LOGO. Kuliah Pengetahuan Bahan Agroindustri. VITAMIN dan MINERAL

LOGO

Kuliah Pengetahuan Bahan Agroindustri

OUTLINES

Definisi dan batasan vitamin dan mineral

Klasifikasi dan jenis senyawa

VITAMIN DAN MINERAL

 Mineral dan vitamin bertindak secara interaksi.

 vitamin diperlukan agar mineral dapat bekerja dan sebaliknya. Tanpa beberapa mineral / vitamin, beberapa vitamin / mineral tidak berfungsi dengan baik.  Perbedaan terbesar antara vitamin dan

mineral adalah bahwa mineral merupakan senyawa anorganik(kofaktor), sedangkan vitamin adalah senyawa organik (koenzim).

VITAMIN

VITAMIN adalah senyawa organik kompleks yang dibutuhkan sangat kecil dan pada umumnya tidak

dapat dibentuk oleh tubuh, oleh karena itu harus diperoleh dari makanan.

Vitamin adalah KOENZIM

(komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa organik)

Tidak seperti kelompok nutrien yang lain, struktur kimia antar vitamin

berbeda-beda.

Susunan makanan yang seimbang dan beragam akan memenuhi semua

keperluan vitamin dalam jumlah yang cukup.

Dengan beberapa pengecualian,

khususnya pada kebanyakan bayi,

anak kecil, dan ibu hamil, orang tidak memerlukan tambahan vitamin

Gejala kekurangan vitamin pada manusia disebut “defisiensi”.

Defisiensi suatu vitamin tertentu akan menunjukkan gejala khas yang

mungkin disebabkan oleh karena

tidak adanya vitamin tersebut dalam bahan makanan atau tersedia dalam jumlah yang memadai tetapi hanya sedikit yang diserap dalam sistem pencernaan.

Kandungan vitamin makanan

dipengaruhi oleh :

Jumlah vitamin yang semula

terkandung dalam makanan tersebut Jumlah yang rusak saat pemanenan

atau penyembelihan dan penyimpan. Jumlah yang rusak karena proses

Vitamin larut lemak (Vit. A, D, E dan K) Vitamin Vitamin larut air (Vit. B dan C)

Vitamin A

Vitamin A banyak terdapat pada hati hewan, minyak ikan, susu, keju, mentega, sayuran yang berwarna hijau dan berwarna

kuning, seperti daun

singkong, daun kacang, kangkung, bayam,

buncis, wortel, tomat, jagung kuning, pepaya, mangga, nangka masak dan jeruk.

Sifat-sifat vitamin A

 Tahan terhadap

panas, cahaya dan alkali

 Tidak tahan

terhadap asam dan oksidasi

Vitamin D

Pada umumnya bahan makanan alamiah tidak mengandung vitamin D, hanya sedikit terdapat pada minyak ikan, susu, sayur-sayuran dan

buah-buahan.

Pada daerah tropis, bayi dan anak-anak

dianjurkan berada di bawah sinar matahari pagi beberapa waktu setiap hari untuk

pembentukan vitamin D dan pertumbuhan

Vitamin E

Sumber utama vitamin E adalah minyak

tumbuh-tumbuhan, terutama minyak kecambah, gandum dan biji-bijian.

Minyak kelapa dan minyak zaitun sedikit mengandung vitamin E.

Daging, unggas, ikan dan kacang-kacangan

mengandung vitamin E dalam jumlah terbatas.

Sayuran dan buah-buahan juga merupakan sumber vitamin E yang baik.

Sifat-sifat vitamin E

 Tidak tahan alkali, sinar UV dan

oksigen

 Tahan panas dan asam

 Merupakan

antioksidan alami:  Ditambahkan pada

asam lemak tidak jenuh

 Sebagai pelindung asam askorbat dari oksidasi

Vitamin K

Vitamin K terdapat

pada sayuran berwarna hijau, kacang buncis,

kacang polong, kol, brokoli dan sedikit terdapat dalam

serealia, buah dan bahan makanan asal hewani dalam jumlah kecil yaitu dalam

minyak ikan, daging dan susu.

 Dapat disintesis oleh bakteri dalam usus

Vitamin B1/Tiamin

Sumber utama vitamin B1 dalam makanan adalah serealia (biji-bijian), misalnya beras dan sumber lainnya adalah

kacang-kacangan, daging tanpa lemak dan kuning telur.

Sifat-sifat tiamin Larut dalam air Terdekomposisi

pada suhu tinggi  25% tiamin roti

rusak ketika

di-roast,

 40% rusak

ketika di-baked

Reaktif terhadap pengawet

Vitamin B2/Riboflavin

Sumber utama vitamin B2 terdapat dalam bahan makanan hewani dan

nabati, seperti susu, keju, daging dan sayuran berwarna hijau.

