46
Metabolisme
Pada bagan tampak jelas adanya keterkaitan antara metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hal lain yang dapat
dijelaskan dari bagan tersebut yaitu bahwa lemak yang ada dalam tubuh kita tidak hanya berasal dari makanan yang
mengandung lemak, tetapi dapat juga berasal dari karbohidrat dan protein.
Telah dijelaskan bahwa oksidasi karbohidrat, lemak, dan pro- tein akan menghasilkan energi. Dari ketiga jenis zat makanan
tersebut, manakah yang menghasilkan energi paling banyak? Dibandingkan dengan karbohidrat dan protein, lemak lebih
banyak menghasilkan energi ketika dioksidasi. Suatu contoh: satu molekul asam lemak dengan atom 6C asam heksanoat
yang dioksidasi secara sempurna dapat menghasilkan 44 ATP. Sementara itu, glukosa yang juga mempunyai 6 atom C hanya
menghasilkan 36 ATP. Mengapa demikian?
Asam lemak akan memasuki siklus Krebs setelah diubah menjadi asetil Co-A melalui reaksi beta-oksidasi. Asam lemak
dengan jumlah atom C = 2n, akan menghasilkan sejumlah n asetil Co-A. Dengan demikian, asam heksanoat 6C
menghasilkan 3 molekul asetil Co-A. Mula-mula, asam heksanoat yang telah teraktivasi memerlukan 2 ATP menjadi asil Co-A
akan memasuki mitokondria. Asil Co-A dalam mitokondria
Gambar 2.22
Metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein
Protein Karbohidrat
Lemak Asam amino
Gula Gliserol
Asam lemak
Glikolisis
Piruvat Gliseraldehid –
Asetil Co-A
Siklus Krebs
Glukosa
Rantai transpor elektron
dan fosforilasi oksidatif
NH
3
Asam keto Deaminasi
Urea Dikeluarkan
dalam bentuk urine
Beta-oksidasi 3P
Sumber: Biology, Solomon
Biologi Kelas XII
47
mengalami beta-oksidasi. Pada reaksi ini asil Co-A yang berasal dari asam heksanoat C = 6 mengalami dua kali siklus dan
menghasilkan 3 asetil Co-A C = 2. Siklus pertama menghasilkan 1 molekul asetil Co-A, 1 FADH, 1 NADH, dan butiril Co-A 4
atom C. Pada siklus 2 butiril Co-A dioksidasi menjadi 2 molekul asetil Co-A dengan menghasilkan 1 FADH
2
dan 1 NADH. Adapun jumlah ATP yang dihasilkan pada beta-oksidasi dapat dihitung
sebagai berikut. 2 FADH
2
→ 2 × 2 ATP = 4 ATP 2 NADH
→ 2 × 3 ATP = 6 ATP –––––––––––––––––––––––––––
Jumlah = 10 ATP
Oleh karena aktivasi asam heksanoat menjadi heksanoil Co- A memerlukan 2 ATP, maka hasil bersih ATP = 10 – 2 ATP = 8
ATP. Selanjutnya, 3 molekul asetil Co-A akan memasuki daur Krebs dan mengalami oksidasi sempurna menjadi CO
2
dan H
2
O. Pada oksidasi 3 molekul asetil Co-A ini dihasilkan 3 × 12 ATP =
36 ATP. Jadi, oksidasi asam lemak menghasilkan 44 ATP. Hal ini juga menunjukkan bahwa makin panjang rantai karbon
yang menyusun asam lemak, energi yang dihasilkan makin besar. Misalnya pada asam palmitat yang mempunyai 15 atom C
menghasilkan 129 ATP. Bukan hanya itu, senyawa lain hasil hidrolisis lemak yaitu gliserol dapat memasuki jalur glikolisis
setelah diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat PGAL. Selanjutnya, PGAL akan diubah menjadi PEP. PEP harus diubah
menjadi asetil Co-A agar dapat memasuki daur Krebs. Dari reaksi oksidasi, gliserol juga dihasilkan cukup banyak energi yaitu
sekitar 36 ATP. Perhatikan skema pada Gambar 2.23 berikut.
Glukosa Asil Co-A
Piruvat
3 Asetil Co-A
STE 2 FAD
+
2 FADH
2
2 NAD
+
2 NADH
2
Siklus Krebs
Beta-oksidasi Asam heksanoat
2 ATP 2 ADP
Sumber: Dokumentasi Penerbit
Gambar 2.23
Jalur beta-oksidasi asam lemak
48
Metabolisme
3. Teknologi yang Berkaitan dengan Metabolisme Makanan
Saat ini, teknologi di bidang pengolahan makanan telah berkembang pesat. Para produsen telah menemukan celah pasar
yang luar biasa di bidang ini. Terbukti dengan beredarnya makanan-makanan substitusi dan suplemen bagi orang-orang
yang mempunyai masalah dengan metabolisme.
a. Makanan Berkadar Gula Rendah
Telah dijelaskan di depan bahwa tujuan utama metabolisme dalam tubuh untuk memperoleh energi. Kita
ambil contoh saat kita makan sepiring nasi. Nasi yang kita kunyah dalam mulut, segera mengalami pencernaan
enzimatis oleh ptialin. Pada saat itu, nasi karbohidrat dipecah menjadi glukosa dan maltosa. Selanjutnya, maltosa
mengalami pencernaan lanjutan dalam usus halus. Maltosa tersebut kemudian dipecah oleh enzim maltase sehingga
menghasilkan 2 molekul glukosa. Glukosa yang dihasilkan terlarut dalam darah dan diangkut menuju sel-sel tubuh.
