The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by soedito, 2018-12-26 21:24:40

0000_MATERI BIOKIMIA DASAR_181

0000_MATERI BIOKIMIA DASAR_181

MATERI
BIOKIMIA

DASAR

KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT DALAM BAHAN

MAKANAN

 Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan
nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa,
pentosa, maupun karbohidrat dengan berat
molekul yang tinggi seperti pati, pektin,
selulosa, dan lignin.

 Selulosa berperan sebagai penyusun dinding
sel tanaman

 Buah-buahan mengandung monosakarida
seperti glukosa dan fruktosa.

 Disakarida seperti gula tebu (sukrosa atau
sakarosa) banyak terkandung dalam batang
tebu

 Di dalam air susu terdapat laktosa

 Beberapa oligosakarida banyak terdapat dalam
sirup pati, roti dan bir.

 Berbagai polisakarida seperti pati banyak
terdapat umbi-umbian dan serealia

 Selama proses pematangan, kandungan pati
dalam buah-buahan berubah menjadi gula-gula
pereduksi yang akan menimbulkan rasa manis.

 Sumber karbohidrat utama bagi kita adalah
serealia dan umbi-umbian.

 Pada hasil ternak, khususnya daging,
karbohidrat terdapat dalam bentuk glikogen
yang disimpan dalam jaringan otot dan dalam
hati.

JENIS KARBOHIDRAT

 Pada umumnya karbohidrat dapat
dikelompokkan menjadi monosakarida,
oligosakarida, serta polisakarida.
Monosakarida merupakan suatu molekul yang
dapat terdiri dari lima atau enam atom C,
sedangkan oligosakarida merupakan polimer
dari 2-10 monosakarida, pada pada umumnya
polisakarida merupakan polimer yang terdiri
lebih dari 10 monomer monosakarida.

Monosakarida

 Tata nama monosakarida tergantung dari gugus
fungsional yang dimiliki dan letak gugus
hidroksilnya.

 Monosakarida yang mengandung satu gugus aldehid
disebut aldosa, ketosa mempunyai satu gugus keton.

 Monosakarida dengan enam atam C disebut heksosa,
misalnya glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

 Monosakarida yang mempunyai lima atom C disebut
pentosa misalnya xilosa, arabinosa, dan ribosa.

Oligosakarida

 Oligosakarida adalah polimer dengan derajat
polimerasasi 2 sampai 10 dan biasanya bersifat
larut dalam air.

 Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul
disebut disakarida, bila tiga molekul disebut
triosa, bila sukrosa terdiri dari molekul glukosa
dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul
glukosa dan galaktosa.

 Ikatan antara dua molekul monosakarida
disebut ikatan glikosidik. Ikatan ini terbentuk
antara gugus hidroksil dari atom C nomor satu
yang juga disebut karbon anomerik dengan
gugus hidroksil dan atom C pada molekul gula
yang lain.

 Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom
C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan
melepaskan 1 mol air.

 Ada tidaknya sifat pereduksi dari suatu molekul gula
ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH)
bebas yang reaktif.

 Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang
reaktif karena keduanya sudah saling terikat,
sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom
C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa
bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat non
pereduksi.

 Sukrosa adalah oligosakarida yang berperan penting
dalam pengolahan makanan dan banyak terdapat pada
tebu, bit, siwalan, dan kelapa kopyor.

 Pada pembuatan sirup, gula pasir (sukrosa) dilarutkan
dalam air dan dipanaskan, sebagian sukrosa akan
terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut
gula invert.

 Gula invert tidak dapat berbentuk kristal karena
kelarutan fruktosa dan glukosa sangat besar.

 Oligosakarida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis
polisakarida dengan bantuan enzim tertentu atau
hidrolisis dengan asam.

 Pati dapat dihidrolisisi dengan enzim amilase
menghasilkan maltosa, maltotriosa, dan isomaltosa.

