LOGO
Kuliah Pengetahuan Bahan Agroindustri
VITAMIN dan MINERAL
OUTLINES Definisi dan batasan vitamin dan mineral Klasifikasi dan jenis senyawa Bahan sumber vitamin dan mineral
VITAMIN DAN MINERAL Mineral dan vitamin bertindak secara interaksi. vitamin diperlukan agar mineral dapat bekerja dan sebaliknya. Tanpa beberapa mineral / vitamin, beberapa vitamin / mineral tidak berfungsi dengan baik. Perbedaan terbesar antara vitamin dan mineral adalah bahwa mineral merupakan senyawa anorganik(kofaktor), sedangkan vitamin adalah senyawa organik (koenzim).
VITAMIN VITAMIN adalah senyawa organik kompleks yang dibutuhkan sangat kecil dan pada umumnya tidak dapat dibentuk oleh tubuh, oleh karena itu harus diperoleh dari makanan. Vitamin adalah KOENZIM (komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa organik)
Tidak seperti kelompok nutrien yang lain, struktur kimia antar vitamin berbeda-beda. Susunan makanan yang seimbang dan beragam akan memenuhi semua keperluan vitamin dalam jumlah yang cukup. Dengan beberapa pengecualian, khususnya pada kebanyakan bayi, anak kecil, dan ibu hamil, orang tidak memerlukan tambahan vitamin
Gejala kekurangan vitamin pada manusia disebut “defisiensi”. Defisiensi suatu vitamin tertentu akan menunjukkan gejala khas yang mungkin disebabkan oleh karena tidak adanya vitamin tersebut dalam bahan makanan atau tersedia dalam jumlah yang memadai tetapi hanya sedikit yang diserap dalam sistem pencernaan.
Kandungan vitamin makanan dipengaruhi oleh : Jumlah vitamin yang semula terkandung dalam makanan tersebut Jumlah yang rusak saat pemanenan atau penyembelihan dan penyimpan. Jumlah yang rusak karena proses pengolahan dan pemasakan
Vitamin
Vitamin larut lemak (Vit. A, D, E dan K)
Vitamin larut air (Vit. B dan C)
Vitamin A Vitamin A banyak terdapat pada hati hewan, minyak ikan, susu, keju, mentega, sayuran yang berwarna hijau dan berwarna kuning, seperti daun singkong, daun kacang, kangkung, bayam, buncis, wortel, tomat, jagung kuning, pepaya, mangga, nangka masak dan jeruk.
Sifat-sifat vitamin A Tahan terhadap panas, cahaya dan alkali Tidak tahan terhadap asam dan oksidasi
Vitamin D Pada umumnya bahan makanan alamiah tidak mengandung vitamin D, hanya sedikit terdapat pada minyak ikan, susu, sayur-sayuran dan buah-buahan.
Pada daerah tropis, bayi dan anak-anak dianjurkan berada di bawah sinar matahari pagi beberapa waktu setiap hari untuk pembentukan vitamin D dan pertumbuhan tulang yang sempurna.
Vitamin E Sumber utama vitamin E adalah minyak tumbuhtumbuhan, terutama minyak kecambah, gandum dan bijibijian. Minyak kelapa dan minyak zaitun sedikit mengandung vitamin E. Daging, unggas, ikan dan kacang-kacangan mengandung vitamin E dalam jumlah terbatas. Sayuran dan buah-buahan juga merupakan sumber vitamin E yang baik.
Sifat-sifat vitamin E
Tidak tahan alkali, sinar UV dan oksigen Tahan panas dan asam Merupakan antioksidan alami: Ditambahkan pada asam lemak tidak jenuh Sebagai pelindung asam askorbat dari oksidasi
Vitamin K
Vitamin K terdapat pada sayuran berwarna hijau, kacang buncis, kacang polong, kol, brokoli dan sedikit terdapat dalam serealia, buah dan bahan makanan asal hewani dalam jumlah kecil yaitu dalam minyak ikan, daging dan susu. Dapat disintesis oleh bakteri dalam usus
Vitamin B1/Tiamin Sumber utama vitamin B1 dalam makanan adalah serealia (bijibijian), misalnya beras dan sumber lainnya adalah kacang-kacangan, daging tanpa lemak dan kuning telur.
