MAKROMOLEKUL (Karbohidrat dan Protein) BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Komponen sel makhluk hidup terdiri atas bermacam-macam molekul. Berdasarkan atas ukurannya, secara umum molekul yang ada di dalam sel makhluk hidup dibedakan atas dua kelompok, yaitu molekul kecil dan makromolekul. Molekul-molekul kecil mempunyai berat molekul kurang dari 1000, misalnya asam amino (leusin), nukleotida (ATP), dan monosakarida (glukosa). Makromolekul mempunyai berat yang sangat tinggi antara 104 sampai 1012, misalnya protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Makromolekul mempunyai peranan khusus dan sangat penting bagi makhluk hidup. sifat-sifat genetic makhluk hidup tersimpan di dalam untaian DNA yang merupakan polimer nukleotida. Sebagian energi yang diperlukan oleh makhluk hidup tersimpan dalam molekul karbohidrat dan juga merupakan penyusun dinding sel tanaman dan jasad renik. Protein merupakan makromolekul yang mempunyai fungsi sangat penting, misalnya sebagai biokatalisator atau enzim, reaksi-reaksi fisiologis, sebagai bagian dari system pengaturan ekspresi genetic atau protein regulator, serta sebagai komponen penyusun sel. Sel-sel makromolekul terbentuk melalui rangkaian molekul-molekul relatif kecil, membentuk suatu rantai yang dinamakan polimer. Molekul-molekul penyusun polimer harus merupakan sub unit yang sama atau menyerupai. Setiap molekul penyusun polimer dinamakan monomer.
BAB II KARBOHIDRAT A. DEFINISI Salah satu makromolekul penyusun makhluk hidup yang penting adalah karbohidrat. Karbohidrat digolongkan menjadi beberapa kelompok, dari yang paling sederhana adalah monosakarida, selanjutnya disakarida yang mempunyai dua molekul monosakarida, serta polisakarida yang terbentuk dari banyak monosakarida. 1. Monosakarida Rumus umum monosakarida adalah (CH2O)n. Terdapat dua golongan monosakarida yaitu aldosa dan ketosa. Monosakarida golongan aldosa memiliki gugus karbonil yang terletak pada ujung rantai karbon, jika gugus karbonil berada pada posisi lain, disebut ketosa. Golongan aldehida dapat membentuk struktur D dan L karena memiliki atom C asimetris, namun pada ketosa tidak memiliki atom C asimetris. 2. Disakarida Disakarida adalah gula yang tersusun atas dua molekul monosakarida. Gula yang termasuk disakarida adalah sukrosa, maltose, dan laktosa. a. Sukrosa Disakarida yang paling banyak ditemukan dalam makhluk hidup adalah surosa. Fotosintesis di alam selain menghasilkan oksigen juga menghasilkan karbohidrat yang berupa sukrosa. Sukrosa tersusun dari dua molekul glukosa. b. Laktosa Laktosa adalah disakarida yang tersusun atas molekul glukosa dan galaktosa. c. Maltosa Disakarida yang tersusun atas molekul glukosa dan fruktosa adalah maltosa. 3. Polisakarida Polisakarida merupakan gula yang tersusun atas banyak monosakarida. Contoh dari polisakarida adalah amilum, kitin, selulosa, dekstrin, dan glikogen.
