Karbohidrat, Lemak, dan Protein

KARBOHIDRAT Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah sekelompok nutrien penting dalam susunan makanan sebagai sumber energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Senyawa-senyawa ini mengandung unsur karbon, hidrogen, oksigen dan dihasilkan oleh tanaman melalui proses fotosintesa. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, 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.

Klasifikasi Karbohidrat MONOSAKARIDA Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa lagi dihidrolisa. Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis. Dalam Ilmu Gizi hanya ada tiga jenis monosakarida yang penting yaitu, glukosa, fruktosa dan galaktosa.

Glukosa Terkadang orang menyebutnya gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa dan laktosa. Glukosa dijumpai di dalam aliran darah (disebut Kadar Gula Darah) dan berfungsi sebagai penyedia energi bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. Pada keadaan fisiologis Kadar Gula Darah sekitar 80-120 mg %.

Fruktosa Disebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijumpai pada 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

OLIGOSAKARIDA Merupakan polimer kecil yang terbentuk karena adanya ikatan antara 2 sampai 10 monosakarida dengan pelepasan air. Dua molekul => disakarida Tiga molekul => trisakarida, dst Yang terpenting dalam produk pangan adalah disakarida

DISAKARIDA Mempunyai rumus umum C12H22O11 Terbentuk dari gabungan dua molekul monosakarida dengan pelepasan satu molekul air seperti yang terlihat pada gambar. Senyawa disakarida yang penting meliputi sukrosa, maltosa, dan laktosa.

Sukrosa Adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, sehingga lebih sering 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 dicema. Dengan Jodium amilum akan berubah menjadi warna biru 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%.

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), tidak seperti monosakarida dan disakarida. Rumus umum: (C6H10O5)n, di mana “n” adalah bilangan yang besar. Contoh polisakarida yang umum adalah : pati, glikogen, selulosa, dan dekstrin.

Pati (Amilum) Merupakan sumber energi utama bagi orang dewasa di seluruh penduduk dunia, terutama di negara sedang berkembang oleh karena di konsumsi sebagai bahan makanan pokok. Amilum merupakan karbohidrat dalam bentuk simpanan bagi tumbuh-tumbuhan dalam bentuk granula 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%.

Glikogen Glikogen merupakan "pati hewani", terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia dan ikan. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan. Sumber : banyak terdapat pada kecambah, serealia, susu, sirup jagung (26%).

Selulosa Hampir 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan adalah selulosa, karena selulosa merupakan bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh-tumbuhan. Selulosa tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia, oleh karena tidak ada enzim untuk memecah selulosa. Dekstrin Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut di dalam air, dengan yodium akan berubah menjadi wama merah.

LEMAK DAN MINYAK Lemak adalah campuran trigliserida yang terdiri atas satu molekul gliserol yang berkaitan dengan tiga molekul asam lemak. Lemak dan minyak mempunyai struktur kimia umum yang sama. Dalam penggunaan secara umum, kata lemak (fat) dipakai untuk menyebut trigliserida yang padat pada suhu ruang. Sedangkan kata minyak (oil) dipakai untuk menyebut senyawa yang cair pada suhu ruang.

Berdasarkan jenis ikatannya, lemak dibagi menjadi dua yaitu asam lemak jenuh dan tidak jenuh Rantai hidrogennya dipenuhi dengan hidrogen Asam Lemak Tak Jenuh Rantai hidrogennya tidak dipenuhi oleh hidrogen dan mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap. Kadar asam lemak jenuh pada lemak hewani lebih besar dibanding pada lemak hewan

Ketengikan Ketengikan merupakan gejala rusaknya lemak dan minyak Ada dua reaksi yang berperan dalam proses ketengikan lemak dan minyak: a. Oksidasi Pada peristiwa oksidasi, terjadi pengikatan oksigen pada ikatan trigliserida. Reaksi ini dipercepat dengan panas, cahaya, logam-logam. b. Hidrolisis Enzim lipase menghidrolisis lemak, memecahkan menjadi gliserol dan asam lemak : Lemak + Air -------> Gliserol + Asam Lemak Asam lemak bebas yang terbentuk menghasilkan off-flavor (As. Butirat pd mentega)

Ada dua jenis anti oksidan ; Lemak tumbuhan mempunyai ketahanan lebih tinggi dibandingkan lemak hewan terhadap proses ketengikan. Untuk mencegah ketengikan, maka biasanya suatu minyak atau lemak ditambah dengan antioksidan Ada dua jenis anti oksidan ; Antioksidan primer : zat yang dapat menghentikan reaksi berantai pembentukan radikal yang melepaskan hidrogen yang dapat berasal dari alam atau buatan. Contoh : Alam (tokoferol, lesitin, vitamin C, dan gosipol), Buatan (BHA=butylated hydroxyanisole dan BHT=butylated hydroxytoluene) Antioksidan sekunder : zat yang dapat mencegah kerjanya prooksidan (zat pendorong oksidasi) misalnya logam. Antioksidan sekunder umumnya asam organik yang dapat mengikat logam (sequestran) Contoh : EDTA (etilen diamin tetraasetat), asam sitrat

