I. ASAL
Merupakan hasil proses alam, dari zat organik yang tertimbun selama ribuan tahun
Penghasil utama bahan bakar, bahan-bahan petrokimia
II. KOMPOSISI MINYAK BUMI
Fase : cair, gas, padat
Komposisi utama :
a. Hidrokarbon (83 – 87 % C,11 – 14 % H)
b. Senyawa Nitrogen (0 – 0,5 %)
c. Senyawa Sulfur (0 – 6 %)
d. Oksigen (0 – 3,5 %)
Kualitas minyak bumi diukur dengan bilangan oktan
Bilangan Oktan
Pengukuran terhadap kemampuan bahan bakar untuk menghindari atau mengatasi “knocking” (berisik pada mesin) disebabkan oleh compression ratio pada motor relatif tinggi
Ditentukan dengan memasukkan bahan bakar yang akan diukur pada motor khusus yang mempunyai satu silinder, kemudian dibandingkan dengan motor tertentu, yang dijalankan dengan perbandingan bahan bakar :
Iso-oktana : n-heptana
(2.2.4 trimethyl pentane)
Bilangan oktan iso-oktana = 100
n-heptana = 0
Perbandingan persen volumetrik iso-oktana & n-heptana yang memberikan jumlah ketukan yang sama terhadap bahan bakar yang diuji, menyatakan bilangan oktan bahan bakar yang diuji
Contoh :
Campuran 90 % volume iso-oktana &
10 % volume n-heptana
memberikan ketukan yang sama dengan bahan bakar X pada motor uji berarti bilangan oktan bahan bakar X adalah 90
III. PENGGOLONGAN MINYAK BUMI (berdasarkan hidrokarbon yang dikandung)
Minyak mentah parafinik (parafin, isoparafin, olefin) rantai hidrokarbon terbuka
Minyak mentah naphtenik (naphtena) rantai hidrokarbon tertutup(cincin)
Campuran (mixed based)
JENIS-JENIS MINYAK MENTAH BERDASARKAN KOMPOSISI HIDROKARBON
Aliphatics/rantai hidrokarbon terbuka
n parafin (CnH2n+2)
* fraksi utama
* bilangan oktan rendah
Iso parafin (CnH2n+2)
Jumlah sedikit
Dapat dinaikkan melalui proses-proses lanjutan
Mempunyai rantai cabang
Baik untuk “internal combustion engine”
Olefin (CnH2n+2)
Tidak ada dalam minyak mentah
Hasil proses cracking katalitis
Baik untuk bahan baku zat petrokimia
B. Aromatic/senyawa cincin.
1. Naphtena (CnH2n) sikloheksana
Banyak dalam minyak mentah
Senyawa siklis jenuh & tidak reaktif
MR rendah dimanfaatkan sebagai bahan bakar
MR tinggi berada dalam fraksi gas
Aromatis (CnH2n-6)
Berjumlah sedikit dalam minyak mentah
Dibutuhkan dalam bensin (premium) karena mempunyai anti knocking
Sering dipisahkan dari minyak bumi sebagai bahan baku petrokimia
C. Pengotor
1. Senyawa Sulfur dan Nitrogen
Merupakan kotoran
Sulfur berbau dan dapat menimbulkan korosi
Pada bensin dan minyak tanah kedua senyawa ini dipisahkan dari produk
IV. PRODUK – PRODUK MINYAK BUMI
Dibedakan berdasarkan titik didih
Gas kilang
C1 & C2 : untuk bahan bakar di kilang
C3 : las propana, bahan bakar rambu laut
LPG : bahan bakar rumah tangga
Kerosin
Untuk bahan bakar keperluan rumah tangga
Aviation turbine fuel
Untuk bahan bakar pesawat jet (mesin turbin)
4. Aviation gasoline
Untuk bahan bakar pesawat terbang
5. Motor gasoline
Untuk bahan bakar kendaraan bermotor (super, premium, premix, TT, Super TT)
6. High speed diesel fuel (minyak solar)
Untuk mesin disel
7. Industrial diesel fuel (minyak disel)
untuk mesin disel berat
8. Residu
Untuk bahan bakar industri petrokimia, bahan bakar industri (umum), bahan baku perlumas dsb.
Produk-produk samping
Pelarut (benzena,toluena, xilena)
Lilin (membatik)
Aspal
Petroleum coke
V. PENGOLAHAN
PROSES UTAMA
Penyulingan
Untuk memisahkan jenis-jenis minyak berdasarkan titik didih dalam kolom destilasi
Perengkahan (cracking)
Untuk memecah hidrokarbon berat menjadi kecil
Hasil : gasoline dengan mutu baik
Hasil samping : butana, iso butana & olefin ringan
Reforming
Perubahan bentuk/struktur molekul
Memanaskan bensin, uap dilewatkan tumpukan katalisator sehingga terjadi perubahan bentuk
Alkilasi
Penggabungan molekul-molekul 2 jenis
Molekul-molekul gas :
butylene & isobutane menjadi akylate (bahan avtur)
Polimerisasi
Penggabungan molekul-molekul sejenis
molekul-molekul gas digabung menjadi polimer
Untuk pembuatan bensin mutu tinggi
Pemurnian
Pembuangan kotoran pada produk
Pemurnian berdasarkan sifat produk,
misal :
“copper sweetening” & “doctor treating” untuk menghilangkan kotoran penyebab karat dan bau
“acid treatment” untuk membuang lumpur sambil memperbaiki warna dan daya tahan
“desulfurizing” untuk menghilangkan Sulfur yang dapat menyebabkan karat
Blending (pencampuran)
Bensin untuk dijual harus diberi :
Additive : TEL (Tetra Ethyl Lead) untuk menambah tenaga dan mengurangi knocking
Inhibitor : agar tahan lama
PROSES - PROSES TAMBAHAN UNTUK MEMPERBAIKI KUALITAS
Proses dewaxing
Untuk menghilangkan “wax” ( n parafin MR tinggi)
Untuk menghasilkan minyak pelumas dengan pour point rendah
Proses deasphalting
Proses penghilangan asphalt
Untuk menghasilkan minyak pelumas
Proses penghilangan sulfur
Sabtu, 08 Januari 2011
Senin, 03 Januari 2011
AIR
A. Pendahuluan
Semua sel membutuhkan sumber energi agar dapat tetsp hidup dan melakukan fungsi khusus. Air dalam tubuh merupakan unsure esensial. Jaringan yang metabolismenya paling aktif mengandung air yang terbanyak, misalnya otot. Air dalam tubuh orang dewasa terdapat sekitar 60% dari berat badannya (± 47 liter). Pada pria, air dalam tubuh lebih sedikit jika dibandingkan dengan air dalam tubuh wanita karena banyaknya lemak. Disamping itu, banyaknya air juga tergantung kepada umur. Tubuh memperoleh air secara eksogen dan endogen. Air eksogen yaitu air yang berasal dari luar, diperoleh dari air yang diminum dan air bersama dengan makanan. Faktor iklim akan memacu asupan air eksogen, misalnya: banyak keringat yang dikeluarkan, sehingga tubuh memerlukan air dan juga ada variasi individual refleks haus diaktifkan oleh osmolaritas cairan ekstrasel. Air endogen berarti air yang diperoleh dari dalam tubuh sendiri berasal dari hasil oksidasi berbagai nutrient dalam tubuh.
B. Jenis dan Sumber Air
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan fungsinya tak dapat digantikan oleh senyawa lain. Berdasarkan sumbernya air dapat dibagi beberapa macam, yaitu sebagai berikut:
1. Air yang diperoleh secara eksogen yang meliputi:
a. Air minum yang meliputi:
• Air bebas, merupakan air yang tidak terikat oleh komponen lain, seperti aquades air putih yang komponen terbesarnya adalah H2O atau juga air yang terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan inter granular dan pori-pori yang terdapat dalam bahan air yang terdapat dalam bentuk bebas. Air ini dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan, misalnya, proses mikrobiologis, kimiawi, enzimatik, bahkan oleh aktivitas serangga perusak sedangkan air yang dalam bentuk senyawa komplek biasanya tidak membantu terjadinya proses kerusakan tersebut di atas. Oleh sebab itu, kadar air bukan merupakan parameter yang absolute untuk dapat dipakai meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan bahan maknan. Untuk itu, dapat digunakan air (aktivitas air) untuk membentuk kemampuan air dalam proses-proses kerusakan bahan makanan.
• Air yang terikat secara lemah karena terserap (terabsorpsi) pada permukaan koloid makro molekul seperti protein, pectin, pati dan sellulosa, selain itu air juga terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-zat yang ada dalam sel. Air yang ada dalam bentuk ini masih tetap mempunyai sifat air bebas dan dapat dikristalkan pada proses pembekuan. Ikatan antara air dengan kolod tersebut merupakan ikatan hydrogen.
• Air dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk hidrat, ikatannya bersifat tonik sehingga relatif sukar dihilangkan. Air ini tidak membeku meskipun pada suhu 0ºF.
• Air dalam es, yaitu merupakan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul H2O (HOH) yang tersusun sedemikian rupa sehingga 1 atom H di satu sisi antara sepasang atom oksigen molekul-molekul air lainnya, membentuk suatu pasangan simetrik, dimana satu molekul (HOH) dapat mengikat 4 molekul HOH yang berdekatan dan jarak atom O-O yang berdampingan sebesar 2,76 Aº.
• Air dalam kompleks minuman: peran air dalam kompleks minuman yaitu sebagai pelarut. Air dapat melarutkan bahan seperti garam, vitamin, mineral, gula dan senyawa-senyawa seperti yang terkandung dalam the dan kopi. Contihnya adalah : air susu, air kopi, air teh, air sirup dan lain-lain.
b. Air dalam bahan makanan
Air yang terdapat dalam bahan makanan dinamakan sebagai air terikat yaitu suatu sistem yang mencakup air yang mempunyai derajat keterikatan yang berada dalam bahan.
Menurut derajat keterikatan, air dapat dibedakan 4 tipe:
• Molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul air lain.
• Molekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen yang berenergi besar.
• Air yang secara fisik terikat dalam jaringan matrik membrane, kapiler, serrate, dan lain-lain.
• Air yang itdak terikat dalam jaringan suatu bahan
Berbagai Sumber Air dalam Makanan
Bahan Kandungan
Tomat
Semangka
Kol
Nenas
Kacang hijau
Susu sapi
Iakn teri kering
Daging sapi
Roti
Buah kering
Susu bubuk
Tepung terigu 94%
93%
92%
85%
90%
88%
38%
66%
36%
28%
14%
12%
Berdasarkan keempat tipe di atas, air dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. Air imbibisi
Air yang masuk ke dalam bahan pangan, menyebabkan pengembangan volume. Misalnya air yang tercampur dengan beras, menajdi nasi.
b. Air kristal
Air yang terikat dalam semua bahan, baik pangan maupun non pangan yang berbentuk kristal. Misalnya gula, garam, Cu SO4, dan lain-lain.
2. Air yang diperoleh secara endogen yaitu air yang diperoleh dari hasil oksidasi berbagai nutrient dalam tubuh, misalnya karbohidrat dihidrolisis menjadi CO2 dan H2O.
Sumber-sumber air metabolic/hasil oksidasi: karbohidrat, protein dan lemak.
Kandungan Air Metabolik
Zat Gizi Air Metabolik/100 kalori
Karbohidrat
Protein
Lemak 15,0 (gr)
10,5 (gr)
11,1 (gr)
Kita dapat menghitung kandungan air metabolic dengan menggunakan tabel di atas. Misalnya 100 gr ransum terdapat dari 10% protein, 20% lemak dan 55% karbohidrat dan sisanya bahan pelengkap, maka :
10 gr protein mengandung (4 x 10 gr) = 40 kalori
20 gr lemak mengandung (9 x 20 gr) = 180 kalori
55 gr karbohidrat mengandung (4 x 55 gr) = 220 kalori
Untuk 40 kalori protein mengandung air metabolic 4 gram
10,5 x 40
100
= 4,2 gram air
Untuk 180 kalori lemak mengandung air metabolic 20 gram
11,1 x 180
100
= 19,98 gram air
Untuk 220 kalori karbohidrat mengandung air metabolic 33 gram
15,0 x 220
100
= 33 gram air
Sehingga ransom tersebut mengandung air metabolic 57,18 gram (4,2 + 19,98 + 33) dan kalori 440 kalori. Setiap 100 kalori ransum mengandung air metabolic 57 x 100/440 = 12,99 gr.
Kebutuhan air sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor:
1. Temperatur
Makin tinggi temperature lingkungan, maka makin banyak kebutuhan air
2. Jenis makanan
Makanan dalam bentuk cair atau semisolid hanya memerlukan air lebih sedikit daripada berasal dari bentuk padat.
3. Umur
C. Fungsi Air
Fungsi air diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Sebagai bahan yang dapat mendispersikan berbagai senyawa polar ada dalam bahan makanan.
2. Sebagai pelarut senyawa polar
3. Berperan pada proses metabolisme bahan gizi (misalnya pada Glikolisis dan Glikogenolisis)
4. Sebagai alat transportasi zat gizi (misalnya, darh mengandung 90 – 95 % air).
5. Sebagai komponen jaringan tubuh dan memberi bentuk
6. Berperan dalam berbagai reaksi kimia tubuh. (Misalnya pada oksida dan polimerisasi).
7. Sebagai bantalan system syaraf
8. Sebagai pelumas persendian
9. Menjaga stabilitas suhu tubuh (sebagai termoregulator).
Larutan dalam air dapat digolongkan dua jenis yaitu yang ionic dan molekuler. Larutan air dalam bentuk ionic dapat dilihat pada larytan garam, diamna atom Na mendominasikan 1 elektron yang berada di lapisan luar kepada atom klorida yang kekurangan 1 elektron pada lapisan luarnya, sehingga menghasilkan ion Na+ dan Cl-. Dalam kristal NaCl kedua ion tersebut saling terikat dengan daya tarik elektrostatik.
Molekul-molekul berbagai senyawa dalam makanan terikat satu sama lain melalui ikatan hydrogen. Contohnya, molekul gula. Bila sebuah kristal gula melalui molekul-molekul air bergabung secara ikatan hidrogen pada gugus polar molekul gula yang terdapat di permukaan air kristal gula tersebut. Molekul-molekul air yang mula-mula terikat pada lapisan pertama ternyata tidak dapat bergerak, tetapi selanjutnya molekul-molekul gula akhirnya dikelilingi oleh lapisan air dengan melepas diri dari kristal.
Pemanasan air dapat mengurangi daya tarik-menarik antara molekul-molekul air dan memberikan cukup energi kepada molekul-molekul air sehingga dapat mengatasi daya tarik-menarik antara molekul gula.
D. Regulasi Konsumsi Air
Mekanisme kebutuhan air adalah suatu proses fisiologi meliputi:
1. Stimulasi pada rongga mulut
Jika seseorang menderita kekurangan saliva, maka rongga mulut dan oesophagus kering dan menyebabkan turunnya volume saliva, akibatnya nafsu minum meningkat, dan terangsangnya osmotic reseptor pada lidah dan rongga mulut menstimulasi nafsu makan.
2. Stimulasi pada otak
Jika temperatur lingkungan meningkat, maka berakibat terhadap peningkatan produksi keringat menyebabkan permintaan air meningkat pula.
Regulasi air harus mampu menjamin kuantitas dan kualitas air tubuh sebanyak kurang lebih 47 liter pada orang dewasa. Untuk itu, setiap hari seorang dewasa harus mengganti air tubuhnya (Turn Over rate) sebanyak 5 liter (2 liter atau 8 gelas dari air putih, 1,5 liter dari air kompleks, dan 1,5 liter dari makanan). Regulasi air jangan hanya mengandalkan stimulasi haus saja. Jika seseorang kekurangan air, baik dari segi kuantitas lebih-lebih dari segi kualitas, maka fungsi air dalam tubuh manusia akan terganggu dan dapat menyebabkan dehidrasi yang dapat berakibat fatal. Secara umum, kelebihan air tidak menimbulkan masalah dengan catatan hipotalamus dan ginjal seseorang tersebut tidak mengalami gangguan fungsi.
E. Penentuan Kadar Air
Penentuan kadar air dapat dilakukan dengan cara, tergantung kepada sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105-110º C selama 3 jam atau didapat berat yang konstan. Selisih berat tersebut dan sesudah pengurangan adalah banyaknya air diuapkan kadang-kadang pengurangan dilakukan tanpa pemanasan, bahan dimasukkan dalam eksilator dengan H2SO4 pekat sebagi pengering, sehingga mencapai berat konstan.
Penentuan kadar air dari bahan-bahan yang kadar airnya tinggi dan mengandung senyawa-senyawa yang mudah menguap, seperti sayuran dan susu, menggunakan cara destilasi dengan pelarut tersebut. Misalnya: tanen, xilol, neptana yang berat jenisnya lebih rendah daripada air. Untuk bahan yang dengan kadar gula tinggi, kadar airnya dapat diukur dengan menggunakan retraktometer disamping menentukan putaran terlarutnya gula. Dari hasil ini, air dari gula dianggap sebagai komponen-komponen yang mempengaruhi indeks retriksi.
Secara lebih khusus, analisis kadar air dapat dilakukan melalui beberapa cara sebagai bnerikut:
a. Cara destilasi dengan pelarut tertentu. Misalnya: sayuran destilasi dengan pelarutm toluen, xilol dan heptana.
b. Menggunakan retraktometer, biasanya digunakan untuk bahan yang kadar gulanya berlebihan.
c. Dengan cara kimia, yaitu mengukur berdasarkan volume gas asetilen yang dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan bahan yang akan diperiksa. Misalnya uji air pada tepung, bubuk biji panili, mentega dan sari buah.
d. Cara pengeringan berdasarkan reaksi kimia air dengan titrasi langsung dari bahan basah dengan iodin, sulfur, dioksida dan piridina dalam methanol.
e. Cara titrasi yang menunjukkan perubahan warna pada titik terakhir titrasi.
Semua sel membutuhkan sumber energi agar dapat tetsp hidup dan melakukan fungsi khusus. Air dalam tubuh merupakan unsure esensial. Jaringan yang metabolismenya paling aktif mengandung air yang terbanyak, misalnya otot. Air dalam tubuh orang dewasa terdapat sekitar 60% dari berat badannya (± 47 liter). Pada pria, air dalam tubuh lebih sedikit jika dibandingkan dengan air dalam tubuh wanita karena banyaknya lemak. Disamping itu, banyaknya air juga tergantung kepada umur. Tubuh memperoleh air secara eksogen dan endogen. Air eksogen yaitu air yang berasal dari luar, diperoleh dari air yang diminum dan air bersama dengan makanan. Faktor iklim akan memacu asupan air eksogen, misalnya: banyak keringat yang dikeluarkan, sehingga tubuh memerlukan air dan juga ada variasi individual refleks haus diaktifkan oleh osmolaritas cairan ekstrasel. Air endogen berarti air yang diperoleh dari dalam tubuh sendiri berasal dari hasil oksidasi berbagai nutrient dalam tubuh.
B. Jenis dan Sumber Air
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan fungsinya tak dapat digantikan oleh senyawa lain. Berdasarkan sumbernya air dapat dibagi beberapa macam, yaitu sebagai berikut:
1. Air yang diperoleh secara eksogen yang meliputi:
a. Air minum yang meliputi:
• Air bebas, merupakan air yang tidak terikat oleh komponen lain, seperti aquades air putih yang komponen terbesarnya adalah H2O atau juga air yang terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan inter granular dan pori-pori yang terdapat dalam bahan air yang terdapat dalam bentuk bebas. Air ini dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan, misalnya, proses mikrobiologis, kimiawi, enzimatik, bahkan oleh aktivitas serangga perusak sedangkan air yang dalam bentuk senyawa komplek biasanya tidak membantu terjadinya proses kerusakan tersebut di atas. Oleh sebab itu, kadar air bukan merupakan parameter yang absolute untuk dapat dipakai meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan bahan maknan. Untuk itu, dapat digunakan air (aktivitas air) untuk membentuk kemampuan air dalam proses-proses kerusakan bahan makanan.
• Air yang terikat secara lemah karena terserap (terabsorpsi) pada permukaan koloid makro molekul seperti protein, pectin, pati dan sellulosa, selain itu air juga terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-zat yang ada dalam sel. Air yang ada dalam bentuk ini masih tetap mempunyai sifat air bebas dan dapat dikristalkan pada proses pembekuan. Ikatan antara air dengan kolod tersebut merupakan ikatan hydrogen.
• Air dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk hidrat, ikatannya bersifat tonik sehingga relatif sukar dihilangkan. Air ini tidak membeku meskipun pada suhu 0ºF.
• Air dalam es, yaitu merupakan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul H2O (HOH) yang tersusun sedemikian rupa sehingga 1 atom H di satu sisi antara sepasang atom oksigen molekul-molekul air lainnya, membentuk suatu pasangan simetrik, dimana satu molekul (HOH) dapat mengikat 4 molekul HOH yang berdekatan dan jarak atom O-O yang berdampingan sebesar 2,76 Aº.
• Air dalam kompleks minuman: peran air dalam kompleks minuman yaitu sebagai pelarut. Air dapat melarutkan bahan seperti garam, vitamin, mineral, gula dan senyawa-senyawa seperti yang terkandung dalam the dan kopi. Contihnya adalah : air susu, air kopi, air teh, air sirup dan lain-lain.
b. Air dalam bahan makanan
Air yang terdapat dalam bahan makanan dinamakan sebagai air terikat yaitu suatu sistem yang mencakup air yang mempunyai derajat keterikatan yang berada dalam bahan.
Menurut derajat keterikatan, air dapat dibedakan 4 tipe:
• Molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul air lain.
• Molekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen yang berenergi besar.
• Air yang secara fisik terikat dalam jaringan matrik membrane, kapiler, serrate, dan lain-lain.
• Air yang itdak terikat dalam jaringan suatu bahan
Berbagai Sumber Air dalam Makanan
Bahan Kandungan
Tomat
Semangka
Kol
Nenas
Kacang hijau
Susu sapi
Iakn teri kering
Daging sapi
Roti
Buah kering
Susu bubuk
Tepung terigu 94%
93%
92%
85%
90%
88%
38%
66%
36%
28%
14%
12%
Berdasarkan keempat tipe di atas, air dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. Air imbibisi
Air yang masuk ke dalam bahan pangan, menyebabkan pengembangan volume. Misalnya air yang tercampur dengan beras, menajdi nasi.
b. Air kristal
Air yang terikat dalam semua bahan, baik pangan maupun non pangan yang berbentuk kristal. Misalnya gula, garam, Cu SO4, dan lain-lain.
2. Air yang diperoleh secara endogen yaitu air yang diperoleh dari hasil oksidasi berbagai nutrient dalam tubuh, misalnya karbohidrat dihidrolisis menjadi CO2 dan H2O.
Sumber-sumber air metabolic/hasil oksidasi: karbohidrat, protein dan lemak.
Kandungan Air Metabolik
Zat Gizi Air Metabolik/100 kalori
Karbohidrat
Protein
Lemak 15,0 (gr)
10,5 (gr)
11,1 (gr)
Kita dapat menghitung kandungan air metabolic dengan menggunakan tabel di atas. Misalnya 100 gr ransum terdapat dari 10% protein, 20% lemak dan 55% karbohidrat dan sisanya bahan pelengkap, maka :
10 gr protein mengandung (4 x 10 gr) = 40 kalori
20 gr lemak mengandung (9 x 20 gr) = 180 kalori
55 gr karbohidrat mengandung (4 x 55 gr) = 220 kalori
Untuk 40 kalori protein mengandung air metabolic 4 gram
10,5 x 40
100
= 4,2 gram air
Untuk 180 kalori lemak mengandung air metabolic 20 gram
11,1 x 180
100
= 19,98 gram air
Untuk 220 kalori karbohidrat mengandung air metabolic 33 gram
15,0 x 220
100
= 33 gram air
Sehingga ransom tersebut mengandung air metabolic 57,18 gram (4,2 + 19,98 + 33) dan kalori 440 kalori. Setiap 100 kalori ransum mengandung air metabolic 57 x 100/440 = 12,99 gr.
Kebutuhan air sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor:
1. Temperatur
Makin tinggi temperature lingkungan, maka makin banyak kebutuhan air
2. Jenis makanan
Makanan dalam bentuk cair atau semisolid hanya memerlukan air lebih sedikit daripada berasal dari bentuk padat.
3. Umur
C. Fungsi Air
Fungsi air diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Sebagai bahan yang dapat mendispersikan berbagai senyawa polar ada dalam bahan makanan.
2. Sebagai pelarut senyawa polar
3. Berperan pada proses metabolisme bahan gizi (misalnya pada Glikolisis dan Glikogenolisis)
4. Sebagai alat transportasi zat gizi (misalnya, darh mengandung 90 – 95 % air).
5. Sebagai komponen jaringan tubuh dan memberi bentuk
6. Berperan dalam berbagai reaksi kimia tubuh. (Misalnya pada oksida dan polimerisasi).
7. Sebagai bantalan system syaraf
8. Sebagai pelumas persendian
9. Menjaga stabilitas suhu tubuh (sebagai termoregulator).
Larutan dalam air dapat digolongkan dua jenis yaitu yang ionic dan molekuler. Larutan air dalam bentuk ionic dapat dilihat pada larytan garam, diamna atom Na mendominasikan 1 elektron yang berada di lapisan luar kepada atom klorida yang kekurangan 1 elektron pada lapisan luarnya, sehingga menghasilkan ion Na+ dan Cl-. Dalam kristal NaCl kedua ion tersebut saling terikat dengan daya tarik elektrostatik.
Molekul-molekul berbagai senyawa dalam makanan terikat satu sama lain melalui ikatan hydrogen. Contohnya, molekul gula. Bila sebuah kristal gula melalui molekul-molekul air bergabung secara ikatan hidrogen pada gugus polar molekul gula yang terdapat di permukaan air kristal gula tersebut. Molekul-molekul air yang mula-mula terikat pada lapisan pertama ternyata tidak dapat bergerak, tetapi selanjutnya molekul-molekul gula akhirnya dikelilingi oleh lapisan air dengan melepas diri dari kristal.
Pemanasan air dapat mengurangi daya tarik-menarik antara molekul-molekul air dan memberikan cukup energi kepada molekul-molekul air sehingga dapat mengatasi daya tarik-menarik antara molekul gula.
D. Regulasi Konsumsi Air
Mekanisme kebutuhan air adalah suatu proses fisiologi meliputi:
1. Stimulasi pada rongga mulut
Jika seseorang menderita kekurangan saliva, maka rongga mulut dan oesophagus kering dan menyebabkan turunnya volume saliva, akibatnya nafsu minum meningkat, dan terangsangnya osmotic reseptor pada lidah dan rongga mulut menstimulasi nafsu makan.
2. Stimulasi pada otak
Jika temperatur lingkungan meningkat, maka berakibat terhadap peningkatan produksi keringat menyebabkan permintaan air meningkat pula.
Regulasi air harus mampu menjamin kuantitas dan kualitas air tubuh sebanyak kurang lebih 47 liter pada orang dewasa. Untuk itu, setiap hari seorang dewasa harus mengganti air tubuhnya (Turn Over rate) sebanyak 5 liter (2 liter atau 8 gelas dari air putih, 1,5 liter dari air kompleks, dan 1,5 liter dari makanan). Regulasi air jangan hanya mengandalkan stimulasi haus saja. Jika seseorang kekurangan air, baik dari segi kuantitas lebih-lebih dari segi kualitas, maka fungsi air dalam tubuh manusia akan terganggu dan dapat menyebabkan dehidrasi yang dapat berakibat fatal. Secara umum, kelebihan air tidak menimbulkan masalah dengan catatan hipotalamus dan ginjal seseorang tersebut tidak mengalami gangguan fungsi.
E. Penentuan Kadar Air
Penentuan kadar air dapat dilakukan dengan cara, tergantung kepada sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105-110º C selama 3 jam atau didapat berat yang konstan. Selisih berat tersebut dan sesudah pengurangan adalah banyaknya air diuapkan kadang-kadang pengurangan dilakukan tanpa pemanasan, bahan dimasukkan dalam eksilator dengan H2SO4 pekat sebagi pengering, sehingga mencapai berat konstan.
Penentuan kadar air dari bahan-bahan yang kadar airnya tinggi dan mengandung senyawa-senyawa yang mudah menguap, seperti sayuran dan susu, menggunakan cara destilasi dengan pelarut tersebut. Misalnya: tanen, xilol, neptana yang berat jenisnya lebih rendah daripada air. Untuk bahan yang dengan kadar gula tinggi, kadar airnya dapat diukur dengan menggunakan retraktometer disamping menentukan putaran terlarutnya gula. Dari hasil ini, air dari gula dianggap sebagai komponen-komponen yang mempengaruhi indeks retriksi.
Secara lebih khusus, analisis kadar air dapat dilakukan melalui beberapa cara sebagai bnerikut:
a. Cara destilasi dengan pelarut tertentu. Misalnya: sayuran destilasi dengan pelarutm toluen, xilol dan heptana.
b. Menggunakan retraktometer, biasanya digunakan untuk bahan yang kadar gulanya berlebihan.
c. Dengan cara kimia, yaitu mengukur berdasarkan volume gas asetilen yang dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan bahan yang akan diperiksa. Misalnya uji air pada tepung, bubuk biji panili, mentega dan sari buah.
d. Cara pengeringan berdasarkan reaksi kimia air dengan titrasi langsung dari bahan basah dengan iodin, sulfur, dioksida dan piridina dalam methanol.
e. Cara titrasi yang menunjukkan perubahan warna pada titik terakhir titrasi.
MINERAL
A. Pendahuluan
Tubuh tidak mampu mensintesa mineral sehingga unsur-unsur ini harus disediakan lewat makanan kebanyakan mineral dapat dideteksi dalam tubuh dan unsur mineral yang diperlukan hanya dalam jumlah sedikit sekali disebut muatan (trace element). Unsur-unsur mineral terdapat di dalam jaringan tulang dan gigi serta protein. Mineral merupakan unsure esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan sangat penting dalam pengendalian komposisi cairan tubuh 65% adalah air dalam bobot tubuh. Air merupakan media tempat semua proses metabolisme berlangsung. Kehilangan air terjadi melalui udara pernapasan disamping lewat keringat, urine dan feses yang berarti juga kehilangan mineral. Mineral merupakan konstituen esensial pada jaringan, lemak, cairan dan steletan. Steletan mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar. Mineral yang terlibat dalam berbagai proses yaiotu Cu, Za, I, Co, Mn, Mg, Kr dan Selenium.
Banyak mineral dalam makanan berbentuk garam, dan garam terdapat pada semua jaringan serta cairan tubuh, mineral dalam tubuh memiliki tiga fungsi :
1) Mineral merupakan konstituen tulang dan gigi, yang memberikan kekuatan serta iriditas kepada jaringan tersebut misalnya : Fe, P dan Mg.
2) Mineral membentuk garam-garam yang dapat larut dan dengan demikian mengendalikan komposisi cairan tubuh. Na dan Cl merupakan unsure penting dalam cairan ekstra seluler dan darah: Fe, Mg dan P merupakan unsure penting dalam cairan intra seluler.
