2013

27/06/2013

ASPEK SEJARAH DAN EVOLUSI

Kemampuan Akhir Yang Diharapkan :  Mengetahui manfaat gula alkohol/poliol yang berpotensi sebagai pangan fungsional

• Gula alkohol telah dikonsumsi oleh manusia dan beberapa spesies hewan sejak lama  secara alami terdapat pada buah, daun palma dan tanaman lainnya. • “MANNA” :  makanan yang menakjubkan yang digunakan oleh orang Israel jika mereka bepergian ke hutan  Makanan nomaden dari Arab  Exudate kering yang manis dari beberapa jenis pohon di Eropa, terutama Fraxinus ornus  mengandung D-manitol  Produk yang dihasilkan oleh serangga (family Coccoidea) yaitu Trabutina mannipara dan Majacoccus serpentinus yang memakan tamarisk (Tammarix mannifera).


GULA ALKOHOL SEBAGAI PANGAN FUNGSIONAL

DEFENISI KIMIA

• Defenisi Kimia :  Sesuatu yang berhubungan dengan produk gula reduksi  Monosakarida atau disakarida yang memiliki banyak gugus hidroksil  Banyak terdapat di alam dalam bentuk hidrogenasi dari monosakarida  = Poliol = Polihidrik alkohol  mengandung ≥ 3 gugus hidroksil  Poliol terbagi 2 : 1. Poliol asiklik (alditol , glisitol = true sugar alcohol), contoh : sorbitol 2. Poliol siklik , contoh myo-inositol

 Yang akan dibicarakan : gula alkohol dengan jumlah atom C 5 (Pentitol) atau 6 (hekxitol)

• D-manitol banyak dijumpai sebagai exudat tanaman dengan konsentrasi yang tinggi. • Beberapa rumput laut mengandung lebih dari 35% (db) manitol. • Sejarah (evolusi) pembentukan gula alkohol penting untuk memahami gula alkohol sebagai salah satu pangan fungsional.

1

kurang reaktif dibanding aldosa dan ketosa tidak dapat membentuk asam penyebab plak pada gigi jika dikonsumsi secara oral.

b. Kekuatan Reduksi :  Terlibat dalam reaksi metabolik, dimana kelebihan Hidrogennya dapat disimpan pada metabolit lainnya seperti koenzim (NADP dan NAD), serta aseptor lain untuk membetuk produk metabolit yang direduksi.

SIFAT-SIFAT GULA ALKOHOL

a. Tidak mengandung gugus karbonil pereduksi, sehingga

Selama evolusi biosfir, karbohidrat kemungkinan diproduksi melalui polimerisasi formaldehid. Proses reduksi menyebabkan terbentuknya aldosa dan ketosa bebas Aldosa dan ketosa menjadi lebih stabil dengan adanya ikatan glikosida dengan molekul lain (seperti purin, pirimidin dan monosakarida lainnya). Sebagian aldosa dan ketosa juga ada yang mengalami reduksi membentuk alkohol polihidrik.

• Mirip dengan sifat karbohidrat lainnya  dapat dianalisa dengan cara yang sama dengan analisa total gula • Dapat diubah secara kimiawi maupun enzimatis menjadi aldosa dan ketosa  Apa yang menjadikan gula alkohol sebagai kelompok yang khusus dari karbohidrat????



• Sejarah pembentukan gula alkohol :


27/06/2013

c. Pembentukan senyawa kompleks  Banyak gula alkohol yang mempunyai kemampuan membentuk kompleks dengan kation polivalen meskin secara kimia ikatannya lemah.  Penting untuk tujuan fisiologis dan nutrifikasi.  Misalnya pembentukan kompleks dengan Ca2+, Fe3+, Cu2+ atau trace element lainnya.

2

Adanya gugus hidroksil  bersifat sangat hidrofilik (meski kelarutan galaktitol dan D-manitol dalam air rendah). Homolog yang lebih rendah dapat bersaing dengan air untuk membentuk lapisan hidrasi dari protein, biomolekul lain serta molekul kation  di dalam larutan (cairan biologis), gula alkohol secara tidak langsung memperkuat interaksi hidrofobik antara protein, sehingga protein lebih stabil terhadap denaturasi atau kerusakan lainnya.

• Gula alkohol bukan merupakan sumber kalori utama dalam diet manusia • Dari sifat-sifat gula alkohol, terlihat bahwa gula alkogol dapat memberikan efek fisiologis meski dikonsumsi dengan jumlah yang rendah, ataupun dikonsumsi dalam jumlah besar tapi dalam waktu yang singkat.


c. Hidrofilisitas :

SUMBER GULA ALKOHOL DI ALAM



27/06/2013

• Karena sifat-sifat gula alkohol tsb, maka secara alami gula alkohol digunakan sebagai : 1.

