BAB 12 Kimia Pangan
advertisement
KIMIA PANGAN  PANGAN : Kumpulan pereaksi kimia yang digunakan untuk mendukung kehidupan Permasalahan : : Obesitas, diabetas, PJK : Malnourishment  Tubuh : Kumpulan bahan kimia, 2/3 air, darah & cairan tubuh mengandung garam yg larut, gula, tulang & gigi mengandung mineral; lemak dan glikogen dll Makanan utk pertumbuhan, energi & reparasi jaringan KIMIA PANGAN Karbohidrat: Cadangan Energi Terdiri dari : C, H, O (Cx(H2O)y KH: Gula, Pati, selulosa Sukrosa C12H22O11, tebu, bit Pengelompokan KH:  Monosakarida  Disakarida  Oligosakarida  Polisakarida Dapat dicerna: D-glukosa, D-fruktosa, laktosa, pati, sukrosa Tak dpt dicerna: selulosa, hemiselulosa, pentosan, zat pektik; pada ruminansia, selulosa dpt dicerna oleh enzim selulase. KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Tipe Komponen Sumber Polisakarida, pati, dekstrin D-glukosa Biji-bijian, umbi-umbian, kacang-kacangan, tebu, bit Selulosa D-glukosa Dinding sel dan serat tanaman Glikogen D-glukosa Hati, jaringan hewan, jagung L-arabinosa, D-xylosa, L-rhamnosa, D-galaktosa, D-manosa, D-glukosa, D-glukoronat dan D-galakturonat Dinding sel dan serat tanaman, biji-bijian, kacang-kacangan, tepung, dedak Hemiselulosa KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Pentosan L-arabinosa, D-xylosa Hemiselulosa dan senyawa-senyawa pektik Senyawa-senyawa pektik Pada buah-buahan, Asam D-galakturonat, L-arabinosa, D-galaktosa, terutama jeruk dan apel, bit, sayurL-rhaminosa, L-fukosa sayuran Oligosakarida Rafinosa, stachynosa, D-galaktosa, D-glukosa, D-fruktosa Kacang-kacangan, biji-bijian, bit, dan tebu Fruktosil-sukrosa D-frkutosa, D-glukosa Biji-bijian, bawng bombay, bawng bakung Maltooligosakarida D-glukosa Sirup, malt, amilodektrin KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Disakarida Sukrosa D-glukosa, D-fruktosa Tebu, bit, buahbuah, sayuran, makanan manis Maltosa, iso maltosa D-glukosa Sirup, malt, madu Laktosa D-galaktosa, D-glukosa Susu, keju, dairy product KIMIA PANGAN Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia Tipe KH Dapat dicerna Tidak dapat dicerna Polisakarida Pati, amilosa, amilodekstrin, glikosin Selulosa, hemiselulosa, senyawa pektik, pentosan, khitin Oligosakarida Sukrosa, malto dan maltosa, isomaltosa, laktosa Melibiosa, rafinosa, stachyosa, laktulosa Monosakarida D-glukosa, D-fruktosa, Dgalaktosa D-manosa, Lsorbosa KIMIA PANGAN Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia Pentosa D-ribosa L-arabinosa, Dxylosa Alditols Gliserol, D-glucitol (sorbitol) D-manitol,galacticol (dulcitol) L-arabiritol Xylitol Asam lemak Jumlah atom karbon Rumus struktur yg dimampatkan Nama Sumber 4 CH3CH2COOH Asam butirat Mentega 6 CH3(CH2)4COOH Asam kaproat Mentega KIMIA PANGAN Asam lemak Jumlah atom karbon Rumus struktur yg dimampatkan Nama Sumber 8 CH3(CH2)6COOH Asam kaprilat Minyak kelapa sawit 10 CH3(CH2)8COOH Asam kaprat Minyak kelapa 12 CH3(CH2)10COOH Asam laurat Minyak kelapa sawit 14 CH3(CH2)12COOH Asam miristat Minyak palem 16 CH3(CH2)14COOH Asam palmitat Minyak kelapa sawit KIMIA PANGAN Asam lemak Jumlah atom karbon Rumus struktur yg dimampatkan Nama Sumber 18 CH3(CH2)16COOH Asam stearat Lemak sayur 16 CH3(CH2)5=CH(CH2)7COOH Asam palmitoleat Mentega 18 CH3(CH2)7=CH(CH2)7COOH Asam