KIMIA PANGAN  PANGAN : Kumpulan pereaksi kimia yang digunakan untuk mendukung kehidupan Permasalahan : : Obesitas, diabetas, PJK : Malnourishment  Tubuh : Kumpulan bahan kimia, 2/3 air, darah & cairan tubuh mengandung garam yg larut, gula, tulang & gigi mengandung mineral; lemak dan glikogen dll Makanan utk pertumbuhan, energi & reparasi jaringan
KIMIA PANGAN Karbohidrat: Cadangan Energi Terdiri dari : C, H, O (Cx(H2O)y KH: Gula, Pati, selulosa Sukrosa C12H22O11, tebu, bit Pengelompokan KH:  Monosakarida  Disakarida  Oligosakarida  Polisakarida Dapat dicerna: D-glukosa, D-fruktosa, laktosa, pati, sukrosa Tak dpt dicerna: selulosa, hemiselulosa, pentosan, zat pektik; pada ruminansia, selulosa dpt dicerna oleh enzim selulase.
KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Tipe
Komponen
Sumber
Polisakarida, pati, dekstrin
D-glukosa
Biji-bijian, umbi-umbian, kacang-kacangan, tebu, bit
Selulosa
D-glukosa
Dinding sel dan serat tanaman
Glikogen
D-glukosa
Hati, jaringan hewan, jagung
L-arabinosa, D-xylosa, L-rhamnosa, D-galaktosa, D-manosa, D-glukosa, D-glukoronat dan D-galakturonat
Dinding sel dan serat tanaman, biji-bijian, kacang-kacangan, tepung, dedak
Hemiselulosa
KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Pentosan
L-arabinosa, D-xylosa
Hemiselulosa dan senyawa-senyawa pektik
Senyawa-senyawa pektik
Pada buah-buahan, Asam D-galakturonat, L-arabinosa, D-galaktosa, terutama jeruk dan apel, bit, sayurL-rhaminosa, L-fukosa sayuran
Oligosakarida Rafinosa, stachynosa,
D-galaktosa, D-glukosa, D-fruktosa
Kacang-kacangan, biji-bijian, bit, dan tebu
Fruktosil-sukrosa
D-frkutosa, D-glukosa
Biji-bijian, bawng bombay, bawng bakung
Maltooligosakarida
D-glukosa
Sirup, malt, amilodektrin
KIMIA PANGAN Tipe Karbohidrat, Komponen, dan Sumbernya Disakarida Sukrosa
D-glukosa, D-fruktosa
Tebu, bit, buahbuah, sayuran, makanan manis
Maltosa, iso maltosa
D-glukosa
Sirup, malt, madu
Laktosa
D-galaktosa, D-glukosa
Susu, keju, dairy product
KIMIA PANGAN Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia Tipe KH
Dapat dicerna
Tidak dapat dicerna
Polisakarida
Pati, amilosa, amilodekstrin, glikosin
Selulosa, hemiselulosa, senyawa pektik, pentosan, khitin
Oligosakarida
Sukrosa, malto dan maltosa, isomaltosa, laktosa
Melibiosa, rafinosa, stachyosa, laktulosa
Monosakarida
D-glukosa, D-fruktosa, Dgalaktosa
D-manosa, Lsorbosa
KIMIA PANGAN Tipe karbohidrat yg dpt dicerna dan tdk dpt dicerna manusia Pentosa
D-ribosa
L-arabinosa, Dxylosa
Alditols
Gliserol, D-glucitol (sorbitol)
D-manitol,galacticol (dulcitol) L-arabiritol
Xylitol
Asam lemak Jumlah atom karbon
Rumus struktur yg dimampatkan
Nama
Sumber
4
CH3CH2COOH
Asam butirat
Mentega
6
CH3(CH2)4COOH
Asam kaproat
Mentega
KIMIA PANGAN Asam lemak Jumlah atom karbon
Rumus struktur yg dimampatkan
Nama
Sumber
8
CH3(CH2)6COOH
Asam kaprilat
Minyak kelapa sawit
10
CH3(CH2)8COOH
Asam kaprat
Minyak kelapa
12
CH3(CH2)10COOH
Asam laurat
Minyak kelapa sawit
14
CH3(CH2)12COOH
Asam miristat
Minyak palem
16
CH3(CH2)14COOH
Asam palmitat
Minyak kelapa sawit
KIMIA PANGAN Asam lemak Jumlah atom karbon
Rumus struktur yg dimampatkan
Nama
Sumber
18
CH3(CH2)16COOH
Asam stearat
Lemak sayur
16
CH3(CH2)5=CH(CH2)7COOH
Asam palmitoleat
Mentega
18
CH3(CH2)7=CH(CH2)7COOH
Asam toleat
Minyak zaitun
