Pengertian Glukosa, Struktur, Sifat, dan Fungsinya

Glukosa merupakan salah satu senyawa kimia organik yang termasuk ke dalam jenis sakarida. Glukosa memiliki banyak fungsi bagi manusia dimana salah satunya adalah sebagai karbohidrat yang berperan dalam suplai energi untuk manusia. Selain itu, banyak fungsi dan sifat lain dari glukosa yang akan dipelajari dalam artikel ini.

Setiap hari kita mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat tinggi seperti nasi, kentang, gandum, dan lain lain. Tujuan dari mengkonsumsi makanan dengan karbohidrat tinggi adalah untuk memperoleh energi. Lalu darimana makanan berkarbohidrat itu dapat memberi energi untuk kita? Jawabannya adalah karena dalam makanan berkarbohidrat tersusun atas glukosa yang di dalam tubuh kita akan mengalami metabolisme dan mampu menghasilkan energi melalui perubahannya.

Glukosa

Istilah glukosa pertamakali diperoleh dari bahasa Prancis dan Yunani yang berarti “manis” dan kata akhiran “ose” dalam glucose yang menunjukkan jika molekul tersebut adalah suatu karbohidrat.

Glukosa terdiri dari 6 atom karbon yang membentuk suatu makna hidrokarbon dan diklasifikasikan sebagai heksosa. Pada umumnya, glukosa sebagai bagian dari monosakarida ditemukan dalam bentuk linier maupun siklik atau lingkar.

Pengertian Glukosa

Glukosa adalah penyusun utama dari karbohidrat dan merupakan salah satu jenis gula yang paling sederhana dan penting bagi metabolisme tubuh manusia. Glukosa disebut sebagai senyawa gula yang paling sederhana atau dikenal sebagai monosakarida karena strukturnya yang terdiri dari unit kecil dimana hal ini juga merupakan karakteristik dari karbohidrat.

Glukosa juga dapat disebut dengan dekstrosa. Glukosa menjadi salah satu zat primer yang dibutuhan oleh tumbuhan, hewan, dan manusia untuk mendapatkan energi. Oleh karena itu kita dapat menemukan glukosa ini dalam darah manusia yang dikenal dengan gula darah.

Struktur Glukosa

Glukosa memiliki rumus molekul C₆H₁₂O₆ dimana 6 buah  atom karbon memiliki gugus aldehida yang membuatnya disebut sebagai aldoheksosa. Dalam bentuk rantai panjang disebut dengan alilik serta dalam bentuk lingkar disebut siklik dimana kedua bentuk ini mengalami kesetimbangan.

Pembentukan struktur lingkar disebabkan oleh adanya reaksi secara intramolekul atau reaksi dalam molekul itu sendiri dimana gugus aldehid akan bereaksi dengan gugus hidroksil (-OH) secara termodinamik membentuk suatu senyawa siklis yang disebut sebagai hemiasetal.

Struktur siklik dari glukosa dapat digambarkan dalam beberapa bentuk seperti proyeksi Haworth dimana molekul akan dilihat dari samping. Dapat juga dengan konformasi kursi (chair conformation) dimana pada dasarnya molekul glukosa akan mengalami tekukan sudut pada atom C yang membentuk siklis.

Hal itu disebabkan karena untuk tercapainya kestabilan yang lebih tinggi dan energi yang lebih rendah, maka setiap atom dan substituen akan menempatkan diri dengan saling menjauh sehingga akan menyebabkan struktur molekul glukosa yang tertekuk dan seperti bentuk kursi.

Peran Glukosa dalam Metabolisme

Dalam tubuh manusia, glukosa akan mengalami metabolisme dimana dalam molekul glukosa ini akan terjadi reaksi oksidasi untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan juga energi yang dapat digunakan oleh sel.

Energi yang dihasilkan dari molekul glukosa ini adalah sekitar 686 kilokalori atau 2870 kilojoule untuk setiap mol glukosa yang dikonversi dimana hal ini dapat membantu mempertahankan suhu tubuh kita. Reaksi yang terjadi dalam oksidasi molekul glukosa yaitu digambarkan sebagai berikut.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ –> 6CO₂ + 6H₂O + E

Satu mol glukosa (setara dengan 180 gram glukosa) bereaksi dengan 6 molekul oksigen (setara dengan 134 liter oksigen) yang didapatkan dari sistem respirasi, energi akan dihasilkan dari hasil reaksi tersebut.

Dalam makhluk hidup, proses oksidasi glukosa berkontribusi dalam reaksi biokimia yang kompleks dimana akan dihasilkan energi yang dibutuhkan oleh sel. Tahap pertama dalam reaksi pemecahan glukosa ini dinamakan sebagai glikolisis dimana dari tahap ini akan menghasilkan senyawa piruvat.

Senyawa piruvat menjadi starting point atau prekursor dalam berbagai proses biosintesis lain dan juga dalam respirasi sel. Proses secara lengkap mengenai konversi glukosa ini dapat dilihat dalam siklus krebs dimana akan dihasilkan ATP yang merupakan suatu energi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup.

Selain monosakarida glukosa, polisakarida atau glukosa yang membentuk polimer dengan rantai panjang juga dapat mengalami metabolisme dalam tubuh manusia.

Polisakarida banyak terkandung dalam pati patian. Namun sebelum mengalami metabolisme, polisakarida ini akan dipecah terlebih dahulu menjadi bentuk monosakarida glukosa melalui hidrolisis polisakarida oleh air dalam tubuh manusia sehingga akan lebih mudah dicerna oleh manusia.

