Farmakognosi Lanjutan “Karbohidrat”

Farmakognosi Lanjutan “Karbohidrat”Dalam kehidupan sehari-hari kita melakukan aktifitas, baik yang telah merupakan kebiasaan misalnya berdiri, berjalan, mandi, makan dan sebagainya atau yang hanya kadang-kadang saja kita lakukan untuk melakukan aktifitas itu kita memerlukan energi, energi yang diperlukan ini kita peroleh dari bahan makanan yang kita konsumsi. Pada umumnya bahan makanan itu mengandung tiga kelompok utama senyawa kimia yaitu karbohidrat, protein dan lemak atau lipid.
Di Indonesia bahan makanan pokok yang biasanya kita makan ialah beras, jagung, sagu dan kadang-kadang juga singkong atau ubi bahan makanan tersebut berasal dari tumbuhan dan senyawa yang terkandung didalamnya sebagian besar adalah karbohidrat, yang terdapat sebagai amilum atau pati. Karbohidrat ini tidak hanya terdapat sebagai pati saja, tetapi pula terdapat sebagai gula misalnya dalam buah-buahan , dalam madu lebah dan lain-lainnya. Protein dan lemak relatif tidak begitu banyak terdapat dalam makanan kita bila dibandingkan dengan karbohidrat.
Protein dan lemak berperan juga sebagai sumber energi bagi tubuh kita, tetapi sebagian besar makanan terdiri atas karbohidrat, maka karbohidratlah yang terutama merupakan sumber energi bagi tubuh. Disamping karbohidrat yang merupakan bahan makan bagi tubuh kita, ada pula karbohidrat yang tidak dapat kita makanan atau tidak berfungsi sebagai makanan, misalnya kayu, serat kapas dan tumbuhan lain. Pada tumbuhan tersebut karbohidrat terdapat sebagai selulosa, yaitu senyawa yang membentuk dinding sel tumbuhan. Serat kapas dapat dikatakan seluruhnya terdiri atas selulosa.
Batang tebu terdiri juga atas selulosa, sedangkan cairan yang terasa manis yang terkandung pada batang tebu itu adalah gula atau sukrosa.
Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan atau metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam darah, sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesia dalam hati dan digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber energi. Jadi ada bermacam-macam senyawa yaga termasuk dalam golongan karbohidrat ini. Dari contoh-contoh tadi kita mengetahui bahwa amilum atau pati, selulosa, glikogen, gula atau sukrosa dan glukosa merupakan beberapa senyawa karbohidrat yang penting dalam kehidupan manusia.
Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energi matahari. Karbohidrat dalam hal ini glukosa, dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan dalam bagian lain, misalnya pada buah atau umbi. Proses pembentukan glukosa dari karbon dioksida dan air disebut proses fotosintesis.

A. PENGERTIAN KARBOHIDRAT
Karbohidtat adalah polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton yang mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Kedudukan hidrogen dan oksigen berada dalam perbandingan dua-satu, sama seperti yang terdapat dalam air. Sebelumnya dikira bahwa rumus empiris karbohidrat yang beranggota enam atom C adalah C₆^.6HO₂ sehingga dinamakan karbohidrat. Namun, kemudian ternyata hal itu tidak benar. Rumus empiris dari karbohidrat adalah C₆H₁₂0₆, sedangkan gugus fungsionalnya adalah gugus alkohol dan aldehida atau keton.
Dalamproses fotosintesis, karbohidrat merupakan produk metabolit primer pertama yang terbentuk sehingga sangat cocok dijadikan titik tolak dalam setiap pembicaraan mengenai konstituen dari obat nabati. Lagi pula, dengan reaksi-reaksi organik, karbohidrat dapat disintesis oleh tanaman menjadi bermacam-macam konstituen yang lain. Seperti pada bagan berikut ini :
Dalam kehidupan manusia, karbohidrat sangat dibutuhkan karena bisa berperan sebagar makanan (amilum), pakaian(selulosa), pemukiman (kayu, selluosa), kertas (sellulosa) dan lain-lain. Sementata di bidang farmasi, karbohidrat banyak digunakan, antara lain sebagai sirup, bahan pensuspensi kultur media bakteri, dan bahan tambahan dalam pembuatan tablet. Itulah sebabnya karbohidrat dibicarakan dalam farmakognosi.