 Bila pati dihidrolisis dengan enzim transglukosidase
akan dihasilkan suatu oligosakarida dengan derajat
polimerisasi yang lebih besar. Senyawa ini disebut
dekstrin yang sangat larut dalam air dan dapat
mengikat zat-zat hidrofobik sehingga dipergunakan
sebagai food additive untuk memperbaiki tekstur
bahan makanan.

Polisakarida

 Polisakarida dalam bahan makanan berfungsi sebagai
penguat tekstur (selulosa, hemiselulosa, pati, dan
lignin) dan sebagai sumber energi (pati, dektrin,
glikogen, dan fruktan). Polisakarida penguat tekstur
ini tidak dapat dicerna tubuh, tetapi merupakan serat-
serat (dietary fiber) yang dapat menstimulasi enzim-
enzim pencernaan.

 Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul
monosakarida yang dapat berantai lurus atau
bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim
tertentu.

Pati

 Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan
alfa-glikosidik.

 Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung
dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau
bercabang rantai molekulnya.

 Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan
dengan air panas.

 Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak
terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai
struktur lurus sedang amilopektin mempunyai
cabang.

Gelatinisasi

 Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang
berbeda-beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan
karena mempunyai bentuk, ukuran, dan letak hilum yang unik.

 Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula
patinya akan menyerap air dan membengkak. Peningkatan
volume granula pati yang terjadi di dalam air pada suhu 55 0C
– 65 0C merupakan pembekakan yang sesungguhnya, dan
setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali ke
kondisi semula.

 Granula pati dapat dibuat membengkak luar biasa dan bersifat
tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan
tersebut dinamakan gelatinisasi.

 Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu
gelatinisasi yang dapat dilakukan dengan
penambahan air panas.

 Pati yang telah mengalami gelatinisasi dapat
dikeringkan, tetapi molekul-molekul tersebut tidak
dapat kembali lagi ke sifat-sifat semula. Bahan yang
telah kering tersebut masih mampu menyerap air
dalam jumlah yang cukup besar. Sifat inilah yang
digunakan agar instant rice dan instant pudding dapat
menyerap air dengan mudah, yaitu dengan
menggunakan pati yang telah mengalami gelatinisasi.

Selulosa

 Selulosa merupakan serat-serat panjang yang
bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein
membentuk struktur jaringan yang memperkuat
dinding sel tanaman.

 Turunan selulosa yang dikenal dengan carboxymethyl
cellulose (CMC) sering dipakai dalam industri
makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik.
Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC
akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang
terbentuk akan lebih halus.

Pektin

 Pektin secara umum terdapat dalam dinding sel primer
tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan
hemiselulosa. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antara
dinding sel satu dengan yang lain.

 Pada umumnya senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi
tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat
(pektin), dan protopektin.

 Kandungan pektin dalam tanaman sangat bervariasi baik
berdasarkan jenis tanamannya maupun bagian-bagian
jaringannya.

 Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di
dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat
pematangan buah.

 Pada umumnya protopektin yang tidak dapat
larut itu terdapat dalam jaringan tanaman yang
belum matang.

 Potensi pembentukan jeli dari pektin menjadi
berkurang dalam buah yang terlalu matang.

 Buah-buahan yang dapat digunakan untuk
membuat jeli adalah jambu biji, apel, lemon,
plum, jeruk, serta anggur.

Glikogen

 Glikogen merupakan “pati hewan”, banyak
terdapat pada hati dan otot bersifat larut dalam
air, serta bila bereaksi dengan iodin akan
berwarna merah.

 Glikogen juga telah berhasil diisolasi dari
benih jagung (sweet corn).

 Glikogen disimpan dalam hati hewan sebagai
cadangan energi yang sewaktu-waktu dapat
diubah menjadi glukosa.

Polisakarida Lain

 Gum Arabik yang dihasilkan dari batang
pohon akasia

 Agar-agar didapatkan dari ganggang merah.
 Asam alginat atau Na-alginat dihasilkan dari

suatu ganggang laut yang besar.
 Karagenan didapat dengan mengekstraksi

lumut Irlandia dengan air panas. Dipergunakan
sebagai stabilizer pada industri coklat dan
hasil produksi susu.

