Fungsi Karbohidrat

Pemahaman

Bersama dengan lemak dan protein, karbohidrat adalah salah satu dari tiga makronutrien dalam makanan kita. Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh yang hadir dalam berbagai bentuk seperti gula dan serat makanan serta dalam berbagai makanan seperti biji-bijian, buah-buahan dan sayuran. 

Apakah karbohidrat itu? Karbohidrat terdiri dari bahan penyusun gula dan dapat diklasifikasikan menurut jumlah unit gula yang digabungkan dalam salah satu molekulnya. Glukosa, fruktosa dan galaktosa adalah contoh gula yang terdiri dari satu unit yang juga dikenal sebagai monosakarida. Gula yang terdiri dari dua unit disebut disakarida, yang paling terkenal di antaranya adalah sukrosa atau gula meja dan laktosa atau gula susu. Monosakarida dan disakarida biasanya disebut sebagai “karbohidrat sederhana”. sedangkan molekul yang terbentuk dari rantai panjang seperti pati dan serat makanan dikenal sebagai karbohidrat kompleks. Namun pada kenyataannya ada perbedaan yang lebih mencolok, setelah ini kita akan membahas variasi karbohidrat dalam makanan kita dan fungsi karbohidrat bagi tubuh manusia.

Contoh karbohidrat berdasarkan klasifikasi yang berbeda:

• Monosakarida yaitu glukosa, fruktosa dan galaktosa
• Disakarida yaitu sukrosa, laktosa dan maltosa
• Oligosakarida ialah Fruktooligosakarida dan malto-oligosakarida
• Poliol adalah isomalt, maltitol, sorbitol, xylitol dan erythritol
• Polisakarida pati yaitu amilosa, amilopektin dan maltodekstrin
• Polisakarida nonpati yaitu selulosa, pektin, hemiselulosa, permen karet dan inulin atau serat makanan.

Karbohidrat juga dikenal dengan nama atau sebutan yang biasanya mengacu pada kelompok karbohidrat tertentu yaitu:

• Gula
• Karbohidrat sederhana dan kompleks
• Pati tahan
• Serat makanan
• Prebiotik
• Gula intrinsik dan tambahan.

Nama yang berbeda tersebut berasal dari fakta bahwa karbohidrat diklasifikasikan menurut struktur kimianya, tetapi juga menurut peran karbohidrat atau sumbernya dalam makanan kita. Bahkan otoritas kesehatan masyarakat utama belum menetapkan definisi yang sama dan selaras untuk berbagai kelompok karbohidrat.

Jenis karbohidrat

Beberapa jenis karbohidrat adalah monosakarida, disakarida dan poliol. Karbohidrat sederhana yang mengandung 1 atau 2 unit gula juga dikenal sebagai gula, contohnya adalah:

• Glukosa dan fruktosa yaitu monosakarida yang dapat ditemukan dalam buah-buahan, sayuran, madu dan juga dalam produk makanan seperti sirup glukosa-fruktosa
• Gula meja adalah disakarida yang terdiri dari glukosa dan fruktosa yang secara alami ada dalam bit gula, tebu dan buah-buahan
• Laktosa dan disakarida yang terdiri dari glukosa dan galaktosa, adalah karbohidrat utama dalam susu dan produk susu
• Maltosa adalah glukosa disakarida yang ditemukan dalam sirup malt dan pati.

Gula monosakarida dan disakarida cenderung ditambahkan ke makanan oleh produsen, juru masak dan konsumen dan disebut sebagai gula tambahan. Mereka juga disebut sebagai gula bebas yang secara alami ada dalam madu dan jus buah.

Poliol disebut gula alkohol, juga memiliki rasa manis dan dapat digunakan dalam makanan yang mirip dengan gula, tetapi memiliki kandungan kalori yang lebih rendah daripada gula meja biasa. Meskipun mereka ada secara alami, sebagian besar poliol yang digunakan berasal dari transformasi gula.

Sorbitol adalah poliol yang paling umum digunakan dalam makanan dan minuman, sedangkan xylitol sering digunakan dalam permen karet dan permen mint. Isomalt adalah poliol yang dihasilkan dari sukrosa dan sering digunakan dalam pembuatan kembang gula. Saat dikonsumsi dalam jumlah banyak, poliol dapat memiliki efek pencahar.

Oligosakarida

Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) mendefinisikan oligosakarida sebagai karbohidrat yang terdiri dari 3-9 unit gula, meskipun definisi lain menerima rantai unit yang sedikit lebih panjang. Yang paling terkenal di antara mereka adalah oligofruktan atau fructooligosaccharides, terdiri dari hingga 9 unit fruktosa dan secara alami ada dalam sayuran rendah manis seperti artichoke dan bawang. Raffinose dan stachyose adalah 2 contoh oligosakarida lain yang ditemukan dalam kacang-kacangan, biji-bijian, sayuran dan madu tertentu. Alih-alih dipecah menjadi monosakarida oleh enzim pencernaan manusia, kebanyakan oligosakarida digunakan oleh mikrobiota usus.