B. SUSUNAN KIMIA
Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti pada molekul air. Sebagai contoh molekul glukosa mempunyai rumus kimia C₆H₁₂O₆, sedangkan rumus sukrosa adalah C₁₂H₂₂O₁₁. Pada glukosa nampak bahwa jumlah atom hidrogen berbanding jumlah atom oksigen yaitu 12:6 atau 1:2, sedangkan pada sukrosa 22:11 atau 2:1. dengan demikian dahulu orang berkesimpulan adanya air dalam karbohidrat. Karena hal inilah maka dipakai kata karbohidrat yang berasal dari “karbon” dan “hidrat” atau air.
Walaupun pada kenyataannya senyawa karbohidrat tidak menggabungkan molekul air, namun kata karbohidrat tetap digunakan disamping nama lain yaitu sakarida. Ada beberapa senyawa yang mempunyai rumus empiris seperti karbohidrat tetapi bukan karbohidrat misalnya C₂H₄O₂ adalah asam asetat atau hidroksiasetaldehida, sedangkan formaldehida mempunyai rumus CH₂O atau lazim ditulis HCHO. Dengan demikian senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting adalah rumus strikturnya.
Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus fungsi yaitu gugus –OH, gugus aldehida atau gugus keton. Struktur karbohidrat selain mempunyai hubungan dengan sifat kimia yang ditentukan oleh gugus fungsi ada pula hubungannya dengan sifat fisika, dalam hal ini aktifitas optik

C. PENGGOLONGAN KARBOHIDRAT
Berbagai senyawa yang termasuk golongan karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukuranya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang mempunyai berat molekul 90 hingga senyawa yang mempunyai berat molekul 500,000 bahkan lebih. Berbagai senyawa itu dibagi dalam tiga golongan, yaitu golongan monosakarida, golongan oligosakarida dan golongan polisakarida.
Monosakarida
Monosakarida adalah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan ytidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton.
Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton dinamakan ketotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton. Monosakarida yang terdiri atas empat atom karbon disebut tetrosa dengan rumus C₄H₈O₄. eritrosa adalah contoh aldotetrosa dan eritrurosa adalah suatu ketoterosa.
Pentosa adalah monosakarida yang mempunyai lima atom karbon. Contoh pentosa adalah ribosa dan ribulosa. Dari rumusnya kita dapat mengetahui nahwa ribosa adalah suatu aldopentosa, sedangka ribulosa adalah suatu ketopentosa. Pentosa dan heksosa (C₆H₁₂O₆) merupakan monosakarida yang penting dalam kehidupan. Untuk mengenal monosakarida lebih lanjut berikut ini akan dibahas monosakarida yang penting.
1. Glukosa
Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah kanan. Di alam glukosa terdapat pada buah-buahan dan madu labah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau kosentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah. Glukosa darah ini dapat bertambah setelah kita makan mkanan sumber karbohidrat, namun kira-kira 2 jam setelah itu jumlah glukosa darah akan kembali pada keadaan semula. Pada orang yang diabetes melitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 ml darah. Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercangang dengan melepas molekul air. Simplisia yang mengandung glukosa antara lain :

• Kulit batang delima (Granati cortex)

Tanaman asal : Punica granatum L
Familia : Punicaceae
Kegunaan : Pengkelat, antelmetikum dan anti diare.

