Hidratarang (karbohidrat) merupakan sumber energi utama bagi manusia sehingga jenis nutrien ini dinamakan juga zat tenaga. Hidratarang yang ada pada makanan adalah pati, sukrosa, laktosa dan fruktosa. Yang paling penting di antara jenis-jenis hidratarang ini adalah pati polisakarida (starch) yang dicernakan oleh enzim amilase pankreas.
Hasil akhir penguraian hidratarang adalah monosakarida, yaitu glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa merupakan monosakarida terpenting diantara ketiganya. Metabolisme glukosa dikendalikan secara hormonal. Glukosa digunakan untuk menghasilkan energi, dan kelebihan glukosa akan diubah menjadi glikogen serta lemak yang kemudian disimpan.
Masukan hidratarang yang tidak mencukupi akan menimbulkan ketosis.
Hidratarang merupakan senyawa yang terdiri atas karbon, hidrogen dan oksigen. Nutrien ini mencakup pati (starch) dan gula dalam berbagai bentuknya. Tanaman memiliki kemampuan untuk menghasilkan gula serta pati dari karbon dioksida dalam udara dan air dari tanah. Manusia memperoleh hidratarang dari sumber makanan nabatinya.
Fungsi Hidratarang
Hidratarang dioksidasi dalam tubuh agar menghasilkan panas dan energi bagi segala bentuk aktivitas tubuh. Karbon dioksida dan air terbentuk sebagai produk akhir dan pada prinsipnya kedua bahan tersebut diekskresikan melalui paru-paru serta ginjal. Satu gram hidratarang memberikan 16 kj (4 kal) pada proses oksidasi di dalam tubuh.
Sumber-sumber Hidratarang (Karbohidrat)
Glukosa dibuat secara komersial dari pati (starch) dan ditemukan pada sebagian buah, terutama anggur.
Fruktosa ditemukan dalam madu dan buah-buahan. Kadang-kadang fruktosa disebut gula buah.
Sukrosa merupakan gula pasir yang biasa kita pakai. Bentuk gula ini diperoleh dari tanaman tebu serta bit, dan terdapat pada sebagian buah serta sayuran.
Laktosa adalah gula yang ditemukan dalam susu.
Galaktosa tidak terdapat secara alami tetapi dihasilkan melalui proses pencernaan laktosa.
Maltosa ditemukan pada biji yang berkecambah dan terbentuk saat pembuatan bir.
Starch (pati) merupakan hidratarang simpanan yang dihasilkan oleh tanaman. Dalam jumlah yang cukup besar, pati ini ditemukan pada semua jenis biji-bijian, buah-buahan mentah dan sayuran seperti kentang, kacang polong, buncis.
Glikogen. Hewan menyimpan hidratarang dalam bentuk glikogen pada hati dan otot. Daging bukan makanan sumber hidratarang karena glikogen akan rusak selama proses penggantungan daging.
Selulosa merupakan komponen dinding sel tanaman. Bentuk hidratarang ini ditemukan dalam sereal, sayuran serta buah-buahan, dan umumnya dikenal sebagai serat (fiber). Bagi tubuh manusia, serat tidak tersedia sebagai makanan karena sekresi pencernaan pada manusia tidak mampu memecahkan serat. Namun serat tetap merupakan usnsur penting dalam diet karena menambah massa ke dalam isi usus, merangsang gerakan peristaltik usus dan membantu pengeluaran faeses.
Pada hewan herbivora, selulosa dapat menjadi makanan karena adanya bakteri tertentu dalam usus hewan tersebut yang mengubah selulosa menjadi zat-zat yang dapat diserap dan dimanfaatkan tubuhnya.
Sifat-sifat Gula
Sifat gula yang paling penting adalah rasa manis yang ditimbulkan. Derajat kemanisan bervariasi menurut jenisnya. Urutannya yang paling manis adalah fruktosa, sukrosa, giukosa, maltosa, galaktosa, laktosa.
Semua gula dapat larut dalam air, dengan sifat kelarutan paling rendah ada pada laktosa.
