Air merupakan bahan yang sangat penting
Air merupakan bahan yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan
fungsinya tidak pernah digantikan oleh senyawa lain. Sebuah molekul air terdiri
dari sebuah atom oksigen yang berikatan secara kovalen dengan dua atom
hidrogen. Sifat fisik air yaitu tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Air
juga merupakan sebagai pelarut yang memiliki kemampuan untuk melarutkan
banyak zat kimia lainnya seperti garam, asam, dan gula, Air memiliki ikatan
hidrogen yang antara molekulnya secara konstan terputus dan terbentuk kembali
karena molekul air yang secara terus menerus bergerak. Air memiliki peran yang
sangat penting dalam bahan pangan. Sebagai komponen utama penyusun bahan
pangan, air merupakan zat yang sifatnya sangat universal dan mempunyai fungsi
yang sangat penting, bukan hanya untuk bahan pangan itu sendiri tetapi juga
untuk kelangsungan siklus ekosistem baik bagi komponen organik ekosistem
maupun komponen anorganik ekosistem. Namun dalam bahan pangan air
mempunyai fungsi dan kegunaan yang berbeda. Air yang terdapat pada bahan
pangan berfungsi untuk menentukan sifat-sifat dari bahan pangan tersebut seperti
daya tahan, kesegaran, konsistensi, dll. Kandungan air yang terdapat dalam bahan
pangan sangat berpengaruh terhadap bahan pangan, sehingga dalam pengolahan
pangan, air tersebut seringkali menjadi faktor yang harus dikurangi atau ditambah
melalui proses-proses seperti pengeringan, penguapan, pengenceran, pengentalan,
dll. Oleh karena itu dalam makalah ini akan dibahas mengenai peranan air dalam
bahan pangan, kadar air dalam bahan pangan, aktivitas air dalam bahan pangan,
serta kesetimbangan air dalam bahan pangan.
Peranan Air Dalam Bahan Pangan
Air mempunyai peranan penting di dalam suatu bahan pangan. Air
merupakan faktor yang berpengaruh terhadap penampakan, tekstur, cita rasa, nilai
gizi bahan pangan, dan aktivitas mikroorganisme. Karakterisitik hidratasi bahan
pangan merupakan karakterisitk fisik yang meliputi interaksi antara bahan pangan
dengan molekul air yang terkandung di dalamnya dan molekul air di udara
sekitarnya. Peranan air dalam berbagai produk hasil pertanian dapat dinyatakan
sebagai kadar air dan aktivitas air. Sedangkan di udara dinyatakan dalam
kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Air dalam bahan pangan berperan
sebagai pelarut dari beberapa komponen disamping ikut sebagai bahan pereaksi.
Dalam suatu bahan pangan, air dikategorikan dalam 2 tipe yaitu air bebas dan air
terikat. Air bebas menunjukan sifat-sifat air dengan keaktifan penuh, sedangkan
air terikat menunjukan air yang terikat erat dengan komponen bahan pangan
lainnya. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan dan
pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut.
Menurut Wirakartakusumah, dkk (1989) bahwa air dibagi atas empat tipe molekul
air berdasarkan derajat keterikatan air dalam bahan pangan, sebagai berikut:
Tipe I, yaitu molekul air yang terikat secara kimia dengan molekulmolekul
lain melalui ikatan hidrogen yang berenergi besar. Derajat pengikatan air ini
sangat besar sehingga tidak dapat membeku pada proses pembekuan dan sangat
sukar untuk dihilangkan dari bahan. Molekul air membentuk hidrat dengan
molekul-molekul lain yang mengandung atomatom oksigen dan nitrogen seperti
karbohidrat, protein dan garam.
Tipe II, yaitu molekul air yang terikat secara kimia membentuk ikatan
hidrogen dengan molekul air lainnya. Jenis air ini terdapat pada mikrokapiler dan
sukar dihilangkan dari bahan. Jika air tipe ini dihilangkan seluruhnya, maka kadar
air bahan berkisar antara 3 – 7%. 3. Tipe III, yaitu molekul air yang terikat secara
fisik dalam jaringan – jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat, dan
lain – lain. Air tipe ini mudah dikeluarkan dari bahan, dan bila diuapkan
seluruhnya, kadar air bahan mencapai 12 – 25%. Air ini dimanfaatkan untuk
pertumbuhan jasad renik dan merupakan media bagi reaksi kimiawi. 4. Tipe IV,
yaitu air bebas yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni,
dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan penuh. Peranan air dalam bahan pangan
terdapat pada beberapa hal, diantaranya : 1. Aktivitas Enzim dalamBahan Pangan
Dalam bahan pangan, terdapat beberapa enzim yang hanya dapat bekerja jika ada
air. Enzim tersebut tergolong enzim hidrolase seperti enzim protease, lipase, dan
amilase. 2. Pelarut Universal Air merupakan senyawa polar yang hanya akan
melarutkan senyawa yang polar. Senyawa-senyawa polar tersebut seperti garam
(NaCl, vitamin (vitamin B dan C), gula (monosakarida, disakida, oligosakarida
dan polisakarida) dan pigmen (klorofil). 3. Medium Pindah Panas Dalam proses
pengolahan pangan sering dilakukan pemasakan, dalam proses pemasakan
tersebut digunakan kalor (panas). Kalor tersebut akan dihantarkan oleh air
kebagian-bagian dalam bahan pangan secara merata, hal ini karena air mempunyai
konduktivitas panas yang baik. Selain itu adanya air juga akan mempengaruhi
kestabilan bahan pangan selama proses penyimpanan. Hal ini karena kestabilan
bahan pangan tergantung dari aktivitas mikroba pembusuk seperti kapang, khamir
dan jamur. Sedangkan aktivitas mikroba tersebut membutuhkan aw(water
activity)tertentu yang bersifat spesifik untuk tiap jenis mikroba (Anonim, 2012).
Kadar Air Dalam Bahan Pangan
Kadar air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya
simpan dari pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu
bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun
pendistribusian mendapat penanganan yang tepat. Penentuan kadar air dalam
makanan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu metode pengeringan
(dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, dan metode khusus. Istilah
kadar air banyak digunakan di industri karena lebih mudah dicerna oleh
masyarakat awam. Kadar air merupakan jumlah total air yang dikandung oleh
suatu bahan pangan (dalam persen) dan istilah ini tidak menggambarkan aktivitas
biologisnya. Kadar air dapat dinyatakan dalam berat basah (wet basis) atau berat
kering (dry basis), dihitung dengan rumus : kadar air basis kering :
air basis basah :
kadar
keterangan : a = berat air ; k= bahan yang dikeringkan
tanpa air (Anonim, 2012). Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan,
sebagian air dalam bahan harus dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari
jenis bahan. Umumnya dilakukan pengeringan, baik dengan penjemuran atau
dengan alat pengering buatan. Pada bahan yang berkadar air tinggi biasanya
dilakukan evaporasi atau penguapan untuk mengurangi kadar air. Misalnya: susu.
Pada pembuatan susu kental, untuk mengurangi kadar air dilakukan dengan cara
dehidrasi.
Aktivitas Air Dalam Bahan Pangan
Istilah aktivitas air menggambarkan derajat aktivitas air dalam bahan
pangan, baik kimia dan biologis. Nilai untuk aw berkisar antara 0 sampai 1 (tanpa
satuan). Aktivitas air menggambarkan jumlah air bebas yang dapat dimanfaatkan
mikroba untuk pertumbuhannya. Istilah ini paling umum digunakan sebagai
kriteria untuk keamanan pangan dan kualiatas pangan. Nilai aw minimum yang
diperlukan tiap mikroba berbeda-beda sebagai contoh kapang membutuhkan aw >
0.7, khamir > 0.8 dan bakteri 0.9. Dari data tersebut dapat dilihat kapang paling
tahan terhadap bahan pangan yang mengandung Aw rendah sedangkan bakteri
paling tidak tahan terhadap aw rendah (Anonim, 2012).
Kesetimbangan Air Dalam Bahan Pangan
Bahan pangan berinteraksi dengan molekul air yang terkandung
didalamnya dan molekul air di udara sekitarnya. Interaksi molekul air dengan
bahan pangan dan lingkungan dapat dilihat dari isotermisorpsi airnya.
Isotermisorpsi air menunjukkan hubungan antara kadar air bahan dengan Rh
kesetimbangan ruang tempat penyimpanan bahan baku atau aktivitas air pada
suhu tertentu. Kadar air kesetimbangan adalah kadar air saat tekanan uap air
bahan setimbang dengan lingkungannya. Pada saat terjadi kesetimbangan, jumlah
uap air yang menguap dari bahan ke udara sama dengan jumlah air yang masuk ke
bahan. Kadar air kesetimbangan yang terjadi karena bahan kehilangan air disebut
kadar air kesetimbangan desorpsi, sedangkan apabila terjadi karena bahan
menyerap air disebut kadar air kesetimbangan absorpsi (Safrizal, 2012).
Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya
sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori.
Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih
banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada
negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat
dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin
bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya
sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung
karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya
lemak maupun protein.
Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung,
kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul
organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan
aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku
sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada
otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu.
Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O
melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung
hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa
matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya.
Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan
karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2
gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah terjadinya ketosis.
Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan keseimbangan tertentu dalam
utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.
Makalah yang berisi tentang karbohidrat ini disusun untuk memenuhi
tugas kimia dasar, serta disusun untuk mengembangkan materi mengenai
karbohidrat yang dapat mendorong berkembangnya kompetensi pembaca tentang
karbohidrat. Pembaca juga dapat menggunakan makalah ini sebagai rujukan
pelajaran mengenai karbohidrat.
Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang
mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur
Hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh
karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol
lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang
dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuhtumbuhan. Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai
pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam
susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan
H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang
mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh
kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai. Pada
proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan
menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama
CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang
terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian. Jadi,
karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar mataharidan
zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan suatu
molekul yang tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Rumus
umumnya adalah CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi.
Karbohidrat merupakan sumber kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya
menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori.
Daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju hanya sekitar
40-60%. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung,
kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Penggolongan Karbohidrat
Karbohidrat yang Terdapat pada Makanan
Karbohidrat yang terdapat pada makanan dapat dikelompokkan menjadi:
a)
Available Carbohydrate (Karbohidrat yang tersedia): yaitu karbohidrat yang
dapat dicerna, diserap serta dimetabolisme sebagai karbohidrat.
b)
Unvailable Carbohydrate (Karbohidrat yang tidak tersedia), yaitu karbohidrat
yang tidak dapat dihidrolisa oleh enzim-enzim pencernaan manusia, sehingga
tidak dapat diabsorpsi.
Karbohidrat Berdasarkan Jumlah Molekulnya
Monosakarida
Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa
lagi dihidrolisa, hanya terdiri dari satu gugus. Rumus umumnya yaitu C6H12O6.
Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum
disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa. Tiga jenis
monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan galaktosa.
Glukosa
Disebut juga gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam,
Buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh
glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa.
Dalam aliran darah (disebut Kadar Gula Darah) dan berfungsi sebagai penyedia
energi bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. N 80-120 mg %. Melebihi normal
disebut hiperglikemia, pada penderita Diabetes Mellitus.
Fruktosa
Disebut juga gula buah ataupun levulosa. Disebut levulosa karena larutan
fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri (laevus=kiri). Merupakan jenis
sakarida yang paling manis, Banyak dijumpai pada buah-buahan, mahkota bunga,
madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil
pemecahan sukrosa.
Galaktosa
Tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam .Galaktosa yang ada di dalam
tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.
Disakarida
Merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida, pada bahan makanan
disakarida terdapat 3 jenis yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa.
Sukrosa
Adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, disebut gula meja (table
sugar) atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua) molekul
monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.