• Akar sengketan (Achyranthi Radix)

Tanaman asal : Achytanthes aspera
Familia : Punicaceae
Kegunaan : Mengurangi rasa nyeri (analgetik),peluruh dahak
(ekspektoran)

• Akar manis (Glychyrrhizae Radix)

Tanaman asal : Glycyrrhiza glabra
Famillia : Leguminaceae
Kegunaan :Demulsen, laksansia dan dapat digunakan untuk menutupi rasa pahit obat
Rumus bangun glukosa :

 

2. Fruktosa
Madu lebah selain glukosa juga mengandung fruktosa. Fruktosa adalah suatu ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi kekiri dan karenanya disebut juga levulosa. Pada umumnya monosakarida dan disakarida mempunyai rasa manis Fruktosa mempunyai rasa lebih manis dari pada glukosa, juga lebih manis dari pada gula tebu.

• Heliantus Fructus

Tanaman asal : Heliantus tuberos
Famillia : Compositae
Kegunaan : Pencegah ketosis pada hewan

• Taraxantum Fructus

Tanaman asal : Taraxantun offiicinale
Famillia : Leguminaceae
Kegunaan : Demulsen, laksansia dan dapat digunakan untuk menutupi rasa pahit obat
Rumus bangun dari fruktosa :




Oligosakarida
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu dengan lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain adalah trisakarida yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat moleku monosakarida. Oligosakarida yang paling banyak terdapat dalam alam ialah disakarida.
a. Sukrosa
Sukrosa adalah gula yang kita kenal sehari-hari baik dari tebu maupun dari bit, selain itu sukrosa terdapat pula pada tumbuhan lain misalnya dalam wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa.

• Gula tebu (Saccharum cortex)

Tanaman asal : Saccharum officinarum
Famillia : Gramina;
Kegunaan : Bahan dasar pemanis
Gambar pengolahan gula tebu

b. Laktosa
Laktosa atau gula susu adalah gula yang diperoleh dari susu. Gula ini dikristalkan dari air dadih (whey) yang diperoleh dari hasil samping pembuatan keju. Kristal yang tidak murni ini dilarutkan kembali dalam air, dihilangkan warnanya dengan karbo adsorben,dan dikristalkan kembali. Selain itu laktosa diperoleh juga dari akar tumbuan Gentiana lutea (fam: Gentianaceae)
c. Maltosa
Maltosa adalah disakarida yang jarang terdapat dalam keadaan bebas di alam. Maltosa dihasilkan dalam jumlah besar dengan hidrolisis dari amilum pada waktu berkecambahnya gandum atau padi-padian lain. Maltosa merupakan gula yangmereduksi dan padahidrolisis menghasilkan dua molekul glukosa.
d. Gentiobiosa
Gentiobiosa juga merupakan oligosakarida yang penting selain sukrosa dan laktosa, tetapi belum dipaparkan (belum ditemukan monograinya) sehingga kemanfaatannya dalam bidang farmasi juga belum jelas.
Polisakarida
Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul yang sangat besar dan lebih kompleks dibanding mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa senyawa lain disebut heteropolisakarida . Umumnya polisakarida berupa senyawa yang berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Berat molekul polisakarida berfariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang penting diantaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selullosa.
a. Amilum
Polisakarida ini paling banyak terdapat di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari sering disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian. Batang pohon sagu mengandung pati yang setelah dikeluarkan dapat dijadikan bahan makanan rakyat di Maluku. Umbi yang terdapat pada ubi jalar atau akar pada ketela pohon atau singkong mengandubg pati yang cukup banyak, sebab ketela pohon tersebut selain dapat digunakan sebagai makanan sumber karbohidrat, juga digunakn sebagai bahan baku pada pabrik tapioka. Beberapa simplisia yang mengandung amilum :

• Jagung

Tanaman asal : Zea mays
Famillia : Poaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
formulasi sediaan obat.

