MAKALAH
KEAMANAN PANGAN DAN TOKSIKOLOGI
“
SENYAWA AKRILAMIDA DARI REAKSI MAILLARD”
Oleh :
1. DEVI SALVIANA (J1A014024) 2. FANI ZULFIANI (J1A014032) 3. M. ALFIAN ROSYADA (J1A0140) 4. TINDIH APRIANI (J1A0140)
5. SRI MARYANI (J1A0140)
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Terdapat 2 hal penting yang dipertimbangkan mengapa pengolahan pangan perlu dilakukan. Yang pertama adalah untuk mendapatkan bahan pangan yang aman untuk dimakan sehingga nilai gizi yang dikandung bahan pangan tersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal. Yang kedua adalah agar bahan pangan tersebut dapat diterima khususnya diterima secara sensori, yang meliputi penampakan (aroma, rasa, mouthfeel, aftertaste) dan tekstur (kekerasan, kelembutan, konsistensi, kekenyalan, kerenyahan). Di satu sisi, pengolahan dapat menghasilkan produk pangan dengan sifat-sifat yang diinginkan seperti aman, bergizi dan dapat diterima dengan baik secara sensori. Namum di sisi lain, pengolahan juga dapat menimbulkan hal yang sebaliknya yaitu terjadinya reaksi-reaksi kimia yang menghasilkan toksik yang pada akhirnya berpengaruh terhadap nilai gizi, keamanan dan penerimaannya.
Salah satu reaksi kimia yang terjadi selamam proses pengolahan pangan yang berdampak pada timbulnya toksik yaitu reaksi Maillard. Reaksi Maillard adalah reaksi antara karbohidrat khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer sehingga dapat menghasilkan produk berupa warna cokelat yang sering dikehendaki, namun juga kadang-kadang malah menjadi pertanda terjadinya penurunan mutu. Salah satu efek negatif dari adanya reaksi Maillard ini adalah timbulnya suatu senyawa karsinogenik yaitu akrilamida. Dengan demikian diperlukan suatu usaha optimasi dalam suatu pengolahan agar hal-hal yang diinginkan tercapai dan hal yang tidak diinginkan ditekan sampai minimal. Untuk itulah pentingnya pengetahuan akan pengaruh pengolahan terhadap nilai gizi dan keamanan pangan.
1.2. Tujuan
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Reaksi Maillard
Reaksi maillard adalah suatu reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dan gula tereduksi, biasanya terjadi pada suhu yang tinggi. Reaksi ini ditemukan pertama kali oleh Maillard pada awal abad ke-20, saat ia ingin meneliti bagaimana asam-asam amino berikatan membentuk protein. Maillard menemukan itu saat memanaskan campuran gula dan asam amino. Campuran berubah warna menjadi kecoklatan. Reaksi berlangsung dengan mudah pada suhu antara 150-260 derajat Celcius, kira-kira suhu pemanasan saat memasak. Tetapi hubungan antara reaksi Maillard dengan perubahan warna dan cita rasa makanan baru diketahui tahun 1940.
Reaksi maillard tergolong reaksi non enzimatik ini menghasilkan warna coklat (browning). Secara umum suhu pemanasan lebih berpengaruh daripada waktu pemanasan dalam reaksi maillard. Mekanisme reaksi maillard sangat kompleks, dimana gula amin akan mengalami denaturasi, siklisasi, fargmentasi, dan polimerisasi sehingga terbentuk kompleks pigmen yang disebut melanoidin. Reaksi Maillard umumnya terjadi pada pH 9-10,5. Pada pH rendah, banyak gugus amino yang terprotonasi sehingga hanya sedikit asam amino yang tersedia untuk reaksi maillard. Proses ini berlangsung dalam suasana basa, suhu tinggi ataupun kelembaban tinggi. Produk-produk yang memanfaatkan reaksi maillard dapat ditambahkan glukosa ataupun gula invert untuk mendapatkan warna coklat yang diinginkan. Namun bila reaksi maillard ingin dicegah, penambahan natrium metabisulfit dapat diaplikasikan pada bahan pangan. Pemilihan jenis gula menjadi faktor penting karena jenis gula sangat menentukan karakteristik warna coklat pada bahan pangan.
basa Schiff karena kehilangan molekul air (H2O) dan akhirnya tersiklisasi oleh
Amadori rearangement membentuk senyawa 1-amino-1-deoksi-2-ketosa. Senyawa deoksi-ketosil atau senyawa Amadori yang terbentuk merupakan bentuk utama lisin yang terikat pada bahan pangan setelah terjadinya reaksi Maillard awal. Pada tahap ini secara visual bahan pangan masih berwarna seperti aslinya, belum berubah menjadi berwarna coklat, namun demikian lisin dalam protein bahan pangan tersebut sudah tidak tersedia lagi secara biologis (bioavailabilitasnya menurun).
Gambar 1. Reaksi Maillard Awal
Reaksi Maillard lanjutan dapat terjadi melalui tiga jalur (pathways), dua diantaranya dimulai dari produk Amadori (senyawa deoksi-ketosil) dan yang ketiga berasal dari degradasi Strecker. Reaksi tersebut berakhir dengan pembentukan pigmen berwarna coklet yang disebut malanoidin. Menurut Zyzak
Gambar 2. Reaksi Maillard Lanjutan
2.2. Senyawa Akrilamida
2.2.1. Pembentukan Akrilamida dalam Makanan
Asparagin yaitu asam amino utama mempunyai struktur mirip dengan akrilamida, dan diduga senyawa tersebut yang paling berperan dalam pembentukan akrilamida. Hasil penelitian yang sama juga ditemukan oleh pemerintah Kanada dan pabrik Procter and Gamble Co. Keduanya sama-sama mencurigai adanya hubungan antaraasparagin dengan pencetus kanker.
WHO pada tahun 1985 telah membatasi kadar akrilamida dalam air minum sebesar 0,5 μg/liter (ppb). Office of Environmental Health Hazard Assesment
(OEAHHA), salah satu divisi EPA yang berlokasi di California, AmerikaSerikat telah menetapkan bahwa 0,2 μg/hari akrilamida tidak bersifat sebagai agen pencetus kanker. Peneliti Swedia mendapatkan bahwa terdapat konsentrasi akrilamida yang sangat besar pada makanan yang digoreng (keripik kentang, median 1200 μg/kg; kentang goreng, 450 μg/ kg), dan makanan yang dipanggang (sereal dan roti, 100-200 μg/kg).
Akrilamida ditemukan pada beberapa makanan tertentu yang dalam proses dan pembuatannya menggunakan suhu tinggi, dengan meningkatnya pemanasan dan bertambahnya waktu, dapat meningkatkan kadar akrilamida. Akrilamida tidak terbentuk pada suhu di bawah 120ºC. Mekanisme terbentuknya belum dapat diketahui dengan pasti, diperkirakan meliputi reaksi dari berbagai macam kandungan dalam makanan, seperti karbohidrat, lemak, protein dan asam amino, serta berbagai macam komponen lainnya dalam jumlah yang kecil. Mekanisme pembentukan akrilamida yang mungkin dan telah dikemukakan oleh peneliti antara lain:
1. Terbentuk dari akrolein atau asam akrilat hasil degradasi karbohidrat, lemak, atau asam amino bebas, seperti alanin, asparagin, glutamin, dan metionin yang memiliki stuktur mirip dengan akrilamida.
2. Terbentuk langsung dari asam amino.
3. Terbentuk dari dehidrasi atau dekarboksilasi beberapa asam organik tertentu seperti asam laktat, asam malat, dan asam sitrat.
Hal penting yang yang dapat dikemukakan adalah terbentuknya akrilamida dalam makanan dominan melalui reaksi Maillard yang melibatkan asam amino asparagine dan terbentuknya pada suhu diatas 120 derajat Celsius,semakin lama proses pemanasan semakin tinggi kandungan akrilamida dalam makanan.
2.2.2. Efek Akrilamida pada Hewan dan Manusia
Akrilamida dipercaya dapat menyebabkan penyakit kanker pada sekitar 2% (100-700 dari 45.000) kasus tiap tahun di Swedia, bentuk monomernya bersifat racun terhadap system saraf pusat, sedangkan bentuk polimer diketahui tidak bersifat toksik. Akrilamida sudah pasti bersifat genotoksik dan karsinogenik pada hewan. International Agency for Research on Cancer (IARC), U.S.
Environmental Protection Agency (EPA), Food and Drug Administration (FDA), serta The National Toxicology Program telah mengklasifikasikan akrilamida sebagai senyawa yang mungkin menyebabkan kanker atau berpotensi sebagai karsinogenik pada manusia (grup 2A).
Akrilamida bersifat iritan dan toksik. Efek lokal berupa iritasi pada kulit, dan membran mukosa. Iritasi lokal pada kulit ditunjukkan dengan melepuhnya kulit disertai dengan warna kebiruan pada tangan dan kaki, efek sistemik berhubungan dengan paralisis susunan saraf pusat, tepi, dan otonom sehingga dapat terjadi kelelahan, pusing, mengantuk, dan kesulitan dalam mengingat. Berdasarkan uji klinis, ditunjukkan bahwa paparan akut dosis tinggi akrilamida memicu tanda-tanda dan gejala gangguan saraf pusat, sedangkan paparan akrilamida dalam jangka waktu yang lama dengan dosis yang lebih kecil dapat memicu gangguan pada sistem saraf tepi. Setelah paparan terhadap akrilamida dihentikan, gangguan-gangguan tersebut dapat berkurang, tetapi dapat bertahan hingga berbulan-bulan bahkanbertahun-tahun.
epidemiologic yang menunjukkan bahwa paparan akrilamida dapat menyebabkan kanker.
2.3. Cara Meminimalisasi Pembentukan Seyawa Akrilamida 2.3.1. Proses Enzimatik
Enzim asparaginase telah terbukti dapat menurunkan kandungan akrilamida di dalam makana.Asparaginase dapat mencegah pembentukan akrilamida dengan mengkonversi prekursornya,asparagine (secara alami ada dalam makanan) menjadi bentuk asam amino lain ,aspartate, yang umum terdapat pada dalam makanan .
Asparaginase dapat diproduksi dari mikroba Aspergillus oryzae. Dengan teknologi mikrobia enzim tersebut dapat diisolasi dan diproduksi dalam bentuk cairan muapun granular untuk memudahkan aplikasinya pada industry. Dosis penggunaan enzim ini direkomendasikan sebanyak 70-570ppm , tergantung beberapa factor seperti suhu, pH dan aktifitas air (water activity). Terbukti asparaginase dapat menurunkan 40% sampai 90% kandungan akrilamida didalam produk bakery tanpa pengaruh negatif pada penampilan atau karakteristik produk yang dihasilkan, selain itu melalui proses pemanasan,enzim akan mengalami inaktifasi sehingga produk makanan aman untuk dikonsumsi.
2.3.2. Proses Fermentasi
2.3.3. Proses Penggorengan dengan Metode Vacuum Frying
BAB III KESIMPULAN
Reaksi Maillard adalah reaksi antara karbohidrat khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer sehingga dapat menghasilkan produk berupa warna cokelat yang sering dikehendaki, namun juga kadang-kadang malah menjadi pertanda terjadinya penurunan mutu. Salah satu efek negatif dari adanya reaksi Maillard ini adalah timbulnya suatu senyawa karsinogenik yaitu akrilamida.
DAFTAR PUSTAKA
Harahap, Y. 2006. Pembentukan Akrilamida Dalam Makanan Dan Analisisnya.
Majalah Ilmu Kefarmasian. Vol. 3 (3) : 107-116.
Muhammad, S. 2015. Pembentukan Senyawa Akrilamida Dan Cara Meminimalisasinya.http://upnfoodtech.blogspot.co.id/2015/03/pembentukan -senyawa-akrilamida-dan-cara_8.html
Palupi, N.S., F.R. Zakaria dan E. Prangdimurti. 2007. Modul E-Learninf ENBP : Pengaruh Pengolahan Terhadap Nilai Gizi Pangan. Bogor : IPB.
Sirrosiris, 2010. Penyebab Reaksi Maillard (Maillard Reaction).
https://lordbroken.wordpress.com/2011/10/05/penyebab-reaksi-maillard-maillard-reaction/
Taufik, H. 2010. Efek Pengolahan Terhadap Gizi Bahan Pangan. http://www.x3-prima.com/2010/02/efek-pengolahan-terhadap-gizi-bahan.html.
