Biokimia Pangan

Biokimia dapat diartikan sebagai pemahaman bentuk dan fungsi dari sudut pandang kimia. Tujuan adalah untuk memahami interaksi molekul-molekul tah hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi ciri-ciri  kehidupan serta menjelaskan keseragaman dari kehidupan yang beragam.

Ilmu Biokimia mempelajari sifat zat kimia yaitu jasad hidup dan senyawa yang diproduksinya, selain itu juga mempelajari fungsinya dan transformasi zat kimia tersebut menelaah transformasi dengan aktifitas kehidupan sebagai ilmu dasar pada kimia organik.

Biokimia erat hubungannya dengan ilmu lainnya, seperti pada :

• Kimia Organik
• Biofisika
• Nutrisi
• Kesehatan
• Mikrobiologi
• Fisiologi
• Biologi sel
• Genetika

     Pada dasarnya penerapan Biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan kedokteran serta dalam bidang pangan, sebagai contoh biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi terutama pada anak-anak. Dalam bidang pangan biokimia berperan penting dalam mengetahui kandungan yang ada dalam bahan pangan tersebut.

KARBOHIDRAT

            Semua jenis bahan pangan sudah pasti memiliki komponen-komponen senyawa kimia yang menyusunnya, antara lain lemak, protein, air, karbohidrat dan sebagainya. Salah satu contohnya karbohidrat. Karbohidrat yang berasal dari bahan pangan akan mengalami perubahan atau metabolism dalam tubuh yang hasilnya akan digunakan untuk atau sebagai energi. Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energy matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa dibentuk dari karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari yang disebut proses fotosintesis.

Pengertian Karbohidrat :

Karbohidrat (‘ hidrat dari karbon hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi.

Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil.

Keistimewaan dari Karbohidrat :

1.Sebagai sumber energi.

2.Komponen utama makhluk hidup, Komponen.

   ini  disusun oleh 3 unsur utama, yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan Oksigen (O).

3.Komponen penyusun pangan terbesar setelah air karbohidrat yang banyak terdapat di pangan.

4.Karbohidrat komplek dirombak dalam tubuh menjadi glukosa yang terdapat dala, darah sebagai bahan dasar katabolisme.

Contoh salah satu  jenis karbohidrat pada butir-butir pati terlihat dengan bantuan mikroskop

Klasifikasi Karbohidrat

Berdasarkan sifat hidrolisisnya karbohidat dapat dibagi menjadi empat golongan, yaitu:

1.Monosakarida
 Monosakarida dikenal sebagai bentuk paling sederhana dari karbohidrat dan karena monosakarida umumnya memiliki rasa manis, maka senyawa ini disebut juga sebagai “gula sederhana”. Contohnya: glukosa, fruktosa, dangalaktosa.
Monosakarida merupakan karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis dan tidak kehilangan sifat gulanya. Golongan monosakarida ini biasanya dikelompokkan dalam triosa, tetrafosfat, pentosaheksosa, dan heptosa. Disakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan dua monosakarida yang sama atau berbeda. Contohnya adalah sukrosa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan glukosa dan fruktosa.

2.Oligosakarida
Senyawa ini terdiri atas dua buah atau lebih monosakarida yang dengan pengaruh asam senyawa ini dapat mengalami hidrolisa menjadi bentuk-bentuk monosakarida penyusunnya. Oligosakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan tiga hingga sepuluh monosakarida. Bila senyawa ini terdiri dari dua monosakarida penyusun, disebut disakarida, dan apabila terdiri dari tiga penyusun disebut trisakarida dan seterusnya. Contohnya: sakarosa, maltosa, dan laktosa.

3.Glukosida
Senyawa ini merupakan turunan karbohidrat, tersusun atas molekul-molekul gula dan molekul-molekul non gula yang tergabung satu sama lain dengan ikatan glukosida. Contohnya:metilglukosida.

