Polisakarida

Materi: karbohidrat
Polisakarida terdiri dari banyak satuan monosakarida. Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dekstrin, glikogen, fruktan). Polisakarida penguat tekstur ini tidak dapat dicerna oleh tubuh, tetapi merupakan serat-serat (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan.

         Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik kerjanya. Hasil hidrolisis sebagian akan menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai untuk menentukan struktur molekul polisakarida.

         Polisakarida dengan satuan monosakaridanya gula pentose (C$_5$H$_{10}$O$_5$) maka polisakarida tersebut dikelompokkan sebagai pentosan (C$_5$H$_8$O$_4$)$_x$. Adapun jika satuan monosakaridanya adalah gula heksosa (C$_6$H$_{12}$O$_6$) maka polisakarida tersebut dikelompokkan sebagai heksosan (C$_6$H$_{10}$O$_5$)$_x$.

         Beberapa polisakarida mempunyai nama trivial yang berakhiran dengan -in misalnya kitin, dekstrin, dan pektin. Berikut beberapa polisakarida yang penting.

1). Pati

       Pati termasuk polisakarida jenis heksosan. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan $\alpha$ - glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta rantai molekulnya lurus atau bercabang. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan $\alpha$ -(1,4)-d-glukosa, sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan $\alpha$ -(1,4)-d-glukosa sebanyak 4-5% dari berat total. Perhatikan struktur amilosa berikut.

       Peranan perbandingan amilosa dan amilopektin terlihat pada serealia, contohnya pada beras. Semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Beras ketan praktis tidak ada amilosanya (1 - 2%), sedang beras yang mengandung amilosa lebih besar dari 2% disebut beras biasa atau beras bukan ketan. Berdasarkan kandungan amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi empat golongan yaitu:
(1). beras dengan kadar amilosa tinggi 25 - 33%;
(2). beras dengan kadar amilosa menengah 20 - 25%;
(3). beras dengan kadar amilosa rendah (9% - 20%); dan
(4). beras dengan kadar amilosa sangat rendah (< 9%).

2). Selulosa

       Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersamasama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Pada proses pematangan, penyimpanan, atau pengolahan, komponen selulosa dan hemiselulosa mengalami perubahan sehingga terjadi perubahan tekstur. Perhatikan struktur selulosa berikut.

       Seperti juga amilosa, selulosa adalah polimer berantai lurus $\alpha$ -(1,4)-d-glukosa. Perbedaan selulosa dengan amilosa adalah pada jenis ikatan glukosidanya. Selulosa oleh enzim selobiose, yang cara kerjanya serupa dengan $\beta$ -amilase, akan menghasilkan dua molekul glukosa dari ujung rantai. Pada penggilingan padi, dihasilkan hampir 50% sekam yang banyak mengandung selulosa, lignin, serta mineral Na dan K yang mempunyai daya saponifikasi. Selulosa dalam sekam padi dapat dipergunakan untuk makanan ternak, tetapi kandungan ligninnya harus dihilangkan terlebih dahulu, biasanya dengan KOH. Di beberapa negara, misalnya Taiwan, telah diusahakan untuk melarutkan lignin dengan NH$_4$OH sebagai pengganti KOH. Penambahan NH$_4$OH ini mempunyai keuntungan berupa penambahan sumber N dalam makanan ternak. Di samping itu NH$_4$OH harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan KOH.

       Selulosa sebagai bahan pembuatan kertas. Kayu dipotong kecil-kecil dan dimasak dalam kalsium bisulfit untuk melarutkan ligninnya. Selanjutnya selulosa diambil dengan penyaringan. Kegunaan selulosa yang lain adalah sebagai bahan benang rayon.

3). Hemiselulosa

       Bila komponen-komponen pembentuk jaringan tanaman dianalisis dan dipisah-pisahkan, mula mula lignin akan terpisah dan senyawa yang tinggal adalah hemiselulosa. Hemiselulosa terdiri dari selulosa dan senyawa lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisis hemiselulosa, diperkirakan bahwa monomernya tidak sejenis (heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa yang utama adalah d-xilosa, pentosa dan heksosa lain.

       Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaitu hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi rendah dan mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa tidak mempunyai serat-serat yang panjang seperti selulosa, dan suhu bakarnya tidak setinggi selulosa.

4). Pektin

a) Senyawa Pektin

       Pektin secara umum terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa-senyawa pectin juga berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain. Bagian antara dua dinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamella tengah (midle lamella).
       Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dari asam d-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan $\beta$ - (1,4)-glukosida. Asam galakturonat merupakan turunan dari galaktosa. Pektin terdapat dalam buah-buahan seperti jambu biji, apel, lemon, jeruk, dan anggur. Kandungan pectin dalam berbagai tanaman sangat bervariasi. Bagian kulit (core) dan albeda (bagian dalam yang berbentuk spons putih) buah jeruk lebih banyak mengandung pektin daripada jaringan perenkimnya.
       Pektin berfungsi dalam pembentukan jeli. Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi berkurang dalam buah yang terlalu matang. Selama proses pematangan terjadi proses dimetilasi pektin dan ini menguntungkan untuk pembuatan gel. Akan tetapi dimetilasi yang terlalu lanjut atau sempurna akan menghasilkan asam pektat yang menyebabkan pembentukan gel berkurang.

b). Gel Pektin

       Pektin dapat membentuk gel dengan gula bila lebih dari 50% gugus karboksil telah termetilasi (derajat metilasi = 50). Adapun untuk pembentukan gel yang baik maka ester metil harus sebesar 8% dari berat pektin. Makin banyak ester metil, makin tinggi suhu pembentukan gel.

5) Glikogen

       Glikogen merupakan "pati hewan" banyak terdapat pada hati dan otot, bersifat larut dalam air (pati nabati tidak larut dalam air). Jika bereaksi dengan iodin akan menghasilkan warna merah. Senyawa yang mirip dengan glikogen telah ditemukan dalam kapang, khamir, dan bakteri. Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari benih jagung (sweet corn). Hal ini penting diketahui karena sejak lama orang berpendapat bahwa glikogen hanya terdapat pada hewan.

       Glikogen merupakan suatu polimer yang struktur molekulnya hampir sama dengan struktur molekul amilopektin. Glikogen mempunyai banyak cabang (20 - 30 cabang) yang pendek dan rapat. Glikogen mempunyai berat molekul (BM) sekitar 5 juta dan merupakan molekul terbesar di alam yang larut dalam air. Glikogen terdapat pula pada otot-otot hewan, manusia, dan ikan. Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat diubah menjadi glukosa. Glikogen dipecah menjadi glukosa dengan bantuan enzim yaitu fosforilase.

Demikian pembahasan materi Polisakarida dan contoh-contohnya.