BAHAN PANGAN
Kelompok I
Disusun oleh
Arief Eka Nugraha (J3L111112) Fika Nur Anindya (J3L111114) Getha Audia Alif Putri (J3L111049)
Ismanella (J3L111150)
Karina Puspita (J3L111101) Ulfi Fitriani (J3L210182)
PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA PROGRAM DIPLOMA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
DAFTAR ISI
1 DEFINISI DAN FAKTOR-FAKTOR KETERSEDIAAN MINERAL...1 2 METODE ANALISIS MINERAL...1 3 PENGARUH ASAM FITAT DAN BEBERAPA PENGELAT ALAMI PADA
KELARUTAN MINERAL...2 4 PENGARUH METODE PEMASAKAN PADA KOMPOSISI PROKSIMAT
DAN KADAR MINERAL PADA BAHAN PANGAN...3 5 PENGARUH PERBEDAAN JENIS BAHAN BAKU TERHADAP
KOMPOSISI MINERAL Ca, P, Mg, K, DAN Na...5 DAFTAR PUSTAKA...7
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Pengaruh enzim fitase dan asam sitrat terhadap kelarutan Ca, Mg, K (a) dan Zn, Fe, Mn (b) pada sereal gandum...2 Gambar 2 Pengaruh enzin fitase dan asam malat terhadap kelarutan Ca, Mg, K
(a) dan Zn, Fe, Mn (b) pada sereal gandum...2 Gambar 3 Komposisi proksimat pada bahan pangan (ikan pelangi) dalam bentuk mentah dan masak...4 Gambar 4 Komposisi mineral Na, K, Ca, Mg, dan P (a), Fe, Zn, Mn, dan Cu (b)
bahan mentah dan masak ikan pelangi (mg/kg)a.b...4
DAFTAR TABEL
1 DEFINISI DAN FAKTOR-FAKTOR KETERSEDIAAN
MINERAL
Tidak ada definisi umum untuk ‘mineral’, tetapi istilah ini biasanya merujuk pada unsur-unsur selain C, H, O, dan N yang terdapat dalam bahan pangan. Unsur-unsur golongan IA dan VIIA berada dalam bahan pangan terutama dalam bentuk spesies ionik bebas (Na+, K+, Cl-, dan F-). Ion-ion ini sangat larut dalam air
dan memiliki daya ikat yang rendah pada kebanyakan ligan sehingga ditemukan terutama sebagai ion bebas dalam sistem berair (Miller dalam Fennema 1996).
Ketersediaan hayati mineral ditentukan oleh efisiensi penyerapan dari lumen usus ke dalam darah. Mineral yang dikonsumsi oleh makhluk hidup tidak semuanya terserap dalam tubuh walaupun kandungan mineral di dalam bahan pangan tersebut tinggi. Banyak faktor dapat memengaruhi ketersediaan hayati dan penyerapan mineral, seperti bentuk kimia dalam bahan pangan, ligan bahan pangan, aktivitas redoks komponen bahan pangan, interaksi mineral-mineral, dan keadaan fisiologis konsumen. Salah satu faktor yang memengaruhi ketersediaan mineral, yaitu pengaruh pemrosesan bahan pangan yang dimasak secara berbeda-beda, seperti digoreng, dibakar, direbus, dimikrogelombang, dan dipanggang (Miller dalam Fennema 1996).
2 METODE ANALISIS MINERAL
Komposisi mineral dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode, yaitu spektrofotometri menggunakan alat spektrofotometer ultra-violet (UV), spektrofotometer serapan atom (AAS), spektrofotometer inframerah dekat (NIRS), dan spektrofotometer plasma yang tergandeng secara induktif (ICP), dan titrimetri dengan 3 jenis titrasi, yaitu titrasi kompleksometri, titrasi redoks, dan titrasi pengendapan. Pengukuran kalium, magnesium, dan zink menggunakan AAS yang sebelumnya sampel didestruksi dengan metode basah menggunakan HNO3. Pengukuran kalsium dan besi menggunakan AAS, sedangkan fosforus
menggunakan spektrofotometer yang sebelumnya sampel didestruksi menggunakan metode kering (Ekholm 2003).
Komposisi mineral dalam suatu bahan pangan dapat juga dipengaruhi oleh proses pengolahan. Proses pengolahan bahan pangan dilakukan dengan cara digoreng, direbus, dipanggang, dibakar, dan dimasak dengan mikrogelombang. Metode pemasakan dengan pemanggangan dan pembakaran dibedakan berdasarkan penggunaan minyak pada saat pengolahan bahan pangan (Gokoglu 2004).
