Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul
karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama
karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat
yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses
oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk
menjalankan berbagai fungsi-fungsinya sepert I bernafas, kontraksi jantung dan
otot serta juga untuk menjalankan berbagai akivitasfisik seperti berolahraga
atau bekerja.
Di dalam ilmu gizi, secarasederhana karbohidrat dapat dibedakan
menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat sederhana & karbohidrat kompleks dan
berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga
dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic
index).
Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti
glukosa, fruktosa & galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa &
laktosa. Jenisjenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam
produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu.Sedangkan contoh dari karbohidrat
kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam
tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari
karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti,
nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.
Di dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, semua jenis
karbohidrat yang dikonsumsi akan terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi
oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul
glukosa hasil konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian
akan berfungsi sebagai dasar bagi pembentukan energi di dalam tubuh.
Melalui berbagai tahapan
dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat
mengoksidasi glukosa menjadi CO & H O 2 2 dimana proses ini juga akan disertai
dengan produksi energi. Proses metabolism glukosa yang terjadi di dalam tubuh
ini akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi. Di
dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan
berfungsi sebagai sumber energi utama
KARBOHIDRAT
Karbohidrat atau Hidrat
Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil enersi,
dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi
lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai
bahan makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Karbohidrat banyak
ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta
pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Karbohidrat
memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi
manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari
tumbuh-tumbuhan. Melalui pross fotosintesis,
klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari
karbondioksida (CO2) berasal dari udara dan air (H2O)
dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah karbohidrat sederhana glukosa.
Disamping itu dihasilkan oksigen (O2) yang lepas di udara.
sinar
matahari
6 CO2 + 6H2O
C6H12O6
+ 6 O2
klorofil karbohidrat
Produk
yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan
mudah diangkut keseluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula
sederhana ini kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk poli sakarida. Ada
dua jenis polisakarida tumbuh-tumbuhan, yaitu pati dan nonpati. Pati adalah
bentuk simpanan karbohidrat berupa polimer glukosa yang dihubungkan dengan
ikatan glukosidik (ikatan antara gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul
glukosa dengan gugus hidroksil atom C nomer 4 pada molekul glukosa lain dengan
melepas 1 mol air). Polisakarida nonpati membentuk struktur dinding sel yang
tidak larut dalam air. Struktur polisakarida nonpati mirip pati, tapi tidak
mengandung ikatan glikosidik. Serealia, seperti beras, gandum, dan jagung serta
umbi umbian merupakan sumber pati utama di dunia. Polisakarida nonpati
merupakan komponen utama serat makanan.
Di negara-negara
sedang berkembang kurang lebih 80% energi makanan berasal dari karbohidrat.
Meurut Neraca Bahan Makanan 1990 yang dikeluarkan oleh Biro Pusat Statistik, di
Indonesia energi berasal dari karbohidrat merupakan 72% jumlah energi rata-rata
sehari yang dikonsumsi oleh penduduk. Di negara-negara maju seperti Amerika
Serikat dan Eropa Barat, angka ini lebih rendah yaitu rata-rata 50%. Nilai
energi karbohidrat adalah 4kkal per gram.
Definisi
Secara umum definisi
karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan
Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen clan oksigen dalam komposisi
menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari
beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian
besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari,
terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam glikogen bentuk glikogen, hanya
dijumpai pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai
di dalam susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O
melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung
hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa
matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai
Susunan Kimia
Semua
jenis karbohidrat terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), dan
oksigen (O). Perbandingan antara hidrogen dan oksigen pada umunya adalah 2 : 1
seperti halnya dalam air; oleh karna itu diberi nama karbohidrat. Dalam bentuk
sederhana, formula umum karbohidrat adalah CnH2nOn.
Hanya heksosa (6-atom karbon), serta pentosa (5-atom karbon), dan polimernya
memegang peranan penting dalam ilmu gizi.
Klasifikasi
Karbohidrat
yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu karbohidrat
sederhana dan karbohidrat kompleks. Sesungguhnya semua jenis karbohidrat
terdiri atas karbohidrat sederhana atau gula sederhana; karbohidrat kompleks
mempunyai lebih dari dua unit gue la sederhana didalam satu molekul.
Penggolongan karbohidrat yang paling
sering dipakai dalam ilmu gizi berdasarkan jumlah molekulnya.
1. Monosakarida
Heksosa (mengandung 6 buah karbon)
-Glukosa
-Fruktosa
-Galaktosa
Pentosa (mengandung 5 buah karbon)
-Ribosa
-Arabinosa
-Xylosa
2. Disakarida
-Sukrosa
-Maltosa
-Laktosa
3. Polisakarida
-Amilum
-Dekstrin
-Glikogen
Karbohidrat
Sederhana
Karbohidrat
sederhana terdiri atas:
1) monosakarida
yang terdiri atas jumlah atom C yang sama dengan molekul air, yaitu [C6(H2O)6]
dan [C5(H2O)5];
2) disakarida
yang terdiri atas ikatan 2 monosakarida dimana untuk tiap 12 atom C ada 11
molekul air [C12(H2O)11];
3) gula alkohol
merupakan betuk alkohol dari monosakarida;
4) oligosakarida
adalah gula rantai pendek yang dibentuk oleh galaktosa, glukosa, dan fruktosa.
Monosakarida
Sebagian
besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri dari atas 6 rantai
atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau
cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis
heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glokosa, fruktosa dan galaktosa.
Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom sama, yaitu 6
atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak
pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen disekitar atom-atom karbon.
Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat
kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut.
Monosakarida yang terdapat di alam pada umunya terdapat dalam bentuk isomer
dekstro (D).Gugus hidroksil pada karbon nomor 2
terletak disebelah kiri. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka
atau struktur cincin (Gambar 3.1). Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam
ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut
pentosa, seperti ribosa, xilpsa, dan arabinosa.
Struktur terbuka
Struktur cincin
Gambar
3.1 Struktur kimia monosakarida
Glukosa,
dimnamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah
sedikit, yaitu didalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan
dengan fruktosa dalam madu. Tubuh hanya da[at menggunakan glukosa dalam bentuk
D. Glukosa murni yang ada di pasar biasanya diperoleh dari hasil olahan pati.
Glukosa memegang peranan penting dalam ilbu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir
pencernaan pati, sukrosa, maltosa dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam
proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar didalam
tubuh dan di dalam sel merupakan sel sumber energi. Dalam keadaan normal sistem
saraf pusat hanya dapat menggunakan glukosa sebagai sumber energi. Glukosa
dalam bentuk bebas hanya terdapat dalam jumlah terbatas dalam bahan makanan.
Glukosa dapat dimanfaatkan untuk diet tinggi energi. Tingkat kemanisan glukosa
hanya separuh dari sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk tinhkat
kemanisan yang sama.