Sumber: tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jam, jelly.
Maltosa
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul
glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih
mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat. Dengan Jodium amilum akan
berubah menjadi warna biru.
Amilum terdiri dari 2 fraksi (dapat dipisah kan dengan air panas):
Amilosa
·
Larut dengan air panas
·
Mempunyai struktur rantai lurus
Amilopektin
·
Tidak larut dengan air panas
·
Mempunyai struktur rantai bercabang
Peranan perbandingan amilosa dan amilo pektin terlihat pada serelia;
Contohnya beras, semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi
kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Pulut sedikit sekali
amilosanya (1-2%), beras mengandung amilosa > 2% Berdasarkan kandungan
amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi 4 golongan:
·
Amilosa tinggi 25-33%
·
Amilosa menengah 20-25%
·
Amilosa rendah 9-20%
·
Amilosa sangat rendah < 9%
Laktosa
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul
glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air. Sumber :
hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu. - Susu sapi 4-5% - ASI
4-7%.Laktosa dapat menimbulkan intolerance disebabkan kekurangan enzim
laktase shg kemampuan untuk mencerna berkurang. Gejala yang sering dijumpai
adalah diare, kembung, flatus dan kejang perut. Def. laktase sebabkan gangguan
pertumbuhan. Formula rendah laktosa (LLM, Almiron, Isomil, Prosobee dan
Nutramigen, dan AI 110 bebas Laktosa).maksimum tiga bulan krn untuk
pertumbuhan sel-sel otak, trus bertahap sesuai dengan pertumbuhan anak.
Polisakarida
Merupakan senyawa karbohidrat kompleks. Dapat mengandung lebih dari
60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun
bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), 3 (tiga) jenis yang ada
hubungannya yaitu amilum, dekstrin, glikogen dan selulosa.
Amilum (zat pati)
Merupakan sumber enersi utama sebagai bahan makanan pokok.
Disamping bahan pangan kaya akan amilumjuga mengandung protein, vitamin,
serat dan beberapa zat gizi penting lainnya. Amilum merupakan karbohidrat dalam
bentuk simpanan bagi tumbuh-tumbuhan dalam bentuk granul yang dijumpai pada
umbi dan akarnya. Sumber: umbi-umbian,serealia dan biji-bijian merupakan
sumber amilum yang berlimpah ruah oleh karena mudah didapat untuk di
konsumsi. Jagung, beras dan gandum kandungan amilumnya lebih dari 70%,
sedangkan pada kacang-kacangan sekitar 40%. Amilum tidak larut di dalam air
dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti
pasta; peristiwa ini disebut "gelatinisasi".
Dekstrin
Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih
sederhana, Lebih mudah larut di dalam air, dengan yodium akan berubah menjadi
wama merah.
Glikogen
Glikogen merupakan "pati hewani", terbentuk dari ikatan 1000 molekul,
larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) bila bereaksi dengan iodium
akan menghasilkan warna merah. Sumber : banyak terdapat pada kecambah,
serealia, susu, syrup jagung (26%). Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia
dan ikan. Pada waktu hewan disembelih, terjadi kekejangan (rigor mortis) dan
kemudian glikogen dipecah menjadi asam laktat selama post mortum. Glikogen
disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu
dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan.
Sumber dan Fungsi Karbohidrat
Sumber Karbohidrat
Ada tiga macam sumber karbohidrat, yang pertama adalah sumber
karbohidrat yang berasal dari makanan berserat yaitu buah-buahan dan sayursayuran, kemudian simple karbohidrat yang didapat dari konsumsi gula dan yang
terakhir adalah kompleks karbohidrat yang didapat dari nasi, kentang,
jagung,roti,dll. Sumber karbohidrat adalah padi-padian (gandum dan beras) atau
serealia, umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), jagung, kacang-kacang
kering, dan gula. Hasil olahan dari sumber karbohidrat adalah mie. bihun, roti,
tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah
tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan
kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayuran.
Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali
mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai
makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.
Makanan di bawah ini adalah sumber karbohidrat berdasarkan 1 satuan penukar,
dengan kalori yang hampir sama. Bisa digunakan untuk panduan menyusun menu
diet. Bila ingin pas memang harus ditimbang dulu tapi bisa juga dikira-kira.
Masing-masing makanan dibawah ini mengandung:
Energi : 175 kalori Karbohidrat : 40 gr Protein : 4 gr Nasi 100gr, roti tawar
70gr,
crackers
50gr
(3/4
gelas),
(3
ptg
sdg),
(5
buah
besar)
Mie basah 200gr, singkong 120gr, jagung pipilan 125 gr (2 gelas), (1 ptg), (1
piring) Kentang 210gr, ubi 135gr, talas 125 gr (2biji sedang), (1 buah), (1 potong)
Dengan mengetahui substitusi dan juga besaran dari jumlah karbohidrat yang
dibutuhkan oleh tubuh, maka kita juga dapat merubah kebiasaan kita makan nasi
dengan substitusi yang lain. Yang pasti, tidak makan nasi pun bisa kenyang.
Klasifikasi Karbohidrat
Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam 2 golongan, yaitu
karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Sesungguhnya semua jenis
karbohidrat terdiri atas karbohidrat sederhana atau gula sederhana; karbohidrat
kompleks mempunyai lebih dari 2 unit gula sederhana di dalam 1 molekul.
Karbohidrat sederhana Karbohidrat sederhana terdiri atas : Monosakarida yang
terdiri atas jumlah ataom C yang sama dengan molekul air, yaitu [ 〖 C_6 (H_2
O) 〗 _6 ] dan [ 〖 C_5 (H_2 O) 〗 _5 ] Disakarida yang terdiri atas ikatan 2
monosakarida dimana untuk tiap 12 atom C ada 11 molekul air [C_12 (H_2 O)11]
Gula alcohol merupakan bentuk alkohol dari monosakarida Oligosakarida adalah
gula rantai pendek yang dibentuk oleh galaktosa, glukosa, dan fruktosa.
D. Fungsi karbohidrat
Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan
makanan, seperti rasa, warna dan tekstur.
Fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:
1.
Fungsi utamanya sebagai sumber enersi (1gram karbohidrat menghasilkan 4
kalori) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah
langsung menjadi enersi untuk aktifitas tubuh, clan sebagian lagi disimpan dalam
bentuk glikogen di hati dan di otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem
syaraf dan eritrosit, hanya dapat menggunakan enersi yang berasal dari
karbohidrat saja.
2.
Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil enersi.
3.
Kebutuhan tubuh akan enersi merupakan prioritas pertama; bila karbohidrat yang
di konsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan enersi tubuh dan jika tidak cukup
terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam
tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil
enersi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat
pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus menerus, maka keadaan
kekurangan enersi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi.
4.
Membantu metabolisme lemak dan protein dengan demikian dapat mencegah
terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.
5.
Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.
6.
Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa
rnisalnya
berfungsi
membantu
penyerapan
kalsium.
Ribosa
merupakan
merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.
7.
Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung
serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, memperlancar defekasi.
Dampak kekurangan dan kelebihan karbohidrat
Kekurangan Kalori dan Protein (KKP)
Penyakit kekurangan kalori dan protein pada dasaraya terjadi karena defisiensi
energi dam defisiensi protein, disertai susunan hidangan yang tidak seimbang.
Penyakit KKP terutama menyerang anak yang sedang tumbuh, dan dapat pula
menyerang
orang
dewasa,
yang
biasanya
kekruangan
makan
secara
menyeluruh.Bahan makanan pokok beras di Indonesia memberikan andil 70-80%
dari total sehari-hari kebutuhan kalori. Kekurangan karbohidrat (kekurangan
konsumsi )per&&) meningkatkan kebutuhan protein, akibatnya kekurangan kalori
sekaligus kekurangan protein.Penyakit KKP memyerang anak yang sedang
tumbuh pesat (balita), terutama berusia 2-4 tahun. Beberapa gejala definiensi
energi, anak kelihatan kurus seolah-olah hanya tinggal kulit pembalut tulang.
Muka berkerut seperti orang tua, kulit di dekat pantat Juga tampak berlipat-lipat,
mengenaskan kulit yang terlalu lebar untuk badan anak. Anak tergeletak pasif,
apatis, tanpa respon terhadap keadaan sekitar, dan bila dipegang tidak terasa
jariagan lemak subkutan di antara lipatan kulitnya.Pada anak yang kekurangan
protein (kwashiskor) ditemui gejala antara lain, anak aptis, rambut kepala halus
dan jarang, rambut bewarna kemerahan, kusam tidak hitam mengkilap seperti
pada anak Sehat, rambut ini aering mudah dicabut tanpa terasa sakit oleh
ponderita.
Kadang
kala
terdapat
uban
yang
momperkuat
diagnosa,
kwashiorkor.Bila KKP menyerang orang dewasa akan terlihat gejala berupa
udema kela paran, karona udema tampak menonjol pada bagian Uonar penderita.
Laktona Intoleraike (LI)
Ada orang sehat terutama anak-anak dan remaja yang tidak tahan bila minum
susu, sehingga manyebabkan diare. Hal ini disebabkan kekurangan enzim laktase,
pada usus halusnya, tidak mampu menguraikan laktosa (gula susu) memjadi gula,
yang lebih sederhana. Ketidakmampuan usus halus mencerna laktosa ini ditandai
dengan gejala kejang perut, diare, dan perut kembung jika minum susu. Upaya,
yang ditempuh untuk mengatasi gangguan reakai LI dengan penambahan enzin
laktase pada susu dengan hamil elahannya seperti yoghurt, keju, dan mentega. ini
penting dilakukan karena susu merupakan),PAbaik makanan yang padat gizi dan
penting dikonsumsi. LI merupakan gangguan metabolik yang berkaitan dengan
adanya laktosa. Laktosa dalam saluran cerna, dipecah oleh kerja enzim laktase
menjadi gluksa dan galaktosa. Pada keadaan LI, tubuh mengalami defisiensi enzin
laktase.
Gula Darah
Glukosa dijumpai dalam peredaran darah, berfungsi sebagai penyedia
energi bagi otot dan jaringan tubuh. Dalam keadaan normal kadar glukosa darah
berkiear antara 60-120 at/100 ale Kadar glukosa melebihi normal disebut
hiperglikemi, yaitu kelebihan kadar gula dalam darah. Keadaan sebaliknya.
dise'but hipoglikemi, yaitu keadaam kadar gula. darah di bawah normal.
Hipeglikemi dapat menyebabkan kehilangan kesadaran Nomal, karena sistem
susunan saraf pusat dan otak hanya dapat bekerja dengan mengasioil glukosa
sebagai sumber tenaga. Pada keadaan demikian, harus segera diberikan suntikan
glukosa, untuk menormalkan fungsi otak.
Kencing manis
Penyakit diabetes melitus atau kencing manis merupakan gangguan
metabolik yang berkaitan glukosa. Para peneliti dan ilmuwan unumaya
sependapat, dasar penyakit ini ialah defisiensi hormon insulin. Hormon ini
dihasilkan dalam ke lenjar pankreas dan mempunyai fungsi memetabolisme
glukosa.Hormon insulin yang kurang berfungsi bisa karena memang simtomnnya
yang tidak cukup, atau kepekaan sel target terhadap hormon itu yang menurun.