KIMIA PANGAN Karbohidrat : sumber kalori terpenting  KH : energi 4 kkal/g  Sumber utama : tumbuh-tumbuhan, dari proses tumbuhan, dari proses fotosintesis CO2 + H2O → Cm(H2O)n + O2 Energi dari matahari dan klorofil sebagai katalisator  Glukosa → sumber energi
C6 H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H 2O + energi (50 tahap reaksi)
KIMIA PANGAN Monosakarida Karbohidrat yg tersederhana Jumlah atom C: triosa, tetrosa, pentosa dan hesosa Terpenting: glukosa, fuktosa dan galaktosa Glukosa: cadangan energi dan penyusun maltosa, pati, selulosa Aldoheksosa: galaktosa, tidak ada di alam, diperoleh dari hidrolisis disakarida laktosa (glukosa dan galaktosa) Fruktosa: ketoheksosa (heksosa dengan gugus keton); diperoleh dari hidrolisis sukrosa, rafinosa, gentiosa dan stakhiosa
KIMIA PANGAN Oligosakarida KH yg tersusun dua atau lebih monosakarida → polimer yg mudah larut air (dalam bahan makanan) Homopolimer : mono-s sejenis Heteropolimer : mono-s berbeda Terpenting disakarida yaitu: Â Maltosa
: biji kecambah, dari hidrolisa pati
 Laktosa
: gula susu, hasil samping olah keju
 Sukrosa
: batang, umbi, bunga, buah
KIMIA PANGAN Polisakarida Polimer dari mono-s, 3 fungsi: 1. Bahan pembentuk Struktur: selulosa, hemiselulosa Zat pektin → tanaman 2. Sumber energi Pati, dekstrin dr tanaman, Glikogen dari hewan 3. Sebagai senyawa pengikat air Strukturnya merupakan rantai panjang dari unit gula glikosida seperti heksosa 1 jenis mono-s/2 mono-s Struktur ikatan : : Linear (amolosa&selulosa) : Linear&bercabang (amilopektin&glikogen) : Pati&glikogen
KIMIA PANGAN Lemak  Komponen terdiri dari: C, H, O  Ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang
O OH2C
H HO
C
O C17H35
H2C
O
H HO
C
C17H35
HC
O
C O
C17H35
C17H35
H2C
O
C
C17H35
O OH2C
H HO
Gliserol
C
C17H35
O
O HC
C
Asam stearat
Tristearin
KIMIA PANGAN Asam lemak: Asam lemak jenuh : tidak mempunyai ikatan ganda antara 2 atom karbon; titik cair tinggi Mis. As. Butirat, kaproat, kaprat, laurat, miristat, palmitat, stearat
Asam lemak tidak jenuh Ada ikatan ganda antar dua atom C; titik cair rendah Mis. As. palmitoleat, oleat, linoleat, linolenat
KIMIA PANGAN Lemak hewan: mengandung as. Lemak jenuh lebih banyak dp tak jenuh. Suhu kamar : padat. Lemak tanaman: lebih banyak as. Lemak tak jenuhnya. Suhu kamar : cair (minyak) Â Bilangan Iod: derajat ketidakjenuhan suatu lemak; Yaitu jumlah iod (gram) yang digunakan untuk mengadisi ikatan rangkap dari 100 gram lemak atau minyak
C
C
I2
C I
C I
KIMIA PANGAN Sifat Lemak :
Tak larut dalam air Larut dalam pelarut organik: CCl4, eter Lebih ringan daripada air Bila dikocok dalam air: partikel diantara molekul air → emulsi Sabun, penstabil emulsi, lapisan pelindung pada butir lemak Susu: emulsi dari lemak mentega dalam air, zat penstabilnya, protein kasein Sumber energi yg efektif 9 kkal/g Pembentuk sel otak/ syaraf dan membran sel Cadangan energi, mengatur suhu tubuh dan pelindung organ
KIMIA PANGAN Protein Õ Komponen dari semua bagian tubuh Õ Zat makanan yg penting Õ Fungsi sebagai zat pembangun, pengatur, dan bahan bakar Õ Sebagai bahan membran sel, pembentuk jaringan pengikat, bagian inert pada rambut dan kuku Õ Sebagai enzim katalisa; hormon, antibodi Õ Terdiri dari C, H, O, N, juga S, P, dan logam dalam jumlah kecil
