BAB I
PENDAHULUAN
Karbohidrat,
lipida dan protein memegang peranan penting bagi kehidupan di bumi. Karbohidrat
terbagi atas tiga kelompok yaitu momosakarida,oligosakarida dan polisakarida.
Monosakarida ( MS) atau gula sederhana mengandung 3,4,5,6, atau 7 ataom karbon.
MS yang banyak di jumpai adalah heksosa ( misalnya, glukosa, galaktosa, dan
fruktosa) pentosa misalnya xilosa dan ribosa. Ologosakarida banyak di jumpai di
alam berupa laktosa dan sakarosa, sedangkan maltosa di hasilkan bila pati
dhidrilosis oloeh emzim B-amilase. Maltosa terdiri dari dua molekul glukosa
yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Sukrosa tersdiri dari glukosa dan
fruktosa. Polisakarida (PS) di alam dapat di hidrolisis oleh asm maupun
enzim. PS dapat berfungsi penyususun struktur maupun
simpanan. Pati adalah PS simpanan yang
terdapat pada tumbuhan tingkat tinggi terdiri dari dua komponen , yaitu amilosa
dan amilopektin.
Lipida
adalah senyawa organik yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut
organik (aseton, ether dll). Lipida ada yang berupa zat cair (minyak) dan zat
padat (lemak). Senyawa ini terdapat dalam semua sel yang berfungsi sebagai komponen struktur sel, sebagai
simpanan bahan bakar metabolik, pelindung dinding sel (komponen membran ),
pelindung daun ( lilin) dsb. Lemak terbentuk dari trigliserida yang dapat di
hidrolisis oleh asam, basa atau enzim menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol
mempunyai 3 gugus alkohol , sedamngkan asam lemak terdiri dari gugus karboksil
( head) dan rantai hidrokarbon (tail). Asam lemak terdiri dari asam lemak jenuh
dan tak jenuh.
Protein
adalah suatu senyawa organik yang berbobot molekul tinggi. Protein tersusun
dari atom C,H,O, dan N serta unsur lainnya seperti P dan S yang membentuk unit-unit asam amino.
Protein merupakan untaian panjang asam amino. Ikatan antara unit-unit asam
amino disebut ikatan peptida. Protei berasal dari kata yunani kuno proteos “ yang utama”. Dari asal kata
tersebut dapat di ambil kesimpulan bagaimana pentingnya protein dalam
kehidupan. Protein terdapan dalam semua sel hidup. Protein berfungsi sebagai
pembangun struktur, biokatalis, hormon, sumber energi, penyangga racun,
pengatur ph transport ion dan penbawa sifat turunan dari generasi ke generasi.
Protein pada membran disamping membantu proses transport ion dari luar sel atau
sebaliknya juga berperan untuk menjaga integritas membran
BAB
II
MATERI
METABOLISME
KARBOHIDRAT,LIPIDA, DAN PROTEIN
A.
DEFINISI, JENIS, STRUKTUR, DAN FUNGSI
KARBOHIDRAT
Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang
fungsi utamanya sebagai penghasil enersi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4
kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi lebih besar, namun karbohidrat lebih
banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada
negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat dikonsumsi
sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa
mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar
40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat
lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun
protein.
Karbohidrat banyak ditemukan
pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada
biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Definisi
Secara umum definisi
karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan
Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen clan oksigen dalam komposisi
menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari
beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian
besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari,
terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Sumber karbohidrat nabati
dalam glikogen bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan hati dan
karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada
tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O
melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung
hijau daun (klorofil). Matahari merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa
matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak akan dijumpai.
Reaksi fotosintese
s.matahari
6 CO2 + 6 H2O---------------> C6 H12 O6 + 6 O2
Pada proses fotosintesis,
klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan menggunakan enersi matahari
untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO2 dari udara dan air (H2O) yang
berasal dari tanah. Enersi kimia yang terbentuk akan disimpan di dalam daun,
batang, umbi, buah dan biji-bijian.
A.
Karbohidrat
Sederhana
Karbohidrat
sederhana terdiri dari:
1.1.Monosakarida
Sebagian
besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau
cincin karbon. Atom-atom hidrogen
dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai
gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi,
yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini
mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom
hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan
atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan
atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan
sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam
pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil ada
karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa
struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting
dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon
disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa
2. Glukosa,
dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah
sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan
dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu
gizi. Glukosa merupakan hasil akhir
pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam
proses metabolisme, glukosa merupakan
bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan
sumber energi.
3.
Fruktosa,
dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa
mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6,
namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot
kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.
4.
Galaktosa,
tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi
terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.
5.
Manosa,
jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di
dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.
6.
Pentosa,
merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil,
sehingga tidak penting sebagai sumber energi.
1.2.Disakarida
Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau
sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa.
1.
Trehaltosa
tidak begitu penting dalam milmu gizi, oleh karena itu akan dibahas secara
terbatas. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama
lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa
ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini biasanya
terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa,
dengan melepaskan satu molekul air. hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya
terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah
kembali mejadi dua molekul monosakarida
melalui
reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida;
monosakarida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa
Ø Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula
bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari
keuda macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi.
Gula merah yang banayk digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau
enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa
juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu.
Ø
Maltosa
(gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap
pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh- tumbuhan bila benih atau
bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati.
Ø
Laktosa
(gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan
satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap
laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam
saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang
menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap
laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Mlaktosa adalah gula yang rasanya
paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada
disakarida lain.
Ø
Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa
dan dikenal sebagai gila jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa.
Trehalosa juga terdapat dalam serangga.
1.3.Gula
Alkohol
Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat
secara sintesis. Ada empat jenis gula alkohol yaitu sorbitol, manitol,
dulsitol, dan inositol.
Ø Sorbitol, terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara
komersial dibuat dari glukosa. Enzim
aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa
menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat
dilihat di bawah.
Sorbitol
banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti
minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila
dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati
menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa.
Konsumsi lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien
diabetes.
Ø
Manitol dan Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari
monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus,
ubi jalar, dan wortel. Secara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis
rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan.