Namun ada yang berpendapat hormonnya disintesa dalam jumlah cukup, tetapi
mobilisasin ya terhambat sehingga bertumpuk dalam bertuk inaktif dalan sel-sel
otot. Banyak juga faktor lain yang ikut mempengaruhi timbulnya penyakit
kencing manis.Glukosa diubah insulin menjadi glikogen dalam sel hati mauPun
otot. Keadaaa ini terjadi Bila kadar glukosa dalam darah meningkat. Sebalikayal
bila gula darah menurun, glikogen hati dimoBilisasi sehingga kadar gula darah
meningkat lagi. Glukosa juga dihasilkan deri beBerapa metabolit oleh insulin
dalam proses glukoneogenesis, khusuanya metabolit hasil pemecahan lemak dan
protein.Insulin rerupakan pengatur glukosa untuk masuk ke dalam sel target dan
sel lain. Pada defisiensi insulin, glukosa tak dapat masuk ke dalam sel, sehinga
konsentrasinya meningkat di luar sel, termanuk di dalam cairan darah, Namun
timbunan glukosa itu tak dapat dimanfaatkam sel yang memerlukan untuk energi,
Tumpukan glukosa itu kemudian dibuang melalui ginjal ke dalam urine sehinnga.
air kencing meagandung gula yang disebut glukosuria. Diabetes melitus dapat
ditangani dengan upaya diet, kegiatan fisik dan otak. Jika penangannya cukup
Baik, penderita dapat menjalani kehidupan normal untuk jangka waktu cukup
lama. Pada penderita sering dijumpai kelainan sampingan, terutama yang tidak
dirawat dengan baik, misalaya kelainan retina (retiaepathia diabetica), kelainan
kardiovaskuler dengan gejala penyumbatan pembuluh darah halus, kelainan ginjal
dan kelainan hati. Bisa juga, terjadi kelainan saraf yang disebut neorepathia
diabetica. Penyakit kencing manis dapat dikatakan suatu kelainan akibat
kekurangan hormon insulin. AkiBatnya, glukosa yang dikonsumsi tetap redah
dalam darah dan sukar menembus dinding sel untuk disimpan menjadi glikogen
atau digunakan sebagai energi. Pada. penderita diabetes, kadar gula dapat
mencapai 1.200ol/dl, Keadaan ini hanya dapat diatasi dengan suntikan hormon
insulin secara teratur dan pembatasan makanan atau diet yang ketat.
Obesitas
Obesitas atau kegemukan adalala kelebihan gizi yang ditandai dengan
adanya penimbunan lemak secara berlebihan dalan tubuh sehingga menaikkan
berat Badan. Kegemukan hanya dapat terjadi jika ada kelebihan energi karena
berBagai sebab, antara lain kelebihan zat gizi, kelainan baagian otak tertentu,
kelainan hormon endokrin, faktor keturunan, dan akibat pemakaian obat tertentu.
Kelebihan berat antara lain disebabkan ketidakseimBangan konsumsi kalori
dengan kebutuhan energi, dimana konsumai terlalu berlebihan dibanding
kebutuhan energie. Kelebihan energi itu disimpan dalam bentuk jaringan lemak.
Pada keadaan normal, jaringan lemak itu ditimbun di beberapa tempat,
diantaranya dalam jaringan subkutan dan dalam jaringan tirai khusus
(ementum).Penimbunam lemak pada wanita memiserikan bentuk khas feminin,
misalaya di daerah Pinggul, daerah bahu, dan dada. Timbunan ringan lemak di
daerah khusus itu sangat ditakuti dan dijauhi kaum wanita karena cukup sulit
diatasi. Penderita obesitas pada pria bila berat badannya 15%meleBihi Batas ideal
seauai umur, dan pada wanita meleBihi 20%. Mereka merasa. lebih cepat lelah,
merasa gerah dan cepat berkeringat. Untuk menurunkan panas Badannya itu,
organ tubuh dipasa. bekerja lebih berat karena membawa kelebihan berat badan,
Penderita juga punya kecenderungan lebih mudah membuat kekeliruan dalam
bekerja dan tentu lebih mudah mendapat kecelakaan.
Protein adalah makromolekul yang paling banyak ditemukan di dalam sel
makhluk hidup dan merupakan 50 persen atau lebih dari berat kering sel. Protein
memiliki jumlah yang sangat bervariasi yang mulai dari struktur maupun
fungsinya. Peranan protein diantaranya sebagai katalisator, pendukung, cadangan,
sistem imun, alat gerak, sistem transpor, dan respon kimiawi. Protein-protein
tersebut merupakan hasil ekspresi dari informasi genetik masing-masing suatu
organisme tak terkecuali pada bakteri (Campbell et al., 2009; Lehninger et al.,
2004). Protein dan gen memiliki hubungan yang sangat dekat dimana kode
genetik berupa DNA dienkripsi dalam bentuk kromosom yang selanjutnya kode
genetik tersebut ditranslasikan menjadi protein melalui serangkain mekanisme
yang melibatkan RNA dan ribosom (Vo-Dinh, 2005).
Asam amino merupakan unit pembangun Protein yang dihubungkan
melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,
dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan Asam amino yang terdapat
di alam hanya 20 Asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Tidak
semua Asam amino terdapat di dalam molekul Protein, karena memiliki tugas
lain. Sama halnya dengan proses metabolisme pada komponen lain, pada
metabolisme Protein dan Asam amino juga terjadi anabolisme dan katabolisme
yang juga membutuhkan peranan enzim. Sehingga kita harus tahu bagaimana
proses metabolisme dari Protein dan Asam amino. Maka dari itu penulis
menyusun makalah ini yang di dalamnya penulis berusaha memaparkan dan
menjelaskan secara rinci, bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam
amino. Sehingga para pembaca dapat memahami secara jelas proses metabolisme
Protein dan Asam amino.
Ciri – Ciri Protein
Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan
asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung
dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan
biosintesis protein.
Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh:
1. Susunan kimia yang khas Setiap protein individual merupakan senyawa murni.
2. Bobot molekular yang khas Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein
murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka
protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.
3. Urutan asam amino yang khas Urutan asam amino dari protein tertentu adalah
terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino
dari protein tertentu (Page, D.S. 1997)
Sifat – Sifat Protein
Protein mempunyai sifat-sifat yaitu :
1. Ionisasi
Yaitu apabila protein larut di dalam air akan membentuk ion positif dan ion
negatif.
2. Denaturasi
Yaitu perubahan konformasi serta posisi protein sehingga aktivitasnya
berkurang atau kemampuannya menunjang aktivitas organ tertentu dalam
tubuh
hilang sehingga tubuh mengalami keracunan.
3. Viskositas
Yaitu tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul di dalam
zat
cair yang mengalir.
4. Kristalisasi
Yaitu proses yang sering dilakukan dengan jalan penambahan garam
ammonium sulfat atau NaCl pada larutan dengan pengaturan PH pada titik
isoelektriknya.
5. Sistem koloid
Yaitu sistem yang heterogen terdiri atas dua fase yaitu partikel kecil yang
terdispersi dari medium pendispersi atau pelarutnya.
Sifat- sifat suatu protein ditentukan oleh :
1. Macam asam amino yang terdapat dalam molekul protein.
2. Jumlah tiap macam asam amino itu.
3. Susunan asam amino dalam tiap molekul protein (Sediaoetama,
1991).
Fungsi dan Manfaat Protein
Menurut Aminah (2005) yang mengutip dari Marsetyo dan Kartasapoetra
fungsi protein di dalam tubuh yaitu :
A.
Protein sebagai Zat Pembangun
Maksud zat pembangun di sini adalah bahwa protein itu merupakan bahan
pembentuk berbagai jaringan tubuh baru, dimana proses pembentukan jaringan
baru selalu terjadi di dalam tubuh, antara lain:
1. Pada masa pertumbuhan
Proses ini terjadi mulai dari lahir sampai menjadi dewasa muda. Dalam masa
ini proses pembentukan jaringan terjadi secara besar- besaran.
2. Dalam masa hamil
Di dalam tubuh wanita yang sedang hamil terjadi pembentukan jaringan–
jaringan baru dari janin yang sedang dikandungnya. Pembentukan jaringan baru
pada waktu hamil terjadi lebih cepat di pertengahan kehamilan.
3. Penggantian jaringan–jaringan yang rusak dan dirombak
Pada waktu orang sakit keras atau pada berbagai penyakit menahun terlihat
orang menjadi kurus disebabkan banyak jaringannya yang rusak.
4. Waktu latihan–latihan dan olah raga terjadi pula pembentukan jaringan baru,
terutama jaringan otot.
B. Protein sebagai Zat Pengatur
Protein termasuk pula kedalam golongan zat pengatur, karena protein ikut
pula mengatur berbagai proses tubuh, baik secara langsung maupun tidak
langsung sebagai bahan pembentuk zat–zat yang mengatur berbagai proses tubuh.
C. Protein sebagai Pemberi Tenaga
Para peneliti telah menemukan bahwa komposisi protein mengandung unsur
karbon, dengan demikian maka jelas protein dapat berfungsi sebagai sumber
energi pula. Dalam keadaan tersedianya karbohidrat tidak mencukupi, maka untuk
menyediakan energi sejumlah karbon yang terkandung dalam protein akan
dimanfaatkan seperlunya sehingga berlangsung pembakaran dan sejumlah protein
lainnya digunakan memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan
jaringan.
Selain itu, manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Protein sangat
mempengaruhi proses pertumbuhan tubuh kita. Diantara manfaat protein tersebut
adalah sebagai berikut:
Sebagai enzim. Protein memiliki peranan yang besar untuk mempercepat reaksi
biologis.
Sebagai alat pengangkut dan penyimpan. Protein yang terkandung dalam
hemoglobin dapat mengangkut oksigen dalam eritrosit. Protein yang terkandung
dalam mioglobin dapat mengangkut oksigen dalam otot.
Untuk penunjang mekanis. Salah satu protein berbentuk serabut yang disebut
kolagen memiliki fungsi untuk menjaga kekuatan dan daya tahan tulang dan kulit.
Sebagai pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh. Protein ini biasa
digunakan dalam bentuk antibodi.
Sebagai media perambatan impuls syaraf.
Sebagai Pengendalian pertumbuhan.
2.1.7
Jenis – Jenis Protein
Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk membentuk kulit, tulang dan
ikatan tisu.
Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi badan daripada serangan
penyakit.
Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah kita.
Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan.
Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa oksigen.
Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh kuman.
Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa dalam darah.
Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.
2.1.8 Sumber Protein
Pengelompokan Protein dapat dibedakan menurut sumbernya yaitu :
A. Protein Hewani
Yaitu sumber protein yang berasal dari hewan.
Contohnya : Daging, ikan, ayam, udang, susu dll.
B. Protein Nabati
Yaitu sumber protein yang berasal dari tumbuhan.
Contohnya : suku polong – polongan, kentang, tempe, tahu, dll.
Klasifikasi Protein
Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:
Berdasarkan Struktur Molekulnya
Protein yang tersusun dari rantai asam amino akan memiliki berbagai
macam struktur khas pada masing-masing protein. Karena protein disusun oleh
asam amino yang berbeda secara kimiawinya, maka suatu protein akan terangkai
melalui ikatan peptida dan bahkan terkadang dihubungkan oleh ikatan sulfida.
Selanjutnya protein bisa mengalami pelipatan-pelipatan membentuk struktur yang
bermacam-macam. Adapun struktur protein meliputi struktur primer, struktur
sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener :
A. Struktur Primer
Merupakan struktur yang sederhana dengan urutan-urutan asam amino yang
tersusun secara linear yang mirip seperti tatanan huruf dalam sebuah kata dan
tidak terjadi percabangan rantai. Struktur primer terbentuk melalui ikatan antara
gugus α–amino dengan gugus α–karboksil. Ikatan tersebut dinamakan ikatan
peptida atau ikatan amida (Berg et al., 2006; Lodish et al., 2003). Struktur ini
dapat menentukan urutan suatu asam amino dari suatu polipeptida (Voet & Judith,
2009).
B. Struktur Sekunder
Merupakan kombinasi antara struktur primer yang linear distabilkan oleh
ikatan hidrogen antara gugus =CO dan =NH di sepanjang tulang belakang
polipeptida. Salah satu contoh struktur sekunder adalah α-heliks dan β-pleated.