KIMIA PANGAN Protein : suatu poliamida  Ikatan amida (-CONH-) disebut ikatan peptida, menghubungkan dua unit Aa  Gugus aktif Sebelah kiri: gugus amino Sebelah kanan: gugus karboksil Gugus ini dapat membentuk ikatan lagi dgn Aa, ikatan peptida terus sampai ribuan unit menjadi polimer protein
KIMIA PANGAN Peptida yang disusun oleh ÕLebih 10 Aa disebut polipeptida Õ2 Aa disebut dipeptida Õ3 Aa disebut tripeptida ÕGlycilphenylalanine (dipeptida) O H 3N
C H2
C H2
H N
O NH CH2
O
KIMIA PANGAN ÕSerylalanylcysteine (tripeptida) O H3N
H2 C
C
CH2OH
O N H
H C CH3
C
O H C
N H HSH2C
O
Õ8 Aa esensial: tak dapat disintesa tubuh harus melalui makanan, guna pertumbuhan dan perbaikan jaringan
KIMIA PANGAN Sumber-sumber Aa : Protein tanaman: biasanya kekurangan 1 atau lebih Aa : Protein jagung: sedikit lisin & triptofan : Protein padi: sedikit lisin& treonin : Protein kedele: protein nabati terbaik, sedikit metionin
KIMIA PANGAN : Aa terdiri dari dua gugus fungsional: gugus amina (-NH2) bersifat basa dan gugus karboksil (-COOH), asam dan melepas P O H2N
C
C
OH
: Produk yg dihasilkan → zwitterion = senyawa dg kation dan anion merupakan bgn dari mol yg sama
H3N
R
O
C
C
H
O
KIMIA PANGAN MINERAL  4% bobot manusia → mineral  Antara lain:klorida (Cl-), fosfat PO43-), bikarbonat (HCO3-), sulfat (SO42-) → berada dalam darah dan cairan tubuh  Fe2+ pada hemoglobin; P pada asam nukleat (DNA, RNA)  Fungsi : zat pembangun dan pengatur Na+ dan Cl- menjaga P osmotik, keseimbangan asam basa
KIMIA PANGAN  Ca2+ menjaga keseimbangan asam basa, P osmotik, tulang & gigi; pembekuan darah dan aktifitas enzim  Fosfor: pembentukan tulang & gigi, metab energi, keseimbangan asam basa  Mg: aktifator enzim gugus fosfat  Fe2+: pembawa O2 dalam Hb  Iod: fungsi kel. Tiroid, program iodisasi
KIMIA PANGAN VITAMIN  Molekul organik untuk proses metabolisme  Tak dapat dibuat tubuh dalam jumlah cukup → dari pangan kecuali vit. D Sifat : Õ Larut air: vit B, C, Vit B1 (tiamin), B2 (riboflavin), niacin, B6 (pirodoksin), pantotenat, biotin, folasin, B12 (sianokobalamin) Õ Larut lemak/ minyak : ADEK; tak dikeluarkan oleh tubuh, kelebihan disimpan
KIMIA PANGAN Vitamin B Â
Â
Â
 Â
B2: hasil ternak-hati, ginjal, jantung, susu, ragi, sayur, buah, umbi, biji Avitaminosis : retak pada kulit & sudut bibir Niacin: hati, ginjal, daging ayam, bijian, ragi, kacang tanah Avitaminosis : pelagra B6: susu, daging, sayr, bijian, kuning telur Avitaminosis : kulit rusak, gangguan syaraf motorik, kelainan darah As. Pantetonat: daging, hati, ginjal, telur, ragi, susu Avitaminosis : gangguan emosi B12: hati, daging, telur, ikan, kedele Avitaminosis: anemia
KIMIA PANGAN Õ C: jeruk , tomat, merica hijau utk pembentukan kolagen interselular → luka; avitaminosis: scorbut Õ A: susu, keju, kuning telur, hati, ikan, wortel; menjaga kornea mata, avitaminosis: rabun senja Õ D (kalsiferol): minyak hati, ikan; peran: metab. Ca & P; avitaminosis: kerusakan tulang Õ E (tokoferol): kacang, kedele, telur; avitaminosis: mandul Õ K: hati, sayur; guna: pembentukan protrombin; avitaminosis: perdarahan
KIMIA PANGAN SERAT KASAR Kanker usus meningkat karena ‘way of life’ (fast food) : Kerugian:  Retensi tinja lama karena peristaltik usus kurang shg aktivitas bakteri menghasilkan zat kimia mutagenik → karsinogenik  Kulit gandum dibuang: protein, mineral, vitamin berkurang juga seratnya → penyakit beri-beri
