Karbohidrat, Protein, dan Lemak

OlehShilpa N Bhupathiraju, PhD, Harvard Medical School and Brigham and Women's Hospital;
Frank Hu, MD, MPH, PhD, Harvard T.H. Chan School of Public Health
Ditinjau OlehGlenn D. Braunstein, MD, Cedars-Sinai Medical Center
Ditinjau/Direvisi Feb 2023 | Dimodifikasi Aug 2025
v60557809_id

Karbohidrat, protein, dan lemak adalah jenis utama zat gizi makro dalam makanan (zat gizi yang diperlukan setiap hari dalam jumlah besar). Zat gizi tersebut memasok 90% berat kering makanan dan 100% energinya. Ketiganya menyediakan energi (diukur dalam kalori), tetapi jumlah energi dalam 1 gram (1/28 ons) berbeda:

  • 4 kalori dalam satu gram karbohidrat atau protein

  • 9 kalori dalam satu gram lemak

Zat gizi ini juga berbeda dalam hal seberapa cepat dapat memasok energi. Karbohidrat adalah yang tercepat, dan lemak adalah yang paling lambat.

Karbohidrat, protein, dan lemak dicerna di dalam usus untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit dasar:

  • Karbohidrat menjadi gula

  • Protein menjadi asam amino

  • Lemak menjadi asam lemak dan gliserol

Tubuh menggunakan unit dasar ini untuk membangun zat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan, pemeliharaan, dan aktivitas (termasuk karbohidrat, protein, dan lemak lainnya).

Karbohidrat

Bergantung pada ukuran molekul, karbohidrat dapat berupa karbohidrat sederhana atau kompleks.

  • Karbohidrat sederhana: Berbagai bentuk gula, seperti fruktosa (gula buah) dan sukrosa (gula meja), adalah karbohidrat sederhana. Karbohidrat ini berbentuk molekul kecil, sehingga dapat dipecah dan diserap oleh tubuh dengan cepat dan merupakan sumber energi tercepat. Jenis karbohidrat ini dapat dengan cepat meningkatkan kadar glukosa darah (gula darah), yang juga merupakan karbohidrat sederhana. Buah-buahan, produk susu, madu, dan sirop maple mengandung karbohidrat sederhana dalam jumlah besar, yang memberikan rasa manis pada sebagian besar permen dan kue.

  • Karbohidrat kompleks: Karbohidrat ini terdiri dari rangkaian panjang karbohidrat sederhana. Karbohidrat kompleks memiliki molekul yang lebih besar daripada karbohidrat sederhana, oleh karena itu karbohidrat kompleks harus dipecah menjadi karbohidrat sederhana sebelum dapat diserap. Dengan demikian, jenis karbohidrat ini cenderung lebih lambat dalam memberikan energi kepada tubuh dibandingkan karbohidrat sederhana, tetapi masih lebih cepat daripada protein atau lemak. Karena karbohidrat kompleks dicerna lebih lambat daripada karbohidrat sederhana, maka jenis karbohidrat ini cenderung tidak dikonversi menjadi lemak. Karbohidrat kompleks juga lebih lambat meningkatkan kadar gula darah dan ke kadar yang lebih rendah daripada karbohidrat sederhana tetapi untuk waktu yang lebih lama. Karbohidrat kompleks termasuk pati dan serat (yang terkandung dalam produk gandum seperti roti dan pasta), serealia lainnya (seperti gandum hitam dan jagung), polong-polongan, dan sayuran akar (seperti kentang dan ubi jalar).

Karbohidrat dapat

  • Dirafinasi

  • Tidak dirafinasi

Dirafinasi berarti makanan mengalami tingkat pengolahan yang tinggi. Serat dan dedak, serta banyak vitamin dan mineral yang terkandung di dalamnya, telah dihilangkan. Dengan demikian, tubuh memproses karbohidrat ini dengan cepat, dan hanya memberikan sedikit nutrisi meskipun mengandung kalori dalam jumlah yang hampir sama. Produk rafinasi sering kali diperkaya, yang berarti vitamin dan mineral telah ditambahkan kembali untuk meningkatkan nilai nutrisinya. Pola makan yang tinggi karbohidrat sederhana atau rafinasi cenderung meningkatkan risiko obesitas dan diabetes.

