POLISAKARIDA

OLIGOSAKARIDA DAN POLISAKARIDA

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya antara 3 (tiga) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat berupa trisakarida tersusun dari 3 molekul monosakarida, tetrasakarida tersusun dari 4 molekul monosakarida dan lainnya. Oligosakari bila terhidrolisa menghasilkan beberapa molekul monosakarida. Sifat dari oligosakarida: mudah larut daiam air dan larutannya berasa manis.

Polisakarida ialah karbohidrat dimana molekulnya apabila dihidrolisa menghasilkan banyak sekali monosakarida (300). Sifat polisakarida: sukar larut dalam air, larutannya dalam air berupa kolloid dan rasanya tidak manis, sering disebut bukan gula. Pada umumnya polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks daripada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida.

           Pada umumnya polisakarida berupa senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Berat molekul polisakarida bervariasi dari beberapa ribu hingga lebih dari satu juta. Polisakarida yang dapat larut dalam air akan membentuk larutan koloid. Beberapa polisakarida yang penting di antaranya ialah amilum, glikogen, dekstrin dan selulosa. Amilum Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan. Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang dan biji-bijian.

Polisakarida adalah senyawa dalam mana molekul-molekul mengandung banyak satuan monosakarida yang disatukan dengan ikatan glukosida. Polisakarida memenuhi tiga maksud dalam sistem kehidupan sebagai bahan bangunan, makanan dan zat spesifik. Polisakarida bahan bangunan misalnya selulosa dan kitin. Polisakarida makanan yang lazim adalah pati dan glikogen. Sedangkan polisakarida zat spesifik adalah heparin, satu polisakarida yang mencegah koagulasi darah.

        Ketika beberapa (sekitar 3-6) monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai oligosakarida (oligo- artinya "sedikit"). Jika banyak monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai polisakarida. Monosakarida dapat bergabung membentuk satu rantai panjang, atau mungkin bercabang-cabang. 2 jenis polisakarida yang paling dikenal adalah selulosa dan glikogen, dua-duanya terdiri dari monomer glukosa. Selulosa dibuat oleh tumbuhan dan merupakan komponen penting yang membentuk dinding sel. Manusia tidak bisa membuat ataupun mencerna selulosa. Glikogen, atau nama lainnya adalah gula otot, digunakan oleh manusia dan hewan sebagai sumber energi.

Polisakarida

Yang termasuk polisakarida :

1. Pati dan dekstrin, komponennya tersusun berupa D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik α-1,4. Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan glikosidik α-1,6. Karbohidrat ini umum dijumpai pada umbi-umbian, kacang-kacangan, tebu, bit, dan sebagainya. Polisakarida ini dapat dicerna manusia.
2. Selulosa, komponennya tersusun berupa glukosa melalui ikatan β-1,4-glikosidik. Umum dijumpai pada dinding sel dan serat tanaman. Polisakarida ini tidak dapat dicerna manusia.
3. Glikogen, komponen utamanya tersusun tersusun lebih dari 100000 unit glukosa. Struktur bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6 glikosidik. Jenis polisakarida ini tidak alrut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non polar (eter, kloroform, heksana) Umum dijumpai pada hati, jaringan hewan, dan jagung.
4. Hemiselulosa. Komponen utamanya adalah arabinosa, xylosa, rhamnosa, galaktosa, manosa, glukoronat, dan galakturonat. Umumnya terdapat di dinding sel, serat tanaman, biji-bijian, kacang-kacangan, tepung, dedak, dll. Polisakarida ini tidak dapat dicerna manusia.
5. Pentosan. Komponen utamanya adalah arabinosa dan xylosa. Umum ditemukan pada buah-buahan,

Oligosakarida

Yang termasuk didalamnya:

a.       Rafinosa adalah oligosakarida trisakarida  dengan komponen utamanya adalah galaktosa, glukosa, dan fruktosa. Umum ditemukan pada buncis, kubis, tauge, brokoli dan sayuran atau bijian lainnya. Rafinosa dapat dihidrolisis oleh enzim   α-galactosidase menjadi D-galaktosa and sukrosa. Rafinosa disebut juga dengan  RFOs. Jenis lain yaitu 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 perncernaan.