3) Mineral turut membangun enzim dan protein dan merupakan bagain dari asam amino misalnya cysteine.
B. Jenis Mineral
Mineral merupakan konstituen esensial. Pada jaringan lunak, cair dan skeleton mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar. Berdasarkan jenisnya, mineral dibagi 2 macam yaitu sebagai berikut:
1) Makromineral (terdiri dari : kalsium, Al, Mg, P, sodium (natrium) dan sulfur
2) Mikromineral (terdiri dari : Fe, Iodium, Flour, Mn, Zinc, Cuprum, cobalt dan kromium.
C. Sumber dan Fungsi Mineral
1. Kalsium
Tubuh orang dewasa yang gizinya baik mengandung 1-1,5 kg kalsium dan 90% terdapat di tulang dan gigi dalam bentuk garam kompleks. Sumber kalsium adalah susu, ikan, udang kering, bayam, keju, es krim melinjo dan sawi. Kalsium jugs dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup dari air mineral yang dapat mengandung sampai 50 mg/ltr.
Kalsium diekskresiakan lewat urine serta feses dan untuk mencegah kehilangan ini diperlukan kalsium melalui makanan. Kalsium tambahan diperlukan dalam keadaan tertentu seperti pada masa petumbuhan mulai dari anak-anak hingga usia remaja, dan pada saat hamil untuk memenuhi kebutuhan janin.
Peranan kalsium tidak saja sebagai pembentukan tulang dan gigi tetapi juga memegang peranan penting pada berbagai proses fisiologik dan biokhemik di dalam tubuh, fungsi lain dari kalsium yaitu :
a) Dalam cairan jaringan berfungsi untuk pengendalian kerja jantung serta otot skeleton
b) Iritabilitas syaraf otot
c) Proses pembekuan darah (dalam sintesis trombin)
d) Memberikan kekerasan dan ketahanan terhadap pengeroposan
e) Transmisi impuls
f) Relaksasi dan Kontraksi
g) Absorpsi dan aktivitas enzim
h) Memberikan rigiditas terhadap jaringan
i) Bersama fosfor membentuk matriks tulang yang dipengaruhi oleh vitamin D2.
Tubuh dapat mengalami defisiensi kalsium. Apabila penyerapannya terganggu seperti pada sindrom metabsorpsi atau sebagai akibat kekurangan vitamin D. Diet yang rendah kalsium merupakan faktor penyebab defisiensi yang akan menyebabkan penyakit rachitis pada anak-anak dan osteo malasia (tulang menjadi lunak) pada orang dewasa. Kerusakan sel gigi, apabila bagian tubuh terluka maka darah akan sukar membeku, pengeluaran darah akibatnya bertambah, dan terjadi kekejangan otot.
2. Fosfor
Sumber fosfor diantaranya adalah: daging, ikan, keju, telur, sereal, beras giling dan biji-bijian. Fungsi fosfor diantaranya adalah:
a) Pembentukan tulang dan gigi
b) Untuk pembentukan komponen sel yang esensial
c) Berperan dalam pelepasan energi dari hidrat arang serta lemak
d) Membantu absorpsi hidrat arang dari usus halus
e) Membantu mempertahankan keseimbangan asam/basa dalam cairan tubuh.
Defisiensi fosfor akan terjadi pada peminum minuman beralkohol, pasien ginjal dan pasien yang mendapatkan nutirsi parenteria fosfor. Defisiensi fosfor akan dapat juga menimbulkan gangguan-gangguan yang relative sama seperti unsure Ca.
3. Besi
Sumber besi diantaranya adalah: telur, daging. ikan, tepung, gandum, roti, sayuran hijau, hati, bayam, kacang-kacangan, kentang, jagung dan otot. Fungsi besi diantaranya adalah:
a) Untuk pembentukan hemoglobin baru
b) Untuk mengembalikan hemoglobin kepada nilai normalnya setelah terjadi pendarahan.
c) Untuk mengimbangi sejumlah kecil zat besi yang secara konstan dikeluarkan tubuh, terutama lewat urine, feses dan keringat
d) Pada laktasi, untuk sekresi air susu.
Kebutuhan akan zat besi untuk bergagai jenis kelamin dan golongan usia adalah sebagai berikut :
a) Untuk laki-laki dewasa : 10 mg/hari
b) Wanita yang mengalami haid : 12 mg/hari
c) Anak-anak umur 7-10 tahun : 2,3-3,8 mg/hari
d) Anak-anak umur 11-18 tahun : 8-15 mg/hari
e) Orang dewasa : 10-15 mg/hari
Zat besi yang tidak mencukupi bagi pembentukan sel darah, akan mengakibatkan anemia, menurunkan kekebalan individu, sehingga sangat peka terhadap serangan bibit penyakit.
4. Iodium
Sumber iodium diantaranya adalah : sayur-sayuran, ikan laut, rumput laut, air mata air dan garam beryodium. Sedangkan fungsi dari iodium diantaranya adalah sebagai komponen essensial tiroksin dan kelenjar tiroid. Tiroksin berperan untuk meningkatkan laju oksidasi dalam sel-sel tubuh sehingga meningkatkan pertumbuhan.
Kebutuhan iodium diet, sukar untuk diuji. Defisiensi iodium merupakan keadaan prevalen pada masyarakat, dimana masuknya iodium lewat makanan amat rendah atau tidak mencukupi untuk menyembuhkan kasus endemic pada daerah tertentu.
Apalagi kondisi ini diperparah dengan teknik penggunaan garam beriodium yang tidak tepat. Iodium merupakan senyawa yang diketahui pertama kali oleh Bernard Curtois pada tahun 1810. Namun Iodium berasal dari bahasa Yunani Iode yang berarti warna violet. Kimiawi Iodium dalam tubuh baru diketahui pada tahun 1915, setelah Kendal berhasil mengisolasi senyawa yang mengandung iodium dalam kelenjar tiroid. Senyawa-senyawa tersebut adalah monoiodotirosin: diiodotirosin: triodotironin dan tiroksin. Tiroksin merupakan hormone yang merupakan hormone yang mempunyai peranan penting pada proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh. Hormon tiroksin mengatur perubahan provitamin A menjadi vitamin A di dalam hati, merangsang mobilisasi lemak, memacu metabolisme kalsium dan berperan pada metabolisme protein. Secara alami, di dalam bahan makanan Iodium hanya terdapat dalam jumlah sedikit yaitu hanya beberapa microgram setiap kilogram bahan makanan, kandungan Iodium pada bahan pangan nabati sangat bervariasi tergantung pada tanah tempat tumbuhnya, air dan pupuk yang digunakan.
Menurut Budiyanto (2001) pemenuhan gizi mikro Iodium bertumpu kepada pemanfaatan garam dapur yang telah mengalami fortifikasi Iodium. Garam-garam beriodium relative mudah didapat di took-toko kecil. Garam-garam tersebut telah sesuai dengan Standar Industri Indonesia. Jika penggunaan garam beriodium tersebut sesuai denga sifat fisik dan kimia iodium, maka upaya pemenuhan tersebut akan tercapai dengan baik sehingga dapat menurunkan GAKI. Ada 6 model yang mungkin dikembangkan masyarakat dalam rangka pemenuhan gizi mikro Iodium, yaitu:
a) Menggunakan garam tidak beriodium.
b) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan dicampur dengan bumbu (saat mengerus), kemudian dimasukkan pada saat memasak makanan.
c) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan sebagian dicampur dengan bumbu (saat mengerus) dan sebagian dimasukkan pada saat memasak makanan.
d) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada saat memasak makanan.
e) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada makanan yang selesai dimasak dan masih panas.
f) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada makanan yang selesai dimasak dan relative sudah dingin.
5. Flour
Sumber flour diantaranya adalah: air, makanan dari laut, tanaman, ikan dan makanan hasil ternak. Sedangkan fungsi flour diantaranya adalah :
a) Untuk pertumbuhan dan pembentukan struktur gigi
b) Untuk mencegah karies gigi.
Kebutuhan flour antara daerah panas dan daerah yang kurang panas berbeda. Kebutuhan untuk daerah sub tropis (panas) 1,0-1,2 ppm per hari, sedangkan untuk daerah tropis (panas) kebutuhannya sebesar 0,5-0,7 ppm per hari. Apabila kekurangan garam fluoride dapat menyebabkan penyakit gigi (caries)
6. Natrium/Sodium
Sumber natrium diantaranya adalah: keju, ikan asin, udang, sayur-sayuran, bayam, seledri, sereal, buah-buahan, susu, telur dan daging. Sedangkan fungsi dari natrium diantaranya adalah sebagai berikut:
a) Dalam plasma darah dan cairan berperan dalam menyelimuti jaringan.
b) Berperan dalam menghasilkan tekanan osmotic yang mengatur pertukaran cairan antara sel dan cairan di sekitarnya.
c) Menentukan volume dalam cairan ekstra seluler dan amina.
d) Untuk mempertahankan keseimbangan tubuh.
Natrium harus terdapat dalam jumlah yang cukup pada makanan agar kecukupan Natrium ini dapat terjamin tubuh sendiri dapat mengatur kader natrium tubuh dan mengeluarkan kelebihan natrium melalui urine akan tetapi penyakit tertentu Na tetapi bertahan dalam tubuh dengan jumlah yang berlebihan
7. Kalium
Sumber kalian diantaranya adalah bekadul,tetes (molase), khamir, Coklat dan kopi. Sedangkan fungsi kalium diantaranya adalah sebagai berikut.
a. Digunakan sebagai Indeksi untuk lean body mass (bagian badan tanpa lemak )
b. Membantu menjaga tekanan osmotic
c. Membantu mengaktifkan reaksi enzim.
Kebutuhan kalian perhari sekitar 2-6 gr.konsumsi kalium yang tinggi dengan perbandingan kalium netrogrn 6 : 1 sedangkan pada orang normal 4: 1 dan jumlah kalium yang dikonsomsi setiap hari sekitar 100mg. kekurangan kalium menyebakkan perlunakan otot,sakit hati,cirrhoos terlalu banyak muntah-muntah,luka baker,dan kurang kalori.
8. Khlor
Sumber dari klor di antaranya adalah garam,keju, ikan, uadang,bayam dan seledri. Sedangkan fungsi dari khlor di anataranya adalah sebagai berikut .
a). Aktivator amylase dan pembentukan Hcl lambung.
b). Mengaktifkan Ensim amilase dalam mulut untuk memecah pati dalam mulut.
c). Membantu menjaga tekanan osmotic
Kekurangan khlor akan menyebabkan diare.
9. Magnesium
Sumber dari magnesium di antaranya adalah : sayur-sayuran hijau,kedelai,dan kecipir. Sedangkan fungsi dan magnesium adalah sebagai berikut
a). sebagai aktifator enzim peptidase dan enzim lain yang memmecah gugus
b). Phospat
c). Sebagai obat pencucu perut
d). Meningkatkan tekanan aosmotik
e). Membantu mengurangi getaran otot
Orang dewasa pria membutuhkan magnesium sebanyak 350mg/hari dan untuk dewasa wanita membutuhkan megnesium sebanyak 300mg/hari. Jika terjadi defesiensi, maka dapat menimbulkan ganguan metabolic, insomania, kejang kaki serta telapak kaki dan tangan gemetar.
10. Tembaga
Sumber utama tembega adalah susu dan sereal. Sedangkan fungsinya dari lembaga adalah berperan dalam kegiatan enzim pernapasan sebagai kofaktor bagi enzim tironase dan sitokromiksidase. Di samping itu tembaga juga berfungsi untuk mempercepat kesembuhan anemia pada bayi. Kebutuhan Cu rata-rata adalah 100-150 mg perhari.
11. Zinc
Sumber utama zinc adalah daging, unggas, telur, ikan,susu, keju, hati, lembaga gandum, ragi dan selada, roti dan kacang-kacangan. Sedangkan fungsi zinc diantaranya adalah sebagai berikut :
a). Meningkatkan keaktifan enzim lainnya; dan
b). Meningkatkan pertumbubuhan.
Kebutuhan Zn adalah 15 mg bagi anak 11 th, untuk orang yang diet 12-20 mg Zn. Jika terjadi defisiensi, maka meyebabakan kegagalan pertumbuhan gangguan kesembuhan luka
12. Kobalt
Merupakan koosifuen vitamin B12 yang diperlukan bagi perkembangan normal sel-sel darah merah. Sumber utamaya adalah : Vitamin B12,B1, dan sayuran berdaur hijau. Kobalt mempunyai fungsi untuk keseimbangan tubuh riminansia. Kebutuhan Co untuk anak gadis 7,7 mg dan yang lain sebanyak 15 Mg
D. Analisis Abu
Abu adalah zat anorganik sisa hasil pembakaran suatu bahan organic. Kandungan komposisinya tergantung pada macam bahan dan cara pengabuannya. Jumlah abu yang terdapat pada berbagai makanan yang disajikan. Pada tabel 6.1
Tabel 6.1 Jumlah abu yang terdapat pada berbagai makanan
Macam bahan % Abu
Milk
Milk kering tidak berlemak
Buah-buahan segar
Buah-buahan yang dikeringkan
Biji kacang-kacangan
Daging segar
Daging yang dikeringkan
Daging ikan segar
Gula, Madu
Sayur-sayuran 0,5 – 1,0
1,5
0,2 – 0,8
3,5
1,5 – 2,5
1
1,2
1 – 2
0,5
1
Kadar abu ada hubungannya dengan mineral suatu bahan, hal ini dapat dibagi menjadi dua macam garam yaitu garam organic dan garam anorganik yang termasuk dalam garam organic, misalnya garam asam mollat, oksalat asetat, pektat, sedangkan garam anorganik antara lain dalam bentuk garam fosfat, karbonat, khlorida, sulfat dan nitrat.
Dalam analisis abu diperlukan sejumlah bahan untuk dianalisis sesuai dengan jenis bahan yang diperiksa.
Bahan yang mempunyai kadar air tinggi sebelum pengabuan harus dikeringkan lebih dahulu. Bahan yang mempunyai kandungan zat yang mudah menguap dan berlemak banyak pengabuan dilakukan dengan suhu mula-mula rendah sampai asam hilang baru kemudian dinaikkan suhunya sesuai dengan yang dikehendaki, sedangkan untuk bahan yang membutuhkan waktu dipanaskan harus dikeringkan dahulu dalam oven dan ditambahkan zat inti buih misalnya olive atau parafin. Lihat tabel 6.2.
Tabel 6.2 Berat Bahan untuk Analisis Abu
Macam Bahan Berat Bahan (gr)
Ikan dan hasil olahnya, biji-bijian dan makanan ternak
Padi-padian, milk, keju
Gula, daging dan sayuran
Jelly, sirup dan buah kering
Juice, buah segar dan buah kalengan
Anggur 2
3-5
5-10
10
25
50
Ada beberapa cara dalam penentuan kadar abu suatu bahan diantaranya yaitu :
a) Penentuan kadar abu secara langsung (cara kering)
Denan cara mengoksidasikan semua zat organic pada suhu tinggi sekitar 500-600% selanjutnya melakukan penimbangan zat yang tertinggal setelah proses pembakaran.
b) Penentuan kadar abu secara tidak langsung (cara basah)
Prinsipnya memberikan garam kimia tertentu ke dalam bahan sebelum dilakukan pengabuan bahan-bahan yang biasa digunakan, yaitu:
• Asam sulfat berfungsi untuk mempercepat reaksi oksidasi;
• Campuran asam sulfat dan potassium sulfat berfungsi untuk mempercepat dekomposisi sample;
• Campuran Asam sulfat, asam nitrat digunakan untuk mempercepat proses pengabuan; dan
• Penggunaan asam perkhlorat dan asam nitrat digunakan untuk bahan yang sangat sulit mengalami oksidasi (dapat mempercepat proses pengabuan).
Di sisi lain analisis mineral secara khusus dapat dilakukan dengan kromatografi yang mempunyai kemampuan mengukur kadar mineral tertentu.
Tubuh tidak mampu mensintesa mineral sehingga unsur-unsur ini harus disediakan lewat makanan kebanyakan mineral dapat dideteksi dalam tubuh dan unsur mineral yang diperlukan hanya dalam jumlah sedikit sekali disebut muatan (trace element). Unsur-unsur mineral terdapat di dalam jaringan tulang dan gigi serta protein. Mineral merupakan unsure esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan sangat penting dalam pengendalian komposisi cairan tubuh 65% adalah air dalam bobot tubuh. Air merupakan media tempat semua proses metabolisme berlangsung. Kehilangan air terjadi melalui udara pernapasan disamping lewat keringat, urine dan feses yang berarti juga kehilangan mineral. Mineral merupakan konstituen esensial pada jaringan, lemak, cairan dan steletan. Steletan mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar. Mineral yang terlibat dalam berbagai proses yaiotu Cu, Za, I, Co, Mn, Mg, Kr dan Selenium.
Banyak mineral dalam makanan berbentuk garam, dan garam terdapat pada semua jaringan serta cairan tubuh, mineral dalam tubuh memiliki tiga fungsi :
1) Mineral merupakan konstituen tulang dan gigi, yang memberikan kekuatan serta iriditas kepada jaringan tersebut misalnya : Fe, P dan Mg.
2) Mineral membentuk garam-garam yang dapat larut dan dengan demikian mengendalikan komposisi cairan tubuh. Na dan Cl merupakan unsure penting dalam cairan ekstra seluler dan darah: Fe, Mg dan P merupakan unsure penting dalam cairan intra seluler.
3) Mineral turut membangun enzim dan protein dan merupakan bagain dari asam amino misalnya cysteine.
B. Jenis Mineral
Mineral merupakan konstituen esensial. Pada jaringan lunak, cair dan skeleton mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar. Berdasarkan jenisnya, mineral dibagi 2 macam yaitu sebagai berikut:
1) Makromineral (terdiri dari : kalsium, Al, Mg, P, sodium (natrium) dan sulfur
2) Mikromineral (terdiri dari : Fe, Iodium, Flour, Mn, Zinc, Cuprum, cobalt dan kromium.
C. Sumber dan Fungsi Mineral
1. Kalsium
Tubuh orang dewasa yang gizinya baik mengandung 1-1,5 kg kalsium dan 90% terdapat di tulang dan gigi dalam bentuk garam kompleks. Sumber kalsium adalah susu, ikan, udang kering, bayam, keju, es krim melinjo dan sawi. Kalsium jugs dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup dari air mineral yang dapat mengandung sampai 50 mg/ltr.
Kalsium diekskresiakan lewat urine serta feses dan untuk mencegah kehilangan ini diperlukan kalsium melalui makanan. Kalsium tambahan diperlukan dalam keadaan tertentu seperti pada masa petumbuhan mulai dari anak-anak hingga usia remaja, dan pada saat hamil untuk memenuhi kebutuhan janin.
Peranan kalsium tidak saja sebagai pembentukan tulang dan gigi tetapi juga memegang peranan penting pada berbagai proses fisiologik dan biokhemik di dalam tubuh, fungsi lain dari kalsium yaitu :
a) Dalam cairan jaringan berfungsi untuk pengendalian kerja jantung serta otot skeleton
b) Iritabilitas syaraf otot
c) Proses pembekuan darah (dalam sintesis trombin)
d) Memberikan kekerasan dan ketahanan terhadap pengeroposan
e) Transmisi impuls
f) Relaksasi dan Kontraksi
g) Absorpsi dan aktivitas enzim
h) Memberikan rigiditas terhadap jaringan
i) Bersama fosfor membentuk matriks tulang yang dipengaruhi oleh vitamin D2.
Tubuh dapat mengalami defisiensi kalsium. Apabila penyerapannya terganggu seperti pada sindrom metabsorpsi atau sebagai akibat kekurangan vitamin D. Diet yang rendah kalsium merupakan faktor penyebab defisiensi yang akan menyebabkan penyakit rachitis pada anak-anak dan osteo malasia (tulang menjadi lunak) pada orang dewasa. Kerusakan sel gigi, apabila bagian tubuh terluka maka darah akan sukar membeku, pengeluaran darah akibatnya bertambah, dan terjadi kekejangan otot.
2. Fosfor
Sumber fosfor diantaranya adalah: daging, ikan, keju, telur, sereal, beras giling dan biji-bijian. Fungsi fosfor diantaranya adalah:
a) Pembentukan tulang dan gigi
b) Untuk pembentukan komponen sel yang esensial
c) Berperan dalam pelepasan energi dari hidrat arang serta lemak
d) Membantu absorpsi hidrat arang dari usus halus
e) Membantu mempertahankan keseimbangan asam/basa dalam cairan tubuh.
Defisiensi fosfor akan terjadi pada peminum minuman beralkohol, pasien ginjal dan pasien yang mendapatkan nutirsi parenteria fosfor. Defisiensi fosfor akan dapat juga menimbulkan gangguan-gangguan yang relative sama seperti unsure Ca.
3. Besi
Sumber besi diantaranya adalah: telur, daging. ikan, tepung, gandum, roti, sayuran hijau, hati, bayam, kacang-kacangan, kentang, jagung dan otot. Fungsi besi diantaranya adalah:
a) Untuk pembentukan hemoglobin baru
b) Untuk mengembalikan hemoglobin kepada nilai normalnya setelah terjadi pendarahan.
c) Untuk mengimbangi sejumlah kecil zat besi yang secara konstan dikeluarkan tubuh, terutama lewat urine, feses dan keringat
d) Pada laktasi, untuk sekresi air susu.
Kebutuhan akan zat besi untuk bergagai jenis kelamin dan golongan usia adalah sebagai berikut :
a) Untuk laki-laki dewasa : 10 mg/hari
b) Wanita yang mengalami haid : 12 mg/hari
c) Anak-anak umur 7-10 tahun : 2,3-3,8 mg/hari
d) Anak-anak umur 11-18 tahun : 8-15 mg/hari
e) Orang dewasa : 10-15 mg/hari
Zat besi yang tidak mencukupi bagi pembentukan sel darah, akan mengakibatkan anemia, menurunkan kekebalan individu, sehingga sangat peka terhadap serangan bibit penyakit.
4. Iodium
Sumber iodium diantaranya adalah : sayur-sayuran, ikan laut, rumput laut, air mata air dan garam beryodium. Sedangkan fungsi dari iodium diantaranya adalah sebagai komponen essensial tiroksin dan kelenjar tiroid. Tiroksin berperan untuk meningkatkan laju oksidasi dalam sel-sel tubuh sehingga meningkatkan pertumbuhan.
Kebutuhan iodium diet, sukar untuk diuji. Defisiensi iodium merupakan keadaan prevalen pada masyarakat, dimana masuknya iodium lewat makanan amat rendah atau tidak mencukupi untuk menyembuhkan kasus endemic pada daerah tertentu.
Apalagi kondisi ini diperparah dengan teknik penggunaan garam beriodium yang tidak tepat. Iodium merupakan senyawa yang diketahui pertama kali oleh Bernard Curtois pada tahun 1810. Namun Iodium berasal dari bahasa Yunani Iode yang berarti warna violet. Kimiawi Iodium dalam tubuh baru diketahui pada tahun 1915, setelah Kendal berhasil mengisolasi senyawa yang mengandung iodium dalam kelenjar tiroid. Senyawa-senyawa tersebut adalah monoiodotirosin: diiodotirosin: triodotironin dan tiroksin. Tiroksin merupakan hormone yang merupakan hormone yang mempunyai peranan penting pada proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh. Hormon tiroksin mengatur perubahan provitamin A menjadi vitamin A di dalam hati, merangsang mobilisasi lemak, memacu metabolisme kalsium dan berperan pada metabolisme protein. Secara alami, di dalam bahan makanan Iodium hanya terdapat dalam jumlah sedikit yaitu hanya beberapa microgram setiap kilogram bahan makanan, kandungan Iodium pada bahan pangan nabati sangat bervariasi tergantung pada tanah tempat tumbuhnya, air dan pupuk yang digunakan.
Menurut Budiyanto (2001) pemenuhan gizi mikro Iodium bertumpu kepada pemanfaatan garam dapur yang telah mengalami fortifikasi Iodium. Garam-garam beriodium relative mudah didapat di took-toko kecil. Garam-garam tersebut telah sesuai dengan Standar Industri Indonesia. Jika penggunaan garam beriodium tersebut sesuai denga sifat fisik dan kimia iodium, maka upaya pemenuhan tersebut akan tercapai dengan baik sehingga dapat menurunkan GAKI. Ada 6 model yang mungkin dikembangkan masyarakat dalam rangka pemenuhan gizi mikro Iodium, yaitu:
a) Menggunakan garam tidak beriodium.
b) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan dicampur dengan bumbu (saat mengerus), kemudian dimasukkan pada saat memasak makanan.
c) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan sebagian dicampur dengan bumbu (saat mengerus) dan sebagian dimasukkan pada saat memasak makanan.
d) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada saat memasak makanan.
e) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada makanan yang selesai dimasak dan masih panas.
f) Menggunakan garam beriodium (yang disimpan) dengan cara menggunakan semua garam yang dibutuhkan dimasukkan pada makanan yang selesai dimasak dan relative sudah dingin.
5. Flour
Sumber flour diantaranya adalah: air, makanan dari laut, tanaman, ikan dan makanan hasil ternak. Sedangkan fungsi flour diantaranya adalah :
a) Untuk pertumbuhan dan pembentukan struktur gigi
b) Untuk mencegah karies gigi.
Kebutuhan flour antara daerah panas dan daerah yang kurang panas berbeda. Kebutuhan untuk daerah sub tropis (panas) 1,0-1,2 ppm per hari, sedangkan untuk daerah tropis (panas) kebutuhannya sebesar 0,5-0,7 ppm per hari. Apabila kekurangan garam fluoride dapat menyebabkan penyakit gigi (caries)
6. Natrium/Sodium
Sumber natrium diantaranya adalah: keju, ikan asin, udang, sayur-sayuran, bayam, seledri, sereal, buah-buahan, susu, telur dan daging. Sedangkan fungsi dari natrium diantaranya adalah sebagai berikut:
a) Dalam plasma darah dan cairan berperan dalam menyelimuti jaringan.
b) Berperan dalam menghasilkan tekanan osmotic yang mengatur pertukaran cairan antara sel dan cairan di sekitarnya.
c) Menentukan volume dalam cairan ekstra seluler dan amina.
d) Untuk mempertahankan keseimbangan tubuh.
Natrium harus terdapat dalam jumlah yang cukup pada makanan agar kecukupan Natrium ini dapat terjamin tubuh sendiri dapat mengatur kader natrium tubuh dan mengeluarkan kelebihan natrium melalui urine akan tetapi penyakit tertentu Na tetapi bertahan dalam tubuh dengan jumlah yang berlebihan
7. Kalium
Sumber kalian diantaranya adalah bekadul,tetes (molase), khamir, Coklat dan kopi. Sedangkan fungsi kalium diantaranya adalah sebagai berikut.
a. Digunakan sebagai Indeksi untuk lean body mass (bagian badan tanpa lemak )
b. Membantu menjaga tekanan osmotic
c. Membantu mengaktifkan reaksi enzim.
Kebutuhan kalian perhari sekitar 2-6 gr.konsumsi kalium yang tinggi dengan perbandingan kalium netrogrn 6 : 1 sedangkan pada orang normal 4: 1 dan jumlah kalium yang dikonsomsi setiap hari sekitar 100mg. kekurangan kalium menyebakkan perlunakan otot,sakit hati,cirrhoos terlalu banyak muntah-muntah,luka baker,dan kurang kalori.
8. Khlor
Sumber dari klor di antaranya adalah garam,keju, ikan, uadang,bayam dan seledri. Sedangkan fungsi dari khlor di anataranya adalah sebagai berikut .
a). Aktivator amylase dan pembentukan Hcl lambung.
b). Mengaktifkan Ensim amilase dalam mulut untuk memecah pati dalam mulut.
c). Membantu menjaga tekanan osmotic
Kekurangan khlor akan menyebabkan diare.
9. Magnesium
Sumber dari magnesium di antaranya adalah : sayur-sayuran hijau,kedelai,dan kecipir. Sedangkan fungsi dan magnesium adalah sebagai berikut
a). sebagai aktifator enzim peptidase dan enzim lain yang memmecah gugus
b). Phospat
c). Sebagai obat pencucu perut
d). Meningkatkan tekanan aosmotik
e). Membantu mengurangi getaran otot
Orang dewasa pria membutuhkan magnesium sebanyak 350mg/hari dan untuk dewasa wanita membutuhkan megnesium sebanyak 300mg/hari. Jika terjadi defesiensi, maka dapat menimbulkan ganguan metabolic, insomania, kejang kaki serta telapak kaki dan tangan gemetar.
10. Tembaga
Sumber utama tembega adalah susu dan sereal. Sedangkan fungsinya dari lembaga adalah berperan dalam kegiatan enzim pernapasan sebagai kofaktor bagi enzim tironase dan sitokromiksidase. Di samping itu tembaga juga berfungsi untuk mempercepat kesembuhan anemia pada bayi. Kebutuhan Cu rata-rata adalah 100-150 mg perhari.
11. Zinc
Sumber utama zinc adalah daging, unggas, telur, ikan,susu, keju, hati, lembaga gandum, ragi dan selada, roti dan kacang-kacangan. Sedangkan fungsi zinc diantaranya adalah sebagai berikut :
a). Meningkatkan keaktifan enzim lainnya; dan
b). Meningkatkan pertumbubuhan.
Kebutuhan Zn adalah 15 mg bagi anak 11 th, untuk orang yang diet 12-20 mg Zn. Jika terjadi defisiensi, maka meyebabakan kegagalan pertumbuhan gangguan kesembuhan luka
12. Kobalt
Merupakan koosifuen vitamin B12 yang diperlukan bagi perkembangan normal sel-sel darah merah. Sumber utamaya adalah : Vitamin B12,B1, dan sayuran berdaur hijau. Kobalt mempunyai fungsi untuk keseimbangan tubuh riminansia. Kebutuhan Co untuk anak gadis 7,7 mg dan yang lain sebanyak 15 Mg
D. Analisis Abu
Abu adalah zat anorganik sisa hasil pembakaran suatu bahan organic. Kandungan komposisinya tergantung pada macam bahan dan cara pengabuannya. Jumlah abu yang terdapat pada berbagai makanan yang disajikan. Pada tabel 6.1
Tabel 6.1 Jumlah abu yang terdapat pada berbagai makanan
Macam bahan % Abu
Milk
Milk kering tidak berlemak
Buah-buahan segar
Buah-buahan yang dikeringkan
Biji kacang-kacangan
Daging segar
Daging yang dikeringkan
Daging ikan segar
Gula, Madu
Sayur-sayuran 0,5 – 1,0
1,5
0,2 – 0,8
3,5
1,5 – 2,5
1
1,2
1 – 2
0,5
1
Kadar abu ada hubungannya dengan mineral suatu bahan, hal ini dapat dibagi menjadi dua macam garam yaitu garam organic dan garam anorganik yang termasuk dalam garam organic, misalnya garam asam mollat, oksalat asetat, pektat, sedangkan garam anorganik antara lain dalam bentuk garam fosfat, karbonat, khlorida, sulfat dan nitrat.
Dalam analisis abu diperlukan sejumlah bahan untuk dianalisis sesuai dengan jenis bahan yang diperiksa.
