Tugas 1 Kimia Pangan [PDF]

Citation preview

TUGAS 1 KIMIA PANGAN



Disusun oleh :



Nama : Limaran Sari Prabowo NIM



: 041719355



1. Berdasarkan asosiasi antara molekul air, jelaskan apa yang dimaksud dengan bilangan koordinasi dan apa yang memepngaruhinya? Apa saja perbedaan antara air dan es terkait strujtur molekul air,dengan melengkapi tabel berikut: Bilangan koordinasi dan yang Jumlah molekul-molekul air yang berasosiasi dengan mempengaruhinya satu molekul air melalui ikatan hydrogen ini disebut sebagai bilangan koordinasi. Bilangan koordinasi ini ternyata sangat dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu 0 ℃ dan 1 atmosfer, dimana air berada dalam bentuk beku (es), masing-masing molekul air secara geometris akan berasosiasi (melalui ikatan hydrogen) dengan 4 molekul air lainnya. (sumber : PANG 4213)



N Factor yang o membedakan 1 Bilangan koordinasi



2



Jarak ikatan hydrogen



3



Densitas dan kerapatan



Perbedaan air dan es Air



Es



Pada suhu 0 ℃ dan 1 atmosfer, dimana air berada dalam bentuk beku (es), masing-masing molekul air secara geometris akan berasosiasi (melalui ikatan hydrogen) dengan 4 molekul air lainnya. Pada jarak atau Panjang ikatan hydrogen (O-H-O) pada es (suhu 0 ℃) adalah 2,76 Å Molekul air saling berasosiasi Susunan demikian umumnya sehingga terbentuk struktur yang diketemukan jika air terdapat disebut heksagonal dalam bentuk es. Densitas air (T=0°C) sebesar 0.9998 Densitas air (T=0°C) sebesar g/cm³ 0.9998 g/cm³ Namun berbeda kasusnya dengan air. (sumber :http://ddoor.weebly. Air akan mengalami kenaikan com/fisika/kenapa-es-yangdensitas jika suhunya diturunkan dari lebih-padat-daripada-airsuhu tertentu sampai pada batas 4°C. mengapung-di-permukaanDibawah 4°C densitas air akan danau-yangsemakin kecil sampai suhunya 0 °C beku#:~:text=Well%2C%20j sampai terbentuk es. awaban%20simpelnya%20ka Pada kondisi cair, satu molekul air dapat berasosiasi dengan lebih dari 4 molekul air. Sedangkan pada suhu 1,5 ℃ bilangan koordinasi molekul air adalah 4,4, pada suhu 83 ℃ dan 4.9. Pada air dengan suhu 1,5 ℃ adalah 2,9 Å. dan suhu 83 ℃ adalah 3,05 Å (1 Å = 1010 𝑚 = 0.1𝑚𝑚)



4



Volume



(sumber :http://ddoor.weebly.com/fis ika/kenapa-es-yang-lebih-padatdaripada-air-mengapung-dipermukaan-danau-yangbeku#:~:text=Well%2C%20jawaban %20simpelnya%20karena%20berat,) %20sebesar%200.9167%20g%2Fcm %C2%B3.) Jika massa air dan es sama, jelas beratnya akan sama. Pada kasus ini, volume es lebih besar daripada air. Jika volume air dan es sama, maka air akan lebih berat daripada es, karena massa air lebih besar daripada es.



rena%20berat,)%20sebesar% 200.9167%20g%2Fcm%C2% B3.)



Jika massa air dan es sama, jelas beratnya akan sama. Pada kasus ini, volume es lebih besar daripada air. Jika volume air dan es sama, maka air akan lebih berat daripada es, karena massa air lebih besar daripada es.



2. Jika diketahui nilai aw bahan pangan adalah 0.7 maka jelaskan tipe keberadan air dalam pangan tersebut, kondisi mikroorganisme serta reaksi metabolism yang mungkin ada, dengan mengisi table berikut! Apa yang dimaksud dengan isotherm sorpsi dan pembagiannya Isotherm sorpsi adalah kondisi kadar air pada suatu bahan pangan. No Perihal nilai 𝑎𝑤 = 0.7 Kisaran 𝑎𝑤 Penjelasan 1 - Tipe air 2 0.3 – 0.8 molekul air yang terikat secara kimia membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air lainnya. Air tipe ini terdapat dalam mikrokapiler dan sukar dihilangkan dari bahan. Penghilangan air tipe ini akan mengakibatkan penurunan a w (water activity). Apabila sebagian air tipe II ini dihilangkan maka pertumbuhan mikroba dan reaksi-reaksi kimia yang bersifat merusak bahan makanan, seperti browning, hidrolisis atau oksidasi lemak akan berkurang. Apabila seluruh air tipe II ini dihilangkan maka kadar air bahan makanan sekitar 3 – 7%, dan kestabilan optimum bahan makanan akan tercapai, kecuali pada produk-produk yang dapat