Polisakarida

10 atau lebih dan terkadang bahkan hingga beberapa ribu unit gula diperlukan untuk membentuk polisakarida yang biasanya terdiri dari dua jenis, diantaranya:

• Pati, yang merupakan penyimpan energi utama pada umbi-umbian seperti bawang merah, wortel, kentang dan biji-bijian. Mereka memiliki rantai glukosa dengan panjang yang berbeda, bercabang sedikit banyak dan muncul dalam bentuk butiran yang ukuran dan bentuknya tergantung pada tumbuhan yang mengandungnya. Polisakarida yang setara pada hewan disebut glikogen. Alih-alih oleh mekanisme tubuh kita sendiri, beberapa pati tidak dapat dicerna hanya oleh mikrobiota usus, ini dikenal sebagai pati resisten
• Polisakarida non-pati, yang merupakan bagian dari kelompok serat makanan, meskipun beberapa oligosakarida seperti inulin juga dianggap serat makanan. Contohnya adalah selulosa, hemiselulosa, pektin dan gom. Sumber utama polisakarida ini adalah sayuran dan buah-buahan serta biji-bijian. Karakteristik polisakarida non-pati dan memang dari semua serat makanan adalah kenyataan bahwa manusia tidak dapat mencernanya. Oleh karena itu, kandungan energi rata-ratanya lebih rendah daripada kebanyakan karbohidrat lainnya. Namun jenis serat tertentu dapat dimetabolisme oleh bakteri usus sehingga menghasilkan senyawa yang bermanfaat bagi tubuh kita seperti asam lemak rantai pendek dan serat makanan.

Dari sini, kita akan menggunakan istilah “gula” untuk merujuk pada mono dan disakarida, serta “serat” untuk merujuk pada polisakarida non-pati.

Zat zat makanan yang diperlukan tubuh sebagai sumber energi

Sumber energi tubuh kita adalah karbohidrat, protein dan lemak sebagai zat zat makanan yang diperlukan tubuh. Berikut adalah penjelasan dan fungsi dari karbohidrat:

• Zat zat makanan yang diperlukan tubuh yang utama adalah karbohidrat, karbohidrat mewakili keluarga besar “gula”. Keluarga besar ini mencakup karbohidrat sederhana yaitu fruktosa, gula meja dan lain-lain. Karbohidrat kompleks atau pati dan serat secara alami ada dalam makanan atau ditambahkan ke dalamnya. Fungsi dari karbohidrat adalah sumber energi tubuh utama yang digunakan oleh otot selama melakukan upaya ketahanan seperti triathlon. Mereka juga dapat disimpan dalam jumlah terbatas di hati dan di otot dalam bentuk glikogen untuk digunakan selama aktivitas fisik berikutnya. Oleh karena itu, penting bahwa proporsi yang baik dari asupan energi para atlet berasal dari fungsi utama karbohidrat. Fungsi utama karbohidrat ditemukan dalam beberapa kelompok makanan seperti buah-buahan, sayuran terutama kentang, ubi jalar, jagung, parsnip dan kacang hijau, produk biji-bijian seperti roti, sereal, nasi, pasta, couscous dan lainnya, susu, minuman nabati, yogurt, kacang-kacangan seperti kacang merah, buncis, lentil dan lainnya, pemanis misalnya madu dan sirup maple, permen jujube, akar manis, dan minuman manis seperti minuman ringan, minuman olahraga dan lain-lain
• Protein, protein bukanlah sumber energi tubuh utama yang digunakan oleh otot. Sebaliknya, mereka digunakan untuk membangun dan memperbaiki jaringan termasuk otot dan tendon. Mereka juga digunakan dalam produksi enzim, antibodi dan hormon. Protein memiliki efek mengenyangkan atau menenangkan rasa lapar sehingga membuat jeda waktu makan menjadi lebih lama. Beberapa makanan yang merupakan sumber protein terbaik adalah daging, unggas, ikan dan makanan laut lainnya, telur, susu, minuman kedelai, yogurt, keju, tahu, kacang-kacangan seperti kacang merah, buncis dan lentil, biji-bijian dan mentega seperti almond, biji bunga matahari, selai kacang dan lain-lain. Perlu diketahui, atlet yang mengkonsumsi produk biji-bijian dalam jumlah besar juga memperoleh asupan protein yang signifikan dari jenis makanan ini

