LECTURE 5 CARBODYDRATE.

Presentasi berjudul: "LECTURE 5 CARBODYDRATE."— Transcript presentasi:

1 LECTURE 5 CARBODYDRATE

2 TOPICS OF DISCUSSION ( kelompok 4)
DEFINITION PLANT CARBOHYDRATE CARBOHYDRATE CLASSIFICATION Monosaccharide Disaccharide, Trisaccharide and Tetrasaccharide Polisaccharide

3 1. DEFINITION WHAT IS CARBOHYDRATE ?
Carbohydrate may be defined as polyhydroxy aldehyde or ketone or as substances that yield one of these compounds on hydrolysis. Many carbohydrates have the empirical formula (CH20), where n3. This formula obviously contributed to the original belief that this group of compounds could be represented as hydrates of carbon.

4 This last definition was not suitable when other compounds were encountered that had the general properties of carbohydrates but contained nitrogen or sulfur in addition to carbon, hydrogen, and oxygen. Moreover. The important simple sugar deoxyribose, found in every cell as a component of deoxyribose nucleic acid, has the molecular formula C5H10O4 rather than C5H10O5

5 2. PLANT CARBOHYDRATE Carbohydrate Production Sucrose
In the mature photosynthesizing plant, atmospheric CO2 is converted, in the process of photosynthesis, into D-fructose 6-phosphate (F-6-P) from which a whole range of monosaccharides and monosaccharide derivatives can be formed. Some of these monosaccharide derivatives are the precursors from which oligo- and polysaccharides are formed. Sucrose Probably the most important of the oligosaccharides formed is sucrose which is the means by which fixed carbon and energy are transported around the plant.

6 Two classes of polysaccharides are synthesized,
the structural polysaccharides (e.g. cellulose, pectins) the storage polysaccharides (e.g. starch, fructosan). Structural polysaccharides for the formation of cell wall; thus the synthesis of structural polysaccha-rides is to be found in all those regions of the plant where tissue growth is occurring. Storage polysaccharides are synthesized under circumstances where they form temporary stores of fixed carbon and energy or permanent stores of fixed carbon and energy

7 Temporary store Permanent stores
An example of a temporary store is the starch laid down as starch grains in the chloroplast during a period of active photosynthesis and which is mobilized and exported in the form of sucrose during the next dark period. Permanent stores More permanent stores of polysaccharides are built up during the growth of the plant in the seeds which develop after the fertilization of flowers and in the various vegetative propagatory structures (e.g. stem tubers, corms, bulbs) that may also be produced

8

9 Sucrose 1-2 linked alpha glucose, beta fructose
Sources sugar cane & sugar beet

10 Cellulose: Structural polysaccharide from glucose
n ~ Also found in some bacteria, algae, fungi, seed hairs, and animals (tunicates or sea squirts) Microfibrils of cellulose Wood cell (fiber) cell walls are made of cellulose + lignin and hemicelluloses

11 3. KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
A. Monosakarida Jenis karbohidrat yang paling dasar adalah monosakarida (monosaacharide) yang tidak menghasilkan senyawa yang lebih sederhana saat hidrolisis Jumlah karbon yang dikandung oleh karbohidrat monosakarida yang terdapat dalam tanaman berkisar diantara 3 - 8, tapi yang paling umum adalah 5-6

12 Karbohidrat ini mengandung salah satu gugusan fungsional( aldehid atau keton)
Karbohidrat yang mengandung gugusan ini dapat mereduksi ion Cu+2 (kupri) menjadi Cu+ (kupro), dan disebut gula reduksi (reducing sugars). Larutan Benedict adalah bahan yang biasa digunakan untuk mendeteksi gula reduksi

13 Struktur kimia monosakarida yang memiliki lebih dari 4 atom karbon (C) dapat disajikan dengan model "bola dan tongkat", "formula projeksi" atau "formula perspektif". Proyeksi Fisher dalam bentuk garis lurus adalah yang paling mudah dan banyak diterapkan, dan contoh penggunaannya ditunjukkan dibawah ini untuk glukosa (aldose) dan ribulosa (ketose)