Ø
Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa.
Inositol terdfapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia.
1.4.Oligosakarida
Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga
sepuluh monosakarida.
Ø
Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa
adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan
galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji
tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim
perncernaan.
Ø
Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang
terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa.
Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus.
Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar
difermentasi.
B.
Karbohidrat Kompleks
2.2.Polisakarida
Karbohidrat
kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang
tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida
yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida
nonpati.
Ø Pati
merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat
utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam
padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian
Ø
Dekstrin
merupakan produk antara pada perencanaan pati atau
dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama
karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube
feeding). Cairan
glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air.
Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai
pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.
Ø
Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk
simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat
di dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot
dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk
keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat
digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan
glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah
menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.
2.2.Polisakari
dan Nonpati/Serat
Serat
akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah
berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang
dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa,
hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum,
mukilase, glukan, dan algal.
Fungsi karbohidrat
Fungsi
utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan,
disamping itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan
sebagai bahan penstabil, bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan
bakar, misalnya pada glukosa dan pati dan sebagai penyusun struktur sel,
misalnya selulosa dan khitin. (Sudarmadji, 1996)
Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan
karakteristik bahan makanan seperti rasa, warna dan tekstur. Sedangkan fungsi
karbohidrat di dalam tubuh adalah:
1. Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram
karbohidrat menghasilkan 4 kalori ) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh.
Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktifitas tubuh,
dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Ada beberapa
jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit hanya dapat menggunakan
energi yang berasal dari karbohidrat saja.
2. Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai
penghasil energi.
3. Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas
pertama, bila karbohidrat yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan
energi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan
lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi
karbohidrat sebagai penghasil energi. Dengan demikian protein akan meninggalkan
fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung
terus-menerus, maka keadaan kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat
dihindari lagi.
4. Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan
demikian dapat mencegah terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang
berlebihan.
5. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik
tertentu.
6. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di
dalam tubuh. Laktosa misalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa
merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.
7. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak
dapat dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan,
seperti selulosa, pektin dan lignin.
1. DEFINISI,
JENIS, STRUKTUR, DAN FUNGSI LIPID
Lipid mengacu pada
golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofobik. Karena nonpolar,
lipid tidak larut dalam pelarut polar seperti air, tetapi larut dalam pelarut
nonpolar/organik, seperti
alkohol, eter atau kloroform. Fungsi
biologis terpenting lipida di antaranya untuk menyimpan
energi, sebagai komponen struktural membran sel, sebagai pensinyalan molekul, sumber bahan baku bagi
biosintesis basa-basa purin serta pirimidin yang menyusun asam nukleat,
biosintesis asam amino tertentu dsb. Jenis lipid yang paling banyak adalah
lemak atau triasilgliserol, yang merupakan bahan bakar utama bagi hampir semua
organisme.
Lipid adalah senyawa organik
yang diperoleh dari proses dehidrogenasi endotermal rangkaian hidrokarbon.
Lipid bersifat amfifilik, artinya lipid mampu membentuk struktur seperti
vesikel, liposom, atau membran lain dalam lingkungan basah. Lipid biologis
seluruhnya atau sebagiannya berasal dari dua jenis subsatuan atau "blok
bangunan" biokimia: gugus ketoasil dan gugus isoprena. Dengan menggunakan pendekatan ini, lipid
dapat dibagi ke dalam delapan kategori: asam lemak,
gliserolipid, gliserofosfolipid, sfingolipid, sakarolipid, dan poliketida
(diturunkan dari kondensasi subsatuan ketoasil); serta lipid sterol dan lipid
prenol (diturunkan dari kondensasi subsatuan isoprena).
Meskipun istilah lipid
kadang-kadang digunakan sebagai sinonim dari lemak. Lipid juga meliputi molekul-molekul seperti asam lemak dan
turunan-turunannya (termasuk tri-,
di-, dan monogliserida dan fosfolipid, juga metabolit yang mengandung sterol,
seperti kolesterol.
Jenis Lipid
:
1. Fatty acid (Asam Lemak)
Fatty acid, istilah umum untuk menggambarkan asam lemak,
konjugasi dan turunannya, adalah kelompok beragam molekul disintesis oleh
rantai-perpanjangan dari primer asetil-KoA dengan malonyl-KoA atau kelompok
methylmalonyl-KoA dalam proses yang disebut sintesis asam lemak.
Asam lemaknya sendiri adalah asam organik berantai panjang yang punya 4-24 atom
karbon, dan memiliki gugus karboksil tunggal dan ekor hidrokarbon non polar
yang panjang yang menyebabkan kebanyakan lipida tidak larut dalam air dan tampak
berminyak atau berlemak. Asam lemak yang umum dijumpai bersifat tidak larut
dalam air tetapi dapat terdispersi menjadi misel di dalam
NaOH atau KOH encer yang mengubah asam lemak menjadi
sabun.
Lipid mempunyai kelas-kelas, salah satunya adalah asam lemak, komponen unit
pembangun pada kebanyakan lipida. Rantai karbon,
biasanya antara empat sampai 24 karbon panjang, mungkin jenuh atau tak jenuh,
dan mungkin melekat pada kelompok-kelompok fungsional yang mengandung oksigen,
halogen, nitrogen dan belerang. Apabila suatu ikatan ganda ada, ada kemungkinan
baik cis''''atau''''isomer trans geometris, yang secara signifikan mempengaruhi
konfigurasi molekul molekul itu. Obligasi''Cis''-ganda menyebabkan rantai asam
lemak membungkuk, efek yang lebih diucapkan obligasi lebih ganda terdapat dalam
rantai. Hal ini pada gilirannya berperan penting dalam struktur dan fungsi
membran sel.
2. Glycerolipids (trigliserida)
Glycerolipids terdiri terutama dari mono-, di-dan
tri-glycerols diganti, yang paling terkenal menjadi ester asam lemak gliserol
(trigliserida), juga dikenal sebagai trigliserida.