Fruktosa, dinamakan
juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai
rumus kimia yang sama dengan glukosa C6H12O6,
namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot
kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. Gula ini terutama terdapat
dalam madu bersama glukosa, dalam buah, nekta bunga, dan juga didalam sayur.
Sepertiga dari gula madu terdiri atas fruktosa. Fruktosa dapat di olah dari
pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis. Didalam tubuh, fruktosa
merupakan hasil pencernaan sakarosa.
Galaktosa, tidak
terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat
dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.
Manosa, jaang
terdapat di dalam makanan. di Gurun pasir, seperti di israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat
roti.
Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa dan deoksiribosa merupakan bagian asam nukleat dalam inti sel. Karena dapat di sintesis dari semua hewan, rebosa dan deoksiribosa tidak merupakan zat gizi esensial.
Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa dan deoksiribosa merupakan bagian asam nukleat dalam inti sel. Karena dapat di sintesis dari semua hewan, rebosa dan deoksiribosa tidak merupakan zat gizi esensial.
Disakarida
Ada
empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan
trehalosa. Trehalosa tidak begitu penting dalam ilmu gizi, oleh karna itu akan
dibahas secara terbatas. Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang terikat
satu sama lain melalui reaksi kondensasi. Kedua monosakarida saling mengikat
berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). Ikatan glukosidik ini
biasanya antara atom C nomer 1 dengan atom C nomer 4 dan membentuk ikatan alfa,
dengan melepaskan 1 molekul air. Hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya
terikat dalam bentuk alfa yang dapat di cernakan. Disakarida dapat dipecah
kembali menjadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. Glukosa
terdapat pada ke empat jenis disakarida; monosakarida lainnya adalah fruktosa
dan galaktosa (Gambar 3.2).
Gamnbar 3.2 Struktur
kimia maltosa, sukrosa, dan laktosa
Sukrosa atau
sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir
hanya 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut
melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banyak digunakan
di Indonesia di buat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan
tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat didalam buah, sayuran, dan madu. Bila
dicernakan atau dihidrolisis, sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu
unit fruktosa, yang di sebut gula invert.
Gula invert cesara alami terdapat di dalam madu dan rasanya lebih manis dari
sukrosa.
Sukrosa adalah
yang kita pergunakan sehari-hari, sehingga lebih sering disebut gula meja
(table sugar) atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua)
molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul
fruktosa.
Sumber:
tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jam, jelly.
Maltosa (gula
malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan
pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau bijian
berkecambah dan didalam usus manusia pada pencernaan pati. Dalam proses
berkecambah pati yang terdapat dalam padi-padian pecah menjadi maltosa, untuk
kemudian di uraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan benih
yang sedang tumbuh. Produksi bir terjadi bila maltosa di fermentasi menjadi
alkohol. Bila dicernakan atau dihidrolisis, maltosa pecah menjadi dua unit
glukosa.
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida
yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari
hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicema dan rasanya lebih enak dan nikmat.
Dengan Jodium amilum akan berubah menjadi warna biru.
Amilum
terdiri dari 2 fraksi (dapat dipisah kan dengan air panas):
1. Amilosa
-larut dengan air panas
-mempunyai struktur rantai lurus
2. Amilopektin
-tidak larut dengan air panas
-mempunyai sruktur rantai bercabang
Peranan perbandingan amilosa dan amilo
pektin terlihat pada serelia; Contohnya beras, semakin kecil kandungan amilosa
atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut.
Pulut
sedikit sekali amilosanya (1-2%), beras mengandung amilosa > 2%
Berdasarkan
kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi 4 golongan:
-amilosa
tinggi 25-33%
-amilosa
menengah 20-25%
-amilosa
rendah 09-20%
-amilosa
sangat rendah < 9%
Secara umum penduduk di negara-negara
Asean, khususnya Flipina, Malaysia, Thailand dan Indonesia menyenangi nasi
dengan kandungan amilosa medium, sedangkan Jepang dan Korea menyenangi nasi
dengan amilosa rendah.
Laktosa
(gula susu) hanya terdapat didalam susu dan hanya terdiri dari satu unit
glukosa dan satu unit galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah 6,8 gram
per 100 ml, sedangkan pada air susu ibu (ASI) 4,8 gram per 100 ml. banyak
orang, terutama yang berkulit berwarna (termasuk orang Indonesia) tidak tahan
terhadap susu sapi, karena kekurangan enzim laktase yang di bentuk di dalam
dinding usus dan diperlukan untuk pemecahan laktosa menjadi glukosa dan
galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa.
Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran
pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorganisme yang tumbuh, yang
menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap
laktosa lebih banyak terjadi pada orangtua. Laktosa adalah gula yang rasanya
paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada
disakarida lain.
Laktosa Mempunyai 2 (dua)
molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul
galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air.
Sumber : hanya terdapat pada susu
sehingga disebut juga gula susu. -susu sapi 4-5%
-asi 4-7%
Laktosa dapat menimbulkan intolerance
(laktosa intolerance) disebabkan kekurangan enzim laktase sehingga kemampuan
untuk mencema laktosa berkurang. Kelainan ini dapat dijumpai pada bayi, anak
dan orang dewasa, baik untuk sementara maupun secara menetap. Gejala yang
sering dijumpai adalah diare, gembung, flatus dan kejang perut. Defisiensi
laktase pada bayi dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan, karena bayi sering
diare. Terapi diit dengan pemberian formula rendah laktosa seperti LLM,
Almiron, Isomil, Prosobee dan Nutramigen, dan AI 110 bebas Laktosa. Formula
rendah laktosa tidak boleh diberikan terlalu lama (maksimum tiga bulan), karena
laktosa diperlukan untuk pertumbu ban sel-sel otak. Setelah tiga bulan, laktosa
diberikan secara bertahap sesuai dengan pertumbuhan anak.
Trehalosa seperti
juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gula jamur.
Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga
terdapat dalam serangga.
Gula
Alkohol
Gula alkohol terdapat di dalam alam dan
terdapat pula dibuat secara sintesis. Ada emapt jenis gula alkohol yaitu
sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol.
Sorbitol terdapat didalam
beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa
reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH).
Struktur kimianya dapat dilihat jelas pada gambar 3.3.
Sorbitol banyak
digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman
ringan, selai, dan kue-kue. Tingkat kemanisa sorbitol hanya 60% bila
dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati
menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada
sukrosa. Konsumsi lebih dari 50 gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien
diabetes. Sobitol tidak mudah dimetabolisme oleh bakteri dalam mulut sehingga
tidak mudah menimbulkan karies gigi. Oleh karna itu, Sorbitol banyak digunakan
dalam pembuatan permen karet.
Manitol dan dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari
monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus,
ubi jalar, dan wortel. secara komersial manitol diekstraksikan dari sejenis
rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan.