Bahan yang mempunyai kadar air tinggi sebelum pengabuan harus dikeringkan lebih dahulu. Bahan yang mempunyai kandungan zat yang mudah menguap dan berlemak banyak pengabuan dilakukan dengan suhu mula-mula rendah sampai asam hilang baru kemudian dinaikkan suhunya sesuai dengan yang dikehendaki, sedangkan untuk bahan yang membutuhkan waktu dipanaskan harus dikeringkan dahulu dalam oven dan ditambahkan zat inti buih misalnya olive atau parafin. Lihat tabel 6.2.
Tabel 6.2 Berat Bahan untuk Analisis Abu
Macam Bahan Berat Bahan (gr)
Ikan dan hasil olahnya, biji-bijian dan makanan ternak
Padi-padian, milk, keju
Gula, daging dan sayuran
Jelly, sirup dan buah kering
Juice, buah segar dan buah kalengan
Anggur 2
3-5
5-10
10
25
50
Ada beberapa cara dalam penentuan kadar abu suatu bahan diantaranya yaitu :
a) Penentuan kadar abu secara langsung (cara kering)
Denan cara mengoksidasikan semua zat organic pada suhu tinggi sekitar 500-600% selanjutnya melakukan penimbangan zat yang tertinggal setelah proses pembakaran.
b) Penentuan kadar abu secara tidak langsung (cara basah)
Prinsipnya memberikan garam kimia tertentu ke dalam bahan sebelum dilakukan pengabuan bahan-bahan yang biasa digunakan, yaitu:
• Asam sulfat berfungsi untuk mempercepat reaksi oksidasi;
• Campuran asam sulfat dan potassium sulfat berfungsi untuk mempercepat dekomposisi sample;
• Campuran Asam sulfat, asam nitrat digunakan untuk mempercepat proses pengabuan; dan
• Penggunaan asam perkhlorat dan asam nitrat digunakan untuk bahan yang sangat sulit mengalami oksidasi (dapat mempercepat proses pengabuan).
Di sisi lain analisis mineral secara khusus dapat dilakukan dengan kromatografi yang mempunyai kemampuan mengukur kadar mineral tertentu.
VITAMIN
A. Pendahuluan
Istilah vitamine atau vitamin mula-mula diutarakan oleh seorang ahli kimia Polandia yang bernama Funk, yang percaya behwa zat penangkal beri-beri yang larut dalam air itu adalah suatu amina yang sangat vital, dan dari kata tersebut lahirlah istilah vitamine yang kemudian menjadi vitamin. Kini vitamin dikenal sebagai suatu kelompok senyawa organic yang tidak termasuk dalam golongan protein, karbohidrat maupun lemak, dan terdapat dalam jumlah yang kecil dalam bahan makanan, tapi sangat penting peranannya bagi beberapa fungsi tertentu tubuh untuk menjaga kelangsungan kehidupan serta pertumbuhan.
Vitamin merupakan suatu molekul organic yang sangat diperlukan oleh tubuh untuk proses metabolisme dan pertumbuhan yang normal. Vitamin-vitamin tidak dapat dibuat oleh tubuh manusia dalam jumlah yang sangat cukup. Oleh karena itu, harus diperolah dari bahan pangan yang dikonsumsi. Sebagai pengecualian adalah vitamin D, yang dapat dibuat dalam kulit. Asalkan mendapat cukup kesempatan kena sinar matahari sehingga perubahan provitamin D menjadi vitamin D dapat berlangsung dengan baik.
Dalam bahan pangan hanya terdapat vitamin dalam jumlah yang relative sangat kecil, dan terdapat dalam bentuk yang berbeda-beda, diantaranya ada yang berbentuk provitamin atau calon vitamin (precussor) yang dapat diubah dalam tubuh menjadi vitamin yang aktif. Segera setelah diserap oleh tubuh, provitamin mengalami perubahan kimia sehingga menjadi satu atau lebih bentuk yang aktif.
B. Jenis dan Sumber Vitamin
Berdasarkan kelarutannya dalam air, maka vitamin dibagi dalam kelompok vitamin yang larut dalam air dan vitamin yang tidak larut air (tetapi dapat larut dalam lemak).
1. Vitamin yang larut dalam air
a) Vitamin C
Vitamin C adalah derivate heksana dan cocok digolongkan sebagai suatu karbohidrat asam askorbat mudah teroksidasi menjadi dehidroaskorbat yang mudah pula tereduksi menjadi asam askorbat.
Vitamin C dapat berbentuk sebagai asam L-askorbat dan asam L-dehidroaskorbat, keduanya mempunyai keaktifan sebagai vitamin C. Asam askorbat sangat mudah teroksidasi secara reversible menjadi asam L-dehidroaskorbat. Asam L-dehidroaskorbat secara kimia sangat labil dan dapat mengalami perubahan yang lebih lanjut menjadi asam L-diketogulonat yang tidak memiliki keaktifan vitamin C lagi.
Sumber vitamin C sebagian besar berasal dari sayuran dan buah-buahan, terutama buah-buahan segar. Karena itu vitamin C sering disebut Fresh Food Viamin. Buah masih mentah lebih banyak kandungan vitamin C-nya. Buah jeruk, baik yanga dibekukan maupun yang dikalengkan merupakan sumber vitamin C yang tinggi. Demikian juga halnya dengan barriers, nenas, pisang dan jambu. Beberapa buah yang tidak tergolong asam seperti pisang, peach, apel dan pear rendah kandungan vitamin C-nya apalagi bila produk tersebut dikalengkan. Bayam, brokoli, cabe hiaju dan kubis juga merupakan sumber yang baik, bahkan juga setelah dimasak. Sebaliknya, beberapa jenis bahan pangan hewani seperti susu, telur, daging, ikan, dan unggas sedikit sekali vitamin C-nya. Air Susu Ibu (ASI) yang sehat mengandung 6 kali lebih banyak vitamin C dibandingkan denga susu sapi.
Vitamin C mudah larut dalam air dan mudah rusak oleh oksidasi, panas dan alkali. Karena itu, agar vitamin C tidak banyak hilang, sebaiknya pengirisan dan penghancuran yang berlebihan dihindari. Pemasakan dengan air sedikit dan ditutup rapat sehingga empuk dapat mengurangi kehilangan vitamin C. Penambahan baking soda untuk mencegah hilangnya warna sayuran selama pemasakan akan menurunkan kandungan vitamin C-nya dan mengubah sayuran.
b) Vitamin B Kompleks
Dipandang dari segi gizi, kelompok vitamin B termasuk dalam kelompok vitamin yang disebut vitamin B kompleks yang meliputi thiamin (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2), niasin (asam nikotinat, niasinamida), piridoksin (vitamin B6), asam pantotenat, biotin, folasin (asam foalt dan turunan aktifnya) serta vitamin B12 (sianokobalamin).
Thiamin adalah zat berupa kristal tersusun dari unsur-unsur karbon hidrogen-oksigen dan belerang, mudah larut dalam air dan sedikit larut dalam alcohol. Vitamin ini tidak mudah mengalami oksidasi, tetapi dapat rusak karena pemanasan di dalam larutan. Beri-beri terjadi bila makanan kekurangan zat yang terdapat dalam lembaga dan lapisan luar biji padi-padian, dan tidak terdapat pada beras yang digiling sampai putih bersih. Zat ini kemudian dikenal sebagai vitamin “antineuritis” vitamin B1 atau thiamin. Sumber thiamin yang baik sebetulnya biji-bijian, seperti beras PK (pecah kulit) atau bekatulnya. Karena derajat penyosohan yang tinggi, bagian penting tersebut biasanya juga hilang dan kini dimulai usaha fortifikasi biji-bijian dengan thiamin. Daging, unggas, ikan dan telur juga merupakan sumber vitamin B1 (thiamin), tetapi produk tersebut relative mahal harganya. Meskipun sayuran dan buah-buahan kadar thiaminnya kecil, tetapi kebiasaan memakan lalap dalam jumlah besar banyak yang membantu menyediakan thiamin bagi tubuh.
Ribflavin dalam bentuk murni diperoleh dari isolasi ragi, hati, putih telur dan susu. Vitamin ini dinamakan ribovlavin karena terjadi dari persenyawaan ribose (satu gula lima karbon) dengan suatu zat berwarna kuning orange yang memberikan fluoresensi kuning kehijauan pada larutan. Sumber riboflavin terutama berasal dari hasil ternak. Hati, ginjal, dan jantung mengandung riboflavin dalam jumlah yang tinggi. Sayuran hijau dan biji-bijian sedikit saja kandungan riboflavinnya. Buah-buahan dan ubi-ubian juga sangat rendah kandungannya. Susu sapi yang disimpan dalam botol jernih bila kena sinar matahari langsung akan kehilangan riboflavinnya 70% dalam waktu 3 jam. Penyimpanan dalam botol yang berwarna keruh lebih banyak melindungi kandungan ribiflavinnya.
Asam pantotenat adalah hasil penyatuan dua macam zat organic suatu derivate butirat dengan asam amino alanin. Vitamin ini merupakan bagian dari koenzim yang diperlukan untuk pembuatan zat lipid yang dibentuk di bagian luar kelenjar tak bersaluran ini dan masuk ke dalam darah sebagai hormone Sumber asam pantotenat boleh dikata dimana-mana, tetapi terbanyak terdapat dalm royal jelly, suatu persediaan makanan yang yang terdapat di sarang lebah bagi calon ratu, ratu dan calon pekerja. Sumber biotin terutama terdapat dalam saluran pencernaan karena mikroflora mampu membutanya dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu jeroan, kuning telur dan khamir banyak mengandung biotin. Destiobiotin dan oksibiotin merupakan senyawa yang aktif dalam ragi dan bakteri. Biotin merupakan bagian penting dalam koenzim.
Sianokobalamin yang merupakan bentuk utama vitamin B12, mengandung suatu grup sianida, terikat pada kobalat pusat. Kristal vitamin B12 berwarna merah gelap dan dapat larut dalam air dan alcohol. Senyawa ini stabil dalam larutan, analisis vitamin B12 dapat dilakukan secara mikrobiologik, biasanya digunakan E.Coli dan L.Leichmanmi. Vitamin B12 banyak didapat dari hasil ternak terutama hati. Hasil nabati bukan merupakan sumber vitamin B12 yang banyak. Beberapa bahan dan produk nabati yang mengandung vitamin B12 adalah sayuran dari daun komprey, oncom dari bungkil, kacang tanah, dan produk fermentasi kedelai seperti tempe, tauco, dan kecap.
Asam folat banyak terdapat di dalam bahan makanan yang baik dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk konjugasi. Hati, ginjal, khamir, dan sayuran hijau gelap banyak mengandung asam folat. Sedang umbui-umbian, hasil susu, daging babi, dan daun yang berwarna terang sedikit sekali kandungan asam folatnya.
Niasin (asam nikotinat) dikenal pula sebagai faktor pencegah pelogra. Niasin termasuk zat organic yang sederhana, merupakan asam mengandung nitrogen, dan niasinamid adalah garam dan asam ini. Niasin larut dalam air, merupakan senyawa yang sangat stabil terhadap panas maupun oksidasi dan tidak dipengaruhi oleh asam dan basa.
Piridoksin (vitamin B6) terdapat pada system enzimatik yang berperan dalam metabolisme asam amino, oleh karena itu diperlukan pada proses metabolisme protein. Diperkirakan vitamin ini juga mempunyai peranan dalam metabolisme lemak. Piridoksol bersifat larut dalam air dan alcohol dan stabil terhadap panas dalam larutan asam dan relative stabil dalam basa yang kurang larut.
Asam fosfat adalah suatu senyawa yang termasuk kompleks, terdiri dari suatu inti pteridin, asam p-amino benzoate, dan asam glutamate sehingga diberi nama pteroiglutamat. Asam pteroiglutamat adalah vitamin yang diperlukan mamalia, sedangkan asam p-aminobenzoat esensial bagi bakteri tertentu, asam pteroiglutamat adalah senyawa berwarna kuning, sedikit larut dalam air.
Biotin yang merupakan salah satu anggota kelompok vitamin B kompleks, terdapat dalam berbagai bahan makanan. Vitamin ini dapat disintesis oleh bakteri usus pada manusia atau hewan. Sintesis biotin dilakukan oleh mikroorganisme yang biasanya menghambat saluran usus manusia dan hewan.
2. Vitamin yang larut dalam lemak
a) Vitamin A
Vitamin A ditemukan dalam bahan-bahan makanan yang berlemak. Provitamin A adalah pigmen berwarna kuning. Asam retinoat tidak dapat diubah menjadi retinol, sementara retinal dapat saling berubah dengan retinol, selanjutnya retinol dapat saling berubah dengan vitamin A. Vitamin A merupakan jenis vitamin yang aktif dan terdapat dalam beberapa bentuk : 1) Vitamin A alkohol (retinol), 2) Vitamin A aldehida (retinal), 3) Vitamin A asam (asam retinoat), dan 4) Vitamin A ester (ester retinili).
Vitamin A pada umumnya stabil terhadap panas, asam, dan alkali. Sayangnya mempunyai sifat yang sangat mudah teroksidasi oleh udara dan akan rusak bila dipanaskan pada suhu tinggi bersama udara, sinar, dan lemak yang sudah tengik. Sayuran dan buah-buahan yang berwarna hijau atau kuning biasanya banyak mengandung karoten. Ada hubungan langsung antara derajat kehijauan sayuran dengan kadar karoten. Semakin hijau daun tersebut semakin tinggi kadar karotennya, sedang daun-daunan yang pucat sepeti selada dan kol miskin akan karoten. Wortel, ubi jalar dan waluh kaya akan karoten.
Berbagai jenis makanan hewan seperti susu, kuning telur, hati dan berbagai ikan yang tinggi kandungan lemaknya merupakan sumber utama kandungan retinol; demikian juga beberapa sayuran dan buah-buahan yang berwarna kuning atau merah, terutama wortel. Sedang sayuran hijau meskipun tergolong tidak tinggi kandungan vitamin A-nya, tetapi penting artinya sebagai sumber vitamin A bagi masyarakat di daerah pedesaan karena murah dan mudah didapat secara lokal.
Tingginya konsumsi provitamin A atau vitamin A saja sesungguhnya tidak cukup, bila tidak diikuti dengan perbaikan gizi. Dan sesungguhnya dengan mengkonsumsi sayuran hijau, gizi lain yang dikandungnya dapat dimanfaatkan. Sayuran hijau ternyata juga tinggi kadar proteinnya. Bila kadar ditakar berdasarkan berat kering, daun hijau mengandung protein 30-40%, kira-kira mendekati kandungan kedelai. Konsumsi 100 gram sayuran hijau saja, atau dari seluruh konsumsi protein hari ini, disamping menambah sebanyak 100% atau lebih zat kapur (kalsium) dan besi; dan ternyata mencukupi keperluan vitamin A dan vitamin C untuk orang dewasa per hari, yaitu 3.500 IU vitamin A dan 30 mg vitamin C.
b) Vitamin D
Dari beberapa jenis vitamin D, dua diantaranya dianggap yang paling penting, yaitu vitamin D2 (ergo kalsiferol) dan vitamin D3 (7-dehidrokolesterol). Struktur kedua vitamin tersebut sangat mirip. Vitamin D2 banyak terdapat dalam bahan nabati dan vitamin D3 banyak terdapat dalam minyak hati ikan.
Ada beberapa kontroversi mengenai vitamin D tersebut, beberapa ilmuan menganggap bahwa vitamin D bukan merupakan suatu vitamin karena memilki aktivitas yang mirip hormone. Tidak seperti halnya dengan vitamin-vitamin yang lain, vitamin D dapat disintesis dalam tubuh manusia dan hewan dalam bentuk vitamin D2. Laju sintesis vitamin D dalam kulit tergantung jumlah sinar matahari yang diterima serta konsentrasi pigmen di kulit. Vitamin tersebut kemudian diaktifkan oleh sinar matahari dan diangkut ke berbagai alat tubuh untuk dimanfaatkan atau disimpan di dalam hati. Karena itu, konsumsi vitamin D tidak begitu penting dalam pemenuhan kebutuhan vitamin D secara keseluruhan. Sumber vitamin D yaitu; minyak ikan, mentega, susu, kuning telur, ragi dan sedikit buah pisang. Manfaat sinar matahari untuk mencegah timbulnya penyakit rikets telah dikenal sejak lama, hal ini menunjukkan adanya suatu vitamin.
c) Vitamin E
Vitamin E terdapat dalam empat bentuk, alfa, beta, gamma dan delta tokoferol, semua telah dapat disentesis. Zat-zat inilah merupakan antioksida yang utama dalam lemak minyak yang dapat mencegah ketengikan.
Vitamin E merupakan salah satu factor yang larut dalam lemak, dan diperlukan dalam proses reproduksi oleh tikus. Oleh karena itu, vitamin E juga disebut suatu senyawa antisterilitas. Sumber vitamin E yaitu: minyak gandum/jagung, sayuran, hati, telur, mentega, susu, daging dan terutama dari tauge.
c) Vitamin K
Merupakan salah satu vitamin yang larut dalam lemak, vitamin K disintesis dan diisolasi dari hati ikan yang dibusukkan, dimana vitamin ini dihasilkan oleh kerja bakteri-bakteri.
Vitamin K disebut juga vitamin koagulasi, mula-mula ditemukan sebagai senyawa yang juga dapat mencegah terjadinya pendarahan yang parah pada ayam, yaitu mendorong terjadinya penggumpalan darah secara normal.
Sumber vitamin K terdapat pada : hati, bayam, kubis, kol, susu, kuning telur, dan minyak kedelai.
C. Fungsi Vitamin
Vitamin mempunyai fungsi yang spesifik sesuai dengan fungsi spesifik sebagai biokatalisator atau sebagai koenzim. Sebagai contoh adalah sebagai koenzim metabolisme karbohidrat, lemak, protein dan lain-lain. Fungsi vitamin antara lain :
1) Vitamin A
• Membantu daya penglihatan malam/warna
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
2) Vitamin B1 (Thiamin)
• Membantu melepaskan energi dari matahari
• Mempertahankan kesehatah susunan saraf
3) Vitamin B2 (Riboflavin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
4) Vitamin B3 (Niacin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan sistim susunan saraf
• Mempertahankan kesehatn rambut
5) Vitamin B5
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan jaringan dan rambut
6) Vitamin B6 (Pyridoxin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Membantu pembentukan sel darah merah
• Mempertahankan kesehatan sistim syaraf
7) Vitamin B12 (Cyanocobalamin)
• Membantu pembentukan sel darah merah/mencegah anemia
• Mempertahankan kesehatann sistim susunan syaraf
8) Biotin
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
9) Asam Folat
• Membantu pembentukan sel darah merah
• Mempertahankan kesehatan sistim pencernaan
10) Vitamin C
• Membantu penyembuhan luka
• Membantu penyerapan zat besi dan kalsium
• Mempertahankan kesehatan kulit dan jaringan
11) Vitamin D
• Membantu pembentukan gigi dan tulang
• Membantu pembekuan darah
12) Vitamin E
• Mempertahankan kesehatan umum
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
13) Vitamin K
• Membantu pembekuan darah pada luka
D. Analisis Vitamin
Analisis vitamin baik yang larut dalam air maupun yang larut dalam lemak dapat dianalisis secara kualitatif maupun kuantitatif. Sekarang cukup banyak metode kuantitatif yang dikembangkan untuk menganalisis vitamin, muali metode kimiawi sederhana, metode spektrofotometer, sampai metode yang menggunakan kromatografi.
Istilah vitamine atau vitamin mula-mula diutarakan oleh seorang ahli kimia Polandia yang bernama Funk, yang percaya behwa zat penangkal beri-beri yang larut dalam air itu adalah suatu amina yang sangat vital, dan dari kata tersebut lahirlah istilah vitamine yang kemudian menjadi vitamin. Kini vitamin dikenal sebagai suatu kelompok senyawa organic yang tidak termasuk dalam golongan protein, karbohidrat maupun lemak, dan terdapat dalam jumlah yang kecil dalam bahan makanan, tapi sangat penting peranannya bagi beberapa fungsi tertentu tubuh untuk menjaga kelangsungan kehidupan serta pertumbuhan.
Vitamin merupakan suatu molekul organic yang sangat diperlukan oleh tubuh untuk proses metabolisme dan pertumbuhan yang normal. Vitamin-vitamin tidak dapat dibuat oleh tubuh manusia dalam jumlah yang sangat cukup. Oleh karena itu, harus diperolah dari bahan pangan yang dikonsumsi. Sebagai pengecualian adalah vitamin D, yang dapat dibuat dalam kulit. Asalkan mendapat cukup kesempatan kena sinar matahari sehingga perubahan provitamin D menjadi vitamin D dapat berlangsung dengan baik.
Dalam bahan pangan hanya terdapat vitamin dalam jumlah yang relative sangat kecil, dan terdapat dalam bentuk yang berbeda-beda, diantaranya ada yang berbentuk provitamin atau calon vitamin (precussor) yang dapat diubah dalam tubuh menjadi vitamin yang aktif. Segera setelah diserap oleh tubuh, provitamin mengalami perubahan kimia sehingga menjadi satu atau lebih bentuk yang aktif.
B. Jenis dan Sumber Vitamin
Berdasarkan kelarutannya dalam air, maka vitamin dibagi dalam kelompok vitamin yang larut dalam air dan vitamin yang tidak larut air (tetapi dapat larut dalam lemak).
1. Vitamin yang larut dalam air
a) Vitamin C
Vitamin C adalah derivate heksana dan cocok digolongkan sebagai suatu karbohidrat asam askorbat mudah teroksidasi menjadi dehidroaskorbat yang mudah pula tereduksi menjadi asam askorbat.
Vitamin C dapat berbentuk sebagai asam L-askorbat dan asam L-dehidroaskorbat, keduanya mempunyai keaktifan sebagai vitamin C. Asam askorbat sangat mudah teroksidasi secara reversible menjadi asam L-dehidroaskorbat. Asam L-dehidroaskorbat secara kimia sangat labil dan dapat mengalami perubahan yang lebih lanjut menjadi asam L-diketogulonat yang tidak memiliki keaktifan vitamin C lagi.
Sumber vitamin C sebagian besar berasal dari sayuran dan buah-buahan, terutama buah-buahan segar. Karena itu vitamin C sering disebut Fresh Food Viamin. Buah masih mentah lebih banyak kandungan vitamin C-nya. Buah jeruk, baik yanga dibekukan maupun yang dikalengkan merupakan sumber vitamin C yang tinggi. Demikian juga halnya dengan barriers, nenas, pisang dan jambu. Beberapa buah yang tidak tergolong asam seperti pisang, peach, apel dan pear rendah kandungan vitamin C-nya apalagi bila produk tersebut dikalengkan. Bayam, brokoli, cabe hiaju dan kubis juga merupakan sumber yang baik, bahkan juga setelah dimasak. Sebaliknya, beberapa jenis bahan pangan hewani seperti susu, telur, daging, ikan, dan unggas sedikit sekali vitamin C-nya. Air Susu Ibu (ASI) yang sehat mengandung 6 kali lebih banyak vitamin C dibandingkan denga susu sapi.
Vitamin C mudah larut dalam air dan mudah rusak oleh oksidasi, panas dan alkali. Karena itu, agar vitamin C tidak banyak hilang, sebaiknya pengirisan dan penghancuran yang berlebihan dihindari. Pemasakan dengan air sedikit dan ditutup rapat sehingga empuk dapat mengurangi kehilangan vitamin C. Penambahan baking soda untuk mencegah hilangnya warna sayuran selama pemasakan akan menurunkan kandungan vitamin C-nya dan mengubah sayuran.
b) Vitamin B Kompleks
Dipandang dari segi gizi, kelompok vitamin B termasuk dalam kelompok vitamin yang disebut vitamin B kompleks yang meliputi thiamin (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2), niasin (asam nikotinat, niasinamida), piridoksin (vitamin B6), asam pantotenat, biotin, folasin (asam foalt dan turunan aktifnya) serta vitamin B12 (sianokobalamin).
Thiamin adalah zat berupa kristal tersusun dari unsur-unsur karbon hidrogen-oksigen dan belerang, mudah larut dalam air dan sedikit larut dalam alcohol. Vitamin ini tidak mudah mengalami oksidasi, tetapi dapat rusak karena pemanasan di dalam larutan. Beri-beri terjadi bila makanan kekurangan zat yang terdapat dalam lembaga dan lapisan luar biji padi-padian, dan tidak terdapat pada beras yang digiling sampai putih bersih. Zat ini kemudian dikenal sebagai vitamin “antineuritis” vitamin B1 atau thiamin. Sumber thiamin yang baik sebetulnya biji-bijian, seperti beras PK (pecah kulit) atau bekatulnya. Karena derajat penyosohan yang tinggi, bagian penting tersebut biasanya juga hilang dan kini dimulai usaha fortifikasi biji-bijian dengan thiamin. Daging, unggas, ikan dan telur juga merupakan sumber vitamin B1 (thiamin), tetapi produk tersebut relative mahal harganya. Meskipun sayuran dan buah-buahan kadar thiaminnya kecil, tetapi kebiasaan memakan lalap dalam jumlah besar banyak yang membantu menyediakan thiamin bagi tubuh.
Ribflavin dalam bentuk murni diperoleh dari isolasi ragi, hati, putih telur dan susu. Vitamin ini dinamakan ribovlavin karena terjadi dari persenyawaan ribose (satu gula lima karbon) dengan suatu zat berwarna kuning orange yang memberikan fluoresensi kuning kehijauan pada larutan. Sumber riboflavin terutama berasal dari hasil ternak. Hati, ginjal, dan jantung mengandung riboflavin dalam jumlah yang tinggi. Sayuran hijau dan biji-bijian sedikit saja kandungan riboflavinnya. Buah-buahan dan ubi-ubian juga sangat rendah kandungannya. Susu sapi yang disimpan dalam botol jernih bila kena sinar matahari langsung akan kehilangan riboflavinnya 70% dalam waktu 3 jam. Penyimpanan dalam botol yang berwarna keruh lebih banyak melindungi kandungan ribiflavinnya.
Asam pantotenat adalah hasil penyatuan dua macam zat organic suatu derivate butirat dengan asam amino alanin. Vitamin ini merupakan bagian dari koenzim yang diperlukan untuk pembuatan zat lipid yang dibentuk di bagian luar kelenjar tak bersaluran ini dan masuk ke dalam darah sebagai hormone Sumber asam pantotenat boleh dikata dimana-mana, tetapi terbanyak terdapat dalm royal jelly, suatu persediaan makanan yang yang terdapat di sarang lebah bagi calon ratu, ratu dan calon pekerja. Sumber biotin terutama terdapat dalam saluran pencernaan karena mikroflora mampu membutanya dalam jumlah yang cukup banyak. Disamping itu jeroan, kuning telur dan khamir banyak mengandung biotin. Destiobiotin dan oksibiotin merupakan senyawa yang aktif dalam ragi dan bakteri. Biotin merupakan bagian penting dalam koenzim.
Sianokobalamin yang merupakan bentuk utama vitamin B12, mengandung suatu grup sianida, terikat pada kobalat pusat. Kristal vitamin B12 berwarna merah gelap dan dapat larut dalam air dan alcohol. Senyawa ini stabil dalam larutan, analisis vitamin B12 dapat dilakukan secara mikrobiologik, biasanya digunakan E.Coli dan L.Leichmanmi. Vitamin B12 banyak didapat dari hasil ternak terutama hati. Hasil nabati bukan merupakan sumber vitamin B12 yang banyak. Beberapa bahan dan produk nabati yang mengandung vitamin B12 adalah sayuran dari daun komprey, oncom dari bungkil, kacang tanah, dan produk fermentasi kedelai seperti tempe, tauco, dan kecap.
Asam folat banyak terdapat di dalam bahan makanan yang baik dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk konjugasi. Hati, ginjal, khamir, dan sayuran hijau gelap banyak mengandung asam folat. Sedang umbui-umbian, hasil susu, daging babi, dan daun yang berwarna terang sedikit sekali kandungan asam folatnya.
Niasin (asam nikotinat) dikenal pula sebagai faktor pencegah pelogra. Niasin termasuk zat organic yang sederhana, merupakan asam mengandung nitrogen, dan niasinamid adalah garam dan asam ini. Niasin larut dalam air, merupakan senyawa yang sangat stabil terhadap panas maupun oksidasi dan tidak dipengaruhi oleh asam dan basa.
Piridoksin (vitamin B6) terdapat pada system enzimatik yang berperan dalam metabolisme asam amino, oleh karena itu diperlukan pada proses metabolisme protein. Diperkirakan vitamin ini juga mempunyai peranan dalam metabolisme lemak. Piridoksol bersifat larut dalam air dan alcohol dan stabil terhadap panas dalam larutan asam dan relative stabil dalam basa yang kurang larut.
Asam fosfat adalah suatu senyawa yang termasuk kompleks, terdiri dari suatu inti pteridin, asam p-amino benzoate, dan asam glutamate sehingga diberi nama pteroiglutamat. Asam pteroiglutamat adalah vitamin yang diperlukan mamalia, sedangkan asam p-aminobenzoat esensial bagi bakteri tertentu, asam pteroiglutamat adalah senyawa berwarna kuning, sedikit larut dalam air.
Biotin yang merupakan salah satu anggota kelompok vitamin B kompleks, terdapat dalam berbagai bahan makanan. Vitamin ini dapat disintesis oleh bakteri usus pada manusia atau hewan. Sintesis biotin dilakukan oleh mikroorganisme yang biasanya menghambat saluran usus manusia dan hewan.
2. Vitamin yang larut dalam lemak
a) Vitamin A
Vitamin A ditemukan dalam bahan-bahan makanan yang berlemak. Provitamin A adalah pigmen berwarna kuning. Asam retinoat tidak dapat diubah menjadi retinol, sementara retinal dapat saling berubah dengan retinol, selanjutnya retinol dapat saling berubah dengan vitamin A. Vitamin A merupakan jenis vitamin yang aktif dan terdapat dalam beberapa bentuk : 1) Vitamin A alkohol (retinol), 2) Vitamin A aldehida (retinal), 3) Vitamin A asam (asam retinoat), dan 4) Vitamin A ester (ester retinili).
Vitamin A pada umumnya stabil terhadap panas, asam, dan alkali. Sayangnya mempunyai sifat yang sangat mudah teroksidasi oleh udara dan akan rusak bila dipanaskan pada suhu tinggi bersama udara, sinar, dan lemak yang sudah tengik. Sayuran dan buah-buahan yang berwarna hijau atau kuning biasanya banyak mengandung karoten. Ada hubungan langsung antara derajat kehijauan sayuran dengan kadar karoten. Semakin hijau daun tersebut semakin tinggi kadar karotennya, sedang daun-daunan yang pucat sepeti selada dan kol miskin akan karoten. Wortel, ubi jalar dan waluh kaya akan karoten.
Berbagai jenis makanan hewan seperti susu, kuning telur, hati dan berbagai ikan yang tinggi kandungan lemaknya merupakan sumber utama kandungan retinol; demikian juga beberapa sayuran dan buah-buahan yang berwarna kuning atau merah, terutama wortel. Sedang sayuran hijau meskipun tergolong tidak tinggi kandungan vitamin A-nya, tetapi penting artinya sebagai sumber vitamin A bagi masyarakat di daerah pedesaan karena murah dan mudah didapat secara lokal.