Seiring dengan perkembangan teknologi, mineral dapat dianalisis menggunakan alat yang lebih canggih, yaitu NIRS dan ICP. NIRS dilakukan pada panjang gelombang 1100–2000 nm yang dilengkapi dengan pengujian serat optik, sedangkan analisis dengan ICP dilakukan dengan penambahan HNO3 dan H2O2
3 PENGARUH ASAM FITAT DAN BEBERAPA PENGELAT
ALAMI PADA KELARUTAN MINERAL
Kelarutan kalsium, magnesium, kalium, zink, besi, dan mangan dalam sampel sereal gandum dipengaruhi oleh asam fitat. Pembentukan kompleks mineral dengan asam fitat menurunkan kelarutan mineral tersebut. Oleh sebab itu, digunakan enzim fitase dan pengelat, seperti asam sitrat dan asam malat. Asam fitat akan dihidrolisis oleh enzim fitase sehingga tidak dapat lagi mengompleks mineral. Proses hidrolisis ini harus dilakukan dalam keadaan pH, suhu, dan waktu yang optimum. Enzim fitase baik untuk digunakan sebagai bahan tambahan dalam sampel sereal gandum. Pengelat juga dapat ditambahkan kedalam sereal gandum untuk membantu daya larut mineral dengan cara mengelat mineral tersebut. Hal ini disebabkan sifat pengelat yang digunakan mudah larut, sehingga mineral yang terkelat akan ikut larut bersama dengan pengelatnya (Ekholm 2003).
(a) (b)
Gambar 1 Pengaruh enzim fitase dan asam sitrat terhadap kelarutan Ca, Mg, K (a) dan Zn, Fe, Mn (b) pada sereal gandum
(a) (b)
Gambar 2 Pengaruh enzin fitase dan asam malat terhadap kelarutan Ca, Mg, K (a) dan Zn, Fe, Mn (b) pada sereal gandum
perubahan yang signifikan pada penambahan enzim fitase. Selain penggunaan enzim fitase, pengelat juga membantu peningkatan kelarutan mineral. Pengelat yang digunakan, yaitu asam sitrat dan asam malat. Penambahan pengelat asam sitrat bersamaan dengan enzim fitase meningkatkan kelarutan mineral kalsium, magnesium, zink, dan mangan secara signifikan dibandingkan pengelat asam malat sehingga pengelat asam sitrat lebih baik digunakan untuk meningkatkan kelarutan mineral. Peningkatan kelarutan mineral juga dipengaruhi oleh konsentrasi pengelat. Konsentrasi pengelat yang lebih besar lebih meningkatkan kelarutan mineral (Ekholm 2003).
4 PENGARUH METODE PEMASAKAN PADA KOMPOSISI
PROKSIMAT DAN KADAR MINERAL PADA BAHAN
PANGAN
Komposisi proksimat pada bahan pangan (ikan pelangi) dalam bentuk mentah dan masak dapat dilihat pada Gambar 2. Analisis proksimat dilakukan untuk mengetahui pada suatu komponen tertentu yang terkandung di dalam bahan pangan. Komponen yang ada pada bahan pangan digolongkan berdasarkan komposisi kimianya, yaitu kadar air, kadar abu, protein, dan lemak. Perubahan komposisi kadar bahan kering, protein, dan kadar abu menghasilkan nilai signifikan untuk semua metode pemasakan. Peningkatan kadar lemak tidak signifikan pada semua metode pemasakan, kecuali pada ikan yang digoreng (Gokoglu 2004).
Peningkatan kadar lemak tertinggi terdapat pada ikan yang digoreng dibandingkan dengan metode yang lainnya, disebabkan oleh penyerapan lemak oleh ikan pada minyak yang digunakan selama penggorengan. Penyerapan lemak juga menyebabkan kenaikan kadar bahan kering. Kadar bahan kering tertinggi terdapat pada ikan yang digoreng dan dimikrogelombang akibat kehilangan air selama proses penggorengan dan pemasakan mikrogelombang. Selain itu, kehilangan air juga menyebabkan kadar protein yang tinggi (Gokoglu 2004).
ikan pelangi, sedangkan kandungan mineral zink dan mangan menurun pada semua jenis metode pemasakan (Gokoglu 2004).
Keterangan : BB= bahan baku, G= digoreng, R= direbus, B= dibakar, P= dipanggang, MG= dimikrogelombang
(a)
(b)
Gambar 4 Komposisi mineral Na, K, Ca, Mg, dan P (a), Fe, Zn, Mn, dan Cu (b) bahan mentah dan masak ikan pelangi (mg/kg)a.b
5 PENGARUH PERBEDAAN JENIS BAHAN BAKU
TERHADAP KOMPOSISI MINERAL
Ca, P, Mg, K, DAN Na
Keju dapat dibuat dari jenis susu yang berbeda-beda, seperti susu sapi, domba, dan kambing. Keju mengandung berbagai mineral penting, tetapi kandungannya dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis susu yang diolah dan musim. Kandungan mineral kalsium dan fosforus pada keju susu domba lebih tinggi dibandingkan dengan keju susu kambing dan sapi, sedangkan mineral kalium paling banyak terdapat pada keju susu sapi dibandingkan dengan keju susu domba dan kambing. Kandungan mineral kalium dalam keju susu bergantung pada jenis hewan yang akan diolah susunya dan proses pemasakan keju tersebut. Mineral natrium hanya terdapat pada keju susu sapi dan kambing. Akan tetapi, jumlahnya dalam kedua jenis keju tersebut bergantung pada jenis musim. Kandungan mineral natrium pada keju susu sapi saat musim panas lebih tinggi dibandingkan dengan pada keju susu kambing, sedangkan pada musim dingin justru lebih rendah. Mineral magnesium komposisinya tidak berbeda signifikan pada semua jenis keju susu (Martin 2011).