Inositol merupakan
alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdapat dalam banyak bahan
makanan, terutama dalam sekam serealia. Bentuk esternya dengan asam fitat
menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dalam usus halus.
Gambar 3.3 Struktur
kimia surbitol dan manitol
Ologosakarida
Oligosakarida terdiri atas polimer dua
hingga sepuluh monosakarida (oligo
berarti sedikit). Sebetulnya disakarida termasuk dalam oligosakarida, tetapi
karna peranannya dalam ilmu gizi sangat penting maka dibahas secara terpisah.
Rafinosa, stakiosa dan
verbaskosa adalah oligosakarida yang
terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa dan galaktosa. Ketiga jenis
oligosakarida ini terdapat di dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan
serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim pencernaan. Seperti halnya polisakarida
nonpati, oligosakarida ini di dalam usus besar mengalami fermentasi.
Fruktan adalah
sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang
terikat dalam satu moleku glukosa. Panjang rantai bisa mencapai 3 hingga 50
unit, bergantung pada sumbernya. Fruktan terdapat didalam serealia, bawang
merah, bawang putih dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti.
Sebagian besar di dalam usus besar di fermentasi.
Karbohidrat kompleks
Karbohidrat kompleks terdiri atas:
1) polisakarida
yang terdiri atas lebih dari dua ikatan monosakarida.
2) serat
yang dinamakan juga polisakarida nonpati.
Polisakarida
Karbohidrat kompleks
ini dapat mengandung samapi tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam
bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Gula sedrhana ini terutama adalah
glukosa. jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin,
glikogen, dan polisakarida nonpati.
Pati
merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat
utama yang dimakan oleh manusia diseluruh dunia. pati terutama terdapat dalam
padi-padian, biji-bijian dan umbi-umbian. Beras, jagung dan gandum mengandung
70-80% pati; kacang-kacang kering seperti kacang kedelai, kacang merah dan
kacang hijau 30-60%, sedangkan ubi, talas, kentang dan singkong 20-30%.
Jumlah unit glukosa dan
susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung tanaman
jenis asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan
karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan dan rasa.
(lihat gambar 3.4). Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidar
bercabang, sedangkan amilopektin polimer yang susunannya bercabang-cabang
dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang. Rantai glukosa terikat satu sama
lain melalui ikatan alfa yang dapat dipecah dalam proses pencernaan.
Gambar 3.4
Molekul pati. molekul pati terdiri atas ribuan molekul glukosa yang terikat
dalam bentuk rantai dan tidak bercabang atau bercabang.
Komposisi
amilosa dan amilopektin berbeda dalam pati berbagai bahan makanan. Amilopektin
pada umunya terdapat dalam jumlah lebih besar. Sebagian besar pati mengandung
antara 15% dan 35% amilosa. Pada beras semakin kecil kandungan amilosa atau
semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin pulen (lekat) nasi yang diperoleh. Beras ketan hampir idak
mengandung amilosa (1-2%). Dalam butiran pati, rantai-rantai amilosa dan
amilopektin tersusun dalam bentuk semi kristal, yang menyebabkan tidak larut
dalam air dan memperlambat pencernaannya ole amilase pankreas. Bila dipanaskan
dengan air, struktur kristal rusak danrantai polisakarid akan mengambil posisi
acak. Hal inilah yang menyebabkan mengembang dan memadat (gelatinisasi). Cabang-cabang dalam struktur amilopektinlah yang
terutama menyebabkan dapat membentuk gel yang cukup stabil. Proses pemasakan pati disamping menyebabkan
pembentukan gel juga akan melunakkan dan memecah sel, sehingga memudahkan
pencernaannnya. Dalam proses pencernaan semua bentuk pati dihidrolisis menjadi
glukosa. Pada tahap pertengahan akan dihasilkan dekstrin dan maltosa.
Dekstrin merupakan produk
antara pada pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin
merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal
ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa dan air. Karena molekulnya
lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar
lebihkecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare. Pati yang dipanaskan secara
kering (dibakar) seperti halnya pada proses membakar roti akan menghasilkan
dekstrin. Molekul sakarida bila bertambah kecil, akan meningkatkan daya larut
dan kemanisannya, oleh karna itu dekstrin lebih manis daripada pati dengan daya
larut lebih tinggi dan lebih mudah dicernakan. Dekstrin maltosa, suatu produk
hasil hidrolisis parsial pati, digunakan sebagai makanan bayi karena tidak
mudah mengalami fermentasi dan mudah dicernakan.
Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuuk
simpanan karbohidrat didalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat
didalam hati dan otot. Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk
rantai lebih bercabang daripada amilopektin (lihat gambar 3.5). Struktur yang
lebih bercabang ini membuat glikogen lebih mudah dipecah. Tubuh mempunyai
kapasitas terbatas untuk menyimpan glikogen, yaitu hanya sebanyak 350 gram. Dua
pertiga dari bagian glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati.
Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi didalam otot
tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi
untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuannya dalam
bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.
Glikogen tidak merupakan sumber karbohidrat yang penting dalam bahan makanan,
karena hanya terdapat didalam makanan berasal dari hewani dalam jumlah
terbatas.
Polisakarida
Nonpati/Serat
Serat akhir-akhir ini banyak mendapat
perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai macam penyakit. Definisi
yang terakhir diberikan untuk serat makanan adalah polisakarida nonpati yang
menyatakan polisakarida dinding sel. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak
dapat larut dan yang dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air
adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah
pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal.
Gambar 3.5 Molekul
glikogen. Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk rantai lebih
bercabang daripada amilopektin.
Selulosa,
hemiselulosa, dan lignin merupakan rangka strukturan semua tumbuh-tumbuhan.
Selulosa merupakan bagian utama dinding sel tumbuh-tumbuhan dinding atas polimer linier panjang hingga 10.000 unit
glukosa terikat dalam bentuk ikatan beta (1-4). polimer karbohidrat dalam
bentuk ikatan beta tidak dapat dicernakan oleh enzim pencernaan manusia. Selulosa
merupakan struktur kristal yang sangat stabil. Selulosa yang berasal dari
makanan nabati akan melewati saluran cerna secara utuh. Selulosa melunakkan dan
menjadi bentuk fese karna dapat menyerap air, sehingga mampu membantu gerakan
peristaltik usus, dengan demikian membantu defekasi dan mencegah kostipasi.
Hemiselulosa merupakan bagian utama serat serealia yang terdiri atas polimer
bercabang heterogen heksosa, pentosa, dan asam uronat. Lignin terdiri atas polimer karbohidrat yang relatif pendek yaitu
antara 5-2000 unit. Lignin memberi kekuatan pada struktur tumbuh-tumbuhan, oleh
karna itu merupakan bagian keras dari tumbuh-tumbuhan sehingga jarang dimakan.
Lignin terdapat didalam tangkai sayuran, bagian inti di dalam wortel dan biji
jambu biji. Lignin sesungguhnya bukan karbohidrat dan seharusnya tidak
dimasukkan dalam serat makanan (Garrow dan James, 1993).
