Biokimia Pangan

A.    KARBOHIDRAT

Karbohidrat diidentifikasi sebagai senyawa yang unsur-unsurnya terdiri dari karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), dengan perbandingan empiris unsur-unsurnya(CH2O)n. Senyawa karbohidrat dibagi dalam tiga golongan utama yang terdiri dari monosakarida, oligisakarida dan polisakarida.

Monosakarida merupakan suatu senyawa polihidroksi aldehid (aldosa) atau polihidroksil keton. Pada umumnya monosakarida bersifat optis aktif, mudah larut dalam air, berupa zat putih, bila dipanasnkan akan berbau karamel dan mempunyai sifat mereduksi. Contoh dari senyawa monosakarida yaitu glukosa, galaktosa, fruktosa, dan sebagainya.

Oligosakarida teridiri dari dua atau lebih monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosida. Senyawa tersebut dapat dihidrolisa dalam suasana asam menghasilkan monosakarida. Contoh dari senyawa ini antara lain sukrosa, laktosa dan maltosa.

Polisakarida merupakan polimer dari monosakarida. Contoh dari polisakarida ini antara lain amilum, selulosa, dan glikogen. Amilum merupakan zat tepung dari tumbuhan yang dapat dijumpai pada beras, gandum dan umbi-umbian. Amilum terdiri dari amilosa dan amilopektin. Amilosa mengandung 300 unit glukosa dengan ikatan α-1,4 glukosidik, sedangkan amilopektin terdiri dari 1000 unit glukosa yang bergabung membentuk rantai lurus dengan ikatan α-1,4 glukosidik dan pada setian 25 atau 30 unit glukosa terdapat rantai cabang dengan ikatan α-1,6 glukosidik. Selulosa terdiri dari ± 6000 unit glukosa yang dihubungkan dengan ikatan β-1,4 glukosidik membentuk rantai liner. Glikogen merupakan karbohidrat cadangan yang hanya terdapat pada hewan dan manusia, dan mempunyai struktur seperti amilopektin dalam hal unit yang mendirikan molekul adalah glukosa, jenis ikatan pada rantai dan ikatan pada cabang. Glikogen mempunyai massa molekul relatif 30.000 dan pada tiap 10 unit glukosa dalam rantai lurus terdapat rantai cabang. Contoh lain dari polisakarida yaitu khitin, hemiselulosa dan pektin.

B.     ASAM-ASAM AMINO DAN PROTEIN

Asam amino merupakan senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat. Oleh karena itu asam amino mempunyai sifat-sifat asam maupun basa.

Asam amino bersifat tidak seperti senyawa-senyawa organik, tetapi mirip dengan garam-garam anorganik. Pada umumnya asam amino larut dalam air, tetapi hanya larut sebagian dalam pelarut organik.

Titik leleh asam-asam amino sangat tinggi untuk senyawa-senyawa organik dengan masssa molekul relatif rendah dan kebanyakan lebih besar dari 200^oC. Hal ini dapat dijelaskan karena asam amino di dalam larutann netral akan membentuk zwitter ion (ion yang bermuatan ganda). Titik leleh yang tinggi dapat pula dijelaskan dalam hubungannya dengan energi yang dibutuhkan untuk memecahkan ikatan-ikatan ionik dalam kisi kristanya.

Beberapa asam amino mengandung gugus terionisasi pada rantai samping R, hal ini mempengaruhi karakteristik apakah asam amino tersebut bebas di dalam larutan atau bergabung dengan asam amino yang lain. Pada kenyataanya, sifat muatan dari protein ditentukan banyaknya gugus yang terionisasi pada rantai samping asam amino.

Dalam protein, asam amino satu dengan asam amino yang lainnya bergabung dengan ikatan peptida (-CO-NH-). Ikatan peptida dibentuk dengan kondensasi gugus α-COOH dari asam amino yang satu dengan gugus α-NH2 dari asam amino yang lain. Protein merupakan polimer dari asam amino yang mana struktur dari protein ada 4 macam yaitu: struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener.

Protein merupakan bahan pembentuk makhluk hidup, katalisator organik atau biasa disebut enzim, dan bagian penting dari nukleoprotein.

C.    LIPID

Lipid adalah golongan senyawa organik yang terdapat di alam, merupakan suatukomponen makanan untuk makhluk hidup. Lipid penting bagi manusia, sehubungan dengan beberapa vitamin yang larut dalam lipid (A, D, E dan K) maka lipid dapat digunakan oleh tubuh disamping untuk memenuhi kebutuhan lemak esensial, juga merupakan sumber energi yang efektif dibanding karbohidrat dan protein.

Lipid merupakan senyawa ester dari asam lemak rantai panjang, sehingga lipid bersifat tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik, seperti aseton, alkohol klorofom atau benzen. Lipid yang terdapat pada jaringan hewan dan tumbuhan dapat diekstraksi dengan pelarut organik.

