Apa itu pati dan selulosa?
Apa perbedaan antara grafit pada pensil Anda dan berlian? Keduanya terdiri dari elemen yang sama, jadi mengapa yang satu begitu kuat dan berharga dan yang lainnya rapuh dan selusin? Jawabannya adalah strukturnya.
Seperti grafit dan intan, pati dan selulosa juga tersusun dari zat yang sama tetapi dengan struktur yang berbeda. Baik pati maupun selulosa adalah polisakarida ; yaitu, kedua molekul tersebut terdiri dari banyak molekul gula. Secara khusus, pati dan selulosa terbuat dari glukosa molekul gula.
struktur glukosa
Untuk memahami perbedaan antara struktur pati dan selulosa, penting untuk mengetahui struktur glukosa, karena glukosa adalah kesamaan dari pati dan selulosa.
Glukosa adalah sejenis gula yang terdiri dari karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Elemen-elemen ini membentuk cincin dengan satu karbon mencuat dari ujungnya, seperti bola tali dengan tali yang tidak terurai. Ada juga gugus alkohol (OH) yang melekat pada karbon. Ada enam karbon bernomor 1 sampai 6, dengan ‘untangled string’ menjuntai mengambil posisi keenam.
Glukosa adalah molekul tiga dimensi; ini berarti elemen yang dilampirkan dapat menunjuk ke arah yang berbeda kapan saja. Ada dua bentuk utama glukosa: alfa dan beta. Dalam glukosa alfa, alkohol yang melekat pada karbon 1 berkurang. Dalam glukosa beta, alkohol yang terikat pada karbon 1 berada di atas.
Ketika satu molekul glukosa berikatan dengan yang lain, dua alkohol yang melekat pada karbon bergabung, menyebabkan molekul baru mengeluarkan air dan berbagi oksigen. Cara umum untuk menghubungkan molekul adalah dengan karbon 1 dari satu glukosa untuk berbagi oksigen dengan karbon 4 dari yang lain.
Pati versus selulosa: struktur
Struktur yang terbentuk ketika molekul berbagi oksigen ditentukan oleh bentuk glukosa yang terikat. Pati mengandung glukosa alfa, sedangkan selulosa terbuat dari glukosa beta. Perbedaan ini mungkin tampak kecil, tetapi memainkan peran penting dalam bentuk molekul tiga dimensi. Pikirkan tumpukan kayu yang dapat disatukan dengan berbagai cara. Jika Anda menyatukan kayu dengan satu cara, itu menjadi rumah anjing; dirangkai dengan cara lain, itu menjadi rak buku. Dengan cara yang sama, pati dan selulosa memiliki struktur tiga dimensi yang berbeda.
Dibutuhkan sekitar 250 hingga lebih dari 1.000 molekul glukosa untuk membuat satu molekul pati. Dalam alfa glukosa, OH pada karbon 1 dan 4 berhadapan dengan cara yang sama. Ini berarti dapat bergabung menjadi rantai lurus atau bercabang, seperti orang berdiri di samping satu sama lain, semua melihat ke arah yang sama. Karena pati bisa lurus dan diorientasikan dengan cara yang sama, pati bisa digulung menjadi struktur heliks, seperti menggulung selembar kertas untuk menghemat ruang. Jika glukosa alfa dalam cabang pati, strukturnya lebih seperti kertas yang dilipat untuk origami.
Selulosa, di sisi lain, terdiri dari sekitar 500 molekul glukosa dalam bentuk beta. Karena OH karbon 1 dan karbon 4 berada di tempat yang berbeda, molekul berubah arah ketika mereka terhubung, seperti orang berdiri di samping satu sama lain dengan satu menghadap ke depan dan yang lain menghadap ke arah yang berlawanan. Pola ini memungkinkan ikatan hidrogen antara dua molekul selulosa.
Ikatan hidrogen hanyalah daya tarik hidrogen ke oksigen lain. Karena itu, dua molekul selulosa biasanya disatukan, seperti Velcro. Dua molekul terikat berikatan dengan molekul lain, membentuk mikrofibril. Mikrofibril adalah molekul selulosa berupa lembaran-lembaran yang tersusun sejajar satu sama lain. Mungkin ada antara 40 dan 70 molekul selulosa per mikrofibril.
Selulosa versus pati: fungsi
Fungsi pati dan selulosa berbeda seperti grafit dan intan, terutama karena strukturnya. Fungsi utama pati adalah penyimpanan energi pada tumbuhan. Ini dapat dengan mudah dipecah oleh tumbuhan dan sistem pencernaan hewan. Oleh karena itu, tumbuhan dan hewan dapat memanfaatkan energi yang tersimpan dalam pati.
Di sisi lain, hewan tidak memiliki kemampuan untuk mencerna selulosa. Hanya mikroorganisme khusus yang mengandung enzim selulase dan ditemukan di usus hewan, seperti sapi dan rayap, yang dapat memecah selulosa. Karena ikatan beta dan mikrofibrilnya, selulosa memiliki struktur yang sangat kaku yang beradaptasi dengan baik ke tempat ditemukannya: dinding sel. Selulosa berfungsi untuk memberikan struktur sel tanaman dan melindungi sel.
Pernahkah Anda mencoba mengambil pisau mentega stainless steel dan membukanya? Anda harus menjadi manusia super untuk melakukannya. Karena strukturnya, selulosa memiliki kekuatan untuk menahan sobekan, mirip dengan pisau mentega stainless steel. Selulosa juga mendapat kehormatan sebagai polisakarida paling melimpah di planet ini. Itu ditemukan dalam berbagai zat yang kita gunakan, termasuk kayu dan kapas.
Ringkasan Pelajaran
Pati dan selulosa adalah polisakarida yang terdiri dari gula glukosa. Glukosa memiliki enam karbon yang biasanya menghubungkan karbon 1 dengan karbon 4. Ketika berikatan, mereka mengeluarkan air dan berbagi oksigen. Glukosa juga memiliki dua bentuk: alfa dan beta. Pada glukosa alfa, gugus alkohol pada karbon 1 terbalik, sedangkan pada glukosa beta naik. Pati dibentuk dari glukosa alfa, sedangkan selulosa dibuat dari glukosa beta. Perbedaan dalam tautan cocok untuk perbedaan dalam struktur dan fungsi 3-D.
Pati dapat berbentuk linier atau bercabang dan digunakan sebagai penyimpan energi bagi tumbuhan karena dapat membentuk struktur yang kompak dan mudah terurai. Dalam selulosa, molekul terhubung dalam orientasi yang berlawanan. Selulosa ditemukan di dinding sel dan memberikan perlindungan dan struktur pada sel tumbuhan.