Pektin, gum, dan
mukilase terdapat di sekeliling dan didalam sel tumbuh-tumbuhan. Ikatan-ikatan
ini larur atau mengembang di dalam air sehingga membentuk gel. Oleh karna itu,
di dalam industri pangan digunakan sebagai bahan pengental, emulsifier, dan stabilizer. Pektin merupakan polimer ramnosa dan asam galakturonat
adalah turunan dari galaktosa. Pektin terdapat didalam sayur dan buah, terutama
jenis sitrus, apel, jambu biji, anggur dan wortel. Senyawa pektin berfungsi
sebagai bahan perekat antar dinding sel. Buah-buahan yang mempunyai kandungan
pektin tinggi baik untuk dibuat jam atau jeli. Secara komersial pektin di
ekstrasi dari apel dan kulit sitrus. Gum adalah polisakarida larut air terdiri
atas 10.000-30.000 unit terutama terdiri atas glukosa, galaktosa, manosa,
arabinosa, ramnosa dan asam uronat. Gum
arabic adalah sari pohon akasia. Gum diekstrasi secara komersial dan
digunakan dalam industri pangan sebagai pengental, emulsifier, dan stabilizer.
Mukilase merupakan struktur kompleks yang mempunyai ciri khas yaitu memiliki
komponen asam D-galakturonat. Mukilase terdapat di dalam biji-bijian dan akar
yang fungsinya di duga mencegah pengeringan.
Beta-glukan
terutama terdiri atas polimer glukosa bercabang yang terikat dalam bentuk beta
(1-3) dan beta (1-9). Beta glukan terdapat di dalam serealia, terutama di dalam
oat dan barley dan diduga berperan dalam menurunkan kadr kolesterol darah.
Pencernaan,
Absorpsi, Ekskresi, dan Metabolisme
Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi
karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan lebih kecil,
terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembuluh
darah melalui dinding usus halus. Karbohidrat yang tidak dicernakan memasuki
usus besar untuk sebagian besar dikeluarkan dari tubuh.
Mulut
Pencernaan karbohidrat dimulai dimulut.
Bolus makanan yang diperoleh setelah makanan dikunyah bercampue dengan ludah
yang mengandung enzim amilase. Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi
karbohidrat lebih sedrhana yaitu dekstrin.
Usus
Halus
Sebagian besar pencernaan karbohidrat
terjadi didalamn usus halus. Enzim amilase yang dikeluarkan oleh pankreas,
mencernakan pati menjadi dekstrin dan maltosa. Penyelesaian pencernaan
karbohidrat dilakukan oleh enzim-enzim disakaridase yang dikeluarkan oleh sel-sel mukosa usus halus berupa maltase,
sukrase, dan laktase.
Usus
Besar
Dalam waktu 1-4 jam setelah selesai
makan, pati nonkarbohidrat atau serat
makanan dan sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus
besar. Sisa0sisa pencernaan ini merupakan substrat potensial lain yang di
fermentasi oleh mikroorganisme di dalam usus besar. Substrat potensial lain
yang difermentasi adalah fruktosa, subitol dan monomer lain yang sudah dicernakan,
laktosa pada mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa, stakiosa,
verbaskosa, dan fruktan.
Ketidaktahanan
terhadap Laktosa
Dalam
keadaan normal, laktosa yang terdapat didalam susu dihidrolisis oleh enzim
lactase yang terdapat di dalam mikrovili usus halus. Dengan demikian, laktosa
dipecah dan diserap secara efisien. Kadar lactase di dalam tubuh paling tinggi
pada waktu bayi dilahirkan, karena makanan utama bayi adalah susu/ASI. Dengan
meningkatnya umur, kadar lactase biasanya menurun.
Kadang-kadang
bayi dilahirkan dengan keadaan tubuh tidak mampi memproduksi lactase. Keadaan
ini menyebabkan ketidaktahuan terhadap laktosa, suatu keadaan dimana tubuh
tidak mampu memecah dan menyerap laktosa. Laktosa yang tidak dihidrolisis ini
secara osmosis menarik air kedalam saluran pencernaan. Laktosa kemudian
difermentasi oleh bakteri usus dan menghasilkan asam laktat, asam organic lain,
karbon dioksida, dan gas hydrogen. Hal ini dapat berakibat kembung, flatus,
kejang, dan diare. Penelitian menunjukkan kekurangan lactase lebih banyak
terdapat pada manusia kulit berwarna (sawo matang dan hitam). Dalam hal ini
terdapat tingkatan-tingkatan ketidahtahan terhadap laktosa. Ada yang sama
sekali tidak tahan dan ada yang untuk sebagian tidak tahan. Golongan pertama sama
sekali tidak tahan terhadap susu dalam bentuk apapun, baik dalam bentuk susu
murni maupun sebagai campuran dalam kue-kue. Sedangkan golongan kedua dapat
memproduksi produk susu dalam jumlah terbatas. Adapula yang secara berangsur dapat meningkatkan ketahanannya terhadap
laktosa tersebut. Sebagian besar mereka yang tidak tahan terhadap laktosa,
tahan terhadap susu yang difermentasikan, seperti dadih, susu asam, yogurt dan
keju. Bakteri yang terdapat didalam produk-produk ini dapat mencerna laktosa.
Dipasar tersedia berbagai produk susu bayi yang tidak mengandung laktosa, yaitu
produk yang dibuat dari kacang kedelai atau dari susu yang sudah dikeluarkan
laktosanya.
Sekilas
Metabolisme Karbohidrat
Peranan
utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh,
yang kemudian diubah menjadi energy. Glukosa memegang peranan sentral dalam
metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energy dari
karbohidrat seperti sel darah merah serta sebagian besar otak dan system saraf.
Menyimpan
Glukosa dalam Bentuk
Salah
satu fungsi utama hati adalah menyimpan dan mengeluarkan glukosa sesuai
kebutuhan tubuh. Kelebihan glukosa akan disimpan didalam hati dalam bentuk
glikogen. Bisa persedian glukosa menurun, hati akan mengubah sebagian dari
glikogen menjadi glukosa dan mengeluarkannya ke dalam aliran darah. Glukosa ini
akan dibawa oleh darah keseluruh bagian tubuh
yang mememrlukan, seperti otak, system saraf, jantung dan organ tubuh
lain. Sel-sel otot dan sel-sel lain di samping glukosa menggunakan lemak
sebagai sumber energy. Sel-sel otot juga menimpan glukosa dalam bentuk glikogen
(sebanyak dua pertiga bagian). Glikogen ini hanya digunakan sebagai energy
untuk keperluan oto saja dan tidak dapat dikembalikan sebagai glukosa ke dalam
aliran darah.
Tubuh
hanya dapat menyimpan glikogen dalam jumlah terbatas, yaitu untuk keperluan
energy bebebrapa jam.
