SEKRESI AIR SUSU
Mengenal Air Susu • Kamus Webster mendefenisikan air susu sebagai "a white or yellowish liquid consisting of small fat globules suspended in a water solution, secreted by the mammary glands for the nutrition of the newborn“ (larutan putih atau kekuningan yg mengandung globul-globul lemak kecil yg tersuspensi dalam larutan air, disekresikan oleh kelenjer susu untuk nutrisi anak hewan mamalia yg baru lahir). • “ Air susu merupakan penentu (determinant) dan pengatur (regulator) paling penting dari sistim sosial hewan mamalia.” • Sebagaimana halnya dengan madu, air susu merupakan produk alami yg hanya memiliki satu kegunaan yaitu sebagai sumber zat gizi bagi pertumbuhan dan perlindungan tubuh mamalia muda. • Air susu merupakan produk alami yg sangat kompleks dengan komponen molekular lebih 100,000 jenis. Oleh sebab itu, dalam prakteknya, komposisi yg sebenarnya dari air susu tidak mungkin dianalisis sehingga hanya “approximate composition” (komposisi perkiraan) yg lazim diketahui.
Sifat-sifat Fisiko-Kimia Air Susu • Saat disekresikan, air susu terdiri dari dua fasa cair: > Aqueous phase: mengandung/melarutkan laktosa, protein, beberapa jenis mineral & vitamin larut air. > Lipid phase: mengandung globul-globul lemak, vitamin larut lemak dan senyawa lain seperti karotenoids. • Secara kolektif, air susu merupakan emulsi globul-globul lemak dan suspensi misel-misel kasein yang tersuspensi dalam suatu fasa aqueous. • Pd air susu sapi, globul lemak berukuran mulai 0.1 to 10 mikrometer dengan densitas sekitar 0.92 g/ml; sedangkan misel kasein berukuran mulai dari sekitar 10 hingga 300 nanometer dengan densitas 1.11 g/ml.
Diagram air susu - yg diamati dgn dua pembesaran yaitu 500 X (kiri) dan 50,000 X (kanan) - yg memperlihatkan bahwa air susu merupakan emulsi globul-globul lemak (kiri) dan suspensi koloid misel-misel kasein (kanan).
Beberapa istilah yg berkaitan dgn susu • Solids-not-fat (bahan pada non lemak): protein, laktosa, mineral, vitamin larut air, dan enzim. • Total bahan pada (total solids): lemak + bahan pada non-lemak.
• Skim milk (plasma): Air susu dikurang lemak. • Whey (serum): skim milk dikurang misel kasein.
Komponen-komponen air susu • Komponen utama penyusun air susu adalah air, karbohidrat, lemak, protein mineral dan vitamin. Penting untuk dipahami bahwa air susu disekresikan sebagai campuran kompleks dari komponen-komponen ini. Sifat dan fungsi biologis air susu lebih besar dan lebih kompleks dari penjumlahan komponenkomponen tersebut. • Guna memahami masing-masing komponen air susu, perlu digunakan berbagai perspektif, antara lain: - Biokimia. - Mekanisme biosintesis. - Peranan dalam menentukan sifat fisiko-kimia air susu. - Fungsi komponen tersebut dlm kelenjer susu. - Kegunaan komponen tersebut dalam nutrisi anak hewan yg baru lahir. - Kegunaan komponen tersebut dalam air susu dan produnya sebagai bahan pangan manusia.
Komposisi Air Susu berbagai spesies mamalia Kasein
Whey protein (g/100 g)
Total Protein
Laktosa
Abu
3,8
0,4
0,6
1,0
7,0
0,2
12,7
3,7
2,8
0,6
3,4
4,8
0,7
Sapi (bos indicus)
13,5
4,7
2,6
0,6
3,2
4,9
0,7
Yak (Bos grunnies)
17,3
6,5
-
-
5,8
4,6
0,9
Kerbau (Bubalus bubalis)
17,2
7,4
3,2
0,6
3,8
4,8
0,8
Domba (Ovis aries)
19,3
7,4
4,6
0,9
5,5
4,8
1,0
Kambing (Capra hircus)
13,2
4,5
2,5
0,4
2,9
4,1
0,8
Reindeer (Rangifer taradus)
33,1
16,9
11,5
2,8
14,3
2,8
?
