleks)

Gabungan dari beberapa molekul monosakarida. Disebut oligosakarida jika disusun atas 3-6 molekulmonosakarida dan disebut polisakarida jika tersusun atas lebih dari 6 molekul monosakarida. 3 golonganmonosakarida:1.

Pati, merupakan sumber kalori yang sangat penting karena sebagian besar karbohidrat dalam makananterdapat dalam bentuk pati.2.

Serat, merupakan komponen dinding sel tanaman yang tak dapat dicerna oleh sistem pencernaanmanusia.3.

Glikogen, disebut juga pati binatang, adalah jenis karbohidrat semacam gula yang disimpan di hati danotot dalam jumlah kecil sebagai cadangan karbohidrat.

Fungsi Karbohidrat :

Sumber energi utama yang diperlukan untuk gerak. 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori.

Pembentuk cadangan energi, kelebihan karbohidrat akan disimpan dalam bentuk lemak dan sewaktu-waktu bisa dipergunakan.

Memberi rasa kenyang, karbohidrat mempunyai volume yang besar, dengan adanya sellulosa sehinggamemberikan rasa kenyang.

Makanan sumber karbohidrat :

 Ada 2 macam:1.

Padi-padian; beras, gandum, jagung dan cantel2.

Umbi-umbian; kentang, singkong, ubi, dll.

·         Fungsi Karbohidrat

Sumber Energi 

Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energibagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gramkarbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagaiglukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dansebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

Pemberi Rasa Manis pada Makanan 

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasamanis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, makatingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

·                   Komposisi Kimia

Karbohidrat atau sakarida memiliki rumus umum Cn(H2O)m. Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi polisakarida, oligosakarida, dan monosakarida. Polisakarida tergolong senyawa polimer, meliputi amilum, glikogen, selulosa, dan inulin. Sedang oligosakarida meliputi disakarida, trisakarida, dan tetrasakarida; masing-masing merupakan dimer, trimer,dan tetramer. Pembahasan umum hanya ditujukan pada disakarida, yang meliputi sukrosa (sakarosa), maltosa dan laktosa. Monosakarida merupakan monomer dari dimer dan polimer yang diuraikan di atas. Terdapat tiga jenis monosakarida, yaitu glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Glukosa dan galaktosa tergolong aldoheksosa, sedang fruktosa adalah ketoheksosa. Aldoheksosa merupakan suatu heksosa yang memiliki gugus fungsi aldehida, sedang ketoheksosa adalah heksosa yang mengandung gugus fungsi keton.

·         Proses dalam Sistem Pencernaan

Karbohidrat harus dicerna dan diserap dalam rangka untuk mengubah mereka menjadi energi yang dapat digunakan oleh tubuh. Persiapan makanan sering membantu dalam proses pencernaan. Bila pati dipanaskan, mereka membengkak dan menjadi lebih mudah bagi tubuh untuk memecah. Dalam mulut, enzim amilase, yang terkandung dalam air liur, bercampur dengan produk makanan dan istirahat beberapa pati menjadi unit yang lebih kecil. Namun, setelah karbohidrat mencapai lingkungan asam lambung, amilase yang tidak aktif. Setelah karbohidrat telah melewati lambung dan masuk ke usus kecil, enzim pencernaan kunci disekresikan dari pankreas dan usus kecil di mana pencernaan dan penyerapan sebagian besar terjadi. Amilase pankreas memecah pati menjadi disakarida dan polisakarida kecil, dan enzim dari sel-sel dari dinding usus kecil melanggar disakarida yang tersisa menjadi komponen monosakarida mereka. Serat makanan tidak dicerna oleh usus kecil, melainkan lolos ke usus besar tidak berubah.

B.       PROTEIN

·         Golongan

  Enzim, yaitu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Hampir semua reaksi senyawa organik dalam sel dikatalis enzim. Lebih dari 2.000 jenis enzim telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan.
 

  Protein transpor, yaitu protein yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Hemoglobin dalam sel darah merah mengikat oksigen dari paru-paru, dan membawanya ke jaringan periferi. Lipoprotein dalam plasma darah membawa lipid dari hati ke organ lain. Protein transpor lain terdapat dalam dinding sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan nutrien lain melaluai membran ke dalam sel.
 