14

15

16 Molekul ini mengandung atom karbon asimetris sebanyak 4 untuk glukosa dan 2 untuk ribulose
Gula tersebut dikenal dengan istilah bentuk D apabila gugusan hidroksil dari C asimetris yang paling jauh dari gugusan aldehid atau keton ( C No. 5 untuk glukosa dan 4 untuk ribulosa) berada pada sisi kanan, dan sebaliknya dikenal dengan bentuk L Gula bentuk D adalah yang paling banyak dijumpai pada organisme hidup, dan hanya beberapa yang dijumpai dalam bentuk L. Kebanyakan monosakrida bertabiat seolah-olah berada dalam struktur cincin dari pada struktur terbuka

17 Gugusan fungsional aldehid atau keton bereaksi dengan gugusan hidroksil dari C yang paling jauh dari aldehid atau keton dan membentuk cincin (cyclic hemiacetal) yang merupakan ciri reaksi dari aldehid dengan alkohol Keadaan demikian terjadi, misalnya pada glukosa, akibat kedekatan gugusan hidroksil alkohol pada atom C No. 5 dengan gugusan aldehid pada atom C No. 1

18

19 Cincin yang terbentuk memiliki 6 dan 5 anggota apabila gugusan hidroksil yang bereaksi secara berurutan adalah dari C-5 dan C-4. Cincin dengan 6 dan 5 anggota dapat dipertimbangkan secara berurutan sebagai turunan dari pyran dan furan

20 Cincin yang paling umum adalah yang mengandung enam anggota (pyranose) atau empat anggota (furanose)
Kebanyakan gula lebih stabil dalam bentuk pyranose untuk molekul yang memiliki 6 C atau lebih, tapi fruktose dan yang memiliki 5 C berada dalam bentuk furanose Struktur dengan gugusan hidroksil berada pada bagian atas, lebih dekat dengan cincin oksigen disebut bentuk  (beta), dan yang pada bagian bawah disebut bentuk  (alfa)

21 Pati adalah suatu polimer yang tersusun dari -D-glukosa, sedang selulosa (celluose) tersusun dari -D-glukosa Karena 4 gugusan yang ditata sekitar suatu atom C cenderung membentuk tetrahedron, cincin yang memiliki anggota 6 akan menghasilkan dua anggota yang terletak pada bidang yang berbeda dari bidang letak empat anggota yang lain Cincin demikian dapat berada dalam bentuk kursi (chair) atau perahu (boat)

22

23 Triose. Senyawa ini mengandung 3 C, dan dua jenis yang paling umum berada sebagai ester fosfat yaitu D-glyceraldehyde-3-phosphate dan dihydroxyacetone phosphate yang merupakan senyawa antara respirasi Tetrose. Senyawa ini mengandung 4 C seperti erythrose yang dapat berada dalam tanaman dalam bentuk "D-erythrose-4-phosphate“ yang dipercayai terlibat dalam respirasi dan sintesis senyawa aromatik termasuk asam amino phenylalanine dan tyrosine, lignin (bahan dinding sel), dan zat warna anthocyanin biru, ungu dan jingga

24 3. Pentose. Beberapa senyawa pentose penting, yang mengandung 5C, dapat dibagi menjadi "aldopentose", yang mengandung gugusan aldehid, dan "ketopentose", yang mengandung gugusan keton "L-arabinose" adalah suatu diantara beberapa gula konfigurasi L yang umum dijumpai dalam tanaman. Kenyataanya rabinose dan xylose jarang dijumpai dalam bentuk bebas tetapi berada sebagai bagian dari polimer dinding sel yaitu araban dan xylan

25

26 "Ribose" dan turunannya, ("deoxyribose"), biasanya terdapat hanya dalam bentuk gabungan. Ribose terdapat sebagai bagian dari ATP, NAD, NADP, FAD, "coenzyme A", dan dalam bentuk nukleotida yang sama yaitu asam ribonukleat (ribonucleic acid, RNA). Deoksiribonukleat terdapat hanya sebagai bagian dari nukleotida yang menyusun bahan hereditas yaitu asam deoksirinukleat (DNA). Dalam asam ini, ribose dan deoksiribo berada dalam bentuk cincin furanose dimana oksigen dari C-4 bersatu dengan C-1.