Jika orang mengonsumsi lebih banyak karbohidrat daripada yang mereka butuhkan pada saat itu, tubuhnya akan menyimpan sebagian karbohidrat ini dalam sel (sebagai glikogen) dan mengonversi sisanya menjadi lemak. Glikogen adalah karbohidrat kompleks yang dapat diubah dengan mudah dan cepat oleh tubuh menjadi energi. Glikogen disimpan di hati dan otot. Otot menggunakan glikogen sebagai energi selama periode olahraga berat. Jumlah karbohidrat yang disimpan sebagai glikogen dapat memberikan kalori yang hampir memenuhi kebutuhan sehari. Beberapa jaringan tubuh lainnya menyimpan karbohidrat sebagai karbohidrat kompleks yang tidak dapat digunakan untuk menyediakan energi.

Sebagian besar otoritas merekomendasikan bahwa sekitar 50 hingga 55% dari total kalori harian harus terdiri dari karbohidrat, yang sebagian besar berasal dari buah-buahan, sayuran, polong-polongan dan legum, serta serealia yang tidak dirafinasi. Yang berasal dari gula tambahan harus kurang dari 10% total kalori harian. Gula tambahan adalah sirop dan pemanis berkalori lainnya yang digunakan dalam produk makanan lain. Gula tambahan tercantum sebagai bahan dalam label makanan. Termasuk gula cokelat, pemanis jagung, sirop jagung, dekstrosa, fruktosa, glukosa, sirup jagung fruktosa tinggi, madu, gula inversi, laktosa, sirop malt, maltosa, molase, gula mentah, sukrosa, trehalosa, dan gula turbinado. Gula alami, seperti yang terkandung dalam buah atau susu, bukan merupakan gula tambahan.

Indeks glikemik

Indeks glikemik adalah cara mengklasifikasikan makanan berdasarkan seberapa cepat konsumsi karbohidratnya meningkatkan kadar gula darah. Nilainya berkisar antara 1 (paling lambat) hingga 100 (paling cepat, indeks glukosa murni). Namun demikian, seberapa cepat peningkatan sebenarnya juga bergantung pada makanan lain yang ditelan pada saat bersamaan serta beberapa faktor lainnya.

Indeks glikemik cenderung lebih rendah untuk karbohidrat kompleks daripada karbohidrat sederhana, namun tetap ada pengecualian. Misalnya, fruktosa (gula karbohidrat sederhana dalam buah) memiliki indeks glikemik rendah.

Hal-hal berikut ini juga memengaruhi indeks glikemik makanan:

  • Pengolahan: Makanan olahan, rafinasi, atau digiling halus cenderung memiliki indeks glikemik yang lebih tinggi.

  • Jenis pati: Berbagai jenis pati diserap secara berbeda. Misalnya, pati kentang dicerna dan diserap ke dalam aliran darah relatif cepat. Pati dalam barli dicerna dan diserap jauh lebih lambat.

  • Kandungan serat: Semakin banyak serat yang dimiliki makanan, semakin sulit untuk dicerna. Sehingga, gula diserap lebih lambat ke dalam aliran darah.

  • Tingkat kematangan buah: Semakin matang buah, semakin banyak kandungan gulanya, sehingga semakin tinggi indeks glikemiknya.

  • Kandungan lemak atau asam: Semakin banyak lemak atau asam yang dikandung makanan, semakin lambat makanan dicerna dan semakin lambat penyerapan kandungan gulanya ke dalam aliran darah.