Analisis mineral dalam keju biasanya dilakukan dengan menggunakan metode spektroskopi plasma optik ICP. Namun, metode ini memerlukan biaya yang mahal dan waktu analisis yang cukup lama. Oleh karena itu, diperlukan metode lain untuk analisis mineral yang berpotensi menggantikan metode ICP salah satunya metode spektroskopi inframerah dekat. Hasil analisis dari metode spektroskopi inframerah dekat dilakukan kalibrasi dan validasi untuk mengetahui keakuratan dan ketelitian metode tersebut. Kalibrasi metode NIRS dilakukan dengan membandingkan standar mineral yang telah diketahui. Sedangkan validasi metode NIRS dilakukan dengan membandingkan hasil analisis NIRS dengan ICP yang merupakan metode referensi. Hasil kalibrasi dan validasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil kalibrasi dan validasi komposisi mineral dalam keju
Kalibrasi Validasi
Unsur Min Maks Rerata Standardeviasi Min Maks Rerata Standardeviasi Ca 4.49 40.38 8.11 3.8 5.12 12.56 7.89 1.6
P 2.43 6.03 3.73 0.7 2.35 5.68 3.83 0.8 K 0.62 2.17 1.26 0.4 0.73 1.88 1.23 0.3 Na 2.76 13.92 7.99 2.7 3.83 12.96 7.74 2.2 Mg 257.85 686.69 401.19 67.0 269.43 561.96 405.56 58.8
NIRS terdiri dari RSQ, SEC, SECV, dan RPD. Rentang konsentrasi dan standar deviasi untuk masing-masing mineral ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil kalibrasi NIR
Keterangan n = jumlah sampel SD = standar deviasi
RSQ = koefisien korelasi perkalian SEC = kesalahan standar kalibrasi
SECV = kesalahan standar validasi silang RPD = rasio perbandingan deviasi
Hasil kalibrasi NIRS menunjukkan bahwa nilai SEC yang merupakan galat metode kalibrasi memiliki nilai yang besar untuk mineral Mg. Hali ini berarti bahwa analisis NIRS tidak sesuai untuk mineral Mg sebab semakin besar nilai SEC maka semakin banyak galat yang terdapat dalam analisis tersebut. Nilai SEC tersebut juga berhubungan dengan nilai SECV yang merupakan galat metode validasi silang apabila nilai SECV semakin besar maka semakin banyak juga galat yang terdapat dalam analisis seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2 untuk mineral Mg. Nilai RSQ menunjukkan kelinearan metode yang digunakan, nilai RSQ yang baik pada nilai 0,9999. Metode analisis yang dilakukan cukup baik sebab hasil analisis masih berada dalam kisaran yang seharusnya. Nilai ketelitian prediksi sampel ditentukan berdasarkan nilai RPD. Jika nilai RPD lebih besar dari 2.5 maka metode dianggap baik untuk analisis tersebut. Nilai maksimum 3.8 diperoleh untuk natrium dan minimum 1.8 untuk fosforus (Tabel 2). Hasil tersebut menunjukkan bahwa kapasitas prediksi dapat dianggap sangat baik untuk kalium dan natrium, serta dapat diterima untuk kalsium, fosforus, dan magnesium.
Parameter validasi eksternal yang dilakukan terdiri dari taraf signifikan, rerata residu, dan RMSE. Nilai RMSE berada pada kisaran yang seharusnya sehingga metode yang digunakan dianggap baik untuk analisis tersebut yaitu masih berada dalam kisaran 0 sampai 1, kecuali pada logam Mg. Tabel 3 menunjukkan hasil yang diperoleh dalam validasi eksternal yaitu rerata residu dan nilai rerata akar dari kesalahan standar (RMSE).
Tabel 3 Hasil validasi eksternal
Komponen p (Taraf signifikan) Rerata residu RMSE
Ca 0.40 0.69 0.93
P 0.15 0.34 0.46
K 0.15 0.16 0.22
Na 0.15 1.01 1.52
Mg 0.65 39.81 49.80
Unsur n SD Estimasi RSQ SEC SECV RPD
DAFTAR PUSTAKA
Ekholm P, Virkki L, Ylinen M, Johansson L. 2003. The effect of phytic acid and some natural chelating agents on the solubility of mineral elements in oat bran.
Food Chem. 2: 165-170.
Gokoglu N, Yerlikaya P, Cengiz E. 2004. Effect of cooking methods on the proximate composition and mineral contents of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Food Chem. 3: 19-22.
Martin IG, Hierro JM, Revilla I, Quintana AV, Ortega IL. 2011. The mineral composition (Ca, P, Mg, K, Na) in cheeses (cow’s, ewe’s, and goat’s) with different ripening times using near infrared spectroscopy with fibre-optic probe. Food Chem. 1: 147-152.