27 Ada dua bentuk fosforilasi ribose yaitu ribose-5-phosphate, yang terlibat dalam respirasi, fotosintesis, dan sintesis asam nukleat, dan 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate yang penting dalam sintesis asam nukleat Ketopentose xylulose dan ribulose juga terdapat hanya dalam bentuk ester fosfat yaitu xylulose-5-phosphate dan ribulose-5-phosphate yang merupakan senyawa respirasi. Ribulose-1,5-bisphosphate adalah senyawa yang mengikat CO2 dalam proses fotosintesis

28 4. Hexose. Senyawa ini, yang mengandung 6 C, dapat dibagi menjadi aldohexose (D-glucose, D-galactose & D-mannose) dan ketohexose (D-fructose)

29 D-glucose, yang juga dikenal dengan nama lain seperti dextrose, gula jagung (corn sugar), dan gula anggur, terdapat dalam bentuk bebas dan ester fosfat, glucose-1-phosphate dan glucose-6-phosphate. Pati dan selulose adalah polimer dari glukose Galaktosa dan mannosa terdapat dalam jumlah yang sangat kecil bukan dalam bentuk kombinasi, tapi umumnya dalam molekul besar

30 Alkohol gula mannitol terbentuk dari metabolisme fruktose dan umumnya terdapat dalam jamur, dan mungkin hanya dalam jumlah kecil dalam tanaman tingkat tinggi Agar, bahan penyusun dinding sel dari jenis gangang laut tertentu, terbentuk sebagian besar dari galaktose Galaktosa dan mannosa dapat mengalami polimerisasi menjadi galaktan dan mannan yang terdapat, seperti araban dan xylan, sebagai bahan penyusun dinding sel kayu, jerami dan biji mm

31 Fruktose, yang juga dikenal dengan nama levulose atau gula buah (fruit sugar), terdapat cukup banyak dalam sari buah dan madu. Kondensasi sejumlah fruktose menghasilkan fruktosan yaitu bentuk simpanan karbohidrat dari beberapa tanaman Turunan fruktose yang penting dalam respirasi adalah fructose-6-phosphate dan fructose-1,6-diphosphate Sucrose, gula yang dikosumsi sehari-hari, adalah gabungan dari fruktose dan glukose

32 5. Heptose. Senyawa ini, yang mengandung 7 C, dipertimbangkan memiliki suatu senyawa yang penting yaitu sedoheptulose yang berada dalam bentuk bebas khususnya dalam daun sedum dan tanaman sukulen lain Sedoheptulose-7-phosphate adalah senyawa antara dalam proses fotosintesis dan respirasi yang mungkin terdapat dalam semua tanaman

33 B. Disaccharide, Trisaccharide dan Tetrasaccharide
Penggabungan dari dua, tiga dan empat monosakarida disebut secara berurutan disakarida, trisakarida dan tetrasakarida Sucrose adalah senyawa disakarida yang paling penting sehubungan dengan fungsi metabolisme dan penyebarannya yang luas, serta terdapat dalam konsentrasi yang relatif tinggi dalam sel. Sukrose mengandung satu molekul glukose dan fruktose yang terikat melalui gugusan aldehid dan keton

34 Sukrose adalah bentuk karbohidrat yang ditranslokasikan pada kebanyakan tanaman, dan merupakan bentuk simpanan karbohidrat penting disamping pati Tanaman tebu dan gula bit (sugar beet) ditanam karena konsentrasi sukrose yang tinggi masing-masing dalam batang dan umbi