Lipid dapat dikelompokkan dalam dua golongan utama, yaitu lipid sederhana dan senyawa lipid kompleks. Steroid dan vitamin yang larut dalam lipid juga digolongkan dalam larutan lipid.

Lemak dan minyak merupakan lipid sederhana. Lemak pada suhu kamar akan berbentuk padat, sedangkan minya pada suhu kamar akan berbentuk cair. Lemak dan minyak merupakan bagian terbesar dan terpenting dari bahan makanan. Lipid terdapat pada hampir semua bahan makanan dengan kandungan yang berbeda-beda.

Lemak adalah ester yang terbentuk oleh kondensasi dari tiga molekul asam lemak dengan satu molekul terhidroksi alkohol, gliserol. Apabila asam lemak ditulis dengan rumus RCOOH, pembentukan lemak adalah sebagai berikut:

 

Tiga asam lemak penyusunnya dalam hal ini tidak semuanya sama, tiga asam lemak yang berbeda satu sam lain dapat berkondensasi dengan satu molekul gliserol. Asam lemak yang terpenting yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan adalah asam butirat, asam karporat, asam palmitat, asam stearat dan asam oleat.

D.    ENZIM

Makhluk dapat memperoleh dan menggunakan energi dengan cepat karena adanya enzim (biokatalisator). Seperti halnya katalis anorganik, enzim dapat mempercepat reaksi, tetapi tidak mempengaruhi kesetimbangan akhir, untuk transformasi sejumlah besar molekul hanya diperlukan sejumlah kecil enzim. Perbedaan antara enzim dengan katalis anorganik ialah enzim hanya bekerja pada satu macam reaksi dan sangat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, pH, suhu, dan kofaktor. Apabila dal suatu reaksi yang dikatalisi oleh enzim, konsentrasi subtrat tetap dan jumlah yang besar, maka keadaan awal reaksi dinyatakan dengan persamaan:

V₁ = k₁(S) (E)

(S) = constan, maka V₁ = k (E)

Jadi kecepatan reaksi sebanding dengan kadar enzim, tetapi bila kesetimbangan telah tercapai maka:

Keq = (E) (P) = (P)

(E) (S) (S)

Ket: P = produk, E = enzim, S =substrat

Dari persamaan dapat dilihat, pada saaat kesetimbangan reaksi tercapai, enzim tidak berpengaruh lagi.

Penambahan substrat, pada saat kadar substrat masih kecil, akan dapat mempercepat keadaan reaksi sampai keadaan maksimumtercapai yaitu pada saat enzim sudah jenuh. Penambahan substrat selanjutnya tidak akan dapat meningkatkan kecepatan reaksi.

pH dapat mempengaruhi kerja enzim karena pH akan menyebabkan perubahan struktur intramolekuler enzim dan apabila perubahan terlalu besar maka dapat terjadi denaturasi, sehingga enzim akan kehilangan aktivitasnya. Sesuai dengan hukum kinetika, semakin tinggi suhu, maka kecepatan reaksi enzimatiknya juga semakin tinggi. Kenaikan kecepatan reaksi akan diikuti penurunan apabila fungsi dan aktivitasnya menurut. Berdasarkan macam reaksi yang dikatalisis, enzim dapat dikelompokkan ke dalam 6 jenis yaitu : oksidoreduktase, tranferase, hidrolase, liase, isomerase dan ligase.

E.     VITAMIN

Vitamin merupakan molekul organik yang dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah kecil, berfungsi sebagai koenzim pada reaksi metabolisme. Vitamin umunya tidak dapat diproduksi oleh tubuh manusia, karena itu vitamin diperoleh dari bahan pangan yang dikonsumsi. Khusus untuk vitamin D dapat dibuat di dalam kulit, asalkan kulit mendapat kesempatan yang cukup untuk terkena sinar matahari.

Vitamin C, salah satu vitamin yang dapat larut dalam air dapat berbentuk L-asam askorbat dan asam dehidroaskorbat, yang keduanya mempunyai keaktifan vitamin C. Vitamin C disentesis secara alami baik dalam tanaman maupun hewan. Vitamin C mudah teroksidasi, yang dapat dipercepat dengan adanya panas, sinar, alkali, enzim, oksidator, serta katalis tembaga dan besi.

Vitamin C dapat terserap sangat cepat dari alat pencernaan, masuk ke dalam saluran darah dan dibagikan ke seluruh jaringan tubuh. Kelebihan vitamin C dibuang melaui air kemih.

Jeruk sebagai salah satu sumber vitamin C, dengan kandungan yang berbeda pada buah yang mentah dan pada buah yang tua. Semakin tua buah semakin berkurang kandungan vitamin C-nya.