B. FUNGSI Fungsi utama dari karbohidrat adalah menyediakan keperluan energi tubuh, selain itu karbohidrat juga mempunyai fungsi lain, yaitu karbohidrat diperlukan bagi kelangsungan proses metabolisme lemak. Juga karbohidrat mengadakan suatu aksi penghematan terhadap protein. 1. Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama. Sel-sel tubuh membutuhkan ketersediaan energi siap pakai yang konstan (selalu ada), terutama dalam bentuk glukosa serta hasil antaranya. Lemak juga merupakan sumber energi, tetapi cadangan lemaknya tidak dapat segera dipergunakan sebagai sumber energi siap pakai. 1 gram karbohidrat menyediakan 4 kalori, dan diketahui hanya 10 gram glukosa beredar dalam darah atau 70-100 miligram glukosa per 100 ml darah. Kadar glukosa ini harus dapat dipertahankan. 2. Pengatur Metabolisme Lemak. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna. Bila energi tidak cukup tersedia maka akan mengakibatkan terjadinya peningkatan katabolisme lemak, akibatnya terjadi penumpukan/akumulasi badan-badan keton, dan terjadi keasaman pada darah (Asidosis). Dalam hal ini karbohidrat berfungsi sebagai fat sparer. 3. Penghemat Fungsi Protein (Protein Sparer) Energi merupakan kebutuhan utama bagi tubuh, sehingga bila karbohidrat yang berasal dari makanan tidak mencukupi maka protein akan dirombak untuk menghasilkan panas dan sejumlah energi. Padahal protein mempunyai fungsi yang lebih utama yaitu sebagai zat pembangun dan memperbaiki jaringan. Agar dapat dipergunakan sesuai fungsinya maka kebutuhan karbohidrat harus dipenuhi dalam susunan menu sehari-hari. 4. Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama Bagi Otak dan Susunan Saraf Otak dan susunan saraf hanya dapat mempergunakan glukosa sebagai energi, sehingga ketersediaan glukosa yang konstan harus tetap terjaga bagi kesehatan jaringan tubuh/organ tersebut. Demikian juga kekurangan glukosa dan oksigen akan menyebabkan kerusakan otak/kelainan syaraf yang tidak dapat diperbaiki. 5. Simpanan Karbohidrat Sebagai Glikogen. Tidak seperti halnya dengan simpanan lemak dalam jaringan adipose, glikogen menyediakan energi siap pakai. Lebih kurang 355 gram glikogen disimpan dalam hati dan otot, sehingga dalam tubuh orang dewasa, terdapat 365gram karbohidrat (355 gram dalam bentuk glikogen dan 10 gram
dalam bentuk glukosa) jumlah ini sanggup menyediakan energi untuk melakukan aktivitas sedang selama 3 jam. Berarti ketersediaan energi dari menu sehari-hari amatlah diperlukan. 6. Pengatur Peristaltic Usus dan Pemberi Muatan Pada Sisa Makanan. Sellulosa (serat) merupakan polisakharida yang tidak dapat dicerna, tetapi mempunyai fungsi yang penting bagi kesehatan yang mengatur peristaltic usus (memungkinkan terjadinya gerakan usus yang teratur), karena serat memberi muatan/pemberat pada sisa-sisa makanan pada bagian usus besar. Hemisellulosa, agar-agar serta pectin juga memberi fungsi serupa yaitu memberi dan menyerap sejumlah air dalam kolon (bagian usus besar). C. SUMBER 1. Beras Merah Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagaisumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mnegurasi kolesterol jahat LDL tanpa mengurangi kolesterol baik HDL. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes; 2. Roti Gandum Roti gandum adalah sumber karbohidrat sehat yang terbuat dari biji gandum. Tidak seperti roti putih, roti gandum mengandung nutrisi dari biji-bijian yang bisa mencegah penyakit jantung dan meningkatkan metabolisme tubuh; 3. Kacang Kacang digunakan sebagai sumber protein utama khususnya bagi pelaku diet vegetarian. Kacangkacangan merupakan sumber karbohidrat yang sehat, mengandung tinggi serat yang membantu sistem pencernaan karena dicerna secara perlahan; 4. Buah Berry Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber karbohidrat sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai antioksidan yang memberikan banyak manfaat bagi tubuh;
5. Sayuran berdaun hijau Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakansumber karbohidrat sehat dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan jenis karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau adalah vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat; 6. Ubi jalar Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah berat badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan betakaroten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau; 7. Kacang Polong Seperti halnya kacang, kacang polong juga jenis karbohidrat sehat yang proses pencernaannya lambat sehingga sangat baik dikonsumsi oleh orang yang tidak dapat memproses gula dengan baik. Kacang polong mengandung vitamin K, mangan, vitamin C dan tinggi serat 8. Oatmeal serat larutnya bisa menurunkan kolesterol LDL, bersifat melawan kanker, memperlambat pencernaan gula pati jadi sangat baik sebagai sumber karbohidrat bagi penderita diabetes; 9. Sereal Gandum Seperti halnya roti gandum, sereal gandum menyediakan sumber vitamin dan nutrisi yang bertindak sebagai sumber karbohidrat yang sehat; 10. Apel Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.