Sifat-sifat tiamin Larut dalam air Terdekomposisi pada suhu tinggi 25% tiamin roti rusak ketika diroast, 40% rusak ketika di-baked
Reaktif terhadap pengawet
Vitamin B2/Riboflavin Sumber utama vitamin B2 terdapat dalam bahan makanan hewani dan nabati, seperti susu, keju, daging dan sayuran berwarna hijau. Sifat-sifat riboflavin: Sedikit larut terhadap air Agak stabil terhadap panas Lebih stabil daripada tiamin Peka terhadap sinar matahari
Vitamin B12 Sumber utama vitamin B12 adalah bahan makanan yang bersumber dari protein hewani, seperti hati, ginjal, telur, susu, ikan, keju dan daging. Vitamin B12 tidak terdapat dalam bahan makanan nabati.
Sifat-sifat asam nikotinat: Di Amerika dikenal dengan niasin Padat Berwarna putih Berbentuk kristal Larut dalam air
Lebih tahan panas daripada tiamin dan riboflavin
Vitamin C Vitamin C mudah larut dalam air, dalam keadaan kering cukup stabil, tetapi dalam keadaan larut mudah rusak karena bersentuhan dengan udara, tidak tahan panas dan cukup stabil dalam larutan asam. Vitamin C pada umumnya terdapat dalam pangan nabati yaitu sayur dan buah-buahan seperti daun singkong, daun katuk, pepaya, jambu biji, jeruk manis, nenas, dan lain-lain.
Aplikasi dalam Agroindustri Hal-hal yang menyebabkan vitamin pada bahan makanan hilang: Lama waktu pemasakan Lama waktu pencucian bahan makanan di air Pemotongan yang terlalu lama dari proses pemasakan Penggunaan suhu yang tinggi Menggunakan terlalu banyak air perebus waktu proses pemasakan sehingga banyak yang terbuang.
Kehilangan vitamin dalam pemasakan dapat dicegah dengan cara: Menggunakan suhu tidak terlalu tinggi dan waktu memasak tidak terlalu lama Menggunakan air pemasak sedikit mungkin Memotong bahan makanan tidak terlalu kecil sehingga vitamin pada bahan makanan tidak banyak yang keluar. Sisa air perebus digunakan untuk masakan lain
MINERAL MINERAL adalah bahan anorganik yang dibutuhkan untuk proses kehidupan baik dalam bentuk ion atau elemen bebas. Mineral juga berperan sebagai katalis dan KOFAKTOR (komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa anorganik) aktifitas berbagai enzim dalam setiap tahap metabolisme. Diperoleh dari makanan (tubuh tidak dpt memproduksi) Berdasar jumlah yang dibutuhkan tubuh: dibagi 2 makroelemen dan mikroelemen Makro : sodium, potasium, klorida, magnesium, fosfor dan kalsium Mikro : besi, tembaga, zinc, yod, dan fluoride
Fungsi Sebagai katalist berbagai reaksi biokimawi dlm tubuh Transmisi sinyal / pesan pd sel saraf Produksi hormon Pencernaan dan penggunaan makanan Bagian dari organ vital spt tulang, darah, gigi dll
Mineral sbg kofaktor Banyak enzim yang mengandung ion metal = Metaloenzim Ion tersebut berfungsi mirip dengan coenzim Fungsi dari metal tersebut dalam enzim sangat bervariasi Bisa sebagai katalis : Zn Kadang utk meningkatkan efisiensi enzim = ATP-Mg
Fe Cu Zn Mn Co Ni Mo V Se
Zn2+ Mg2+ Ni2+ Mo Se Mn2+ K+
Karbonik anhidrase, karboksipeptidase EcoRV, heksokinase Urease Nitrat reduktase Glutation peroksidase Superoksid dismutase Propionil KoA karboksilase
Sodium / natrium Dibutuhkan untuk keseimbangan cairan, sambungan atau transmisi saraf, dan kontraksi otot. Sumber mineral sodium terbesar ada dalam garam meja, kecap, serta makanan olahan, dan jumlah kecil terdapat pada susu, roti, sayuran, dan daging yang belum diolah.
Potasium / kalium Merupakan mineral esensial dan byk dikenal sbg elektrolit Fungsi tubuh normal = tergantung konsentrasi K di dlm dan luar sel Berfungsi sebagai
Menjaga potensial membran sel Kofaktor ensim
Menjaga potensial membran K – kation utama di dalam sel, N – kation utama di luar sel K di dlm sel : 30 x lbh tinggi dibanding luar sel Na di luar sel : 10 X lbh tinggi dibanding dlm sel Perbedaan konsentrasi = gradien elektrokimiawi membran potensial membran Potensial membran penting dalam penyampaian sinyal untuk komunikasi antar sel : sel saraf Sbg kofaktor : contoh : pyruvat kinase
Klorida Dibutuhkan untuk keseimbangan cairan, dan asam lambung yang tepat. Jumlah terbesar ada dalam garam meja, kecap, dan makanan olahan. Susu, daging, roti, dan sayuran mengandung Choride dalam jumlah kecil.