Tingginya konsumsi provitamin A atau vitamin A saja sesungguhnya tidak cukup, bila tidak diikuti dengan perbaikan gizi. Dan sesungguhnya dengan mengkonsumsi sayuran hijau, gizi lain yang dikandungnya dapat dimanfaatkan. Sayuran hijau ternyata juga tinggi kadar proteinnya. Bila kadar ditakar berdasarkan berat kering, daun hijau mengandung protein 30-40%, kira-kira mendekati kandungan kedelai. Konsumsi 100 gram sayuran hijau saja, atau dari seluruh konsumsi protein hari ini, disamping menambah sebanyak 100% atau lebih zat kapur (kalsium) dan besi; dan ternyata mencukupi keperluan vitamin A dan vitamin C untuk orang dewasa per hari, yaitu 3.500 IU vitamin A dan 30 mg vitamin C.
b) Vitamin D
Dari beberapa jenis vitamin D, dua diantaranya dianggap yang paling penting, yaitu vitamin D2 (ergo kalsiferol) dan vitamin D3 (7-dehidrokolesterol). Struktur kedua vitamin tersebut sangat mirip. Vitamin D2 banyak terdapat dalam bahan nabati dan vitamin D3 banyak terdapat dalam minyak hati ikan.
Ada beberapa kontroversi mengenai vitamin D tersebut, beberapa ilmuan menganggap bahwa vitamin D bukan merupakan suatu vitamin karena memilki aktivitas yang mirip hormone. Tidak seperti halnya dengan vitamin-vitamin yang lain, vitamin D dapat disintesis dalam tubuh manusia dan hewan dalam bentuk vitamin D2. Laju sintesis vitamin D dalam kulit tergantung jumlah sinar matahari yang diterima serta konsentrasi pigmen di kulit. Vitamin tersebut kemudian diaktifkan oleh sinar matahari dan diangkut ke berbagai alat tubuh untuk dimanfaatkan atau disimpan di dalam hati. Karena itu, konsumsi vitamin D tidak begitu penting dalam pemenuhan kebutuhan vitamin D secara keseluruhan. Sumber vitamin D yaitu; minyak ikan, mentega, susu, kuning telur, ragi dan sedikit buah pisang. Manfaat sinar matahari untuk mencegah timbulnya penyakit rikets telah dikenal sejak lama, hal ini menunjukkan adanya suatu vitamin.
c) Vitamin E
Vitamin E terdapat dalam empat bentuk, alfa, beta, gamma dan delta tokoferol, semua telah dapat disentesis. Zat-zat inilah merupakan antioksida yang utama dalam lemak minyak yang dapat mencegah ketengikan.
Vitamin E merupakan salah satu factor yang larut dalam lemak, dan diperlukan dalam proses reproduksi oleh tikus. Oleh karena itu, vitamin E juga disebut suatu senyawa antisterilitas. Sumber vitamin E yaitu: minyak gandum/jagung, sayuran, hati, telur, mentega, susu, daging dan terutama dari tauge.
c) Vitamin K
Merupakan salah satu vitamin yang larut dalam lemak, vitamin K disintesis dan diisolasi dari hati ikan yang dibusukkan, dimana vitamin ini dihasilkan oleh kerja bakteri-bakteri.
Vitamin K disebut juga vitamin koagulasi, mula-mula ditemukan sebagai senyawa yang juga dapat mencegah terjadinya pendarahan yang parah pada ayam, yaitu mendorong terjadinya penggumpalan darah secara normal.
Sumber vitamin K terdapat pada : hati, bayam, kubis, kol, susu, kuning telur, dan minyak kedelai.
C. Fungsi Vitamin
Vitamin mempunyai fungsi yang spesifik sesuai dengan fungsi spesifik sebagai biokatalisator atau sebagai koenzim. Sebagai contoh adalah sebagai koenzim metabolisme karbohidrat, lemak, protein dan lain-lain. Fungsi vitamin antara lain :
1) Vitamin A
• Membantu daya penglihatan malam/warna
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
2) Vitamin B1 (Thiamin)
• Membantu melepaskan energi dari matahari
• Mempertahankan kesehatah susunan saraf
3) Vitamin B2 (Riboflavin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
4) Vitamin B3 (Niacin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan sistim susunan saraf
• Mempertahankan kesehatn rambut
5) Vitamin B5
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Mempertahankan kesehatan jaringan dan rambut
6) Vitamin B6 (Pyridoxin)
• Membantu melepaskan energi dari makanan
• Membantu pembentukan sel darah merah
• Mempertahankan kesehatan sistim syaraf
7) Vitamin B12 (Cyanocobalamin)
• Membantu pembentukan sel darah merah/mencegah anemia
• Mempertahankan kesehatann sistim susunan syaraf
8) Biotin
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
9) Asam Folat
• Membantu pembentukan sel darah merah
• Mempertahankan kesehatan sistim pencernaan
10) Vitamin C
• Membantu penyembuhan luka
• Membantu penyerapan zat besi dan kalsium
• Mempertahankan kesehatan kulit dan jaringan
11) Vitamin D
• Membantu pembentukan gigi dan tulang
• Membantu pembekuan darah
12) Vitamin E
• Mempertahankan kesehatan umum
• Mempertahankan kesehatan kulit dan rambut
13) Vitamin K
• Membantu pembekuan darah pada luka
D. Analisis Vitamin
Analisis vitamin baik yang larut dalam air maupun yang larut dalam lemak dapat dianalisis secara kualitatif maupun kuantitatif. Sekarang cukup banyak metode kuantitatif yang dikembangkan untuk menganalisis vitamin, muali metode kimiawi sederhana, metode spektrofotometer, sampai metode yang menggunakan kromatografi.
PROTEIN
A. Pendahuluan
Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh, karena zat ini disamping berfungsi sebagai bahan baker dalam tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah sumber asam-asam amino yang megandung unsure-unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Molekul protein mengandung pula fosfor, belerang dan ada jenis protein yang mengandung unsure logam seperti besi dan tembaga. Protein sebagai pembentuk energi akan menghasilkan 4 kalori tiap gram protein.
B. Jenis dan Sumber Protein
Jenis dan sumber protein diklasifikasikan berdasarkan bentuknya, kelarutannya, senyawa pembentuknya dan berdasarkan keberadaan asam amino esensialnya.
1. Berdasarkan bentuknya, protein dikelompokkan sebagai berikut:
a) Protein fibriler (skleroprotein) adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik larutan garam, asam basa ataupun alcohol. Berat molekulnya yang besar belum dapat ditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan. Susunan molekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjangnya sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila rantai ditarik memanjang, dapat kembali pada keadaan semula. Contoh protein fibriler adalah kolagen yang terdapat pada tulang rawan, myosin pada otot, keratin pada rambut dan fibrin pada gumpalan darah.
b) Protein globuler (steroprotein) yaitu protein yang berbentuk bola. Prptein ini banyak terdapat pada bahan pangan seperti susu, telur dan daging. Protein ini larit dalam larutan garam dan asam encer, juga lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu susunan molekulnya berubah diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologiknya seperti yang dialami oleh enzim dan hormone.
2. Menurut kelarutannya, protein globuler dapat dibagi dalam beberapa grup yaitu:
a) Albumin: larut dalam air dan terkoagulasi oelh panas. Contohnya albumin telur, albumin serum dan laktalbumin dalam susu.
b) Globulin: tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam encer mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi. Contohnya adalah: miosinogen dalam otot, ovoglubulun dalam kuning telur, amandin dari buah almond dan legumin dalam kacang-kacangan.
c) Glutelin: tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contohnya adalah: glutelin gandum dan orizenin dalam beras.
d) Prolamin atau gliadin: larut dalam alcohol 70-80% dan tak larut dalam air maupun alcohol absolute. Contohnya adalah: prolamin dalam gandum, hordain dalam barley dan zein dalam jagung.
e) Histon: Contohnya adalah histon dalam hemoglobin.
f) Protamin: Protein paling sederhana dibandingkan protein-protein lain, tetapi lebih kompleks daripada protein dan peptide, larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Contoh: salmin dalam ikan salmon, klupein pada ikan berring, skombrin pada ikan mackerel dan sipirinin pada ikan karper.
3. Berdasarkan senyawa pembentuknya protein dikelompokkan menjadi:
a) Protein sederhana (protein saja) contohnya adalah hemoglobin
b) Protein konyugasi dan senyawa lain yang non protein disebut protein konyugasi, sedangkan protein yang tidak mengandung senyawa non protein disebut protein sederhana. Ada bermacam-macam protein konyugasi, yang perbedaannya terletak pada senyawa non protein yang bergabung dengan molekul proteinnya. Contohnya adalah: g Glikoprotein terdapat pada hati, lipoprotein terdapat pada susu dan kasein terdapat pada kuning telur.
4. Berdasarkan keberaadaan asam amino esensial, protein dikelompokkan sebagai berikut:
Kedelapan asam amino esensial yang harus disediakan dalam bentuk jadi dalam menu makanan yang dikonsumsi sehari-hari adalah:
a) Isoleusin
b) Leussin
c) Lisin
d) Methionin, fungsi Methionin (asam amino esensial) dapat digantikan sistin (semi esensial) secara tidak sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
e) Penil alanin, yang fungsinya dapat digantikan Tirosin (semi esensial) tidak secara sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
f) Threonin
g) Triptopan
h) Valin
Keenam asam amino semiesensial adalah arginin, histidin, titrosin, sistin, glisin dan serin. Sedangkan keenam asam amino non esensial adalah asam glutamate, glutamine, asam aspartat, asparagin, alanin dan prolin.
Menurut macam asam amino yang pembentukannya protein, dapat digolongkan sebagai berikut:
a) Protein sempurna (mengandung semua asam amino esensial). Contoh: Kasein pada susu, Albumin pada telur.
b) Protein yang kurang sempurna (hanya sedikit mengandung asam amino esensial). Contoh: zein pada jagung dan protein nabati lainnya.
c) Protein tidak sempurna (tidak atau sedikit sekali mengandung asam amino esensial). Contoh: Legumin pada kacang-kacangan, Gladin pada gandum.
Berdasarkan asalnya protein terbagi 3 yaitu protein ASI, protein hewani dan protein nabati. Asupan gizi protein ASI, protein hewani dan protein nabati sangat penting untuk membangun Three Planks Protein Brigde (3 lapis jembatan protein) yang sangat berperan dalam upaya mencegah defisiensi protein.
C. Fungsi Protein
Protein mempunyai berbagai macam fungsi bagi tubuh, yaitu:
1. Sebagai enzim
Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makro molekul spesifik; dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. Hampir semua enzim menunjukkan daya katalitik yang luar biasa dan biasanya dapat mempercepat reaksi sampai beberapa juta kali. Sampai kini lebih dari seribu enzim yang dapat diketahui sifat-sifatnya dan jumlah tersebut masih terus bertambah. Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam system biologis.
2. Alat pengangkut dan alat penyimpan
Banyak molekul dengan berat molekul kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya Hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedang mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Ion besi diangkut dalam plasma darah oleh transferin dan disimpan dalam hati sebagai kompleks dengan feritin, suatu protein yang berbeda dengan transferin.
3. Pengatur pergerakan
Protein merupakan komponen utama daging; gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang berperan yaitu aktin dan myosin. Pergerakan flagella sperma disebabkan oleh protein (flagelin).
4. Penunjang mekanis
Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah membentuk serabut.
5. Pertahanan tubuh
Salah satu bentuk pertahanan tubuh adalah dalam bentuk antibody, yaitu suatu protei khusus yang dapt mengenal dan menempel atau mengikat dan menghancurkan benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri dan sels-sel asing lainnya. Protein sangat pandai membedakan benda-benda yang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing. Protein pertahanan tubuh sekarang dikenal dengan immunoglobulin (Ig).
6. Media perambatan impuls syaraf
Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor; misalnya rodopson, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.
7. Pengendalian pertumbuhan
Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi-fungsi DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan.
D. Mutu Protein dan Peningkatannya
Mutu protein dinilai dari perbandingan asam-asam amino yang terkandung dalam protein tersebut. Pada prinsipnya suatu protein yang dapat menyediakan asam amino esensial dalam suatu perbandingan yang menyamai kebutuhan manusia, mempunyai mutu yang tinggi. Sebaliknya, protein kekurangan satu atau lebih asam-asam amino esensial mempunyai mutu yang lebih rendah. Jumlah asam amino yang tidak esensial tidak dapat digunakan sebagai pedoman karena asam-asam amino tersebut dapat disintesis di dalam tubuh. Asam-asam amino yang biasanya sangat kurang dalam bahan makanan disebut asam amino pembatas. Dalam serealia asam amino pembatasnya adalah lisin, sedang pada leguminosae (kacang-kacangan) biasanya asam amino metionin. Kedua protein tersebut tergolong bermutu rendah, sedang protein yang berasal dari hewani seperti daging, telur dan susu dapat menyediakan asam-asam amino esensial dan karenanya disebut protein dengan mutu tinggi. Kalau protein dengan mutu rendah terlalu banyak dikonsumsi dan menunya tidak beraneka ragam, akan berakibat kurangnya asam amino pembatas dan orang akan menderita gejala-gejala yang tidak dikehendaki.
Bila dua atau lebih sumber jenis protein yang memilki asam amino esensial pembatas yang berbeda dikonsumsi bersama-sama, maka kekurangan asam amino dari satu protein dapat ditutupi oleh asam amino sejenis yang berlebihan pada protein lain. Dua atau lebih sumber protein tersebut saling mendukung (complementary) sehingga mutu gizi dari campuran menjadi lebih tinggi daripada salah satu protein itu. Tepung gandum kekurangan asam amino lisin, tetapi asam amino belerangnya berlebihan; sebaliknya kacang-kacangan kekurangan asam amino belerang tetapi kelebihan asam amino lisin. Pencampuran 1:1 antara tepung gandum dan kacang-kacangan akan membentuk bahan makanan dengan komposisi asam amino yang walaupun tidak sama dengan komposisi asam amino protein model, tetapi sudah emndekati protein model. Dengan penjelasan yang sama sejumlah protein hewani dapat meningkatkan mutu protein nabati dalam jumlah yang besar. Program penganekaragaman menu sangat penting, sebab dengan cara ini mutu protein bahan makanan saling mendukung dan meningkat. Nilai biologic makanan kita, dapat pula meningkat bial dibuat campuran yang tepat. Hal tersebut terjadi setiap hari tanpa kita sadari. Oleh karena itu, susu dengan serelia, nasi dengan tempe, kacang-kacangan dengan daging atau roti, merupakan kombinasi menu yang dapat meningkatkan mutu protein.
Kebutuhan manusia akan protein dapat diketahui dengan jumlah nitrogen yang hilang (obligatory nitrogen). Bila seseorang mengkonsumsi ransom tanpa protein, maka nitrogen yang hilang tersebut pasti berasal dari protein tubuh yang dipecah memenuhi kebutuhan metabolisme. Nitrogen yang dikeluarkan dari tubuh merupakan bahan buangan hasil metabolisme protein; karena itu, jumlah nitrogen yang terbuang mewakili jumlah protein yang harus diganti. Setiap harinya nitrogen yang keluar bersama urine rata-rata 37 mg/kg berat badan, dan dalam feses 12 mg/kg berat badan. Nitrogen yang lepas bersama kulit 3 mg/kg serta melalui jalur lain seperti keringat meliputi 2 mg/kg sehingga jumlahnya sekitar 54 mg/kg berat badan per hari. Karena itu, nitrogen yang dibuat oleh tubuh dapat digunakan sebagai pedoman untuk menentukan kebutuhan minimal protein yang diperlukan badan.
Pada waktu mengandung, menyusui serta waktu pertumbuhan anak, protein yang diperlukan harus juga diperhitungkan bersama kebutuhan protein untuk pertumbuhan jaringan janin, produksi susu dan produksi jaringan baru pada masa pertumbuhan anak.
Nitrogen yang hilang atau terbuang sekitar 54 mg/kg berat badan per hari. Angka tersebut dapat dikalikan dengan 6,25 (konversi protein dari nitrogen) menjadi jumlah kebutuhan protein per kg berat badan per hari. Angka ini biasanya masih ditambah 30% untuk memberi peningkatan terbuangnya nitrogen kelak kalau protein sudah dikonsumsi. Terbuangnya protein juga bervariasi, tergantung individu, ukuran badan, jenis kelamin dan umur. Untuk itu, pengamatan angka terakhir masih harus ditambah lagi dengan 30%. Hasil akhir kebutuhan protein menjadi 0,57 g/kg berat badan per hari (laki-laki dewasa) atau 0,54 g/kg berat badan per hari (wanita dewasa). Jumlah tersebut sudah cukup untuk memenuhi keperluan, menjaga keseimbangan nitrogen dalam tubuh, dengan syarat protein yang dikonsumsi mempunyai mutu yang tinggi. Walaupun demikian, untuk perhitungan keperluan protein, angka tersebut masih ditambah lagi 20% serta masih harus dikalikan dengan factor 10/7 sebagai angka koreksi. Karena asumsi, protein yang digunakan memounyai nilai NPU tujuh puluh. Hasil akhir yang didapat biasanya mencapai 1 g protein/kg berat badan per hari. Untuk ibu-ibu yang mengandung atau sedang menyusui serta anak-anak yang sedang tumbuh, masih ditambah sejumlah protein ekstra.
E. Analisis Protein
Analisis protein secara kuantitatof dapat dilakukan dengan berbagai metode sebagai berikut:
1. Cara Kjeldahl
Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar peotein yang kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah kadar nitrogennya. Dengan mengalikan nilai tersebut dengan angka konversi 6,25, diperoleh nilai protein dalam bahan makanan itu. Untuk beras, kedelai dan gandum angka konversi berturut-turut sebagai berikut: 5,95, 5,71 dan 5,83. angka 6,25 berasal dari angka konversi serum albumin yang biasanya mengandung 16% nitrogen.
Prinsip Cara analisis Kjeldahl adalah sebagai berikut: mula-mula bhan didekstruksi dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran Zn. Amonia yang terjadi ditampung atau dititrasi dengan bantuan indicator. Cara Kjeldahl pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimikro. Cara makro Kjeldahl digunakan untuk contoh yang sukar dihomogenisasi dan besar contoh 1-3 g. Sedang semimikro Kjedahl dirancang untuk ukuran kecil, yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen. Cara anlisis tersebut akan berhasil baik dengan asumsi nitrogen dalam bentuk N – N dan N – O dalam sample tidak terdapat dalam jumlah yang besar. Kekurangan cara analisis ini ialah bahwa Purina, pirimidina, vitamin-vitamin, asam amino besar, kreatina dan kreatinina ikut teranalisis dan terukur sebagai nitrogen protein. Walaupun demikian, cara ini kini masih digunakan dan dianggap cukup teliti untuk pengukuran kadar protein dalam bahan makanan.
2. Cara Dumas
Prinsip cara ini adalah: bahan makanan contoh dibakar dalam atmosfer CO2 dan dalam lingkungan yang mengandung kupri oksida. Semua atom karbon dan hydrogen akan diubah menjadi CO2 dan uap air. Semua gas dialirkan ke dalam larutan NaOH dan dilakukan pengeringan gas. Semua gas terabsorpsi kecuali gas nitrogen dan gas ini kemudian dianalisis dan diukur.
Banyak sekali cara yang dapat digunakan untuk mengukur mutu protein secara kualitatif, tetapi tampaknya tidak satupun yang sepenuhnya memuaskan. Cara analisis ini dapat dilakukan secara biologis maupun secara kimia.
Cara biologis dilakukan dengan melibatkan binatang percobaan (tikus), dan kadang-kadang manusia percobaan. Cara terakhir ini penting artinya bila kita ingin mengetahui lebih dalam mengenai gizi pada manusia. Cara penggunaan manusisa jarang dilakukan karena factor biaya yang mahal dan sulitnya mendapatkan orang/anak yang secara sukarela bersedia makan secara tidak normal, denga jenis makanan yang tidak menarik, baik rupa maupun rasanya pada jangka waktu tertentu.
a. PER (Protein Efficiency Ratio)
Cara ini biasanya melibatkan penggunaan anak-anak tikus jantan yang sudah tidak menyusu lagi,, yaitu berumur 20-23 hari. Kecepatan pertumbuhan tikus-tikus muda tersebut dipakai sebagai ukuran pengujian mutu protein yang dikonsumsi. Tikus percobaan ini diberi ransom yang mengandung 10% protein dengan masa percobaan 28 hari atau 4 minggu. Setiap minggu dievaluasi jumlah tambahan berat dan makanan yang dikonsumsi.
Harga PER tersebut sangat dipengaruhi oleh kadar protein dalam diet dan komponen lain dalam bahan makanan seperti vitamin-vitamin.
b. NPU (Net Protein Utilization)
Nilai atau mutu protein sangat tergantung kepada dua factor, yaitu: daya pencernanya dan nilai biologisnya (seberapa jauh kandungan asam amino bahan makanan itu menyerupai atau sama dengan kebutuhan makanan atau orang). Cara ini juga melibatkan penggunaan hewan percobaan tikus, umur 23 hari, yang dibagi menjadi dua golongan atau kelompok. Kelompok pertama tikus-tikus percobaan diberi ransum yang mengandung protein yang akan diuji mutunya. Sedangkan yang kedua merupakan kelompok kontrol (pembanding) yang diberi ransom tanpa protein. Baik air dan ransom diberikan ad libitum. Masa percobaan berlangsung 10 hari. Setelah selesai, tikus-tikus percobaan dibunuh dengan menggunakan kloroform, tubuhnya dibuka, kemudian dikeringkan pada suhu 105C selama 48 jam, dan ditentukan berat keringnya. Setelah digiling, lalu dianalisis dan diukur kadar nitrogennya. Jumlah nitrogen yang dimakan oleh tiap-tiap tikus percobaan diamati dan dicatat.
c. NDpCal (Net Dietary Protein Calories)
Baik nilai NPU maupun nilai biologis sangat dipengaruhi oleh jumlah kalori yang dikonsumsi. Konsumsi kalori yang rendah akan menurunkan retensi nitrogen dan akibatnya juga menurunkan NPU dan nilai biologis. Karena dirancang suatu evaluasi protein, yaitu konsumsi kalorinya juga sudah ikut diperhitungkan, yang disebut NDpCal.
d. Nilai Biologis
Nilai biologis merupakan harga atau jumlah fraksi nitrogen yang masuk ke dalam tubuh yang kemudian dapat ditahan oleh tubuh dan dimanfaatkan dalam porses pertumbuhan atau untuk menjaga agar supaya tubuh tetap dalam keadaan normal.
e. Daya Cerna
Yang dimaksud dengan daya cerna adalah jumlah fraksi nitrogen dari bahan makanan yang dapat diserap oleh tubuh kita.
Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh, karena zat ini disamping berfungsi sebagai bahan baker dalam tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah sumber asam-asam amino yang megandung unsure-unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Molekul protein mengandung pula fosfor, belerang dan ada jenis protein yang mengandung unsure logam seperti besi dan tembaga. Protein sebagai pembentuk energi akan menghasilkan 4 kalori tiap gram protein.
B. Jenis dan Sumber Protein
Jenis dan sumber protein diklasifikasikan berdasarkan bentuknya, kelarutannya, senyawa pembentuknya dan berdasarkan keberadaan asam amino esensialnya.
1. Berdasarkan bentuknya, protein dikelompokkan sebagai berikut:
a) Protein fibriler (skleroprotein) adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik larutan garam, asam basa ataupun alcohol. Berat molekulnya yang besar belum dapat ditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan. Susunan molekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjangnya sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila rantai ditarik memanjang, dapat kembali pada keadaan semula. Contoh protein fibriler adalah kolagen yang terdapat pada tulang rawan, myosin pada otot, keratin pada rambut dan fibrin pada gumpalan darah.
b) Protein globuler (steroprotein) yaitu protein yang berbentuk bola. Prptein ini banyak terdapat pada bahan pangan seperti susu, telur dan daging. Protein ini larit dalam larutan garam dan asam encer, juga lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu susunan molekulnya berubah diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologiknya seperti yang dialami oleh enzim dan hormone.
2. Menurut kelarutannya, protein globuler dapat dibagi dalam beberapa grup yaitu:
a) Albumin: larut dalam air dan terkoagulasi oelh panas. Contohnya albumin telur, albumin serum dan laktalbumin dalam susu.
b) Globulin: tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam encer mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi. Contohnya adalah: miosinogen dalam otot, ovoglubulun dalam kuning telur, amandin dari buah almond dan legumin dalam kacang-kacangan.
c) Glutelin: tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contohnya adalah: glutelin gandum dan orizenin dalam beras.
d) Prolamin atau gliadin: larut dalam alcohol 70-80% dan tak larut dalam air maupun alcohol absolute. Contohnya adalah: prolamin dalam gandum, hordain dalam barley dan zein dalam jagung.
e) Histon: Contohnya adalah histon dalam hemoglobin.
f) Protamin: Protein paling sederhana dibandingkan protein-protein lain, tetapi lebih kompleks daripada protein dan peptide, larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Contoh: salmin dalam ikan salmon, klupein pada ikan berring, skombrin pada ikan mackerel dan sipirinin pada ikan karper.
3. Berdasarkan senyawa pembentuknya protein dikelompokkan menjadi:
a) Protein sederhana (protein saja) contohnya adalah hemoglobin
b) Protein konyugasi dan senyawa lain yang non protein disebut protein konyugasi, sedangkan protein yang tidak mengandung senyawa non protein disebut protein sederhana. Ada bermacam-macam protein konyugasi, yang perbedaannya terletak pada senyawa non protein yang bergabung dengan molekul proteinnya. Contohnya adalah: g Glikoprotein terdapat pada hati, lipoprotein terdapat pada susu dan kasein terdapat pada kuning telur.
4. Berdasarkan keberaadaan asam amino esensial, protein dikelompokkan sebagai berikut:
Kedelapan asam amino esensial yang harus disediakan dalam bentuk jadi dalam menu makanan yang dikonsumsi sehari-hari adalah:
a) Isoleusin
b) Leussin
c) Lisin
d) Methionin, fungsi Methionin (asam amino esensial) dapat digantikan sistin (semi esensial) secara tidak sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
e) Penil alanin, yang fungsinya dapat digantikan Tirosin (semi esensial) tidak secara sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
f) Threonin
g) Triptopan
h) Valin
Keenam asam amino semiesensial adalah arginin, histidin, titrosin, sistin, glisin dan serin. Sedangkan keenam asam amino non esensial adalah asam glutamate, glutamine, asam aspartat, asparagin, alanin dan prolin.
Menurut macam asam amino yang pembentukannya protein, dapat digolongkan sebagai berikut:
a) Protein sempurna (mengandung semua asam amino esensial). Contoh: Kasein pada susu, Albumin pada telur.
b) Protein yang kurang sempurna (hanya sedikit mengandung asam amino esensial). Contoh: zein pada jagung dan protein nabati lainnya.
c) Protein tidak sempurna (tidak atau sedikit sekali mengandung asam amino esensial). Contoh: Legumin pada kacang-kacangan, Gladin pada gandum.
Berdasarkan asalnya protein terbagi 3 yaitu protein ASI, protein hewani dan protein nabati. Asupan gizi protein ASI, protein hewani dan protein nabati sangat penting untuk membangun Three Planks Protein Brigde (3 lapis jembatan protein) yang sangat berperan dalam upaya mencegah defisiensi protein.
C. Fungsi Protein
Protein mempunyai berbagai macam fungsi bagi tubuh, yaitu:
1. Sebagai enzim
Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makro molekul spesifik; dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. Hampir semua enzim menunjukkan daya katalitik yang luar biasa dan biasanya dapat mempercepat reaksi sampai beberapa juta kali. Sampai kini lebih dari seribu enzim yang dapat diketahui sifat-sifatnya dan jumlah tersebut masih terus bertambah. Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam system biologis.
2. Alat pengangkut dan alat penyimpan
Banyak molekul dengan berat molekul kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya Hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedang mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Ion besi diangkut dalam plasma darah oleh transferin dan disimpan dalam hati sebagai kompleks dengan feritin, suatu protein yang berbeda dengan transferin.
3. Pengatur pergerakan
Protein merupakan komponen utama daging; gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang berperan yaitu aktin dan myosin. Pergerakan flagella sperma disebabkan oleh protein (flagelin).
4. Penunjang mekanis
Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah membentuk serabut.
5. Pertahanan tubuh
Salah satu bentuk pertahanan tubuh adalah dalam bentuk antibody, yaitu suatu protei khusus yang dapt mengenal dan menempel atau mengikat dan menghancurkan benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri dan sels-sel asing lainnya. Protein sangat pandai membedakan benda-benda yang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing. Protein pertahanan tubuh sekarang dikenal dengan immunoglobulin (Ig).
6. Media perambatan impuls syaraf
Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor; misalnya rodopson, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.
7. Pengendalian pertumbuhan
Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi-fungsi DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan.
D. Mutu Protein dan Peningkatannya
Mutu protein dinilai dari perbandingan asam-asam amino yang terkandung dalam protein tersebut. Pada prinsipnya suatu protein yang dapat menyediakan asam amino esensial dalam suatu perbandingan yang menyamai kebutuhan manusia, mempunyai mutu yang tinggi. Sebaliknya, protein kekurangan satu atau lebih asam-asam amino esensial mempunyai mutu yang lebih rendah. Jumlah asam amino yang tidak esensial tidak dapat digunakan sebagai pedoman karena asam-asam amino tersebut dapat disintesis di dalam tubuh. Asam-asam amino yang biasanya sangat kurang dalam bahan makanan disebut asam amino pembatas. Dalam serealia asam amino pembatasnya adalah lisin, sedang pada leguminosae (kacang-kacangan) biasanya asam amino metionin. Kedua protein tersebut tergolong bermutu rendah, sedang protein yang berasal dari hewani seperti daging, telur dan susu dapat menyediakan asam-asam amino esensial dan karenanya disebut protein dengan mutu tinggi. Kalau protein dengan mutu rendah terlalu banyak dikonsumsi dan menunya tidak beraneka ragam, akan berakibat kurangnya asam amino pembatas dan orang akan menderita gejala-gejala yang tidak dikehendaki.
Bila dua atau lebih sumber jenis protein yang memilki asam amino esensial pembatas yang berbeda dikonsumsi bersama-sama, maka kekurangan asam amino dari satu protein dapat ditutupi oleh asam amino sejenis yang berlebihan pada protein lain. Dua atau lebih sumber protein tersebut saling mendukung (complementary) sehingga mutu gizi dari campuran menjadi lebih tinggi daripada salah satu protein itu. Tepung gandum kekurangan asam amino lisin, tetapi asam amino belerangnya berlebihan; sebaliknya kacang-kacangan kekurangan asam amino belerang tetapi kelebihan asam amino lisin. Pencampuran 1:1 antara tepung gandum dan kacang-kacangan akan membentuk bahan makanan dengan komposisi asam amino yang walaupun tidak sama dengan komposisi asam amino protein model, tetapi sudah emndekati protein model. Dengan penjelasan yang sama sejumlah protein hewani dapat meningkatkan mutu protein nabati dalam jumlah yang besar. Program penganekaragaman menu sangat penting, sebab dengan cara ini mutu protein bahan makanan saling mendukung dan meningkat. Nilai biologic makanan kita, dapat pula meningkat bial dibuat campuran yang tepat. Hal tersebut terjadi setiap hari tanpa kita sadari. Oleh karena itu, susu dengan serelia, nasi dengan tempe, kacang-kacangan dengan daging atau roti, merupakan kombinasi menu yang dapat meningkatkan mutu protein.