Triasilgliserida adalah komponen utama dari lemak penyimpan pada sel tumbuhan
dan hewan, tetapi umumnya tidak dijumpai dalam membran. Triasilgliserida adalah
molekul hidrofobik non polar bersifat tidak larut dalam air, tetapi mudah larut
dalam pelarut non polar seperti kloroform, benzena atau eter, yang sering
dipergunakan untuk ekstraksi lemak dari jaringan. Triasilgliserida akan
terhidrolisis jika dididihkan dengan asam atau basa. Triasilgliserida terutama
berfungsi sebagai lemak penyimpan.
Subclass tambahan glycerolipids yang diwakili oleh
glycosylglycerols, yang dicirikan oleh adanya satu atau lebih residu gula
melekat pada gliserol melalui linkage glikosidik. Contoh struktur dalam
kategori ini adalah digalactosyldiacylglycerols ditemukan di membran tanaman.
3. Glycerophospholipids (Fosfolipid)
Glycerophospholipids, juga disebut sebagai fosfolipid, yang
mana-mana di alam dan merupakan komponen kunci dari lapisan ganda lipid sel,
serta terlibat dalam metabolisme. Selain
lipid yang berada dalam keadaan bebas, ada juga lipid membran . Lipid membran
yang paling banyak adalah fosfolipid. Fosfolipid merupakan lipid yang berikatan
dengan fosfat anorganik. Fosfolipid berfungsi terutama sebagai unsur struktural
membran. Beberapa lipida juga berikatan dengan protein spesifik membentuk
lipoprotein, sedangkan yang berikatan dengan karbohidrat disebut glikolipid.
Contoh fosfolipid ditemukan di
membran biologis adalah fosfatidilkolin (juga dikenal sebagai PC, GPCho atau
lesitin), phosphatidylethanolamine (PE atau GPEtn) dan phosphatidylserine (PS
atau GPSer).
4. Sphingolipids
Sphingolipids adalah keluarga senyawa kompleks yang berbagi
fitur struktural umum, tulang punggung dasar sphingoid yang disintesis dari
asam amino serin dan lemak rantai panjang asil KoA, kemudian diubah menjadi
ceramides, phosphosphingolipids, glycosphingolipids dan senyawa lainnya. Asam
lemak jenuh biasanya dengan panjang rantai 16-26 karbon phosphosphingolipids
utama atom.
5. Sterol lipid
Lipid
bersifat dapat disabunkan dan tidak tersabunkan. Salah satu kelas utama lipid
yang tidak tersabunkan adalah steroid. Steroid merupakan komponen penting
membran. Steroid adalah molekul kompleks yang larut didalam lemak dengan 4
cincin yang saling bergabung. Steroid yang paling banyak adalah sterol, yang
merupakan steroid alkohol. Kolesterol adalah sterol utama pada jaringan hewan.
Molekul kolesterol mempunyai gugus polar pada bagian kepalanya, yaitu gugus
hidroksil pada posisi 3. Bagian molekul yang lain merupakan struktur non polar
yang relatif kaku. Sterol lemak, seperti kolesterol dan turunannya, adalah
komponen penting dari membran lipid, bersama dengan glycerophospholipids dan
sphingomyelins. Contoh lain dari sterol adalah pitosterol, seperti
β-sitosterol, stigmasterol, dan brassicasterol, senyawa yang terakhir ini juga
digunakan sebagai biomarker untuk pertumbuhan alga. Sterol dominan dalam
membran sel jamur adalah ergosterol.
6. Prenol lipid
lipid Prenol disintesis dari prekursor 5-karbon difosfat
difosfat dan dimethylallyl isopentenil yang dihasilkan terutama melalui asam
mevalonic (MVA) jalur. Isoprenoidnya sederhana (alkohol linier, diphosphates,
dll) yang dibentuk oleh penambahan unit C5 berturut-turut, dan diklasifikasikan
menurut jumlah unit-unit terpene. Struktur yang mengandung lebih dari 40 karbon
dikenal sebagai politerpena.
7. Saccharolipids
Saccharolipids menggambarkan senyawa asam lemak yang
dihubungkan langsung ke tulang belakang gula, membentuk struktur yang
kompatibel membran. Dalam saccharolipids, pengganti monosakarida untuk hadir
backbone gliserol di trigliderida dan fosfolipid.
8. Poliketida
Poliketida disintesis dengan polimerisasi subunit asetil dan
propionil oleh enzim klasik serta enzim interatif dan multimodular. Mereka
terdiri dari sejumlah besar metabolit sekunder dan produk-produk alami dari
hewan, tumbuhan, sumber bakteri, jamur dan kelautan, dan memiliki keragaman
struktur yang besar. Banyak poliketida molekul siklik yang sering lebih lanjut
dimodifikasi oleh glikosilasi, metilasi, hidroksilasi, oksidasi, dan / atau
proses lainnya. Banyak umumnya agen anti-mikroba, anti-parasit, dan anti-kanker
yang digunakan adalah poliketida atau turunan poliketida, seperti
erythromycins, tetrasiklin, avermectins, dan epothilones antitumor.
Struktur Lipida :
Struktur kimia dan sifat
fisik asam lemak merupakan dasar untuk memahami sifat fisik dan kimia lipida.
Struktur Utama Asam Lemak :
2. DEFINISI,
JENIS, STRUKTUR, DAN FUNGSI PROTEIN
Ø
DEFENISI PROTEIN
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani
yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks
berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino
yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein
mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta
fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk
hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau
subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau
mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton.
Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali
dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam
transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai
sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut
(heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul
raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan
penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul
yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob
Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi
genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan
sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini,
protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik.
Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi
penuh secara biologi.
Ø
JENIS PROTEIN
a.
Berdasarkan bentuknya protein dikelompokkan sebagai berikut :
1. Protein bentuk serabut (fibrous)
Protein ini terdiri atas beberapa rantai peptida berbentu spiral yang
terjalin. Satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik
protein bentuk serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyai kekuatan mekanis
yang tinggi untuk tahan terhadap enzim pencernaan. Kolagen merupakan protein
utama jaringan ikat. Elasti terdapat dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah)
dan jaringan elastis lain. Keratini adalah protein rambut dan kuku. Miosin
merupakan protein utama serat otot.