“osmotically active”  berpengaruh terhadap fungsinya sebagai pangan serta dalam reaksi intraseluler dan aplikasi medis  Penggunaan D-manitol sebagai cairan infus untuk menurunkan tekanan intracranical, serta fungsi ginjal

2. penangkal radikal bebas dalam sistem biologis (contoh D-mannitol) 3. “Chaotropic agents”: memecahkan struktur molekul air sehingga dihasilkan energi  sifat ini digunakan untuk mendispersikan suspensi plak gigi dan cairan ludah  perannya dalam kesehatan gigi.

SORBITOL : • Pada beberapa exudat tanaman terdapat dalam konsentrasi tinggi • Misalnya pada : ganggang merah Bostrychia scorpoides mengandung 13,6% sorbitol • Pada berry species Sorbus (tanaman pegunungan) mengandung 10% sorbitol • Hasil penelitian di Prancis menunjukkan bahwa buah-buahan family Rosaceae (pir, apel, cherry, prune, peaches dan aprikot) mengandung sorbitol.

3

Juga banyak terdapat pada exudat tanaman, tetapi dengan jumlah yang > daripada sorbitol Misal : pada exudat zaitun : 80-90% Pada getah bunga tanaman Manna (Fraxinnus rotundifolis)  D-manitol komersial. Beberapa jenis alga laut juga merupakan sumber yang potensial seperti gangang coklat.

• Gula alkohol monosakarida diabsorbsi lambat di usus halus lebih lambat dibandingkan sukrosa dan glukosa • Tidak ada sistem transport yang khusus untuk pentitol dan hexitol  proses absorbsinya merupakan difusi pasif karena adanya perbedaan konsentrasi. • Jumlah yang diabsorpsi berbeda-beda untuk tiap jenis gula alkohol  pada dosis yang tinggi, xylitol dapat diserap sebanyak 30%, tetapi dalam jumlah rendah misalnya pada permen karet, seluruhnya dapat diabsorbsi.

XYLITOL


D-MANNITOL

METABOLISME

METABOLISME


27/06/2013

 Terdapat dalam jumlah kecil pada tanaman  Jumlah terbesar (1 g/100 g berat kering bahan) terdapat pada “greengages” (varitas dari plum)  anngka ini diragukan, karena penelitian terakhir terhadap ekstrak tanaman yang diberi ragi untuk menghilangkan gula yang bisa difermentasi, ternyata sel ragi dapat mengonversi xylose menjadi xylitol  Sumber lainnya (dalam jumlah kecil) : rasberi, stroberi, pisang dll.  Konsentrasi 975 mg/100 g greengages yang dilaporkan 20 tahun lalu ini Juga terdapat pada fungi dan tubuh manusia (di hati dapat disintesis xyliton 5-15 g/hari).

• Pemberian xylitol sebagai campuran dalam bahan pangan lebih banyak daripada pemberian dalam bentuk tunggal (cairan), karena dapat menyebabkan diare dan dikeluarkan melalui feses. • Absorpsi sorbitol lebih lambat daripada xylitol  hanya 20% dari sorbitol yang diserap. • D-manitol diserap lebih lama daripada sorbitol.

4

• Xylitol, sorbitol , D-manitol, dan galaktitol yang diabsorbsi selanjutnya ditransportasikan ke pembuluh darah untuk masuk ke liver kemudian diubah menjadi glukosa dan glikogen (masuk ke jalus metabolisme normal). • Xylitol juga dapat masuk ke organ lain serta eritrosit yang memiliki enzim khusus untuk memetabolisme xylitol  jaringan ini disebut “SIKLUS GLUKORONAT-XYLULOSA”  merubah xylosa menjadi glukosa.

METABOLISME

• Gula alkohol disakarida : maltitol, simaltitol dan laktitol tidak diabsorbsi di usus halus dihidrolisis secara lambat oleh enzim glukosidase yang terdapat pada mukosa usus, baru kemudian diserap Akibatnya : Maltitol : menghasilkan glukosa dan sorbitol Platinit : menghasilkan glukosa, D-manitol dan sorbitol Lactitol : menghasilkan galaktosa dan sorbitol Glukosa selanjutnya masuk ke jalur glukosa normal, sedangkan gula alkohol monosakarida diabsorbsi secara lambat.

