Survey
* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
Makro Nutrien 2. NUTRISI Makronutrien: Karbohidrat Lipid Protein Mikronutrien Air Vitamin Mineral 2.1Nutrisi-Katabolisme Hubungan Metabolisme karbohidrat, Lipid, Protein Karbohidrat sebagai sumber energi: Kalori nutrisi (Cal=kkal) Kebutuhan kalori basal Katabolisme KH: Serat Hubungan Katabolisme dan Anabolisme Struktur polimer untuk proses katabolisme anabolisme Tahap 1, 2, 3 dibedakan berdasarkan ukuran molekul Hubungan metabolisme karbohidrat, Lipid, Protein dan Asam Nukleat 2.1.1 Katabolisme Karbohidrat Glikolisis : diperlukan energi dihasilkan energi :Hasil glikolisis diolah berbeda antara sel yang anaerob dan aerob Fermentasi alkohol: 1. Pyruvate <=> Acetaldehyde + CO2 (catalyzed in yeast by Pyruvate Decarboxylase). 2. Ethanol + NAD+ <=> Acetaldehyde + NADH (catalyzed by Alcohol Dehydrogenase) Fermentasi alkohol Piruvat _ Dekarboksilase Alkohol _ Dehidrogenase Daur asam trikarboksilat Piruvat hasil glikolisis, dalam keadaan aerob akan diubah menjadi asetil-KoA. Asetil-KoA ini kemudian akan masuk ke dalam daur asam trikarboksilat, tempat dihasilkannya NADH, FADH2, dan GTP, diawali dengan bereaksinya oksaloasetat membentuk sitrat Rantai respirasi/ fosforelasi oksidatif Fosforelasi Oksidatif Reaksi redoks Sistem transport elektron: . . . Lokasi & mekanisme reaksi rantai respirasi p/o rasio dan reaksi oksidatif ATP sintesis inhibitor 2.1.2 -Katabolisme asam lemak Penyerapan dan transport: didegradasi di lumen usus kecil, direkombinasi pada RE &badan golgi aktivasi asam lemak R-COO- + ATP + CoASH <=> Acyl-S-CoA + AMP + PPi ( = -0.8 kJ/mol) dikatalisis oleh enzim fatty acyl CoA ligase Transfer ‘fatty Acyl CoA’ dari sitosol ke mitokondria Beta oksidasi dari asam lemak Terjadi di dalam mitokondria. Tahapan -tahapan -oksidasi FADH2 dan NADH yang dihasilkan akan masuk ke dalam sistem transport elektron, sehingga dihasilkan ATP perolehan energi Oksidasi asam lemak ganjil Menghasilkan propionil-KoA yang tidak dapat langsung digunakan pada TCA Propionil-KoA ini harus di konversi menjadi suksinil KoA Asam lemak esensial & non esensial Ketogenesis Terjadi jika jumlah asetil-KoA berlebih merupakan sumber energi otak jika dalam keadaan kelaparan Membran Sel dan Proses Transport Struktur Membran : Lipid ‘bilayer’ Protein Fluiditas Membran Proses transport Struktur membran Proses transport Transport pasif Difusi Difusi dengan bantuan pori pengemban (carrier) Transport aktif dengan bantuan sumber energi, terjadi proses transport yang melawan arah gradien konsentrasi: pompa Ion sistem ko-tansport transport dengan modifikasi 2.2 Nutrisi- Komponen Karbohidrat Merupakan komponen penyusun pangan terbesar setelah air. Karbohidrat sebagai komponen struktur sel: Glikoprotein: glycosaminoglycans : Lectins: interaksi antar sel Serat Beberapa KH yang banyak terdapat di pangan: Glukosa, fruktosa Sukrosa Maltosa Laktosa Struktur antigen oligosakarida A,B &O Interaksi KH-Prot Elastase Structure fo a C-type carbohydrate-binding domain from an animal lectin. A calcium ion links a mannose residue to the lectin. Selected interactions are shown, with some H atoms ommited for clarity Selectins mediate cell-cell interactions. Lymphocytes adhering to the endothelial lining of a lymph node. Glukosa & fruktosa Contoh : madu kelarutan Semua monosakarida adalah gula pereduksi, karena