• Lipid, lebih dikenal sebagai “lemak”, juga memiliki beberapa fungsi utama yang penting. Mereka menyediakan energi dan asam lemak esensial misalnya omega 3, mengangkut vitamin yang larut dalam lemak, melindungi organ dalam dan bertindak sebagai isolasi. Mereka juga dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk otot selama pengerahan tenaga jangka panjang pada orang yang terlatih dengan baik. Lipid atau lemak bermanfaat bagi kesehatan anda terutama lemak dari kacang-kacangan, biji-bijian, ikan berminyak dan minyak harian daripada yang berasal dari daging dingin, kue kering dan makanan yang digoreng
• Vitamin dan mineral, vitamin dan mineral tidak memberikan energi tetapi berpartisipasi dalam berfungsinya tubuh dengan memainkan peran penting dalam produksi energi, sintesis hemoglobin, pemeliharaan kesehatan tulang, perlindungan tubuh terhadap kerusakan oksidatif dan fungsi kekebalan. Makanan dalam setiap kelompok memberikan vitamin dan mineral yang berbeda. Semakin banyak warna atau variasi makanan ada di piring anda, semakin besar pula keragaman vitamin dan mineral dalam makanan. Inilah mengapa penting untuk makan yang bervariasi dan penuh warna.

Fungsi karbohidrat bagi tubuh

Karbohidrat berfungsi sebagai bagian penting dari makanan yang memberi tubuh kita energi untuk melakukan fungsi dari karbohidrat yang paling jelas seperti bergerak atau berpikir. Selama pencernaan, karbohidrat yang terdiri lebih dari 1 unit gula dipecah menjadi monosakarida oleh enzim pencernaan kemudian langsung diserap untuk memicu respons glikemik. Hal ini dikarenakan tubuh menggunakan glukosa secara langsung untuk energi di otot, otak dan sel lainnya. Beberapa karbohidrat tidak dapat dipecah karena difermentasi oleh bakteri usus kita atau melewati usus tanpa perubahan. Yang menarik, peran karbohidrat juga penting dalam struktur dan fungsi sel, jaringan dan organ kita.

Kegunaan karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi dan penyimpanannya

Kegunaan karbohidrat yang dipecah terutama menjadi glukosa adalah sumber energi manusia pilihan tubuh kita karena sel-sel di otak, otot dan jaringan lain secara langsung menggunakan monosakarida untuk memenuhi kebutuhan energinya. Bergantung pada jenisnya, karbohidrat berfungsi sebagai energi dan memberikan jumlah energi yang berbeda setiap 1 gramnya:

• Pati dan gula adalah kegunaan karbohidrat utama yang menyediakan energi dan memberi sumber energi manusia sebanyak 4 kkal per gram
• Poliol menyediakan sumber energi manusia 2,4 kkal
• Eritritol sama sekali tidak dicerna sehingga memberi kita 0 kalori dan tidak memiliki peran karbohidrat
• Serat makanan memberi 2 kkal.

Monosakarida diserap langsung dari usus kecil ke dalam aliran darah, lalu diangkut ke sel-sel yang membutuhkan. Beberapa hormon termasuk insulin dan glukagon juga merupakan bagian dari sistem pencernaan. Mereka menjaga kadar gula darah kita dengan menghilangkan atau menambahkan glukosa sesuai kebutuhan.

Jika tidak digunakan secara langsung, glukosa diubah oleh tubuh menjadi glikogen, polisakarida seperti pati, yang disimpan di hati dan otot sebagai sumber energi yang mudah diakses. Bila perlu, misalnya di antara waktu makan, di malam hari, dan selama aktivitas fisik spontan atau selama periode singkat berpuasa, tubuh kita mengubah glikogen kembali menjadi glukosa untuk menjaga kestabilan kadar gula dalam darah.

Otak dan sel darah merah sangat bergantung pada glukosa untuk mendapatkan energi dan menggunakan bentuk energi lain dari lemak dalam keadaan ekstrim seperti periode kelaparan yang sangat lama. Oleh karena itu kadar glukosa darah kita harus terus dijaga pada tingkat yang optimal. Jumlah sekitar 130 gr glukosa per hari diperlukan untuk memenuhi satu-satunya kebutuhan energi otak orang dewasa.