2. Protein globuler
Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut
dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi
garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur, susu, plasma, dan
hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning telur, dan gizi
tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan seperti timus dan
pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat.
3. Protein konjugasi
Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam
amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA
dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah
besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan
ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah
protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein
dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.
b. Menurut kelarutannya, protein globuler dibagi menjadi :
1.
Albumin : laut dalam air
terkoagulasi oleh panas. Ex : albumin telur, albumin serum.
2. Globulin : tak larut air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam
larutan garam, mengendap dalam larutan garam, konsentrasi meningkat. Ex :
Ixiosinogen dalam otot.
3. Glutelin : tak larut dalam pelarut netral tapi tapi larut dalam asam atau
basa encer. Ex : Histo dalam Hb.
4. Plolamin/Gliadin : larut dalam alcohol 70-80% dasn tak
larut dalam air maupun alcohol
absolut. Ex : prolaamin dalam gandum.
5. Histon : Larut dalam air dasn tak
larut dalam ammonia encer. Ex : Hisron dalam Hb. Protamin : protein paling
sederhana dibanding protein-protein lain, larut dalam air dan tak terkoagulasi
oleh panas. Ex : salmin dalam ikatan salmon.
c. Berdasarkan senyawa pembentuk
1. Protein sederhana (protein saja ) ex :
Hb
2. Protein kojugasi dan senyawa non protein
Protein yang mengandung senyawa lain yang non protein disebut protein
konjugasi, sedang protein yang mengandung senyawa non protein disebut protein
sederhana. Ex : 9 Glikoprotein terdapat pada hati.
Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam
amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA
dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah
besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan
ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah
protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah
protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.
d. Berdasarkan keberadaan asam amino esensial. Dikelompokkan kedelapan
asam amino esensial yang harus disediakan dalam bentuk jadi dalam menu makanan
yang dikonsumsi sehari-hari.
- Isoleusi
- Leussi
- Lisin
- Methionin
(asam amino esensial), fungsinya dapat digantikan sistin (semi esensial) secara
tidak sempurna.
-Penilalanin, yang fungsinya dapat
digantikan tirosin (semi
esensial) tidak secara sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.
- Threonin
- Triptopan
- Valin
Ø
STRUKTUR PROTEIN
Struktur protein dapat
dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder
(tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Model
dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH).
1.
struktur primer protein
merupakan urutan asam amino
penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick
Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan
metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa
enzim protease
yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang
lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik.
Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram
menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih
lanjut memicu mutasi
genetik.
2.
struktur sekunder protein
adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada
protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen.
Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
·
alpha
helix (α-helix,
"puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk
seperti spiral;
·
beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"),
berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino
yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
·
beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta");
dan
·
gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").
3.
struktur tersier yang
merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier
biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara
fisik tanpa ikatan kovalen
membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan
membentuk struktur kuartener.
4.
Struktur kuartener protein adalah struktur kuartener menggambarkan
subunit-subunit yang berbeda dikemas bersama-sama membentuk struktur protein.
Sebagai contoh adalah molekul hemoglobin manusia yang tersusun atas 4 subunit
Struktur primer protein
bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat
(misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan
instrumen amino acid analyzer,
(2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari
digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa
molekular dengan spektrometri
massa.
Struktur
sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).[6]
Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan
220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm.
Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari
spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda
dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur
sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.
Struktur
protein lainnya yang juga dikenal adalah domain.
Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya
memiliki satu domain. Pada
protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida
yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan
komponen penyusunnya. Bila struktur domain
pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing
komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener.
Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein
tersebut tidak fungsional.
Ø FUNGSI
PROTEIN
1.
Untuk membangun dan mengganti sel-sel jaringan tubuh manusia
Tubuh sangat efisien dalam memelihara protein yang ada dan menggunakan kembali
asam amino yang diperoleh dari pemecahan jaringan untuk membangun kembali
jaringan yang sama atau jaringan yang lain.Untuk membentuk jaringan baru
seperti tulang, masa otot, darah. Untuk tumbuh diperlikan protein dalam jumlah
yang cukup. Bila protein dalam makanan tidak cukup dengan sendirinya
pertumbuhan tubuh akan terganggu.
2.
Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh
Hormon-hormon seperti tyroid, insulin dan epinefrin adalah protein. Demikian
berbagai enzim yna bertindak sebagai katalisator. Hb, pigmen darah yang
berwarna merah, berfungsi sebagai pengangkut oksigen dan karbondioksida adalah
ikatan protein. Asam amino triptofan berfungsi sebagai prekusor nitami niasin
dan penganta saraf serotin yang berfungsi membawa pesan dari sel saraf yang
satu ke yang lain.
3.
Mengatur keseimbangan air
Cairan tubuh terdapat dalam tiga kompartemen : intraseluler, ekstraseluler dan
intravaskuler. Distribusu cairan tubuh dalam kompartemen harus dijaga
keseimbangannya. Keseimbangan diperoleh melalui sistem komplek yang melibatkan
protein dan elektrolit.
4.
Memelihara netralitas tubuh
Protein
tubuh bertindak sebagai bufferuntuk menjaga PH pada taraf konstan.
5.
Pembentukan anti body
Kemampuan
tubuh untuk melakukan detoksifikasi terhadap bahan racun dikontrol oleh enzim
di dalam hati. Kekurangan protein kemampuan tubuh untuk menghalangi pengaruh
toksik berkurang.
6.
Mengangkut zat-zat gizi
Protei
memegang peranan potensial dalam mengangkut zat-zat gizi dalam saluran cerna
melalui dinding saluran cerna kedalam darah, dari darah ke jaringan melalui
membran sel ke dalam sel.
7.
Sumber energi
Sebagai
sumber energi, protein eqiuvalen dengan karbohidrat, karena menhasilkan 4
kkal/g protein.
Bahan-bahan
Bahan makanan hewani merupakan sumber protein yang baik dalam jumlah maupun
mutu, seperti telur, susu, daging, unggas ikan dan kerang. Sumber protein
nabati adalah kacang kedelai dan hasilnya seperti : tempe dan tahu.
3.