  • Pembuatan: Cara pembuatan makanan dapat memengaruhi seberapa cepat makan diserap ke dalam aliran darah. Umumnya, memasak atau menggiling makanan dapat meningkatkan indeks glikemiknya karena proses ini membuat makanan lebih mudah dicerna dan diserap.

  • Faktor lainnya: Cara tubuh memproses makanan berbeda-beda antara setiap orang, sehingga memengaruhi seberapa cepat karbohidrat dikonversi menjadi gula dan diserap. Seberapa baik makanan dikunyah dan seberapa cepat makanan ditelan juga memiliki pengaruh.

Indeks glikemik dianggap penting karena karbohidrat yang meningkatkan kadar gula darah dengan cepat (karbohidrat dengan indeks glikemik tinggi) juga meningkatkan kadar insulin dengan cepat. Peningkatan kadar insulin dapat menyebabkan kadar gula darah rendah (hipoglikemia) dan rasa lapar, yang cenderung menyebabkan konsumsi kalori berlebih dan penambahan berat badan. Namun, ahli diet tidak lagi beranggapan bahwa makan makanan dengan indeks glikemik rendah membantu orang menurunkan berat badan.

Karbohidrat dengan indeks glikemik rendah tidak terlalu meningkatkan kadar insulin. Akibatnya, orang merasa kenyang lebih lama setelah makan. Mengonsumsi karbohidrat dengan indeks glikemik rendah juga cenderung menghasilkan kadar kolesterol yang lebih sehat dan mengurangi risiko obesitas dan diabetes melitus serta, mengurangi risiko komplikasi akibat diabetes pada penderitanya.

Terlepas dari hubungan antara makanan dengan indeks glikemik rendah dan kesehatan yang lebih baik, menggunakan indeks untuk memilih makanan tidak secara otomatis menghasilkan pola makan yang sehat. Misalnya, indeks glikemik keripik kentang dan beberapa permen batangan—bukan pilihan yang menyehatkan—lebih rendah daripada makanan sehat, seperti nasi merah. Beberapa makanan dengan indeks glikemik tinggi mengandung vitamin dan mineral berharga. Dengan demikian, indeks ini hanya boleh digunakan sebagai panduan umum untuk pilihan makanan.

Tabel
Tabel

Beban glikemik

Indeks glikemik hanya menunjukkan seberapa cepat karbohidrat dalam makanan diserap ke dalam aliran darah. Indeks glikemik tidak memperhitungkan berapa banyak karbohidrat yang terkandung dalam makanan, yang juga penting. Beban glikemik mencakup indeks glikemik dan jumlah karbohidrat dalam makanan. Makanan, seperti wortel, pisang, semangka, atau roti gandum utuh, dapat memiliki indeks glikemik tinggi tetapi mengandung karbohidrat relatif kecil dan dengan demikian memiliki beban glikemik yang rendah. Makanan semacam itu efeknya kecil terhadap kadar gula darah.

Beban glikemik juga mencakup bagaimana perubahan gula darah dipengaruhi oleh kombinasi makanan yang dimakan bersama. Tidak demikian halnya dengan indeks glikemik.

Protein

Protein terdiri atas unit yang disebut asam amino, yang dirangkai bersama dalam formasi kompleks. Karena protein adalah molekul yang kompleks, tubuh membutuhkan waktu lebih lama untuk memecahnya. Akibatnya, protein menjadi sumber energi yang jauh lebih lambat dan tahan lama dibandingkan karbohidrat.

Ada 20 asam amino. Tubuh menyintesis sebagian asam amino dari komponen-komponen di dalam tubuh, tetapi tidak dapat menyintesis 9 asam amino—yang disebut asam amino esensial. Mereka harus dikonsumsi dalam makanan. Setiap orang membutuhkan 8 asam amino ini: isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin. Bayi juga membutuhkan asam amino ke-9, yaitu histidin.