toleat Minyak zaitun KIMIA PANGAN Karbohidrat : sumber kalori terpenting  KH : energi 4 kkal/g  Sumber utama : tumbuh-tumbuhan, dari proses tumbuhan, dari proses fotosintesis CO2 + H2O → Cm(H2O)n + O2 Energi dari matahari dan klorofil sebagai katalisator  Glukosa → sumber energi C6 H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H 2O + energi (50 tahap reaksi) KIMIA PANGAN Monosakarida Karbohidrat yg tersederhana Jumlah atom C: triosa, tetrosa, pentosa dan hesosa Terpenting: glukosa, fuktosa dan galaktosa Glukosa: cadangan energi dan penyusun maltosa, pati, selulosa Aldoheksosa: galaktosa, tidak ada di alam, diperoleh dari hidrolisis disakarida laktosa (glukosa dan galaktosa) Fruktosa: ketoheksosa (heksosa dengan gugus keton); diperoleh dari hidrolisis sukrosa, rafinosa, gentiosa dan stakhiosa KIMIA PANGAN Oligosakarida KH yg tersusun dua atau lebih monosakarida → polimer yg mudah larut air (dalam bahan makanan) Homopolimer : mono-s sejenis Heteropolimer : mono-s berbeda Terpenting disakarida yaitu:  Maltosa : biji kecambah, dari hidrolisa pati  Laktosa : gula susu, hasil samping olah keju  Sukrosa : batang, umbi, bunga, buah KIMIA PANGAN Polisakarida Polimer dari mono-s, 3 fungsi: 1. Bahan pembentuk Struktur: selulosa, hemiselulosa Zat pektin → tanaman 2. Sumber energi Pati, dekstrin dr tanaman, Glikogen dari hewan 3. Sebagai senyawa pengikat air Strukturnya merupakan rantai panjang dari unit gula glikosida seperti heksosa 1 jenis mono-s/2 mono-s Struktur ikatan : : Linear (amolosa&selulosa) : Linear&bercabang (amilopektin&glikogen) : Pati&glikogen KIMIA PANGAN Lemak  Komponen terdiri dari: C, H, O  Ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang O OH2C H HO C O C17H35 H2C O H HO C C17H35 HC O C O C17H35 C17H35 H2C O C C17H35 O OH2C H HO Gliserol C C17H35 O O HC C Asam stearat Tristearin KIMIA PANGAN Asam lemak: Asam lemak jenuh : tidak mempunyai ikatan ganda antara 2 atom karbon; titik cair tinggi Mis. As. Butirat, kaproat, kaprat, laurat, miristat, palmitat, stearat Asam lemak tidak jenuh Ada ikatan ganda antar dua atom C; titik cair rendah Mis. As. palmitoleat, oleat, linoleat, linolenat KIMIA PANGAN Lemak hewan: mengandung as. Lemak jenuh lebih banyak dp tak jenuh. Suhu kamar : padat. Lemak tanaman: lebih banyak as. Lemak tak jenuhnya. Suhu kamar : cair (minyak)  Bilangan Iod: derajat ketidakjenuhan suatu lemak; Yaitu jumlah iod (gram) yang digunakan untuk mengadisi ikatan rangkap dari 100 gram lemak atau minyak C C I2 C I C I KIMIA PANGAN Sifat Lemak : Tak larut dalam air Larut dalam pelarut organik: CCl4, eter Lebih ringan daripada air Bila dikocok dalam air: partikel diantara molekul air → emulsi Sabun, penstabil emulsi, lapisan pelindung pada butir lemak Susu: emulsi dari lemak mentega dalam air, zat penstabilnya, protein kasein Sumber energi yg efektif 9 kkal/g Pembentuk sel otak/ syaraf dan membran sel Cadangan energi, mengatur suhu tubuh dan pelindung organ KIMIA PANGAN Protein Õ Komponen dari semua bagian tubuh Õ Zat makanan yg penting Õ Fungsi sebagai zat pembangun, pengatur, dan bahan bakar Õ Sebagai bahan membran sel, pembentuk jaringan pengikat, bagian inert pada rambut dan kuku Õ Sebagai enzim katalisa; hormon, antibodi Õ Terdiri dari C, H, O, N, juga S, P, dan logam