Macam Produksi Glukosa

Adapun untuk sistem produksi dalam glukosa ini antara lain adalah sebagai berikut;

1. Alami

Secara alami glukosa dihasilkan dari berbagai proses makhluk hidup. Tumbuhan merupakan salah satu makhluk hidup yang memproduksi glukosa paling banyak. Dalam tumbuhan, glukosa dihasilkan sebagai produk dari proses fotosintesis.

Seperti yang kita tahu bahwa proses fotosintesis pada tumbuhan yang memanfaatkan bantuan sinar matahari dengan prekursor karbon dioksida dan air akan menghasilkan produk berupa sifat oksigen, gukosa, dan energi untuk tumbuhan itu sendiri.

Glukosa dalam tumbuhan ini banyak dimanfaatkan oleh manusia sebagai sumber pangan utama. Selain tumbuhan, prokariotik juga dapat memproduksi glukosa melalui fotosintesis.

2. Komersial

Selain bisa didapatkan dari alam, glukosa juga bisa didapatkan dari jalur sintesis dimana secara komersial, glukosa biasanya diproduksi melalui reaksi hidrolisis enzimatis dari suatu pati. Banyak jenis pati dapat digunakan seperti pati dari beras, jagung, kentang, singkong, sagu, dan lain lain.

Proses enzimatik ini dibagi menjadi dua tahap, pertama yaitu hidrolisis molekul pati yang merupakan polisakarida menjadi karbohidrat yang lebih kecil dengan 5-10 unit glukosa tiap molekulnya. Kemudian dilakukan hidrolisis lanjutan untuk mendapatkan molekul monomernya yaitu glukosa sebagai monosakarida.

Sifat Fisika dan Kimia Glukosa

Glukosa dapat berbentuk padatan maupun larutan dimana senyawa ini pada umumnya mudah larut dalam air ataupun pelarut polar lainnya karena sifatnya yang polar dengan adanya gugus hidroksil (OH) sebagai cabang. Adanya gugus OH menandakan bahwa senyawa itu bersifat polar sehingga dapat larut dalam air dengan prinsip “like dissolve like”.

Glukosa murni dengan bentuk padatan kristalin memiliki masa molar 180.16 gram per mol dengan densitas 1.54 gram per cm³. Titik leleh dari padatan glukosa bergantung dari jenis konformasinya. Pada konformasi alfa (alfa glukosa) memiliki titik leleh 146, sedangkan untuk konformasi beta (beta glukosa) memiliki titik leleh 150.

Ketika dilarutkan dalam air, ikatan kovalen dalam glukosa dapat dengan mudah mengalami pemutusan melalui reaksi hidrolisis air ke dalam molekul glukosa.

Fungsi Glukosa

Glukosa memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia dimana sebagai penyusun dari makanan, glukosa menjadi sumber gizi untuk manusia itu sendiri.

Selain glukosa, terdapat beberapa senyawa yang memiliki peran sama seperti fruktosa yang juga termasuk ke dalam golongan monosakarida dan juga banyak terdapat dalam gula. Dengan sifat glukosa tersebut, berikut ini adalah beberapa fungsi glukosa bagi makhluk hidup.

1. Sebagai sumber energi

Glukosa menjadi bahan bakar utama dalam sistem biologis dimana senyawa ini digunakan sebagai sumber energi utama bagi banyak makhluk hidup dari bakteri hingga manusia. Glukosa berperan dalam respirasi aerobik dan anaerobik.

Karbohidrat merupakan kunci tubuh manusia dalam mendapatkan energi melalui respirasi aerobik dimana pemecahan karbohidrat rantai panjang (polisakarida) seperti pati menghasilkan monosakarida glukosa akan terjadi dalam tubuh manusia.

Seperti pada reaksi yang telah dibahas sebelumnya bahwa glukosa akan teroksidasi menjadi karbon dioksida dan air dengan melepaskan energi berupa ATP.

2. Glukosa dalam glikolisis

Kegunaan glukosa sebagai sumber energi pada sel baik melalui reaksi respirasi aerobik maupun anaerobik merupakan tahap awal dalam reaksi biosintesis yang disebut jalur metabolisme glikolisis. Tahap pertama dalam proses ini merupakan fosforilasi dari glukosa mejadi heksokinase untuk mempersiapkannya dalam pemecahan menghasilkan energi.

Adanya fosforilasi glukosa menjadi heksokinasi adalah untuk mencegah terjadinya proses difusi keluar sel. Fosforilasi memberikan gugus fosfat yang bermuatan sehingga glukosa akan berubah menjadi glukosa 6 fosfat yang tidak dapat keluar dari membran sel melalui proses difusi.

3. Sebagai prekursor

Glukosa merupakan prekursor atau bahan awal dalam produksi manfaat protein dan metabolisme lipid pada makhluk hidup. Dalam fungsinya sebagai prekursor, glukosa akan mengalami modifikasi dengan jalur glikolisis tertentu.

Glukosa menjadi prekursor awal dalam berbagai proses biosintesis yang menghasilkan senyawa penting bagi tubuh manusia. Selain glukosa, dapat juga digantikan oleh senyawa lain seperti laktosa, galaktosa, sukrosa ataupun fruktosa.

Demikianlah serangkaian materi yang bisa kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian glukosa, struktur, sifat, fungsi, dan contonya secara umum. Semoga melalui artikel ini bisa memberikan referensi berarti untuk pembaca.