Persentase protein yang dapat digunakan tubuh untuk menyintesis asam amino esensial berbeda-beda untuk setiap protein. Tubuh dapat menggunakan 100% protein dalam telur dan sebagian besar protein dalam susu dan daging. Tubuh dapat menggunakan kurang dari setengah protein pada sebagian besar sayuran dan sereal.

Tubuh membutuhkan protein untuk memelihara dan mengganti jaringan serta untuk tetap berfungsi dan tumbuh. Protein biasanya tidak digunakan untuk energi. Namun, jika tubuh tidak mendapatkan cukup kalori dari zat gizi lain atau dari lemak yang tersimpan di dalam tubuh, protein dipecah menjadi badan keton untuk digunakan sebagai energi. Jika protein yang dikonsumsi lebih banyak daripada yang dibutuhkan, tubuh akan memecah protein dan menyimpan komponennya sebagai lemak.

Tubuh mengandung protein dalam jumlah besar. Protein, zat penyusun utama dalam tubuh, adalah komponen utama sebagian besar sel. Misalnya, otot, jaringan ikat, dan kulit semuanya terbuat dari protein.

Orang dewasa harus mengonsumsi sekitar 60 gram protein per hari (0,8 gram per kilogram berat atau 10 hingga 15% dari total kalori). Apakah mengonsumsi lebih banyak protein dapat bermanfaat bagi sebagian besar orang dewasa masih menjadi perdebatan. Orang dewasa yang mencoba membangun otot membutuhkan lebih banyak protein. Anak-anak juga membutuhkan lebih banyak protein karena mereka dalam masa pertumbuhan. Ibu hamil atau menyusui atau mereka yang menderita penyakit kritis juga membutuhkan lebih banyak protein. Orang yang membatasi kalori untuk menurunkan berat badan biasanya memerlukan jumlah protein yang lebih tinggi untuk mencegah hilangnya massa otot saat mereka menurunkan berat badan. Lansia mungkin membutuhkan kadar protein yang lebih tinggi hingga 1,2 g/kg berat badan. Namun demikian, jumlah ini berlebihan dan berpotensi membahayakan bagi orang dengan kondisi tertentu seperti insufisiensi ginjal dan gagal ginjal. Studi juga menunjukkan bahwa protein lebih mengenyangkan (membantu orang merasa kenyang lebih lama) daripada karbohidrat dan lemak.

Lemak

Lemak adalah molekul kompleks yang terdiri dari asam lemak dan gliserol. Tubuh membutuhkan lemak untuk pertumbuhan dan energi. Tubuh juga menggunakan lemak untuk menyintesis hormon dan berbagai zat lain yang diperlukan untuk aktivitas tubuh (seperti prostaglandin).

Lemak adalah sumber energi paling lambat tetapi bentuk makanan yang paling efisien energi. Setiap gram lemak memasok tubuh dengan sekitar 9 kalori, lebih dari dua kali yang dipasok oleh protein atau karbohidrat. Karena lemak adalah bentuk energi yang begitu efisien, tubuh menyimpan kelebihan energi sebagai lemak. Tubuh menyimpan lemak berlebih di dalam perut (lemak viseral) dan di bawah kulit (lemak subkutan) untuk digunakan saat membutuhkan lebih banyak energi. Tubuh juga dapat menyimpan kelebihan lemak dalam pembuluh darah dan dalam organ, yang dapat menghalangi aliran darah dan merusak organ, yang sering menyebabkan gangguan serius.

Asam lemak

Ketika membutuhkan asam lemak, tubuh dapat membuat (menyintesis) asam lemak tertentu. Yang lainnya, yang disebut asam lemak esensial, tidak dapat disintesis dan harus dikonsumsi melalui makanan. Asam lemak esensial membentuk sekitar 7% lemak yang dikonsumsi dalam pola makan normal dan sekitar 3% dari total kalori (sekitar 8 gram). Asam lemak esensial mencakup asam linoleat dan asam linolenat, yang terkandung dalam minyak nabati tertentu. Asam eikosapentanoat dan asam dokosaheksaenoat, yang merupakan asam lemak yang penting bagi perkembangan otak, dapat disintesis dari asam linolenat. Namun, produk ini juga ada dalam minyak ikan laut tertentu, yang merupakan sumber yang lebih efisien.