Struktur ini memiliki segmen-segmen dalam polipeptida yang terlilit atau terlipat
secara berulang. (Campbell et al., 2009; Conn, 2008).
Struktur α-heliks terbentuk antara masing-masing atom oksigen karbonil pada
suatu ikatan peptida dengan hidrogen yang melekat ke gugus amida pada suatu
ikatan peptida empat residu asam amino di sepanjang rantai polipeptida
(Murray et al, 2009). Pada struktur sekunder β-pleated terbentuk melalui ikatan
hidrogen antara daerah linear rantai polipeptida.
1.
C. Struktur Tersier
Struktur tersier dari suatu protein adalah lapisan yang tumpang tindih di atas
pola struktur sekunder yang terdiri atas pemutarbalikan tak beraturan dari ikatan
antara rantai samping (gugus R) berbagai asam amino. Struktur ini merupakan
konformasi tiga dimensi yang mengacu pada hubungan spasial antar struktur
sekunder. Struktur ini distabilkan oleh empat macam ikatan, yakni ikatan
hidrogen, ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan hidrofobik. Dalam struktur ini,
ikatan hidrofobik sangat penting bagi protein. Asam amino yang memiliki sifat
hidrofobik akan berikatan di bagian dalam protein globuler yang tidak berikatan
dengan air, sementara asam amino yang bersifat hodrofilik secara umum akan
berada di sisi permukaan luar yang berikatan dengan air di sekelilingnya
(Murray et al, 2009; Lehninger et al, 2004).
D. Struktur Kuartener
Adalah gambaran dari pengaturan sub-unit atau promoter protein dalam
ruang. Struktur ini memiliki dua atau lebih dari sub-unit protein dengan struktur
tersier yang akan membentuk protein kompleks yang fungsional. ikatan yang
berperan dalam struktur ini adalah ikatan nonkovalen, yakni interaksi elektrostatis,
hidrogen, dan hidrofobik. Protein dengan struktur kuarterner sering disebut juga
dengan protein multimerik. Jika protein yang tersusun dari dua sub-unit disebut
dengan protein dimerik dan jika tersusun dari empat sub-unit disebut dengan
protein tetramerik (Lodish et al., 2003; Murray et al, 2009).
2 Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik
A. Protein globular
Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat)
membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein ini
larut dalam air, asam, basa, dan etanol.
B. Protein serabut (fibrous protein)
Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun
memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin
pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut dalam
air, asam, basa, maupun etanol.
3.
Berdasarkan Fungsi Biologi
Tabel 1. Fungsi dari protein secara terperinci adalah sebagai berikut :
Fungsi
Katalitik
Jenis
Enzim
Contoh
Katalase pepsin
Struktural
Protein
struktural
Kolagen, elastin, keratin
Motil
(mekanik)
Protein
kontraktil
Aktin, Myosin
Penyimpanan
Protein
angkutan
Kasein (susu), ovalbumin (telur), feritin
(penyimpan besi)
Pengangkutan
Protein
angkutan
Albumin serum (asam lemak) hemoglobin
(oksigen)
Protein hormon
enzim pengatur
Antibodi
Protein
penggumpal
Insulin
Fosfofruktokinasa
Pengatur
Perlindungan
Tanggap
toksik
4.
Protein toksin
Imun globulin
Trombin, fibrinogen
Toksin bisa ular, toksin bakteri
(bortulisme, difteri)
Berdasarkan Daya Larutnya
Albumin. Larut air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya
albumin telur dan albumin serum.
Globulin Glutelin. Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer.
Glutenin (gandum), orizenin (padi).
Gliadin (prolamin). Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%.
Gliadin/gandum, zein/jagung.
Histon. Bersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel.
Globin bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut
air, garam encer dan pekat (jenuh 30-50%). Misalnya globulin serum dan globulin
telur.
Protamin. Larut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam
nukleat menjadi nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin.
5. Protein Majemuk
Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein. Di antaranya
adalah sebagai berikut :
Fosfoprotein, yaitu protein yang mengandung fosfor. Misalnya kasein pada
susu, dan vitelin pada kuning telur.
Kromoprotein yaitu protein berpigmen. Misalnya asam askorbat oksidase
mengandung Cu.
Protein Koenzim. Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+.
Lipoprotein, yaitu protein yang mengandung asam lemak, lesitin.
Metaloprotein, yaitu protein yang mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co,
Mn, Zn, Cu, Mg dsb).
Glikoprotein, yaitu protein yang mengandung gugus prostetik karbohidrat.
Misalnya musin (pada air liur), oskomukoid (pada tulang).
Nukleoprotein yaitu antara protein dan asam nukleat berhubungan (berikatan
valensi sekunder). Misalnya pada jasad renik.
Kajian tentang Asam Amino
Pengertian Asam Amino
Protein tersusun dari peptida-peptida sehingga membentuk suatu polimer
yang disebut polipeptida. Setiap monomernya tersusun atas suatu asam amino.
Asam Amino merupakan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional
Karboksil (-COOH) yang bersifat Asam dan Amina (biasanya –NH2) yang
bersifat Basa.
Struktur Molekul Asam Amino
Secara umum mempunyai struktur satu atom C yang mengikat empat
gugus. Pada keempat pasangannya yang berbeda itu adalah gugus amino, gugus
karboksil, atom hidrogen, dan berbagai gugus yang disimbolkan dengan huruf R.
Gugus R disebut juga sebagai Rantai samping yang berbeda dengan gugus amino.
(Campbell et al., 2009).
Jenis Asam Amino
Berdasarkan biosintesis Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu
Asam Amino Essential
Adalah asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh dan berasal dari
makanan yang kita makan. Asam Amino yang termasuk dalam asam amino
essential adalah: Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin,
Treonin, Triftofan, Valin.
Asam Amino Nonessential
Adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan yang berasal dari tubuh.
Asam Amino yang termasuk dalam asam amino nonessential adalah : Alanin,
Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam glutamat, Glutamine, Glycine,
Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline.
Sumber Asam Amino
Asam amino dapat diperoleh dari :
1.
Protein dalam makanan
2.
Proses synthesa asam amino nonessential (transaminasi terhadap
metabolite)
3.
Degradasi protein tubuh.
Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari
hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses
kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein
turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut :
Tabel 2. Contoh protein turnover :
Protein
Enzim
Di dalam hati
Di dalam plasma
Hemoglobin
Otot
Kolagen
Turnover rate (waktu paruh)
7-10 menit
10 hari
10 hari
120 hari
180 hari
1000 hari
Fungsi Asam Amino
1. Membentuk protein yang dibutuhkan.
2. Membentuk glukosa.
3. Membentuk badan-badan keton, dll
4. Menghasilkan energi.
5. Membentuk molekul nonprotein (derivat asam amino).
Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk :
1. Struktur basa nitrogen DNA dan RNA.
2. Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom,
enzim dll.
3. Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.
4. Hormon dan fosfolipid.
Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan
sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas.
Macam – Macam Asam Amino
Ada 20 macam asam amino, yang masing-masing ditentukan oleh jenis
gugus R atau rantai samping dari asam amino. Jika gugus R berbeda maka jenis
asam amino berbeda. Gugus R dari asam amino bervariasi dalam hal ukuran,
bentuk, muatan, kapasitas pengikatan hidrogen serta reaktivitas kimia. Untuk
selanjutnya, dapat dilihat nama – nama dari 20 macam asam amino pada Tabel 2.
Tabel 2. Nama-nama asam amino
No
Nama
Singkatan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Alanin (alanine)
Arginin (arginine)
Asparagin (asparagine)
Asam aspartat (aspartic acid)
Sistein (cystine)
Glutamin (Glutamine)
Asam glutamat (glutamic acid)
Glisin (Glycine)
Histidin (histidine)
Isoleusin (isoleucine)
Leusin (leucine)
Lisin (Lysine)
Metionin (methionine)
Fenilalanin (phenilalanine)
Prolin (proline)
Serin (Serine)
Treonin (Threonine)
Triptofan (Tryptophan)
Tirosin (tyrosine)
Valin (valine)
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Gln
Glu
Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
Kajian tentang Metabolisme Protein dan Asam Amino
Pembentukan Protein Atau Asam Amino
Metabolisme protein akan tersusun atas jumlah asam amino yang
membentuk rangkaian sederhana dengan diikat oleh unsur kimiawi lainnya seperti
peptida. Protein-protein tersebut akan membentuk semacam gugus amina dan
gugus karboksil yang terjaring dalam darah. Jumlah peptida dalam protein sendiri
sangat beragam ada yang mencapai 10 hingga 100 asam amino. Selain itu protein
juga memiliki jenis sebagai hasil dari senyawa kimia yang berada pada tubuh kita
misalnya ada unsur glikoprotein yang banyak mengandung karbohidrat, ada pula
lipoprotein yang banyak mengandung lipid. Jika asam amino dalam metabolisme
protein sudah lengkap terangkai maka akan memiliki fungsi tersendiri. Seperti
membangun sel-sel yang rusak akibat kondisi tubuh yang tidak stabil, membentuk
zat-zat pengatur yaitu enzim dan hormon serta membentuk zat inti untuk energi
yang setara dengan 4,1 kalori.
Pengertian Metabolisme Protein
Metabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam tubuh
makhluk hidup. Proses metabolisme terbagi menjadi dua yaitu Anabolisme dan
Katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi
besar yang membutuhkan energi (ATP), katabolisme adalah proses penguraian
molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi (ATP).
Metabolisme protein adalah metabolisme yang berasal dari asam amino
yang sumbernya dari asam itu sendiri. Dalam total keseluruhan asam amino yang
dihasilkan ada sekitar 85% yang berfungsi sebagai sintesis pada protein. Asam
amino yang bertujuan sebagai metabolisme tersebut dapat kita jumpai pada
protein yang kita makan setiap harinya. Protein tersebut berproses sebagai hasil
dari degradasi protein di dalam tubuh. Proses semacam ini biasanya akan bersifat
kontinyu atau berlanjut secara berkala. Asam amino pada protein itu sendiri
terbagi atas dua unsur yaitu asam amino essensial dan asam amino non essensial.
Dalam hal ini sumber protein yang berupa asam amino tersebut akan mengalami
transport protein seperti protein akan berproses di usus halus yang nantinya akan
masuk pada aliran darah kita. Ketika asam amino telah bercampur dalam darah
maka asam tadi akan tersebar luas hingga keseluruh sel namun asam amino itu
tentunya tidak akan terbuang sia-sia melainkan akan disimpan dalam sel-sel darah
yang dibantu dengan enzim.
Proses Metabolisme Protein dan Asam amino
Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut
sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu
sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi
molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran
pencernaan. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk
darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Didalam
sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim).
Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein
Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzimenzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis protein menjadi asam
amino.
Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus, dan
dikatabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam
amino dalam darah dibawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel),
kemudian asam amino tersebut ada yang disimpan dalam hati (intra sel) dan
sebagian dibawa oleh darah ke jaringan-jaringan tubuh. Asam amino yang dibawa
ke hati dikatakan ekstra sel karena sebagian asam amino dalam hati ini kemudian
akan dibawa sebagian keluar dari sel atau menuju ke seluruh jaringan tubuh yang
membutuhkan. Setelah masuk ke jaringan-jaringan tubuh asam amino ini akan
masuk ke sel-sel tubuh (asam amino dalam sel). Dan sebagiannya lagi tetap
didalam hati (intra sel) sebagai cadangan protein dala
fungsinya tidak pernah digantikan oleh senyawa lain. Sebuah molekul air terdiri
dari sebuah atom oksigen yang berikatan secara kovalen dengan dua atom
hidrogen. Sifat fisik air yaitu tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Air
juga merupakan sebagai pelarut yang memiliki kemampuan untuk melarutkan
banyak zat kimia lainnya seperti garam, asam, dan gula, Air memiliki ikatan
hidrogen yang antara molekulnya secara konstan terputus dan terbentuk kembali
karena molekul air yang secara terus menerus bergerak. Air memiliki peran yang
sangat penting dalam bahan pangan. Sebagai komponen utama penyusun bahan
pangan, air merupakan zat yang sifatnya sangat universal dan mempunyai fungsi
yang sangat penting, bukan hanya untuk bahan pangan itu sendiri tetapi juga
untuk kelangsungan siklus ekosistem baik bagi komponen organik ekosistem
maupun komponen anorganik ekosistem. Namun dalam bahan pangan air
mempunyai fungsi dan kegunaan yang berbeda. Air yang terdapat pada bahan
pangan berfungsi untuk menentukan sifat-sifat dari bahan pangan tersebut seperti
daya tahan, kesegaran, konsistensi, dll. Kandungan air yang terdapat dalam bahan
pangan sangat berpengaruh terhadap bahan pangan, sehingga dalam pengolahan
pangan, air tersebut seringkali menjadi faktor yang harus dikurangi atau ditambah
melalui proses-proses seperti pengeringan, penguapan, pengenceran, pengentalan,
dll. Oleh karena itu dalam makalah ini akan dibahas mengenai peranan air dalam
bahan pangan, kadar air dalam bahan pangan, aktivitas air dalam bahan pangan,
serta kesetimbangan air dalam bahan pangan.
Peranan Air Dalam Bahan Pangan
Air mempunyai peranan penting di dalam suatu bahan pangan. Air
merupakan faktor yang berpengaruh terhadap penampakan, tekstur, cita rasa, nilai
gizi bahan pangan, dan aktivitas mikroorganisme. Karakterisitik hidratasi bahan
pangan merupakan karakterisitk fisik yang meliputi interaksi antara bahan pangan
dengan molekul air yang terkandung di dalamnya dan molekul air di udara
sekitarnya. Peranan air dalam berbagai produk hasil pertanian dapat dinyatakan
sebagai kadar air dan aktivitas air. Sedangkan di udara dinyatakan dalam
kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Air dalam bahan pangan berperan
sebagai pelarut dari beberapa komponen disamping ikut sebagai bahan pereaksi.
Dalam suatu bahan pangan, air dikategorikan dalam 2 tipe yaitu air bebas dan air
terikat. Air bebas menunjukan sifat-sifat air dengan keaktifan penuh, sedangkan
air terikat menunjukan air yang terikat erat dengan komponen bahan pangan
lainnya. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan dan
pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut.
Menurut Wirakartakusumah, dkk (1989) bahwa air dibagi atas empat tipe molekul
air berdasarkan derajat keterikatan air dalam bahan pangan, sebagai berikut:
Tipe I, yaitu molekul air yang terikat secara kimia dengan molekulmolekul
lain melalui ikatan hidrogen yang berenergi besar. Derajat pengikatan air ini
sangat besar sehingga tidak dapat membeku pada proses pembekuan dan sangat
sukar untuk dihilangkan dari bahan. Molekul air membentuk hidrat dengan
molekul-molekul lain yang mengandung atomatom oksigen dan nitrogen seperti
karbohidrat, protein dan garam.
Tipe II, yaitu molekul air yang terikat secara kimia membentuk ikatan
hidrogen dengan molekul air lainnya. Jenis air ini terdapat pada mikrokapiler dan
sukar dihilangkan dari bahan. Jika air tipe ini dihilangkan seluruhnya, maka kadar
air bahan berkisar antara 3 – 7%. 3. Tipe III, yaitu molekul air yang terikat secara
fisik dalam jaringan – jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat, dan
lain – lain. Air tipe ini mudah dikeluarkan dari bahan, dan bila diuapkan
seluruhnya, kadar air bahan mencapai 12 – 25%. Air ini dimanfaatkan untuk
pertumbuhan jasad renik dan merupakan media bagi reaksi kimiawi. 4. Tipe IV,
yaitu air bebas yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni,
dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan penuh. Peranan air dalam bahan pangan
terdapat pada beberapa hal, diantaranya : 1. Aktivitas Enzim dalamBahan Pangan
Dalam bahan pangan, terdapat beberapa enzim yang hanya dapat bekerja jika ada
air. Enzim tersebut tergolong enzim hidrolase seperti enzim protease, lipase, dan
amilase. 2. Pelarut Universal Air merupakan senyawa polar yang hanya akan
melarutkan senyawa yang polar. Senyawa-senyawa polar tersebut seperti garam
(NaCl, vitamin (vitamin B dan C), gula (monosakarida, disakida, oligosakarida
dan polisakarida) dan pigmen (klorofil). 3. Medium Pindah Panas Dalam proses
pengolahan pangan sering dilakukan pemasakan, dalam proses pemasakan
tersebut digunakan kalor (panas). Kalor tersebut akan dihantarkan oleh air
kebagian-bagian dalam bahan pangan secara merata, hal ini karena air mempunyai
konduktivitas panas yang baik. Selain itu adanya air juga akan mempengaruhi
kestabilan bahan pangan selama proses penyimpanan. Hal ini karena kestabilan
bahan pangan tergantung dari aktivitas mikroba pembusuk seperti kapang, khamir
dan jamur. Sedangkan aktivitas mikroba tersebut membutuhkan aw(water
activity)tertentu yang bersifat spesifik untuk tiap jenis mikroba (Anonim, 2012).
Kadar Air Dalam Bahan Pangan
Kadar air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya
simpan dari pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu
bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun
pendistribusian mendapat penanganan yang tepat. Penentuan kadar air dalam
makanan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu metode pengeringan
(dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, dan metode khusus. Istilah
kadar air banyak digunakan di industri karena lebih mudah dicerna oleh
masyarakat awam. Kadar air merupakan jumlah total air yang dikandung oleh
suatu bahan pangan (dalam persen) dan istilah ini tidak menggambarkan aktivitas
biologisnya. Kadar air dapat dinyatakan dalam berat basah (wet basis) atau berat
kering (dry basis), dihitung dengan rumus : kadar air basis kering :
air basis basah :
kadar
keterangan : a = berat air ; k= bahan yang dikeringkan
tanpa air (Anonim, 2012). Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan,
sebagian air dalam bahan harus dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari
jenis bahan. Umumnya dilakukan pengeringan, baik dengan penjemuran atau
dengan alat pengering buatan. Pada bahan yang berkadar air tinggi biasanya
dilakukan evaporasi atau penguapan untuk mengurangi kadar air. Misalnya: susu.
Pada pembuatan susu kental, untuk mengurangi kadar air dilakukan dengan cara
dehidrasi.
Aktivitas Air Dalam Bahan Pangan
Istilah aktivitas air menggambarkan derajat aktivitas air dalam bahan
pangan, baik kimia dan biologis. Nilai untuk aw berkisar antara 0 sampai 1 (tanpa
satuan). Aktivitas air menggambarkan jumlah air bebas yang dapat dimanfaatkan
mikroba untuk pertumbuhannya. Istilah ini paling umum digunakan sebagai
kriteria untuk keamanan pangan dan kualiatas pangan. Nilai aw minimum yang
diperlukan tiap mikroba berbeda-beda sebagai contoh kapang membutuhkan aw >
0.7, khamir > 0.8 dan bakteri 0.9. Dari data tersebut dapat dilihat kapang paling
tahan terhadap bahan pangan yang mengandung Aw rendah sedangkan bakteri
paling tidak tahan terhadap aw rendah (Anonim, 2012).
Kesetimbangan Air Dalam Bahan Pangan
Bahan pangan berinteraksi dengan molekul air yang terkandung
didalamnya dan molekul air di udara sekitarnya. Interaksi molekul air dengan
bahan pangan dan lingkungan dapat dilihat dari isotermisorpsi airnya.
Isotermisorpsi air menunjukkan hubungan antara kadar air bahan dengan Rh
kesetimbangan ruang tempat penyimpanan bahan baku atau aktivitas air pada
suhu tertentu. Kadar air kesetimbangan adalah kadar air saat tekanan uap air
bahan setimbang dengan lingkungannya. Pada saat terjadi kesetimbangan, jumlah
uap air yang menguap dari bahan ke udara sama dengan jumlah air yang masuk ke
bahan. Kadar air kesetimbangan yang terjadi karena bahan kehilangan air disebut
kadar air kesetimbangan desorpsi, sedangkan apabila terjadi karena bahan
menyerap air disebut kadar air kesetimbangan absorpsi (Safrizal, 2012).
Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya
sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori.
Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih
banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada
negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat
dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin
bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya
sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung
karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya
lemak maupun protein.
Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung,
kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Karbohidrat termasuk penyusun sel karena penyusun sel terdiri dari molekul
organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan
aksigen (O). Secara biologis, karbohidrat memiliki fungsi sebagai bahan baku
sumber energi baik pada hewan, manusia dan tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai pada
otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu.
Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O
melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung
hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa
matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Manusia membutuhkan karbohidrat dalam jumlah tertentu setiap harinya.
Walaupun tubuh tidak membutuhkan dalam jumlah yang khusus, kekurangan
karbohidrat yang sangat parah akan menimbulkan masalah. Diperlukan sekitar 2
gram karbohidrat per Kg berat badan sehari untuk mencegah terjadinya ketosis.
Secara keseluruhan tubuh harus mempertahankan keseimbangan tertentu dalam
utilisasi karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energi.
Makalah yang berisi tentang karbohidrat ini disusun untuk memenuhi
tugas kimia dasar, serta disusun untuk mengembangkan materi mengenai
karbohidrat yang dapat mendorong berkembangnya kompetensi pembaca tentang
karbohidrat. Pembaca juga dapat menggunakan makalah ini sebagai rujukan
pelajaran mengenai karbohidrat.
Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang
mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur
Hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh
karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol
lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang
dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuhtumbuhan. Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen, hanya dijumpai
pada otot dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam
susu. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan
H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang
mengandung hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh
kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai. Pada
proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan
menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama
CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang
terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian. Jadi,
karbohidrat adalah hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar mataharidan
zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan suatu
molekul yang tersusun dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Rumus
umumnya adalah CnH2nOn. Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi.
Karbohidrat merupakan sumber kalori bagi organisme heterotrof. Setiap gramnya
menghasilkan 4 kalori. Karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori.
Daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju hanya sekitar
40-60%. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung,
kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Penggolongan Karbohidrat
Karbohidrat yang Terdapat pada Makanan
Karbohidrat yang terdapat pada makanan dapat dikelompokkan menjadi:
a)
Available Carbohydrate (Karbohidrat yang tersedia): yaitu karbohidrat yang
dapat dicerna, diserap serta dimetabolisme sebagai karbohidrat.
b)
Unvailable Carbohydrate (Karbohidrat yang tidak tersedia), yaitu karbohidrat
yang tidak dapat dihidrolisa oleh enzim-enzim pencernaan manusia, sehingga
tidak dapat diabsorpsi.
Karbohidrat Berdasarkan Jumlah Molekulnya
Monosakarida
Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa
lagi dihidrolisa, hanya terdiri dari satu gugus. Rumus umumnya yaitu C6H12O6.
Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum
disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa. Tiga jenis
monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan galaktosa.
Glukosa
Disebut juga gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam,
Buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh
glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa.
Dalam aliran darah (disebut Kadar Gula Darah) dan berfungsi sebagai penyedia
energi bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. N 80-120 mg %. Melebihi normal
disebut hiperglikemia, pada penderita Diabetes Mellitus.
Fruktosa
Disebut juga gula buah ataupun levulosa. Disebut levulosa karena larutan
fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri (laevus=kiri). Merupakan jenis
sakarida yang paling manis, Banyak dijumpai pada buah-buahan, mahkota bunga,
madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil
pemecahan sukrosa.