Kebutuhan manusia akan protein dapat diketahui dengan jumlah nitrogen yang hilang (obligatory nitrogen). Bila seseorang mengkonsumsi ransom tanpa protein, maka nitrogen yang hilang tersebut pasti berasal dari protein tubuh yang dipecah memenuhi kebutuhan metabolisme. Nitrogen yang dikeluarkan dari tubuh merupakan bahan buangan hasil metabolisme protein; karena itu, jumlah nitrogen yang terbuang mewakili jumlah protein yang harus diganti. Setiap harinya nitrogen yang keluar bersama urine rata-rata 37 mg/kg berat badan, dan dalam feses 12 mg/kg berat badan. Nitrogen yang lepas bersama kulit 3 mg/kg serta melalui jalur lain seperti keringat meliputi 2 mg/kg sehingga jumlahnya sekitar 54 mg/kg berat badan per hari. Karena itu, nitrogen yang dibuat oleh tubuh dapat digunakan sebagai pedoman untuk menentukan kebutuhan minimal protein yang diperlukan badan.
Pada waktu mengandung, menyusui serta waktu pertumbuhan anak, protein yang diperlukan harus juga diperhitungkan bersama kebutuhan protein untuk pertumbuhan jaringan janin, produksi susu dan produksi jaringan baru pada masa pertumbuhan anak.
Nitrogen yang hilang atau terbuang sekitar 54 mg/kg berat badan per hari. Angka tersebut dapat dikalikan dengan 6,25 (konversi protein dari nitrogen) menjadi jumlah kebutuhan protein per kg berat badan per hari. Angka ini biasanya masih ditambah 30% untuk memberi peningkatan terbuangnya nitrogen kelak kalau protein sudah dikonsumsi. Terbuangnya protein juga bervariasi, tergantung individu, ukuran badan, jenis kelamin dan umur. Untuk itu, pengamatan angka terakhir masih harus ditambah lagi dengan 30%. Hasil akhir kebutuhan protein menjadi 0,57 g/kg berat badan per hari (laki-laki dewasa) atau 0,54 g/kg berat badan per hari (wanita dewasa). Jumlah tersebut sudah cukup untuk memenuhi keperluan, menjaga keseimbangan nitrogen dalam tubuh, dengan syarat protein yang dikonsumsi mempunyai mutu yang tinggi. Walaupun demikian, untuk perhitungan keperluan protein, angka tersebut masih ditambah lagi 20% serta masih harus dikalikan dengan factor 10/7 sebagai angka koreksi. Karena asumsi, protein yang digunakan memounyai nilai NPU tujuh puluh. Hasil akhir yang didapat biasanya mencapai 1 g protein/kg berat badan per hari. Untuk ibu-ibu yang mengandung atau sedang menyusui serta anak-anak yang sedang tumbuh, masih ditambah sejumlah protein ekstra.
E. Analisis Protein
Analisis protein secara kuantitatof dapat dilakukan dengan berbagai metode sebagai berikut:
1. Cara Kjeldahl
Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar peotein yang kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah kadar nitrogennya. Dengan mengalikan nilai tersebut dengan angka konversi 6,25, diperoleh nilai protein dalam bahan makanan itu. Untuk beras, kedelai dan gandum angka konversi berturut-turut sebagai berikut: 5,95, 5,71 dan 5,83. angka 6,25 berasal dari angka konversi serum albumin yang biasanya mengandung 16% nitrogen.
Prinsip Cara analisis Kjeldahl adalah sebagai berikut: mula-mula bhan didekstruksi dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran Zn. Amonia yang terjadi ditampung atau dititrasi dengan bantuan indicator. Cara Kjeldahl pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro dan semimikro. Cara makro Kjeldahl digunakan untuk contoh yang sukar dihomogenisasi dan besar contoh 1-3 g. Sedang semimikro Kjedahl dirancang untuk ukuran kecil, yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen. Cara anlisis tersebut akan berhasil baik dengan asumsi nitrogen dalam bentuk N – N dan N – O dalam sample tidak terdapat dalam jumlah yang besar. Kekurangan cara analisis ini ialah bahwa Purina, pirimidina, vitamin-vitamin, asam amino besar, kreatina dan kreatinina ikut teranalisis dan terukur sebagai nitrogen protein. Walaupun demikian, cara ini kini masih digunakan dan dianggap cukup teliti untuk pengukuran kadar protein dalam bahan makanan.
2. Cara Dumas
Prinsip cara ini adalah: bahan makanan contoh dibakar dalam atmosfer CO2 dan dalam lingkungan yang mengandung kupri oksida. Semua atom karbon dan hydrogen akan diubah menjadi CO2 dan uap air. Semua gas dialirkan ke dalam larutan NaOH dan dilakukan pengeringan gas. Semua gas terabsorpsi kecuali gas nitrogen dan gas ini kemudian dianalisis dan diukur.
Banyak sekali cara yang dapat digunakan untuk mengukur mutu protein secara kualitatif, tetapi tampaknya tidak satupun yang sepenuhnya memuaskan. Cara analisis ini dapat dilakukan secara biologis maupun secara kimia.
Cara biologis dilakukan dengan melibatkan binatang percobaan (tikus), dan kadang-kadang manusia percobaan. Cara terakhir ini penting artinya bila kita ingin mengetahui lebih dalam mengenai gizi pada manusia. Cara penggunaan manusisa jarang dilakukan karena factor biaya yang mahal dan sulitnya mendapatkan orang/anak yang secara sukarela bersedia makan secara tidak normal, denga jenis makanan yang tidak menarik, baik rupa maupun rasanya pada jangka waktu tertentu.
a. PER (Protein Efficiency Ratio)
Cara ini biasanya melibatkan penggunaan anak-anak tikus jantan yang sudah tidak menyusu lagi,, yaitu berumur 20-23 hari. Kecepatan pertumbuhan tikus-tikus muda tersebut dipakai sebagai ukuran pengujian mutu protein yang dikonsumsi. Tikus percobaan ini diberi ransom yang mengandung 10% protein dengan masa percobaan 28 hari atau 4 minggu. Setiap minggu dievaluasi jumlah tambahan berat dan makanan yang dikonsumsi.
Harga PER tersebut sangat dipengaruhi oleh kadar protein dalam diet dan komponen lain dalam bahan makanan seperti vitamin-vitamin.
b. NPU (Net Protein Utilization)
Nilai atau mutu protein sangat tergantung kepada dua factor, yaitu: daya pencernanya dan nilai biologisnya (seberapa jauh kandungan asam amino bahan makanan itu menyerupai atau sama dengan kebutuhan makanan atau orang). Cara ini juga melibatkan penggunaan hewan percobaan tikus, umur 23 hari, yang dibagi menjadi dua golongan atau kelompok. Kelompok pertama tikus-tikus percobaan diberi ransum yang mengandung protein yang akan diuji mutunya. Sedangkan yang kedua merupakan kelompok kontrol (pembanding) yang diberi ransom tanpa protein. Baik air dan ransom diberikan ad libitum. Masa percobaan berlangsung 10 hari. Setelah selesai, tikus-tikus percobaan dibunuh dengan menggunakan kloroform, tubuhnya dibuka, kemudian dikeringkan pada suhu 105C selama 48 jam, dan ditentukan berat keringnya. Setelah digiling, lalu dianalisis dan diukur kadar nitrogennya. Jumlah nitrogen yang dimakan oleh tiap-tiap tikus percobaan diamati dan dicatat.
c. NDpCal (Net Dietary Protein Calories)
Baik nilai NPU maupun nilai biologis sangat dipengaruhi oleh jumlah kalori yang dikonsumsi. Konsumsi kalori yang rendah akan menurunkan retensi nitrogen dan akibatnya juga menurunkan NPU dan nilai biologis. Karena dirancang suatu evaluasi protein, yaitu konsumsi kalorinya juga sudah ikut diperhitungkan, yang disebut NDpCal.
d. Nilai Biologis
Nilai biologis merupakan harga atau jumlah fraksi nitrogen yang masuk ke dalam tubuh yang kemudian dapat ditahan oleh tubuh dan dimanfaatkan dalam porses pertumbuhan atau untuk menjaga agar supaya tubuh tetap dalam keadaan normal.
e. Daya Cerna
Yang dimaksud dengan daya cerna adalah jumlah fraksi nitrogen dari bahan makanan yang dapat diserap oleh tubuh kita.
KARBOHIDRAT
A. Pendahuluan
Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk di dunia khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang walaupun jumlah kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 kalori (kal) bila disbanding lemak.
Karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah selain itu bebebrapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat yang sangat bermanfaat sebagai diet (dietary fiber) yang berguna bagi pencernaan dan kesehatan manusia. Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur, dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah pemecahan protein tubuh yang berlebihan yang berakibat kepada penurunan fungsi protein tubuh yang berlebihan yang berakibat kepada penurunan fungsi protein sebagai enzim dan fungsi antibody, timbulnya ketosis, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolisme lemak dan protein.
Karbohidrat dapat disintesis secara kimia, misalnya pada pembuatan sirup Formosa yang dibuat dengan menambahkan larutan alkali encer pada formaldehida. Namun cara yang lebih mudah dan murah dan mendapatkan karbohidrat adalah dengan mengekstraknya dari bahan nabati sumber karbohidrat.
B. Jenis dan Sumber Karbohidrat
Pada umumnya karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida merupakan suatu molekul yang terdiri dari 5 atau 6 atom C, sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2 sampai 10 monosakarida, dan pada polisakarida merupakan polimer yang lebih banyak dari jumlah polimer pada oligosakarida.
1. Monosakarida
Monosakarida adalah gula yang paling sederhana yang terdiri dari molekul tunggal. Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimiliki dan letak gugus hidroksilnya. Berdasarkan jumlah atom yang dimiliki, ada nama monosakarida yang lain yaitu: Triosa (3 karbon), Tetrosa (4 karbon), Pentosa (5 karbon) dan heksosa (6 karbon). Monosakarida yang penting adalah gula yang mempunyai 6 karbon, contohnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa,
a. Glukosa
Glukosa adalah gula yang terpenting bagi metabolisme tubuh. Dikenal sebagai gula fisiologis. Sumber glukosa antara lain:
- Bentuk jadi, ditemui di alam dan terdapat pada buah-buahan, jagungmanis, sejumlah akar dan madu
- Dihasilkan sebagai produk hidrolisis pati. Pati hidrolisis menjadi dekstrin, dekstrin dihidrolisasi menjadi maltosa, maltosa dihidrolisis menjadi glukosa.
b. Fruktosa
Fruktosa merupakan gula yang termanis dari semua gula yang dikenal dengan nama levulosa. Sumber fruktosa merupakan hasil hidrolisa dari gula sukrosa.
c. Galaktosa
Galaktosa merupakan gula yang tidak ditemui di alam bebas, tetapi merupakan hasil hidrolisa dari gula susu (laktosa) melalui proses metabolisme akan diolah menjadi glukosa yang dapat memasuki siklus Kreb’s untuk diproses menjadi energi. Galaktosa merupakan komponen dari Cerebrosida, yaitu turunan lemak yang ditemukan padaotak dan jaringan syaraf.
2. Oligosakarida
Oligosakarida adalah gula yang mengandung 2-10 gula sederhana (monosakarida). Beberapa contoh penting dari oligosakarida adalah sebagai berikut.
• Disakarida (C12 H22 O11)
- Sukrosa (gula meja), sumbernya antara lain: Molasis, Sorgum, diperdagangkan dari sari tebu dan beet. Melalui proses pencernaan, sukrosa dipecah menjadi fruktosa dan glukosa.
- Maltosa (gula malt/biji), sumbernya antara lain: biji-bijian yang dapat dibuat kecambah.
- Laktosa (gula susu).
- Trisakarida, sumbernya antara lain: beet dan madu
- Tetrasakarida, sumbernya antara lain: beet dan kacang polong.
3. Polisakarida
Polisakarida adalah karbohidrat yang tersusun atas banyak gugusan gula sederhana, ada yang dapat dicerna dan ada yang tidak dapat dicerna. Tidak larut dalam air tidak terasa atau rasanya pahit. Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai tekstur, seperti selulosa, hemiselulosa, dan lain sebagainya. Yang sebagai sumber energi seperti: pati, dekstrin, glikogen, dan fruktan.
Polisakarida penguat tekstur ini tak dapat dicerna oleh tububh tetapi merupakan serat-serat yang sangat bermanfaat untuk diet (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan dan sangat berguna bagi kesehatan.
a. Polisakarida sebagai sumber energi
• Pati
Pati merupakan bentuk karbohidrat yang disimpan dalam bentuk karbohidrat tanaman. Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan (-(1,4)) D-Glukosa. Sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan (-(1,4)). D-Glukosa sebanyak 4-5% dari berat total. Sunber pati antara lain: biji-bijian, akar-akaran, umbi-umbian, dan buah yang belum matang.
• Dekstrin
Dekstrin merupakan bentuk karbohidrat sebagai hasil antara hidrolisis pati menjadi maltosa.
• Glikogen
Glikogen disebut juga Animal Starch disimpan dalam hati dan jaringan otot. Digunakan untuk mensuplai energi jaringan tubuh pada saat latihan dan bekerja keras. Glikogen hati akan diubah menjadi glukosa untuk disirkulasikan ke berbagai bagian tubuh melalui peristiwa glikogenolisis.
• Inulin/fruktan
Inulin/fruktan merupakan polisakarida yang penting bagi uji fungsi ginjal. Penggunaan inulin dalam test fungsi ginjal terkait dengan sifat adhesi antara fruktan (inulin) dengan fruktosa yang menyebabkan perubahan indicator warna.
b. Polisakarida sebagai penguat tekstur/penghasil serat (dietary fiber)
• Selulosa
Selulosa merupakan serat-serat panjang, bersama hemiselulosa, pectin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman pada proses diferensiasi. Penyimpanan atau pengolahan komponen selulosa dan hemiselulosa mengalami perubahan sehingga terjadi perubahan tekstur, seperti juga amilosa. Selulosa adalah polimer berantai lurus (-(1,4))-D-Glukosa. Selulosa bila dihidrolisis oleh enzim selulosaakan terhidrolisis dan akan menghasilkan 2 molekul glukosa dari ujung rantai sehingga dihasilkan selobiosa (-(1,4)-6-6). Turunan selulosa dikenal sebagai CMC (Caboxy Metil Cellulose) yang sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Pada pembuatan ice cream pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa. CMC juga sering dipakai dalam bahan makanan untuk mencegah retrogradasi yaitu proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinasi. CMC yang dipakai pada industri makanan adalah garam Na yang dalam bentuk murninya disebut Gum selulosa. Pembuatan CMC adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni lalu ditambahkan Cloroasetat.
- ROH + NaOH R – ONa + HOH
- R ONa + ClCH2COONA R – CH2COONa + NaCl
• Hemiselulosa
Unit pembentuk hemiselulosa adalah D-xilosa, pentosa, dan heksosa. Hemiselulosamempunyai derajat polimerisasi rendah, dan mudah larut dalam alkali tetapi sukar larut dalam asam. Hemilulosa tidak merupakan serat yang panjang seperti selulosa, suhu bakarnya setinggi selulosa.
• Pektin
Pektin terdapat dalam dinding sel tanaman khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa Pektin merupakan polimer dari asam D-Galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan (-(1,4)) Glukosa,asam Galakturonat menjadi turunan Galaktosa.
c. Polisakarida yang lain
Banyak terdapat di alam seperti: alam, agar, asam alginate, karagenan, dan dekstrin. Sumber alam adalah batang pohon akasia yang merupakan polimer heterosakarida yang rantai utamanya terdiri dari molekul (1,3)-Galaktosa dengan rantai cabang asam uronat. Sumber agar-agar adalah ganggang merah, yang merupakaan rantai lurus galaktan sulfat yang berikatan molekul(1,3) galaktosa dan tiap 10 molekul berikatan (1,4). Sumber asam alginate?Na alginate adalah ganggang laut Macrocystis pyrifera di California, yang diekstraksi denagn Na2 CO3 yang terdiri dari (,4) asam manurat. Sumber karagenan adalah dengan emngekstraksi lumut Irlandia dengan air panas. Karagenan merupakan polisakarida yang terdapat dalam asam galakturonat yang dipakai sebagai stabilizer pada industri coklat dan hasil produksi susu. Sumber dekstran adalah dengan melakukan sintetis sukrosa oleh suatu jenis bakteri tertentu.
C. Fungsi Karbohidrat
Dalam konteks ilmu gizi karbohidrat mempunyai fungsi yang cukup banyak, di antaranya adalah: a. sebagai sumber energi utama (1 gram = 4 kalori), b. ikut terlibat dalam metabolisme lemak (terkait dengan sintesis asam lemak), c. menghemat protein (protein spatter). Jika asupan karbohidrat mencukupi tubuh akan terhindar dari glukoneogenesis asam amino, d. glukosa sebagai sumber energi utama bagi otak dan system syaraf, e. sebagai energi cadangan dalam bentuk glikogen (glikogenesis) yang disimpan di hati dan otot, f. serat berfungsi memperbaiki kinerja peristaltic usus dan pemberi muatan pada sisa makanan, punya efek hipolipidemik, efek hipoglikemik, dan lain sebagainya.
Karbohidrat dapat berfungsi sebagai sumber enrgi, tentunya harus melalui pencernaan makanan yang akan mengubah polisakarida menjadi monosakarida kemudian diserap oleh usus, ditranspor ke seluruh sel melalui system peredaran darah, diserap oleh sel-sel yang dipengaruhi oleh insulin dan kemudian masuk ke dalam metabolisme intyermedier. Dalam metabolisme intermedier glukosa akan masuk dalam reaksi glikolisis dan kemudian masuk ke dalam siklus krebs sehingga menghasilkan energi. Nasib galaktosa dan fruktosa sebelum masuk ke dalam reaksi glikolisis dapat dipelajari dalam biokimia pangan, terutama pada reaksi perubahannya menjadi glukosa.
Fungsi karbohidrat sebagai penghemat protein tersebut berjalan jika asupan karbohidrat memenuhi kebutuhan. Dengan terpenuhinya kebutuhan karbohidrat sebagai sumber energi, maka akan terhindar dari glukoneogenesis suatu reaksi pembentukan karbohidrat bukan dari glikogen akan tetapi dari lemak (asam lemak dan gliserol) dan dari protein (asam amino). Tersedianya karbohidrat secara cukup maka protein akan dapat melakukan fungsi sebagai enzim dan antibody yang lebih penting dari sekadar fungsi protein untuk energi. Apalagi asupan protein rata-rata masyarakat Indonesia masih sangat kurang kebutuhannya.
D. Serat dalam Bahan Pangan
Para ilmuwan mengungkapkan bahwa serat-serat dalam bahan pangan yang tidak tercerna mempunyai sifat positif bagi gizi dan metabolisme. Fiber merupakan komponen dari jaringan tanaman yang tahan terhadap proses hidrolis oleh enzim dalam lambung dan usus kecil. Serat tersebut berasal dari dinding sel berbagai sayuran dan buah-buahan. Secara kimia dinding sel tersebut terdapat dalam jenis karbohidrat seperti; selulosa, hemiselulosa, pectin, dan non karbohidrat seperti polimer lignin. Senyawa pectin berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang berdekatan disebut lamella tengah, pada umumnya senyawa pectin ini diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu asam pekat, asam pektitat, dan protopektin. Asam pektat dapat membentuk garam, asam pektat ada dalam jaringan tanaman sebagai kalsium.magnesium pekat. Pektin bersifat terdispersi dalam air. Pektin juga dapat membentuk garam pektinat.
Fungsi serat ternyata melibatkan asam empedu. Jika mengkonsumsi serat yang tinggi maka pengeluaran asam empedu lebih banyak mengeluarkan koleterol dan lemak yang dikeluarkan bersama feses. Dalam hal ini fungsi serat adalah mencegah adanya penyerapan kembali asam empedu, kolesterol dan lemak, sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipolipidemik (hipokolesterolemik) yang sangat bermanfaat bagi diet penderita hiperkolesterolemia yang dapat berkembang menjadi aterosklerosis dan gangguan fungsi jantung. Dari penelitian secara klinis dietary fiber khususnya dari golongan serealia, sangat efektif menaggulangi penyakit divuerticulitis (ambient), dengan mengkonsumsi serat yang tinggi, maka feses lebih mudah didorong keluar sehingga dapat mengurangi penderita penyakit divuerticulitis. Di sisi lain serat juga telah diketahui mampu mengikat glukosa dalam usus sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipoglikemia (efek penurunan gula darah) yang sangat bermanfaat bagidiet penderita hiperglikemia (kondisi di mana kadar gula darah tinggi) dan bagi penderita diabetes mellitus. Hasil penelitian yang pernah dilakukan Budiyanto (1999) menghasilkan bahwa Nata de Coco kering (tinggi selulosa dan hemiselulosa) mempunyai efek hipolipidemik dan hipoglikemik pada tikus wistar. Efek hipolipidemik berhubungan dengan perlambatan gastric time, penurunan gerakan peristaltic usus, menghambat absorbsi kolesterol atau lemak diet, mengganggu reabsorbsi asam empedu, menurunkan sintesis kolesterolendogen (terkait dengan enzim HMG-KoA Reduktase), dan memperpendek transit time di usus halus. Sedangkan efek hipoglikemik berhubungan dengan perlambatan gastric time, penurunan gerakan peristaltic usus, menghambat absorbsi glukosa, memperlambat difusi glukosa, menurunkan aktivitas alfa amylase, dan memperpendek transit time di usus halus.
E. Analisis Karbohidrat
Berdasarkan sifat sakarida dan reaksi kimia yang spesifik. Karbohidrat dapat dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif.
1. Secara kualitatif
a) Reaksi Mollisch (karbohidrat + larutan naftol + H2SO4) furfural/ungu)
b) Uji Antron (ml larutan contoh + larutan antron 0,2% dalam H2SO4 pekat timbul wrna hijau/hijau kebiruan, yang menandakan adanya karbohidrat).
c) Uji Barfoed (dalam 5 ml pereaksi atau kupri asetat dan asam asetat + 1 ml larutan contoh, dipanaskan selama 1 menit menghasilkan endapan merah orange yang menunjukkan adanya monosakarida).
d) Uji Benedict (dalam 5 ml pereaksi atau kupri sulfat, natrium sulfat, natrium karbonat + 8 tetes larutan contoh dipanaskan selama 5 menit endapan warna hijau, kuning/merah orange yang menunjukkan adanya gula terreduksi).
e) Uji Orsinol Bial-HCl (dalam 5 ml pereaksi + 2-3 ml larutan contoh, lalu dipanaskan sampai timbul gelembung-gelembung gas ke permukaan larutan. Timbulnya larutan yang berwarna hijau menandakan adanya pentosa).
f) Uji Hayati (pereksinya terdapat dalam garam Rochelle atau kalium natrium tartrat gliserol dan kupri sulfat. Uji dan tanda-tanda sama seperti uji benedict).
g) Uji Iodin (larutan cobtoh diasamkan dengan HCl kemudian dibuat larutan iodine dalam larutan KI. Larutan contoh 1 tetes + larutan iodin timbul warna hijau yang menimbulkan adanya pati, sedanglan warna merah menunjukkan adanya glikogen atau eritrodekstrins).
h) Uji Molisch (ml larutan contoh + 2 tetes pereaksi (-naftol 10% + 2 ml H2SO4 pekat, cincin berwarna ungu pada batas kedua cairan menunjukkan adanya karbohidrat dalam contoh).
i) Uji Seliwanoff (ml pereaksi yang dibuat dengan mencampurkan 3,5 ml resorsinol 0,5% dengan 12 ml HCl pekat lalu diencerkan menjadi 35 ml dengan air suling + 1 ml larutan contoh lalu ditempatkan dalam air mendidih selama 10 menit. Warna merah cerry menunjukkan adanya fruktosa).
j) Uji Tauber (1 ml larutan Benzidinz + 2 tetes larutan contoh lalu dididihkan dan didinginkan cepat-cepat. Timbul warna ungu menunjukkan adanya pentosa).
2. Secara kuantitatif
Analisis ini menggunakan polarimeter. Larutan gula dimasukkan dalam tabung polariskop yang tertentu panjangnya lalu dilihat sudut putarnya. Dari rumus yang ada, maka dapat dihitung kensentrasi larutan. Analisis kuantitatif karbohidrat juga dapat menggunakan spektrofotometer. Dengan alat ini akan diketahui konsentrasi gula reduksi (hasil hidrolisis karbohidrat) dalam suatu bahan makanan. Alat ini akan memberikan informasi tentang absorbansi yang setelah dibandingkan dengan kurva normal yang telah dibuat sesaat sebelum analisis kita akan dapat menentukan konsentrasi karbohidrat (gula reduksinya).
LEMAK
A. Pendahuluan
Seperti halnya karbohidrat dan protein, lemak merupakan sumber energi bagi tubuh. Besarnya energi yang dihasilkan per gram lemak adalah lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat atau 1 gram protein. 1 gram lemak menghasilkan 9 kalori (kal).
Lemak dalam makanan merupakan campuran lemak heterogen yang sebagian besar terdiri dari trigliserida. Trigliserida disebut lemak jika pada suhu ruang berbentuk padatan, dan disebut minyak jika pada suhu ruang berbentuk cairan. Trigliserida merupakan campuran asam-asam lemak, biasanya dengan panjang rantai karbon sebanyak 12 sampai 22 dengan jumlah ikatan rangkap dari 0 sampai 4. Dalam lemak makanan juga terdapat sejmlah kecil fosfolipid, sfingolipid, kolesterol dan fitosterol. Lemak yang akan dibicarakan di sini adalah lemak netral yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak. Gliserol mempunyai tiga gugusan hidroksil amana masing-masing akan mengikat satu molekul asam lemak yang disebut trigliserol.
B. Jenis dan Sumber Lemak
Salah satu komponen lemak adalah asam lemak. Menurut ada atau tidaknya ikatan rangkap yang dikandung asam lemak, maka asam lemak dapat dibagi menjadi:
1. Asam lemak jenuh (Cn H2n O2), Saturated Fatty Acid (SFA). Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mempunyai ikatan tunggal atom karbon © diamna maing-masing atom C ini akan berikatan dengan atom H. Contohnya adalah: asam butirat (C4), asam kaproat (C6), asam kapritat (C8) dan asam kaprat (C10). Umumnya sampai dengan C10 ini sifat asam lemak adalah cair dan mulai C12 sampai C24 bersifat padat. C4, C12 dan lain-lain menunjukkan jumlah atom karbon yang terikat dalam rantai gliserida.
Sehubungan dengan jumlah atom C dalam asam lemak, maka kita mengenal:
a) Asam lemak berantai pendek, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 4-6 buah
b) Asam lemak berantai sedang, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 8-12 buah.
c) Asam lemak berantai panjang, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 12-24 buah.
Asam lemak jenuh berasal dari berbagai sumber asam lemak diantaranya ditampilkan pada table 3.1
Macam Asam Lemak Jenuh Sumbernya Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam laurat
Asam miristat
Asam palmitat
Asam stearat
Asam arakhidat
Asam behenat
Asam lignoserat
Asam butirat
Asam kaproat
Asam kaprilat
Asam kaprat
Minyak kelapa
Minyak nabati
Minyak nabati dan hewani
Minyak nabati dan hewani
Minyak kacang
Minyak kacang
Minyak kacang
Lemak butter
Lemak butter dan minyak kelapa
Minyak butter dan minyak kelapa
Minyak salam C12
C14
C16
C18
C20
C22
C24
C4
C6
C8
C10 Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Cair
Cair
Cair
Cair
Tabel 3.1 Macam asam lemak jenuh dan sumbernya
2. Asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA/C6 H2n O2)
Asam lemak tak jenuh tunggal merupakan asam lemak yang selalu mengandung 1 ikatan rangkap antara 2 atom C dengan kehilangan paling sedikit 2 atom H. Contohnya adalah asam burat, Asam palmitoleat (C12) dan asam oleat (C18) umumnya banyak terdapat pada lemak nabati atau hewani.
Sumber dari asam lemak tidak jenuh dengan ikatan rangkap tunggal (MUFA, Mono Unsaturated Fatty Acid) dapat dilihat dalam table 3.2.
Macamnya Sumber Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam palmitoleat - Lemak nabati
- Lemak hewani C16 Cair
Asam Oleat - Lemak nabati
- Lemak hewani
- 75% minyak live
- 30% lemak babi
- 40% lemak sapi dan domba C18 Cair
Tabel 3.2 Macam asam lemak yang tergolong MUFA dan sumbernya
3. Asam lemak tak jenuh poli (PUFA, Poly Unsaturated Fatty Acid) (Cn H2n)2
Asam lemak tak jenuh dengan ikatan rangkap banyak merupakan asam lemak yang mengandung lebih dari 1 ikatan rangkap. Asam lemak ini akan kehilangan paling sedikit 4 atom H. Contohnya adalah asam lemak linoleat (C18) berikatan rangkap dua, asam lemak eleostearat (C18) berikatan rangkap tiga dan lain sebagainya. PUFA disebut juga sebagai asam lemak esensial (EFA, Essensial Fatty acid). Sumber dari asam lemak tak jenuh poli disajikan dalam table 3.3
Macamnya Sumber Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam linoleat - 10% dalam adpokat
- 20% - 30% dalam kacang atau lemak ayam
- 50% - 60% dalam minyak jagung
- 70% dalam minyak kapas C18 Cair
Asam eleostearat - Lemak sapi, lemak ayam dan lemak nabati C18 Cair
Asam linolenat - 20% dalam hati, lemak babi
- 7% dalam kacang kedelai C18 Cair
Asam arakhidonat - Lemak hewani
- Minyak kacang tanah C20 Cair
Tabel 3.3 Macam asam lemak yang tergolong PUFA dan sumbernya
No. Jenis Lemak SFA (%) MUFA (%) PUFA (%)
1 Minyak kelapa 90 8 2
2 Minyak sawit 47 43 10
3 Minyak kacang tanah 15 65 18
4 Minyak jagung 13 32 55
5 Minyak kedelai 15 30 55
6 Minyak ikan 20-35 20-55 20-50
Tabel 3.4 Kandungan SFA, MUFA dan PUFA berbagai jenis lemak
Dalam konteks ilmu gizi lemak yang ideal untuk dikonsumsi sebagai bahan pemenuhan gizi lemak adalah lemak yang mempunyai ratio PUFA/SFA > 4. PUFA (Poly Unsaturated Fatty Acid, Asam Lemak Tidak Jenuh Rantai Banyak) merupakan asam lemak yang bersahabat karena mempunyai efek hipokolesterolemik. Sedangkan SFA (Saturated Fatty Acid, Asam Lemak Jenuh) merupakan asam lemak jahat karena bersifat aterosklerogenik.