  Protein nutrien dan penyimpanan, ialah protein yang berfungsi sebagi cadangan makanan. Contohnya ialah protein yang terdapat dalam biji-bijian seperti gandum, beras, dan jagung. Ovalbumin pada telur dan kasein pada susu juga merupakan protein nutrien.
 

  Protein kontraktil, yaitu protein yang memberikan kemampuan pada sel dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contohnya ialah aktin dan miosin, yaitu protein yang berperan dalam sistem kontraksi otot kerangka.
 

  Protein struktur, yaitu protein yang berperan sebagai penyangga untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau perlindungan. Contohnya ialah kolagen, yaitu komponen utama dalam urat dan tulang rawan. Contoh lain adalah keratin yang terdapat pada rambut, kuku, dan bulu ayam/burung; fibroin, yaitu komponen utama dalam serat sutera dan jaring laba-laba.
 

  Protein pertahanan (antibodi), yaitu protein yang melindungi organisme terhadap serangan oraganisme lain (penyakit). Contohnya adalah imunoglobin atau antibodi yang terdapat dalam vertebrata. Protein ini dapat mengenali dan menetralkan bakteri, virus, atau protein asing dari spesi lain. Fibrinogen dan trombin merupakan protein penggumpal darah jika sistem pembuluh terluka. Bisa ular dan toksin bakteri juga tampaknya berfungsi sebagai protein pertahanan.
 

  Protein pengatur, yaitu protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Contohnya ialah hormon, seperti insulin yang mengatur metabolisme gula darah. Kekurangan insulin akan menyebabkan penyakit diabetes. Contoh lain adalah hormon pertumbuhan dan hormon seks

·         Tingkatan Struktur

1. Struktur Primer
Protein yang dibentuk dengan asama amino tergabung dalam ikatan polipeptida.  Setiap asam amino terhubung dengan asam amino lainnya dalam ikatan peptida yang terbentuk karena adanya  reaksi kondensasi gugus karboksil pada setiap masing-masing asam amino.

Gambar 1.1 Struktur Asam amino primer

Gambar 1.2 Struktur protein primer

Pada ujung dari rangkaian polipeptida yang terbentuk mempunyai sifat kimia yang berbeda: satu ujung mempunyai gugus amino bebas (N atau amino, NH2-) disisi satunya, sedangkan mempunyai gugus karboksil bebas (ujung C atau karboksil, COOH-) pada ujung satunya. Oleh karena itu, arah polipeptida dan dituliskan baik N→C (kiri ke kanan) maupun C →N (kanan ke kiri).
2.  Struktur Sekunder
Pada struktur sekunder, rangkaian polipeptida memiliki konformasi yang berbeda. Bersifat reguler dan memiliki pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua tipe umum struktur protein sekunder yaitu α-heliks dan β-sheet. Keduanya terbentuk karena ikatan hidrogen yang terjadi antara asam amino yang berbeda pada polipeptida.

Gambar 2.1

Alpha helix dan beta sheet sebagai struktur sekunder protein

Gambar 2.2

Alpha helix dan beta sheet sebagai struktur sekunder protein
3.    Struktur Tersier
Struktur polipeptida yang terjadi dari lipatan komponen struktur sekunder polipeptida yang membentuk konfigurasi tiga dimensi. Bermacam-macam gaya ikatan hidrogen antar asam amino yang terjadi pada rangkaian polipeptida inilah maka disebur struktur tersier. Disertai gaya hidrofobik rangkaian ini menempatkannya (asam amino gugus non-polar) dibagian dalam protein dengan tujuan melindunginya dari air. Selain ikatan hidrogen, terdapat juga ikatan kovalen yang disebut juga sebagai jembatan disulfide antara asam amino sistein di berbagai macam posisi pada rangkaian polipeptida.

Gambar 3.1 Struktur Protein Tertsier

Gambar 3.2

Struktur tersier dari protein enzim triosa fosfat isomerase (TPI)
4.    Struktur Kuartener
Asosiasi yang terjadi antara dua atau lebih rangkaian polipeptida, dimana masing-masing terlipat menjadi struktur tersier, menjadi protein multisubunit. Tidak semua protein membentuk struktur kuaternair. Antara rangkian polipeptida yang berbeda struktur protein terikat dengan jembatan disulfide. Sedangkan pada protein yang terdiri dari asosiasi subunit yang lebih lemah akan dihubungkan dengan ikatan hidrogen dan efek hidrofobik. Protein ini dapat kembali pada komponen polipeptidanya, atau berubah komposisi subunitnya tergantung pada kebutuhan fungsinya. Singkatnya, struktur kuartener menggambarkan subunit-subunit yang berbeda dipak bersama-sama membentuk struktur protein.
Sebagai contoh adalah molekul hemoglobin manusia yang tersusun atas 4 subunit, yang dipaparkan pada Gambar.