Galaktosa
Tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam .Galaktosa yang ada di dalam
tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.
Disakarida
Merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida, pada bahan makanan
disakarida terdapat 3 jenis yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa.
Sukrosa
Adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, disebut gula meja (table
sugar) atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua) molekul
monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.
Sumber: tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jam, jelly.
Maltosa
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul
glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih
mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat. Dengan Jodium amilum akan
berubah menjadi warna biru.
Amilum terdiri dari 2 fraksi (dapat dipisah kan dengan air panas):
Amilosa
·
Larut dengan air panas
·
Mempunyai struktur rantai lurus
Amilopektin
·
Tidak larut dengan air panas
·
Mempunyai struktur rantai bercabang
Peranan perbandingan amilosa dan amilo pektin terlihat pada serelia;
Contohnya beras, semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi
kandungan amilopektinnya, semakin lekat nasi tersebut. Pulut sedikit sekali
amilosanya (1-2%), beras mengandung amilosa > 2% Berdasarkan kandungan
amilosanya, beras (nasi) dapat dibagi menjadi 4 golongan:
·
Amilosa tinggi 25-33%
·
Amilosa menengah 20-25%
·
Amilosa rendah 9-20%
·
Amilosa sangat rendah < 9%
Laktosa
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul
glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air. Sumber :
hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu. - Susu sapi 4-5% - ASI
4-7%.Laktosa dapat menimbulkan intolerance disebabkan kekurangan enzim
laktase shg kemampuan untuk mencerna berkurang. Gejala yang sering dijumpai
adalah diare, kembung, flatus dan kejang perut. Def. laktase sebabkan gangguan
pertumbuhan. Formula rendah laktosa (LLM, Almiron, Isomil, Prosobee dan
Nutramigen, dan AI 110 bebas Laktosa).maksimum tiga bulan krn untuk
pertumbuhan sel-sel otak, trus bertahap sesuai dengan pertumbuhan anak.
Polisakarida
Merupakan senyawa karbohidrat kompleks. Dapat mengandung lebih dari
60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun
bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), 3 (tiga) jenis yang ada
hubungannya yaitu amilum, dekstrin, glikogen dan selulosa.
Amilum (zat pati)
Merupakan sumber enersi utama sebagai bahan makanan pokok.
Disamping bahan pangan kaya akan amilumjuga mengandung protein, vitamin,
serat dan beberapa zat gizi penting lainnya. Amilum merupakan karbohidrat dalam
bentuk simpanan bagi tumbuh-tumbuhan dalam bentuk granul yang dijumpai pada
umbi dan akarnya. Sumber: umbi-umbian,serealia dan biji-bijian merupakan
sumber amilum yang berlimpah ruah oleh karena mudah didapat untuk di
konsumsi. Jagung, beras dan gandum kandungan amilumnya lebih dari 70%,
sedangkan pada kacang-kacangan sekitar 40%. Amilum tidak larut di dalam air
dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti
pasta; peristiwa ini disebut "gelatinisasi".
Dekstrin
Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih
sederhana, Lebih mudah larut di dalam air, dengan yodium akan berubah menjadi
wama merah.
Glikogen
Glikogen merupakan "pati hewani", terbentuk dari ikatan 1000 molekul,
larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) bila bereaksi dengan iodium
akan menghasilkan warna merah. Sumber : banyak terdapat pada kecambah,
serealia, susu, syrup jagung (26%). Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia
dan ikan. Pada waktu hewan disembelih, terjadi kekejangan (rigor mortis) dan
kemudian glikogen dipecah menjadi asam laktat selama post mortum. Glikogen
disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu
dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan.
Sumber dan Fungsi Karbohidrat
Sumber Karbohidrat
Ada tiga macam sumber karbohidrat, yang pertama adalah sumber
karbohidrat yang berasal dari makanan berserat yaitu buah-buahan dan sayursayuran, kemudian simple karbohidrat yang didapat dari konsumsi gula dan yang
terakhir adalah kompleks karbohidrat yang didapat dari nasi, kentang,
jagung,roti,dll. Sumber karbohidrat adalah padi-padian (gandum dan beras) atau
serealia, umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), jagung, kacang-kacang
kering, dan gula. Hasil olahan dari sumber karbohidrat adalah mie. bihun, roti,
tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah
tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan
kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayuran.
Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali
mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai
makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.
Makanan di bawah ini adalah sumber karbohidrat berdasarkan 1 satuan penukar,
dengan kalori yang hampir sama. Bisa digunakan untuk panduan menyusun menu
diet. Bila ingin pas memang harus ditimbang dulu tapi bisa juga dikira-kira.
Masing-masing makanan dibawah ini mengandung:
Energi : 175 kalori Karbohidrat : 40 gr Protein : 4 gr Nasi 100gr, roti tawar
70gr,
crackers
50gr
(3/4
gelas),
(3
ptg
sdg),
(5
buah
besar)
Mie basah 200gr, singkong 120gr, jagung pipilan 125 gr (2 gelas), (1 ptg), (1
piring) Kentang 210gr, ubi 135gr, talas 125 gr (2biji sedang), (1 buah), (1 potong)
Dengan mengetahui substitusi dan juga besaran dari jumlah karbohidrat yang
dibutuhkan oleh tubuh, maka kita juga dapat merubah kebiasaan kita makan nasi
dengan substitusi yang lain. Yang pasti, tidak makan nasi pun bisa kenyang.
Klasifikasi Karbohidrat
Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam 2 golongan, yaitu
karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Sesungguhnya semua jenis
karbohidrat terdiri atas karbohidrat sederhana atau gula sederhana; karbohidrat
kompleks mempunyai lebih dari 2 unit gula sederhana di dalam 1 molekul.
Karbohidrat sederhana Karbohidrat sederhana terdiri atas : Monosakarida yang
terdiri atas jumlah ataom C yang sama dengan molekul air, yaitu [ 〖 C_6 (H_2
O) 〗 _6 ] dan [ 〖 C_5 (H_2 O) 〗 _5 ] Disakarida yang terdiri atas ikatan 2
monosakarida dimana untuk tiap 12 atom C ada 11 molekul air [C_12 (H_2 O)11]
Gula alcohol merupakan bentuk alkohol dari monosakarida Oligosakarida adalah
gula rantai pendek yang dibentuk oleh galaktosa, glukosa, dan fruktosa.
D. Fungsi karbohidrat
Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan
makanan, seperti rasa, warna dan tekstur.
Fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:
1.
Fungsi utamanya sebagai sumber enersi (1gram karbohidrat menghasilkan 4
kalori) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah
langsung menjadi enersi untuk aktifitas tubuh, clan sebagian lagi disimpan dalam
bentuk glikogen di hati dan di otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem
syaraf dan eritrosit, hanya dapat menggunakan enersi yang berasal dari
karbohidrat saja.
2.
Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil enersi.
3.
Kebutuhan tubuh akan enersi merupakan prioritas pertama; bila karbohidrat yang
di konsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan enersi tubuh dan jika tidak cukup
terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam
tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil
enersi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat
pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus menerus, maka keadaan
kekurangan enersi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi.
4.
Membantu metabolisme lemak dan protein dengan demikian dapat mencegah
terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.
5.
Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.
6.
Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa
rnisalnya
berfungsi
membantu
penyerapan
kalsium.
Ribosa
merupakan
merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.
7.
Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung
serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, memperlancar defekasi.
Dampak kekurangan dan kelebihan karbohidrat
Kekurangan Kalori dan Protein (KKP)
Penyakit kekurangan kalori dan protein pada dasaraya terjadi karena defisiensi
energi dam defisiensi protein, disertai susunan hidangan yang tidak seimbang.
Penyakit KKP terutama menyerang anak yang sedang tumbuh, dan dapat pula
menyerang
orang
dewasa,
yang
biasanya
kekruangan
makan
secara
menyeluruh.Bahan makanan pokok beras di Indonesia memberikan andil 70-80%
dari total sehari-hari kebutuhan kalori. Kekurangan karbohidrat (kekurangan
konsumsi )per&&) meningkatkan kebutuhan protein, akibatnya kekurangan kalori
sekaligus kekurangan protein.Penyakit KKP memyerang anak yang sedang
tumbuh pesat (balita), terutama berusia 2-4 tahun. Beberapa gejala definiensi
energi, anak kelihatan kurus seolah-olah hanya tinggal kulit pembalut tulang.
Muka berkerut seperti orang tua, kulit di dekat pantat Juga tampak berlipat-lipat,
mengenaskan kulit yang terlalu lebar untuk badan anak. Anak tergeletak pasif,
apatis, tanpa respon terhadap keadaan sekitar, dan bila dipegang tidak terasa
jariagan lemak subkutan di antara lipatan kulitnya.Pada anak yang kekurangan
protein (kwashiskor) ditemui gejala antara lain, anak aptis, rambut kepala halus
dan jarang, rambut bewarna kemerahan, kusam tidak hitam mengkilap seperti
pada anak Sehat, rambut ini aering mudah dicabut tanpa terasa sakit oleh
ponderita.
Kadang
kala
terdapat
uban
yang
momperkuat
diagnosa,
kwashiorkor.Bila KKP menyerang orang dewasa akan terlihat gejala berupa
udema kela paran, karona udema tampak menonjol pada bagian Uonar penderita.
Laktona Intoleraike (LI)
Ada orang sehat terutama anak-anak dan remaja yang tidak tahan bila minum
susu, sehingga manyebabkan diare. Hal ini disebabkan kekurangan enzim laktase,
pada usus halusnya, tidak mampu menguraikan laktosa (gula susu) memjadi gula,
yang lebih sederhana. Ketidakmampuan usus halus mencerna laktosa ini ditandai
dengan gejala kejang perut, diare, dan perut kembung jika minum susu. Upaya,
yang ditempuh untuk mengatasi gangguan reakai LI dengan penambahan enzin
laktase pada susu dengan hamil elahannya seperti yoghurt, keju, dan mentega. ini
penting dilakukan karena susu merupakan),PAbaik makanan yang padat gizi dan
penting dikonsumsi. LI merupakan gangguan metabolik yang berkaitan dengan
adanya laktosa. Laktosa dalam saluran cerna, dipecah oleh kerja enzim laktase
menjadi gluksa dan galaktosa. Pada keadaan LI, tubuh mengalami defisiensi enzin
laktase.
Gula Darah
Glukosa dijumpai dalam peredaran darah, berfungsi sebagai penyedia
energi bagi otot dan jaringan tubuh. Dalam keadaan normal kadar glukosa darah
berkiear antara 60-120 at/100 ale Kadar glukosa melebihi normal disebut
hiperglikemi, yaitu kelebihan kadar gula dalam darah. Keadaan sebaliknya.
dise'but hipoglikemi, yaitu keadaam kadar gula. darah di bawah normal.
Hipeglikemi dapat menyebabkan kehilangan kesadaran Nomal, karena sistem
susunan saraf pusat dan otak hanya dapat bekerja dengan mengasioil glukosa
sebagai sumber tenaga. Pada keadaan demikian, harus segera diberikan suntikan
glukosa, untuk menormalkan fungsi otak.
Kencing manis
Penyakit diabetes melitus atau kencing manis merupakan gangguan
metabolik yang berkaitan glukosa. Para peneliti dan ilmuwan unumaya
sependapat, dasar penyakit ini ialah defisiensi hormon insulin. Hormon ini
dihasilkan dalam ke lenjar pankreas dan mempunyai fungsi memetabolisme
glukosa.Hormon insulin yang kurang berfungsi bisa karena memang simtomnnya
yang tidak cukup, atau kepekaan sel target terhadap hormon itu yang menurun.