BAB III PROTEIN A. DEFINISI Protein adalah molekul pembangun sel. Protein tidak memiliki bentuk dan struktur baku,karena sel paling sederhanapun memiliki kurang lebih 2.000 jenis protein yang berbeda. Sel tetap dapat melangsungkan kehidupan karena berfungsinya beragam protein yang berbeda ini secara sangat harmonis. Protein terbuat dari molekul-molekul lebih kecil yang disebut "asam amino" yang terbentuk oleh beragam kombinasi berbeda dari atom karbon, nitrogen dan hidrogen. Terdapat 500-1.000 asam amino dalam sebuah protein berukuran rata-rata. Sejumlah protein berukuran jauh lebih besar. Asam Amino sebagai penyusun protein memiliki 1 atom c, yang mengikat gugus COOH dan NH2, serta mengikat 1 atom H, dan mempunyai 1 rantai samping yang bisa mengikat gugus atau atom lain. Hal yang penting adalah bahwa asam-asam amino harus tersusun dalam urutan tertentu untuk membentuk sebuah protein. Terdapat 20 jenis asam amino berbeda yang menyusun makhluk hidup. Asam-asam amino ini tidak bergabung secara acak untuk membentuk protein. Setiap protein memiliki urutan asam amino tertentu dan urutan ini harus benar-benar tepat. Bahkan pengurangan atau penggantian satu asam amino saja mampu menjadikan protein tersebut gumpalan molekul tak berguna. Dengan alasan ini, setiap asam amino haruslah berada pada tempat yang benar dan urutan yang tepat. Urutan ini berdasarkan pada perintah yang disimpan dalam DNA sel, dan protein dihasilkan berdasarkan informasi yang terdapat dalam DNA tersebut. B. FUNGSI Tersedianya protein dalam tubuh, mencukupi atau tidaknya bagi keperluan- keperluan yang harus dipenuhinya, sangat tergantung pada susunan (komposisi) bahan makanan yang dikonsumsi oleh seseorang setiap harinya. Menurut Aminah (2005) yang mengutip dari Marsetyo dan Kartasapoetra fungsi protein di dalam tubuh yaitu:
1. Protein sebagai Zat Pembangun Maksud zat pembangun di sini adalah bahwa protein itu merupakan bahan pembentuk berbagai jaringan tubuh baru, di mana proses pembentukan jaringan baru selalu terjadi di dalam tubuh, antara lain: a. Pada masa pertumbuhan. Proses ini terjadi mulai lahir sampai menjadi dewasa muda. Dalam masa ini proses pembentukan jaringan terjadi secara besar- besaran. b. Dalam masa hamil. Di dalam tubuh wanita yang sedang hamil terjadi pembentukan jaringan jaringan baru janin yang sedang dikandungnya dan jaringan uri. Pembentukan jaringan baru pada waktu hamil terjadi lebih cepat mulai pertengahan kehamilan. c. Penggantian jaringan jaringan yang rusak dan dirombak. Pada waktu orang sakit keras atau pada berbagai penyakit menahun terlihat orang menjadi kurus disebabkan banyak jaringannya yang rusak. d. Waktu latihan latihan dan olah raga terjadi pula pembentukan jaringan baru, terutama jaringan otot 2. Protein sebagai Zat Pengatur Protein termasuk pula kedalam golongan zat pengatur, karena protein ikut pula mengatur berbagai proses tubuh, baik secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan pembentuk zat zat yang mengatur berbagai proses tubuh. 3. Protein sebagai Pemberi Tenaga Para peneliti telah menemukan bahwa komposisi protein mengandung unsur karbon, dengan demikian maka jelas protein dapat berfungsi sebagai sumber energi pula. Dalam keadaan tersedianya karbohidrat tidak mencukupi, maka untuk menyediakan energi sejumlah karbon yang terkandung dalam protein akan dimanfaatkan seperlunya sehingga berlangsung pembakaran dan sejumlah protein lainnya digunakan memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan jaringan. C. SUMBER 1. Makanan Sumber Protein Hewani a. Red Meat (Daging Merah) Konsumsi red meat seperti daging sapi, kambing dan domba baik untuk tubuh. Selain sebagai sumber protein, red meat juga penting sebagai sumber vitamin B12 and zat besi heme. Vitamin