35 Disakarida lain yang penting adalah maltose yaitu gabungan dari dua molekul glukose dalam bentuk ikatan  melalui ikatan dari suatu gugusan aldehid dengan hidroksil C-4 yang meninggalkan gugusan aldehid terbuka. Konsekuensi dari gugusan aldehid bebas adalah bahwa maltose bersifat reduktor dan digolongkan sebagai gula reduksi. Senyawa ini terdapat dalam jumlah yang dapat dideteksi dalam jaringan yang memecah pati seperti biji yang sedang berkecambah

36 Raffinose, yang tersebar luas pada tanaman tingkat tinggi, adalah karbohidrat trisakarida yang tidak tergolong gula reduksi dan terbentuk dari galactose-glucose-fructose. Senyawa ini terdapat dalam jumlah yang cukup banyak pada tanaman yang berada pada suhu rendah atau altitud yang tinggi. Stachyose adalah jenis karbohidrat tetrasakarida yang terbentuk dari galactose- galactose-glucose-fructose. Senyawa ini merupakan jenis karbohidrat utama yang ditranslokasikan pada jenis tanaman tertentu dengan jumlah yang sulit dideteksi kecuali dalam floem dan beberapa biji

37 C. Polisakarida · Polisakarida adalah kelompok karbohidrat yang terbentuk dari polimerisasi sejumlah monosakarida dan kadang-kadang terdiri dari jenis gula yang berbeda sebagaimana dalam getah, damar dan lendir (gum & mucilage) Polisakarida yang terdiri dari satu jenis gula adalah pati dan selulose yang bersifat kurang larut dalam air karena ukuran molekulnya yang besar dan merupakan bahan penyusun utama dinding sel

38 1 Pentosan dan Hexosan Pentosan adalah polimer pentose termasuk xylan dan araban yang terdapat dalam dinding sel. Hexosan adalah polimer hexose seperti mannan, galactan, cellulose, pati dan inulin 1.1 Sellulosa (Cellulose) · Selulose, sebagai bahan penyusun dinding sel, senyawa yang adalah mungkin paling banyak dalam tanaman, dan ditaksir sekitar setengah dari berat kertas dan 90% dari berat kapas Molekul sellulose yang seperti rantai tidak larut dalam air dan pelarut organik lain, dan terhidrolisis menjadi -D-glucose dalam asam pekat

39  Molekul selulose sangat panjang dan terbentuk dari molekul glukose yang sangat banyak ( ) dan dipertimbangkan berada dalam konfigurasi kursi. Gabungan glukose terjadi melalui ikatan C-1 dengan C-4 dalam tipe 

40 Pati · Bentuk simpanan utama dari karbohidrat pada kebanyakan tanaman adalah pati dan terdapat dalam pastida, yang berasal dari hasil fotosintesis, atau leucoplast (amyloplast) dari organ penyimpan ·       Ada dua tipe pati dalam kebanyak plastida yaitu amylose dan amylopectin yang keduanya tersusun dari -D-glucose dan glukose dipertimbangkan berada dalam konfigurasi perahu

41

42 Gabungan glukose terjadi melalui ikatan 1,4 yang mengakibatkan rantai berbentuk gulungan spiral (helik) Molekul amylose mengandung unit gula dengan berat molekul beberapa ribu hingga yang dapat menjelaskan tingkat kelarutan amylose yang lebih tinggi dari amylopectin

43 Amylose menghasilkan warna biru dengan jodium yang sering digunakan dalam pengujian keberadaan pati dalam sel. Ini berhubungan dengan kemampuan halida menempati suatu posisi dalam bagian dalam gulungan spiral glukose yang terbentuk saat amylose direndam dalam air

44

45 Amylopectin adalah polisakarida bercabang dengan rantai glukose yang lebih pendek (30 unit) yang bergabung melalui ikatan -1,4 dan juga bersatu dengan yang lain melalui ikatan -1,4. Ikatan cabang terjadi antara C-6 glukose pada rantai utama dengan C-1 dari glukose pertama pada rantai cabang. Amylopectin dipertimbangkan mengandung sekitar unit glukosa dengan berat molekul hingga atau lebih. Amylopectin menghasilkan warna ungu hingga merah dengan jodium

46

47

48 THANK YOU