SINTESIS DAN
PEROMBAKAN KARBOHIDRAT
Karbohidrat atau sakarida adalah segolongan besar
senyawa organik yang tersusun hanya dari
atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula
sederhana. Banyak karbohidrat yang merupakan
polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai
yang panjang serta bercabang-cabang.
Karbohidrat merupakan bahan makanan penting dan sumber tenaga yang terdapat
dalam tumbuhan dan daging hewan. Selain itu, karbohidrat juga menjadi komponen
struktur penting pada makhluk hidup dalam bentukserat (fiber), seperti
selulosa,pektin, serta lignin.`Kelompok karbohidrat
sederhana (seperti monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat dengan struktur
yang kompleks atau polisakarida (seperti pati,glikogen,selulosa dan
hemiselulosa). Di samping itu, terdapat oligosakarida (stakiosa,
rafinosa, frukto oligosakarida, galakto oligosakarida) dan dekstrin yang
memiliki
rantai monosakarida yang lebih pendek dari polisakarida.
KARBOHIDRAT
adalah molekul organik yang dibina atas unsur C (karbon, zat arang), H
(hidrogen, zat air), dan O (oksigen, zat asam). Seperti halnya protein, karbohidrat adalah
senyawa polimer, monomernya ialah gula atau sakarida. Secara umum rumus kimianya ditulis Cm(H2O)n. Huruf m dan n menunjukkan angka, jumlahnya 2 atau lebih. Molekul ini dibedakan atas jumlah monomernya. Jika monomernya 1 disebut monosakarida, jika 2 disebutdisakarida, jika beberapa tetapi sedikit disebutoligosak arida, dan jika banyak disebutpolisakarida.
(hidrogen, zat air), dan O (oksigen, zat asam). Seperti halnya protein, karbohidrat adalah
senyawa polimer, monomernya ialah gula atau sakarida. Secara umum rumus kimianya ditulis Cm(H2O)n. Huruf m dan n menunjukkan angka, jumlahnya 2 atau lebih. Molekul ini dibedakan atas jumlah monomernya. Jika monomernya 1 disebut monosakarida, jika 2 disebutdisakarida, jika beberapa tetapi sedikit disebutoligosak arida, dan jika banyak disebutpolisakarida.
Perombakan
karbohidrat struktural (selulosa dan hemiselulosa) oleh bakteri sebagian besar
menghasilkan asam asetat. Bakteri pendegradasi karbohidrat struktural ini
sensitif terhadap kandungan lemak dan tingkat keasaman dalam rumen. Bahan pakan
dengan kandungan lemak yang tinggi atau kondisi rumen yang terlalu asam dapat
menekan pertumbuhan atau membunuh bakteri pendegradasi selulosa. Kondisi ini
dapat menurunkan kecernaan dan konsumsi pakan oleh ternak. Karbohidrat
struktural yang keluar dari rumen kecil kemungkinan dapat dipecah dalam saluran
pencernaan selanjutnya.
Perombakan karbohidrat yang dilakukan
oleh enzim amilase dari Aspergillus juga penting bagi pertumbuhan bakteri dan
khamir ketika kedelai mengalami fermentasi dalam larutan garam. Enzim α-amilase
dan glukoamilase merupakan enzim yang memiliki peranan dalam proses perombakan
karbohidrat atau pati. Enzim α-amilase (EC 3.2.1.1) mengatalisis pemutusan
ikatan glikosidik α- 1.4 dari dalam molekul pati, sedangkan glukoamilase atau
amiloglukosidase (EC 3.2.1.3) menghidrolisis ikatan glikosidik α-1,4 dan α-1,6
dari bagian ujung gula nonpereduksi secara berurutan (Fogarty 1983).
4. SINTESIS DAN PEROMBAKAN LIPIDA
Sintesis
Lemak
Lemak
dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga
zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya
berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil
Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai
bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan
karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.
Sintesis
Lemak dari Karbohidrat :
Glukosa
diurai menjadi piruvat ———> gliserol.
Glukosa diubah ———> gula fosfat ———> asetilKo-A ———> asam lemak.
Gliserol + asam lemak ———> lemak.
Tahap pembentukan asil-Ko A terlebih dahulu dari
senyawa asam lemak.
Tahap ini dimulai dengan penempelan asam lemak dengan koenzim A
(Ko-A) melalui ikatan tioester. Reaksi ini dikatalisasi
oleh enzim lemak asil-Ko A sintetase (fatty acyl-CoA synthetase)
dan
diselesaikan dengan bantuan enzim pirofosfatase sehingga membentuk
senyawa asil-Ko A.
Sintesis Lemak dari Protein:Protein
————————> Asam Amino
Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah
itu memasuki daur Krebs
Banyak
jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ———> Asetil Ko-A.
Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam
pirovat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid
Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk
lemak.
Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih
tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1
gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
Untuk
detail Bayangan sampai seberapa terbentuknya lemak di tubuh yang sumbernya dari
Glukosa /asam amino /asam lemak sendiri atau sebaliknya , bagaimana lemak bisa
diproses menghasilkan energi dapat dilihat ini
5. SINTESIS DAN PEROMBAKAN
PROTEIN
Sintesis protein
Protein tidak
disintesis langsung oleh gen, melainkan melalui proses transkripsi dan
translasi (gen adalah nama fungsional, strukturnya adalah DNA).
Transkripsi adalah proses replikasi DNA untuk membentuk RNA-d. Sedangkan,
translasi adalah proses penerjemahan informasi genetik yang terdapat pada RNA-d
menjadi runtunan asam amino polipeptida. Dalam transkripsi, DNA digunakan
sebagai model untuk sintesis protein. Untuk lebih mengetahui tentang
transkripsi dan translasi dalam sintesis protein, mari cermati uraian berikut
ini.
1. Transkripsi
Transkripsi
adalah proses transfer informasi genetik dari ruas DNA (gen) ke dalam molekul
RNA yang dipandu oleh enzim transkriptase sebagai katalisatornya. Runtunan basa
pada utas RNA-d ditentukan oleh runtunan basa yang terdapat pada satu ruas DNA,
dan setiap basa tersebut akan dicari padanan ribonukleotidanya, kemudian
dirangkaikan menjadi rantai RNA-d. Pembacaan oleh transkriptase dimulai dari
tanda awal (promotor) sampai tanda akhir (terminator). Hanya ruas yang diapit
oleh kedua tanda itu yang akan ditranskripsikan. Gen merupakan pengendali
protein sehingga gen harus terdapat pada ruas di antara promotor dan
terminator.