Sumber-sumber Lemak Daging dan ikan menyediakan sejumlah 27% dari asupan lemak contoh: Ikan sarden Mentega dan margarine mentega : 15 % margarin : 11 % Susu, krim dan keju susu dan krim -> 3-4 % keju -> 5 % Makanan yang dipanggang kue, cake, pastry -> 8% Minyak dan lemak untuk memasak lemak babi, shortening, minyak -> 10%

Bahan Pangan % Lemak Minyak Goreng 100 Lemak babi 99 Margarin-mentega 81-82 Kacang tanah, sangrai 49 Krim 48 Keju 34 Susu coklat 30 Daging sapi 24 Ikan Herring 14 Telur 11 Daging ayam 4.3 Ikan Cod 0,7

Aplikasi dalam Industri Untuk menggoreng cara pengolahan yang cepat, menggunakan suhu tinggi (180 o C) produk mempunyai warna dan flavor yang khas Efek shortening menyebabkan efek cryspy, kering, rapuh, dan mengeripik -> pastry, crumbly Pengaruh membentuk krim dan gelembung udara, digunakan dalam pembuat kue.

Produk Olahan Lemak 1. Minyak Goreng Fungsi: sebagai penghantar panas, penambah rasa gurih, dan penambah nilai kalori bahan pangan. Mutu ditentukan oleh titik asapnya Makin tinggi titik asap, makin baik mutu minyak goreng tersebut. Titik asap suatu minyak goreng tergantung dari kadar gliserol bebas

2. Mentega Berasal dari lemak susu, lemak susu dapat dipisahkan dengan proses churning (proses pemecahan emulsi minyak dalam air) Merupakan emulsi air dalam minyak 18% air dalam 80% lemak (+ protein /emulsifier) 3. Shortening Lemak padat yang mempunyai sifat plastis dan kestabilan tertentu, berwarna putih Diperoleh dari hasil pencampuran dua atau lebih lemak dengan cara hidrogenasi. Banyak digunakan dalam pembuatan cake dan kue yang dipanggang Berfungsi untuk memperbaiki cita rasa, struktur, tekstur, keempukan, dan memperbesar volume roti/kue

4. Margarine Pengganti mentega dengan rupa, bau, konsistensi, rasa, dan nilai gizi hampir sama. Merupakan emulsi air dalam minyak (80% lemak). Lemak yang digunakan berasal dari: lemak hewani : lemak babi atau lemak sapi lemak nabati : minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai, dan minyak biji kapas.

PROTEIN Protein adalah suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul yang sangat bervariasi, dari 5000 hingga > 1 juta. Dengan cara hidrolisis oleh asam atau enzim, protein akan menghasilkan asam-asam amino. Ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein, asam-asam amino ini terikat satu sama lain oleh ikatan peptida.

Protein dapat diperoleh dari makanan yang berasal dari hewan atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani, sedangkan yang berasal dari tumbuhan disebut protein nabati. Hewan yang makan tumbuhan mengubah protein nabati menjadi protein hewani. Beberapa makanan sumber protein ialah daging, telur, susu, ikan, beras, kacang-kacangan, gandum, jagung, dan buah-buahan.

Penggolongan Protein Ditinjau dari strukturnya, protein dapat dibagi dalam dua golongan besar, yaitu golongan protein sederhana dan protein gabungan. Protein sederhana ialah protein yang hanya terdiri dari molekul-molekul asam amino. Sedangkan protein gabungan ialah protein yang terdiri atas protein dan gugus bukan protein. Gugus-gugus ini disebut gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid, atau asam nukleat

Protein sederhana dapat dibagi dalam dua bagian menurut bentuk molekulnya, yaitu protein fiber dan protein globular Yang termasuk protein fiber adalah kolagen, gelatin, elastin, dan keratin Sedangkan yang termasuk protein globular adalah albumin, kasein, globulin, histon, dan protamin Beberapa jenis protein gabungan diantaranya mukoprotein, glikoprotein, lipoprotein, dan nukleoprotein

Denaturasi Protein Suatu protein mempunyai arti bagi tubuh apabila protein tersebut di dalam tubuh dapat melakukan aktivitas biokimiawi yang menunjang kebutuhan tubuh. Aktivitas ini banyak tergantung pada struktur dan konformasi molekul protein yang tepat. Apabila konformasi molekul protein berubah, misalnya oleh perubahan suhu, pH, atau karena terjadinya suatu reaksi dengan senyawa lain dan ion-ion logam, maka aktivitas biokimiawinya akan berkurang.

Perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu merupakan suatu proses yang disebut denaturasi. Proses denaturasi ini kadang-kadang dapat berlangsung secara reversibel, kadang-kadang tidak Penggumpalan protein biasanya didahului proses denaturasi yang berlangsung dengan baik pada titik isoelektrik protein tersebut

Protein akan mengalami penggumpalan apabila dipanaskan pada suhu 500C atau lebih Air ternyata diperlukan untuk proses denaturasi oleh panas Putih telur yang kering dapat dipanaskan hingga 1000C dan tetap larut dalam air Disamping oleh pH, suhu tinggi, dan ion logam berat, denaturasi dapat pula terjadi oleh adanya gerakan mekanik, alkohol, aseton, eter, dan detergen