4.Polisakarida
Senyawa polisakarida merupakan gabungan dari banyak molekul monosakarida dengan ikatan glukosakarida. Sebenarnya oligosakarida merupakan polisakarida sederhana, tetapi tidak terdapat batas yang jelas antara oligosakarida danpolisakarida.
Polisakarida merupakan polimer monosakarida yang memiliki bobot molekul yang tinggi. Bila dihidrolisis akan menghasilkan lebih dari sepuluh monosakarida, senyawa yang termasuk dalam golongan ini adalah pati, dekstrin, dan sellulosa.

Glukoneogenesis adalah reaksi pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa bukan karbohidrat yang umum terjadi pada hewan dan manusia. Proses pembentukan glukosa ini bukan merupakan tahap kebalikan dari glikolisis. Hal ini disebabkan oleh adanya tiga reaksi glikolisis yang tidak dapat balik karena enzim yang gihunakan berbeda. Ketiga reaksi tersebut adalah sebagai berikut.

1.  Reaksi pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa dengan menggunakan ATP dan enzim heksokinase.

2.  Reaksi pembentukan fruktosa-1,6-difosfat dari fruktosa-6-fosfat dan ATP oleh enzim fosfofruktokinase.

3.  Reaksi pembentukan asam piruvat dari fosfoenolpiruvat dan ADP dengan enzim piruvat kinase.

Pengujian Kualitatif Karbohidrat

Banyak cara untuk mengetahui adanya karbohidrat dalam suau bahan antara lain: Uji Molisch, Uji Iod; Uji Benedict; Uji Barfoed; Uji Fehling, Uji Selliwanoff; Uji Bial; Uji Antron; Uji pembentukan osazon; Uji pembentukan CO₂ karena fermentasi dan uji asam mukat.

 VITAMIN

Pengertian Vitamin :

            Nama vitamin berasal dari gabungan kata bahasa latin vita yang artinya "hidup" dan amina (amine) yang mengacu pada suatu gugus organik yang memiliki atom nitrogen (N).

Vitamin merupakan nutrisi tanpa kalori yang penting dan dibutuhkan untuk metabolisme tubuh manusia. Vitamin tidak dapat diproduksi oleh tubuh manusia, tetapi diperoleh dari makanan sehari-hari. Fungsi khusus vitamin adalah sebagai kofaktor (elemen pembantu) untuk reaksi enzimatik. 

Fungsi Vitamin :

Vitamin juga berperan dalam berbagai macam fungsi tubuh lainnya, termasuk regenerasi kulit, penglihatan, sistem susunan syaraf dan sistem kekebalan tubuh dan pembekuan darah. Tubuh membutuhkan jumlah yang berbeda untuk setiap vitamin. Setiap orang punya kebutuhan vitamin yang berbeda. Anak-anak, orang tua, orang yang menderita penyakit atau wanita hamil membutuhkan jumlah yang lebih tinggi akan beberapa vitamin dalam makanan mereka sehari-hari.

Vitamin adalah suatu zat senyawa kompleks yang sangat dibutuhkan oleh tubuh kita yang berfungsi untuk mambantu pengaturan atau proses kegiatan tubuh. Tanpa vitamin manusia, hewan dan makhluk hidup lainnya tidak akan dapat melakukan aktifitas hidup dan kekurangan vitamin dapat menyebabkan memperbesar peluang terkena penyakit pada tubuh kita.

Vitamin juga ditujukan untuk proses kehidupan dalam jumlah kecil dibandingkan dengan senyawa organik lain seperti karbohidrat, protein maupun lemak. Dalam bahan pangan hanya terdapat vitamin dalam jumlah yang relatif kecil, dan terdapat dalam bentuk yang berbeda-beda, diantaranya ada yang berbentuk provitamin atau calon vitamin (precursor) yang dapat diubah dalam tubuh menjadi vitamin yang aktif Segera setelah diserap oleh tubu, provitamin mengalami perubahan kimia sehingga menjadi satu atau lebih bentuk yang aktif.