2. Translasi
Setelah proses transkripsi di
dalam inti sel selesai, selanjutnya RNA-d keluar dari inti untuk menjadi model
cetakan dalam penyusunan rangkaian asam amino pada proses translasi. Informasi
genetik yang dibawa oleh RNA-d terdapat pada runtunan basa yang dikandungnya.
Setiap jenis kombinasi 3 basa yang berdampingan mengandung sandi genetik
(kodon) tertentu, yang dapat diterjemahkan menjadi satu jenis asam amino. Dalam
satu rantai RNA-d, hanya bagian tertentu yang menjadi pola cetakan dalam
sintesis protein, yaitu ruas yang diapit oleh kodon awal (AUG) dan kodon akhir
(UAA, UAG, UGA).Setelah RNA-d
sampai di ribosom, RNA-t mulai mengangkut asam amino ke dalam kompleks
translasi (ribosom), serta membaca sandi-sandi (kodon) RNA-d. Selanjutnya,
asam-asam amino yang dibawa oleh RNA-t dirangkai menjadi polipeptida. Kemampuan
RNA-t menjalankan tugas tersebut, disebabkan karena adanya simpul anti kodon
dan kemampuan satu kompleks dengan asam amino yang disebut aminoasil-t RNA.
Proses penerjemahan rangkaian kodon-kodon RNA-d menjadi rangkaian asam amino
polipeptida disebut translasi. Untuk mengetahui proses transkripsi dan
translasi dalam sintesis protein, mari cermati Gambar 3.12 di bawah ini.
Perombakan
Pembongkaran protein menjadi asam
amino memerlukan bantuan dari enzim-enzim protease dan air untuk mengadakan proses hidrolisis pada ikatan-ikatan peptida.
Hidrolisis ini juga dapat
terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi asam. Dengan cara demikian, kita dapat mengenal
macam-macam asam amino yang
tersusun di dalam suatu protein. Namun, kita tidak dapat mengetahui urut-urutan susunannya ketika masih berbentuk molekul protein yang utuh. Di
samping itu, asam amino dapat
dikelompokkan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Asam amino esensial atau asam amino utama
adalah asam amino yang sangat
diperlukan oleh tubuh dan harus didatangkan
dari luar tubuh manusia karena sel-sel
tubuh manusia tidak dapat mensintesis sendiri. Asam amino esensial
hanya dapat disintesis oleh
sel-sel tumbuhan. Contoh asam amino esensial, yaitu leusin, lisin, histidin, arginin, valin, treonin,
fenilalanin, triptofan, isoleusin,
dan metioni
BAB III
Pertanyaan
1.
Apa
yang anda ketahui tentang penggolongan
karbohidrat
Penggolongan karbohidrat
yang paling sering dipakai dalam ilmu gizi berdasarkan jumlah molekulnya.
1. Monosakarida
Heksosa
(mengandung 6 buah karbon)
-Glukosa
-Fruktosa
-Galaktosa
Pentosa
(mengandung 5 buah karbon)
-Ribosa
-Arabinosa
-Xylosa
2. Disakarida
-Sukrosa
-Maltosa
-Laktosa
3. Polisakarida
-Amilum
-Dekstrin
-Glikogen
-Selulosa
2. Sebutkan
fungsi karbohidrat bagi tumbuhan. Jelaskan!
1. Sumber
Energi
Fungsi
utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan
sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi dapat di
alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.
Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai
glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam
hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian
disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang
memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.
2. Pemberi
Rasa Manis pada Makanan
Karbohidrat
memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa
adalag gula yang paling manis. Bila
tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa
adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.
3. Penghemat
Protein
Bila
karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi
kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun.
Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan
sebagai zat pembangun.
4. Pengatur
Metabolisme Lemak
Karbohidrat
mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan
bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam
beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan
natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau
asidosis yang dapat merugikan tubuh.
2. Membantu
Pengeluaran Feses
Karbohidrat
membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi
bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.
Serat
makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit
divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung
koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi.
Laktosa
dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran
cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan.
3.
Apa
yang anda ketahui tentang enzym hidrolase dalam perombakan karbohidrat,lipida,
dan protein.
Jawab: Hidrolase
Hidrolase
merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air.
Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu
A. Karbohidrase,
yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat.
Kelompok ini masih dipecah lagi menurut
karbohidrat yang diuraikannya, misal
a. Amilase,
yaitu enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi maltosa 9
suatu disakarida).
|
amilase
|
2
(C6H10O5)n + n H2O n C12H22O11
|
amilum
|
|
maltosa
|
a. Maltase,
yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa
|
maltase
|
C12H22O11 + H20 2 C6H12O6
|
maltosa
|
|
glukosa
|
b. Sukrase,
yaitu enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan fruktosa.
c. Laktase,
yaitu enzim yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa.
d. Selulase,
emzim yang menguraikan selulosa ( suatu polisakarida) menjadi selobiosa ( suatu
disakarida)
e. Pektinase,
yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin.
B. Proteinase
atau Protease, yaitu enzim enzim yang menguraikan golongan protein.
Contoh-contohnya:
a. Peptidase,
yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.
b. Gelatinase,
yaitu enzim yang menguraikan gelatin.
c. Renin,
yaitu enzim yang menguraikan kasein dari susu.
C.
Lipase, yaitu enzim
yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
4.
Jelaskan apa yang saudara ketahui tentang penggolongan lipida!
Jawab:
Lipid
adalah senyawa organik yang tak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut non
polar (eter, kloroform,benzen,dsb.)