Gambar 4.1.

Struktur hemoglobin yang merupakan struktur kuartener protein

·         Fungsi Protein

a.       Protein Untuk Hormon

Protein Hormonal merupakan protein yang membantu aktivitas dan kegiatan dan mengkoordinasikan tubuh tertentu.  Contoh dari protein ini adalah termasuk insulin, oksitosin, dan somatotropin. Insulin mengatur metabolisme glukosa dengan mengendalikan gula darah dalam tubuh manusia. Oksitosin diperlukan untuk merangsang kontraksi pada wanita saat akan melahirkan. Somatotropin adalah hormon pertumbuhan yang merangsang produksi protein dalam sel otot.

b.       Fungsi Protein Untuk Antibodi

Fungsi protein sebagai antibodi adalah untuk menangkal serangan dari antigen. Protein dapat melakukan perjalanan melalui aliran darah dan digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk mengidentifikasi dan melawan bakteri, virus, dan berbagai parasit lainnya bagi tubuh. Salah satu caranya adalah antibodi melawan antigen dengan melumpuhkan mereka sehingga mereka dapat dihancurkan dengan mudah oleh sel darah putih yang ada di darah kita. Manfaat antioksidan dari protein ini dapat dijadikan untuk menjaga kesehatan dan metabolisme tubuh dari penyakit.

c.        Protein kontraktil

Protein jenis ini berfungsi untuk gerakan pada tubuh manusia, contoh dari protein ini adalah aktin dan myosin, protein ini memiliki fungsi dan berperan dalam kontraksi otot dan gerakan tubuh. Protein juga sering di sebutkan sebagai salah satu dalam program diet sehat tanpa obat yang aman dan alami.

d.       Enzim

Protein berfungsi untuk reaksi biokimia dalam tubuh, oleh karenanya sering disebut sebagai katalis karena mereka mempercepat reaksi kimia dalam tubuh kita. Contoh protein jenis ini adalah enzim laktase dan pepsin. Laktase memecah laktosa gula yang ditemukan dalam susu. Walaupun manfaat minum susu banyak sekali, namun kadar gulanya juga harus diatur dengan baik. Pepsin merupakan enzim pencernaan yang bekerja di perut untuk memecah protein dalam makanan agar mudah diserap oleh tubuh manusia.

e.       Protein Storage

Jenis protein ini adalah untuk menyimpan asam amino, contohnya adalah ovalbumin dan kasein. Ovalbumin ditemukan dalam putih telur dan kasein adalah protein berbasis susu.

f.        Protein Sebagai Alat Transportasi

Protein ternyata juga berfungsi sebagai alat transportasi, dimana ia membawa molekul dalam satu bagian ke bagian lainnya. Contohnya termasuk hemoglobin dan sitokrom. Hemoglobin mengangkut oksigen melalui darah dan Sitokrom beroperasi sebagai protein pembawa elektron.

g.       Protein struktural

Fungsi protein ini adalah untuk memberikan dukungan pada bagian tubuh lainnya. Jenis protein ini adalah keratin, kolagen, dan elastin. Keratin memperkuat penutup pelindung seperti rambut, bulu-bulu, tanduk, dan paruh. Kolagen dan elastin memberikan dukungan untuk jaringan lain seperti tendon dan ligamen.

h.       Protein untuk Manusia

adalah salah satunya sebagai sumber energi. Bagaimana kita mendapatkan energi? selain kalori dan lemak, protein juga menghasilkan energi yang bermanfaat untuk tubuh. Protein merupakan salah satu sumber energi yang penting buat tubuh manusia. Selain itu, protein juga penting untuk membantu pembentukan otot tubuh dan mendapatkan bentuk serta otot yang ideal. Berbagai jenis protein ini banyak terdapat pada telur, daging, berbagai jenis keju, tempe, dan tahu.

·         Komposisi Kimia

Asam amino terdiri atas atom karbon yang terikat pada satu gugus karboksil (-COOH), satu gugus amino (-NH2), satu atom hidrogen (-H) dan satu gugus radikal (-R) atau rantai cabang,Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta.

Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Molekul protein lebih kompleks dari pada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan kanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya.

Pada umumnya asam amino yang diisolasi dari protein hididroksilat alfa-asam amino, yaitu guguskarboksil dan amino terikat pada atom karbon yang sama. Yang membedakan asam amino satu sama lain adalah rantai cabang atau gugus -R nya.

·         Proses Dalam Sistem Pencernaan

Di lambung --> oleh bantuan enzim pepsin dan disekresi dalam bentuk tidak aktif yaitu pepsinogen. Kondisi lambung yang asam akan mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin memecah protein menjadi polipeptida.

Berlanjut di usus halus/duodenum. Enzim-enzim pankreas yaitu tripsin, kimotripsin, dan karbosipeptidase disekresi dalam bentuk tidak aktif. Enzim enterokinase akan mengubah tripsinogen menjadi tripsin. Selanjutnya, tripsin akan mengubah enzim-enzim lain ke bentuk aktif. Enzim-enzim tersebut akan mencerna polipeptida menjadi peptide.

C.       LEMAK

·         Golongan

a.        Trigliserida

Golongan ini utamanya ditemukan/terkandung dalam minyak dan buah atau sayuran. Trigliserida merupakan sumber utama energi untuk tubuh serta pelindung tubuh dalam metabolisme karbohidrat dan protein secara efektif. Dalam golongan ini masih terbagi lagi atas sifat-sifat kimia dan fisika masing-masing, yaitu :

-         saturated/lemak jenuh

-         monounsaturated/lemak tak jenuh rantai tunggal

-         polyunsaturated/lemak tak jenuh rantai ganda

-         hydrogenated/lemak terhidrogenasi—biasanya untuk mengurangi ketengikan

-         trans fatty acid/asam lemak bentuk trans

-         essensial fatty acid/asam lemak esensial

b. Fosfolipid

Jenis lemak ini diperlukan dalam transport vitamin-vitamin dan hormone ke seluruh tubuh. Bila ada tepung (starch) yang masuk dalam tubuh, oleh hepar/hati akan dirombak menjadi fosfolipid. Sumber lainnya yang mengandung fosfolipid adalah lecithin dari kedelai. Lecithin lebih dikenal sebagai emulsifier ketimbang sebagai sumber lemak.

c.     Sterol

Di dalam golongan ini adalah kolesterol, vitamin D serta hormone reproduksi (baik pada wanita maupun pria). 9/10 dari kolesterol yang terdapat dalam tubuh disimpan dalam sel. Dalam sehari hepar/hati memproduksi 800-1500 mg kolesterol dari karbohidrat, protein maupun lemak. Semua makanan yang berasal dari hewan mengandung kolesterol. Kolesterol sendiri terbagi menjadi 2 yaitu :

-LDL/Low Density Lipid, dikenal sebagai kolesterol jahat/bad cholesterol karena LDL ini setelah dibentuk segera diedarkan oleh darah di seluruh tubuh, kemudian disimpan di dalam sel pada organ-organ tertentu.

-HDL/High Density Lipid, sebagai lawan dari LDL. Jenis ini dikenal sebagai good cholesterol, karena setelah dibentuk di hepar, akan diedarkan kemudian dibawa kembali ke hepar untuk dibongkar atau dikeluarkan lewat feses.

·         Funsi Lemak

Sumber energi
Lemak merupakan sumber energi yang besar di dalam tubuh, dan menghasilkan 9 kkal pada setiap gramnya, dan jumlah ini jauh lebih besar dari pada energi yang dihasilkan protein dan karbohidrat yaitu hanya sebesar 4 kkal untuk setiap gramnya. Lemak di dalam tubuh berasalh dari asupan makanan sehari-hari, baik itu berasal dari sumber karbohidrat, protein, maupun dari lemak itu sendiri. lemak yang berada di dalam tubuh disimpan pada bagian-bagian berikut ini: 50% pada jaringan bawah kulit (daerah subkutan), 45% pada ronggaperut yang menyelimuti organ dalam, dam 5% pada jaringan intramuskular.

Alat angkut vitamin larut lemak

beberapa vitamin seperti vitamin larut lemak, tidak dapat didapatkan manfaatnya oleh tubuh tanpa bantuan lemak, karena lemaklah yang membantu proses transportasi dan absopsi nya.selain itu, lemak juga mengandung beberapa vitamin larut lemak ini, sehingga dengan menginsumsi lemak yang cukup tubuh kita juga memperoleh manfaat vitamin larut lemak ini.
Menghemat Protein
pada kondisi tertentu tubuh membutuhkan energi yang sangat banyak seperti dalam kondisi sakit, pada kondisi ini tanpa adanya lemak tubuh akan menggunakan protein tubuh juga untuk memnuhi kebutuhan energi, sedangkan protein sendiri memiliki fungsi penting lainnny sebagai zat pengatur dan membantu tubuh meningkatkan fungsi imunitasnya, dengan bantuan lemak protein melakukan fungsi utamanya sebagai zat pengatur tanpa harus terbuang percuma memenuhi kebutuhan energi yang besar.
Memberi rasa kenyang
Lemak adalah salah satu zat gizi yang mempu memperlambat sekresi asam lambung dna memperlambat pengosongan lambung sehingga memberikan efek kenyang lebih lama.
Sebagai Pelumas
untuk pengeluaran sisa percernaan, lemak memiliki fungsi sebagai pelumas untuk membantu pengeluarannya
Memelihara Suhu Tubuh
sebanyak 50% lemak terdistribusi di bawah lapisan kulit, hal inilah yang membuat tubuh tetap hangat meskipun kondisi di luar tubuh sedang dalam cuaca dingin, dengan demikian tubuh tidak kehilangan panas tubuh secara cepat.
Pelindung organ
dengan 45% lemak pada rongga perut, membuat organ-organ yang berada didalam rongga perut akan terselubungi oleh lemak, sehingga lemak dapat melindungi organ tersebut dari benturan dan bahaya lain dari luar tubuh.

·         Komposisi Kimia Lemak

·         Proses dalam Sistem Pencernaan

Secara singkat proses pencernaan lemak sudah dimulai dari mulut, yakni dengan dikeluarkannya enzim lingual lipase yang akan memecah sebagian kecil lemak ke dalam komponen yang lebih sederhana. Saat memasuki esofagus, lemak dalam bolus akan dilembekkan dengan suhu esofagus. Kemudian lemak akan masuk ke lambung dan dimulailah pencernaan yang sesungguhnya. Lambung akan menghasilkan lipase gastrik untuk memecah lemak menjadi digliserid dan monogliserid. Setelah itu komponen lemak yang tergabung dalam kimus (sudah tercampur enzim-enzim lambung) akan masuk ke duodenum, menyebabkan stimulasi dinding usus untuk menghasilkan:
1. hormon sekretin dari sel S yang akan menstimulasi dihasilkannya enzim-enzim pankreas,
2. pankreozimin, juga menstimulasi dihasilkannya enzim-enzim pankreas, dan
3. kolesistokinin dari sel CCK untuk stimulasi empedu menghasilkan cairan empedu.
Di duodenum, lipase usus dan lipase pankreas lebih jauh lagi memecah lemak menjadi monogliserid agar dapat diabsorbsi usus, dalam hal ini lemak akan dibentuk menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Selain itu empedu yang distimulasi hormon CCK akan menghasilkan garam empedu untuk kemudian berikatan dengan lemak membentuk misel.
Misel akan digunakan untuk mengangkut asam lemak rantai panjang ke dinding usus agar bisa diabsorbsi. Asam lemak rantai panjang selanjutnya akan diabsorbsi masuk ke sel absorptif usus kemudian berubah bentuk menjadi trigliserida lalu bergabung atau "diselubungi" protein membentuk kilomikron. Setelah itu ia akan keluar dari sel absorptif secara eksositosis dan masuk ke lakteal menuju pembuluh limfe untuk beredar di sirkulasi sistemik melewati duktus thoraksikus kemudian masuk vena subklavia kiri. Dalam waktu 10 menit pascamakan, setengah dari jumlah kilomikron di sirkulasi akan dibersihkan lipoprotein lipase untuk dipecah menjadi asam lemak dan gliserol kemudian didistribusikan ke hepar dan jaringan adiposa tubuh. Sementara itu garam empedu yang dihasilkan untuk membentuk misel, usai digunakan akan diserap ileum kemudian dialirkan ke vena porta untuk di recycle dan digunakan kembali (siklus enterohepatik).

di kutip dari berbagai sumber