Jenis karbohidrat berdasarkan jumlah molekul gulanya

Karbohidrat merupakan jenis molekul yang sangat melimpah dalam tubuh makhluk hidup. Karbohidat akan membentuk dinding sel tumbuhan, sehingga menjadikan sel tumbuhan kokoh dan kuat. Karbohidarat adalah struktur pembangun membran sel makhluk hidup yang penting dalam mekanisme pengenalan sel. Karbohidrat juga menjalankan perannya sebagai sumber energi utama bagi mayoritas makhluk hidup di bumi ini.

Karbohidarat adalah sebutan untuk molekul-molekul gula, atau gabungan dari molekul gula yang memiliki banyak sekali jenis. Salah satu metode penggolongan karbohidrat adalah berdasarkan jumlah gula penyusunnya. Apabila suatu karbohidrat hanya tersusun atas satu molekul gula, maka disebut sebagai monosakarida. Apabila tersusun atas dua molekul gula disebut dengan disakarida. Apabila tersusun atas 3 hingga 9 molekul gula disebut sebagai oligosakarida, namun apabila disusun oleh banyak molekul gula maka disebut polisakarida. Penjelasan lebih rinci tentang masing-masing kelompok adalah sebagai berikut.

Monosakarida

Molekul monosakarida memliki rumus umum (CH₂O). Glukosa sebagai monosakarida yang paling melimpah di dalam tubuh manusia memiliki rumus kimia C₆H₁₂O₆, sedangkan ribosa yang berperan sebagai struktur pembentuk RNA memiliki rumus kimia C₅H₁₀O_5. Berdasarkan jumlah atom karbon yang menyusunnya, monosakarida dapat dibedakan menjadi:

• Triosa : monosakarida yang memiliki 3 atom karbon, contohnya adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton
• Pentosa : monosakarida yang memiliki 5 atom karbon, contohnya ribosa dan deoksiribosa.
• Heksosa : monosakarida yang memiliki 6 atom karbon, contohnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

Monosakarida juga dikelompokkan berdasarkan letak dari gugus karbonil ( = CO ) dalam rangka karbonnya.

• Aldosa : monosakarida yang memiliki gugus karbonil di ujung rangka karbon, contohnya glukosa, galaktosa, dan ribosa.
• Ketosa : monosakarida yang memiliki gugus karbonil di dalam rangka karbon, contohnya fruktosa, dehidroksiaseton, dan ribulosa. Baca juga artikel Perbedaan Aldosa dan Ketosa.

Monosakarida dengan 6 atom C

Disakarida

Dua molekul gula akan berikatan dengan ikatan glikosidik membentuk disakarida. Jenis-jenis disakarida yang umum dijumpai dalam pada makhluk hidup adalah sebagai berikut.

• Sukrosa : merupakan gabungan dari molekul glukosa dengan molekul fruktosa. 
• Maltosa : merupakan gabungan dari 2 molekul glukosa. 
• Laktosa : merupakan gabungan dari molekul glukosa dan molekul galaktosa.

Sukrosa merupakan molekul yang kita kenal sehari-hari dengan nama gula dapur. Sukrosa memiliki rasa yang lebih manis dibandingkan maltosa dan laktosa. Maltosa memiliki rasa manis yang sedang, dan laktosa memiliki rasa manis yang paling rendah diantara ketiganya. Molekul disakarida dalam sistem pencernaan akan dicerna menjadi monosakarida untuk selanjutnya diserap dalam tubuh.

Reaksi pembentukan sukrosa dengan melepaskan 1 molekul air

Oligosakarida

Oligosakarida tersusun atas sedikit molekul gula, biasanya 3 hingga 9 molekul gula. Oligosakarida dalam makanan akan sulit tercerna sehingga akan menumpuk pada usus besar. Penumpukan oligosakarida akan menjadi medium tumbuhnya bakteri-bakteri usus yang akan menghasilkan banyak gas yang akan keluar dalam bentuk kentut (flatus). Konsumsi makanan dengan jumlah oligosakarida tinggi dapat menyebabkan seseorang menjadi sering kentut. Makanan dengan jumlah oligosakarida tinggi misalnya adalah ubi rambat. Contoh jenis oligosakarida adalah rafinosa, ikatan antara galaktosa, glukosa, dan fruktosa.

Rafinosa, suatu oligosakarida

Polisakarida

Puluhan bahkan ribuan glukosa akan berikatan melalui ikatan glikosidik membentuk polisakarida. Ikatan antar gula terjadi pada atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 pada gula sebelahnya, oleh sebab itu ikatan antar gula ini disebut ikatan 1,4 glikosidik. Polisakarida dapat berperan sebagai cadangan makanan dalam bentuk amilum dan glikogen, ataupun dapat berperan sebagai struktur pembangun seperti selulosa dan kitin.

Amilum adalah cadangan makanan tumbuhan yang terbentuk dari proses fotosintesis. Sedangkan glikogen adalah cadangan makanan hewan yang terbentuk dari kelebihan glukosa di plasma darah. Glikogen hampir identik dengan amilum, hanya saja molekul glikogen memiliki banyak sekali cabang.

Selulosa adalah struktur pembangun dinding sel pada sel tumbuhan. Selulosa memiliki struktur kuat sehingga menyebabkan tumbuhan mampu berdiri tegak dan tahan terhadap terpaan angin dan hujan. Selulosa akan menyatu membangun miofibril (berbentuk serabut) dan membentuk dinding sel. Pada sel tumbuhan yang masih muda, serabut miofibrilnya tersusun tidak teratur. Namun pada sel tumbuhan yang sudah dewasa, serabut miofibrilnya telah tersusun teratur.

Amilum dapat dicerna oleh sistem pencernaan manusia, sedangkan selulosa tidak bisa dicerna sistem pencernaan walaupun memiliki struktur pembangun yang sama. Hal ini terjadi karena perbedaan dalam ikatan glikosidik keduanya. Ikatan glikosidik pada amilum terdapat dalam posisi alfa, sedangkan pada selulosa terdapat pada posisi beta. Enzim dalam saluran pencernaan manusia adalah alfa-amilase sehingga hanya dapat mencerna ikatan glikosidik dalam posisi alfa saja. Herbivora dan rayap mampu mencerna selulosa karena dibantu oleh bakteri penghasil enzim beta-amilase / selulose di dalam saluran pencernaannya.

Ikatan alfa pada amilum

Ikatan beta pada selulosa

Kitin adalah polisakarida yang berperan sebagai struktur pembangun tubuh hewan. Khitin merupakan pembentuk eksoskeleton pada arthropoda (hewan beruas). Kitin menjadikan tubuh arthropoda menjadi keras dan terlindungi dari gangguan-gangguan yang bersifat fisik. Khitin memiliki struktur yang mirip dengan selulose, dengan ikatan beta glikosidik antar molekul glukosanya. Perbedaan antara selulosa dan khitin terletak pada molekul glukosanya, molekul glukosa pada khitin telah mendapat modifikasi berupa penambahan gugus yang mengandung nitrogen. Kitin juga digunakan sebagai bahan benang untuk operasi, benang khitin ini akan diserap oleh tubuh secara otomatis setelah luka tersebut sembuh.

Kitin, penyusun eksoskeleton hewan