• Biji beras

Tanaman asal : Oryza sativa
Famillia : Poaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
Formulasi sediaan obat

• Kentang

Tanaman asal : Solanum tuberosom
Famillia : Solanaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
Formulasi sediaan obat

• Gandum

Tanaman asal : Tritici sativum
Famillia : Poaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
formulasi sediaan obat

• Sagu

Tanaman asal : Metroxylon sago
Famillia : Arecaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
Formulasi sediaan obat

• Ubi kayu

Tanaman asal : Manihot utilissima
Famillia : Euphorbiaceae
Kegunaan : Bahan makanan, bahan tambahan dalam
Formulasi sediaan obat
b. Glikogen
Seperti amillum glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis. Pada tubuh kita glikogen terdapat dalam hati dan otot. Hati berfungsi sebagai tempat pembentukan glikogen dari glukosa. Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian diubah menjsadi glikogen sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali, Sebaliknya apabila kadar glukosa darah menurun, glikogen dalam hati diuraikan menjadi glukosa kembali sehingga kadar glukosa darah normal kembali Glikogen yang ada di dalam otot digunakan sebagi sumber energi untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Dalam alam glikogen terdapat pada kerang dan pada alga atau rumput laut.

• Biji kedaung (Parkie semen)

Tanaman asal : Parkia roxburghii
Famillia : Aplaceae
Kegunaan : Memperlancar pengeluaran air seni (diuretik)

• Agar

Tanaman asal : Gillium cartilagineum
Famillia : Glediaceae
Kegunaan : Laksativum, emulgator, penghancur tablet,
Media kultur bakteri dan bahan produk makanan
Formulasi sediaan obat
c. Selullosa
Selullosa terdapat dalam tumbuhan sebagaibahan pembentuk dinding sel. Serat kapasboleh dikatakan seluruhnya adalah selullosa. Dalam tubuh kita selullosa tidak dapat dicernakan karena kita tidak mempunyai enzim yang dapat menguraikan selullosa. Dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis, tetapi oleh asam dengan kosentrasi tinggi dapat terhidrolisis menjadi selobiosa dan D-glukosa. Selobiosa adalah suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berikatan glikosidik antara atom karbon 1 dengan atom karbon 4.
Meskipun selullosa tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selullosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran atau buah-buahan, berguna untuk memperlancar pencernaan makanan. Adanya serat-serat dalam saluran pencernaan gerak peristaltik ditingkatkan dan dengan demikian memperlancar prosespencernaan dan dapat mencegah kostipasi. Tentu saja jumlah serat terdapat dalam bahan makanan tidak boleh terlalu banyak. Simplisia yang mengandung selullosa diantaranya :

• Biji pinang (Arecae semen )

Tanaman asal : Areca catechu
Famillia : Arecaceae
Kegunaan : Memperkecil pupil mata dan antelmitikum

• Daun seledri (Apii graveolentis folium )

Tanaman asal : Apium graveolens
Famillia : Aplaceae
Kegunaan : Memacu enzim pencernaan (stomakik0,diuretik

• Traxaci radix

Tanaman asal : Taraxacum officinales
Famillia : Asteraceae
Kegunaan : Amara dan sebagai laksativa.
d. Inulin
Inulin adalah polimer D-frukto-furanosa dengan residu-residu yang berhubungan satu sama lain secara lurus oleh ikatan beta-2,1. Inulin digunakan dalam kultur media sebagai bahan untuk mengidentifikasi secara fermentatif bagi bakteri tertentu. Inulin juga digunakan untuk menurunkan gula darah dalam kasus kencing manis. Selain itu, inulin bersifat sebagai imuno-modulator (pengendali kekebalan tubuh), menurunkan kolesterol, stimulansia pencernaan, dan sebagai bahan probiotik. Di laboratorium khusus yang mengevaluasi fungsi ginjal inulin hanya disaring oleh glomeruli dan tidak dikeluarkan serta tidak diserap kembali oleh tubuh. pada bidang farmasi, inulin digunakan untuk diuretik dan tonikum.
Inulin diperoleh dan organ bawah tanaman (Rhizoma) famili Compositae, terutama banyak tetdapat dalam Taraxacum officinale (dandelion), Inula balenium, Arctium lappa, Echinacea agustifolia, Triticum aesticum, dan Chicorium intybus (Chicory).