Manfaat Gula
Sukrosa digunakan bagi keperluan rumah tangga, yaitu sebagai pemanis dan pengawet. Glukosa sering dipakai pada keadaan yang memerlukan masukan energi yang tinggi, karena glukosa mudah diperoleh, mudah larut dan tidak begitu manis seperti sukrosa sehingga dapat ditambahkan dengan jumlah besar ke dalam makanan tanpa menimbulkan rasa kemanisan.
Fruktosa sering digunakan sebagai bahan pemanis bagi pasien diabetes. Sirup glukosa dibuat melalui proses hidrolisis pati dan digunakan dalam industri makanan, terutama dalam pembuatan selai.
Pencernaan Hidratarang
Starch atau pati dipecah menjadi maltotriosa, deksrtrin dan maltosa, yang pada prinsipnya merupakan hasil dari kerja enzim amilase pankreas. Senyawa-senyawa disakarida tersebut lalu diubah menjadi konstituen monosakarida melalui kerja enzim-enzim pemecah disakarida dalam usus kecil, pada permukaan sel-sel mukosa. Enzim-enzim disakaridase ini adalah sukrase maltase dan laktase.
Hidratarang yang tersedia secara demikian akan diserap ke dalam tubuh dalam bentuk gula tunggal, yaitu monosakarida. Disakarida akan dicerna dengan cepat dan gula diserap ke dalam aliran darah segera setelah masuk melalui mulut. Karena itu, gula merupakan sumber energi yang lebih cepat dibandingkan pati yang harus menjalani proses pencernaan yang lebih lama sebelum menghasilkan energi.
Tiap-tiap makanan yang mengandung hidratarang akan dicerna dan diserap dengan kecepatannya sendiri-sendiri. Kecepatan penyerapan ini dipengaruhi oleh bentuk makanan, kandungan serat dalam makanan, dan jenis hidratarangnya.
Penyerapan dan penggunaan Hidratarang
Setelah diserap ke dalam pembuluh-pembuluh kapiler pada vili-vili usus halus, bahan-bahan hasil pencernaan hidratarang (glukosa, fruktosa dan galaktosa) akan diangkut melalui vena ke dalam hati.
Gula yang berasal dari hidratarang makanan ini akan digunakan melalui tiga cara:
- Mengalami metabolisme untuk menghasilkan energi. Sebagian besar glukosa akan menginggalkan hati lewat aliran darah dan diangkut ke seluruh tubuh agar digunakan sebagai bahan bakar untuk memproduksi energi bagi aktivitas sel.
- Mengalami konversi menjadi glikogen. Glikogen disintesis dari glukosa di dalam otot dan kemudian disimpan agar kalau diperlukan maka dapat dilepaskan untuk mempertahankan penampilan kerja otot. Glikogen juga disintesis dan disimpan oleh hati. Glikogen hati disintesis dari glukosa, galaktosa, fruktosa, dan hasil-hasil pemecahan protein serta lemak.
- Mengalami konversi menjadi lemak. Kalau otot dan hati sudah penuh dengan glikogen maka hidratarang yang berlebih akan diubah menjadi lemak yang kemudian disimpan di dalam jaringan adiposa.
Kadar Gula Darah
Glukosa dalam kadar tertentu selalu terdapat di dalam darah. Kadar ini bervariasi antara 4.5 dan 10 milimole per liter. Kadar gula darah ini dipertahankan oleh hati; simpanan glikogen akan dipecah menjadi glukosa dan dilepaskan ke dalam aliran darah kalau kadar gula darah berada d bawah kurang lebih .4.5 milimole per liter.
Dalam keadaan normal, gula darah tidak pernah naik hingga di atas kurang lebih 10 mmol per liter. Namun, dalam keadaan abnormal, terutama pada penderita diabetes yang tidak dapat memetabolisir hidratarang dengan benar, kadar glukosa dapat naik di atas nilai tersebut dan kemudian kelebihan ini diekskresikan keluar lewat ginjal. Ambang ginjal untuk glukosa ialah 10 milimol per liter.
Pada sejumlah kecil manusia, ambang ginjal lebih mudah daripada normal sehingga glukosa dapat ditemukan dalam urine sekalipun kadarnya dalam darah tidak tinggi. Karena itu perlu dibedakan antara keadaan benigna ini dengan diabetes melitus.