KIMIA PANGAN : Keuntungan serat:  Gunanya: pergerakan isi perut teratur dan tinggi, banyak mengikat → tinja lunak  Sumber: kulit gandum, seledri, kacang hijau, sorgum, kulit apel, biji buah  Vit C dan B tinggi
KIMIA PANGAN FOOD ADDITIVE Definisi: bahan/ campuran yang secara alamiah tidak terdapat dalam makanan, tetapi ditambahkan secara sengaja Tujuannya:  Meningkatkan warna, rasa, stabilisasi  Meningkatkan tekstur, menahan kelembaban,  Pengental, pengikat, cegah pelengketan  Pengkayaan vitamin dan mineral
KIMIA PANGAN ZAT PEWARNA Warna penentu mutu Indikator kesegaran, alat bantu proses pengolahan, penyimpanan Tiga golongan : 1. Alamiah: pigmen dari bahan nabati, hewani/mineral;  Antosianin, larut dalam air, oranye, merah, biru dan stabil pada pH asam  B-caroten, kuning, merah, oranye, peka oksidasi. Tak larut dalam air, sedikit larut dalam lemak  Kurkumin, kinung dari kunyit 2. Identik-alamiah, sintetik dengan struktur alamiah; karotenoida murni
KIMIA PANGAN 3. Sintesis. Konsentrasi 5-600 ppm  FD&C orange no 1 permen, gangg sal. Cerna  FD&C yellow no 3&4, karsinogen: A-naftilamin NH2 HO
N
N
FD&C Orange no. 1
SO3Na
NH2 N
N
H3C
N
FD&C Yellow no. 3
N
FD&C Yellow no. 4
KIMIA PANGAN PENYEDAP RASA & AROMA Penyedap rasa alamiah: jahe, kayu manis, merica lebih kompleks, ada bahan kimia lainnya Penyedap sintetik, komponen utamanya identik dengan alamiah mis Vanilin Garam meja, meningkatkan rasa manis, mengurangi pahit dan asam Monosodium glutamat (MSG), komponen utama asam glutamat, dari hidrolissa asam dari gandum, jagung, fermentasi jadi MSG O HO
C C H2 H2
H C
O
O
C
NH3
Glutamic Acid
O
HO
C C H2 H2
H C
O C
NH2
MSG
O Na
KIMIA PANGAN ZAT PENGAWET Õ Mencegah pertumbuhan jamur/bakteri shg tahan lama Õ Zat organik: asam sorbat (Na& K) untuk mencegah kapang & bakteri, asam propionat (Na & Ca) mencegah jamur/ragi, asam benzoat mencegah ragi & bakteri pada pH 2,5-4, asam asetat
Õ Zat anorganik: NaNO2, untuk daging asap/sosis/kornet Õ Nitrit: hanya 10% dari jumlah utk pengawet dapat menghambat C. Botulinum; efek samping: kanker sel, cerna karena asam nitrit bereaksi dengan amina sekunder membentuk senyawa nitro yang karsinogen
KIMIA PANGAN O
O H3CH2CC
H3CHC
CHCH CHC
OH
OK
Potassium sorbate
Propionic acid
O
O
C
H3CH2CC
ONa
ONa
Benzoic acid
Sodium propionate O C
O H3CHC
OH
CHCH CHC
Sorbic acid
OH
Sodium benzoate
KIMIA PANGAN ANTIOKSIDAN : Bahan yang dapat mencegah tjdnya oksidasi pada minyak dan lemak : Makanan dgn kemasan agar awet ditambah antioksidan, agar tidak mudah tengik : Proses tengik krn pembentukan radikal bebas, molekul yang memiliki e tidak berpasangan : Lemak/minyak + O2 → rad; reaksi berantai
KIMIA PANGAN OH
OH C(CH3)3
CH2(CH3)3 OCH3
OCH3
BHA OH (H3C)3C
C(CH3)3
BHT OCH3
KIMIA PANGAN  Mengapa harus gugus butil? Tanpa gugus butil fenol fenol dengan fenol akan bergabung bila teroksidasi  Grup butil mencegah cincin cincin bezen berdekatan, sehingga radikal bebas oksidasi lemak dapat ditangkap Antioksidan yang sering digunakan: Õ BHA : butiled hiroksianisol Õ BHT : butiled hidroksitoluen
KIMIA PANGAN (H3C)3C
(H3C)3C OCH3
HO
+ Rad •
Rad H + • O
(H3C)3C
OCH3
(H3C)3C
OH
OH
CH3
oxidation
2 H3C
H3C
HO