Kuda (Equus cabalis)
11,2
1,9
1,3
1,2
2,5
6,2
0,5
Keledai (Equus asinus)
11,7
1,4
1,0
1,0
2,0
7,4
0,5
Onta punuk dua (Camelus bactrianus)
15,0
5,4
2,9
1,0
3,9
5,1
0,7
Onta punuk satu (Camelus dromedarius)
13,6
4,5
2,7
0,9
3,6
5,0
0,7
Total solid
Lemak
Manusia (homo sapiens)
12,4
Sapi (bos taurus)
Spesies
1) Air • Air merupakan komponen utama pembentuk air susu pada semua spesies. Seandainya tanpa air, air susu akan berubah menjadi sekresi yg viscous (semi padat) yg terdiri terutama dari lipida dan protein, yang sangat sulit dialirkan dari kelenjer susu.
• Saat baru lahir, bayi mamalia tdk mampu mencari air sehingga akan mengalami dehidrasi tanpa kehadiran air dalam air susu induknya. • Kandungan air pd air susu bervariasi mulai dari rendah (pd mamalia laut) hingga tinggi(a.l. Manusia). Air susu sapi mengandung air sekitar 87% air.
2. Lemak (Lipida) • Lemak merupakan komponen air susu yg paling bervariasi, baik konsentrasi maupun komposisi kimianya. Konsentrasinya berkisar mulai dari sekitar 1% pd monyet hingga lebih dari 50% pd mamalia air. • Lemak susu merupakan sumber utama lipida yg digunakan oleh bayi hewan mamalia utk menimbun jaringan adiposa (jaringan lemak di bawah kulit). • Lipida utama pd air susu adalah trigliserida, yaitu lipida yg tersusun atas tiga asam lemak yg secara kovalen terikat ke sebuah molekul gliserol oleh ikatan kovalen. Fraksi lainnya dari lipida susu terdiri terutama dari of diacylgylcerols, cholesterol, phospholipids dan asam lemak bebas. • Di dalam air susu, lemak hadir dalam bentuk globul-globul lemak dengan diamater 0.1 hingga 15 mm. Globul atau droplet lemak ini diselaputi oleh sebuah membran tipis yg berfungsi untuk menstabilkan globul lemak dalam bentuk emulsi di dalam lingkungan aqueous air susu.
Adipocytes of the mammary fat pad. These fat cells are similar to the body adipose cells. Note the broad sheaths of dense connective tissue (stained red in this image) that course through the lobules of adipocytes.
• Lemak merupakan sumber energi yg jauh lebih unggul dibanding protein atau karbohidrat. • Pd kebanyakan hewan mamalia, dibandingkan dengan jaringan lain pada hewan yg sama, air susu mengandung jauh lebih banyak proporsi asam lemak rantai pendek dan sedang daripada asam lemak rantai panjang. • Air susu hewan ruminansia mengandung asam lemah rantai pendek (
• Pengaruh pakan jauh lebih besar terhadap komposisi lemak susu dibanding komponen lainnya.
Fatty Acid Composition in Milk From Several Species Fatty Acid
Rabbit
Guinea pig
Mouse
Rat Molar
Short Chain C4:0 C6:0 C8:0 Medium Chain C10:0 C12:0 C14:0 Long Chain C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3
Sow
Cow
Sheep
Goat
Percent
<1 <1 37
<1 <1 <1
<1 <1 <1
<1 <1 6
* * *
11 5 1
8 5 4
8 5 4
27 3 1
<1 <1 2
7 12 16
17 13 13
* * 2
3 3 10
6 5 10
13 7 12
8 2 9 10 1
34 3 31 23 4
33 2 14 8 <1
28 3 13 7 <1
28 6 35 14 <1
23 10 29 2 <1
22 10 22 4 <1
24 12 17 3 <1
*For the sow, the sum of C4:0 to C12:0 is 2% total.