Namun ada yang berpendapat hormonnya disintesa dalam jumlah cukup, tetapi
mobilisasin ya terhambat sehingga bertumpuk dalam bertuk inaktif dalan sel-sel
otot. Banyak juga faktor lain yang ikut mempengaruhi timbulnya penyakit
kencing manis.Glukosa diubah insulin menjadi glikogen dalam sel hati mauPun
otot. Keadaaa ini terjadi Bila kadar glukosa dalam darah meningkat. Sebalikayal
bila gula darah menurun, glikogen hati dimoBilisasi sehingga kadar gula darah
meningkat lagi. Glukosa juga dihasilkan deri beBerapa metabolit oleh insulin
dalam proses glukoneogenesis, khusuanya metabolit hasil pemecahan lemak dan
protein.Insulin rerupakan pengatur glukosa untuk masuk ke dalam sel target dan
sel lain. Pada defisiensi insulin, glukosa tak dapat masuk ke dalam sel, sehinga
konsentrasinya meningkat di luar sel, termanuk di dalam cairan darah, Namun
timbunan glukosa itu tak dapat dimanfaatkam sel yang memerlukan untuk energi,
Tumpukan glukosa itu kemudian dibuang melalui ginjal ke dalam urine sehinnga.
air kencing meagandung gula yang disebut glukosuria. Diabetes melitus dapat
ditangani dengan upaya diet, kegiatan fisik dan otak. Jika penangannya cukup
Baik, penderita dapat menjalani kehidupan normal untuk jangka waktu cukup
lama. Pada penderita sering dijumpai kelainan sampingan, terutama yang tidak
dirawat dengan baik, misalaya kelainan retina (retiaepathia diabetica), kelainan
kardiovaskuler dengan gejala penyumbatan pembuluh darah halus, kelainan ginjal
dan kelainan hati. Bisa juga, terjadi kelainan saraf yang disebut neorepathia
diabetica. Penyakit kencing manis dapat dikatakan suatu kelainan akibat
kekurangan hormon insulin. AkiBatnya, glukosa yang dikonsumsi tetap redah
dalam darah dan sukar menembus dinding sel untuk disimpan menjadi glikogen
atau digunakan sebagai energi. Pada. penderita diabetes, kadar gula dapat
mencapai 1.200ol/dl, Keadaan ini hanya dapat diatasi dengan suntikan hormon
insulin secara teratur dan pembatasan makanan atau diet yang ketat.
Obesitas
Obesitas atau kegemukan adalala kelebihan gizi yang ditandai dengan
adanya penimbunan lemak secara berlebihan dalan tubuh sehingga menaikkan
berat Badan. Kegemukan hanya dapat terjadi jika ada kelebihan energi karena
berBagai sebab, antara lain kelebihan zat gizi, kelainan baagian otak tertentu,
kelainan hormon endokrin, faktor keturunan, dan akibat pemakaian obat tertentu.
Kelebihan berat antara lain disebabkan ketidakseimBangan konsumsi kalori
dengan kebutuhan energi, dimana konsumai terlalu berlebihan dibanding
kebutuhan energie. Kelebihan energi itu disimpan dalam bentuk jaringan lemak.
Pada keadaan normal, jaringan lemak itu ditimbun di beberapa tempat,
diantaranya dalam jaringan subkutan dan dalam jaringan tirai khusus
(ementum).Penimbunam lemak pada wanita memiserikan bentuk khas feminin,
misalaya di daerah Pinggul, daerah bahu, dan dada. Timbunan ringan lemak di
daerah khusus itu sangat ditakuti dan dijauhi kaum wanita karena cukup sulit
diatasi. Penderita obesitas pada pria bila berat badannya 15%meleBihi Batas ideal
seauai umur, dan pada wanita meleBihi 20%. Mereka merasa. lebih cepat lelah,
merasa gerah dan cepat berkeringat. Untuk menurunkan panas Badannya itu,
organ tubuh dipasa. bekerja lebih berat karena membawa kelebihan berat badan,
Penderita juga punya kecenderungan lebih mudah membuat kekeliruan dalam
bekerja dan tentu lebih mudah mendapat kecelakaan.
Protein adalah makromolekul yang paling banyak ditemukan di dalam sel
makhluk hidup dan merupakan 50 persen atau lebih dari berat kering sel. Protein
memiliki jumlah yang sangat bervariasi yang mulai dari struktur maupun
fungsinya. Peranan protein diantaranya sebagai katalisator, pendukung, cadangan,
sistem imun, alat gerak, sistem transpor, dan respon kimiawi. Protein-protein
tersebut merupakan hasil ekspresi dari informasi genetik masing-masing suatu
organisme tak terkecuali pada bakteri (Campbell et al., 2009; Lehninger et al.,
2004). Protein dan gen memiliki hubungan yang sangat dekat dimana kode
genetik berupa DNA dienkripsi dalam bentuk kromosom yang selanjutnya kode
genetik tersebut ditranslasikan menjadi protein melalui serangkain mekanisme
yang melibatkan RNA dan ribosom (Vo-Dinh, 2005).
Asam amino merupakan unit pembangun Protein yang dihubungkan
melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,
dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan Asam amino yang terdapat
di alam hanya 20 Asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Tidak
semua Asam amino terdapat di dalam molekul Protein, karena memiliki tugas
lain. Sama halnya dengan proses metabolisme pada komponen lain, pada
metabolisme Protein dan Asam amino juga terjadi anabolisme dan katabolisme
yang juga membutuhkan peranan enzim. Sehingga kita harus tahu bagaimana
proses metabolisme dari Protein dan Asam amino. Maka dari itu penulis
menyusun makalah ini yang di dalamnya penulis berusaha memaparkan dan
menjelaskan secara rinci, bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam
amino. Sehingga para pembaca dapat memahami secara jelas proses metabolisme
Protein dan Asam amino.
Ciri – Ciri Protein
Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan
asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung
dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan
biosintesis protein.
Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh:
1. Susunan kimia yang khas Setiap protein individual merupakan senyawa murni.
2. Bobot molekular yang khas Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein
murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka
protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.
3. Urutan asam amino yang khas Urutan asam amino dari protein tertentu adalah
terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino
dari protein tertentu (Page, D.S. 1997)
Sifat – Sifat Protein
Protein mempunyai sifat-sifat yaitu :
1. Ionisasi
Yaitu apabila protein larut di dalam air akan membentuk ion positif dan ion
negatif.
2. Denaturasi
Yaitu perubahan konformasi serta posisi protein sehingga aktivitasnya
berkurang atau kemampuannya menunjang aktivitas organ tertentu dalam
tubuh
hilang sehingga tubuh mengalami keracunan.
3. Viskositas
Yaitu tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul di dalam
zat
cair yang mengalir.
4. Kristalisasi
Yaitu proses yang sering dilakukan dengan jalan penambahan garam
ammonium sulfat atau NaCl pada larutan dengan pengaturan PH pada titik
isoelektriknya.
5. Sistem koloid
Yaitu sistem yang heterogen terdiri atas dua fase yaitu partikel kecil yang
terdispersi dari medium pendispersi atau pelarutnya.
Sifat- sifat suatu protein ditentukan oleh :
1. Macam asam amino yang terdapat dalam molekul protein.
2. Jumlah tiap macam asam amino itu.
3. Susunan asam amino dalam tiap molekul protein (Sediaoetama,
1991).
Fungsi dan Manfaat Protein
Menurut Aminah (2005) yang mengutip dari Marsetyo dan Kartasapoetra
fungsi protein di dalam tubuh yaitu :
A.
Protein sebagai Zat Pembangun
Maksud zat pembangun di sini adalah bahwa protein itu merupakan bahan
pembentuk berbagai jaringan tubuh baru, dimana proses pembentukan jaringan
baru selalu terjadi di dalam tubuh, antara lain:
1. Pada masa pertumbuhan
Proses ini terjadi mulai dari lahir sampai menjadi dewasa muda. Dalam masa
ini proses pembentukan jaringan terjadi secara besar- besaran.
2. Dalam masa hamil
Di dalam tubuh wanita yang sedang hamil terjadi pembentukan jaringan–
jaringan baru dari janin yang sedang dikandungnya. Pembentukan jaringan baru
pada waktu hamil terjadi lebih cepat di pertengahan kehamilan.
3. Penggantian jaringan–jaringan yang rusak dan dirombak
Pada waktu orang sakit keras atau pada berbagai penyakit menahun terlihat
orang menjadi kurus disebabkan banyak jaringannya yang rusak.
4. Waktu latihan–latihan dan olah raga terjadi pula pembentukan jaringan baru,
terutama jaringan otot.
B. Protein sebagai Zat Pengatur
Protein termasuk pula kedalam golongan zat pengatur, karena protein ikut
pula mengatur berbagai proses tubuh, baik secara langsung maupun tidak
langsung sebagai bahan pembentuk zat–zat yang mengatur berbagai proses tubuh.
C. Protein sebagai Pemberi Tenaga
Para peneliti telah menemukan bahwa komposisi protein mengandung unsur
karbon, dengan demikian maka jelas protein dapat berfungsi sebagai sumber
energi pula. Dalam keadaan tersedianya karbohidrat tidak mencukupi, maka untuk
menyediakan energi sejumlah karbon yang terkandung dalam protein akan
dimanfaatkan seperlunya sehingga berlangsung pembakaran dan sejumlah protein
lainnya digunakan memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan
jaringan.
Selain itu, manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Protein sangat
mempengaruhi proses pertumbuhan tubuh kita. Diantara manfaat protein tersebut
adalah sebagai berikut:
Sebagai enzim. Protein memiliki peranan yang besar untuk mempercepat reaksi
biologis.
Sebagai alat pengangkut dan penyimpan. Protein yang terkandung dalam
hemoglobin dapat mengangkut oksigen dalam eritrosit. Protein yang terkandung
dalam mioglobin dapat mengangkut oksigen dalam otot.
Untuk penunjang mekanis. Salah satu protein berbentuk serabut yang disebut
kolagen memiliki fungsi untuk menjaga kekuatan dan daya tahan tulang dan kulit.
Sebagai pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh. Protein ini biasa
digunakan dalam bentuk antibodi.
Sebagai media perambatan impuls syaraf.
Sebagai Pengendalian pertumbuhan.
2.1.7
Jenis – Jenis Protein
Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk membentuk kulit, tulang dan
ikatan tisu.
Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi badan daripada serangan
penyakit.
Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah kita.
Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan.
Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa oksigen.
Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh kuman.
Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa dalam darah.
Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.
2.1.8 Sumber Protein
Pengelompokan Protein dapat dibedakan menurut sumbernya yaitu :
A. Protein Hewani
Yaitu sumber protein yang berasal dari hewan.
Contohnya : Daging, ikan, ayam, udang, susu dll.
B. Protein Nabati
Yaitu sumber protein yang berasal dari tumbuhan.
Contohnya : suku polong – polongan, kentang, tempe, tahu, dll.
Klasifikasi Protein
Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:
Berdasarkan Struktur Molekulnya
Protein yang tersusun dari rantai asam amino akan memiliki berbagai
macam struktur khas pada masing-masing protein. Karena protein disusun oleh
asam amino yang berbeda secara kimiawinya, maka suatu protein akan terangkai
melalui ikatan peptida dan bahkan terkadang dihubungkan oleh ikatan sulfida.
Selanjutnya protein bisa mengalami pelipatan-pelipatan membentuk struktur yang
bermacam-macam. Adapun struktur protein meliputi struktur primer, struktur
sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener :
A. Struktur Primer
Merupakan struktur yang sederhana dengan urutan-urutan asam amino yang
tersusun secara linear yang mirip seperti tatanan huruf dalam sebuah kata dan
tidak terjadi percabangan rantai. Struktur primer terbentuk melalui ikatan antara
gugus α–amino dengan gugus α–karboksil. Ikatan tersebut dinamakan ikatan
peptida atau ikatan amida (Berg et al., 2006; Lodish et al., 2003). Struktur ini
dapat menentukan urutan suatu asam amino dari suatu polipeptida (Voet & Judith,
2009).
