KIMIA PANGAN (KARBOHIDRAT, LEMAK, PROTEIN)

Oleh : Stefanie Sulianti

Pangan merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia. Karena itu masalah pengadaan pangan mulai dari tahap produksi sampai ke tahap konsumsi harus ditangani sampai tuntas agar mutu kehidupan manusia dapat terus meningkat. Penanganan mulai dari pasca panen sampai konsumsi sangat dibantu oleh teknologi pangan, yang erat hubungannya dengan sifat-sifat bahan pangan itu sendiri.

Kimia pangan adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari proses-proses, penggunaan, dan pengaruh dengan bahan-bahan kimia terhadap pangan serta interaksi bilogis seperti produk daging, syuran, susu dan sebagainya dan juga interaksi non-biologis pada makanan. Komponen utama yang dipelajari dalam kimia pangan ada tiga yaitu karbohidrat, lemak dan protein, namun kimia pangan juga mempelajari komponen lain seperti air, vitamin, mineral, enzim, zat adiktif, perasa dan pewarna makanan.

Kimia pangan bukan hanya sekedar ilmu yang berisi struktur kimia, namun memiliki sentuhan seni yang bisa memuaskan dahaga akan keingintahuan tentang dunia pangan. Ilmu ini juga meliputi bagaimana suatu produk pangan mengalami perubahan akibat berbagai metode pemrosesan makanan dan cara untuk meningkatkan maupun mencegah terjadinya perubahan itu.

KARBOHIDRAT ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi yang merupakan salah satu dari sumber energi utama bagi tubuh, yang tersusun dari unsur Carbon(C), Hidrogen(H), dan oksigen(O). Senyawa kimia dalam karbohidrat ditemukan dalam bentuk sederhana dan kompleks, dan agar tubuh untuk menggunakan karbohidrat untuk energi, pangan harus menjalani pencernaan, penyerapan, dan glikolisis.

Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur), membantu proses penyerapan kalsium, juga menjaga keseimbangan asam basa dalam tubuh.

Klasifikasi karbohidrat :

·      Monosakarida adalah gula sederhana penyusun karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida merupakan senyawa  pembentuk disakarida dan polisakarida. Monosakarida yang mengandung satu gugus aldehid disebut Aldosa, sementara monosakarida yang mengandung satu gugus keton disebut Ketosa. Monosakarida dengan atom C penyusunnya sebanyak 6 atom disebut Heksosa, sementara dengan 5 atom C disebut pentosa. Monosakarida yang paling penting yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Glukosa merupakan monosakarida yang paling umum dan terdapat pada seluruh bagian tanaman sebagai pati dan selulosa. Fruktosa adalah glukosa dengan gugus keton yang didapatkan dari proses hidolisis sukrosa. Galaktosa merupakan monosakarida yang tidak terdapat di alam, melainkan melalui proses hidrolisis dari laktosa.

·   Disakarida adalah gula sederhana yang terdiri dari dua unit gula dihubungkan oleh ikatan kovalen. Ikatan kovalen yang memegang dua gula bersama-sama dikenal sebagai hubungan glikosidik. Ada 3 disakarida yang paling umum, yaitu maltosa yang tersusun atas dua molekul glukosa, lalu laktosa yang tersusun dari glukosa dan fruktosa, dan juga sukrosa yang tersusun atas fruktosa dan glukosa.

·   Oligosakarida adalah polimer dari monosakarida yang tersusun dari rantai pendek. Oligosakarida dapat berupa homo-atau hetero-polimer dari monosakarida yang terdiri dari dua atau sepuluh monosakarida yang bergabung melalui ikatan glikosidik.

· Polisakarida adalah Karbohidrat kompleks yang dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang.

