MONOSAKARIDA

Karbohidrat terdiri dari atom karbon kiral. Atom karbon kiral memiliki empat grup terikat yang berbeda. Sebuah atom kiral dapat membentuk dua konfigurasi yang berbeda. Perbedaan konfigurasi ini terlihat sebagai refleksi seperti saat melihat bayangan diri di cermin dan membandingkannya dengan tubuh asli.

Atom karbon kiral. A, B, D, dan E menunjukkan atom yang berbeda, gugus fungsional, atau gugus atom lain yang terikat pada atom C.

Karena setiap atom karbon kiral mempunyai bayangan cermin, terdapat 2ⁿ konfigurasi untuk atom-atom tersebut. Karena itu, untuk enam-karbon aldosa terdapat 2 atau 16 konfigurasi yang berbeda.

Semua gula yang memiliki gugus hidroksil di nomor atom karbon kiral tertinggi (misal pada glukosa berada pada atom C-5) terletak di sisi kanan disebut dengan gula-D, begitu pula sebaliknya semua gula yang memiliki gugus hidroksil di nomor atom kiral tertinggi terletak di sisi kiri disebut gula-L. Gula-L tidak banyak terdapat di alam dibanding dengan bentuk D namun bagaimanapun juga gula-L memegang peranan penting dalam biokimia. Dua gula-L yang ditemukan dalam bahan makanan yaitu L-arabinosa dan L-galaktosa, keduanya berada dalam bentuk polimer karbohidrat (polisakarida).

Tinjauan lain dari monosakarida adalah gugus keton sebagai karbonil fungsional. Gula-gula ini disebut ketosa. Nomenklatur karbohidrat untuk ketosa adalah –ulose. D-fruktosa adalah contoh utama untuk gula ini. D-fruktosa merupakan penyusun dari salah satu bentuk disakarida yaitu sukrosa. D-fruktosa merupakan ketosa komersil penting dan satu-satunya yang ditemukan di alam dalam bentuk yang bebas, namun, seperti halnya glukosa hanya terdapat dalam jumlah yang kecil.

Berikut ciri-ciri umum dari monosakarida,

- Merupakan karbohidrat yang paling sederhana,tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut

- Merupakan kristal padat yang bebas larut di dalam air, tidak larut dalam pelarut nonpolar

- Diserap langsung oleh alat pencernaan

- Perbedaan struktur menyebabkan sifat spesifik

- Mempunyai rumus empiris (CH₂O)_n, dimana n = 3 – 8. Jumlah atom C: triosa, tetrosa, pentosa dan hesosa

- Tidak berwarna

- Berasa manis

Isomerisasi Monosakarida

Aldosa dan ketosa sederhana terdiri dari jumlah atom karbon yang sama merupakan isomer satu sama lain, karena itu, heksosa dan hexulosa keduanya memiliki rumus empiris yang sama C₆H₁₂O ₆ dan dapat diinterkonversi dengan isomerisasi. Isomerisasi monosakarida melibatkan kedua gugus karbonil dan gugus hidroksil yang berdekatan. Dengan reaksi ini, satu aldosa berubah menjadi aldosa yang lain (dengan konfigurasi C-2 yang berlawanan) dan ketosa yang sesuai, sedangkan ketosa berubah menjadi dua aldosa yang sesuai. Oleh karena itu, dengan isomerisasi, D-glukosa, D-mannosa, dan D-fruktosa dapat diinterkonversi. Isomerisasi dapat dikatalisis dengan basa atau enzim.

Bentuk Cincin Monosakarida

Gugus karbonil aldehid bersifat reaktif dan dengan mudah mengalami nukleifilik yang diambil oleh atom oksigen dari gugus hidroksil untuk menghasilkan hemiasetal. Gugus hidroksil hemiasetal dapat bereaksi lebih jauh (dengan kondensasi) dengan gugus hidroksil dari alkohol menghasilkan acetal. Reaksi gugus karbonil ketosa hampir sama.

Bentuk hemiasetal dapat terjadi dalam gula molekul aldosa atau ketosa yang sama dimana karbonil fungsional bereaksi dengan salah satu gugus hidroksilnya. Hasilnya adalah enam-anggota cincin gula yang disebut piranosa. Dalam hal ini atom oksigen dari gugus hidroksil pada C-5 untuk bereaksi membentuk cincin, C-5 harus berotasi untuk membawa atom oksigennya ke atas/naik. Rotasi ini mem-bawa gugus hidroksimetil (C-6) ke posisi di atas cincin. Gambar cincin D-glukopiranosa di bawah ini menunjukkan proyeksi Haworth.

Gula dapat juga membentuk lima-anggota cincin yang disebut dengan furanosa, namun jarang terjadi.

Ketika atom karbon dari gugus karbonil terlibat dalam formasi cincin, untuk menjadi hemiasetal (piranosa atau furanosa), ia menjadi kiral. Dengan gula-D konfigurasi yang memiliki gugus hidroksil di bawah cincin disebut dengan bentuk alpha.

Glikosida

Bentuk hemiasetal gula dapat bereaksi dengan alkohol untuk menghasilkan asetal penuh yang disebut de-ngan glikosida. Hubungan asetal dengan atom karbon anomerik ditantadi oleh akhiran –ide . Misalnya D-glukosa bereaksi dengan methanol, produk utamanya adalah metil α-D-glukopyranoside dan sedikit metil β-D-glukopyranoside.

Dua bentuk anomerik furanosida juga terbentuk, namun strukturnya memiliki energi yang lebih tinggi, mereka membentuk bentuk yang lebih stabil dan terdapat pada equilibrium dalam jumlah yang ren-dah. Dalam hal ini gugus methil dan beberapa gugus lain terikat pada gula membentuk glikosida, yang disebut aglikon. Glikosida mengalami hidrolisasi menghasilkan gula reduksi dan senyawa terhidroksilasi.

- Paling banyak terdapat di dalam makanan dan dimetabolisme tubuh adalah hexose : glukosa (dekstrosa/gula anggur), fruktosa (levulosa atau gula buah), galaktosa, mannose.

- Dibedakan menjadi 2 yaitu aldosa (monosakarida yang mengandung gugus aldehid, misalnya gliseraldehid), dan ketosa (monosakarida yang mengandung gugus keton, misal dihidroksiaseton)