Gbr struktur Raffinose

b.      (FOS) Fructo-oligosaccharides. Biasanya digunakan untuk bahan pemanis alternatif karena tingkat kemanisan rendah. Jenis oligosakarida ini dapat diproduksi dari pemecahan inulin atau polifruktosa. FOS banyak ditemukan pada bawang merah, asparagus, artichoke dan juga tomat. Struktur kimianya terdiri dari molekul glukosa yang terikat pada dua, atau tiga, atau empat molekul fruktosa yang masing-masing membentuk kestosa, nystosa, dan fruktosil-nistosa, inilah yang disebut fruktooligosakarida. FOS yang ada sekarang ini salah satunya diproduksi dari gula bit (beetroot) dengan menggunakan enzim fruktosilfuranosidase melalui peristiwa transfruktosilasi.

c.       Maltooligosakarida. Komponen utamanya adalah glukosa. Umum ditemukan pada sirup dan malt.

d.      GOS (Galactooligosaccharides)

GOS tersusun dari molekul galaktosa, yang banyak terdapat juga di alam. Jenis oligosakarida ini manusia hanya bisa mencernanya sebagian saja. Komponen glikoprotein dan glikolipid juga terbentuk adanya Oligosakarida (GOS). Yang juga merupakan senyawa prebiotik untuk bakteri baik di dalam usus besar. GOS dapat terbentuk melalui proses enzimatik dari laktosa. GOS merupakan komponen dari susu sapi. GOS didapat dari laktosa melalui proses transgalaktosilasi dengan menggunakan enzim beta-D-galaktosidase. Struktur kimianya terdiri dai molekul glukosa dan galaktosa yang saling berikatan satu sama lain.

e.       Mannan oligosaccharides (MOS)

Banyak digunakan untuk bahan dasar nutrisi tambahan. Tetapi banyak juga digunakan pada makanan hewan, khususnya untuk kesehatan saluran pencernaan. Umumnya juga terdapat pada dinding sell Saccharomyces cerevisiae.

f.       Jenis lainnya, (1) maltotriose, (2) matltotetralose, (3) dextrin

Sifat fisik oligosakarida dan polisakarida

1. Polisakarida    

Polisakarida merupakan polimer dari monosakarida yang tersusun dalam rantai bercabang atau lurus. Derajat polimerisasi polisakarida dinyatakan dalam DP (Degree of Polymerization), contoh : DP selulosa sebesar 7000 – 15000. Polisakarida juga biasa disebut sebagai glikan. Berdasarkan unit pembentuknya, glikan terbagi menjadi 2 kelompok : homoglikan (selulosa, pati, amilopektin) dan heteroglikan (algin, guar gum).

2. Oligosakarida

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida. Oligosakarida dapat berupa,trisakarida, tetrasakarida dst. Sebagian besar oligosakarida dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dalam industri pangan adalah FOS, GOS, MOS.

            Awalnya senyawa ini digolongkan sebagai antinutrisi karena dapat menyebabkan timbulnya gas dalam perut (flatulensi). Contohnya adalah rafinosa, stakhiosa, dan verbaskosa yang terdapat dalam bahan pangan nabati seperti kacang-kacangan (misalnya kedelai) dan beberapa jenis umbi-umbian (misalnya ubi jalar). Itu sebabnya mengapa pengolahan bahan-bahan pangan tersebut selalu mengupayakan penurunan kadar oligosakarida atau dihilangkan sama sekali.Akan tetapi penelitian mutakhir menunjukkan oligosakarida berguna karena dapat mencegah tumbuhnya bakteri yang merugikan dalam usus. Karena itu mungkin pandangan terdahulu terhadap senyawa tersebut harus diubah, dan dalam pengolahan perlu diupayakan agar oligosakarida dapat dipertahankan.

Di luar negeri bahkan ada industri yang sengaja memproduksi oligosakarida untuk dijual sebagai bahan pangan fungsional (functional food). Konsumsi Oligosakarida akan berdampak flatulensi yaitu keadaan menumpuknya gas-gas dalam lambung. Meskipun tidak berakibat toksik, faltulensi dapat dianggap sebagai masalah serius. Sutau peningkatan tekanan gas dalam rectum dapat menyebabkan timbulnya tanda-tanda patologis karakteristik flatulensi seperti sakit kepala, pusing, perubahn kecil pada mental, dan juga penurunan daya konsentrasi. Flatulensi juga bertanggung jawab terhadap timbulnya konstipasi intestinal dan diare. Oligosakarida, termasuk yang disebut diatas (raffinosa, stakhiosa, dan verbaskosa) serta yang lainnya (laktulosa, galaktosil-sukrosa, galakosil-laktosa, dan xylo-oligosakarida), tidak dapat dicerna dalam usus karena manusia tidak mempunyai enzim-enzim untuk mencernanya. Akibatnya olgosakarida tersebut tidak dapat diserap usus.