Magnesium (Mg) • merupakan kation bivalent = cenderung berfungsi sebagai “chelator” • lebih banyak ditemukan di intraseluler sel daripada di serum darah. • Mineral penting, selain Ca dan fosfor
• Di intraseluler sel sering ditemukan berikatan dengan ATP = berperan sebagai kofaktor • ATP yang berikatan dengan Mg = merupakan substrat yang lebih efektif bagi ensim – ensim yang membutuhkan ATP. • Magnesium dibutuhkan tubuh untuk membuat protein, kontraksi otot, sambungan transmisi saraf, kesehatan sistem kekebalan tubuh. Kacang-kacangan dan biji-bijian, sayuran berdaun hijau, seafood, cokelat dan air minum mengandung
• Mg penting bagi manusia krn berperan dlm reaksi penghasilan energi • Pompa Na/K yg mengatur konsentrasi elektrolit dlm sel = dikontrol oleh ATP keseimbangan elektrolit di dalam sel tergantung pada Mg • Food processing = menghilangkan Mg dalam makanan
Berfungsi pula menghambat kalsium di sinapsis sel saraf = mencegah ekskresi neurotransmitter terutama adrenalin
Fosfor Mineral ini penting untuk kesehatan tulang dan gigi, juga banyak ditemukan di setiap sel, dan bagianbagian dari sistem tubuh yang mempertahankan keseimbangan asam basa. Makanan mengandung fosfor adalah daging, ikan, unggas, telur, susu, makanan olahan.
Kalsium (Ca) Merupakan mineral yang sulit diperoleh dari makanan kita sehari-hari Berfungsi :
Kontraksi otot Secondary messenger Pembentukan tulang dan otot Koagulasi darah Pemecahan glikogen dan aktivator siklus kreb
Untuk melakukan kontraksi otot membutuhkan ATP (dlm myofibril) Tapi yang menstimulasi terjadinya kontraksi = Ca
Besi (Fe) Fungsi utama : bergabung dgn protein dan tembaga = membentuk hemoglobin (transport O2 dr paru2 ke jaringan yg membutuhkan) Penting pula untuk pembentukan myoglobulin (pengangkut O2 di dlm otot) Penting untuk penderita thyroidism Keseimbangan antara Fe, Zn & Cu penting untuk menjaga dan mencegah thyroidism
Terdapat dlm bentuk Fe (II) atau (Fe(III) di dlm tubuh ditemukan berasosiasi dgn proteinDi dalam tubuh tersimpan dlm jumlah besar dalam protein ferritin Dlm btuk bebas di dalam tubuh : konsentrasi sgt rendah. Karena Ion Ferri tidak larut dalam air Mungkin ion ferro toksik bagi sel dpt berakasi dg hidrogen peroksida radikal hidroksil Fe2+
HOOH
Fe3+
HO- + HO
.
Makanan biasa mengandung Fe (III) tapi untuk mudah diserap harus dlm bentuk Fe (II) Reduksi Fe (III) menjadi Fe (II) dgn askorbat (vit C) atau dgn suksinat
Non heme iron enzyme
function
Aconitase
Siklus kreb
Suksinat DH
Siklus kreb
NADH DH, CoQ reduktase
Rantai respirasi
Adrenodoksin
Sintesis hormon steroid dlm kolesterol
Desaturase
Sintesis asam lemak tak jenuh
Xathine DH
Katabolisme purine ring
Ribonukleotida reduktase
DNA sintesis
Tembaga Merupakan bagian dari banyak enzim, yang dibutuhkan untuk metabolisme zat besi. Sumber: Kacang-kacangan, biji-bijian, jerohan, dan air minum mengandung mineral ini.
Zinc (Zn) Element essensial dalam makanan baik (tumbuhan, hewan dan manusia) Dibutuhkan untuk pembentukan substansi genetik dlm sel dan untuk reproduksi biologis Diperlukan dlm sintesis DNA dan RNA Merupakan bagian dari ± 200 metaloensim Kekurangan Zn : tidak spesifik krn banyaknya ensim yg membutuhkan Zn
Defisiensi Zn : Serious immunodeficiency increased numbers of infections stunted growth delayed sexual maturation dll
LOGO