dapat mereduksi senyawa/unsur seperti Cu2+ menjadi Cu+ Pereaksi untuk identifikasi gula pada pangan: Uji Benedict (aldosa) Uji Fehling (ketosa pada kondisi basa) Uji Ketosa Disakarida Kebanyakan diperoleh dari hasil hidrolisis sebagian dari polisakarida Sukrosa : gula meja Diperoleh dari tebu atau beet Sifat: bukan gula pereduksi, pemanasan menghasilkan karamel, dapat di fermentasi Gula Invert: Hasil hidrolisis sukrosa dengan asam/panas atau dengan invertase dgn perbandingan glukosa : fruktosa = 1 : 1 Ikatan glikosida pada disakarida Manfaat sukrosa pada pangan Fermantasi: pembuatan roti, pakan ternak Brown sugar: kristal gula putih yang diberi perlakuan dangan molase. Gula bubuk: bubuk sukrosa yang mengandung 3% tepung jagung sbg ‘anticaking agent’ Gula ‘fondant’, untuk hiasan kue atau permen: kristal sukrosa yang sangat halus diselaputi larutan jenuh gula invert, sirup jagung, maltodextrin. Disakarida-Maltosa Struktur: Jarang diproduksi oleh tanaman, hasil hidrolisis tepung oleh enzim -amilase (bakteri Bacillus), merupakan senyawa antara pada proses fermentasi. Sifat: gula pereduksi, mutarotasi, hidrolisis oleh asam/panas – maltase Manfaat: sirup jagung, kombinasi pemanis Disakarida - Laktosa Kelimpahan: Susu sapi/kambing (4.54.8%), susu manusia (~7%) Produk susu tanpa fermentasi Sifat: gula pereduksi, mutarotasi, menghasilkan glukosa & galaktosa pada hidrolisis dgn asam/panas atau laktase (galaktosidase) Sifat Laktosa (lanjutan) Gula yang paling tidak manis Paling sukar larut Digunakan sebagai pembawa senyawa pewarna atau senyawa pembangkit rasa (adsorbsi) Tidak dapat difermentasi oleh kapang Bereaksi dgn protein reaksi pencoklatan Merangsang adsorbsi nutrisi di usus halus & menyebabkan waktu tinggal Ca lebih lama. Manfaat laktosa Sumber karbohidrat utama selama masa pertumbuhan mamalia (40%) Tidak di dapatkan pada makanan fermentasi (asam laktat) Pencernaan: laktase pada lumen usus halus Lactosa intolerance Derajad kemanisan Intensitas rasa: recognition threshold Nilai batas ambang berhubungan dengan afinitas khemoreseptor rasa manis untuk suatu senyawa manis dan bergantung pada struktur senyawa Dipengaruhi juga oleh suhu, pH dan keberadaan senyawa manis/tidak manis lain di dalam bahan. Kristalisasi Digunakan utk memurnikan gula Makin murni larutan, makin cepat kristalisasi Proses ini tidak selalu diinginkan terjadi pada produk pangan e.g kristalisasi laktosa pada es krim Pertumbuhan kristal: Polisakarida Polimer dari monosakarida derajat polimerisasi (DP) DP < 100 beberapa 200<DP<3000 kebanyakan 7000<DP<15000 beberapa e.g selulosa Sifat polisakarida Terhubung melalui ikt glikosidik Ada yang berantai lurus atau bercabang Massa molekul tinggi Tidak larut dalam air Tidak dapat dikristalkan Bukan gula pereduksi Manfaat pada bahan pangan Efek pada sifat bahan : Mengatur -menurunkan mobilitas air pada sistem bahan pangan Air dapat mengubah sifat fisik & fungsional polisakarida Bersama-sama air, polisakarida dapat megubah sifat fungsional bahan pangan. e.g Komposisi tepung Amilosa (17-30%), kec ‘Sweet corn & peas’: 70% Struktur: rantai lurus: a1,4-glikosidik ‘right handed spiral’ Dp ~ 103 Larut dalam air Hidrolis dengn -amilase 100% dextrin glukosa Strong pliable films Amilopektin (70-80%), kec‘waxy starch’ e.g Waxy corn kernel’: 100% Struktur : bercabang - … + a-1,6 Glikosidik heliks ganda DP > 106 Tak larut