dalam jumlah kecil KIMIA PANGAN Protein : suatu poliamida  Ikatan amida (-CONH-) disebut ikatan peptida, menghubungkan dua unit Aa  Gugus aktif Sebelah kiri: gugus amino Sebelah kanan: gugus karboksil Gugus ini dapat membentuk ikatan lagi dgn Aa, ikatan peptida terus sampai ribuan unit menjadi polimer protein KIMIA PANGAN Peptida yang disusun oleh ÕLebih 10 Aa disebut polipeptida Õ2 Aa disebut dipeptida Õ3 Aa disebut tripeptida ÕGlycilphenylalanine (dipeptida) O H 3N C H2 C H2 H N O NH CH2 O KIMIA PANGAN ÕSerylalanylcysteine (tripeptida) O H3N H2 C C CH2OH O N H H C CH3 C O H C N H HSH2C O Õ8 Aa esensial: tak dapat disintesa tubuh harus melalui makanan, guna pertumbuhan dan perbaikan jaringan KIMIA PANGAN Sumber-sumber Aa : Protein tanaman: biasanya kekurangan 1 atau lebih Aa : Protein jagung: sedikit lisin & triptofan : Protein padi: sedikit lisin& treonin : Protein kedele: protein nabati terbaik, sedikit metionin KIMIA PANGAN : Aa terdiri dari dua gugus fungsional: gugus amina (-NH2) bersifat basa dan gugus karboksil (-COOH), asam dan melepas P O H2N C C OH : Produk yg dihasilkan → zwitterion = senyawa dg kation dan anion merupakan bgn dari mol yg sama H3N R O C C H O KIMIA PANGAN MINERAL  4% bobot manusia → mineral  Antara lain:klorida (Cl-), fosfat PO43-), bikarbonat (HCO3-), sulfat (SO42-) → berada dalam darah dan cairan tubuh  Fe2+ pada hemoglobin; P pada asam nukleat (DNA, RNA)  Fungsi : zat pembangun dan pengatur Na+ dan Cl- menjaga P osmotik, keseimbangan asam basa KIMIA PANGAN  Ca2+ menjaga keseimbangan asam basa, P osmotik, tulang & gigi; pembekuan darah dan aktifitas enzim  Fosfor: pembentukan tulang & gigi, metab energi, keseimbangan asam basa  Mg: aktifator enzim gugus fosfat  Fe2+: pembawa O2 dalam Hb  Iod: fungsi kel. Tiroid, program iodisasi KIMIA PANGAN VITAMIN  Molekul organik untuk proses metabolisme  Tak dapat dibuat tubuh dalam jumlah cukup → dari pangan kecuali vit. D Sifat : Õ Larut air: vit B, C, Vit B1 (tiamin), B2 (riboflavin), niacin, B6 (pirodoksin), pantotenat, biotin, folasin, B12 (sianokobalamin) Õ Larut lemak/ minyak : ADEK; tak dikeluarkan oleh tubuh, kelebihan disimpan KIMIA PANGAN Vitamin B      B2: hasil ternak-hati, ginjal, jantung, susu, ragi, sayur, buah, umbi, biji Avitaminosis : retak pada kulit & sudut bibir Niacin: hati, ginjal, daging ayam, bijian, ragi, kacang tanah Avitaminosis : pelagra B6: susu, daging, sayr, bijian, kuning telur Avitaminosis : kulit rusak, gangguan syaraf motorik, kelainan darah As. Pantetonat: daging, hati, ginjal, telur, ragi, susu Avitaminosis : gangguan emosi B12: hati, daging, telur, ikan, kedele Avitaminosis: anemia KIMIA PANGAN Õ C: jeruk , tomat, merica hijau utk pembentukan kolagen interselular → luka; avitaminosis: scorbut Õ A: susu, keju, kuning telur, hati, ikan, wortel; menjaga kornea mata, avitaminosis: rabun senja Õ D (kalsiferol): minyak hati, ikan; peran: metab. Ca & P; avitaminosis: kerusakan tulang Õ E (tokoferol): kacang, kedele, telur; avitaminosis: mandul Õ K: hati, sayur; guna: pembentukan protrombin; avitaminosis: perdarahan KIMIA PANGAN SERAT KASAR Kanker usus meningkat karena ‘way of life’ (fast food) : Kerugian:  Retensi tinja lama karena peristaltik usus kurang shg aktivitas bakteri menghasilkan zat kimia mutagenik → karsinogenik  Kulit gandum dibuang: protein, mineral, vitamin berkurang juga seratnya → penyakit beri-beri KIMIA PANGAN : Keuntungan serat:  Gunanya: pergerakan isi perut teratur dan tinggi, banyak mengikat → tinja lunak  Sumber: kulit gandum, seledri, kacang hijau, sorgum, kulit apel, biji buah  Vit C dan B tinggi KIMIA PANGAN FOOD ADDITIVE Definisi: bahan/ campuran yang secara alamiah tidak terdapat dalam makanan, tetapi ditambahkan secara sengaja Tujuannya:  Meningkatkan warna, rasa, stabilisasi  Meningkatkan tekstur, menahan kelembaban,  Pengental, pengikat, cegah pelengketan  Pengkayaan vitamin dan mineral KIMIA PANGAN ZAT PEWARNA Warna penentu mutu Indikator kesegaran, alat bantu proses pengolahan, penyimpanan Tiga golongan : 1. Alamiah: pigmen dari bahan nabati, hewani/mineral;  Antosianin, larut dalam air, oranye, merah, biru dan stabil pada pH asam  B-caroten, kuning, merah, oranye, peka oksidasi. Tak larut dalam air, sedikit larut dalam lemak  Kurkumin, kinung dari kunyit 2. Identik-alamiah, sintetik dengan struktur alamiah; karotenoida murni KIMIA PANGAN 3. Sintesis. Konsentrasi 5-600 ppm  FD&C orange no 1 permen, gangg sal. Cerna  FD&C yellow no 3&4, karsinogen: A-naftilamin NH2 HO N N FD&C Orange no. 1 SO3Na NH2 N N H3C N FD&C Yellow no. 3 N FD&C Yellow no. 4 KIMIA PANGAN PENYEDAP RASA & AROMA Penyedap rasa alamiah: jahe, kayu manis, merica lebih kompleks, ada bahan kimia lainnya Penyedap sintetik, komponen utamanya identik dengan alamiah mis Vanilin Garam meja, meningkatkan rasa manis, mengurangi pahit dan asam Monosodium glutamat (MSG), komponen utama asam glutamat, dari hidrolissa asam dari gandum, jagung, fermentasi jadi MSG O HO C C H2 H2 H C O O C NH3 Glutamic Acid O HO C C H2 H2 H C O C NH2 MSG O Na KIMIA PANGAN ZAT PENGAWET Õ Mencegah pertumbuhan jamur/bakteri shg tahan lama Õ Zat organik: asam sorbat (Na& K) untuk mencegah kapang & bakteri, asam propionat (Na & Ca) mencegah jamur/ragi, asam benzoat mencegah ragi & bakteri pada pH 2,5-4, asam asetat Õ Zat anorganik: NaNO2, untuk daging asap/sosis/kornet Õ Nitrit: hanya 10% dari jumlah utk pengawet dapat menghambat C. Botulinum; efek samping: kanker sel, cerna karena asam nitrit bereaksi dengan amina sekunder membentuk senyawa nitro yang karsinogen KIMIA PANGAN O O H3CH2CC H3CHC CHCH CHC OH OK Potassium sorbate Propionic acid O O C H3CH2CC ONa ONa Benzoic acid Sodium propionate O C O H3CHC OH CHCH CHC Sorbic acid OH Sodium benzoate KIMIA PANGAN ANTIOKSIDAN : Bahan yang dapat mencegah tjdnya oksidasi pada minyak dan lemak : Makanan dgn kemasan agar awet ditambah antioksidan, agar tidak mudah tengik : Proses tengik krn pembentukan radikal bebas, molekul yang memiliki e tidak berpasangan : Lemak/minyak + O2 → rad; reaksi berantai KIMIA PANGAN OH OH C(CH3)3 CH2(CH3)3 OCH3 OCH3 BHA OH (H3C)3C C(CH3)3 BHT OCH3 KIMIA PANGAN  Mengapa harus gugus butil? Tanpa gugus butil fenol fenol dengan fenol akan bergabung bila teroksidasi  Grup butil mencegah cincin cincin bezen berdekatan, sehingga radikal bebas oksidasi lemak dapat ditangkap Antioksidan yang sering digunakan: Õ BHA : butiled hiroksianisol Õ BHT : butiled hidroksitoluen KIMIA PANGAN (H3C)3C (H3C)3C OCH3 HO + Rad • Rad H + • O (H3C)3C OCH3 (H3C)3C OH OH CH3 oxidation 2 H3C H3C HO