Penggunana
Glukosa untuk Energi
Bila
glukosa memasuki sel, enzim-enzim akan memecahnya menjadi bagian-bagian kecil
yang pada akhirnya akan menghasilkan energy, karbon dioksida dan air.
Bagian-bagian kecil ini dapat pula disusun kembali menjadi lemak.
Agar
tubuh selalu memperoleh glukosa untuk keperluan energy, hendaknya seseorang
tiap hari memakan sumber karbohidrat pada selang waktu tertentu, karena
persediaan glikogen hanya bertahan untuk keperluan beberapa jam. Apakah
karbohidrat dan makanan dapat digantikan sebagai sumber enerfi oleh lemak
dan protein?
Protein
dapat diubah menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis (sintesis glukosa
dari rantai karbon non karbohidrat) dalam batas-batas tertentu, tetapi protein
mempunyai fungsi lain yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, seperti
untuk pertumbuhan. Lemak tubuh tidak dapat diubah menjadi glukosa dalam jumlah
berarti. Glukosa sebagai sumber energy untuk sel-sel otak, sel saraf lain dan
sel sel darah merah tidak dapat digantikan oleh lemak. Jadi, makanan
sehari-hari harus mengandung karbohidrat. Karbohidrat yang cukup akan mencegah
penggunaan protein untuk energy (sebagai penghemat protein).
Perubahan
Glukosa Menjadi Lemak
Kelebiahn
karbohidrtat di dalam tubuh diubah menjadi lemak. Perubahan ini terjadi dalam
hati. Lemak ini kemudian dibawa ke sel-sel lemak yang dapat menyimpan lemak
dalam jumlah tidak terbatas.
Gula darah
Agar
dapat berfungsi secara optimal, tubuh hendaknya dapat mempertahankan
konsentrasi darah gula (dalam bentuk glukosa) dalam batas-batas tertentu, yaitu
70-120 mg/100 l dalam keadaan puasa. Bila gula darah naik diatas 170 mg/100 ml,
darah akan dikeluarkan melalui urine. Bila sebaliknya gula darah turun hingga
40-50 mg/100 ml, kita akan merasa gugup, pusing lemas dan lapar. Gula darah
terlalu tinggi disebut hiperglikemia dan bila terlalu rendah disebut
hipoglikemia. Beberapa macam hormone terlibat dalam pengaturan gula darah ini.’
Hormone insulin yang diproduksi oleh sel-sel beta pulau
Langerhans pancreas menurunkan gula darah. Mekanisme penurunan gula darah oleh
insulin, meliputi peningkatan laju penggunaan glukosa melalui oksidasi,
glikogenesis (perubahan glukosa menjadi glikogen) dan lipogenesis (perubahan
glukosa menjadi lemak). Difusi fasilitatif glukosa kedalam sel-sel otot dan
sel-sel lemak meningkat, glukosa disimpan dalam hati dan otot-otot dalam bentuk
glikogen, serta pengambilan glukosa
untuk diubah menjadi lemak oleh sel-sel lemak dan hati meningkat.
Pengeluaran insulin dirangsang oleh hormone glucagon dan hormone-hormon saluran
cerna.
Glucagon yang diproduksi oleh sel-sel alfa pulau-pulau
Langerhans mempunyai pengaruh kebalikan dari insulin. Glucagon meningkatkan
gula darah melalui peningkatan glikogenolisis (perubahan glikogen menjadi
glukosa) dan glukoneogenesis. Insulin dan glucagon adalah antagonis dan
pengaruh yang berlawanan inilah yang untuk sebagian menjaga keseimbangan
metabolism karbohidrat. Epinefrin, hormon yang dikeluarkan oleh medulla
kelenjar adrenal mempengaruhi pemecahan glikogen dalam hati dan otot menjadi
glukosa (glukogenolisis) dan menurunkan pengeluaran insulin dari penkreas.
Dengan demikian, epinefrin meningkatkan gula darah. Sekresi epinefrin meningkat
bila marah dan ketakutan; pembentukan glukosa yang menyusul mengeluarkan energy
ekstra untuk menghadapi krisis.
Glukokortikoid hormone
steroid yang diproduksi oleh adrenal, mempengaruhi gula darah dengan merangsang
glukogeogenesis. Hormone ini mempengaruhi penggunaan glukosa dan meningkatkan
laju perubahan protein menjadi glukosa, dengan demikian berlawanan dengan
pekerjaan insulin.
Bila gula darah
turun secara mencolok, produksi hormone tiroksin akan meningkat. Glikogenolisis
dan glukoneogenesis dalam hati meningkat sehingga gula darah naik. Tiroksin
juga meningkatkan laju absopsi heksosa dari usus halus.
Hormone pertumbuhan, dikeluarkan
oleh kelenjar pituitary anterior juga meningkatkan gula darah dengan cara
meningkatkan pengambilan asam amino dan sintesis protein oleh semua sel,
menurunkan pengambilan glukosa oleh sel dan meningkatkan mobilisasi lemak untuk
energy.
Kegagalan
dalampengaturan gula darah terjadi karena terganggunya system pengaturan gula
darah tubuh, seperti pada penyakit diabetes mellitus.
Fungsi
Sumber Energi
Fungsi
utama karbohidrat adalah menyediakan energy bagi tubuh. Karbohidrat merupakan
sumber utama energy bagi penduduk diseluruh dunia, karena banyak didapat dialam
dan harganya relative murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori. Sebagian
karbohidrat didalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk
keperluan energy segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan
jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak. Seorang yang memakan
karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk. System saraf sentral
dan otak sama sekali tergantung pada glukosa untuk keperluan energinya
Pemberi Rasa
Manis pada Makanan
Karbohidrat
member rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Sejak lahir
manusia menyukai rasa manis. Alar kecapan pada ujung lidah merasakan rasa manis
tersebut. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalah gula
paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat
kemanisann fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; malrosa 0,4; dan laktosa 0,2.
Penghemat
Protein
Bila
karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi
kebutuhan energy, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun.
Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan
sebagai zat pembangun.
Pengatur
Metabolisme Lemak
Karbohidrat
mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menhasilkan
bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam
beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk dalam hati dan dikeluarkan
melalui urine dengan mengikat basa berupa ion natrium. Hal ini dapat
menyebabkan ketidakseimbanga natrium dan dehidrasi. pH cairan tubuh menurun.
Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.
Dibutuhkan antara 50-100 gram karbohidrat sehari untuk mencegah kerosis.
Membantu
Mengeluarkan Feses
Karbohidrat
membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltic usus dan member
bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltic usus,
sedangkan hemiselulosa dan pectin mempu menyerap banyak air dalam usus besar
sehingga member bentuk pada sisa makanan yang dikeluarkan.
Serat makanan mencegah
kegemukan, konstipasi, hemeroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus
berat, penyakit diabetes mellitus dan jantung koroner yang berkaitan dengan
kadar kolesterol darah tinggi.