dalam air Hidrolisis dengan amilase 60% glukosa Brittle films Struktur butiran tepung Amilosa & amilopektin tersusun secara radial Kristalin & non-kristalin tersusun berlapislapis ( seperti lapisan bawang) Peran tepung pada pangan adhesive (bread) binding (formed meats) clouding (cream fillings); dusting (bread) film forming; foam strengthening (marshmallows) gelling (gum drops) glazing (nuts); moisture retaining (breading) thickening (soups) Dietary Fibers Daily intake: 25-30 g fiber/day (adults) Reduced diverticular disease & the risk of colorectal/breast cancer Class: resistant starches, nonstarch polysaccharides, & lignin. Dietary fibres content (Salvin, 1987) Source Other PS cellulose than cellulose lignin Cereals 75 % 17 % 7% Fruits 63% 20% 17% Vegetables 68% 31% 3% 1. Resistant Starch Percentage of Banana Starch Resisting Hydrolysis by Pancreatic α-Amylase Treatment % Resistant starch Raw Banana 54 Freshly cooked banana 0 Cooked and cooled 8 Cooked, cooled, & reheated 5 Resistant starch Chemical structure Physical structure Not absorbable in small intestine, probably digest in large intestine due to bacterial action. Escaped starch: Bean : 18% Cornbread: 6% Potato: 13% - white bread: 10-20% - oat bread : 8% 2. Non starch polysaccharide Pectin, gums, hemicelluloses, cellulose, βglucans, etc Probably digested by gut microflora Source % (w/w) non starch PS Brown rice, potatoes, apples, cabbage, carrot 2 Wheat flour, oats, barley 7-10 Wheat bran 40 Pektin Sturuktur Pektin: polimer dari a-D-Galakturonat melalui ikatan a-1,4glikosidik Beberapa gugus -COOH teresterifikasi dgn metanol (ester Metoksil ~7-12%, kec strawberi ~0.2%) Sifat & kemampuannya utk membentuk gel ditentukan oleh bentuk gugus asamnya : e.g: COOH, -COOCH3, keterikatannya dgn ion Ca2+ & Mg2+ Pektin (lanjutan) Derajat esterifikasi (Degree of Esterification, DE) : perbandingan jumlah galakturonat teresterifikasi thd jml seluruh galakturonat dlm persen Alami : 60-10% (bubur apel –strawberi) Jenis : as pektat (DE=0%), as pektanat (DE>0), protopektin (DE>60%) Struktur protopektin 3. Lignin 3-D of Phenylpropane Properities: Properties Value C 64% O 26.4% H 5.7% Na 0.03% Ash 0.2% Dry solids 65-70% Heat value 26 GJ/t Lignin pellet Konformasi polisakarida Extended ribbon-type conformation (zigzag) Hollow helix-type 1,3 linked -Dglucopyranose unit (lichenin) 1,4 linked a-D-glukopiranosil residues (amilosa) Crumpled type Mis: rantai pektin (unit berulang dari a-D-glaktopiranosil uronat melalui ikt 1,4) atau alginat (unit berulang dari a-Lgulopyranosyluronat melalui ikt 1,4) Ion Ca2+ menstabilkan struktur dengan struktur mirip egg box (egg-box type conformation) 1,2 linked a-D-glukopiranosil residues Loosely-jointed conformation 1,6 linked -D-glukopiranosil residues, Mis carraageenan: -Dgalactopyranosyl1-4-sulfate U 3,6-anhydro-a-D-galactopiranosil 2-sulfate zigzag Konformasi (lanj.) Konformasi Unit e.g n h Extended ribbon type conf 1,4-linked b-Dglucopyranosyl res Cellulose Pectin 2 - 4 5.13 Hollow helixtype conf 1,3-linked b-Dglucopyranose 1,4-linked a-D glucopyranosyl Lichenin (lichens) amylose 2 - 10 5.64 0-5 3.16 Crumpled type conf. 1,2-linked b-Dglucopunanosyl sdkt 4- -2 2-3 Loosely-jointed 1,6-linked b-Dconf. glucopunanosyl sifat Perfectly liner Branched Linearly-branched Gelatinisasi Proses pengembangan butiran tepung (oleh air) yang irreversibel