LEMAK DAN MINYAK

 Lemak dan minyak merupakan sumber energi yang
efektif dibandingkan dengan karbohidrat dan protein

 Satu gram lemak atau minyak dapat menghasilkan 9
kkal sedangkan karbohidrat dan protein hanya
menghasilkan 4 kkal/gram

 Minnya tau lemak, khususnya minyak nabati,
mengandung asam-asam lemak esensial seperti asam
lnoleatr, lenolenat, dan arakidonat yang dapat
mencegah penyempitan pembuluh darah akibat
penumpukan kolesterol.

 Dalam pengolahan bahan pangan, minyak dan
lemak berfungsi sebagai media penghantar
panas, seperti minyak goreng, shortening
(mentega putih), lemak (gajih), mentega, dan
margarin

 Penambahan lemak juga dimaksudkan untuk
menambah kalori, serta memperbaiki tekstur
dan cita rasa bahan pangan.

 Lemak hewani mengandung banyak sterol yang
disebut kolesterol sedangkan lemak nabati
mengandung fitosterol dan lebih banyak mengandung
asam lemak tak jenuh sehingga umumnya berbentuk
cair

 Lemak hewani ada yang berbentuk padat (lemak)
yang biasanya berasal dari lemak hewan darat seperti
lemak susu dan lemak sapi. Lemak hewan laut seperti
ikan paus, minyak ikan herring yang berbentuk cair
dan disebut minyak.

Pembentukan lemak secara alami

 Hampir semua bahan pangan banyak mengandung
lemak dan minyak, terutama bahan pangan yang
berasal dari hewan

 Lemak dalam jaringan hewan terdapat dalam jaringan
adiposa

 Dalam tanaman, lemak disintesis dari satu molekul
gliserol dengan tiga molekul asam lemak yang
terbentuk dari kelanjutan oksidasi karbohidrat dalam
proses respirasi

 Proses pembentukan lemak dalam tanaman
dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu :
- pembentukan gliserol
- pembentukan molekul asam lemak
- kondensasi asam lemak dengan gliserol
membentuk lemak

 Sintesis gliserol

Dalam tanaman terjadi serangkaian reaksi
biokimia, pada reaksi ini fruktosa difosfat
diuraikan oleh enzim aldosa menjadi
dihidroksi aseton fosfat, kemudian direduksi
menjadi α-gliserofosfat. Gugus fosfat
dihilangkan melalui proses fosforilasi sehingga
akan terbentuk molekul gliserol

 Sintesis asam lemak

Asam lemak dapat dibentuk dari senyawa-
senyawa yang mengandung karbon seperti
asam asetat, asetaldehid, dan etanol yang
merupakan hasil respirasi tanaman. Sintesis
asam lemak dilakukan dalam kondisi anaerob
dengan bantuan sejenis bakteri

 Kondensasi asam lemak dengan gliserol

Pada tahap pembentukan molekul lemak ini
terjadi proses esterifikasi gliserol dengan asam
lemak yang dikatalisis oleh enzim lipase

 Minyak pangan dalam bahan pangan biasanya
diekstraksi dalam keadaan tidak murni dan
bercampur dengan komponen-komponen lain
yang disebut fraksi lipida.

 Fraksi lipida terdiri dari minyak/lemak (edible
fat/oil), malam (wax), fosfolipida, sterol, hidrokarbon,
dan pigmen.

 Dengan cara ekstraksi yang menggunakan pelarut
lemak seperti petroleum eter, etil eter, benzena, dan
kloroform komponen-komponen fraksi lipida dapat
dipisahkan. Lemak kasar (crude fat) tersebut disebut
fraksi larut eter.

Jenis lemak dan minyak

 Minyak goreng

Minyak goreng berfungsi sebagai penghantar panas,
penambah rasa gurih, dan penambah nilai kalori
bahan pangan.

Mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya,
yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk
akrolein yang tidak diinginkan dan dapat
menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan.