Pengendalian Hormonal
Hormon-hormon tertentu memainkan peranan dalam metabolisme hidaratarang. Insulin, yang disekresikan oleh sel-sel β pada pulau-pulau langerhans pankreas, diperkirakan bekerja dengan membantu lewatnya glukosa melalui membran sel ke dalam bagian dalam sel sehingga glukosa dapat dipakai untuk aktivitas metabolik sel. Adrenalin, yang disekresikan oleh medula adrenal, merangsang pelepasan glukosa hasil pemecahan glikogen di dalam hati.
Glukogan, yang berasal dari sel-sel α pada pulau-pulau langerhans pankreas juga mendorong pelepasan glukosa dari glikogen hati. Hormon pertumbuhan kelenjar hipofise memiliki kerja antagonis terhadap insulin dan menimbulkan kenaikan kadar gula darah.
Masukan Perhari Hidratarang
Di negara-negara barat, persentase hidratarang dalam diet berkisar antara 40 dan 50 persen dari keseluruhan masukan energi. Di Indonesia, persentase ini lebih tinggi lagi, yaitu antara 60 hingga 80 persen.
Hidratarang yang berlebihan
- Masukan hidratarang yang berlebihan biasanya berarti masukan gula yang tinggi. Kalau masukan ini melampui kebutuhan tubuh akan energi, maka akan terjadi konversi hidratarang yang berlebih itu menjadi lemak sehingga menimbulkan obesitas (kegemukan).
- Kesalahan yang lazim pada masyarakat ialah mengkonsumsi terlampau banyak hidratarang dalam bentuk yang sudah dimurnikan. Untuk fungsi usus yang normal diperlukan serat yang tidak dapat dicerna dan ada dalam bijian yang utuh, misalnya beras tumbuk, havermout, jagung. Makanan yang kaya akan gula dan makanan sereal yang sudah dimurnikan, seperti beras giling yang putih, roiti yang putih, memiliki kandungan serat yang rendah. Keadaan ini membawa akibat timbulnya berbagai kelainan usus pada usia lanjut.
- Diet yang kaya akan hidratarang, khususnya gula, umumnya kurang banyak memiliki jenis makanan yang mengandung nutrien esensial lain dalam jumlah yang diperlukan tubuh.
Hidratarang yang tidak mencukupi:
- Kekurangan hidratarang dalam diet mengakibatkan tidak cukupnya glukosa yang tersedia untuk menghasilkan energi, sehingga lemak digunakan hingga taraf yang melampaui keadaan normal. Pada metabolisme lemak akan dihasilkan zat-zat yang dikenal dengan istilah keton. Dalam keadaan kekurangan masukan hidratarang, produksi keton akan terjadi dengan kecepatan pembuangannya sehingga timbul akumulasi dalam tubuh yang mengakibatkan suatu keadaan keracunan, yaitu ketosis.
- Fungsi protein yang utama adalah untuk membangun jaringan tubuh. Namun, kalau terjadi kekurangan hidratarang dan lemak, penggunaan protein akan menyimpang dari tujuan semula dan protein digunakan untuk menghasilkan energi. Karena itulah, hidratarang dikatakan sebagai pengaman protein (protein sparer); kekurangan hidratarang dapat mengakibatkan deplesi jaringan tubuh, seperti terjadi pada kelaparan akibat malapetaka pangan atau akibat ketidakmampuan makan pada saat sakit. Untuk mendapatkan kerja pengaman protein yang maksimal, hidratarang dan protein harus dikonsumsi bersama-sama dalam satu hidangan.
Kekurangan hidratarang dalam diet tidak lazim terjadi. Dalam keadaan dimana terdapat peningkatan kebutuhan akan hidratarang, seperti dalam keadaan demam atau over aktivitas kelenjar tiroid, masukan hidratarang yang lazim mungkin kurang cukup untuk memenuhi tuntutan abnormal tersebut sehingga berakibat terjadinya keadaan kekurangan hidratarang yang relatif.
Pada penyakit kencing manis (diabetes melitus), ketidakmampuan sel-sel tubuh untuk menggunakan glukosa juga mengakibatkan kekurangan hidratarang di tingkat sel.