LEMAK / LIPID adalah senyawa organik sebagian besar terdiri dari karbon(C) dan hidrogen(H), selain itu juga terdiri dari Oksigen(O) dan kadang-kadang Fosforus(P) serta Nitrogen(N). Mereka bersifat hidrofobik, yang berarti bahwa mereka memiliki afinitas sedikit atau tidak ada air atau tidak dapat larut didalam air, namun lemak dapat larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter, alkohol, bensin, dan karbon tetraklorida. Lemak merupakan sumber energi yang dapat menyediakan energi sekitar 2,25 kali lebih banyak dari pada yang diberikan oleh karbohidrat (pati, gula) atau protein.

Lemak merupakan penghasil energi terbesar. Dalam setiap 1 gram lemak yang dioksidasi akan menghasilkan ± 9,3 kalori. Lemak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Lemak umumnya dibedakan menjadi lemak hewani dan lemak nabati. Lemak hewani mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, dan pada temperatur kamar berbentuk padat. Lemak nabati memiliki asam lemak tak jenuh lebih banyak, dan dalam temperatur kamar berbentuk cair. Dalam mengukur derajat ketidakjenuhan suatu lemak, digunakan bilangan iod, yaitu jumlah iodium yang digunakan untuk mengadisi ikatan rangkap dari 100 gram lemak.

Lemak memiliki berbagai macam fungsi yaitu sebagai pelarut vitamin (A, D, E dan K), pelindung alat-alat tubuh vital, pelindung tubuh dari suhu rendah, salah satu bahan penyusun membran sel, sebagai slah satu bahan penyusun hormon dan vitamin, penahan rasa lapar karena lemak membutuhkan waktu yang lama untuk dicerna dan juga sebagai penyedap makanan.

Molekul lemak terdiri dari empat bagian, yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai Hidrokarbon(CH) dan gugus Karboksil(-COOH). Molekul gliserol memiliki tiga gugus Hidroksil(-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi dengan gugus karboksil asam lemak. Asam lemak dan gliserol membentuk molekul yang lebih besar dari lemak. Suatu asam lemak terdiri dari rangka karbon panjang 16 atau 18 atom karbon, meskipun ada pula yang bahkan lebih lama. Gugus karbonil, yang merupakan atom karbon ganda terikat pada atom oksigen dan single-terikat pada oksigen yang melekat pada hidrogen (OH-C = O), adalah kelompok asam dari asam lemak. Sifat asam ditentukan oleh kemampuan untuk memisahkan hidrogen, atau melepaskan diri, dari atom oksigen. Gugus karbonil diikuti dengan rantai panjang atom karbon terikat hidrogen, yang disebut sebagai hidrokarbon "ekor." Ekor hidrokarbon panjang memberikan asam lemak hidrofobik mereka, atau "air-takut" properti. Lemak tidak dapat larut dalam air karena lemak nonpolar (pemerataan elektron) dan air adalah polar (distribusi yang tidak merata elektron). Polaritas air tidak dapat membentuk ikatan dan memecah molekul asam lemak nonpolar.

Asam lemak diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :

·  Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak memiliki ikatan ganda antara 2 atom karbon. Titik lebur asam lemak jenuh tinggi. Contoh asam lemak jenuh adalah asam butirat, asam kaproat, asam laurat, asam miristat, asam palmitat, dan asam stearat.

·  Asam lemak tak jenuh adalah asam lemak yang memiliki ikatan rantai ganda antara 2 atom karbon, serta memiliki titik lebur yang relatif rendah. Contohnya adalah asam palmitoleat, asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat.

PROTEIN berasal dari kata Yunani protebos, yang artinya “yang pertama” atau “yang penting” yang merupakan unsur penting dalam tubuh karena sebagian komponen utama pembentukan enzim yang berfungsi sebagai biokatalis. Protein merupakan makromolekul yang sangat kompleks dan menyusun sekitar 50% dari berat kering sel hidup. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi sel. Protein tersusun atas karbon(C), nitrogen(n), hidrogen(H), oksigen(O), dan beberapa jenis memiliki sulfur dan mineral seperti besi, tembaga, fosfor, dan seng.

