VITAMIN E
TUGAS MATA KULIAH KIMIA PANGAN
Disusun oleh :
Resky 09.70.
Mayang S.W 10.70.0063 Lidya Mandari 10.70.0110 Felix Sholeh 12.70.0186
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
normal dan mempertahankan hidup hewan atau manusia yang secara alami tidak bisa mensintesa senyawa tersebut melalui proses anabolisme. Vitamin dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit, tidak menghasilkan energi dan tidak digunakan untuk pembangun tetapi penting untuk transformasi energi dan pengaturan metabolisme tubuh. Kandungan vitamin dalam bahan makanan merupakan suatu hal yang penting dan menentukan suatu bahan pangan itu bermutu atau tidak. Vitamin dibagi dalam 2 kelompok besar, yaitu vitamin yang larut lemak dan vitamin yang larut air (Combs, 1998).
Vitamin E atau tokoferol merupakan zat gizi yang penting dan unik. Penting karena vitamin ini mempunyai sifat antioksidan sehingga zat gizi ini dapat mencegah atau menghambat terjadinya penyakit degenerative. Disebut unik karena vitamin ini dimasukkan dalam kelompok vitamin, walaupun sebenarnya tidak mempunyai fungsi sebagai kofaktor untuk reaksi enzim seperti lazimnya fungsi vitamin umumnya (Lamid,1995).
Vitamin E terbagi atas 2 kelas substansi aktif biologis yaitu tokoferol dan tokotrienol. Struktur kimia vitamin E terdiri atas rantai samping gugus merupakan nukleus
methylated 6-chromanol (3,4-dihydro-2H-1-benzopyran-6-ol), kemudian 3 unit
isoprenoid, dan ikatan ester atau hidroksil bebas pada C-6 dari nukleus chromanol (Combs, 1998). Berikut struktur kimia vitamin E.
Gambar 1. Struktur Kimia Tokoferol dan tokotrienols (Combs, 1998)
2
Tabel 1. Struktur kimia vitamin E
2. KARAKTERISTIK
Tokoferol dan tokotrienol mempunyai ciri berwarna kuning sampai kuning pucat dan berbentuk minyak yang kental, larut dalam alkohol dan larut dalam lemak. Tokoferol memiliki sifat absorpsi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang maksimum pada 295 nm sedangkan ester-esternya misalnya asetat mempunyai panjang gelombang maksimum pada 285 nm. Spektrum absorbansi α dan β-tokoferol dan ester-ester allophanatnya (Andarwulan & Koswara, 1992).
Secara fisik vitamin E larut dalam lemak, vitamin ini tidak dapat disentesa oleh tubuh sehingga harus dikonsumsi dari makanan dan suplemen. tokoferol dan tokotrienol dikenal mempunyai aktifitas biologis vitamin E. d alfa tokoferol mempunyai biopotensi yang terbesar dan menunjukkan aktifitas biologis vitamin E yang asli (Lamid,1995).
Tokoferol dan tokotrienol memiliki sifat stabil terhadap asam, panas dan alkali. Tetapi dapat dirusak oleh oksigen dan proses oksidasi dapat berlangsung lebih cepat apabila terkena cahaya, panas, alakali, dan adanya logam seperti Cu2+ dan Fe3+. Bila tidak ada
oksigen, vitamin E stabil terhadap panas pada suhu diatas 2000C, serta tidak terpengaruh
oleh asam sulfat dan asam klorida pada suhu di atas 2000C, serta tidak terpengaruh oleh
asam sulfat dan asam klorida pada suhu diatas 100oC. Alkali tanpa panas dan oksigen
tidak banyak merusak vitamin E sehingga proses saponifikasi dapat dilakukan untuk mengisolasi vitamin E (Andarwulan & Koswara, 1992).