Lemak dan minyak mempunyai beberapa jenis diantaranya adalah sebagai beriukut:
a) Minyak goreng yang berfungsi sebagai penghantar panas, penambah cita rasa gurih dan penambah nilai kalori bahan pangan. Minyak goring ketika digunakan untuk menggoreng akan mengalami proses hidrolisis gliserol. Dimana gliserol oleh panas akan dihidrolisis menjadi akrolein dan air. Dalam beberapa hal hasil hidrolisis ini akan mengalami oksidasi menjadi asam lemak teroksidasi yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Lemak dan minyak yang baik untuk digunakan sebagai minyak goring adalah: 1) Oleostearin dan oil yang bersumber pada lemak sapi yang diproses dengan cara rendring pada suhu rendah. Lemak yang dihasilkan dipertahankan pada suhu 32C sehingga terbentuk kristal; dan 2) Lemak nabati yang dihidrogenasi dengan titik cair 35-40C.
b) Mentega
Mentega merupakan emulsi air dalam minyak dengan kira-kira 18% air terdispersi di dalam 80% lemak dengan sejumlah kecil protein yang bertindak sebagai zat pengemulsi.
c) Margarin
Margarin juga merupakan emulsi air dalam minyak. Lemak yang digunakan berasal dari lemak hewani atau nabati, seperti lemak babi dan sapi. Sedangkan lemak nabati yang digunakan adalah: minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai dan minyak biji kapas.
d) Shortening/Mentega Putih
Merupakan lemak padat yang mempunyai sifat plastis dan kestabilan tertentu. Umumnya berwarna putih. Bahan ini diperoleh dari hasil campuran dua atau lebih lemak atau dengan cara hidrogenasi. Mentega ini dapat digunakan pada pembuatan cake dan kue yang dipanggang. Fungsinya adalah untuk memperbaiki cita rasa, struktur, tekstur keempukan dan memperbesar volume kue atau roti. Berdasarkan pada pembuatannya, ada tiga macam shortening yaitu: compound, hydrogenated, dan high ratio shortening.
e) Lemak Gajih
Merupakan lemak yang diperoleh dari jaringan lemak ternak sapi atau kambing, terdapat pada rongga perut. Biasanya akan menghasilkan lemak gajih yang bermutu tinggi.
Kerusakan lemak yang utama adalah timbulnya ketengikan yang disebabkan oleh auto-oksidasi asam lemak tidak jenuh akibat pemanasan yang akan membentuk hidroperoksida dan radikal bebas. Bau tengik yang muncul disebabkan oleh pemecahan hidroperoksida oelh panas menjadi keton yang volatile. Untuk mencegah ketengikan dalam proses yang menggunakan minyak atau lemak, jangan menggunakan wadah dari besi (Fe) atau tembaga (Cu), karena keduanya dapat menyebabkan oksidasi. Disamping itu, juga dapat digunakan antioksidan seperti vitamin E, fosfatida, asam askorbat dan lain sebagainya.
C. Fungsi Lemak
Lemak mempunyai fungsi yang cukup banyak. Fungsi tersebut terbagi menjadi dua fungsi, yaitu:
1. Fungsi utama:
a) Sebagai penghasil energi, dimana tiap gram lemak menghasilkan sekitar 9 sampai 9,3 kalori. Energi yang berlebihan dalam tubuh disimpan dalam jaringan adipose sebagai energi potensial.
b) Sebagai pembangun/pembentuk susunan tubuh
c) Pelindung kehilangan panas tubuh
d) Sebagai penghasil asam lemak esensil
e) Sebagai pelarut vitamin A, D, E dan K
2. Fungsi lainnya:
a) Sebagai pelumas diantara persendian
b) Sebagai penangguh perasaan lapar sehubungan dengan dicernanya lemak lebih lama
c) Sebagai pemberi cita rasa dan keharuman yang lebih baik pada makanan
d) Sebagai agen pengemulsi yang akan mempermudah transport substansi lemak keluar masuk melalui membrane sel.
e) Sebagai precursor dari protaglandiun yang berperan mengatur tekanan darah, denyut jantung dan lipolisis.
D. Analisis Lemak
Analisis lenak dapat dilakukan melalui beberapa metode berikut:
1. Bilangan Reichert Meisel (BRM)
Metode ini membutuhkan 0,1 N basa yang diperlukan dalam setiap 5 gram lemak yang mudah menguap pada proses destilisasi, yaitu asam lemak, untuk mnetralkan asam lemak yang mudah menguap pada proses destilasi, yaitu asam lemak dengan C4 dan C6. analisis ini banyak digunakan untuk menganalisis pemalsuan mentega yang dicampur minyak.
2. Bilangan Polenske
Metode ini membutuhkan beberapa milliliter (ml) 0,1 N alkali yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak C8 – C14 yang ada dalam 5 gram contoh. Bilangan ini dipakai untuk menentukan kadar asam lemak yang volatil, tetapi tidak larut dalam air.
3. Bilangan Kirschner baru (NKV = New Kirschner Value)
Metode ini membutuhkan beberapa ml basa 0,1 N yang diperlukan tiap 5 gram lemak, untuk menetralkan asam lemak volatile yang garam-garam peraknya larut dalam campuran etanol air. Penentuan BKB dipakai untuk membedakan margarine dan mentega. Distilat hasil penentuan BKB ditambah Ag2SO4 dan didistilasi. Distilat dititrasi dengan 0,1 N NaOH.
Maka BKB dihitung sebagai berikut:
AX121(100 + )
NKV= 20.000
Keterangan : A = Bilangan Kirschner
B = ml alkali untuk menetrasi 100 ml distilat pada BRMD.
Bilangan Penyabuhan (BP) adalah jumlah mg KOH yang dibutuhkan untuk menyalurkan 1 gr lemak. Untuk menetralkan 1 molekul gliserol diperlukan 3 molekul alkali.
Rumusnya:
(mlXNKOH) – (mlXNHCL)X56,1
BP = gr contoh
4. Bilangan Hehner
Dipakai untuk menentukan jumlah asam lemak yang tidak larut dalam air. Caranya adalah: Filtrat yang diperoleh dari uji bilangan penyabuhan diuapkan alkoholnya. Sabun dilarutkan dalam air panas dan ditambah HCL pekat sehingga terbentuk asam lemak bebas. Bila campuran tersebut didinginkan, maka diperoleh asam lemak.
5. Bilangan Iodin
Adalah garam iodin yang diserap oleh 100 gram lemak. Ada dua cara untuk mengukur bilangan iodine yaitu:
a) Cara Hanus, larutan iodine standarnya dibuat dengan asam pekat yang berisi iodine buatan saja, tetapi juga iodine bromide yang dapat mempercepat reaksi
b) Cara Wijs, menggunakna iodine dalam asam asetat pekat, tetapi mengandung iodium klorida sebagai permanen reaksi, titik akhir titrasi kelebihan odin diukur dengan hilangnya warna biru dari amilum iodine.
Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi hampir seluruh penduduk di dunia khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang walaupun jumlah kalori yang dapat dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat hanya 4 kalori (kal) bila disbanding lemak.
Karbohidrat merupakan sumber kalori yang murah selain itu bebebrapa golongan karbohidrat menghasilkan serat-serat yang sangat bermanfaat sebagai diet (dietary fiber) yang berguna bagi pencernaan dan kesehatan manusia. Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa, warna, tekstur, dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh, karbohidrat berguna untuk mencegah pemecahan protein tubuh yang berlebihan yang berakibat kepada penurunan fungsi protein tubuh yang berlebihan yang berakibat kepada penurunan fungsi protein sebagai enzim dan fungsi antibody, timbulnya ketosis, kehilangan mineral, dan berguna untuk membantu metabolisme lemak dan protein.
Karbohidrat dapat disintesis secara kimia, misalnya pada pembuatan sirup Formosa yang dibuat dengan menambahkan larutan alkali encer pada formaldehida. Namun cara yang lebih mudah dan murah dan mendapatkan karbohidrat adalah dengan mengekstraknya dari bahan nabati sumber karbohidrat.
B. Jenis dan Sumber Karbohidrat
Pada umumnya karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida merupakan suatu molekul yang terdiri dari 5 atau 6 atom C, sedangkan oligosakarida merupakan polimer dari 2 sampai 10 monosakarida, dan pada polisakarida merupakan polimer yang lebih banyak dari jumlah polimer pada oligosakarida.
1. Monosakarida
Monosakarida adalah gula yang paling sederhana yang terdiri dari molekul tunggal. Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimiliki dan letak gugus hidroksilnya. Berdasarkan jumlah atom yang dimiliki, ada nama monosakarida yang lain yaitu: Triosa (3 karbon), Tetrosa (4 karbon), Pentosa (5 karbon) dan heksosa (6 karbon). Monosakarida yang penting adalah gula yang mempunyai 6 karbon, contohnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa,
a. Glukosa
Glukosa adalah gula yang terpenting bagi metabolisme tubuh. Dikenal sebagai gula fisiologis. Sumber glukosa antara lain:
- Bentuk jadi, ditemui di alam dan terdapat pada buah-buahan, jagungmanis, sejumlah akar dan madu
- Dihasilkan sebagai produk hidrolisis pati. Pati hidrolisis menjadi dekstrin, dekstrin dihidrolisasi menjadi maltosa, maltosa dihidrolisis menjadi glukosa.
b. Fruktosa
Fruktosa merupakan gula yang termanis dari semua gula yang dikenal dengan nama levulosa. Sumber fruktosa merupakan hasil hidrolisa dari gula sukrosa.
c. Galaktosa
Galaktosa merupakan gula yang tidak ditemui di alam bebas, tetapi merupakan hasil hidrolisa dari gula susu (laktosa) melalui proses metabolisme akan diolah menjadi glukosa yang dapat memasuki siklus Kreb’s untuk diproses menjadi energi. Galaktosa merupakan komponen dari Cerebrosida, yaitu turunan lemak yang ditemukan padaotak dan jaringan syaraf.
2. Oligosakarida
Oligosakarida adalah gula yang mengandung 2-10 gula sederhana (monosakarida). Beberapa contoh penting dari oligosakarida adalah sebagai berikut.
• Disakarida (C12 H22 O11)
- Sukrosa (gula meja), sumbernya antara lain: Molasis, Sorgum, diperdagangkan dari sari tebu dan beet. Melalui proses pencernaan, sukrosa dipecah menjadi fruktosa dan glukosa.
- Maltosa (gula malt/biji), sumbernya antara lain: biji-bijian yang dapat dibuat kecambah.
- Laktosa (gula susu).
- Trisakarida, sumbernya antara lain: beet dan madu
- Tetrasakarida, sumbernya antara lain: beet dan kacang polong.
3. Polisakarida
Polisakarida adalah karbohidrat yang tersusun atas banyak gugusan gula sederhana, ada yang dapat dicerna dan ada yang tidak dapat dicerna. Tidak larut dalam air tidak terasa atau rasanya pahit. Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai tekstur, seperti selulosa, hemiselulosa, dan lain sebagainya. Yang sebagai sumber energi seperti: pati, dekstrin, glikogen, dan fruktan.
Polisakarida penguat tekstur ini tak dapat dicerna oleh tububh tetapi merupakan serat-serat yang sangat bermanfaat untuk diet (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-enzim pencernaan dan sangat berguna bagi kesehatan.
a. Polisakarida sebagai sumber energi
• Pati
Pati merupakan bentuk karbohidrat yang disimpan dalam bentuk karbohidrat tanaman. Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan (-(1,4)) D-Glukosa. Sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan (-(1,4)). D-Glukosa sebanyak 4-5% dari berat total. Sunber pati antara lain: biji-bijian, akar-akaran, umbi-umbian, dan buah yang belum matang.
• Dekstrin
Dekstrin merupakan bentuk karbohidrat sebagai hasil antara hidrolisis pati menjadi maltosa.
• Glikogen
Glikogen disebut juga Animal Starch disimpan dalam hati dan jaringan otot. Digunakan untuk mensuplai energi jaringan tubuh pada saat latihan dan bekerja keras. Glikogen hati akan diubah menjadi glukosa untuk disirkulasikan ke berbagai bagian tubuh melalui peristiwa glikogenolisis.
• Inulin/fruktan
Inulin/fruktan merupakan polisakarida yang penting bagi uji fungsi ginjal. Penggunaan inulin dalam test fungsi ginjal terkait dengan sifat adhesi antara fruktan (inulin) dengan fruktosa yang menyebabkan perubahan indicator warna.
b. Polisakarida sebagai penguat tekstur/penghasil serat (dietary fiber)
• Selulosa
Selulosa merupakan serat-serat panjang, bersama hemiselulosa, pectin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman pada proses diferensiasi. Penyimpanan atau pengolahan komponen selulosa dan hemiselulosa mengalami perubahan sehingga terjadi perubahan tekstur, seperti juga amilosa. Selulosa adalah polimer berantai lurus (-(1,4))-D-Glukosa. Selulosa bila dihidrolisis oleh enzim selulosaakan terhidrolisis dan akan menghasilkan 2 molekul glukosa dari ujung rantai sehingga dihasilkan selobiosa (-(1,4)-6-6). Turunan selulosa dikenal sebagai CMC (Caboxy Metil Cellulose) yang sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Pada pembuatan ice cream pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa. CMC juga sering dipakai dalam bahan makanan untuk mencegah retrogradasi yaitu proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinasi. CMC yang dipakai pada industri makanan adalah garam Na yang dalam bentuk murninya disebut Gum selulosa. Pembuatan CMC adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni lalu ditambahkan Cloroasetat.
- ROH + NaOH R – ONa + HOH
- R ONa + ClCH2COONA R – CH2COONa + NaCl
• Hemiselulosa
Unit pembentuk hemiselulosa adalah D-xilosa, pentosa, dan heksosa. Hemiselulosamempunyai derajat polimerisasi rendah, dan mudah larut dalam alkali tetapi sukar larut dalam asam. Hemilulosa tidak merupakan serat yang panjang seperti selulosa, suhu bakarnya setinggi selulosa.
• Pektin
Pektin terdapat dalam dinding sel tanaman khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Senyawa Pektin merupakan polimer dari asam D-Galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan (-(1,4)) Glukosa,asam Galakturonat menjadi turunan Galaktosa.
c. Polisakarida yang lain
Banyak terdapat di alam seperti: alam, agar, asam alginate, karagenan, dan dekstrin. Sumber alam adalah batang pohon akasia yang merupakan polimer heterosakarida yang rantai utamanya terdiri dari molekul (1,3)-Galaktosa dengan rantai cabang asam uronat. Sumber agar-agar adalah ganggang merah, yang merupakaan rantai lurus galaktan sulfat yang berikatan molekul(1,3) galaktosa dan tiap 10 molekul berikatan (1,4). Sumber asam alginate?Na alginate adalah ganggang laut Macrocystis pyrifera di California, yang diekstraksi denagn Na2 CO3 yang terdiri dari (,4) asam manurat. Sumber karagenan adalah dengan emngekstraksi lumut Irlandia dengan air panas. Karagenan merupakan polisakarida yang terdapat dalam asam galakturonat yang dipakai sebagai stabilizer pada industri coklat dan hasil produksi susu. Sumber dekstran adalah dengan melakukan sintetis sukrosa oleh suatu jenis bakteri tertentu.
C. Fungsi Karbohidrat
Dalam konteks ilmu gizi karbohidrat mempunyai fungsi yang cukup banyak, di antaranya adalah: a. sebagai sumber energi utama (1 gram = 4 kalori), b. ikut terlibat dalam metabolisme lemak (terkait dengan sintesis asam lemak), c. menghemat protein (protein spatter). Jika asupan karbohidrat mencukupi tubuh akan terhindar dari glukoneogenesis asam amino, d. glukosa sebagai sumber energi utama bagi otak dan system syaraf, e. sebagai energi cadangan dalam bentuk glikogen (glikogenesis) yang disimpan di hati dan otot, f. serat berfungsi memperbaiki kinerja peristaltic usus dan pemberi muatan pada sisa makanan, punya efek hipolipidemik, efek hipoglikemik, dan lain sebagainya.
Karbohidrat dapat berfungsi sebagai sumber enrgi, tentunya harus melalui pencernaan makanan yang akan mengubah polisakarida menjadi monosakarida kemudian diserap oleh usus, ditranspor ke seluruh sel melalui system peredaran darah, diserap oleh sel-sel yang dipengaruhi oleh insulin dan kemudian masuk ke dalam metabolisme intyermedier. Dalam metabolisme intermedier glukosa akan masuk dalam reaksi glikolisis dan kemudian masuk ke dalam siklus krebs sehingga menghasilkan energi. Nasib galaktosa dan fruktosa sebelum masuk ke dalam reaksi glikolisis dapat dipelajari dalam biokimia pangan, terutama pada reaksi perubahannya menjadi glukosa.
Fungsi karbohidrat sebagai penghemat protein tersebut berjalan jika asupan karbohidrat memenuhi kebutuhan. Dengan terpenuhinya kebutuhan karbohidrat sebagai sumber energi, maka akan terhindar dari glukoneogenesis suatu reaksi pembentukan karbohidrat bukan dari glikogen akan tetapi dari lemak (asam lemak dan gliserol) dan dari protein (asam amino). Tersedianya karbohidrat secara cukup maka protein akan dapat melakukan fungsi sebagai enzim dan antibody yang lebih penting dari sekadar fungsi protein untuk energi. Apalagi asupan protein rata-rata masyarakat Indonesia masih sangat kurang kebutuhannya.
D. Serat dalam Bahan Pangan
Para ilmuwan mengungkapkan bahwa serat-serat dalam bahan pangan yang tidak tercerna mempunyai sifat positif bagi gizi dan metabolisme. Fiber merupakan komponen dari jaringan tanaman yang tahan terhadap proses hidrolis oleh enzim dalam lambung dan usus kecil. Serat tersebut berasal dari dinding sel berbagai sayuran dan buah-buahan. Secara kimia dinding sel tersebut terdapat dalam jenis karbohidrat seperti; selulosa, hemiselulosa, pectin, dan non karbohidrat seperti polimer lignin. Senyawa pectin berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang berdekatan disebut lamella tengah, pada umumnya senyawa pectin ini diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu asam pekat, asam pektitat, dan protopektin. Asam pektat dapat membentuk garam, asam pektat ada dalam jaringan tanaman sebagai kalsium.magnesium pekat. Pektin bersifat terdispersi dalam air. Pektin juga dapat membentuk garam pektinat.
Fungsi serat ternyata melibatkan asam empedu. Jika mengkonsumsi serat yang tinggi maka pengeluaran asam empedu lebih banyak mengeluarkan koleterol dan lemak yang dikeluarkan bersama feses. Dalam hal ini fungsi serat adalah mencegah adanya penyerapan kembali asam empedu, kolesterol dan lemak, sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipolipidemik (hipokolesterolemik) yang sangat bermanfaat bagi diet penderita hiperkolesterolemia yang dapat berkembang menjadi aterosklerosis dan gangguan fungsi jantung. Dari penelitian secara klinis dietary fiber khususnya dari golongan serealia, sangat efektif menaggulangi penyakit divuerticulitis (ambient), dengan mengkonsumsi serat yang tinggi, maka feses lebih mudah didorong keluar sehingga dapat mengurangi penderita penyakit divuerticulitis. Di sisi lain serat juga telah diketahui mampu mengikat glukosa dalam usus sehingga serat dikatakan mempunyai efek hipoglikemia (efek penurunan gula darah) yang sangat bermanfaat bagidiet penderita hiperglikemia (kondisi di mana kadar gula darah tinggi) dan bagi penderita diabetes mellitus. Hasil penelitian yang pernah dilakukan Budiyanto (1999) menghasilkan bahwa Nata de Coco kering (tinggi selulosa dan hemiselulosa) mempunyai efek hipolipidemik dan hipoglikemik pada tikus wistar. Efek hipolipidemik berhubungan dengan perlambatan gastric time, penurunan gerakan peristaltic usus, menghambat absorbsi kolesterol atau lemak diet, mengganggu reabsorbsi asam empedu, menurunkan sintesis kolesterolendogen (terkait dengan enzim HMG-KoA Reduktase), dan memperpendek transit time di usus halus. Sedangkan efek hipoglikemik berhubungan dengan perlambatan gastric time, penurunan gerakan peristaltic usus, menghambat absorbsi glukosa, memperlambat difusi glukosa, menurunkan aktivitas alfa amylase, dan memperpendek transit time di usus halus.
E. Analisis Karbohidrat
Berdasarkan sifat sakarida dan reaksi kimia yang spesifik. Karbohidrat dapat dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif.
1. Secara kualitatif
a) Reaksi Mollisch (karbohidrat + larutan naftol + H2SO4) furfural/ungu)
b) Uji Antron (ml larutan contoh + larutan antron 0,2% dalam H2SO4 pekat timbul wrna hijau/hijau kebiruan, yang menandakan adanya karbohidrat).
c) Uji Barfoed (dalam 5 ml pereaksi atau kupri asetat dan asam asetat + 1 ml larutan contoh, dipanaskan selama 1 menit menghasilkan endapan merah orange yang menunjukkan adanya monosakarida).
d) Uji Benedict (dalam 5 ml pereaksi atau kupri sulfat, natrium sulfat, natrium karbonat + 8 tetes larutan contoh dipanaskan selama 5 menit endapan warna hijau, kuning/merah orange yang menunjukkan adanya gula terreduksi).
e) Uji Orsinol Bial-HCl (dalam 5 ml pereaksi + 2-3 ml larutan contoh, lalu dipanaskan sampai timbul gelembung-gelembung gas ke permukaan larutan. Timbulnya larutan yang berwarna hijau menandakan adanya pentosa).
f) Uji Hayati (pereksinya terdapat dalam garam Rochelle atau kalium natrium tartrat gliserol dan kupri sulfat. Uji dan tanda-tanda sama seperti uji benedict).
g) Uji Iodin (larutan cobtoh diasamkan dengan HCl kemudian dibuat larutan iodine dalam larutan KI. Larutan contoh 1 tetes + larutan iodin timbul warna hijau yang menimbulkan adanya pati, sedanglan warna merah menunjukkan adanya glikogen atau eritrodekstrins).
h) Uji Molisch (ml larutan contoh + 2 tetes pereaksi (-naftol 10% + 2 ml H2SO4 pekat, cincin berwarna ungu pada batas kedua cairan menunjukkan adanya karbohidrat dalam contoh).
i) Uji Seliwanoff (ml pereaksi yang dibuat dengan mencampurkan 3,5 ml resorsinol 0,5% dengan 12 ml HCl pekat lalu diencerkan menjadi 35 ml dengan air suling + 1 ml larutan contoh lalu ditempatkan dalam air mendidih selama 10 menit. Warna merah cerry menunjukkan adanya fruktosa).
j) Uji Tauber (1 ml larutan Benzidinz + 2 tetes larutan contoh lalu dididihkan dan didinginkan cepat-cepat. Timbul warna ungu menunjukkan adanya pentosa).
2. Secara kuantitatif
Analisis ini menggunakan polarimeter. Larutan gula dimasukkan dalam tabung polariskop yang tertentu panjangnya lalu dilihat sudut putarnya. Dari rumus yang ada, maka dapat dihitung kensentrasi larutan. Analisis kuantitatif karbohidrat juga dapat menggunakan spektrofotometer. Dengan alat ini akan diketahui konsentrasi gula reduksi (hasil hidrolisis karbohidrat) dalam suatu bahan makanan. Alat ini akan memberikan informasi tentang absorbansi yang setelah dibandingkan dengan kurva normal yang telah dibuat sesaat sebelum analisis kita akan dapat menentukan konsentrasi karbohidrat (gula reduksinya).
LEMAK
A. Pendahuluan
Seperti halnya karbohidrat dan protein, lemak merupakan sumber energi bagi tubuh. Besarnya energi yang dihasilkan per gram lemak adalah lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat atau 1 gram protein. 1 gram lemak menghasilkan 9 kalori (kal).
Lemak dalam makanan merupakan campuran lemak heterogen yang sebagian besar terdiri dari trigliserida. Trigliserida disebut lemak jika pada suhu ruang berbentuk padatan, dan disebut minyak jika pada suhu ruang berbentuk cairan. Trigliserida merupakan campuran asam-asam lemak, biasanya dengan panjang rantai karbon sebanyak 12 sampai 22 dengan jumlah ikatan rangkap dari 0 sampai 4. Dalam lemak makanan juga terdapat sejmlah kecil fosfolipid, sfingolipid, kolesterol dan fitosterol. Lemak yang akan dibicarakan di sini adalah lemak netral yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak. Gliserol mempunyai tiga gugusan hidroksil amana masing-masing akan mengikat satu molekul asam lemak yang disebut trigliserol.
B. Jenis dan Sumber Lemak
Salah satu komponen lemak adalah asam lemak. Menurut ada atau tidaknya ikatan rangkap yang dikandung asam lemak, maka asam lemak dapat dibagi menjadi:
1. Asam lemak jenuh (Cn H2n O2), Saturated Fatty Acid (SFA). Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mempunyai ikatan tunggal atom karbon © diamna maing-masing atom C ini akan berikatan dengan atom H. Contohnya adalah: asam butirat (C4), asam kaproat (C6), asam kapritat (C8) dan asam kaprat (C10). Umumnya sampai dengan C10 ini sifat asam lemak adalah cair dan mulai C12 sampai C24 bersifat padat. C4, C12 dan lain-lain menunjukkan jumlah atom karbon yang terikat dalam rantai gliserida.
Sehubungan dengan jumlah atom C dalam asam lemak, maka kita mengenal:
a) Asam lemak berantai pendek, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 4-6 buah
b) Asam lemak berantai sedang, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 8-12 buah.
c) Asam lemak berantai panjang, yaitu bila atom C yang terikat sebanyak 12-24 buah.
Asam lemak jenuh berasal dari berbagai sumber asam lemak diantaranya ditampilkan pada table 3.1
Macam Asam Lemak Jenuh Sumbernya Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam laurat
Asam miristat
Asam palmitat
Asam stearat
Asam arakhidat
Asam behenat
Asam lignoserat
Asam butirat
Asam kaproat
Asam kaprilat
Asam kaprat
Minyak kelapa
Minyak nabati
Minyak nabati dan hewani
Minyak nabati dan hewani
Minyak kacang
Minyak kacang
Minyak kacang
Lemak butter
Lemak butter dan minyak kelapa
Minyak butter dan minyak kelapa
Minyak salam C12
C14
C16
C18
C20
C22
C24
C4
C6
C8
C10 Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Padat
Cair
Cair
Cair
Cair
Tabel 3.1 Macam asam lemak jenuh dan sumbernya
2. Asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA/C6 H2n O2)
Asam lemak tak jenuh tunggal merupakan asam lemak yang selalu mengandung 1 ikatan rangkap antara 2 atom C dengan kehilangan paling sedikit 2 atom H. Contohnya adalah asam burat, Asam palmitoleat (C12) dan asam oleat (C18) umumnya banyak terdapat pada lemak nabati atau hewani.
Sumber dari asam lemak tidak jenuh dengan ikatan rangkap tunggal (MUFA, Mono Unsaturated Fatty Acid) dapat dilihat dalam table 3.2.
Macamnya Sumber Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam palmitoleat - Lemak nabati
- Lemak hewani C16 Cair
Asam Oleat - Lemak nabati
- Lemak hewani
- 75% minyak live
- 30% lemak babi
- 40% lemak sapi dan domba C18 Cair
Tabel 3.2 Macam asam lemak yang tergolong MUFA dan sumbernya
3. Asam lemak tak jenuh poli (PUFA, Poly Unsaturated Fatty Acid) (Cn H2n)2
Asam lemak tak jenuh dengan ikatan rangkap banyak merupakan asam lemak yang mengandung lebih dari 1 ikatan rangkap. Asam lemak ini akan kehilangan paling sedikit 4 atom H. Contohnya adalah asam lemak linoleat (C18) berikatan rangkap dua, asam lemak eleostearat (C18) berikatan rangkap tiga dan lain sebagainya. PUFA disebut juga sebagai asam lemak esensial (EFA, Essensial Fatty acid). Sumber dari asam lemak tak jenuh poli disajikan dalam table 3.3
Macamnya Sumber Panjang Rantai Sifat Fisik
Asam linoleat - 10% dalam adpokat
- 20% - 30% dalam kacang atau lemak ayam
- 50% - 60% dalam minyak jagung
- 70% dalam minyak kapas C18 Cair
Asam eleostearat - Lemak sapi, lemak ayam dan lemak nabati C18 Cair
Asam linolenat - 20% dalam hati, lemak babi
- 7% dalam kacang kedelai C18 Cair
Asam arakhidonat - Lemak hewani
- Minyak kacang tanah C20 Cair
Tabel 3.3 Macam asam lemak yang tergolong PUFA dan sumbernya
No. Jenis Lemak SFA (%) MUFA (%) PUFA (%)
1 Minyak kelapa 90 8 2
2 Minyak sawit 47 43 10
3 Minyak kacang tanah 15 65 18
4 Minyak jagung 13 32 55
5 Minyak kedelai 15 30 55
6 Minyak ikan 20-35 20-55 20-50
Tabel 3.4 Kandungan SFA, MUFA dan PUFA berbagai jenis lemak
Dalam konteks ilmu gizi lemak yang ideal untuk dikonsumsi sebagai bahan pemenuhan gizi lemak adalah lemak yang mempunyai ratio PUFA/SFA > 4. PUFA (Poly Unsaturated Fatty Acid, Asam Lemak Tidak Jenuh Rantai Banyak) merupakan asam lemak yang bersahabat karena mempunyai efek hipokolesterolemik. Sedangkan SFA (Saturated Fatty Acid, Asam Lemak Jenuh) merupakan asam lemak jahat karena bersifat aterosklerogenik.
Lemak dan minyak mempunyai beberapa jenis diantaranya adalah sebagai beriukut:
a) Minyak goreng yang berfungsi sebagai penghantar panas, penambah cita rasa gurih dan penambah nilai kalori bahan pangan. Minyak goring ketika digunakan untuk menggoreng akan mengalami proses hidrolisis gliserol. Dimana gliserol oleh panas akan dihidrolisis menjadi akrolein dan air. Dalam beberapa hal hasil hidrolisis ini akan mengalami oksidasi menjadi asam lemak teroksidasi yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Lemak dan minyak yang baik untuk digunakan sebagai minyak goring adalah: 1) Oleostearin dan oil yang bersumber pada lemak sapi yang diproses dengan cara rendring pada suhu rendah. Lemak yang dihasilkan dipertahankan pada suhu 32C sehingga terbentuk kristal; dan 2) Lemak nabati yang dihidrogenasi dengan titik cair 35-40C.
b) Mentega
Mentega merupakan emulsi air dalam minyak dengan kira-kira 18% air terdispersi di dalam 80% lemak dengan sejumlah kecil protein yang bertindak sebagai zat pengemulsi.
c) Margarin
Margarin juga merupakan emulsi air dalam minyak. Lemak yang digunakan berasal dari lemak hewani atau nabati, seperti lemak babi dan sapi. Sedangkan lemak nabati yang digunakan adalah: minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai dan minyak biji kapas.
d) Shortening/Mentega Putih
Merupakan lemak padat yang mempunyai sifat plastis dan kestabilan tertentu. Umumnya berwarna putih. Bahan ini diperoleh dari hasil campuran dua atau lebih lemak atau dengan cara hidrogenasi. Mentega ini dapat digunakan pada pembuatan cake dan kue yang dipanggang. Fungsinya adalah untuk memperbaiki cita rasa, struktur, tekstur keempukan dan memperbesar volume kue atau roti. Berdasarkan pada pembuatannya, ada tiga macam shortening yaitu: compound, hydrogenated, dan high ratio shortening.
e) Lemak Gajih
Merupakan lemak yang diperoleh dari jaringan lemak ternak sapi atau kambing, terdapat pada rongga perut. Biasanya akan menghasilkan lemak gajih yang bermutu tinggi.