Sifat-sifat riboflavin:

Sedikit larut terhadap air Agak stabil terhadap panas Lebih stabil daripada tiamin Peka terhadap sinar matahari

Vitamin B12

Sumber utama

vitamin B12 adalah bahan makanan

yang bersumber

dari protein hewani, seperti hati, ginjal, telur, susu, ikan, keju dan daging. Vitamin B12 tidak terdapat dalam

bahan makanan nabati.

Sifat-sifat asam nikotinat: Di Amerika dikenal dengan niasin Padat Berwarna putih Berbentuk kristal Larut dalam air

Lebih tahan

panas daripada tiamin dan

Vitamin C

Vitamin C mudah larut dalam air,

dalam keadaan kering cukup stabil, tetapi dalam keadaan larut mudah rusak karena bersentuhan dengan udara, tidak tahan panas dan cukup stabil dalam larutan asam.

Vitamin C pada umumnya terdapat

dalam pangan nabati yaitu sayur dan buah-buahan seperti daun singkong, daun katuk, pepaya, jambu biji, jeruk manis, nenas, dan lain-lain.

Aplikasi dalam Agroindustri

Hal-hal yang menyebabkan vitamin pada bahan makanan hilang:

Lama waktu pemasakan

Lama waktu pencucian bahan makanan di air

Pemotongan yang terlalu lama dari proses pemasakan

Penggunaan suhu yang tinggi

Menggunakan terlalu banyak air perebus waktu proses pemasakan sehingga banyak yang terbuang.

Kehilangan vitamin dalam pemasakan dapat dicegah dengan cara:

Menggunakan suhu tidak terlalu tinggi dan waktu memasak tidak terlalu lama

Menggunakan air pemasak sedikit mungkin

Memotong bahan makanan tidak

terlalu kecil sehingga vitamin pada bahan makanan tidak banyak yang keluar.

Sisa air perebus digunakan untuk masakan lain

MINERAL

 MINERAL adalah bahan anorganik yang dibutuhkan untuk proses kehidupan baik dalam bentuk ion atau elemen bebas.

 Mineral juga berperan sebagai katalis dan KOFAKTOR (komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa anorganik) aktifitas berbagai enzim dalam setiap tahap metabolisme.

 Diperoleh dari makanan (tubuh tidak dpt memproduksi)

 Berdasar jumlah yang dibutuhkan tubuh: dibagi 2 makroelemen dan mikroelemen

 Makro : sodium, potasium, klorida, magnesium, fosfor dan kalsium

Fungsi

Sebagai katalist berbagai reaksi biokimawi dlm tubuh

Transmisi sinyal / pesan pd sel saraf Produksi hormon

Pencernaan dan penggunaan

makanan

Bagian dari organ vital spt tulang, darah, gigi

Mineral sbg kofaktor

 Banyak enzim yang

mengandung ion metal = Metaloenzim

 Ion tersebut berfungsi

mirip dengan coenzim

 Fungsi dari metal

tersebut dalam enzim sangat bervariasi

 Bisa sebagai katalis :

Zn  Kadang utk meningkatkan efisiensi enzim = ATP-Mg Fe Cu Zn Mn Co Ni Mo V Se

Zn2+ Mg2+ Ni2+ Mo Se Mn2+ K+

Karbonik anhidrase, karboksipeptidase

EcoRV, heksokinase

Urease

Nitrat reduktase

Glutation peroksidase Superoksid dismutase

Sodium / natrium

Dibutuhkan untuk keseimbangan cairan,

sambungan atau transmisi saraf, dan kontraksi otot.

Sumber mineral sodium terbesar ada dalam garam meja, kecap, serta makanan olahan, dan jumlah kecil terdapat pada susu, roti, sayuran, dan daging yang belum diolah.

Potasium / kalium

 Merupakan mineral esensial dan byk dikenal sbg elektrolit

 Fungsi tubuh  normal = tergantung konsentrasi K di dlm dan luar sel

 Berfungsi sebagai

 Menjaga potensial membran sel

Menjaga potensial membran

 K – kation utama di dalam sel, N – kation utama di luar sel

 K di dlm sel : 30 x lbh tinggi dibanding luar sel

 Na di luar sel : 10 X lbh tinggi dibanding dlm sel

 Perbedaan konsentrasi = gradien

elektrokimiawi membran  potensial membran

 Potensial membran penting dalam 

penyampaian sinyal untuk komunikasi antar sel : sel saraf

Sbg kofaktor : contoh : pyruvat kinase (metabolisme karbohidrat)

Klorida

Dibutuhkan untuk keseimbangan

cairan, dan asam lambung yang tepat. Jumlah terbesar ada dalam garam meja, kecap, dan makanan olahan. Susu, daging, roti, dan sayuran mengandung Choride dalam jumlah kecil.