Proses metabolisme vitamin E yaitu dengan penyerapan di usus halus secara difusi, absorbsinya tergantung adanya lemak dalam makanan, fungsi kelenjar biliar dan pankreas yang baik. Vitamin E tidak mempunyai protein pembawa yang spesifik dalam plasma, vitamin E yang terabsorbsi bergabung ke dalam kilomikron, yang secara cepat berpindah ke lipoprotein plasma dimana dia terikat tidak spesifik. Vitamin E ditangkap oleh hati dan bergabung dengan Very-Low-Density Lipoprotein (VLDL), lebih banyak dalam bentuk α-tokoferol dibanding bentuk yang lain, untuk kemudian disekresikan kembali. Sebagian besar sisa VLDL kaya trigliserida akan kembali ke hati, sebagian lagi berubah oleh lipoprotein lipase menjadi Low-Density Lipoprotein (LDL). Selama proses ini vitamin E juga secara spontan berpindah ke lipoprotein densitas tinggi (
Density Lipoprotein / HDL). Tokoferol plasma lebih banyak didistribusikan oleh LDL dan HDL. Transpor vitamin E oleh polyunsaturated lipids menjamin perlindungan lipid tersebut terhadap radikal bebas, kadar tokoferol yang bersirkulasi cenderung sesuai dengan kadar total lipid dan kolesterol (Combs, 1998).
dari lembaga (germ) gandum. Dengan jumlah yang bervariasi vitamin E terdapat di dalam minyak biji kapas, minyak kelapa sawit, minyak lembaga beras dan minyak lembaga (grem) biji-bijian yang lain. Jumlah vitamin E dalam dari sumber bahan tanaman diatas dipengaruhi oleh spesies, varietas, tingkat kematangan, musim, waktu dan cara panen, prosedur pengolahan dan waktu penyimpanan (Andarwulan & Koswara, 1992)
Vitamin E (tokoferol) dapat ditemukan dalam minyak sayuran jaringan berwarna hijau gelap, masa pertengahan pertumbuhan, produk-produk hewani dan terutama pada kecambah. Germinasi meningkatkan daya cerna karena perkecambahan merupakan proses karabolis yang menyediakan zat gizi yang penting untuk pertumbuhan tanaman melalui reaksi hidrolisa dari zat gizi cadangan yang terdapat dalam biji. Secara umum, selama germinasi terjadi peningkatan zat-zat nutrisi terutama setelah munculnya buluh akar yaitu setelah 24-48 jam perkecambahan (Monang & Yuhlanny, 1996).
Menurut Mazza (1997) pada biji-bijian kandungan tokoferolnya tergantung pada sifat genetik, umur, dan suhu lingkungan selama perkecambahan. Selama perkecambahan biji-bijian akan terjadi kenaikan kandungan α-tokoferol atau vitamin E. Makin lama waktu perkecambahan, makin meningkat produksi α-tokoferolnya. Proses perkecambahan mampu meningkatkan kandungan beberapa zat gizi penting, terutama vitamin E. Dalam kecambah kacang kedelai kandungan vitamin yang lain tidak dapat setinggi kandungan vitamin E. Tabel berikut menunjukkan kadar vitamin E dari berbagai bahan makanan.
Tabel 2. Daftar Bahan Makanan yang mengandung Vitamin E
6
(Lamid,1995)
Rasio tokotrienol : tokoferol pada minyak sawit yaitu 7:3. Sumber lain meliputi minyak zaitun, sereal, bunga matahari, dan kacang hanya mengandung tokoferol.
Tabel 3. Kandungan Vitamin E (mg per 100 g produk)
Peranan terpenting vitamin E pada produk pangan adalah sebagai antioksidan. Adapun fungsi vitamin E yang lain dapat menstimulasi respon imunologi. Kemampuan peningkatan imunologi terlihat dalam peningkatan kekebalan tubuh (Lamid,1995). Tokoferol adalah antioksidan alami yang bisa ditemukan hampir disemua minyak tanaman dan saat ini sudah dapat diproduksi secara kimia. Antioksidan merupakan senyawa-senyawa pemberi elektron (electron donors), secara biologis adalah senyawa-senyawa yang dapat meredam efek negatif oksidan, termasuk enzim-enzim dan protein yang mengikat logam. Antioksidan dapat berfungsi sebagai antioksidan pencegah, dengan cara mencegah terjadinya radikal hidroksil dan terkumpulnya senyawa-senyawa oksidan yang berlebihan, serta antioksidan pemutus rantai, mencegah reaksi rantai berlanjut dengan memutus rantai oksidan (Suryohudoyo,2000);Bast, 1991).