B. Struktur Sekunder
Merupakan kombinasi antara struktur primer yang linear distabilkan oleh
ikatan hidrogen antara gugus =CO dan =NH di sepanjang tulang belakang
polipeptida. Salah satu contoh struktur sekunder adalah α-heliks dan β-pleated.
Struktur ini memiliki segmen-segmen dalam polipeptida yang terlilit atau terlipat
secara berulang. (Campbell et al., 2009; Conn, 2008).
Struktur α-heliks terbentuk antara masing-masing atom oksigen karbonil pada
suatu ikatan peptida dengan hidrogen yang melekat ke gugus amida pada suatu
ikatan peptida empat residu asam amino di sepanjang rantai polipeptida
(Murray et al, 2009). Pada struktur sekunder β-pleated terbentuk melalui ikatan
hidrogen antara daerah linear rantai polipeptida.
1.
C. Struktur Tersier
Struktur tersier dari suatu protein adalah lapisan yang tumpang tindih di atas
pola struktur sekunder yang terdiri atas pemutarbalikan tak beraturan dari ikatan
antara rantai samping (gugus R) berbagai asam amino. Struktur ini merupakan
konformasi tiga dimensi yang mengacu pada hubungan spasial antar struktur
sekunder. Struktur ini distabilkan oleh empat macam ikatan, yakni ikatan
hidrogen, ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan hidrofobik. Dalam struktur ini,
ikatan hidrofobik sangat penting bagi protein. Asam amino yang memiliki sifat
hidrofobik akan berikatan di bagian dalam protein globuler yang tidak berikatan
dengan air, sementara asam amino yang bersifat hodrofilik secara umum akan
berada di sisi permukaan luar yang berikatan dengan air di sekelilingnya
(Murray et al, 2009; Lehninger et al, 2004).
D. Struktur Kuartener
Adalah gambaran dari pengaturan sub-unit atau promoter protein dalam
ruang. Struktur ini memiliki dua atau lebih dari sub-unit protein dengan struktur
tersier yang akan membentuk protein kompleks yang fungsional. ikatan yang
berperan dalam struktur ini adalah ikatan nonkovalen, yakni interaksi elektrostatis,
hidrogen, dan hidrofobik. Protein dengan struktur kuarterner sering disebut juga
dengan protein multimerik. Jika protein yang tersusun dari dua sub-unit disebut
dengan protein dimerik dan jika tersusun dari empat sub-unit disebut dengan
protein tetramerik (Lodish et al., 2003; Murray et al, 2009).
2 Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik
A. Protein globular
Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat)
membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein ini
larut dalam air, asam, basa, dan etanol.
B. Protein serabut (fibrous protein)
Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun
memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin
pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut dalam
air, asam, basa, maupun etanol.
3.
Berdasarkan Fungsi Biologi
Tabel 1. Fungsi dari protein secara terperinci adalah sebagai berikut :
Fungsi
Katalitik
Jenis
Enzim
Contoh
Katalase pepsin
Struktural
Protein
struktural
Kolagen, elastin, keratin
Motil
(mekanik)
Protein
kontraktil
Aktin, Myosin
Penyimpanan
Protein
angkutan
Kasein (susu), ovalbumin (telur), feritin
(penyimpan besi)
Pengangkutan
Protein
angkutan
Albumin serum (asam lemak) hemoglobin
(oksigen)
Protein hormon
enzim pengatur
Antibodi
Protein
penggumpal
Insulin
Fosfofruktokinasa
Pengatur
Perlindungan
Tanggap
toksik
4.
Protein toksin
Imun globulin
Trombin, fibrinogen
Toksin bisa ular, toksin bakteri
(bortulisme, difteri)
Berdasarkan Daya Larutnya
Albumin. Larut air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya
albumin telur dan albumin serum.
Globulin Glutelin. Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer.
Glutenin (gandum), orizenin (padi).
Gliadin (prolamin). Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%.
Gliadin/gandum, zein/jagung.
Histon. Bersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel.
Globin bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut
air, garam encer dan pekat (jenuh 30-50%). Misalnya globulin serum dan globulin
telur.
Protamin. Larut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam
nukleat menjadi nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin.
5. Protein Majemuk
Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein. Di antaranya
adalah sebagai berikut :
Fosfoprotein, yaitu protein yang mengandung fosfor. Misalnya kasein pada
susu, dan vitelin pada kuning telur.
Kromoprotein yaitu protein berpigmen. Misalnya asam askorbat oksidase
mengandung Cu.
Protein Koenzim. Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+.
Lipoprotein, yaitu protein yang mengandung asam lemak, lesitin.
Metaloprotein, yaitu protein yang mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co,
Mn, Zn, Cu, Mg dsb).
Glikoprotein, yaitu protein yang mengandung gugus prostetik karbohidrat.
Misalnya musin (pada air liur), oskomukoid (pada tulang).
Nukleoprotein yaitu antara protein dan asam nukleat berhubungan (berikatan
valensi sekunder). Misalnya pada jasad renik.
Kajian tentang Asam Amino
Pengertian Asam Amino
Protein tersusun dari peptida-peptida sehingga membentuk suatu polimer
yang disebut polipeptida. Setiap monomernya tersusun atas suatu asam amino.
Asam Amino merupakan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional
Karboksil (-COOH) yang bersifat Asam dan Amina (biasanya –NH2) yang
bersifat Basa.
Struktur Molekul Asam Amino
Secara umum mempunyai struktur satu atom C yang mengikat empat
gugus. Pada keempat pasangannya yang berbeda itu adalah gugus amino, gugus
karboksil, atom hidrogen, dan berbagai gugus yang disimbolkan dengan huruf R.
Gugus R disebut juga sebagai Rantai samping yang berbeda dengan gugus amino.
(Campbell et al., 2009).
Jenis Asam Amino
Berdasarkan biosintesis Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu
Asam Amino Essential
Adalah asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh dan berasal dari
makanan yang kita makan. Asam Amino yang termasuk dalam asam amino
essential adalah: Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin,
Treonin, Triftofan, Valin.
Asam Amino Nonessential
Adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan yang berasal dari tubuh.
Asam Amino yang termasuk dalam asam amino nonessential adalah : Alanin,
Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam glutamat, Glutamine, Glycine,
Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline.
Sumber Asam Amino
Asam amino dapat diperoleh dari :
1.
Protein dalam makanan
2.
Proses synthesa asam amino nonessential (transaminasi terhadap
metabolite)
3.
Degradasi protein tubuh.
Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari
hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses
kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein
turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut :
Tabel 2. Contoh protein turnover :
Protein
Enzim
Di dalam hati
Di dalam plasma
Hemoglobin
Otot
Kolagen
Turnover rate (waktu paruh)
7-10 menit
10 hari
10 hari
120 hari
180 hari
1000 hari
Fungsi Asam Amino
1. Membentuk protein yang dibutuhkan.
2. Membentuk glukosa.
3. Membentuk badan-badan keton, dll
4. Menghasilkan energi.
5. Membentuk molekul nonprotein (derivat asam amino).
Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk :
1. Struktur basa nitrogen DNA dan RNA.
2. Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom,
enzim dll.
3. Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.
4. Hormon dan fosfolipid.
Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan
sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas.
Macam – Macam Asam Amino
Ada 20 macam asam amino, yang masing-masing ditentukan oleh jenis
gugus R atau rantai samping dari asam amino. Jika gugus R berbeda maka jenis
asam amino berbeda. Gugus R dari asam amino bervariasi dalam hal ukuran,
bentuk, muatan, kapasitas pengikatan hidrogen serta reaktivitas kimia. Untuk
selanjutnya, dapat dilihat nama – nama dari 20 macam asam amino pada Tabel 2.
Tabel 2. Nama-nama asam amino
No
Nama
Singkatan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Alanin (alanine)
Arginin (arginine)
Asparagin (asparagine)
Asam aspartat (aspartic acid)
Sistein (cystine)
Glutamin (Glutamine)
Asam glutamat (glutamic acid)
Glisin (Glycine)
Histidin (histidine)
Isoleusin (isoleucine)
Leusin (leucine)
Lisin (Lysine)
Metionin (methionine)
Fenilalanin (phenilalanine)
Prolin (proline)
Serin (Serine)
Treonin (Threonine)
Triptofan (Tryptophan)
Tirosin (tyrosine)
Valin (valine)
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Gln
Glu
Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
Kajian tentang Metabolisme Protein dan Asam Amino
Pembentukan Protein Atau Asam Amino
Metabolisme protein akan tersusun atas jumlah asam amino yang
membentuk rangkaian sederhana dengan diikat oleh unsur kimiawi lainnya seperti
peptida. Protein-protein tersebut akan membentuk semacam gugus amina dan
gugus karboksil yang terjaring dalam darah. Jumlah peptida dalam protein sendiri
sangat beragam ada yang mencapai 10 hingga 100 asam amino. Selain itu protein
juga memiliki jenis sebagai hasil dari senyawa kimia yang berada pada tubuh kita
misalnya ada unsur glikoprotein yang banyak mengandung karbohidrat, ada pula
lipoprotein yang banyak mengandung lipid. Jika asam amino dalam metabolisme
protein sudah lengkap terangkai maka akan memiliki fungsi tersendiri. Seperti
membangun sel-sel yang rusak akibat kondisi tubuh yang tidak stabil, membentuk
zat-zat pengatur yaitu enzim dan hormon serta membentuk zat inti untuk energi
yang setara dengan 4,1 kalori.
Pengertian Metabolisme Protein
Metabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam tubuh
makhluk hidup. Proses metabolisme terbagi menjadi dua yaitu Anabolisme dan
Katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi
besar yang membutuhkan energi (ATP), katabolisme adalah proses penguraian
molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi (ATP).
Metabolisme protein adalah metabolisme yang berasal dari asam amino
yang sumbernya dari asam itu sendiri. Dalam total keseluruhan asam amino yang
dihasilkan ada sekitar 85% yang berfungsi sebagai sintesis pada protein. Asam
amino yang bertujuan sebagai metabolisme tersebut dapat kita jumpai pada
protein yang kita makan setiap harinya. Protein tersebut berproses sebagai hasil
dari degradasi protein di dalam tubuh. Proses semacam ini biasanya akan bersifat
kontinyu atau berlanjut secara berkala. Asam amino pada protein itu sendiri
terbagi atas dua unsur yaitu asam amino essensial dan asam amino non essensial.
Dalam hal ini sumber protein yang berupa asam amino tersebut akan mengalami
transport protein seperti protein akan berproses di usus halus yang nantinya akan
masuk pada aliran darah kita. Ketika asam amino telah bercampur dalam darah
maka asam tadi akan tersebar luas hingga keseluruh sel namun asam amino itu
tentunya tidak akan terbuang sia-sia melainkan akan disimpan dalam sel-sel darah
yang dibantu dengan enzim.
Proses Metabolisme Protein dan Asam amino
Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut
sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu
sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi
molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran
pencernaan. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk
darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Didalam
sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim).
Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein
Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzimenzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis protein menjadi asam
amino.
Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus, dan
dikatabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam
amino dalam darah dibawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel),
kemudian asam amino tersebut ada yang disimpan dalam hati (intra sel) dan
sebagian dibawa oleh darah ke jaringan-jaringan tubuh. Asam amino yang dibawa
ke hati dikatakan ekstra sel karena sebagian asam amino dalam hati ini kemudian
akan dibawa sebagian keluar dari sel atau menuju ke seluruh jaringan tubuh yang
membutuhkan. Setelah masuk ke jaringan-jaringan tubuh asam amino ini akan
masuk ke sel-sel tubuh (asam amino dalam sel). Dan sebagiannya lagi tetap
didalam hati (intra sel) sebagai cadangan protein dala