Pada tubuh kita terdapat hormon insulin yang bertugas mengendalikan kadar gula dalam darah. Pada orang dewasa
normal, kadar gula dalam darah berkisar antara 110 mg dL–200 mgdL. Jika gula dalam darah kadarnya melebihi
angka tersebut misalnya 300 mgdL, aktivitas tubuh akan terganggu. Seseorang yang kadar gulanya melebihi normal
dikatakan orang tersebut menderita
diabetes millitus DM. Mengapa kadar gulanya dapat melebihi angka normal? Salah
satu sebabnya kelenjar penghasil insulin tidak dapat bekerja dengan baik. Bagi penderita DM tidak dianjurkan me-
ngonsumsi makanan yang mengandung banyak gula. Hal ini bertujuan agar kadar gulanya terkendali. Oleh karena itu
diperlukan terapi makanan khusus untuk membantu penderita DM.
Lain halnya jika penderita DM mengonsumsi gula rendah kalori, misalnya dengan pemanis buatan aspartam dan sor-
bitol, ia akan baik-baik saja. Mengapa demikian? Bahan pemanis buatan, seperti aspartam dan sorbitol tidak
mengalami metabolisme dalam sel-sel tubuh sehingga tidak menambah kadar gula dalam darah. Meskipun demikian
makanan maupun minuman yang diberi pemanis buatan tetap terasa manis. Bahkan pemanis buatan ini rasa
manisnya 10 hingga ratusan kali lebih manis dibandingkan dengan gula tebu.
Lakukan kegiatan berikut agar Anda menjadi lebih paham tentang macam-macam pemanis buatan yang
beredar di pasaran.
Macam-Macam Diabetes
Millitus
Diabetes militus diklasifikasikan dalam 4 kelompok berikut.
1. Diabetes Tipe I Penderita mengalami kerusakan
pada sel b pankreasnya. 2. Diabetes Tipe II
Kemampuan insulin penderita menurun dan terjadi disfungsi sel
beta. Akibatnya, pankreas tidak mampu memproduksi insulin
yang cukup.
3. Diabetes Militus dalam Kehamilan
Terjadi peningkatan insulin resis-
tance pada ibu hamil. Hal ini terjadi karena bayi mensekresi
insulin lebih besar daripada ibu. 4. Diabetes Tipe Lain
Penderita mengalami hiperglikemia akibat kelainan genetik fungsi sel
beta, endokrinopati, penggunaan obat yang menggangu fungsi sel
beta, penggunaan obat yang mengganggu kerja insulin, dan
sindroma genetik.
Biologi Kelas XII
49
Kumpulkan beberapa kemasan produk makanan dan minuman yang menjanjikan adanya rendah kalori. Amati bahan pemanis yang
tercantum dalam label pada kemasannya. Catatlah nama produk, jenis produk, dan pemanis yang digunakan. Selanjutnya, masukkan
data yang diperoleh dalam tabel berikut.
Lakukan analisis pada setiap jenis produk yang berhasil diidentifikasi mengenai keamanan produk tersebut bagi kesehatan
sehubungan dengan jenis bahan pemanis yang digunakan dan dosis yang tercantum. Carilah data pendukung batas aman penggunaan
bahan pemanis dan efek bagi kesehatan dari majalah sains, buku pelajaran, atau
internet. Presentasikan hasil laporan Anda di kelas pada pertemuan berikutnya.
b. Teknologi Pengawetan Makanan
Pada awalnya manusia kebingungan mencari cara menyimpan makanan. Hal ini karena beberapa jenis
makanan akan menjadi busuk atau rusak jika lama tidak dimanfaatkan. Akhirnya ditemukanlah beberapa cara
mengawetkan makanan, misalnya dengan pemanasan
pasteurisasi dan sterilisasi, penambahan bahan kimia, pendinginan, dan dengan pengolahan tertentu.
Pengawetan dengan pemanasan, seperti pasteurisasi dan sterilisasi, terbukti efektif membunuh berbagai bakteri
pembusuk. Bahkan beberapa jenis racun yang terkandung dalam makanan dapat dihilangkan dengan pemanasan.
Akan tetapi, akibat pemanasan itu zat gizi dalam makanan menjadi rusak, misalnya vitamin dan protein.
Selain pemanasan, pembekuan juga banyak dipakai dalam mengawetkan makanan. Perhatikan Gambar 2.24.
Pembekuan merupakan cara pengawetan yang paling baik. Namun demikian, sayuran dan buah-buahan akan
kehilangan 6 vitamin C selama penyimpanan dalam lemari es. Bukan hanya vitamin saja, kandungan protein dalam
daging juga akan menyusut selama penyimpanan beku ini.
Selain cara-cara tersebut di depan terdapat cara lain untuk mengawetkan bahan makanan, yaitu fermentasi.
Apakah dengan cara fermentasi suatu bahan makanan juga akan mengalami susut gizi selama pengolahan?
No. Nama Produk Jenis
Pemanis Keterangan
1. 2.
3. 4.
dst.
Sumber: Dokumentasi Penerbit
Gambar 2.24
Pengawetan makanan dengan pendinginan