Sifat antioksidan vitamin E merupakan pertahanan melawan radikal bebas. Radikal bebas adalah suatu senyawa molekul yang mempunyai electron yang tidak utuh (tinggal sebelah) dan tidak berpasangan. Radikal bebas merupakan senyawa yang tidak stabil dan cepat bereaksi dengan senyawa lain sehingga membentuk lebih banyak radikal bebas secara berantai. Radikal bebas terbentuk dari reaksi kimia yang berlangsung sangat panjang didalam tubuh atau hasil pencemaran lingkungan seperti : nitrogen, dioksida, ozon, logam berat, asap rokok. Bila paru-paru tercemar ozon menyebabkan peroksida dari sel-sel membrane lemak menghasilkan suatu produk pentara (C5H12).
Kerusakan akibat serangan radikal bebas diakibatkan dengan kerusakan jaringan ditandai dengan munculnya ketuaan secara dini (premature aging), kanker,
aterosklerosis dan lain-lain (Lamid,1995). Riset membuktikan bahwa vitamin E memberikan perlawanan terhadap kekeringan dengan membantu memberikan pelembab natural pada kulit. Apabila digunakan sebelum terkena matahari, vitamin E bisa mencegah kulit kemerahan, bengkak, dan kering. Vitamin E biasanya dipakai sebelum dan sesudah terkena paparan sinar matahari, karena sinar matahari langsung bisa merusak setengah dari suplai vitamin E alami kulit.
8
fungsinya sebagai antioksidan inilah, vitamin E merupakan pertahanan utama melawan oksigen perusak, lipid perosida, dan radikal bebas serta menghentikan reaksi berantai dan radikal bebas (Lamid,1995).
Dengan adanya sifat antioksidan dari vitamin E, sel dan komponen tubuh yang lain akan melindungi dari serangan radikal bebas dan menghentikan reaksi berantai atau oksidasi merusak. Selain itu vitamin E akan mencegah kerusakan DNA yang menyebabkan mutasi, mempertahankan LDL, dan unsur tubuh yang kaya lemak melawan oksidasi. Kelebihan vitamin E dalam tubuh akan disimpan dalam beberapa organ, antara lain hati, jaringan adiposa, otak dan lipoprotein. Vitamin E diekskresikan dari tubuh bersama dengan empedu melalui feses, sebagian lagi melalui urin setelah diubah lebih dahulu menjadi asam tokoferonat dan tokoferonalakton yang dapat berkonjugasi dengan glukoronat.
Vitamin E komersial dijual dalam bentuk -tokoferol asetat dan ester -tokoferol (
mekanis seperti pemisahan atau penghilangan fraksi lemak (refining) dapat menyebabkan kerusakan vitamin E, sedangkan kerusakan karena oksidasi biasanya bersamaan dengan oksidasi lemak (Andarwulan & Koswara, 1992). Dalam proses penyulingan minyak dapat menjadi faktor penyebab perubahan struktur dan konsentrasi tokoferol. Tokoferol hilang sekitar 30-60% ketika minyak kedelai mengalami proses deodorisasi. Namun, komposisi dari tokoferol sendiri tetap konstan selama proses pengolahan minyak. Selain itu dapat disebabkan oleh penambahan bahan kimia yang digunakan dalam pengolahan. Contohnya benzoil peroksida atau hidrogen peroksida.