Common fatty acids: C16:0 palmitate or palmitic acid C18:0 sterate or steric acid C18:1 oleate or oleic acid C18:2 linolate or linoleic acid, an essential FA C18:3 linolenate or linolenic acid, an essential FA
3) Protein • Kandungan protein susu bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya, namun tidak sebesar variasi kandungan lemak, mulai dari 1% pd air susu manusia hingga 14% pada air susu ikan paus. • Protein air susu mengandung lebih banyak asam amino esensial dibanding bahan pangan alami lainnya. • Protein susu terutama terdapat dalam bentuk kasein αlactalbumin, and β-lactoglobulin; menyumbang > 90% dari total protein susu (pd sapi) dan semuanya disintesis di dalam kelenjer susu.
• Protein susu adalah protein khas kelenjer susu; jartingan atau organ lain tdk ada yg menghasilkan protein yg sama.
Kandungan AA dalam Protein air susu (g/100 g protein) AA esensial
Sapi
Babi
AAnon esensial
Sapi
Babi
Arginin Histidin Isoleusin Leusin Lisin Metionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin
3.6 2.7 5.6 9.7 7.9 2.5 5.2 4.6 1.3 6.6
5.6 2.5 5.1 8.2 6.0 1.5 4.2 4.1 1.3 5.2
Alanin As. Aspartat Sistin As. Glutamat Glisin Prolin Serin Tirosin
3.6 7.2 0.7 23.0 2.0 9.2 5.8 5.1
5.1 1.6 11.2 2.0 5.8 5.5
4) Karbohidrat Susu (Laktosa)
• Lactose is unique to milk (i.e. does not exist anywhere else in nature) and it plays a major role in milk synthesis. It is the major osmole in milk and the process of synthesis of lactose is responsible for drawing water into the milk as it is being formed in the mammary gland.
• There are marked differences in the protein quantity and quality of cow’s and human milks, and this has important implications for the design of milk formula for human babies. For example, the total protein content of human milk is less than one third of that in cow’s milk, while the casein:whey ratio is ~82:18 in cow’s milk and 30:70 in human milk. • The amino acid contents of caseins as well as the type of curd formed are also different between the two species. It has been suggested that b-lactoglobulin (which is absent from human milk) may be responsible for the allergic reactions which some infants show to cow milk-based formula.
• Because of the close relationship between lactose synthesis and the amount of water drawn into milk, lactose is the least variable component of milk. • Lactose is important in the manufacturing of many fermented dairy products such as yogurt. It is the preferred substrate for many lactic acid bacteria, which produce lactic acid from lactose. Because of their ability to metabolize lactose, lactic acid bacteria have a competitive advantage over many pathogenic and spoilage organisms.
• Milk contains all the major vitamins. The fat-soluble vitamins A, D, E, and K are found mainly in the milk fat. The B vitamins are found in the aqueous phase of milk. Milk in Canada and US is fortified with vitamin D. Vitamin A is also added to fat reduced milk products. • All minerals considered essential (22) to the human diet are present in cow’s milk. However, the major minerals in milk are calcium and phosphorous which are associated with casein micelles. Therefore, whey has relatively little Ca and P compared with whole milk.
• Minerals (salts) exist in milk in two forms: 1) as low molecular weight ions and complexes (diffusible salts). 2) Non-diffusible salts which are bound to protein. The most common cations in milk are K, Na, Ca, and Mg, and the most common anions are Cl, and inorganic phosphate. Of these, K, Na and Cl are almost entirely diffusible. The major ions of the non-diffusible (colloidal) phase are Ca, Mg, inorganic phosphate and citrate, which are associated with the casein micelles. • There are marked species differences in both the total concentrations of salts and in their partitioning between the colloidal and diffusible phases of milk.