Respon glikemik dan indeks glikemik

Saat kita makan makanan yang mengandung karbohidrat, kadar glukosa darah kita naik dan kemudian turun. Ini adalah suatu proses yang dikenal sebagai respons glikemik yang mencerminkan laju pencernaan dan penyerapan glukosa, serta efek insulin pada normalisasi kadar glukosa dalam darah. Berbagai faktor yang mempengaruhi kecepatan dan durasi respons gula darah:

Makanan itu sendiri

Jenis gula yang menyusun karbohidrat misalnya fruktosa, memiliki respons glikemik yang lebih rendah daripada glukosa dan sukrosa memiliki respons glikemik yang lebih rendah daripada maltosa. Hal ini dipengaruhi oleh:

• Struktur molekul misalnya pati, memiliki lebih banyak cabang yang lebih mudah untuk diuraikan oleh enzim sehingga lebih mudah juga dicerna daripada yang lain
• Metode memasak dan pengolahan yang digunakan
• Banyaknya nutrisi lain dalam makanan seperti lemak, protein dan serat.

Kondisi metabolik masing-masing individu

• Durasi mengunyah
• Kecepatan pengosongan lambung
• Waktu transit di usus halus yang sebagian dipengaruhi oleh makanan
• Metabolisme itu sendiri
• Waktu makanan dicerna.

Dampak makanan yang berbeda serta teknik pemrosesan makanan pada respons glikemik diklasifikasikan menurut standar (biasanya roti putih atau glukosa) dalam waktu 2 jam setelah makan. Pengukuran ini disebut indeks glikemik atau GI. Glikemik 70 berarti makanan atau minuman tersebut menyebabkan 70% respons glikemik yang terlihat dengan jumlah karbohidrat yang sama dari glukosa murni atau roti putih, namun karbohidrat dikonsumsi sebagai campuran dengan protein dan lemak yang semuanya mempengaruhi glikemik.

Makanan dengan glikemik tinggi menyebabkan respons glikemik lebih tinggi daripada makanan dengan glikemik rendah. Pada saat yang sama, makanan dengan glikemik rendah dicerna dan diserap lebih lambat daripada makanan dengan glikemik tinggi. Ini adalah subjek dari banyak diskusi di komunitas ilmiah, tetapi bukti saat ini tidak cukup untuk menyatakan bahwa diet berdasarkan makanan dengan glikemik rendah dikaitkan dengan penurunan risiko pengembangan penyakit metabolik seperti obesitas atau diabetes tipe 2.

Glukosa digunakan sebagai standar :

• Makanan glikemik sangat rendah ≤ 40 yaitu apel mentah, lentil, kacang kedelai, kacang merah, susu sapi, wortel yang dimasak dan barley
• Makanan glikemik rendah 41-55 adalah mie, pasta, jus apel, jeruk atau jus jeruk, kurma, pisang mentah, yogurt dengan buah, roti gandum utuh, selai stroberi, jagung manis dan coklat
• Makanan glikemik sedang 56-70 yaitu minuman ringan, beras merah, oatmeal, nanas madu dan  roti sourdough
• Makanan glikemik tinggi > 70 adalah roti putih, gandum utuh, cornflakes, kentang goreng, kentang tumbuk, kue beras dan beras putih.

Fungsi usus dan serat makanan

Meskipun usus kecil kita tidak dapat mencerna serat makanan, serat membantu menjaga fungsi usus dengan baik dengan meningkatkan volume feses di usus sehingga merangsang pergerakan usus. Setelah karbohidrat yang tidak dapat dicerna melewati usus besar, jenis serat tertentu seperti gusi, pektin dan oligosakarida dipecah oleh mikroflora usus. Hal ini meningkatkan total massa di usus dan memiliki efek menguntungkan pada komposisi mikroflora usus kita dan juga menghasilkan pembentukan produk limbah bakteri seperti asam lemak rantai pendek yang dilepaskan di usus besar dan memiliki efek menguntungkan bagi kesehatan.

Bahaya karbohidrat

Selain fungsi karbohidrat bagi tubuh manusia, aspek lain dari masalah ini adalah penelitian terbaru semakin menekankan bahaya karbohidrat atau gula daripada lipid atau lemak karena karbohidrat diubah menjadi lemak dan disimpan di dalam tubuh. Ini tidak terjadi pada asam lemak jenuh. Mengurangi karbohidrat dalam makanan dan menambahkan lemak dengan tepat akan membuat tubuh membakar lemak jenuh dengan cepat dan tidak akan disimpan sehingga terhindar dari bahaya karbohidrat bagi tubuh kita. Dalam diet rendah karbohidrat, tubuh secara istimewa membakar lemak jenuh.

Referensi :

1. Healthline : What Are the Key Functions of Carbohydrates? https://www.healthline.com/nutrition/carbohydrate-functions 
2. MedicalNewsToday : What do carbohydrates do?; https://www.medicalnewstoday.com/articles/function-of-carbohydrates 
3. LittlePineKitchen : 8 Function Of Carbohydrates In Our Bodies; https://www.thelittlepine.com/function-of-carbohydrates/