METABOLISME

METABOLISME

METABOLISME

27/06/2013

• Xylitol, sorbitol dan D-manitol yang tidak diabsorbsi akan masuk ke usus besar untuk difermentasi oleh mikroflora usus • Hasil akhir dari proses fermentasi ini adalah asam karboksilat rantai pendek (Short Chain Carboxylic Acid=SCCA), seperti asam asetat, propionat, butirat, serta gas seperti H2, CO2 dan metana. • SCCA selanjutnya masuk ke jalur metabolisme lainnya

• Sorbitol yang masuk ke hepatosit di hati akan didehidrogenasi oleh enzim dehidrogenase membentuk fruktosa yang akan masuk ke jalur metabolisme fruktosa dari sel hati.

5

Diabsorbsi secara lambat di duodenum Untuk gula alkohol disakarida atau yang lebin panjang proses metabolismenya adalah : dihidrolisis oleh enzim secara lambat membentuk monosakarida, sedang gula yang tidak diabsorbsi akan di metabolisme oleh bakteri di saluran pencernaan.

• Secara teori sama dengan karbohidrat lain : 4 kkal/g (17,6 kJ/g) • Tetapi karena tidak semua gula alkohol dapat diserap, maka kalori yang dihasilkan <, yaitu 2,0 – 2,4 kkal/g. • Jika gula alkohol dikonsumsi dalam dosis kecil seperti pada permen karet, maka semuanya dapat diabsorbsi.

PERANAN GULA ALKOHOL DALAM DIET DIABETES

NILAI KALORI

METABOLISME

• Secara umum metabolisme gula alkohol adalah sbb :

PENGARUH OSMOSIS

27/06/2013

• Gula alkohol yang diabsorbsi secara lambat, jika dikonsumsi dalam dosis tinggi akan menyebabkan diare. •  gejala fisiologis yang normal, seperti halnya ketika mengonsumsi laktosa dalam jumlah tinggi. • Terjadinya diare akibat mengonsumsi gula alkohol dipengaruhi oleh : umur, berat/ukuran badan, pola makan

• Xylitol dan sorbitol banyak digunakan sebagai pemanis dalam diet diabetes • Sorbitol dan laktitol kurang disukai secara organoleptik karena kemanisannya yang rendah dibanding xylitol  diatasi dengan menambah pemanis yang lebih intensif. • Xylitol lebih banyak digunakan • Metabolisme gula alkohol tidak tergantung pada insulin

6

• Jenis gula alkohol yang banyak digunakan untuk mencegah carries gigi : xylitol dan sorbitol  ditambahkan pada permen karet  mengunyah permen karet akan merangsang keluarnya kelenjar ludah (saliva)

GULA ALKOHOL SEBAGAI “CARIESREDUCING SALIVA STIMULANTS”

• Konsumsi xylitol secara oral hanya menyebabkan sedikit kenaikan gula darah pada orang normal maupun penderita diabetes • Dosis sorbitol yang lebih tinggi (40 g) juga tidak menyebabkan kenaikan gula darah, • Pemberian maltitol secara oral dapat meningkatkan kadar gula darah

PAKAN TERNAK

GULA ALKOHOL SEBAGAI “CARIESREDUCING SALIVA STIMULANTS”

PERANAN GULA ALKOHOL DALAM DIET DIABETES

27/06/2013

• Karies pada gigi disebabkan oleh bakteri Streptococcus mutans, yang dapat memetabolisme gula membentuk asam  menyebabkan demineralisasi email gigi • Kemampuan mereduksi dari molekul gula alkohol merupakan hal penting bagi metabolisme bakteri dalam mencegah plak gigi • Gula alkohol tidak dapat difermentasi oleh bakteri Streptococcus mutans yang menyebabkan karies gigi

• Limbah proses pembuatan xylitol yang masih mengandung gula alkohol merupakan suplemen yang baik untuk pakan ternak • Campuran gula alkohol (xylitol, arabinitol, mannitol, sorbitol, rhamnitol, galacticol dan gula alkohol lain) dapat meningkatkan kesehatan ambing sapi. • Gula alkhol dapat mencegah ketosis pada ternak sapi • Xylitol meningkatkan aktivitas enzim salivary peroksidase pada monyet

7

• Konsumsi gula alkohol tertentu dapat meningkatkan absorbsi vitamin serta zat gizi lain pada obat-obatan.  Jika gula alkohol ditambahkan pada makanan tikus, kebutuhan vitamin B –nya menurun

• Xylitol juga digunakan sebagai : “therapeutic agent” pada penderita defisiensi glukosa-6-pospat dehidrogenase. Pengawet sel darah merah Anti ulcer agents (anti borok)

MANFAAT LAIN

MANFAAT LAIN

27/06/2013

• Xylitol berpotensi sebagai pengganti glukosa yang menghasilkan energi yang lebih tinggi pada proses metabolisme sel inang daripada sel tumor  mencegah perkembangan sel tumor

8

2013

Recommend Documents