Klasifikasi Vitamin

Hampir semua vitamin yang kita kenal sekarang telah berhasil diidentifikasi sejak tahun 1930. Vitamin tersebut pada umumnya dapat dikelompokkan berdasarkan kelarutannya di dalam air:
- Vitamin yang larut di dalam air : Vitamin B dan VitaminC
- Vitamin yang tidak larut di dalam air : Vitamin A, D, E, dan K atau disingkat Vitamin ADEK.

Vitamin ditemukan di berbagai jenis makanan, buah-buahan, sayur-sayuran, sereal (biji-bijian), daging, ikan dan produk-produk susu. Kadar vitamin termasuk penyimpanan dan pengolahannya tergantung dari jenis makanan itu sendiri. Penyimpanan dan pengolahan yang lama akan mengurangi kadar vitamin di dalam makanan.

Vitamin yang larut dalam lemak banyak terdapat dalam daging, ikan, minyak ikan dan biji-bijian sumber minyak seperti kacang tanah, kacang kedelai dan sebagainya. Vitamin yang larut dalam lemak biasanya disebut alosterin dan dapat disimpan didalam tubuh. Apabila vitamin ini terlalu banyak dimakan, akan tersimpan dalam tubuh dan memberikan gejala penyakit tertentu (hipervitaminosis) yang juga membahayakan. Vitamin yang larut dalam air meliputi vitamin A, D , E dan K.

            Vitamin yang larut dalam air bergerak bebas dalam badan, darah dan limpa. Karena sifatnya yang larut dalam air. Vitamin mudah rusak dalam pengolahan dan mudah hilang karena tercuci atau terlarut dalam air, keluar dari bahan. Vitamin yang larut dalam air tidak disimpan dalam tubuh, tidak beracun, diekskresi dalam air. Vitamin yang larut dalam air meliputi vitamin C dan vitamin B kompleks yang meliputi tiamin, riboflavin, piridoksin, biosin, folasin, serta vitamin B₁₂

            Dalam kehidupan sehari-hari makhluk hidup seperti manusia memerlukan asupan vitamin yang cukup, sebagai sumber energi salah satunnya dari makanan yang kita makan. Makanan yang baik untuk dikonsumsi harus memenuhi syarat tertentu termasuk kandungan dalam bahan makanan itu sendiri.

LEMAK

            Salah satu kelompok senyawa organik yang terdapat dalam tumbuhan, hewan, maupun manusia dan sangat berguna untuk manusia dalam kehidupan manusia adalah lipid.

Pengertian Lemak

            Lemak adalah sekelompok senyawa heterogen yang berkaitan, baik secara aktual maupun potensial, atau senyawa organik yang tidak larut dalam air tapi dapat diekstraksi dengan pelarut nonpolar seperti kloroform, eter, dan benzena.

          Senyawa-senyawa yang termasuk lipid ini dapat dalam beberapa golongan. Ada beberapa cara penggolongan yang dikenal Bloor membagi lipid dalam tiga golongan besar yaitu :

1.lipid sederhana (Homolipid), yaitu ester asam lemak dengan berbagai alkohol, contohnya lemak atau gliserida dan lilin.

2.lipid gabungan (Compound lipid), yaitu ester asam lemak yang mempunyai gugus tambahan, contohnya fosfolipid, serebrosida.

3.derivat lipid, yaitu senyawa yang dihasilkan oleh proses hidrolisis lipid, contohnya asam lemak, gliserol, dan sterol.

          Disamping itu berdasarkan sifat kimia yang penting, lipid dapat dibagi dalam dua golongan yaitu lipid yang dapat disabunkan yakni dapat dihidrolisis dengan basa. Dan lipid yang tidak dapat disabunkan cantohnya steroid.

Peranan Lemak

                Lemak dan minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang berbeda-beda. Tetapi lemak dan minyak sering kali ditambahkan dengan sengaja ke bahan makanan dengan berbagai tujuan. Dalam pengolahan bahan pangan, minyak dan lemak berfungsi sebagai media penghantar panas, seperti minyak goreng, shortening (mentega putih), lemak (gajih), mentega, dan margarin. Di samping itu, penambahan lemak dimaksudkan juga untuk menambah kalori serta memperbaiki  tekstur dan citarasa bahan pangan, seperti pada kembang gula.