Kerusakan lemak yang utama adalah timbulnya ketengikan yang disebabkan oleh auto-oksidasi asam lemak tidak jenuh akibat pemanasan yang akan membentuk hidroperoksida dan radikal bebas. Bau tengik yang muncul disebabkan oleh pemecahan hidroperoksida oelh panas menjadi keton yang volatile. Untuk mencegah ketengikan dalam proses yang menggunakan minyak atau lemak, jangan menggunakan wadah dari besi (Fe) atau tembaga (Cu), karena keduanya dapat menyebabkan oksidasi. Disamping itu, juga dapat digunakan antioksidan seperti vitamin E, fosfatida, asam askorbat dan lain sebagainya.
C. Fungsi Lemak
Lemak mempunyai fungsi yang cukup banyak. Fungsi tersebut terbagi menjadi dua fungsi, yaitu:
1. Fungsi utama:
a) Sebagai penghasil energi, dimana tiap gram lemak menghasilkan sekitar 9 sampai 9,3 kalori. Energi yang berlebihan dalam tubuh disimpan dalam jaringan adipose sebagai energi potensial.
b) Sebagai pembangun/pembentuk susunan tubuh
c) Pelindung kehilangan panas tubuh
d) Sebagai penghasil asam lemak esensil
e) Sebagai pelarut vitamin A, D, E dan K
2. Fungsi lainnya:
a) Sebagai pelumas diantara persendian
b) Sebagai penangguh perasaan lapar sehubungan dengan dicernanya lemak lebih lama
c) Sebagai pemberi cita rasa dan keharuman yang lebih baik pada makanan
d) Sebagai agen pengemulsi yang akan mempermudah transport substansi lemak keluar masuk melalui membrane sel.
e) Sebagai precursor dari protaglandiun yang berperan mengatur tekanan darah, denyut jantung dan lipolisis.
D. Analisis Lemak
Analisis lenak dapat dilakukan melalui beberapa metode berikut:
1. Bilangan Reichert Meisel (BRM)
Metode ini membutuhkan 0,1 N basa yang diperlukan dalam setiap 5 gram lemak yang mudah menguap pada proses destilisasi, yaitu asam lemak, untuk mnetralkan asam lemak yang mudah menguap pada proses destilasi, yaitu asam lemak dengan C4 dan C6. analisis ini banyak digunakan untuk menganalisis pemalsuan mentega yang dicampur minyak.
2. Bilangan Polenske
Metode ini membutuhkan beberapa milliliter (ml) 0,1 N alkali yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak C8 – C14 yang ada dalam 5 gram contoh. Bilangan ini dipakai untuk menentukan kadar asam lemak yang volatil, tetapi tidak larut dalam air.
3. Bilangan Kirschner baru (NKV = New Kirschner Value)
Metode ini membutuhkan beberapa ml basa 0,1 N yang diperlukan tiap 5 gram lemak, untuk menetralkan asam lemak volatile yang garam-garam peraknya larut dalam campuran etanol air. Penentuan BKB dipakai untuk membedakan margarine dan mentega. Distilat hasil penentuan BKB ditambah Ag2SO4 dan didistilasi. Distilat dititrasi dengan 0,1 N NaOH.
Maka BKB dihitung sebagai berikut:
AX121(100 + )
NKV= 20.000
Keterangan : A = Bilangan Kirschner
B = ml alkali untuk menetrasi 100 ml distilat pada BRMD.
Bilangan Penyabuhan (BP) adalah jumlah mg KOH yang dibutuhkan untuk menyalurkan 1 gr lemak. Untuk menetralkan 1 molekul gliserol diperlukan 3 molekul alkali.
Rumusnya:
(mlXNKOH) – (mlXNHCL)X56,1
BP = gr contoh
4. Bilangan Hehner
Dipakai untuk menentukan jumlah asam lemak yang tidak larut dalam air. Caranya adalah: Filtrat yang diperoleh dari uji bilangan penyabuhan diuapkan alkoholnya. Sabun dilarutkan dalam air panas dan ditambah HCL pekat sehingga terbentuk asam lemak bebas. Bila campuran tersebut didinginkan, maka diperoleh asam lemak.
5. Bilangan Iodin
Adalah garam iodin yang diserap oleh 100 gram lemak. Ada dua cara untuk mengukur bilangan iodine yaitu:
a) Cara Hanus, larutan iodine standarnya dibuat dengan asam pekat yang berisi iodine buatan saja, tetapi juga iodine bromide yang dapat mempercepat reaksi
b) Cara Wijs, menggunakna iodine dalam asam asetat pekat, tetapi mengandung iodium klorida sebagai permanen reaksi, titik akhir titrasi kelebihan odin diukur dengan hilangnya warna biru dari amilum iodine.
SISTEM DIGESTIVUS, ABSORPSI DAN TRANSPORTASI ZAT-ZAT GIZI
Makanan harus mengalami berbagai perubahan di dalam saluran cerna hingga diperoleh bentuk-bentuk sederhana yang dapat diabsorpsi ke dalam darah unutk selanjutnya diangkut oleh darah atau limfe ke sel-sel tubuh. Perubahan menjadi bentuk-bentuk sederhana ini dilakukan melalui proses pencernaan di dalam saluran cerna.
A. Sistem Digestivus Zat-zat Gizi
Pencernaan makanan terjadi di dalam saluran cerna yang panjangnya 8-9 meter pada orang dewasa. Saluran cerna dimulai dari mulut, melalui esophagus, lambung, usus halus, usus besar rectum, dan berakhir di anus. Saluran cerna dapat dikatakan berada “di luar” tubuh. Zat-zat gizi yang berasal dari makanan harus melewati dinding saluran cerna agar dapat diabsorpsi ke dalam aliran darah.
Saluran cerna merupakan sistem yang sangat kompleks yang melakukan berbagai fungsi faali: menerima, menghaluskan dan transportasi bahan-bahan yang dimakan; sekrsi enzim cerna, asam, mucus, empedu dan bahan lain; pencernaan bahan-bahan yang dimakan; absorpsi dan transportasi produk hasil cerna; serta transpor, penyimpanan dan ekskresi produk-produk sisa.
Pencernaan dilakukan melalui perubahan mekanis dan kimiawi. Secara mekanis, makanan dihancurkan melalui proses mengunyah dan proses peristaltic. Proses mengunyah memperluas permukaan makanan sehingga enzim pencernaan dapat bekerja lebih baik. Proses peristaltic, yaitu proses mengaduk dan mendorong makanan yang dimungkinkan oleh gerakan konmtraksi dan relaksasi dinding saluran cerna sehingga makanan terdorong ke bawah, menambah penghancuran makanan dalam bentuk yang lebih kecil dan mengaduknya dengan sekresi pencernaan.
Secara kimiawi makanan dihancurkan oleh enzim-enzim pencernaan. Enzim-enzim ini dikeluarkan melalui air ludah ke mulut, mealalui cairan lambung ke dalam lambung dan melalui cairan usus ke dalam usus halus. Disamping itu, cairan empedu yang dikeluarkan oleh kantong empedu membantu pencernaan dan absorpsi di dalam sel-sel dinding usus halus. Asam klorida di dalam lambung juga membantu pencernaan.
Enzim adalah molekul protein yang berperan sebagai katalisator dalam berbagai reaksi kimia, dalam hal ini proses hidrolisis. Sebagai katalisator, enzim itu sendiri tidak berubah.
Anatomi Saluran Cerna
1. Mulut
Proses pencernaan dimulai di mulut. Waktu kita mengunyah, gigi geligi memecah makanan menjadi bagian-bagian kecil, sementara bercampur dengan cairan ludah untuk memudahkan porses menelan. Ketika ditelan, makanan melewati epiglottis, suatu katup yang mencegah makanan masuk trakea ke paru-paru. Makanan yang ditelan dinamakan bolus.
2. Esofagus ke Lambung
Bolus kemudian melalui pipa esofagus masuk ke lambung. Dinding lambung mengeluarkan sekresi untuk keperluan pencernaan makanan. Pada pintu lambung ada sfingter kardiak yang menutup setelah bolus masuk, sehingga makanan tidak kembali masuk ke esofagus. Bolus dalam lambung bercampur dengan cairan lambung dan digiling halus menjadi cairan yang dinamakan kimus (chyme). Lambung kemudian sedikit demi sedikit menyalurkan kimus melalui sfingter pylorus ke dalam usus halus, setelah mana sfingter pylorus menutup.
3. Usus Halus
Pada bagian atas usus halus, kimus melewati lubang saluran empedu yang meneteskan cairan ke dalam usus halus berasal dari dua alat, yaitu kantong empedu dan pancreas. Kimus kemudian melalui tiga bagian dari usus halus; duodenum (usus dua belas jari), jejenum (bagian usus halus sesudah duodenum sampai ke ileum) dan ileum (ujung usus halus), yang panjangnya kurang lebih enam meter. Sebagian besar pencernaan diselesaikan di duodenum; jejenum dan ileum terutama berfungsi mengabsorpsi zat-zat gizi.
4. Usus Besar (Kolon)
Kimus melalui sfingter lain, yaitu katup ileosekal yang berada pada awal usus besar di bagian kanan perut. Kimus kemudian melewati lubang lain yang menuju ke apendiks (usus buntu) dan berjalan melalui usus besar naik (ascending colon) ke dalam rectum.
5. Rektum
Sewaktu kimus melalui usus besar dan menuju ke rectum, air dikeluarkan oleh kimus sehingga terdapat sisa yang semi-padat. Otot-otot rectum menahan sisa makanan ini hingga tiba waktunya untuk dikeluarkan dari tubuh. Pada saat itu, otot rectum mengendor dan sisa makanan keluar melalui sfingter terakhir, yaitu anus yang membuka.
Proses Pencernaan
Tahap pertama pencernaan dimulai di mulut, dimana terjadi proses mengunyah, penambahan cairan ludah dan kegiatan ludah yang dapat menghancurkan makanan menjadi bubur yang kasar. Makanan kemudian ditelan.
a) Peristaltik
Bolus dari ujung esofagus bergerak dengan gerakan peristaltic, yaitu gerakan bergelombang yang disebabkan oleh kontraksi otot pada dinding saluran cerna yang mendorong makanan sepanjang saluran cerna. Gerakan ini dimungkinkan oleh otot-otot yang melingkar dan otot-otot yang memanjang (longitudinal). Setiap kali otot melingkar, berkontraksi dan otot memanjang, mengendor/relaks saluran mengecil, sedangkan setiap kali otot melingkar, mengendor dan memanjnag berkontraksi saluran membesar.
Gelombang kontraksi pada saluran cerna bergerak denga kecepatan dan intensitas berbeda, bergantung pada bagian saluran cerna bersangkutan dan ada tidaknya makanan. Misalnya, di dalam lambung gelombang terjadi tiga kali per menit, sedangkan di dalam usus halus menjadi sepuluh kali per menit. Bila saluran cerna kosong, saluran cerna hampir tidak bergerak, tetapi secara periodic muncul gelombang yang kuat.
b) Proses di dalam Lambung
Diantara seluruh bagian saluran cerna, lambung mempunyai dinding paling tebal dan otot paling kuat. Disamping otot-otot yang melingkar dan memanjang, lambung mempunyai lapisan otot diagonal yang secara bergiliran berkontraksi dan mengendor. Sementara ketiga macam otot ini menekan kimus ke bawah, sfingter pylorus tetap tertutup rapat untuk mencegah kimus masuk ke dalam duodenum. Akibatnya, kimus diaduk dan ditekan ke bawah,mengenai sfingter pylorus tetapi tetap berada di dalam lambung. Sementara itu lambung mengeluarkan cairan lambung. Bila kimus menjadi cairan halus, sfingter pylorus membuka sebentar (kira-kira tiga kali per menit) dan kimus keluar sedikit demi sedikit masuk ke duodenum.
c) Segmentasi
Alat pencernaan tidak saja mendorong, akan tetapi secara periodic juga memeras isinya sepanjang saluran, sehingga memungkinkan getah pencernaan dan sel-sel dinding usus bersentuhan baik dengan isi saluran cerna.
d) Kontraksi Sfingter
Ada empat jenis otot sfingter yang membagi saluran cerna ke dalam bagian-bagian utama. Otot-otot ini mencegah terjadinya arus balik isi saluran cerna. Sfingter kardiak mencegah isi lambung kembali ke esofagus. Sfingter pylorus mencegah isi usus kembali ke lambung dan menjaga agar bolus tingal cukup lama di dalam lambung untuk memungkinkan pencampuran yang baik dengan getah lambung dan menjadikannya lebih halus. Pada ujung usus halus, ada sfingter ileosekal yang berfungsi mengosongkan isi usus halus ke dalam usus besar. Kencangnya otot rectum dan otot anus bertindak sebagi pengaman untuk mencegah agar pengeluaran sisa pencernaan tidak terjadi secara sembarangan.
Sekresi Getah Pencernaan
Untuk menghancurkan makanan menjadi unut-unit kecil berupa zat-zat gizi yang dapat diabsorpsi tubuh, diperlukan getah-getah pencernaan. Ada lima organ tubuh yang mengeluarkan getah pencernaan : (1) Kelenjar ludah; (2) Lambung; (3) Pankreas; (4) Hati melalui kantong empedu, dan (5) Usus halus. Sekresi organ-organ ini memasuki saluran cerna pada tempat-tempat tertentu berupa air dan enzim-enzim.
a) Cairan Ludah
Kelenjar ludah mengeluarkan cairan ayang terdiri atas mucus (lendir), garam-garam dan enzim pencernaan yang memulai porses pencernaan karbohidrat. Air ludah berupa mucus membasahi makanan sehingga memudahkan proses menelan, hingga bolus amsuk ke esofagus. Mukus pada umumnya menjaga agar seluruh permukaan saluran saluran cerna dalam keadaan basah sehingga memudahkan gerakan makanan serta melindungi permukaan gigi-geligi, mulut, esofagus dan lambung dari serangan zat-zat tajam atau berbahaya.
b) Cairan Lambung
Sel-sel lambung mengeluarkan cairan yang terdiri atas campuran air, enzim-enzim dan asam klorida. Asam klorida memepunyai pH kurang lebih 2 dan berperan membuka gulungan protein, sehingga siap untuk dicernakan, mencegah pertumbuhan bakteri dan mebunuh sebagian besar bakteri yang masuk dengan makanan. Untuk mencegah kerusakan sel-sel dinding lambung oleh asam klorida dan enzim-enzim pencernaan, sel-sel tersebut mengeluarkan mucus (lendir) yang menutupi dinding lambung.
Enzim-enzim lambung bekerja dengan baik pada aciran dengan pH kurang atau saam dengan 2. Enzim-enzim ini memecah (hidrolisis) protein separo jalan. Enzim lipase menghidrolisis sebagian kecil lemak. Enzim-enzim cairan ludah yang ditelan bersama bolus tidak dapat bekerja pada cairan asam, sehingga pencernaan karbohidrat dalam lambung boleh dikatakan berhenti. Asam klorida menghidrolisis sedikit karbohidrat. Vitamin B12 di dalam lambung memperoleh suatu alat angkut berupa protein, yaitu factor intrinsic.
c) Cairan Pankreas dan enzim Usus
Pencernaan karbohidrat, lemak dan protein terutama terjadi di dalam usus halus. Cairan pancreas mengandung enzim-enzim yang berperan pada ketiga jenis zat energi ini. Sel-sel dinding usus halus mengeluarkan enzim-enzim pencernaan pada permukaannya. Disamping enzim-enzim, cairan pancreas mengandung natrium bikarbonat yang bersifat basa. Dengan demikian, cairan pancreas menetralisir kimus yang tadinya bersifat asam, sehingga menjadi netral atau sedikit basa.
d) Cairan Empedu
Cairan empedu dikeluarkan oleh hati secara terus-menerus ke dalam duodenum, untuk kemudian dikonsentrasikan dan disimpan di dalam kantong empedu. Cairan empedu berperan sebagai emulsifer lemak, sehingga menjadi suspensi dalam air. Enzim-enzim kemudian dapat memecah suspensi lemak tersebut menjadi komponen-komponennya
e) Faktor-faktor Pelindung
Sifat netral cairan usus halus dan usus besar memungkinkan pertumbuhan bakteri. Dalam keadaan sehat, usus menunjgang kehidupan bakteri-bakteri yang tidak membahayakan tubuh, bahkan menguntungkan seperti bakteri yang dapat membentuk vitamin B dan K. Saluran cerna juga dapat membentuk dan memelihara bahan-bahan yang dapat melindungi tubuh terhadap bahan-bahan asing yang berbahaya dengan membentuk system imun atau kekebalan.
Tahap Akhir Pencernaan
Selama proses pencernaan, zat-zat energi-karbohidrat, lemak dan protein-dipecah menjadi bentuk-bentuk dasar dan siap untuk diabsorpsi. Zat-zat gizi lain-vitamin, mineral,dan air-pada umumnya tidak dipecah, dan diabsorpsi sebagaimana adanya. Sisa-sisa yang tidak dicernakan, seperti serattidak diabsorpsi dan melewati saluran cerna dalam bentuk semi-padat. Sisa-sisa ini membantu peristaltik usus. Serat juga menyerap air untuk menjaga feses tidak menjadi keras. Disamping itu, serat menyerap beberapa bagian dari makanan, antara lain: asam empedu, beberapa mineral, zat aditif, dan bahan-bahan tidak berguna lain.
Peranan Usus Besar (Kolon)
Usus besar, bagian akhir dari saluran cerna berperan sebagai tempat mengumpulkan sisa makanan padat, tempat mengabsorpsi air dan mineral tertentu serta tempat pertumbuhan bakteri.
Sisa makanan ditahan dalam kolon hingga dikeluarkan dalam bentuk feses. Makanan paling lama ditahan di dalam kolon, sering sampai 24 jam. Karena kontraksi peristaltic dan segmentasi bergerak lebih lambat dalam kolon, bakteri mendapat kesempatan untuk berkembang biak. Bakteri mendapat makanan dari sisa makanan yang ada dalam kolon. Beberapa produk kimia hasil metabolisme bakteri dapat diserap kembali melalui kolon. Sampai 10% energi yang diabsorpsi seseorang dapat berasal dari jalur ini.
Bakteri dalam kolon dapat membentuk beberapa jenis vitamin yang sebagian diabsorpsi oleh tubuh. Sebagian kecil vitamin B dan K diduga diperoleh melalui absorpsi ini. Disamping itu, bakteri kolon menghasilkan gas sebagai sisa produk metabolisme makanan. Bila gas ini tertumpuk akan dikeluarkan melalui anus.
Kolon memberi tubuh kesempatan terakhir untuk mengabsorpsi air serta natrium dan klorida. Bila tidak berhasil, akan menimbulkan diare. Ini hanya terjadi dalam keadaan khusus. Bila sfingter pada ujung kolon yaitu rectum mengendor (relaksasi), maka sisa akhir makanan berbentuk semi padat dikeluarkan melalui anus.
B. Sistem Absorpsi Zat-zat Gizi
Anatomi Sistem Absorpsi
Absorpsi zat-zat gizi terutama terjadi pada permukaan usus halus. Usus halus yang panjangnya kurang lebih enam meter dan diameter kurang lebih 2,5 cm mempunyai permukaan yang sangat luas kira-kira 200 m2. Hal ini dimungkinkan karena permukaan bagian yang sekilas tampak licin, di bawah mikroskop tampak berlipat-lipat. Tiap lipatan mempunyai jonjot-jonjot yang dinamakan vili. Sebuah vili terdiri atas ratusan sel yang masing-masing mempunyai bulu yang sangat halus, dinamakan mikrovili atau brush border. Di dalam celah-celah antarvili terdapat kripta-kripta atau lekuk-lekuk kecilberupa kelenjar-kelenjar yang mengeluarkan getah-getah usus ke dalam saluran usus halus. Umur sel-sel vili sangat pendek, yaitu dua hingga lima hari.
Sistem Absorpsi
Vili secara terus-menerus dalam keadaan bergerak. Tiap vilus dilapisi oleh lapisan otot yang sangat tipis. Tiap molekul zat gizi yang ukurannya cukup kecil untuk diserap terjerat di dalam mikrovili dan diserap ke dalam sel. Sebagian zat gizi yang belum selesai dicerna, terlebih dahulu diselesaikan pencernaannya di dalam mikrovili dengan bantuan enzim-enzim.
Pada tiap vili terdapat pembuluh-pembuluh darah dan pembuluh-pembuluh limfe/getah bening yang berasal dari system peredaran darah dan system limfe/getah bening yang merupakan system transportasi zat-zat gizi. Molekul zat gizi yang menembus sebuah sel vili, dapat memasuki darah atau limfe untuk dibawa ke bagian-bagian tubuh.
Saluran cerna bekerja secara selektif. Bahan-bahan yang dibutuhkan tubuh dipecah ke dalam bentuk-bentuk yang dapat diserap dan diangkut ke seluruh tubuh. Sebagian bahan yang tidak dapat digunakan, dikeluarkan dari tubuh. Sel-sel vililah yang memilih dan mengatur penyerapan zat-zat gizi yang dibutuhkan tubuh. Di dalam mikrovili terdapat beratus macam enzim dan “pompa-pompa” yang mencernakan zat-zat gizi yang sesuai.
Sel-sel bagian tertentu dari saluran cerna mempunyai fungsi tertentu dalam absorpsi. Zat-zat gizi yang lebih awal berada dalam keadaan siap diserap akan diabsorpsi pada bagian awal dari saluran cerna, sedangkan zat-zat gizi yang membutuhkan proses pencernaan yang lebih lama akan diabsopsi di bagian lebih bawah. Zat-zat gizi yang larut air (termasuk hasil pencernaan lemak berbentuk emulsi) diabsorpsi langsung ke dalam peredaran darah melalui pembuluh darah rambut atau kapiler. Lemak dalam bentuk lebih besar fan vitamin larut lemak tidak larut dalam air, sedangkan darah sebagian besar terdiri atas air. Sel-sel saluran cerna menyatukan produk-produk hasil pencernaan lemak ini dan membentuk molekul-molekul yang lebih besar. Pada permukaan molekul-molekul ini ditempatkan protein-protein khusus sehingga membentuk kilomikron. Kilomikron masuk ke dalam system limfe dan melalui limfe memasuki aliran darah di dekat jantung.
Cara Absorpsi
Absorpsi merupakan proses yang sangat kompleks dan menggunakan tiga cara : pasif, fasilitatif, aktif, dan fagositosis atau pinositosis.
Absorpsi pasif terjadi bila zat gizi diabsorpsi tanpa menggunakan alat angkut (carrier) atau energi. Hal ini terjadi bila konsentrasi zat gizi didalam saluran cerna lebih tinggi daripada sel yang mengabsorpsi. Perbedaan konsentrasi ini yang mendorong absorpsi pasif melalui membran sel yang dapat menyerap zat gizi tersebut (permeabel). Proses absorpsi pasif ini sama dengan proses osmosis biasa. Hanya sebagian kecil zat gizi diabsorpsi secara pasif ini, yaitu air dan beberapa mineral.
Absorpsi fasilitatif menggunakan alat angkut protein untuk memindahkan zat gizi dari saluran cerna ke sel yang mengabsorpsi. Absorpsi fasilitatif tidak membutuhkan energi. Di sini absorpsi juga terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi. Absorpsi fasilitatif dilakukan untuk fruktosa.
Absorpsi aktif menggunakan alat angkut protein dan energi. Glukosa, galaktosa, asam amino, kalium, magnesium, fosfat, iodida, kalsium dan zat besi diabsorpsi secara aktif. Beberapa zat gizi mungkin menggunakan alat angkut yang sama, sehingga berkompetisi untuk diabsorpsi. Sebagai sumber energi adalah Adenin Trifosfat (ATP). Energi dapat secara aktif memompakan senyawa bersangkutan ke dalam vili, sehingga memindahkan larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi. Transportasi aktif disamping itu, membutuhkan pompa natrium. Contoh alat angkut untuk besi adalah protein transferin dan untuk vitamin A protein pengikat retinal (Retinol Binding Protein/RBP)
Fagositosis atau pinositosis adalah cara absorpsi dimana membran sel-sel epitel “menelan” zat-zat yang akan diabsorpsi. Dengan cara ini dapat diabsorpsi butiran besar, seperti protein utuh. Masuknya protein asing melalui saluran cerna ke dalam peredaran darah yang menimbulkan reaksi alergi mungkin disebabkan oleh fagositosis ini.
Pengaturan Pencernaan dan Absorpsi
Proses pencernaan dan absorpsi berlangsung dengan cara sangat terkoordinasi. Struktur saluran cerna dan cara kerjanya memungkinkan pemecahan makanan menjadi unit-unit sangat halus dan pengantaran porduknya ke dalam tubuh.
a) Hormon-hormon Saluran Cerna dan Sistem Saraf
Ada system yang mengatur proses pencernaan dan penyerapan, yaitu system hormon (endokrin) dan system saraf. Isi saluran cerna merangsang atau menghambat sekresi pencernaan dengan memberi pesan yang disampaikan hormon dan system saraf dari satu bagian saluran cerna ke bagian lain. Pengaturannya dikukan melalui mekanisme umpan balik.
b) Pengaturan pH Lambung
Pemeliharaan pH lambung pada nilai 1,5-1,7 dilakukan oleh hormon gastrin yang dikeluarkan oleh sel-sel dinding lambung. Masuknya makanan ke dalam lambung merangsang sel-sel pada dinding lambung untuk mengeluarkan gastrin. Gastrin merangsang sel-sel kelenjar lambung lain untuk mengeluarkan cairan hidroklorida. Bila pH mencapai 1,5 asam klorida menghentikan pengeluaran gastrin, sehingga produksi hidroklorida ikut terhenti, dan lambung tidak menjadi terlalu asam. Jadi system cairan lambung dapat menyesuaikan tingkat keasaman lambung.
Pengatur lain adalah reseptor saraf di dalam dinding lambung. Reseptor ini bereaksi terhadap kehadiran makanan dengan cara merangsang kelenjar lambung untuk mengeluarkan cairannya dan otot untuk melakukan kontraksi. Pada waktu lambung mengosongkan diri, reseptor tidak lagi terangsang, pengeluaran cairan lambung diperlambat dan kontraksi lambung diperlambat.
c) Pengaturan Pembukaan Sfingter Pilorus
Pengaturan pembukaan dan penutupan sfingter pylorus dilakukan sebagai berikut: bila sfingter pylorus relaks, kimus yang bersifat asam masuk dari lambung ke usus halus. Sel otot pylorus di bagian usus halus merasakan keasaman ini yang berakibat menutupnya sfingter dengan rapat. Baru setelah kimus yang masuk dinetralisir oleh bikarbonat yang dikeluarkan pancreas sehingga medium di sekitar sfingter pylorus menjadi basa, otot sfingter akan relaks kembali. Proses ini menjamin kimus masuk ke dalam usus halus secara perlahan sehingga sambil bergerak dapat dinetralisir. Hal ini penting karena dinding usus halus tidak terlalu tahan terhadap asam.
d) Pengaturan Pengeluaran Bikarbonat oelh Pankreas
Begitu klimus masuk ke usus halus, pancreas mengeluarkan bikarbonat, sehingga pH isi usus halus selalu bersifat basa. Cara mengatur pengeluaran bikarbonat ini adalah sebagai berikut: Kimus merangsang sel-sel dinding duodenum mengeluarkan hormon sekretin ke dalam darah. Di dalam pancreas hormon ini merangsang pengeluaran bikarbonat. Bila kebutuhan telah terpenuhi, sel-sel dinding duodenum tidak terangsang lagi untuk mengeluarkan hormon ini, dan pancreas tidak lagi menerima pesan untuk mengeluarkan bikarbonat. Urat saraf juga mengatur sekresi pancreas.
Pankreas mengeluarkan pula campuran enzim untuk mencernakan karbohidrat, lemak dan protein. Pankreas dapat mengatur campuran enzim yang sesuai dengan susunan makanan yang dikonsumsi. Komposisi enzim-enzim diatur oleh hormon-hormon yang dikeluarkan oleh sel-sel dinding saluran cerna.
Bila lemak masuk ke dalam usus halus, kantong empedu berkontraksi dan mengeluarkan empedu guna menghancurkan lemak menajdi emulsi. Lemak dalam hal ini merangsang sel-sel dinding usus untuk mengeluarkan hormon kolesistokinin. Hormon inilah yang merangsang kantong empedu untuk berkontraksi dan mengeluarkan empedu. Setelah lemak dipecah menjadi emulsi dan enzim bekerja untuk mencernakannya, lemak berhenti merangsang pengeluaran kolesistokinin, sehingga kantong empedu berhenti berkontraksi.
Pencernaan lemak memakan waktu lebih lama daripada pencernaan karbohidrat. Untuk memberi kesempatan pada pencernaan lemak, gerakan usus menjadi lebih lambat. Cara mengatur gerakan usus ini adalah sebagai berikut: Kolesistokinin dan peptida di dalam lambung memperlambat gerakan saluran cerna, sehingga makanan lebih lama berada di gerakan usus yang memungkinkan semua reaksi pencernaan dapat diselesaikan. Peptida lambung juga mencegah sekresi asam lambung.
Keadaan yang Memungkinkan Sistem Pencernaan dan Absorpsi Bekerja Sebaik Mungkin
Saluran cerna sangat peka terhadap kondisi lingkungan. Hal ini dipengaruhi oleh faktor-faktor gaya hidup sebagai berikut: tidur, istirahat, aktifitas fisik dan keadaan emosional. Tidur dan istirahat cukup memungkinkan pemeliharaan dan perbaikan jaringan-jaringan serta pengeluaran sisa-sisa yang dapat mengganggu fungsi saluran cerna. Aktifitas fisik mempengaruhi kekencangan otot. Keadaan mental mempengaruhi aktifitas hormon dan urat saraf yang mempengaruhi pencernaan dan absorpsi. Pada waktu makan seseorang harus dalam keadaan tenang dan relaks.
Faktor lain yang berpengaruh adalah jenis makanan yang diamkan, yaitu keseimbangan, keragaman dan kecukupan.
C. Sistem Transportasi Zat-zat Gizi
Zat-zat gizi akan diangkut ke seluruh tubuh yang membutuhkan setelah memasuki peredaran darah.
Sistem Vaskular
Sistem vascular atau system peredaran darah, merupakan system pembuluh darah tertutup, yang memungkinkan darah mengalir secara terus-menerus dalam bentuk angka delapan dengan jantung di tengahnya yang berfungsi sebagai pompa. Sementara bersirkulasi di daalm system ini, darah memungut dan menghantarkan bahan-bahan tubuh sesuai dengan kebutuhan tubuh.