Magnesium (Mg)

• merupakan kation bivalent = cenderung berfungsi sebagai

“chelator”

• lebih banyak ditemukan di intraseluler sel daripada di serum darah.

• Mineral penting, selain Ca dan fosfor

• Di intraseluler sel  sering ditemukan berikatan dengan ATP = berperan sebagai kofaktor

• ATP yang berikatan dengan Mg = merupakan substrat yang lebih efektif bagi ensim – ensim yang membutuhkan ATP. • Magnesium dibutuhkan tubuh untuk membuat protein,

kontraksi otot, sambungan transmisi saraf, kesehatan sistem kekebalan tubuh. Kacang-kacangan dan biji-bijian, sayuran berdaun hijau, seafood, cokelat dan air minum mengandung magnesium

• Mg penting bagi manusia krn berperan dlm reaksi penghasilan energi • Pompa Na/K yg mengatur konsentrasi elektrolit dlm sel = dikontrol oleh ATP  keseimbangan

elektrolit di dalam sel tergantung pada Mg

• Food processing =

menghilangkan Mg

 Berfungsi pula menghambat kalsium di sinapsis sel saraf = mencegah ekskresi neurotransmitter terutama adrenalin

Fosfor

Mineral ini penting untuk kesehatan

tulang dan gigi, juga banyak

ditemukan di setiap sel, dan

bagian-bagian dari sistem tubuh yang

mempertahankan keseimbangan asam basa. Makanan mengandung fosfor adalah daging, ikan, unggas, telur, susu, makanan olahan.

Kalsium (Ca)

 Merupakan mineral yang sulit diperoleh dari makanan kita sehari-hari

 Berfungsi :

 Kontraksi otot

 Secondary messenger

 Pembentukan tulang dan otot

 Koagulasi darah

 Pemecahan glikogen dan aktivator siklus kreb  Untuk melakukan kontraksi  otot

membutuhkan ATP (dlm myofibril)

 Tapi yang menstimulasi terjadinya kontraksi = Ca

Besi (Fe)

 Fungsi utama : bergabung

dgn protein dan tembaga = membentuk hemoglobin

(transport O₂ dr paru2 ke jaringan yg membutuhkan)

 Penting pula untuk

pembentukan myoglobulin (pengangkut O₂ di dlm otot)

 Penting untuk penderita

thyroidism

 Keseimbangan antara Fe, Zn

& Cu  penting untuk menjaga dan mencegah thyroidism

 Terdapat dlm bentuk Fe (II) atau (Fe(III)

 di dlm tubuh ditemukan berasosiasi dgn

proteinDi dalam tubuh tersimpan dlm jumlah besar dalam protein  ferritin  Dlm btuk bebas di dalam tubuh :

konsentrasi sgt rendah. Karena

 Ion Ferri tidak larut dalam air

 Mungkin ion ferro toksik bagi sel dpt berakasi dg hidrogen peroksida  radikal hidroksil

HOOH HO- + HO

.

 Makanan biasa mengandung Fe (III)  tapi untuk mudah diserap harus dlm bentuk Fe (II)

 Reduksi Fe (III) menjadi Fe (II)  dgn askorbat (vit C) atau dgn suksinat

Non heme iron enzyme function

Aconitase Siklus kreb Suksinat DH Siklus kreb

NADH DH, CoQ reduktase Rantai respirasi

Adrenodoksin Sintesis hormon steroid dlm kolesterol

Desaturase Sintesis asam lemak tak jenuh Xathine DH Katabolisme purine ring

Tembaga

Merupakan bagian dari banyak enzim, yang dibutuhkan untuk metabolisme zat besi.

Sumber: Kacang-kacangan, biji-bijian, jerohan, dan air minum mengandung mineral ini.

Zinc (Zn)

Element essensial dalam makanan baik (tumbuhan, hewan dan manusia)

Dibutuhkan untuk pembentukan

substansi genetik dlm sel dan untuk reproduksi biologis

Diperlukan dlm sintesis DNA dan RNA

Merupakan bagian dari ± 200

metaloensim

Kekurangan Zn : tidak spesifik krn banyaknya ensim yg membutuhkan Zn

Defisiensi Zn :

 Serious immunodeficiency

 increased numbers of infections

 stunted growth