B12 merupakan vitamin yang sulit ditemui pada tumbuhan. Oleh sebab itu, orang yang hanya mengkonsumsi protein nabati memiliki resiko kekurangan vitamin B12. Zat besi terdapat dalam 2 bentuk; heme dan non-heme. Zat besi heme adalah tipe zat besi yang lebih mudah untuk diserap oleh tubuh dibandingkan dengan non-heme. Oleh sebab itu, konsumsi red meat baik untuk memastikan kecukupan zat besi pada tubuh. b. White Meat (Daging Putih) Ayam merupakan salah satu contoh sumber protein dari white meat. Sama halnya dengan red meat, ayam juga mengandung lemak dan kolesterol. Lemak ayam banyak terdapat pada kulit dan bagian paha ayam, oleh sebab itu pilihlah bagian dada ayam. c. Fish (Ikan) Tentunya kita semua sudah tahu kalau ikan merupakan makanan tinggi protein. Namun, berbeda dengan daging, kita tidak perlu kuatir akan kandungan lemak pada ikan. Beberapa jenis ikan, seperti gindara memiliki kadar lemak yang sangat rendah. Ikan lainnya seperti salmon dan tuna memiliki kandungan lemak yang cukup banyak, namun jangan kuatir karena lemak yang terkandung di dalamnya merupakan lemak baik Omega3. d. Susu dan produk olahannya. 80% protein pada whole milk merupakan protein kasein, sedangkan 20% sisanya adalah protein whey. Kombinasi kedua jenis protein ini akan mengoptimalkan latihan sixpack Anda. Protein whey dapat diserap dengan cepat oleh tubuh sehingga cocok untuk dikonsumsi sebelum latihan. Sebaliknya, efek slow release dari protein kasein baik untuk mempertahankan kandungan protein selama Anda tidur. Susu tinggi protein kasein dapat ditemukan pada L-Men Regular Slow Release Formula. e.telur Telur adalah salah satu makanan yang lazim untuk dikonsumsi oleh penggemar fitnes untuk memenuhi kebutuhan protein yang tinggi sejak dahulu kala. Why is that? Kualitas protein dinilai dengan beberapa parameter, salah satunya adalah biological value (BV). Semakin tinggi nilai BV artinya protein semakin mudah protein terserap dalam tubuh. Dibandingkan dengan sumber protein lainnya, nilai BV (whole eggs) adalah yang paling tinggi, yaitu 100. f. Ikan Teri. Mungkin Anda akan terkejut dengan fakta ini. Yes, makanan yang sering kali disepelekan ini (sering mendapatkan predikat makanan rakyat ) ternyata tinggi kandungan proteinnya. Walaupun
ukurannya kecil, ternyata kandungan proteinnya mencapai 10%. Selain protein, Anda juga bisa mendapatkan kalsium dari konsumsi ikan teri. Kecil-kecil cabe rawit! 2. Makanan Sumber Protein Nabati a. Kedelai (Beans). Kacang kedelai (soybean) merupakan protein nabati yang paling digemari. Hal ini disebabkan oleh kandungan proteinnya yang tinggi, namun harganya yang lebih terjangkau. Susu kedelai juga mempunyai manfaat bagi orang yang memiliki lactose intolerance atau alergi terhadap susu sapi. Selain itu, kacang kedelai juga mengandung antioksidan yang dapat menangkal radikal bebas. b. Kacang hijau (mungbean). Masih dalam kategori beans, kacang hijau (mungbean) juga merupakan alternatif makanan tinggi protein. Selain protein, kacang hijau juga memberikan nutrisi lain, seperti: vitamin, mineral, dan serat. c.kacang-kacangan Selain rasanya yang enak, ternyata kacang tinggi akan protein. Namun bagaimana dengan lemaknya? Anda tidak perlu kuatir karena lemak pada kacang merupakan lemak yang baik untuk kesehatan jantung. Namun dengan segala kebaikannya, bukan berarti Anda bisa mengkonsumsinya dalam jumlah yang terlalu banyak, bisa-bisa malah mengantarkan Anda ke perut one pack daripada sixpack. d. Biji-bijian (Grains). Biji-bijian atau grains, seperti misalnya gandum, memang lebih banyak dikenal sebagai sumber karbohidrat. Namun, tahukah Anda kalau biji-bijian juga mengandung protein? Pada gandum, kandungan protein bisa mencapai sekitar 9%. Surprising fact, yes? Namun demikian, konsumsi grains sebaiknya dibatasi, terutama bagi Anda yang sedang menjalani diet rendah karbo. e. Polong-polongan (Peas). Peas atau polong-polongan (misalnya seperti kacang polong) bukanlah sayuran yang biasa dikonsumsi oleh orang Indonesia. Namun, Anda mungkin saja tertarik untuk memvariasikan diet Anda dengan kacang polong setelah mengetahui bahwa kacang polong juga mengandung protein selain serat, vitamin, dan mineral.
DAFTAR PUSTAKA Fressenden, Ralp J dan Fressenden Joan S. Kimia Organik. 1999. Jakarta: Erlangga. Lehninger, Aloert. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Murray, Robert K. 2006. Biokimia Harper. Jakarta: EGC. Suryani, Yoni. 2004. Biologi Sel dan Molekuler. Yogyakarta: F. MIPA UNY. Yuwono, Triwibowo. 2002. Biologi Molekuler. Jakarta: Erlangga.