2



Keberadaan organisme



0.6-0.7



3



Oksidasi lipid



0,2-0,4



4



Browning nonenzimatis



0.7



5



Reaksi hidrolis



0,7



mengalami oksidasi akibat adanya kandungan lemak tidak jenuh Produk pangan dengan 𝑎𝑤 sekitar 0,6 – 0,7 kemungkinan besar prduk tersebut akan ditumbuhi kapang. Namun perlu diingat bahwa selalu ada kekecualiankekecualian yang perlu dipertimbangkan misalnya beberapa bakteri khusus juga masih mampu tumbuh pada kondisi 𝑎𝑤 sekitar 0,7 Reaksi oksidasi lpid atau reaksi yang dapat menyebabkan ketengikan pada bahan makanan yang mengandung lemak. Reaksi oksidasi lipid atau lemak ini akan menurun jika 𝑎𝑤 nya diturunkan sampai sekitar 0,3; namun penurunan 𝑎𝑤 lebih lanjut (kurang dari 0,3) justru akan meningkatkan laju oksidasi lipida. Karena itu, produk pangan yang memiliki nilai 𝑎𝑤 disekitar 0,3 (antara 0,2-0,4) biasanya mempunyai daya awet yang maksimal Beberapa contonya adalah karamelisasi, reaksi Maillard, dan pencoklatan akibat vitamin C Suatu reaksi kimia dimana H2O (molekul dari air) akan diurai/dipecah kedalam bentuk kation H+ (hidrogen) serta anion OH– (hidroksida) melalui sebuah proses kimiawi. Proses tersebut umumnya dipakai dalam memecah suatu polimer tertentu, khususnya polimer dimana terbuat melalui suatu proses bertahap polimerisasi atau yang dikenal dengan istilah step_growth_polimerization. Istilah hidrolisis sendiri berasal dari kata Yunani yakni hydro yang berarti air serta lysis dengan arti pemisahan.



3. Berdasarkan gugus aktifnya, monosakarida dibedakan menjadi dua kelas. Jelaskan! Terkait reaksi monosakarida penting, umumnya monosakarida dan karbohidrat adalah gula pereduksi. Jelaskan! Apa yang dimaksud dengan gelatinisasi pati? Berdasarkan gugus aktifnya, monosakarida dibedakan menjadi 2 kelas, yaitu aldosa (dengan gugus aldehida) dan ketosa (dengan gugus Kenton) ▪ Aldose Gula aldose paling sederhana adalah gliseraldehida atau gliserosa, yaitu suatu triosa dengan rumus molekul 𝐶3 𝐻6 𝑂3, pada struktur molekul gliseraldehida terdapat satu atom karbon yang asimetris (C*), karena masing-masing dari keempat valensi atau ikatannya telah dalam keadaan jenuh, dan masing-masing berikatan dengan gugus yang berbedabeda. Gugus-gusus yang berbeda itu berturut-turut disebelah kanan adalah gugus -OH, disebelah kiri gugus -H, gugus -CHO (gugus aldehida) disebelah atas dan gugus alkoho; (-CH2OH) disebelah bawah.(seperti pada gambar)



Berdasarkan padalek=taknya atau posisi gugu -OH, gliseraldehida dapat sebagai D atau L-gliseraldehida, yang keduanya mempu yai rumus molekul yang sama. Disebut Dgliseraldehida jika gugs -OH terikat disebelh kanan atom karbon asimetris. Sebaliknya disebut gugus L-gliseraldehida jika gugus-OH terikat disebelah kiri atom karbon asimetrisnya. Senyawa-senyawa yang mempunyai rumus kimia sama tetapi mempunyai rumus bangun yang berbeda disebut sebagai isomer. (sumber : PANG 4213) ▪ Ketosa Ketosa adalah karbohidrat yang memiliki gugus keton. Sebagaimana gula heksosa, cara penamaan untuk ketosa juga memakai prinsip yanhg sama, yaitu seri D- ketosa adalah kelompok ketosa dengan gugus OH terikat di sebelah kanan atom C asimetris yang terjauh dari gugus kotonnya. Sedangkan kelompok kotosa dengan gugs OH terikat



disebelah kiri atom C asimetris yang membentuk L-ketosa. Contoh D-ketosa disajikan dalam gambar dibawah