Asam linoleat dan asam arakidonat adalah asam lemak omega-6. Asam alfa-linolenat, asam eikosapentanoat, dan asam dokosaheksaenoat adalah asam lemak omega-3. Pola makan yang kaya akan asam lemak omega-3 dapat mengurangi risiko aterosklerosis (termasuk penyakit arteri koroner). Ikan trout dan ikan laut dalam tertentu mengandung asam lemak omega-3 dalam jumlah besar. (Ibu hamil atau menyusui harus memilih ikan yang rendah merkuri. Lihat Merkuri dalam Makanan Laut untuk informasi lebih lanjut.) Di Amerika Serikat, orang cenderung mengonsumsi asam lemak omega-6 yang cukup, yang ada pada minyak yang digunakan dalam banyak makanan olahan, namun tidak cukup asam lemak omega-3. Asupan asam lemak esensial yang direkomendasikan dapat dipenuhi dengan 2 hingga 3 sendok makan lemak nabati setiap hari atau dengan mengonsumsi seporsi ikan berlemak 3,5 ons seperti salmon dua kali seminggu.

Tabel
Tabel

Bentuk lemak

Ada berbagai bentuk lemak:

  • Tidak jenuh tunggal

  • Tidak jenuh ganda

  • Jenuh

Lemak jenuh cenderung meningkatkan kadar kolesterol dan meningkatkan risiko ateroskelerosis. Makanan yang berasal dari hewan umumnya mengandung lemak jenuh, yang cenderung memadat pada suhu kamar. Lemak yang berasal dari tanaman umumnya mengandung asam lemak tak jenuh tunggal atau tak jenuh ganda, yang cenderung mencair pada suhu ruangan. Minyak kelapa sawit dan minyak kelapa adalah pengecualian. Keduanya lebih banyak mengandung lemak jenuh daripada minyak nabati lainnya.

Lemak trans (asam lemak trans) adalah kategori lemak yang berbeda. Bentuk lemak ini adalah buatan manusia, dibentuk dengan menambahkan atom hidrogen (hidrogenasi) pada asam lemak tak jenuh tunggal atau tak jenuh ganda. Lemak dapat terhidrogenasi sebagian atau sepenuhnya (atau jenuh dengan atom hidrogen). Di Amerika Serikat, sumber utama lemak trans adalah minyak nabati terhidrogenasi parsial, yang sebelumnya digunakan dalam banyak makanan yang dibuat secara komersial. Mengonsumsi lemak trans dapat berdampak merugikan terhadap kadar kolesterol dalam tubuh dan dapat berkontribusi terhadap risiko ateroskelerosis. Oleh karena itu, US Food and Drug Administration (FDA) atau Badan Pengawas Obat dan Makanan AS telah melarang penggunaan lemak trans dalam pembuatan makanan.

Lemak dalam pola makan

Pihak otoritas umumnya merekomendasikan agar

  • Lemak harus dibatasi hingga kurang dari sekitar 28% dari total kalori harian (atau kurang dari 90 gram per hari).

  • Lemak jenuh harus dibatasi hingga kurang dari 8%.

Dianjurkan untuk menghilangkan lemak trans dari pola makan. Apabila memungkinkan, lemak tak jenuh tunggal dan lemak tak jenuh ganda, termasuk lemak omega-3, harus digunakan untuk menggantikan lemak jenuh dan lemak trans.

Orang dengan kadar kolesterol tinggi mungkin perlu mengurangi asupan lemak totalnya lebih banyak lagi.

Uji Pengetahuan Anda
Uji Pengetahuan AndaTake a Quiz!