            Kelompok-kelompok lipida dapat dibedakan berdasar struktur kimia tertentu atau berdasar polaritasnya. Kelompok-kelompok lipida tersebut adalah :

1. Kelompok trigliserida (lemak, minyak, asam lemak)

2. Kelompok turunan asam lemak (lilin, aldehid asam lemak dan lain-lain)

3.Fosfolipida dan serebrosida (termasuk glikolipida)

4. Sterol-sterol dan steroida

5. Karotenoida  

 

Sebab-sebab kerusakan Lemak 

 Penyerapan Bau (Tainting)

          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 mengakibatkan seluruh lemak menjadi rusak.

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

Lemak Baik VS Lemak Jahat

Sebagian besar makanan mengandung berbagai jenis lemak, termasuk lemak jenuh, lemak tidak jenuh ganda, lemak tidak jenuh tunggal dan lemak trans. Di antara lemak ini, ada yang lebih baik dibandingkan yang lain. Untuk mengenal lebih jauh, berikut uraian mengenai lemak yang sehat dan yang tidak sehat. 

                

v  Lemak Baik

Jika ingin memilih lemak, pilihan terbaik adalah lemak-lemak yang tidak jenuh, baik lemak tidak jenuh tunggal maupun ganda. Jenis lemak ini, bila digunakan untuk menggantikan jenis lemak lainnya, bisa menurunkan risiko penyakit jantung dengan cara menurunkan kadar kolesterol total dan kolesterol jahat LDL dalamdarah. Asam lemak omega-3, salah satu jenis lemak tidak jenuh ganda, sangat bermanfaat untuk kesehatan jantung. Omega-3 ini terbukti bisa menurunkan risiko penyakit jantung koroner. Selain itu, lemak ini juga berfungsi melawan detak jantung yang tidak normal serta membantu menurunkan tekanan darah.

Untuk membantu memilih makanan, berikut merupakan jenis dan sumber lemak sehat:
1.Lemak tidak jenuh tunggal. Bisa diperoleh dari olive oil, minyak kacang, canola oil, alpukat, kacang-kacangan dan biji-bijian.
2.Lemak tidak jenuh ganda. Bisa diperoleh dari minyak sayur, kedelai, kacang-kacangan dan biji-bijian.
3.Asam lemak omega-3. Bisa diperoleh dari ikan seperti salmon dan mackerel, biji rami, minyak rami dan kenari.

v  Lemak Jahat

Lemak jenuh dan lemak trans merupakan jenis lemak yang kurang sehat. Lemak ini bisa meningkatkan risiko penyakit jantung dengan cara meningkatkan kadar kolesterol total dan kolesterol jahat LDL. Kolesterol yang kita peroleh dari makanan pada dasarnya tidak sama dengan lemak, tapi kolesterol ini ditemukan pada makanan hewani. Asupan kolesterol akan meningkatkan kadar kolesterol. Tapi, peningkatan ini tidak terlalu berpengaruh dibandingkan dengan lemak jenuh dan lemak trans.

Berikut jenis lemak yang berbahaya beserta sumbernya:
1.Lemak jenuh. Terdapat pada produk-produk hewan (seperti daging, unggas, makanan laut, telur, produk-produk susu, serta mentega) dan minyak kelapa.
2.Lemak trans. Terdapat pada minyak sayur yang dihidrogenasi, produk-produk bakaran (seperti crackers dan kue), serta makanan yang digoreng.
3.Kolesterol dari makanan. Terdapat pada produk-produk hewan (seperti daging, unggas, makanan laut, telur, produk-produk susu, serta mentega).