Laktosa dalam
susu membantu
absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal didalam saluran cerna, sehingga
menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan. Bakteri tertentu diduga
mensitensis vitamin-vitamin tertentu dalam usus besar. Asam glukoronat turunan
glukosa, didalam hati mengikat toksin-toksin dan bakteri dan mengubahnya
menjadi bentuk-bentuk yang dapat dikeluarkan dari tubuh.
Gula ribose yang
mengandung lima atom karbon merupakan bagian dari ikatan DNA dan RNA.
Kebutuhan
Sehari
Bila
tidak ada karbohidrat, asam amino dan gliserol yang berasal dari lemak dapat
diubah menjadi glukosa untuk keperluan energy otak dan system saraf pusat. Oleh
sebab itu, tidak ada ketentuan tentang kebutuhan karbohidrat sehari untuk
manusia. Untuk memelihara kesehatan, WHO (1990) menganjurkan agar 50-65%
konsumsi energy total berasal dari karbohidrat kompleks dan paling banyak hanya
10% berasal dari gula sederhana. Seperti telah dijelaskan didepan bahwa,
rata-rata konsumsi energy berasal dari karbohidrat penduduk Indonesia menurut
Biro Pusat Statistik tahun 1990 adalah sebesar 72%.
Demikian
pula tidak ada anjuran kebutuhan seharis ecara khusus untuk serat makanan.
Lembaga Kanker Amerika menganjurkan makan 20-30 gram serat sehari. Di Indonesia
pada saat ini tidak ada kekhawatiran kekurangan makan serat, bila dipertahankan
pola makanan yang ada dengan makan makanan pokok, kacang-kacangan, sayuran dan
buah-buahan dalam jumlah yang cukup.
Sumber
Sumber
karbohidrat adalah padi-padian atau serelia, umbi-umbian, kacang-kacang kering,
dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan,
selai sirup dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak dapat
mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan bit serta sayur
kacang-kacangan relative lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur
daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit
lebih mangandungkarbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai
makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas dan sagu.
Kandungan karbohidrat beberapa bahan makanan dapat dilihat pada tabel 3.1.
Kandungan Serat
Bahan Makanan
Daftar
komposisi bahan makanan di Indonesia belum memuat kandungan serat bahan
makanan. Daftar makanan luar negeri memuat angka-angka berbeda untuk bahan
makanan yang sama. Ini disebabkan karena belum ada kesepakatan tentang definisi
serat makanan dalam teknik analisis yang digunakan.
Pengaruh Faali
Kerbohidrat Makanan yang tidak Dicerna Usus Halus
Pada
tahun 1940-an, Burkitt dan Trowerl memperhatikan bahwa penduduk asli di Afrika
mempunyai penyakit sangat berbeda dari penduduk kulit putih dan penduduk Eropa.
Penduduk asli jarang menderita penyakit peradaban seperti konstipasi,
apendisitism diverticulitis, hemoroid, diabeten mellitus, kanker kolon,
penyakit jantung koroner dan batu ginjal. Mereka menghubungkannya dengan buang
air besar yang lunak dan lebih banyak serta lebih sering dan lancer keluar yang
tampaknya merupakan akibat dari makanan tinggi serat. Kekurangan serat makanan
dihubungkan pula dengan berbagai penyakit gastrointestinal.
Berat Feses
Makanan
yang rendah serat menghasilkan feses yang keras dan kering yang susah
dikeluarkan dan membutuhkan peningkatan tekanan saluran cerna yang luar biasa
untuk mengeluarkannya. Makanan tinggi serat cenderung meningkatkan berat feses,
emnurunkan waktu transit didalam saluran cerna dan dapat mengontrol metabolisme
glukosa dan lipida. Jenis dan jumlah serat makanan menentukan pengaruh ini.
Serat
larut-air mudah difermentasi, sehingga pertumbuhan dan perkembangan bekteri
kolon menyebabkan bertambahnya berat feses. Gas yang terbentuk selama
fermentasi membantu gerakan sisa makanan melalui kolon. Serat tidak-larut-air,
terutama lignin yang terdapat dalam dedak gandum pada umumnya tidak mengalami
proses fermentasi. Serat ini paling banyak mengalami peningkatan berat karena
lebih banyak menyerap air, sehingga mempunyai pengaruh laksatif paling besar.
Feses yang
sedikit dank eras dihubungkan dengan obstipasi atau sukar kebelakan. Tekanan
yang diperlukan untuk mendesak feses ke luar akan menimbulkan kantung-kantung
kecil pada dinding usus besar yang dinamakan divertikula. Bila
kantung-kantung ini terisi oleh sisa-sisa makanan, kuman-kuman dapat
mengubahnya menjadi asam dan gas yang kemudian dapat menimbulkan infeksi pada
kantung-kantung tersebut. Ini dinamakan diverticulitis.
Metabolisme Kolesterol
Data epidemologik
menunjukkan bahwa konsumsi serat makanan mempunyai hubungan negative dengan
insiden penyakit jantung koroner dan batu ginjal, terutama dengan kolesterol
darah. Polisakarida nonpati larut air (pectin, gum dan sebagainya) paling
berpengaruh sedangkan polisakarida nonpati yang tidak larut air hanya mempunyai
pengauh kecil terhadap kadar kolesterol. Penurunan ini terutama terlihat pada
fraksi LDL (Low Density Lipoprotein) yang disertai dengan penurunan
kandungan kolesterol dalam hati dan lain jaringan.
Pengaruh ini dikaitkan
dengan metabolism asam empedu. Asam empedu dan steroid netral disintesis dalam
hati dari koloesterol, disekresi kedalam empedu dan biasanya kembali ke hati
melalui reabsorpsi dalam usus halus (siklus entero hepatic). Serat makanan
diduga menghalangi siklus ini dengan menyerap asama empedu sehingga perlu
diganti dengan asam empedu baru dari kolesterol persediaan. Penurunan
kolesterol diduga terjadi melalui proses ini.
Penelitian in vitro dan in vivo kemudian
menunjukkan bahwa beberapa jenis serat, seperti yang terdapat dalam dedak, yang
mengabsorpsi asam empedu tidak menurunkan kolesterol darah, sedangkan yang
terdapat dalam kacang-kacangan menurunkan kolesterol darah tanpa mengabsorpsi
asam empedu. Jelas nampak bahwa peningkatan asam empedu bukan merupakan faktor
satu-satunya yang menyebabkan turunnya kolesterol darah.
Chien dan
Anderson (1984) menduga bahwa
sintesis kolesterol dalam hati mungkin berubah oleh asam lemak rantai pendek
yang diperoleh dari hasil fermentasi serat larut-air. Jadi mekanisme lengkap
pengaruh serat terhadap kolesterol darah hingga sekarang belum diketahui dengan
pasti.