(sumber : PANG 4213) Yang dimaksud dengan gelatinisasi pati adalah sesuatu yang terjadi Ketika larutan pati mulai dipanaskan. Butir-butir pati akan mengembang sehingga akhirnya ikatan hydrogen pada unit amorphus akan risak, dan pada suatu suhu tetentu granula pati akan pecah. 4. Apa saja karakter rantai samping yang menjadi dasar klasifikasi asam-asam amino? Dan jelaskan klasifikasi asam amino berdasarkan sifat metabolism zat gizi. Jelaskan juga klasifikasi protein berdasarkan sifat fisik dan sumber. Dengan mengisi tabel berikut! No Dasar pembeda Penjelasan Rantai samping bersifat Salah satu klasifikasi asam amino adlah asam/basa berdasarkan pada apakah rantai samping terdiri dari gugus aromatic atau alifatik. Disamping itu asam amino juga bisa dikelompokkan berdasarkan pada apakah rantai sampinya bersifat asam/basa. Sifat basa 1 asam mino biasanya bisebabkan oleh rantai sampinya yang mengandung gas amin yang bertindak sebagai basa lemah. Sebaliknya, sifat asam disebabkan karena rantai sampingnya yang mengandung gugus karboksil yang bertindak sebagai asam lemah.



Rantai sampingnya pada lingkungan netral (pH = 7) (polaritas)



2



Sifat metabolisme zat gizi



3



Protein berdasarkan sifat fisiknya



4



Untuk asam amino nonpolar biasanya adalah asam amino yang mempunyai rantai samoing alifatis, dimana semakin Panjang rantai alifatiknya maka sifat nonpolarnya makin menonjol. Asam amino dengan rantai polar, lebih lanjut dapat dibedakan menjadi 3 berdasarkan ada tidaknya muatan listrik pada rantai samping jika dilarutkan dalam larutan netrak (pH = 7). i. Polar tetapi tidak bermuatan ii. Polar bermuatan positif iii. Polar bermuatan negatif Dari segi ilmu gizi asam amino juga diklasifikasikan berdasarkan sifatnya dalam metabolism tubuh manusia. Dalam hubungannya dengan metabolisme protein dalam tubuh terdapat sekitar 8 asam amino yang bersifat esensial bagi manusia. Pambagian asam amino dalam kelompok esensial dan nonesensial ini tidak berarti bahwa asam amino nonesensial menjadi tidak penting atau tidak diperlukan dalam diet. Asam amino yang lain (nonesensial) juga berperan dalam sintesis protein tetapi tubuh manusia mampu mensintesisnya sendiri jika masukan dari makanan tidak mencukupi. Berdasarkan sifat fisiknya protein dibagi menjadi 2 1. Protein sederhana / holoprotein, adalah ptotein yang tersusun dari asam amino saja, tanpa adanya senyawa lain. Ini dikelompokkan lagi menjadi 5 5 kelas - Albumin - Globulin - Glutelin - Prolamin - Histon 2. Protein kompleks atau protein terkonyugasi; adalah kelompok



Protein berdasarkan sumbernya



5



protein yang tersusun atas asam amino dan zat-zat lain (nonprotein). Zat-zat lain tersebut biasa disebut sebagai gugs prostetik. Yang termasuk dalam golongan protein semacam ini adalah - Fosfoprotein - Glikoprotein - Lipoprotein - Nucleoprotein - Kromoprotein Berdasarkan dari sumbernya, umumnya protein dibedakan ke dalam ; - Protein hewani ( merupakan bahan pangan yang kaya akan protein seperti ; produk-produk daging, ikan telur, susu, dan keju. Kandungan protein dari daging, ikan, telur, dan padatan susu telah dimasak berkisar sampai 15-40%[bedasarkan berat]) - Protein nabati (juga merupakan sumber protein yang cukup baik, khususnya serealia, kacang-kacangan, dan tanaman lain. Kandungan protein kacang-kacangan yang telah dimasak berkisar antara 3-10%[berdasarkan berat basah]. Sedangkan bahan pangan yang berasal dari tanaman lainnya, umumnya mempunyai kandungan protein yang cukup rendah 1-3 %)



(sumber : PANG 4213) 5. Salah satu metode penentuan mutu protein adalah dengan menggunakan metode kimia. Jelaskan apa yang menjadi cakupan metode kimia serta apa saja yang menjadi kelebihan metode ini dari metode biologi, dengan mengisi tabel berikut! Cakupan dari Penjelasan metode kimia Aminogram Yaitu grafik / kromatogram yang emngambarkan distribusi / komposisi asam-asam amino uqang dikandung sautau protein A yang ditentukan deengan metode kromatografi. Dengan mengetahui kromatogram asam-asam amino suatu protein maka dapat diketahui bagaimana proporsi dan jeseimbangan asam-



Indeks kimia



B



Ketersediaan lisin sebagai asam amino pembatas C



A



asam amino sesnsialnya, dengan cara membandingkannya dengan komposisi asam-asam amino esensial dari protein standar atau protein model. