Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

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