Pengaruh terhadap pengakit
diabetes mellitus diduga disebabkan oleh serat larut air, terutama pectin dan
gum, yang mempunyai pengaruh hipoglikemik karena memperlambat pengosongan
lambung, memperpendek waktu transit dalam saluran cerna dan mengurangi absorpsi
glukosa. Mungkin pula serat memperlambat hidrolisis pati.
Waktu Transit
Waktu transit makanan
setelah ditelan adalah waktu yang diperlukan makanan untuk melalui mulut hingga
ke anus. Waktu transit dalamm kolon biasanya kurang lebih sepuluh kali lebih
lama daripada waktu transit dari mulut ke awal kolon dan merupakan tahap utama
yang mempengaruhi seluruh waktu transit makanan. Waktu transit dari mulut ke
bagian awal usus besar dipengaruhi oleh pengosongan lambung dan transit dalam
usus halus. Kedua tahap ini mungkin dipengaruhi oleh viskositas polisakarida.
Viskositas polisakarida yang tinggi seperti yang terdapat dalam gum dan dedak
serelalia memperlambat pengosongan lambung, yang menimbulkan rasa kenyang lebih
besar dan keterlambatan penyampaian zat-zat gizi keusus halus. Serat-serat ini
juga memperlambat absorpsi zat gizi dengan berat molekul rendah seperti gula,
terutama dibagian bawah usus halus di mana viskositas meningkat karena absorpsi
air dari usus.
Waktu transit dalam kolon
tidak banyak dipengaruhi viskositas polisakarida yang cepat turun bila
fermentasi terjadi. Serat tidak larut-air menurunkan waktu transit dalam kolon
dan menghasilkan feses lebih lembek dan lebih banyak.
Bagaimana mekanisme
pengaruh serat makanan terhadap waktu transit didalam kolon belum diketahui
dengan pasti. Diduga ada berbagai faktor yang menyebabkan, termasuk retensi air
oleh serat, kehadiran asam lemak rantai pendek yang tidak diserap seperti asam
laktat atau pH yang rendah yang menghambat absorpsi gum dan air, peningkatan
jumlah bakteri dan mengenbangnya kolon karena produksi gas.
Perubahan Susunan Mikoorganisme
Hubungan kanker kolon
dengan kekurangan serat makanan diduga karena terjadinya perubahan pada susunan
mikoorganisme dalam saluran cerna. Mikroorganisme yang terbentuk menguntungkan
pembetukan karsinogen yang berpengaruh terhadap terjadinya kanker.
Mikroorganisme ini juga diduga mencegah atau membatasi pemecahan karsinogen
yang terjadi sevara normal bila serat makanan lebih tinggi. Teori lain mengatakan
bahwa serat makanan mempercepat waktu transit makanan dalam saluran cerna,
sehingga karsinogen mempunyai kesempatan bersentuhan dengan dinding kolon untuk
waktu yang pendek. Disamping itu gumpalan besar feses dan air yang dikandungnya
mengencerkan karsinogen ketingkat yang sifatnya tidak toksik.
Pemanis Buatan
Pemanis buatan dipergunakan
untuk member rasa manis pada makanan. Pemanis buatan ini tidak menghasilkan
energy, oleh karena itu digunakan oleh mereka yang membatasi gulanya atau oleh
pasien diabetes mellitus. Tetapi, karena harganya lebih murah dari gula, sering
digunakan oleh pedagang dalam produk-produknya. Pemanis buatan yang banyak
digunakan di Indonesia adalah sakarin, klimat, dan aspartame. Daya kemanisan
sakarin adalah lima ratus kali manis gula sakarosa. Penggunaanya banyak
menimbulkan perbedaan pendapat dimasyarakat. Penelitian dengan binatang
percobaan menunjukkan bahwa zat-zat pemanis tertentu merupakan bahan
karsinogenik yang dapat menimbulkan kanker. Penelitian lanjut menunjukkan bahwa
belum ada bukti-bukti yang pasti. Pada umumnya percobaan-percobaan dilakukan
dengan dosis sangat tinggi yang tidak mungkin dikonsumsi di Indonesia.
Sakarin berupa
Ca- atau Na-sakarin merupakan pemanis buatan yang paling lama dikenal. Sakarin
merupakan senyawa benzosulfimida atau o-sulfobenzimida dengan rumus molekul C7H5NO3S (lihat Gambar 3.6). tingkat kemanisannya adalah lima ratus kali
semanis sakarosa.
Na-sakarin diserap kedalam tubuh dan tidak
mengalami metabolisme sehingga dikeluarkan melalui urine tanpa perubahan. Rasa
pahit yang menyertai sakarin disebabkan oleh ketidakmurnian bahan. Sakarin
tidak stabil bila dipanaskan. Hal ini merupakan kekurangan sakarin sebagai
bahan pemanis.
Peraturan Menteri Kesehatan
RI tahun 1988 menyatakan bahwa pada makanan dan minuman olahan berkalori rendah
dapat digunakan sakarin sebanyak 50-300 mg;kg.
Siklamat diperkenalkan
kedalam makanan dan minuman pada awal tahun 1950-an. Daya kemanisannya adalah
delapan puluh kali kemanisan sukrosa. Siklamat biasa dipakai dalam bentuk garam
natrium dan asam siklamat (lihat Gambar
3.7).
Penggunaan siklamat sebagai
bahan pemanis banyak dilakukan di Indonesia. Selain untuk makanan/minuman
khusus rendah kalori, digunakan luas oleh pedagang jajanan dalam berbagai jenis
es, sirup, limun dan minuman ringan lain serta manisan. Peraturan Menteri
Kesehatan RI (1988) memperbolehkan penggunaan siklamat untuk makanan dan
minuman berkalori rendah sebanyak 500 mg- 3 g/kg. menurut WHO batas konsumsi
harian siklamat yang aman (ADI) adalah 11 mg/kg berat badan.
Aspartame ditemukan
pada tahun 1965 secara kebetulan. Aspartame adalah senyawa metilester dipeptida
yaitu L-fenil-alamin-metil ester yang mempunyai daya kemanisan kurang lebih dua
ratus kali kemanisan sakarosa. Struktur kimianya dapat dilihat pada Gambar 3.8
Menteri kesehatan belum
menetapkan batas penggunaan aspartame yang diizinkan untuk digunakan dalam
makanan. WHO menetapkan konsumsi yang aman (ADI) sebanyak 40 mg/kg berat badan. Tingkat kemanisan gula dan
pemanis buatan dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Skema. 2 Perubahan karbohidrat di dalam
tubuh
Disini zat antara itu diubah menjadi
glikogen, mengisi kembali cadangan glikogen yang telah dipergunakan untuk
meningkatkan kadar gula darah. Peristiwa oksidasi glukosa di dalam
jaringan-jaringan terjadi secara bertahap dan pada tahap-tahap itulah enersi dilepaskan
sedikit demi sedikit, untuk dapat digunakan selanjutnya.
Melalui suatu deretan proses-proses
kimiawi, glukosa dan glikogen diubah menjadi asam pyruvat. Asam pyruvat ini
merupakan zat antara yang sangat penting dalam metabolisme karbohidrat. Asam
pyruvat dapat segera diolah lebih lanjut dalam suatu proses pada
"lingkaran Krebs". Dalam proses siklis ini dihasilkan CO2 dan H2O dan
terlepas enersi dalam bentuk persenyawaan yang mengandung tenaga
kimia
yang besar yaitu ATP (Adenosin Triphosphate). ATP ini mudah sekali melepaskan
enersinya sambi}berubah menjadi ADP (Adenosin Diphos phate). Sebagian dari asam
piruvat dapat diubah menjadi "asam laktat". Asam laktat ini dapat
keluar dari sel-sel jaringan dan memasuki aliran darah menuju ke hepar.
Di dalam hepar asam laktat diubah
kembali menjadi asam pyruvat dan selanjutnya menjadi glikogen, dengan demikian
akan menghasilkan enersi.
Hal
ini hanya terdapat di dalam hepar, tidak dapat berlangsung di dalam otot,
meskipun di dalam otot terdapat juga glikogen. Sumber glikogen hanya berasal
dari glukosa dalam darah. Metabolisme karbohidrat selain di pengaruhi oleh
enzim-enzim, juga diatur oleh hormon-hormon tertentu. Hormon Insulin yang
dihasilkan oleh "pulau-pulau Langerhans" dalam pankreas sangat memegang
perananan penting. Insulin akan mempercepat oksidasi glukosa di dalam jaringan,
merangsang perubahan glukosa menjadi glikogen di dalam sel-sel hepar maupun
otot. Hal ini terjadi apabila kadar glukosa di dalam darah meninggi. Sebaliknya
apabila kadar glukosa darah menurun, glikogen hati dimobilisasikan sehingga
kadar glukosa darah akan menaik kembali. Insulin juga merangsang
glukoneogenesis, yaitumengubah lemak atau protein menjadi glukosa.
Juga beberapa horrnon yang dihasilkan
oleh hypophysis dan kelenjar suprarenal merupakan pengatur-pengatur penting
dari metabolisme karbohidrat.
Enzim sangat diperlukan pada
proses-proses kimiawi metabolisme zat-zat makanan. vitamin-vitamin sebagian
dari enzim, secara tidak langsung berpengaruh pada metabolisme karbohidrat ini.
Tiamin (vitamin B1) diperlukan dalam proses dekarboksilase karbohidrat.
Kekurangan vitamin B1 akan menyebabkan terhambatnya enzim-enzim dekarboksilase,
sehingga asam piruvat dan asam laktat tertimbun di dalam tubuh. Penyakit yang
ditimbulkan akibat defisiensi vitamin B1 itu dikenal sebagai penyakit
beri-beri.
Defisiensi karbohidrat
Manusia membutuhkan karbohidrat dalam
jumlah tertentu setiap harinya. Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah
yang khusus, kekurangan karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah.
Diperlukan sekitar 2 gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah
terjadinya ketosis.
Secara keseluruhan tubuh harus
mempertahankan keseimbangan tertentu dalam utilisasi karbohidrat, lemak dan
protein sebagai sumber enersi.
Jika
asupan karbohidrat ditiadakan, maka cadangan lemak dalam jaringan adiposa akan
dimobilisasi sedemikian cepatnya, sehingga tubuh tidak dapat mengoksidasi
karbohidrat seluruhnya menjadi CO2 dan H2O.
Sebagian dari hasil pemecahan lemak itu akan diubah menjadi substansi yang
disebut dengan keton bodies. Walaupun tubuh dapat menggunakan keton bodies ini
sebagai penghasil enersi dan dieksresikan melalui urine, produksi dalam jumlah
besar akan teljadi penumpukan keton bodies di dalam darah dan mengakibatkan
terjadinya ketosis.
Hal
ini sangat berbahaya dan dapat terjadi pada penderita Diabetes Mellitus yang
tidak terkontrol. Jumlah asupan karbohidrat juga mempengaruhi penggunaan
protein sebagai penghasil enersi. Jika asupan karbohidrat rendah, tubuh akan
memecah asam amino untuk menghasilkan enersi dan mensintesa glukosa tubuh,
sehingga jaringan yang membutuhkan gula ini akan mampu menjalankan fungsinya.
Oleh karena sebagian protein tubuh digunakan untuk tujuan ini, maka sedikit
karbohidrat dapat menyebabkan pemecahan dari jaringan otot untuk menghasilkan
enersi.
Gejala yang timbul akibat asupan
karbohidrat yang rendah adalah fatique, dehidrasi, mual, nafsu makan berkurang,
dan tekanan darah kadang-kadang turun dengan mendadak sewaktu bangkit dari
posisi berbaring (hipotensi ortostatik).
Asupan karbohidrat yang adekwat, penting
untuk mempertahankan cadangan glikogen yang dibutuhkan pada aktifitas fisik
jangka panjang. Peningkatan glikogen otot dengan adanya proses penumpukan
karbohidrat akan menambah stamina 30-60 menit lebih lama.
DAFTAR
PUSTAKA
1. Sreeranjit,C. V. K. and Lal, J. J., “Glucose : Properties and
Analysis,” In Encyclopedia Of Food Science,
Food Technology & Nutrition, Academic Press, 1993,pp.2898-2903.
2 .Rocha Leao, M. H. M., “Glycogen,” In Encyclopedia Of Food
Science, Food Technology & Nutrition,
Academic Press, 1993,pp.2930-2936.
3. Dennis, S. C. and Noakes, T. D., “Exercise : Muscle,” In
Encyclopedia Of Food Science, Food Technology &
Nutrition, Academic Press, 1993,pp.4005-4012.
4. Tester, R. F. and Karkalas, J,. “Carbohydrates :
Classification and Properties,” In Encyclopedia Of Food
Science, Food Technology & Nutrition, Academic Press,
1993,pp.862-874.
5. Mac donald, I., “Carbohydrates : Requirement and Dietary Importance,”
In Encyclopedia Of Food
Science, Food Technology & Nutrition, Academic Press,
1993,pp.887-889.
6. Mac donald, I., “Carbohydrates : Metabolism of Sugar,” In
Encyclopedia Of Food Science,
Food Technology & Nutrition, Academic Press, 1993,pp.889-891.
7. Schieberle, P., Grosc W. And Belitz,H.D. Food Chemistry,
3d ed Springer, Garching, 2004.
8. Almatsier, S. Prinsip Dasar Ilmu Gizi, Gramedia,
Jakarta, 2003.
9. Slavin, J.L.. Sports nutrition. Food Safety Handbook,
Schmidt RH, Rodrick GE, eds, Wiley, pp 627-640.
2003
10. Benardot, D. Advanced Sports Nutrition, Human
Kinetics, 2006.
11. www.extension.iastate.edu
12. www.nutrition.org
13. www.fao.org