Selanjutnya oligosakarida akan difermentasi (digunakan sebagai sumber energi) oleh bakteri-bakteri yang terdapat dalam saluran pencernaan. Akibatnya akan terbentuk gas-gas seperti karbon dioksida, hydrogen dan sejumlah kecil metana. Gas-gas inilah yang akhirnya menumpuk dalam lambung dan menimbulkan flatulensi. Banyak usaha telah dikerjakan untuk menghilangkan oligosakarida flatulensi dari kacang-kacangan yang biasa dikonsumsi (terutama kacang kedelai) misalnya dengan cara perendaman dalam air, germinasi (perkecambahan) dan fermentasi (misalnya dalam pembuatan tempe). Bahkan ada juga yang berusaha menghilangkan dengn bantuan enzim yang dihasilkan mikrobia, misalnya pada pembuatan susu kedelai.

Mengenai berapa porsi FOS dan GOS yang perlu dikonsumsi per hari agar memberi manfaat fisiologis, belum diketahui secara pasti. Sebab, masih sedikit sekali penelitian mendalam mengenai itu. Meskipun begitu, beberapa peneliti menyarankan dosis efektif minimum. Agar dapat memberikan manfaat fisiologis sebaiknya dikonsumsi per hari lebih dari 10 8-10 koloni. Ini artinya, efektif prebiotik untuk anak-anak adalah sekitar 1-3 gram per hari dan 5-15 gram per hari untuk orang dewasa. Penelitian juga telah menunjukkan, pada orang yang gemar makan sayur (yang banyak mengandung FOS), populasi bakteri "jahat" dalam fesesnya akan lebih rendah ketimbang orang yang banyak mengonsumsi makanan tinggi lemak dan tinggi protein serta rendah serat. FOS dan GOS juga memiliki efek antikarsinogenik (mencegah kanker). Hal tersebut berhubungan dengan meningkatnya kekebalan tubuh seseorang. Secara tidak langsung meningkatkan produksi nutrisi, seperti vitamin B1, B2, B6, B12, asam nikotinat, dan asam folat.

Berikut manfaat FOS/GOS selengkapnya:

·         Meningkatkan jumlah bakteri positif dalam tubuh, seperti Bifidusbacterium dan Laktobacillus.

·         Menekan pertumbuhan bakteri patogen (yang merugikan).

·         Meningkatkan daya tahan saluran cerna.

·         Mencegah sembelit dan membuat penyerapan makanan menjadi lebih baik.

·         Berdasarkan eksperimen terhadap hewan percobaan, FOS terbukti dapat menurunkan kadar gula darah pada penderita diabetes dan menekan peningkatan kadar kolesterol.

ASI Mengandung FOS dan GOS

ASI terbukti  merupakan makanan yang terbaik bagi bayi. Pasalnya, usus bayi yang minum ASI akan didominasi mikroflora yang "baik", karena di dalam ASI banyak terkandung kolostrum yang merupakan prebiotik (oligosakharida N-acetyl glucosamine). Oligosakarida pada ASI mencapai 10-12 gram per liter. Dengan didominasi kuman "baik" maka pertumbuhan bakteri "jahat" di saluran cerna bayi akan ditekan sehingga kejadian infeksi dapat dicegah. Pada kenyataannya bayi yang minum ASI memang akan jauh lebih jarang sakit ketimbang bayi yang minum susu botol.

Bakteri Jahat dan Bakteri Baik

Saluran cerna manusia, terutama usus besar, dihuni lebih dari 500 spesies bakteri yang jumlahnya mencapai triliunan. Berbagai jenis bakteri tersebut tak bisa dihindari keberadaannya karena habitat tempat hidup manusia memang tidak steril. Ada bakteri/kuman yang "baik" seperti Bifidobacteria dan Lactobacillus. Ada pula bakteri yang "jahat" penyebab penyakit misalnya Escherichia coli, Clostridium dan Staphylococcus. Masalah akan timbul apabila bakteri "jahat" atau si penyebab penyakit (bakteri patogen) ini jumlahnya berlebihan. Misalnya bakteri E.coli yang dapat menyebabkan diare. Itulah sebab betapa pentingnya peranan bakteri "baik" di dalam saluran pencernaan bagi kesehatan tubuh.

Probitik dan Preboitik

Bisa dikatakan probiotik merupakan bakteri baik yang secara alamiah ada di dalam saluran pencernaan manusia. Disebut sebagai bakteri baik / menguntungkan Karena bila mikroorganisme tersebut dikonsumsi dalam jumlah tertentu dapat memberikan dampak positif bagi kesehatan. Contoh, bakteri asam laktat dan Bifidobacterium. Sedangkan prebiotik adalah bahan/komponen yang dapat bermanfaat untuk perkembangan mikroflora di dalam usus tadi. Di dalam usus, bahan prebiotik selain akan difermentasi oleh bakteri baik terutama Bifidobacteria dan Lactobacillus juga akan menghasilkan asam lemak berantai pendek yang oleh tubuh dapat digunakan sebagai sumber energi.