terjadi jika tepung & air dipanaskan pada suhu kritiknya susunan molekul butiran tepung menjadi tak teratur terjadi ‘leaching’ amilosa butiran besar, tergelatinisasi lebih dulu Tahapan gelatinisasi tepung 1. Suhu gelatinisasi awal (60-80 ºC): (a) pemanasan butiran pati dalam keadaan air berlebih menyebabkan penggelembungan lebih lanjut dibandingkan dengan hanya oleh air dingin, diikuti ‘leaching’ amilosa (b) pada suhu 60 ºC, penggelembungan terjadi yang ditandai dengan difusi air melalui dinding butiran pati, dan terjadi pula pelolosan (“leaching”) amilosa terlarut. (c) pada kenaikan suhu berikut, 60 hingga 80 ºC, volume butiran pati meningkat hingga 5 kali. Tahap akhir gelatinisasi tepung 2. Suhu akhir (95-100 ºC): Pada saat suhu mencapai 95-100 ºC dan suhu dipelihara tetap sambil diaduk, terjadi kerusakan butiran, dan terbentuk gel pati dalam larutan yang disebut pasta. Massa menjadi kental yang terdiri atas fasa kontinu dari amilosa terlarut dan/atau amilopektin dan fasa tak kontinu fragmen-fragmen butiran. Pemanasan menerus pada 95-100 ºC dengan pengadukan menghasilkan penurunan viskositas akibat rusaknya semua butiran. Sifat fisik Polisakarida linier sempurna Bercabang Tak larut dalam air Dpt dilarutkan jika ditempatkan dalam keadaan ekstrim Lebih larut Dapat balik Viskositas lebih rendah; sticky paste at high conc. Linier- bercabang Gel protein Definisi: agregasi dari molekul-molekul protein terdenaturasi dengan keteraturan tertentu sehingga dihasilkan jaringan yang kontinu Faktor yang mempengaruhi pembentukan gel protein: T, pH, garam, [protein] Sifat Gel protein Viskositas tinggi Elastik &atau Plastik Syneresis Kekuatan gel protein Definisi: Kemampuan protein dengan berat molekul tertentu untuk membentuk gel dengan mengikat sejumlah air pada kondisi percobaan tertentu Faktor yang mempengaruhi kekuatan gel protein: [protein] T pH perlu dikendalikan Agitasi MW Gel protein Proses pembentukan: Denaturasi Agregasi (pada saat didinginkan) Progel (if reversibel) Ikatan silang dalam rantai protein: … Akibatnya: absorpsi air prot exterior & interior Nutrisi: -Katabolisme Protein sumber asam amino dalam mamalia protein dari diet Protein dalam tubuh waktu paruh protein Hubungan katabolisme protein dengan TCA Degradasi asam amino Pemindahan gugus amin Transaminase: pemindahan gugus amin, biasanya glutamat, kepada asam a-Keto. Macamnya: SGPT, SGOT Deaminasi: glutamat dehidrogenase Deaminasi oksidatif: glutamin synthetase asparagin synthetase Detoksifikasi amonia Transport amonia: ptpt-hati Siklus Urea: salah satu cara penghilangan amonia hanya dimiliki oleh organisme ureotelik sintesis arginin dari ornitin Siklus Urea Nutrisi - Lipid Kegunaan Lipid pada bahan pangan: rasa & tekstur, medium penggorengan, kepuasan Penggelongan Lipid: Lipid sederhana:trigliserida: fats & oils, wax Lipid kompleks: glikolipid, fosfolipid, lilpoprotein Turunan Lipid: sterols, carotenoids, terpens Contoh: Asam lemak Penamaan asam lemak tak jenuh: Posisi C=C pertama, dihitung dari-CH3 20:4w6 Jumlah atom C Jumlah gugus C=C, Tidak terkonjugasi, tapi dengan -CH2- - diantaranya Asam lemak tak jenuh dari hewan Tdak dapat mensintesis asam lemak tak jenuh dengan posisi –C=C- pada posisi >9 (dari –COOH) Contoh: 12:1w7 herring) 16:1w7 susu) 16:1w7 C5 dari COOH asam lauroleat (minyak ikan C9 dari COOH asam palmitoleat (lemak Asam Lemak dari Tumbuhan Paling banyak didapat dari biji-bijian: 18:2w6 asam linolenat Lipid sederhana & Lipid kompleks Fats & Oil : ester dari gliserol dgn asam lemak Wax: … alkohol 1 atau 2 dgn … Lipid kompleks: Fosfolipid : Lechitin, Cephalin Glikolipid : Lipoprotein: Turunan Lipid : Sterols, terpen, Sifat fisik Lipid yang berhubungan dengan sifat fungsional lipid 1. 