 

Protein tersusun hanya dari beberapa asam α-amino (protein sederhana), atau senyawaan yang tersusun selain dari beberapa asam α-amino  juga dari senyawaan bukan asam α-amino (protein majemuk). Asam amino adalah senyawaan yang mempunyai gugus karboksil(-COOH) dan gugus amino (-NH2). Terdapat 20 sampai 26 jenis asam amino (tergantung definisi yang digunakan), namun hanya 9 yang tidak bisa disintesis oleh tubuh sehingga diperlukan suplai dari luar untuk kebutuhan metabolisme dan pertumbuhan. 9 asam amino tersebut yaitu histidina, isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina, yang disebut sebagai asam amino esensial. Mereka memiliki berbagai kegunaan dalam tubuh, termasuk melayani sebagai sumber energi, sebagai substrat (bahan starter) untuk pertumbuhan jaringan dan pemeliharaan, dan untuk fungsi-fungsi biologis tertentu, seperti membuat protein struktural, protein transfer, molekul enzim, dan hormon reseptor. Protein juga merupakan komponen utama dalam tulang, otot, dan jaringan lain dan cairan. Ketika digunakan untuk energi, protein memasok rata-rata 4 kkal / g.

Klasifikasi asam amino :

· Asam amino netral terdiri dari satu gugus karboksil, satu gugus amino ;

a. Asam amino alifatik : Glycine, Alanine, Serine, Threonine, Valine, Leucine, Isoleucine

b.   Asam amino aromatik : Phenyalanine, Tyrosine

c.      Asam amino belerang : Cysteine, Cystine, Methionine

d.     Asam amino Heterosiklik : Trypyyophane, Proline, Hydroxyproline, 3-Hydroxyproline

·          Asam amino bersifat basa terdiri dari satu gugus karboksil, dua gugus amino : Histidine,  Arginine,  Lysine,  Hydroxylysine,  CitrullineC

·    Asam amino bersifat asam terdiri dari satu gugus amino, dua gugus karboksil : Asam  aspartat,  Asam glutamat, Asam amino esensial

Protein  dalam   tubuh  berfungsi  sebagai  zat  pertumbuhan,  perbaikan  dan  pemelihara  jaringan  tubuh,  pengatur,  penyusun  hormon,  zat  antibodi,  dan  organela  lainnya,  alat  pengangkut  dan  alat  penyimpan,  pertahanan  tubuh  (imunisasi),  media  perambatan  impuls  saraf  dan  sebagai  sumber  energi.

Daftar  Pustaka :
 Anonim. 2010.   Kimia  Pangan  Karbohidrat,  Protein,.  Vitamin

http://cahayakehidupankimia.blogspot.co.id/2010/03/kimia-pangan-karbohidratprotein-vitamin.html
(diakses 27 Juli 2016)

 Ahmad,  Rheny  Hardiyanti.  2012.  Komposisi  Senyawa  Kimia   Dalam  Bahan  Pangan

http://renihardiyanti.blogspot.co.id/2012/06/komposisi-senyawa-kimia-dalam-bahan.html
(diakses 27Juli 2016)

 Sita,. Theresa.  2014.  Kimia  Pangan  I

http://www.academia.edu/9759667/TGT_1_-_Kimia_Pangan
(diakses 27 Juli 2016)

  Sita,  Theresa.  2014.  Kimia  Pangan  II

http://www.academia.edu/9759703/TGT_II_-_Kimia_Pangan
(diakses 27 Juli 2016)

 Sugiono.  2004.  Kimia  Pangan

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/ir-sugiyono-mkes/buku-kimia-pangan.pdf
(diakses 27 Juli 2016)

 Anonim.  Kimia  Pangan

https://buyungchem.wordpress.com/kimia-pangan
(diakses 27 Juli 2016)