 
Tips Memilih Lemak Yang Baik

Sebaiknya batasi asupan lemak dalam tapi jangan coba untuk menghilangkan lemak sepenuhnya. Fokuslah dalam mengurangi makanan yang kaya lemak jenuh, lemak trans dan kolesterol. Sebaliknya pilihlah lebih banyak makanan yang mengandung lemak-lemak tidak jenuh dengan mempertimbangkan cara berikut saat memilih:

• Lebih baik mengganti mentega dengan olive oil
• Gunakan olive oil saat membuat salad tapi ada baiknya menggunakan canola oil saat memanggang.
• Lebih baik memilih segenggam penuh kacang sebagai snack daripada kripik kentang atau crackers hasil olahan lainnya.
• Lebih baik menambahkan alpukat ke dalam sandwich Anda dibandingkan keju.
• Lebih baik mengonsumsi ikan seperti salmon dan mackerel yang kaya lemak tidak jenuh tunggal dan omega-3, dibandingkan daging.

PROTEIN

Pengertian Protein

Protein berasal dari kata protos artinya “yang paling utama”. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

          Sumber-sumber protein berasal dari asam-asam amino yang mengandung unsur-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 unsur logam seperti besi dan tembaga.

          Sebagai zat pembangun, protein merupakan bahan pembentuk jaringan-jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh. Pada masa pertumbuhan proses pembentukan jaringan terjadi secara besar-besaran, pada masa kehamilan proteinlah yang membentuk jaringan janin dan pertumbuhan embrio. Protein juga mengganti jaringan tubuh yang rusak dan yang perlu dirombak. Fungsi utama protein bagi tubuh adalah untuk membentuk jaringan baru dan mempertahankan jaringan yang telah ada.

          Protein dapat juga digunakan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Protein ikut pula mengatur berbagai proses tubuh, baik langsung maupun tidak langsung dengan membentuk zat-zat pengatur proses dalam tubuh. Protein mengatur keseimbangan cairan dalam jaringan dan pembuluh darah, yaitu dengan menimbulkan tekanan osmotik koloid yang dapat menarik cairan dari jaringan ke dalam pembuluh darah. Sifat amfoter protein yang dapat bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur keseimbangan asam-basa dalam tubuh.

          Dalam setiap sel yang hidup, protein merupakan bagian yang sangat penting. Pada sebagian besar jaringan  tubuh, protein merupakan komponen terbesar setelah air. Diperkirakan separuh atau 50% dari berat kering sel dalam jaringan seperti misalnya hati dan daging terdiri dari protein dan dalam tenunan segar sekitar 20%.

          Protein dalam tubuh manusia, terutama dalam sel jaringan, bertindak sebagai bahan membran sel, dapat membentuk jaringan pengikat  misalnya kolagen dan elastin, serta membentuk protein yang inert seperti rambut dan kuku. Disamping itu protein dapat bekerja sebagai enzim, bertindak sebagai plasma (albumin), membentuk antibodi, membentuk kompleks dengan molekul lain, serta dapat bertindak sebagai bagian sel yang bergerak (protein otot). Kekurangan protein dalam waktu lama dapat mengganggu berbagai proses dalam tubuh dan menurunkan daya tahan tubuh terhadap penyakit.

Beberapa Fungsi Protein

          Protein mempunyai bermacam-macam fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai enzim, zat pengatur pergerakan, pertahanan tubuh, alat pengangkut dan lain-lain.

1.         Sebagai Enzim

 Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim ; 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 telah dapat diketahui sifat-sifatnya dan jumlah tersebut masih terus bertambah. Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam sistem biologis.

2.         Alat Pengangkut dan Alat Penyimpan

Banyak molekul dengan BM 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 saling bergeseran. Pergerakan flagela sperma disebabkan oleh protein.

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/Imunisasi

Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteria, dan sel-sel asing lain. Protein ini pandai sekali membedakan benda-benda yang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing.

6.    Media Perambatan Impuls Syaraf

Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor ; misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.

7.    Pengendali Pertumbuhan

 Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan.

Sumber Protein

1. Daging dan ikan 

2. Roti dan serelia

3. Susu dan keju

4. Telur

5. Sayuran