Manfaat Probiotik

Bakteri probiotik yang sudah melalui uji klinis di antaranya adalah Lactobacillus casei subsp, casei Shirota strain dan Bifidobacterium breve strain Yakult. Beberapa penelitian membuktikan bahwa probiotik dapat digunakan untuk mencegah sekaligus sebagai pengobatan diare akut yang disebabkan infeksi usus.

Manfaat lain probiotik adalah:

• ·         Mencegah dermatitis atopik atau alergi kulit.
• ·         Mengatasi intoleransi terhadap laktosa (tak tahan gula susu).
• ·         Mencegah diare dan sembelit.
• ·         Mencegah kanker dan hipertensi.
• ·         Menurunkan kolesterol.
• ·         Menormalkan komposisi bakteri saluran pencernaan setelah pengobatan antibiotik.
• ·         Dapat merangsang fungsi antibodi dalam sistem kekebalan tubuh sehingga dapat meningkatkan daya tahan tubuh.
• ·         Mampu mengurangi bahaya penyerapan bahan kimia yang bersifat karsinogen.
• ·   Mencegah kerusakan DNA pada sel tertentu, menghasilkan komponen yang menghambat pertumbuhan sel tumor, merangsang sistem kekebalan untuk lebih tahan terhadap pembelahan sel kanker.

Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula).

a.       Amilum

Amilum adalah gudang energy karbohidrat yang utama dalam tanaman. Amilum adalah homopolimer (suatu polimer yang dibentuk oleh hanya satu macam unit monomerik) dari glukosa yang digabung oleh mata rantai alfa, matab rantai yang sama dengan maltose. Dua macam amilum utama adalah amilosa dan amilofektin. Kedua macm amilum ini umumnya disimpan dalam benih, akar, dan umbi dari tanaman yang dapat membentuk sampai 30% dari berat keseluruhan tanaman. Amilosa kuranmg larut dibandingkan dengan amolofektin sehingga tidak dapat larut ketika alcohol ditambahkan, sedangkan amilofektin larut. Bila dilarutkan dalam air panas, amilosa larut sedangkan amilofektin tidak.

Amilosa terdiri dari rantai tidak bercabang yang panjang dari glukosa terikat bersama oleh ikatan α, 1 4’. Panjang rantainya bermacam-macam, yaitu antara 100 sampai 100.000 unit glukosa. Bila dilarutkan dalam air,amilosa membentuk micelles. Amilosa dalam micelles ada dalam konformasi helisal, yang dapat menangkap iodium dan memberikan warna biru yang khas. Amilopektin, seperti amilosa, adalah suatu polimer dari glukosa yang mempunyai mata rantai α, 1 4’. Tidak seperti amilosa amilopentin adalah polimer bercabang, yang menjadi cabang rantai utama dengan mata rantai α, 1 6’. Suatu cabang ada setiap 20 sampai 30 unit glukosa sepanjang rantai amilopektin. Panjang dari tiap cabang ialah 20 sampai 25 unit glukosa. Panjang dari rantai utama sampai 400 ribu unit.

b.      Glikogen

Gikogen adalah karbohidrat yang menjadi gudang-energi pada binatang. Glikogen disimpan dihati (sampai 10% dari berat basah) dan diotot. Glikogen mempunyai struktur sama dengan amilopektin. Glikogen adalah polimer dari glukosa mata rantai α, 1 4’ dengan cabang α, 1 6’. Glikogren mempunyai lebih banyak cabang daripada amilopektin. Cabang terjadi pada setiap 8 sampai 12 unit glukosa pada rantai utama. Panjang dari rantai cabang lebih kurang 8 sampai 10 unit glukosa, lebih penjdek dari amilopektin. Molekul glikogen mempunyai berat formula yang sangat berbeda, mulai dari 270.000 sampai 100.000.000.

c.       Selulosa

Selulosa adalah struktur polisakarida utama dalam tanaman. Katun terdirin dari lebih kurang 90% selulosa. Polimer selulosa terdiri dari rantai glukosa tidak bercabang dari mata rantai β, 1 4’. Polimer adalah campuran dari molekul bermacam – macam rumus berat. Penentuan dari panjang rantai dilakukan dengan hidrolisa dari rantainya.

d.      Khitin

Khitin sama dengan selulosa dalam strukturnya dalam molekul polisakarida diikat bersama oleh mata rantai β, 1 4’. Perbedaan utama antara khitin dan selulosa adalah khitin terbentuk dari N-asetilglukosamin sedangkan selulosa dari glukosa.