Tanpa adanya oksigen tokoferol dapat membentuk senyawa lain hidroperoksida linoleat. Produk oksidasi mula-mula berupa semi kuinon kemudian teroksidasi lebih lanjut menjadi tokoferol kuinon atau dapat juga bereaksi secara aerob dengan radikal alkoksil yang menghasilkan senyawa lain. Ion Cu2+ bereaksi dengan tokoferol membentuk
p-tokoferol kuinon yang tidak memiliki aktivitas vitamin E atau antioksidan lagi. Selain itu tokoferol dapat dioksidasi dengan mereduksi Fe3+menjadi Fe 2+. Jika Cu2+ atau Fe3+
ditambahkan ke dalam larutan beralkohol maka 40%-50% tokoferol akan rusak dalam 15 hari, tetapi untuk ion yang memiliki bilangan oksidasi lebih rendah seperti Cu+, Fe 2+
dan Cu tidak bereaksi dengan tokoferol. Kehilangan tokoferol terjadi ketika adanya oksidasi lemak dalam proses penggorengan terendam (deep-fat frying). Hal ini disebabkan karena terjadi destruksi tokoferol oleh derivat asam lemak yang secara kimia aktif, yang terbentuk selama pemanasan dan oksidasi. Suhu juga dapat menyebabkan oksidasi antioksidan d-δ-tokoferol. Dengan peningkatan temperatur maka semakin banyak pula antioksidan dalam tokoferol yang akan teroksidasi. Kandungan antioksidan tokoferol dalam minyak kedelai sangat tinggi. Penggorengan bahan pangan dengan deep-fat frying menyebabkan kehilangan vitamin E sebesar 32%-75%. (Andarwulan & Koswara, 1992)
Selain proses penggorengan kehilangan senyawa alfa-tokoferol dapat disebabkan oleh adanya proses pengeringan seperti pada produk daging ayam dan daging sapi namun untuk daging babi kehilangan alfa tokoferol hanya sedikit bahkan bisa juga tidak
10
terpengaruh. Selain itu proses pengalengan juga dapat berpengaruh terhadap prosentase kehilangan tokoferol. Proses pengalengan dapat menyebabkan kehilangan 41-65 % alfa-tokoferol dalam daging dan sayuran, dan sekitar 80% vitamin E akan rusak pada pemanggangan kacang tanah (Andarwulan & Koswara, 1992)
Dalam proses pengolahan tepung kedelai yaitu dalam proses pemanasan seperti perebusan, pengukusan, atau penyangraian merupakan satu rangkaian proses yang penting. Akibat dari proses pemanasan ini maka antitrypsin dan enzim lipoksigenase menjadi tidak aktif sehingga tepung kedelai mempunyai gizi yang tinggi dan tidak berbau langu. Tokoferol dalam kedelai tahan terhadap pemanasan sehingga kandungannya dapat dipertahankan. Tokoferol di dalam kedelai juga tidak rusak dengan penambahan asam karena sifatnya yang tahan dalam suasana asam, namun kandungan tokoferol akan menurun drastis dalam suasana basa karena sifat kimianya yang tidak tahan terhadap alkali. Tepung kedelai yang dipaparkan di tempat yang terbuka dengan kontak ultraviolet dan oksigen akan berpengaruh terhadap hilangnya kandungan vitamin E khususnya tokoferol. Tokoferol sebagai zat gizi bersama dengan lemak dan protein dalam tepung kedelai akan berubah jumlahnya jika lemak menjadi tengik, vitamin E (tokoferol) akan rusak. Kerusakan kandungan vitamin E dalam tepung kedelai akan semakin meningkat apabila terdapat mineral plumbum dan besi (Evansa et al, 2002).
Oleh sebab itu ketika proses pengolahan bahan baku yang mengandung vitamin E , harus memperhatikan proses menggerus, memasak, pendinginan (dalam freezer), serta penyimpanan yang terlalu lama. Hal ini dilakukan karena vitamin E mudah rusak oleh panas yang tinggi (proses memasak) dan oksidasi (terpapar oksigen). Sumber vitamin E terbaik adalah makanan segar, mentah, atau makanan yang belum diproses.
Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan ekstraksi minyak bekatul, dimana diketahui minyak bekatul mengadung vitamin E yang tinggi. Penjelasan ini berdasarkan jurnal oleh Cahyanine et al (2012) tentang Fraksi Kaya Tokoferol Dari Bekatul Beras (Oryza sativa) Dengan Teknik Kristalisasi Pelarut Suhu Rendah. Proses penelitian dibagi menjadi 3 tahap, yaitu sebagai berikut:
a.Ekstraksi Minyak Bekatul
Bekatul dipanaskan dalam autoklaf selama 3 menit pada suhu 121°C untuk inaktivasi
enzim lipase. Lalu didinginkan sampai suhu 25°C- 30°C dan diayak. Lalu bekatul halus dicampur dengan heksana. Campuran diaduk menggunakan spatula sampai larutan berwarna kuning. Kemudian dimasukkan ke dalam shaker water bath dengan suhu 60°C selama 2 jam dan lakukan penyaringan vakum. Minyak yang diperoleh masih tercampur dengan heksana dipekatkan dengan rotary evaporator vakum suhu 50° selama ± 10-15 menit. Minyak kemudian disemprot dengan gas nitrogen untuk menghilangkan sisa heksan.
b. Penyabunan
12
gelap, dianalisis kadar tokoferolnya (setelah heksana diuapkan), dan dilakukan kristalisasi.
c.Kristalisasi
Tiap fraksi tersabunkan dalam heksana dimasukan ke dalam wadah gelap. Proses kristalisasi berlangsung di dalam lemari pendingin dengan suhu 0 dan 10°C. Setelah proses kristalisasi disaring dengan kertas saring halus dalam kondisi suhu dingin dan stabil. Kemudian dilakukan penguapan heksana menggunakan rotary evaporator
dengan suhu 50°C selama 10-15 menit hingga didapat fraksi kaya tokoferol dilanjutkan dengan penyemprotan gas nitrogen. Fraksi kaya tokoferol tersebut kemudian bisa dianalisis dengan mengukur kadar tokoferol (metode Furter-Meyer), kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, aktivitas antioksidan,intensitas warna dan rendemen.
Cahyanine,M., Teti E., Fithri C.,N. (2012). Fraksi Kaya Tokoferol Dari Bekatul Beras (Oryza sativa) Dengan Teknik Kristalisasi Pelarut Suhu Rendah. Jurnal Teknologi Pertanian Vol. 9 No. 3.165 – 172.
Cho, S., Falk, M., Fahey, G. C. (2009) Generally Recognized As Safe (GUS) Determination for the Use of Palm Tocotrienol Rich Fractions (TRF) as Ingredients in Food. Malaysian Palm Oil Board Washington, D.C.
Combs GF. (1998). Vitamin E. In: Combs GF. The Vitamins, Fundamental Aspects in Nutrition and Health 2nd ed. California: Academic Press; p. 189-223.
Evansa J.C., D.R. Kodalia, and P.B. Addis.(2002). Optimal Tocopherol Concentrations to Inhibit Soybean Oil Oxidation. University of Minnesota. Department of Food Science and Nutrition. Minnesota.
Lamid,A. (1995). Vitamin E Sebagai Antioksidan. Media Litbangkes Vol.V No. 01/1995.
Mazza G., Oomah B.D., dan Kenaschuk O. (1997). Tocopherol in flaxseed. J. Agric. Food Chem. p. 45:2076.
Monang.M dan Yuhlanny Dewi Suratno. (1996). Pengaruh Germinasi Terhadap Kandungan Tokoferol dari Kacang Kedelai (Glycine max), Kacang Tanah (Arachis hypogaea) dan Kacang Hijau (Vigna radiate). Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fateta-IPB, Bogor.
Suryohudoyo P.(2000) Kapita Selekta Ilmu Kedokteran Molekuler. Jakarta: CV Sagung Seto.p. 31-47.