Makin tinggi titik asap, makin baik mutu minyak
goreng tersebut. Titik asap suatu minyak goreng
tergantung dari kadar gliserol bebas

 Mentega

Lemak dari susu dapat dipisahkan dari komponen lain
dengan baik melalui proses pengocokan atau
churning yaitu proses pemecahan emulsi minyak
dalam air.

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 (emulsifier)

 Mentega dapat dibuat dari lemak susu yang
manis atau yang asam.

 Lemak susu dapat dibiarkan menjadi asam
secara spontan atau dapat diasamkan dengan
menambah biakan murni bakteri asam laktat
pada lemak susu yang manis yang telah
dipasteurisasikan, sehingga memungkinkan
terjadinya respirasi.

Margarin

 Margarin merupakan pengganti mentega dengan rupa,
bau, konsistensi, rasa, dan nilai gizi hampir sama.

 Margarin juga merupakan emulsi air dalam minyak,
dengan persyaratan mengandung tidak kurang 80%
lemak.

 Lemak yang digunakan dapat berasal dari lemak
hewani atau nabati

 Lemak hewani yang digunakan biasanya lemak babi
atau lemak sapi, sedangkan lemak nabati yang
digunakan adalah minyak kelapa, minyak kelapa
sawit, minyak kedelai, dan minyak biji kapas.

 Lemak yang dapat digunakan dimurnikan terlebih
dahulu, kemudian dihidrogenasi sampai mendapat
konsistensi yang diinginkan. Lemak diaduk,
diemulsikan dengan susu skim yang telah
dipasteurisasi, dan diinokulasi dengan bakteri yang
sama seperti pada pembuatan mentega. Sesudah
diinokulasi, dibiarkan 12-24 jam sehingga terbentuk
emulsi sempurna. Bahan lain yang ditambahkan
adalah garam, Na-benzoat, dan vitamin A.

Shortening atau mentega putih

 Shortening adalah lemak padat yang mempunyai sifat
plastis dan kestabilan tertentu, umumnya berwarna
putih sehingga sering disebut mentega putih

 Bahan ini diperoleh dari hasil pencampuran dua atau
lebih lemak dengan cara hidrogenasi.

 Mentega putih ini banyak digunakan dalam
pembuatan cake dan kue yang dipanggang

 Fungsinya adalah untuk memperbaiki cita rasa,
struktur, tekstur, keempukan, dan memperbesar
volume roti/kue

Sebab-sebab kerusakan lemak

 Penyerapan bau

Lemak bersifat mudah menyerap bau. Apabila bahan
pembungkus dapat menyerap lemak, maka lemak
yang terserap ini akan teroksidasi oleh udara sehingga
rusak dan berbau. Bau dari bagian lemak yang rusak
ini akan diserap oleh lemak yang ada dalam
bungkusan yang menyebabkan seluruh lemak menjadi
rusak.

 Hidrolisis

Dengan adanya air, lemak dapat terhidrolisis menjadi
gliserol dan asam lemak. Reaksi ini dipercepat oleh
basa, asam, dan enzim-enzim.

Dalam teknologi makanan, hidrolisis oleh enzim
lipase sangat penting karena enzim tersebut terdapat
pada semua jaringan yang mengandung minyak.
Dengan adanya lipase, lemak akan diuraikan sehingga
kadar asam lemak bebas lebih dari 10%.

Hidrolisis sangat menurunkan mutu minyak goreng,
Selama penyimpanan dan pengolahan minyak atau
lemak, asam lemak bebas bertambah dan harus
dihilangkan dengan proses pemurnian dan
deodorisasi untuk menghasilkan minyak yang lebih
baik mutunya.

 Oksidasi dan ketengikan

Kerusakan lemak yang utama adalah timbulnya bau
dan rasa tengik yang disebut proses ketengikan. Hal
ini disebabkan oleh proses otooksidasi radikal asam
lemak tidak jenuh dalam minyak. Otooksidasi dimulai
dengan pembentukan faktor-faktor yang dapat
mempercepat reaksi seperti cahaya, panas, peroksida
lemak atau hidroperoksida, logam-logam berat, dan
enzim-enzim lipoksidase.