Penggolongan
lipid
1. Lipid sederhana
1. lemak yaitu ester asam lemak dan
gliserol
2. lilin yaitu ester asam lemak dengan
alkohol monohidrat dengan BM besar
2. Lipid campuran, yaitu ester asam
lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak
1. fosfolipid, lipid yang mengandung
residu asam fosfat
2. glikolipid, lipid yang mengandung
karbohidrat
3. lipoprotein, lipid yang mengandung
protein
3. Derivat lipid, yaitu zat yang
diturunkan dari lipid dengan hidrolisis. Termasuk didalamnya adalah asam lemak
(jenuh dan tidak jenuh), gliserol, sterol dan benda-benda keton.
Lipid
yang terdapat dalam plasma darah manusia adalah
1. trigliserid
2. fosfolipid
3. kolesterol
4. asam lemak bebas
Lemak
dan Minyak
Lemak dan minyak adalah trigliserida (teriester dari
gliserol). Perbedaannya adalah pada suhu kamar lemak berbentuk padat, minyak
berbentuk cair.
Asam
karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis suatu lemak disebut asam lemak,
umumnya mempunyai rantai hidrokarbon panjang dan tak bercabang.
Contoh:
CH2O2C(CH2)16CH3
CH2OH
CHO2C(CH2)16CH3
+ 3 H2O CHOH + 3CH3(CH2)16COOH
CH2O2C(CH2)16CH3
CH2OH
Tristearin
gliserol asam stearat
Tripalmetin
+ 3H2O gliserol + asam palmitat
Hampir semua asam lemak yang terdapat di alam mempunyai
jumlah atom karbon genap, karena sam ini dibiosintesis dari gugus asetil
berkarbon dua dalam asetil Ko-A.
Asam
lemak jenuh tidak mengandung ikatan rangkap.
Contoh
:
Nama asam
|
Jumlah
atom C
|
Formiat
Asetat
Propionat
Butirat
Valerat
Kaproat
Oktanoat
Dekanoat
Laurat
Miristat
Palmitat
Stearat
Arakhidat
Behenat
lignoserat
|
1
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
|
Asam
lemak tidak jenuh mengandung satu atau lebih ikatan rangkap.
Contoh
:
Jumlah atom C,jumlah dan posisi ikatan rangkap
|
Seri
|
Nama sistematik
|
Nama Lazim
|
Keterangan
|
16:1;9
18:1;9
18:2;9,12
18:3;6,9,12
18:3;9,12,15
20:4;5,8,11,14
20:5;5,8,11,14,17
22:1;13
24:1;15
|
ω7
ω9
ω9
ω9
ω6
ω6
ω3
ω6
ω3
|
Heksadekanoat
Oktadekanoat
Oktadekadienoat
Oktadekatrienoat
Oktadekatrienoat
Eikosatetraenoat
Eikosapentaenoat
Dokosenoat
Tetrakosanoat
|
Palmitoleat
Oleat
Linoleat
Linolenat (g)
Linolenat (a)
Arakhidonat
Timnodonat
Erusat
|
Asam essensial
Asam essensial
Asam essensial
Asam essensial
|
Reaksi-reaksi
lemak
1. Hidrolisis
1. dengan air berlebihan
2. denagn basa (penyabunan
3. dengan enzim
2. Pengerasan minyak, contoh pembuatan
margarin
3. Penguraian (ketengikan, kerusakan)
lemak
Sebab
:
§
auto oksidasi
oleh
udara, memcah ikatan rangkap, sehingga terjadi asam lemak bebas, aldehid,
keton, dengan bau tengik
Pencegahan
diberi antioksidan : vitamin E, hidrokinon
§
hidrolisis, menghasilkan asam lemak
§
bakteri, hidrolisis, dilanjutkan proses B-oksidasi dan
dikarboksilasi, shg terbentuk metil keton-metil keton dengan bau tidak sedap.
Fungsi
lemak :
1. sebagai makanan
2. isolator, lemak adalah penghantar
panas yang buruk, menghalangi keluarnya panas dari tubuh
3. zat pelindung
4. digunakan pada pembuatan sabun
5. digunakan pada pembuatan gliserol
6. cat pakaian minyak, digunakan minyak
pengering yang mengandung sisa asam lemak dengan banyak ikatan C-C. Dapat
dioksidasi pada suhu kamar, membentuk zat yang keras dan tahan air (water proof
5. Apa yang saudara ketahui tentang asam lemak jenuh dan asam
lemak tak jenuh.
Jawab :
Asam
Lemak Jenuh
§
Biasanya
berwujud padat pada saat suhu sedang dan stabil pada saat suhu tinggi
§
Tidak
mudah bereaksi
§ Jumlah atom C genap
§ Tidak mempunyai ikatan
rangkap
§ Diklasifikasikan menjadi:
•Asam
Laurat (C12) dan Miristat (C14)
•Asam
Palmitat (C16) dan Stearat (C18)
§
Sumber asam lemak jenuh
salah satunya dari minyak zaitun (olive oil)
Asam Lemak Tak Jenuh
§
Memiliki
paling sedikit satu ikatan ganda
§
Contoh
: berasal dari alpukat, kacang
§
Bersifat
lebih polar dari pada asam lemak jenuh
§
Mudah
bereaksi
§
Jika
terkena udara, lipid yang mengandung asam lemak tidak jenuh cenderung mengalami
proses autooksidasi. Molekul oksigen dapat bereaksi dengan asam lemak yang
memiliki dua atau lebih ikatan ganda menghasilkan produk kompleks yang
menyebabkan rasa dan bau menyimpang pada lemak yang mengalami ketengikan. Lemak
atau minyak dapat menjadi tengik karena adanya asam lemak bebas dan senyawa
aldehid sebagai akibat terjadinya pemutusan ikatan rangkap melalui pembentukan
peroksida oleh oksidasi dengan udara atau hidrolisis oleh mikroorganisme.
§
Diklasifikasikan
menjadi :
·
Asam Oleat (H34)
· Asam Linoleat (H32)
· Asam Linolenat (H29)
6. Apa yang saudara
ketahui tentang iklan minyaj goreng yang menyatakan mengandung omega 9.
Jelaskan !
Jawab
:
asam
lemak tak jenuh Omega-9 sangat esensial bagi kehidupan.