Semua jaringan tubuh memperoleh oksigen dan zat-zat gizi dari darah dan mengeluarkan karbon dioksida dan sisa-sisa lain melalui darah. Paru-paru mengeluarkan karbon dioksida dari darah (melalui pernapasan) dan menggantinya dengan oksigen untuk dibawa darah ke seluruh tubuh. System pencernaan menyediakan zat-zat gizi untuk dibawa darah. Sisa-sisa lain disaring dari darah di dalam ginjal untuk dikeluarkan melalui kemih/urine.
Darah yang keluar dari bagian kanan jantung masuk melalui arteri ke dalam kapiler paru-paru dan kembali ke bagian kiri jantung melalui vena/pembuluh balik. Bagian kiri jantung kemudian memompakan darah melalui aretri ke semua jaringan tubuh. Di sini darah masuk ke dalam kapiler-kapiler dan saling bertukar bahan dengan sel-sel untuk kemudian bersatu ke dalam vena yang kemudian kembali ke bagian kanan jantung.
Perjalanan darah melalui system pencernaan terjadi sebagai berikut: darah dibawa ke system pencernaan oleh arteri, yang kemudian bercabang menjadi kapiler dan masuk ke semua sel. Darah meninggalkan system pencernaan melalui vena dan masuk ke hati. Vena ini bercabang kembali menjadi kapiler dan masuk ke semua sel hati. Darah meninggalkan hati melalui vena dan kembali ke jantung.
Hati berperan sebagai organ utama untuk melaksanakan metabolisme zat-zat gizi. Di dalam hati zat-zat yang dibawa dari saluran cerna diortir, yang berbahaya dipunahkan.
Sistem Limfe
Sistem limfe merupakan jalur satu arah bagi cairan yang berasal dari jaringan tubuh untuk masuk ke darah. Cairan limfe bersirkulasi diantara sel-sel tubuh dan berkumpul di dalam kapiler-kapiler halus. Cairan limfe hampir sama dengan darah, hanya tidak mengandung sel darah merah atau platelet. Sistem limfe tidak mempunyai pompa. Sebagian besar limfe paad akhirnya berkumpul ke dalam pipa/duktus besar di dalam hati. Duktus ini berakhir di suatu vena yang membawa limfe ke jantung. Jadi bahan-bahan dari saluran cerna yang masuk ke dalam pembuluh-pembuluh limfe (lemak-lemak bentuk besar dan vitamin larut-lemak) melalui vili pada akhirnya masuk system peredaran darah dan beredar melalui arteri, kapiler dan vena seperti halnya zat-zat gizi lain, akan tetapi tanpa terlebih dahulu masuk ke hati.
Setelah berada di system vascular, zat-zat gizi dapat berjalan bebas ke sel-sel manapun untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Makanan harus mengalami berbagai perubahan di dalam saluran cerna hingga diperoleh bentuk-bentuk sederhana yang dapat diabsorpsi ke dalam darah unutk selanjutnya diangkut oleh darah atau limfe ke sel-sel tubuh. Perubahan menjadi bentuk-bentuk sederhana ini dilakukan melalui proses pencernaan di dalam saluran cerna.
A. Sistem Digestivus Zat-zat Gizi
Pencernaan makanan terjadi di dalam saluran cerna yang panjangnya 8-9 meter pada orang dewasa. Saluran cerna dimulai dari mulut, melalui esophagus, lambung, usus halus, usus besar rectum, dan berakhir di anus. Saluran cerna dapat dikatakan berada “di luar” tubuh. Zat-zat gizi yang berasal dari makanan harus melewati dinding saluran cerna agar dapat diabsorpsi ke dalam aliran darah.
Saluran cerna merupakan sistem yang sangat kompleks yang melakukan berbagai fungsi faali: menerima, menghaluskan dan transportasi bahan-bahan yang dimakan; sekrsi enzim cerna, asam, mucus, empedu dan bahan lain; pencernaan bahan-bahan yang dimakan; absorpsi dan transportasi produk hasil cerna; serta transpor, penyimpanan dan ekskresi produk-produk sisa.
Pencernaan dilakukan melalui perubahan mekanis dan kimiawi. Secara mekanis, makanan dihancurkan melalui proses mengunyah dan proses peristaltic. Proses mengunyah memperluas permukaan makanan sehingga enzim pencernaan dapat bekerja lebih baik. Proses peristaltic, yaitu proses mengaduk dan mendorong makanan yang dimungkinkan oleh gerakan konmtraksi dan relaksasi dinding saluran cerna sehingga makanan terdorong ke bawah, menambah penghancuran makanan dalam bentuk yang lebih kecil dan mengaduknya dengan sekresi pencernaan.
Secara kimiawi makanan dihancurkan oleh enzim-enzim pencernaan. Enzim-enzim ini dikeluarkan melalui air ludah ke mulut, mealalui cairan lambung ke dalam lambung dan melalui cairan usus ke dalam usus halus. Disamping itu, cairan empedu yang dikeluarkan oleh kantong empedu membantu pencernaan dan absorpsi di dalam sel-sel dinding usus halus. Asam klorida di dalam lambung juga membantu pencernaan.
Enzim adalah molekul protein yang berperan sebagai katalisator dalam berbagai reaksi kimia, dalam hal ini proses hidrolisis. Sebagai katalisator, enzim itu sendiri tidak berubah.
Anatomi Saluran Cerna
1. Mulut
Proses pencernaan dimulai di mulut. Waktu kita mengunyah, gigi geligi memecah makanan menjadi bagian-bagian kecil, sementara bercampur dengan cairan ludah untuk memudahkan porses menelan. Ketika ditelan, makanan melewati epiglottis, suatu katup yang mencegah makanan masuk trakea ke paru-paru. Makanan yang ditelan dinamakan bolus.
2. Esofagus ke Lambung
Bolus kemudian melalui pipa esofagus masuk ke lambung. Dinding lambung mengeluarkan sekresi untuk keperluan pencernaan makanan. Pada pintu lambung ada sfingter kardiak yang menutup setelah bolus masuk, sehingga makanan tidak kembali masuk ke esofagus. Bolus dalam lambung bercampur dengan cairan lambung dan digiling halus menjadi cairan yang dinamakan kimus (chyme). Lambung kemudian sedikit demi sedikit menyalurkan kimus melalui sfingter pylorus ke dalam usus halus, setelah mana sfingter pylorus menutup.
3. Usus Halus
Pada bagian atas usus halus, kimus melewati lubang saluran empedu yang meneteskan cairan ke dalam usus halus berasal dari dua alat, yaitu kantong empedu dan pancreas. Kimus kemudian melalui tiga bagian dari usus halus; duodenum (usus dua belas jari), jejenum (bagian usus halus sesudah duodenum sampai ke ileum) dan ileum (ujung usus halus), yang panjangnya kurang lebih enam meter. Sebagian besar pencernaan diselesaikan di duodenum; jejenum dan ileum terutama berfungsi mengabsorpsi zat-zat gizi.
4. Usus Besar (Kolon)
Kimus melalui sfingter lain, yaitu katup ileosekal yang berada pada awal usus besar di bagian kanan perut. Kimus kemudian melewati lubang lain yang menuju ke apendiks (usus buntu) dan berjalan melalui usus besar naik (ascending colon) ke dalam rectum.
5. Rektum
Sewaktu kimus melalui usus besar dan menuju ke rectum, air dikeluarkan oleh kimus sehingga terdapat sisa yang semi-padat. Otot-otot rectum menahan sisa makanan ini hingga tiba waktunya untuk dikeluarkan dari tubuh. Pada saat itu, otot rectum mengendor dan sisa makanan keluar melalui sfingter terakhir, yaitu anus yang membuka.
Proses Pencernaan
Tahap pertama pencernaan dimulai di mulut, dimana terjadi proses mengunyah, penambahan cairan ludah dan kegiatan ludah yang dapat menghancurkan makanan menjadi bubur yang kasar. Makanan kemudian ditelan.
a) Peristaltik
Bolus dari ujung esofagus bergerak dengan gerakan peristaltic, yaitu gerakan bergelombang yang disebabkan oleh kontraksi otot pada dinding saluran cerna yang mendorong makanan sepanjang saluran cerna. Gerakan ini dimungkinkan oleh otot-otot yang melingkar dan otot-otot yang memanjang (longitudinal). Setiap kali otot melingkar, berkontraksi dan otot memanjang, mengendor/relaks saluran mengecil, sedangkan setiap kali otot melingkar, mengendor dan memanjnag berkontraksi saluran membesar.
Gelombang kontraksi pada saluran cerna bergerak denga kecepatan dan intensitas berbeda, bergantung pada bagian saluran cerna bersangkutan dan ada tidaknya makanan. Misalnya, di dalam lambung gelombang terjadi tiga kali per menit, sedangkan di dalam usus halus menjadi sepuluh kali per menit. Bila saluran cerna kosong, saluran cerna hampir tidak bergerak, tetapi secara periodic muncul gelombang yang kuat.
b) Proses di dalam Lambung
Diantara seluruh bagian saluran cerna, lambung mempunyai dinding paling tebal dan otot paling kuat. Disamping otot-otot yang melingkar dan memanjang, lambung mempunyai lapisan otot diagonal yang secara bergiliran berkontraksi dan mengendor. Sementara ketiga macam otot ini menekan kimus ke bawah, sfingter pylorus tetap tertutup rapat untuk mencegah kimus masuk ke dalam duodenum. Akibatnya, kimus diaduk dan ditekan ke bawah,mengenai sfingter pylorus tetapi tetap berada di dalam lambung. Sementara itu lambung mengeluarkan cairan lambung. Bila kimus menjadi cairan halus, sfingter pylorus membuka sebentar (kira-kira tiga kali per menit) dan kimus keluar sedikit demi sedikit masuk ke duodenum.
c) Segmentasi
Alat pencernaan tidak saja mendorong, akan tetapi secara periodic juga memeras isinya sepanjang saluran, sehingga memungkinkan getah pencernaan dan sel-sel dinding usus bersentuhan baik dengan isi saluran cerna.
d) Kontraksi Sfingter
Ada empat jenis otot sfingter yang membagi saluran cerna ke dalam bagian-bagian utama. Otot-otot ini mencegah terjadinya arus balik isi saluran cerna. Sfingter kardiak mencegah isi lambung kembali ke esofagus. Sfingter pylorus mencegah isi usus kembali ke lambung dan menjaga agar bolus tingal cukup lama di dalam lambung untuk memungkinkan pencampuran yang baik dengan getah lambung dan menjadikannya lebih halus. Pada ujung usus halus, ada sfingter ileosekal yang berfungsi mengosongkan isi usus halus ke dalam usus besar. Kencangnya otot rectum dan otot anus bertindak sebagi pengaman untuk mencegah agar pengeluaran sisa pencernaan tidak terjadi secara sembarangan.
Sekresi Getah Pencernaan
Untuk menghancurkan makanan menjadi unut-unit kecil berupa zat-zat gizi yang dapat diabsorpsi tubuh, diperlukan getah-getah pencernaan. Ada lima organ tubuh yang mengeluarkan getah pencernaan : (1) Kelenjar ludah; (2) Lambung; (3) Pankreas; (4) Hati melalui kantong empedu, dan (5) Usus halus. Sekresi organ-organ ini memasuki saluran cerna pada tempat-tempat tertentu berupa air dan enzim-enzim.
a) Cairan Ludah
Kelenjar ludah mengeluarkan cairan ayang terdiri atas mucus (lendir), garam-garam dan enzim pencernaan yang memulai porses pencernaan karbohidrat. Air ludah berupa mucus membasahi makanan sehingga memudahkan proses menelan, hingga bolus amsuk ke esofagus. Mukus pada umumnya menjaga agar seluruh permukaan saluran saluran cerna dalam keadaan basah sehingga memudahkan gerakan makanan serta melindungi permukaan gigi-geligi, mulut, esofagus dan lambung dari serangan zat-zat tajam atau berbahaya.
b) Cairan Lambung
Sel-sel lambung mengeluarkan cairan yang terdiri atas campuran air, enzim-enzim dan asam klorida. Asam klorida memepunyai pH kurang lebih 2 dan berperan membuka gulungan protein, sehingga siap untuk dicernakan, mencegah pertumbuhan bakteri dan mebunuh sebagian besar bakteri yang masuk dengan makanan. Untuk mencegah kerusakan sel-sel dinding lambung oleh asam klorida dan enzim-enzim pencernaan, sel-sel tersebut mengeluarkan mucus (lendir) yang menutupi dinding lambung.
Enzim-enzim lambung bekerja dengan baik pada aciran dengan pH kurang atau saam dengan 2. Enzim-enzim ini memecah (hidrolisis) protein separo jalan. Enzim lipase menghidrolisis sebagian kecil lemak. Enzim-enzim cairan ludah yang ditelan bersama bolus tidak dapat bekerja pada cairan asam, sehingga pencernaan karbohidrat dalam lambung boleh dikatakan berhenti. Asam klorida menghidrolisis sedikit karbohidrat. Vitamin B12 di dalam lambung memperoleh suatu alat angkut berupa protein, yaitu factor intrinsic.
c) Cairan Pankreas dan enzim Usus
Pencernaan karbohidrat, lemak dan protein terutama terjadi di dalam usus halus. Cairan pancreas mengandung enzim-enzim yang berperan pada ketiga jenis zat energi ini. Sel-sel dinding usus halus mengeluarkan enzim-enzim pencernaan pada permukaannya. Disamping enzim-enzim, cairan pancreas mengandung natrium bikarbonat yang bersifat basa. Dengan demikian, cairan pancreas menetralisir kimus yang tadinya bersifat asam, sehingga menjadi netral atau sedikit basa.
d) Cairan Empedu
Cairan empedu dikeluarkan oleh hati secara terus-menerus ke dalam duodenum, untuk kemudian dikonsentrasikan dan disimpan di dalam kantong empedu. Cairan empedu berperan sebagai emulsifer lemak, sehingga menjadi suspensi dalam air. Enzim-enzim kemudian dapat memecah suspensi lemak tersebut menjadi komponen-komponennya
e) Faktor-faktor Pelindung
Sifat netral cairan usus halus dan usus besar memungkinkan pertumbuhan bakteri. Dalam keadaan sehat, usus menunjgang kehidupan bakteri-bakteri yang tidak membahayakan tubuh, bahkan menguntungkan seperti bakteri yang dapat membentuk vitamin B dan K. Saluran cerna juga dapat membentuk dan memelihara bahan-bahan yang dapat melindungi tubuh terhadap bahan-bahan asing yang berbahaya dengan membentuk system imun atau kekebalan.
Tahap Akhir Pencernaan
Selama proses pencernaan, zat-zat energi-karbohidrat, lemak dan protein-dipecah menjadi bentuk-bentuk dasar dan siap untuk diabsorpsi. Zat-zat gizi lain-vitamin, mineral,dan air-pada umumnya tidak dipecah, dan diabsorpsi sebagaimana adanya. Sisa-sisa yang tidak dicernakan, seperti serattidak diabsorpsi dan melewati saluran cerna dalam bentuk semi-padat. Sisa-sisa ini membantu peristaltik usus. Serat juga menyerap air untuk menjaga feses tidak menjadi keras. Disamping itu, serat menyerap beberapa bagian dari makanan, antara lain: asam empedu, beberapa mineral, zat aditif, dan bahan-bahan tidak berguna lain.
Peranan Usus Besar (Kolon)
Usus besar, bagian akhir dari saluran cerna berperan sebagai tempat mengumpulkan sisa makanan padat, tempat mengabsorpsi air dan mineral tertentu serta tempat pertumbuhan bakteri.
Sisa makanan ditahan dalam kolon hingga dikeluarkan dalam bentuk feses. Makanan paling lama ditahan di dalam kolon, sering sampai 24 jam. Karena kontraksi peristaltic dan segmentasi bergerak lebih lambat dalam kolon, bakteri mendapat kesempatan untuk berkembang biak. Bakteri mendapat makanan dari sisa makanan yang ada dalam kolon. Beberapa produk kimia hasil metabolisme bakteri dapat diserap kembali melalui kolon. Sampai 10% energi yang diabsorpsi seseorang dapat berasal dari jalur ini.
Bakteri dalam kolon dapat membentuk beberapa jenis vitamin yang sebagian diabsorpsi oleh tubuh. Sebagian kecil vitamin B dan K diduga diperoleh melalui absorpsi ini. Disamping itu, bakteri kolon menghasilkan gas sebagai sisa produk metabolisme makanan. Bila gas ini tertumpuk akan dikeluarkan melalui anus.
Kolon memberi tubuh kesempatan terakhir untuk mengabsorpsi air serta natrium dan klorida. Bila tidak berhasil, akan menimbulkan diare. Ini hanya terjadi dalam keadaan khusus. Bila sfingter pada ujung kolon yaitu rectum mengendor (relaksasi), maka sisa akhir makanan berbentuk semi padat dikeluarkan melalui anus.
B. Sistem Absorpsi Zat-zat Gizi
Anatomi Sistem Absorpsi
Absorpsi zat-zat gizi terutama terjadi pada permukaan usus halus. Usus halus yang panjangnya kurang lebih enam meter dan diameter kurang lebih 2,5 cm mempunyai permukaan yang sangat luas kira-kira 200 m2. Hal ini dimungkinkan karena permukaan bagian yang sekilas tampak licin, di bawah mikroskop tampak berlipat-lipat. Tiap lipatan mempunyai jonjot-jonjot yang dinamakan vili. Sebuah vili terdiri atas ratusan sel yang masing-masing mempunyai bulu yang sangat halus, dinamakan mikrovili atau brush border. Di dalam celah-celah antarvili terdapat kripta-kripta atau lekuk-lekuk kecilberupa kelenjar-kelenjar yang mengeluarkan getah-getah usus ke dalam saluran usus halus. Umur sel-sel vili sangat pendek, yaitu dua hingga lima hari.
Sistem Absorpsi
Vili secara terus-menerus dalam keadaan bergerak. Tiap vilus dilapisi oleh lapisan otot yang sangat tipis. Tiap molekul zat gizi yang ukurannya cukup kecil untuk diserap terjerat di dalam mikrovili dan diserap ke dalam sel. Sebagian zat gizi yang belum selesai dicerna, terlebih dahulu diselesaikan pencernaannya di dalam mikrovili dengan bantuan enzim-enzim.
Pada tiap vili terdapat pembuluh-pembuluh darah dan pembuluh-pembuluh limfe/getah bening yang berasal dari system peredaran darah dan system limfe/getah bening yang merupakan system transportasi zat-zat gizi. Molekul zat gizi yang menembus sebuah sel vili, dapat memasuki darah atau limfe untuk dibawa ke bagian-bagian tubuh.
Saluran cerna bekerja secara selektif. Bahan-bahan yang dibutuhkan tubuh dipecah ke dalam bentuk-bentuk yang dapat diserap dan diangkut ke seluruh tubuh. Sebagian bahan yang tidak dapat digunakan, dikeluarkan dari tubuh. Sel-sel vililah yang memilih dan mengatur penyerapan zat-zat gizi yang dibutuhkan tubuh. Di dalam mikrovili terdapat beratus macam enzim dan “pompa-pompa” yang mencernakan zat-zat gizi yang sesuai.
Sel-sel bagian tertentu dari saluran cerna mempunyai fungsi tertentu dalam absorpsi. Zat-zat gizi yang lebih awal berada dalam keadaan siap diserap akan diabsorpsi pada bagian awal dari saluran cerna, sedangkan zat-zat gizi yang membutuhkan proses pencernaan yang lebih lama akan diabsopsi di bagian lebih bawah. Zat-zat gizi yang larut air (termasuk hasil pencernaan lemak berbentuk emulsi) diabsorpsi langsung ke dalam peredaran darah melalui pembuluh darah rambut atau kapiler. Lemak dalam bentuk lebih besar fan vitamin larut lemak tidak larut dalam air, sedangkan darah sebagian besar terdiri atas air. Sel-sel saluran cerna menyatukan produk-produk hasil pencernaan lemak ini dan membentuk molekul-molekul yang lebih besar. Pada permukaan molekul-molekul ini ditempatkan protein-protein khusus sehingga membentuk kilomikron. Kilomikron masuk ke dalam system limfe dan melalui limfe memasuki aliran darah di dekat jantung.
Cara Absorpsi
Absorpsi merupakan proses yang sangat kompleks dan menggunakan tiga cara : pasif, fasilitatif, aktif, dan fagositosis atau pinositosis.
Absorpsi pasif terjadi bila zat gizi diabsorpsi tanpa menggunakan alat angkut (carrier) atau energi. Hal ini terjadi bila konsentrasi zat gizi didalam saluran cerna lebih tinggi daripada sel yang mengabsorpsi. Perbedaan konsentrasi ini yang mendorong absorpsi pasif melalui membran sel yang dapat menyerap zat gizi tersebut (permeabel). Proses absorpsi pasif ini sama dengan proses osmosis biasa. Hanya sebagian kecil zat gizi diabsorpsi secara pasif ini, yaitu air dan beberapa mineral.
Absorpsi fasilitatif menggunakan alat angkut protein untuk memindahkan zat gizi dari saluran cerna ke sel yang mengabsorpsi. Absorpsi fasilitatif tidak membutuhkan energi. Di sini absorpsi juga terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi. Absorpsi fasilitatif dilakukan untuk fruktosa.
Absorpsi aktif menggunakan alat angkut protein dan energi. Glukosa, galaktosa, asam amino, kalium, magnesium, fosfat, iodida, kalsium dan zat besi diabsorpsi secara aktif. Beberapa zat gizi mungkin menggunakan alat angkut yang sama, sehingga berkompetisi untuk diabsorpsi. Sebagai sumber energi adalah Adenin Trifosfat (ATP). Energi dapat secara aktif memompakan senyawa bersangkutan ke dalam vili, sehingga memindahkan larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi. Transportasi aktif disamping itu, membutuhkan pompa natrium. Contoh alat angkut untuk besi adalah protein transferin dan untuk vitamin A protein pengikat retinal (Retinol Binding Protein/RBP)
Fagositosis atau pinositosis adalah cara absorpsi dimana membran sel-sel epitel “menelan” zat-zat yang akan diabsorpsi. Dengan cara ini dapat diabsorpsi butiran besar, seperti protein utuh. Masuknya protein asing melalui saluran cerna ke dalam peredaran darah yang menimbulkan reaksi alergi mungkin disebabkan oleh fagositosis ini.
Pengaturan Pencernaan dan Absorpsi
Proses pencernaan dan absorpsi berlangsung dengan cara sangat terkoordinasi. Struktur saluran cerna dan cara kerjanya memungkinkan pemecahan makanan menjadi unit-unit sangat halus dan pengantaran porduknya ke dalam tubuh.
a) Hormon-hormon Saluran Cerna dan Sistem Saraf
Ada system yang mengatur proses pencernaan dan penyerapan, yaitu system hormon (endokrin) dan system saraf. Isi saluran cerna merangsang atau menghambat sekresi pencernaan dengan memberi pesan yang disampaikan hormon dan system saraf dari satu bagian saluran cerna ke bagian lain. Pengaturannya dikukan melalui mekanisme umpan balik.
b) Pengaturan pH Lambung
Pemeliharaan pH lambung pada nilai 1,5-1,7 dilakukan oleh hormon gastrin yang dikeluarkan oleh sel-sel dinding lambung. Masuknya makanan ke dalam lambung merangsang sel-sel pada dinding lambung untuk mengeluarkan gastrin. Gastrin merangsang sel-sel kelenjar lambung lain untuk mengeluarkan cairan hidroklorida. Bila pH mencapai 1,5 asam klorida menghentikan pengeluaran gastrin, sehingga produksi hidroklorida ikut terhenti, dan lambung tidak menjadi terlalu asam. Jadi system cairan lambung dapat menyesuaikan tingkat keasaman lambung.
Pengatur lain adalah reseptor saraf di dalam dinding lambung. Reseptor ini bereaksi terhadap kehadiran makanan dengan cara merangsang kelenjar lambung untuk mengeluarkan cairannya dan otot untuk melakukan kontraksi. Pada waktu lambung mengosongkan diri, reseptor tidak lagi terangsang, pengeluaran cairan lambung diperlambat dan kontraksi lambung diperlambat.
c) Pengaturan Pembukaan Sfingter Pilorus
Pengaturan pembukaan dan penutupan sfingter pylorus dilakukan sebagai berikut: bila sfingter pylorus relaks, kimus yang bersifat asam masuk dari lambung ke usus halus. Sel otot pylorus di bagian usus halus merasakan keasaman ini yang berakibat menutupnya sfingter dengan rapat. Baru setelah kimus yang masuk dinetralisir oleh bikarbonat yang dikeluarkan pancreas sehingga medium di sekitar sfingter pylorus menjadi basa, otot sfingter akan relaks kembali. Proses ini menjamin kimus masuk ke dalam usus halus secara perlahan sehingga sambil bergerak dapat dinetralisir. Hal ini penting karena dinding usus halus tidak terlalu tahan terhadap asam.
d) Pengaturan Pengeluaran Bikarbonat oelh Pankreas
Begitu klimus masuk ke usus halus, pancreas mengeluarkan bikarbonat, sehingga pH isi usus halus selalu bersifat basa. Cara mengatur pengeluaran bikarbonat ini adalah sebagai berikut: Kimus merangsang sel-sel dinding duodenum mengeluarkan hormon sekretin ke dalam darah. Di dalam pancreas hormon ini merangsang pengeluaran bikarbonat. Bila kebutuhan telah terpenuhi, sel-sel dinding duodenum tidak terangsang lagi untuk mengeluarkan hormon ini, dan pancreas tidak lagi menerima pesan untuk mengeluarkan bikarbonat. Urat saraf juga mengatur sekresi pancreas.
Pankreas mengeluarkan pula campuran enzim untuk mencernakan karbohidrat, lemak dan protein. Pankreas dapat mengatur campuran enzim yang sesuai dengan susunan makanan yang dikonsumsi. Komposisi enzim-enzim diatur oleh hormon-hormon yang dikeluarkan oleh sel-sel dinding saluran cerna.
Bila lemak masuk ke dalam usus halus, kantong empedu berkontraksi dan mengeluarkan empedu guna menghancurkan lemak menajdi emulsi. Lemak dalam hal ini merangsang sel-sel dinding usus untuk mengeluarkan hormon kolesistokinin. Hormon inilah yang merangsang kantong empedu untuk berkontraksi dan mengeluarkan empedu. Setelah lemak dipecah menjadi emulsi dan enzim bekerja untuk mencernakannya, lemak berhenti merangsang pengeluaran kolesistokinin, sehingga kantong empedu berhenti berkontraksi.
Pencernaan lemak memakan waktu lebih lama daripada pencernaan karbohidrat. Untuk memberi kesempatan pada pencernaan lemak, gerakan usus menjadi lebih lambat. Cara mengatur gerakan usus ini adalah sebagai berikut: Kolesistokinin dan peptida di dalam lambung memperlambat gerakan saluran cerna, sehingga makanan lebih lama berada di gerakan usus yang memungkinkan semua reaksi pencernaan dapat diselesaikan. Peptida lambung juga mencegah sekresi asam lambung.
Keadaan yang Memungkinkan Sistem Pencernaan dan Absorpsi Bekerja Sebaik Mungkin
Saluran cerna sangat peka terhadap kondisi lingkungan. Hal ini dipengaruhi oleh faktor-faktor gaya hidup sebagai berikut: tidur, istirahat, aktifitas fisik dan keadaan emosional. Tidur dan istirahat cukup memungkinkan pemeliharaan dan perbaikan jaringan-jaringan serta pengeluaran sisa-sisa yang dapat mengganggu fungsi saluran cerna. Aktifitas fisik mempengaruhi kekencangan otot. Keadaan mental mempengaruhi aktifitas hormon dan urat saraf yang mempengaruhi pencernaan dan absorpsi. Pada waktu makan seseorang harus dalam keadaan tenang dan relaks.
Faktor lain yang berpengaruh adalah jenis makanan yang diamkan, yaitu keseimbangan, keragaman dan kecukupan.
C. Sistem Transportasi Zat-zat Gizi
Zat-zat gizi akan diangkut ke seluruh tubuh yang membutuhkan setelah memasuki peredaran darah.
Sistem Vaskular
Sistem vascular atau system peredaran darah, merupakan system pembuluh darah tertutup, yang memungkinkan darah mengalir secara terus-menerus dalam bentuk angka delapan dengan jantung di tengahnya yang berfungsi sebagai pompa. Sementara bersirkulasi di daalm system ini, darah memungut dan menghantarkan bahan-bahan tubuh sesuai dengan kebutuhan tubuh.
Semua jaringan tubuh memperoleh oksigen dan zat-zat gizi dari darah dan mengeluarkan karbon dioksida dan sisa-sisa lain melalui darah. Paru-paru mengeluarkan karbon dioksida dari darah (melalui pernapasan) dan menggantinya dengan oksigen untuk dibawa darah ke seluruh tubuh. System pencernaan menyediakan zat-zat gizi untuk dibawa darah. Sisa-sisa lain disaring dari darah di dalam ginjal untuk dikeluarkan melalui kemih/urine.
Darah yang keluar dari bagian kanan jantung masuk melalui arteri ke dalam kapiler paru-paru dan kembali ke bagian kiri jantung melalui vena/pembuluh balik. Bagian kiri jantung kemudian memompakan darah melalui aretri ke semua jaringan tubuh. Di sini darah masuk ke dalam kapiler-kapiler dan saling bertukar bahan dengan sel-sel untuk kemudian bersatu ke dalam vena yang kemudian kembali ke bagian kanan jantung.
Perjalanan darah melalui system pencernaan terjadi sebagai berikut: darah dibawa ke system pencernaan oleh arteri, yang kemudian bercabang menjadi kapiler dan masuk ke semua sel. Darah meninggalkan system pencernaan melalui vena dan masuk ke hati. Vena ini bercabang kembali menjadi kapiler dan masuk ke semua sel hati. Darah meninggalkan hati melalui vena dan kembali ke jantung.
Hati berperan sebagai organ utama untuk melaksanakan metabolisme zat-zat gizi. Di dalam hati zat-zat yang dibawa dari saluran cerna diortir, yang berbahaya dipunahkan.
Sistem Limfe
Sistem limfe merupakan jalur satu arah bagi cairan yang berasal dari jaringan tubuh untuk masuk ke darah. Cairan limfe bersirkulasi diantara sel-sel tubuh dan berkumpul di dalam kapiler-kapiler halus. Cairan limfe hampir sama dengan darah, hanya tidak mengandung sel darah merah atau platelet. Sistem limfe tidak mempunyai pompa. Sebagian besar limfe paad akhirnya berkumpul ke dalam pipa/duktus besar di dalam hati. Duktus ini berakhir di suatu vena yang membawa limfe ke jantung. Jadi bahan-bahan dari saluran cerna yang masuk ke dalam pembuluh-pembuluh limfe (lemak-lemak bentuk besar dan vitamin larut-lemak) melalui vili pada akhirnya masuk system peredaran darah dan beredar melalui arteri, kapiler dan vena seperti halnya zat-zat gizi lain, akan tetapi tanpa terlebih dahulu masuk ke hati.
Setelah berada di system vascular, zat-zat gizi dapat berjalan bebas ke sel-sel manapun untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Langganan:
Postingan (Atom)