 Pencegahan ketengikan

Proses ketengikan sangat dipengaruhi oleh adanya
prooksidan dan antioksidan. Prooksidan akan
mempercepat terjadinya oksidasi, sedangkan
antioksidan akan menghambatnya.

Penyimpanan lemak yang baik adalah dalam tempat
tertutup yang gelap dan dingin. Wadah lebih baik
terbuat dari aluminium atau stainless steel, lemak
harus dihindarkan dari logam besi atau tembaga.
Adanya antioksidan dalam lemak akan mengurangi
kecepatan proses oksidasi.

PROTEIN

 Protein adalah sumber asam-asam amino yang
mengandung unsur-unsur C, H, O, dan N yang
tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat.

 Sebagai zat pembangun, protein merupakan
bahan pembentuk jaringan-jaringan baru yang
selalu terjadi dalam tubuh dan
mempertahankan jaringan yang telah ada.

 Di dalam setiap sel yang hidup, protein
merupakan bagian yang sangat penting. Pada
sebagian besar jaringan tubuh, protein
merupakan komponen terbesar setelah air.

 Kekurangan protein dalam waktu lama dapat
mengganggu berbagai proses dalam tubuh dan
menurunkan daya tahan tubuh terhadap
penyakit.

 Protein dalam bahan makanan yang dikonsumsi
manusia akan diserap oleh usus dalam bentuk asam
amino

 Bila suatu protein dihidrolisis dengan asam, alkali,
atau enzim, akan dihasilkan campuran asam-asam
amino

 Sebuah asam amino terdiri dari gugus amino, sebuah
gugus hidroksil, sebuah atom hidrogen, dan gugus R
yang terikat pada sebuah atom C.

 Di dalam tubuh manusia terjadi suatu siklus protein,
artinya protein dipecah menjadi komponen-
komponen yang lebih kecil yaitu asam amino dan
atau peptida. Terjadi juga sintesis protein baru untuk
mengganti yang lama.

 Waktu yang diperlukan untuk mengganti separuh dari
jumlah kelompok protein tertentu dengan protein baru
disebut haft time atau waktu paruh jangka hidup
protein.

Ikatan Peptida

 Dua asam amino berikatan melalui suatu
ikatan peptida dengan melepas sebuah molekul
air. Reaksi keseimbangan ini cenderung untuk
berjalan ke arah hidrolisis daripada sintesis.

 Beberapa asam amino, biasanya lebih dari 100
buah, dapat mengadakan ikatan peptida dan
membentuk rantai polipeptida yang tidak
bercabang.

 Rantai utama yang menghubungkan atom-atom C-C-
C disebut rantai kerangka molekul protein, sedangkan
atom-atom di sebelah kanan maupun kiri rantai
kerangka disebut gugus R, atau rantai samping

 Atom yang dikandung dalam gugus R serta cara
melekatnya pada rantai kerangka akan membedakan
molekul protein yang satu dari yang lain

 Protein dapat terdiri dari satu atau lebih polipeptida,
misalnya mioglobin terdiri dari dua polipeptida dan
hemoglobin terdiri dari empat rantai polipeptida

 Ternyata ada 24 jenis rantai cabang (R) yang
berbeda ukuran, bentuk, muatan, dan
reaktivitasnya. Rantai cabang (R) dapat berupa
atom H pada glisin, metil pada alanin, atau
berupa gugus lainnya, baik gugus alifatik,
hidroksil, maupun aromatik.

 Dalam teknologi pangan, asam amino mempunyai
beberapa sifat yang menguntungkan maupun yang
kurang menguntungkan. Misalnya D-triptofan
mempunyai rasa manis 35 kali kemanisan sukrosa,
sebaliknya L-triptofan mempunyai rasa yang sangat
pahit. Asam glutamat sangat penting peranannya
dalam pengolahan makanan, karena dapat
menimbulkan rasa yang lezat.


Click to View FlipBook Version