2. 3. 4. 5. Plastisitas lemak (fat): Titik leleh Polimorfisme Massa jenis Titik asap minyak 1. Plastisitas Definisi:merupakan sifat lemak sehingga ia dapat dioleskan, lembut dan tak berubah. Penyebab: perbandingan fasa padat : fasa cair <10% padatan cair 10-50% padatan plastik > 50% Rigid, tidak plastik Plastisitas: Faktor yang mempengaruhi: Tipe trigliserida Komposisi trigliserida Suhu 2. Titik Leleh Tidak memiliki titik leleh yg tajam rentang leleh Utk TG murni, titik leleh = f(panjang rantai, ketakjenuhan) P. rantai >> t.l >> Ketakjenuhan >> t.l << Contoh: cocoa butter, margarin & butter perlu rentang leleh yg lebar u/ ‘plasticity & spreadablelity’ 3. Kristalisasi & Polimorfisme Lipid Intro: Kristalisasi lemak lambat Kalor kristalisasi dibebaskan volume berkurang Lemak tidak membentuk keadaan gelas pada kristalisasi Nukleasi vs Pertumbuhan kristal pada lemak Laju dari pendinginan menentukan mana yang lebih dominan: nukleasi atau pertumbuhan kristal Lambat: nukleasi lambat terbentuk kristal yang besar Cepat: nukleasi cepat kristal kecil-kecil Ukuran kristal umumnya antara 0.1-5.0 mm, tetapi beberapa dapat mencapai 50 mm Jika kristal lemak yang terbentuk besarbesar akan megubah rasa & penampilan yang seperti berpasir Polimorfisme pada Lemak Def: Fasa kristal dari komposisi kimia yang sama tetapi berbeda struktur , tetapi jika meleleh menghasilkan fasa yang identik Hal ini terjadi pada kristalisasi lemak Tiap bentuk kristal polimorf dapat dibedakan dengan menentukan titik leleh, pola kristalografi sinar X, spektrum infra merah Tiga bentuk utama: a(alpha), (beta), ' (beta aksen) Susunan Kristal Trigliserida Molekul Trigliserida dalam kristalnya berlapislapis Rantai asam lemak tersusun sangat rapat satu dengan yang lainnya Rantai asam lemak itu tersusun tegak lurus (bentuk a)atau miring (bentuk ’’ and ) terhadap bidang-bidang gugus gliserol dan bidang gugus metil terminal Bentuk kristal: a:hexagonal ’ : ortorombik : triklinik Bentuk Polimorf lemak Bentuk a Bentuk Paling tidak stabil Titik leleh paling rendah Paling stabil Titik leleh paling tinggi Bentuk ' Kestabilan berada diantara kedua bentuk diatas Titik leleh berada diantara kedua bentuk diatas Pengaruh bentuk polimorfisme pada titik leleh Trigliserida Triolein Trilaurin Trimiristin Tristearin a -32 14 32 54 ' -13 34 44 64 4 44 56 73 4. Massa Jenis <1 = f(MW, ketakjenuhan) 5. Titik Asap Minyak Beberapa istilah: Titik asap Titik nyala Titik api Lipid Minyak Minyak Minyak Minyak Minyak Minyak Minyak castor jagung (crude) jagung (refined) Linseed (refined) zaitun biji kedele (crude) biji kedele (refined) Titik Asap (°C) 200 178 227 160 199 181 256 Contoh bentuk polimorf lemak Pada lemak alami, yang mungkin terdiri dari bermacam-macam trigliserida, terdapat satu bentuk polimorf-nya yang dominan Bentuk- Coconut butter Minyak kelapa Lard (lemak babi) Minyak zaitun Minyak jagung Minyak bunga matahari Bentuk- ’ Minyak biji kapas Minyak canola Tallow (lemak sapi) Minyak ikan herring Minyak ikan paus Lemak susu sapi