Omega-9, banyak ditemukan dalam
minyak zaitun (olive oil). Dari hasil penelitian yang dilaporkan
akhr-akhir ini, khususnya hasil penelitian sejak tahun 1992, dan lebih-lebih di
tahun 1988, 1999 dan tahun 2000, menyimpulkan bahwa Omega-9 memiliki daya
perlindungan tubuh yang mampu menurunkan LDL, meningkatkan HDL yang lebih besar
dibandingkan Omega-3 dan Omega-6.
Indahnya adalah bahwa Omega-9 justru
memiliki potensi untuk memblokir produk senyawa eicosanoids yang berbahaya
tersebut. Masyarakat yang hidup di kawasan Mediteranian, jarang ditemukan kasus
CVD. Hal ini mungkin karena tingginya konsumsi Omega-9
Komposisi asam lemak Omega-9 di
beberapa produk minyak adalah sebagai berikut:
minyak advocado 50%
minyak makademia 45%
minyak zaitun 28%
biji aprocot 35%
biji
almon
33%
bimoli 41,6%
asam
lemak Omega 9 dapat mencegah PJK (teruji secara laboratoris dan epidemilogis),
di mana penelitian yang dilakukan selalu menggunakan minyak dengan kadar asam
lemak jenuh yang rendah (sekitar 5%). Ada hasil riset yang menyatakan bahwa
Omega 6 dalam bentuk tunggal memiliki sifat negatif karena berkaitan dengan peningkatan
produksi eicosanoids (stimulan pertumbuhan tumor pada binatang
percobaan). Namun dengan adanya Omega 9 dan Omega 3, dalam proporsi yang
sesuai akan memiliki potensi memblokir produk senyawa eicosanoids, sehingga
lagi-lagi peran Omega 9 dapat mencegah stimulasi negatif Omega 6.
Omega 9 juga memiliki
kualitas pencegahan banyak sebagai komponen utama, asam oleat, membantu
mengurangi resiko arteriosklerosis, penyakit jantung dan stroke. borage berisi
minyak Omega 6 dan Omega 9 dalam bentuk asam Gamma-linolenic dan asam oleat dan
pada kenyataannya, salah satu sumber terbaik GLA. Murni EPA itu berisi campuran
dari semua 3 dari asam lemak penting EPA, GLA dan OA menjadikannya pilihan yang
sangat baik dari omega 3 6 9 suplemen. Perbedaan antara between omega 3, omega 6, dan omega 9 terletak pada posisi ikatan rangkap pertama
dari ujung metil Omega atau akhir dari rantai karbon,. Yang Seperti namanya
menyiratkan Omega 3 asam lemak memiliki ikatan ganda pertama mereka di posisi 3
dari akhir rantai, dan juga dengan dua lainnya. Omega 6 memiliki ikatan ganda
yang pertama di posisi 6 dari akhir dan Omega 9 memiliki itu pada posisi 9 dari
ujung rantai.
Borage oil contains both Omega 6 and
Omega 9 in the form of Gamma-linolenic acid and Oleic acid and is in fact, one
of the best sources of GLA. Pure EPA therefore contains a blend of all 3 of the
important fatty acids EPA, GLA and OA making it an excellent choice of omega 3
6 9 supplement. The difference between omega 3, omega 6, and omega 9 lies in
the position of the first double bond from the methyl end or the Omega end of
the carbon chain. As its name implies, the Omega 3 fatty acids have their
first double bond at the 3rd position from the end of the chain, and likewise
with the other two. Omega 6 has its first double bond at the 6th position from
the end and Omega 9 has it at the 9th position from the end of the chain.
Tabel berikut merupakan asam lemak
utama yang ditemukan di Omega 3, 6 dan 9
Main components of Omega 3, 6, 9
|
||
Omega 3
|
Omega 6
|
Omega 9
|
alpha-linolenic acid ALA
|
Linolenic acid LA
|
Oleic acid OA
|
eicosapentaenoic acid EPA
|
Gamma-linolenic acid
|
|
docosahexaenoic acid DHA
|
Dihomogamma linolenic acid DLA
|
|
Arachidonic acid AA
|
||
7. Jelaskan
apa yang saudara ketahui tentang peran protein dalam tumbuhan !
Jawab :
Protein
beperan
sebagai pembangun struktur, biokatalis, hormon, sumber energi, penyangga racun,
pengatur pH, transpot ion, dan pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi.
Protein pada membran
disamping membantu proses transport ion dari luar sel atau sebaliknya juga
berperan untuk menjaga integritas membran .
8. Apakah semua asam amino berperan sebagai
penyusun protein.
Jawab:
Ya, Fungsi pokok asam-asam amino dalam tubuh
adalah sebagai unsur pembangun bagi protein-protein. Namun, asam-asam amino
juga merupakan prekursor bagi banyak bahan fisiologis dan sumber energi.
Fungsi lain dari asam amino adalah :
1. Pembentukan hormon, enzim dan antibodi.
2. Pertumbuhan, perbaikan dan regenerasi sel.
3. Mempertahankan keseimbangan asam-basa tubuh
4. Sangat di perlukan untuk perkembangan anak.
KESIMPULAN
Karbohidrat atau Hidrat
Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil enersi,
dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi
lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan
makanan pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang
berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada
daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat
dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang
mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan
kaya lemak maupun protein.
Karbohidrat banyak ditemukan
pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada
biji-bijian yang tersebar luas di alam.
Lipid adalah senyawa organik yang
diperoleh dari proses dehidrogenasi endotermal rangkaian hidrokarbon. Lipid
bersifat amfifilik, artinya lipid mampu membentuk struktur seperti vesikel,
liposom, atau membran lain dalam lingkungan basah. Lipid biologis seluruhnya
atau sebagiannya berasal dari dua jenis subsatuan atau "blok
bangunan" biokimia: gugus ketoasil dan gugus isoprena. Dengan menggunakan
pendekatan ini, lipid dapat dibagi ke dalam delapan kategori: asam
lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, sfingolipid, sakarolipid, dan
poliketida (diturunkan dari kondensasi subsatuan ketoasil); serta lipid sterol
dan lipid prenol (diturunkan dari kondensasi subsatuan isoprena).
Protein
merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia.
Protein ditemukan oleh Jöns
Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis
protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA
ditranskripsi menjadi RNA,
yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih
"mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui
mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh
secara biologi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar