BAB 12 Kimia Pangan

K I M I A P A N G A N

 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

Karbohidrat: Cadangan Energi

” Terdiri dari : C, H, O (C_x(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.

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 Hemiselulosa 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

K I M I A P A N G A N

Pentosan L-arabinosa, D-xylosa Hemiselulosa dan

L-arabinosa, D-galaktosa, L-rhaminosa, L-fukosa

Pada buah-buahan, terutama jeruk dan apel, bit,

sayur-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

Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya

Disakarida

Sukrosa

D-glukosa, D-fruktosa Tebu, bit, buah-buah, sayuran, makanan manis Maltosa, iso maltosa D-glukosa Sirup, malt, madu

Laktosa D-galaktosa, D-glukosa Susu, keju, dairy product

Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya

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 glukosa, fruktosa,

D-galaktosa

D-manosa, L-sorbosa

Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia

Pentosa D-ribosa L-arabinosa, D-xylosa

Alditols Gliserol, D-glucitol (sorbitol)

Xylitol

Rumus struktur yg dimampatkan

Nama Sumber

4 CH₃CH₂COOH Asam butirat Mentega

6 CH₃(CH₂)₄COOH Asam kaproat Mentega

Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia

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

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

Asam lemak

Karbohidrat : sumber kalori terpenting

 KH : energi 4 kkal/g

 Sumber utama : tumbuh-tumbuhan, dari proses tumbuhan, dari proses fotosintesis

CO₂ + H₂O → C_m(H₂O)_n + O₂

Energi dari matahari dan klorofil sebagai katalisator

 Glukosa → sumber energi

energi O

H CO

O O

H

C6 12 6 + 6 2 → 6 2 + 6 2 + (50 tahap reaksi)

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

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

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

Lemak

 Komponen terdiri dari: C, H, O

 Ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang

K I M I A P A N G A N

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}

” 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

K I M I A P A N G A N

C C

I I

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

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

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

Peptida yang disusun oleh

ÕLebih 10 Aa disebut polipeptida Õ2 Aa disebut dipeptida

Õ3 Aa disebut tripeptida

ÕGlycilphenylalanine (dipeptida)

K I M I A P A N G A N

H₃N C H₂

C H₂ O

H

N _{N H}

C H₂

O

ÕSerylalanylcysteine (tripeptida)

Õ8 Aa esensial: tak dapat disintesa tubuh harus melalui makanan, guna pertumbuhan dan

Sumber-sumber Aa

: Protein tanaman: biasanya kekurangan 1 atau lebih Aa

: Protein jagung: sedikit lisin & triptofan

: Protein padi: sedikit lisin& treonin

: Aa terdiri dari dua gugus fungsional: gugus amina (-NH2) bersifat basa dan gugus karboksil (-COOH), asam dan melepas P

: Produk yg dihasilkan → zwitterion = senyawa dg kation dan anion merupakan bgn dari mol yg sama

H₂N C C O

OH

H₃N C C

H

O

O R

MINERAL

 4% bobot manusia → mineral

 Antara lain:klorida (Cl-_{), fosfat PO}

43-), bikarbonat

(HCO₃-_{), sulfat (SO}

42-) → 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

 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 O}

2 dalam Hb

VITAMIN

 Molekul organik untuk proses metabolisme

 Tak dapat dibuat tubuh dalam jumlah cukup → dari pangan kecuali vit. D

K I M I A P A N G A N

Sifat :

Õ Larut air: vit B, C, Vit B1 (tiamin), B2 (riboflavin), niacin, B6 (pirodoksin), pantotenat, biotin, folasin, B12 (sianokobalamin)

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

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

: 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

SERAT KASAR

: 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

• 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

FOOD ADDITIVE

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

ZAT PEWARNA

Warna penentu mutu

Indikator kesegaran, alat bantu proses pengolahan, penyimpanan

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

N N

NH₂

N N H₃C

N N

HO SO₃Na

FD&C Orange no. 1 _{FD&C Yellow no. 3}

” 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

PENYEDAP RASA & AROMA

C

Glutamic Acid MSG

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

ZAT PENGAWET

: 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

ANTIOKSIDAN

K I M I A P A N G A N

OH

C(CH₃)₃

OCH₃

OH

CH₂(CH₃)₃

OCH₃

OH

C(CH₃)₃

OCH₃ (H₃C)₃C

BHA

 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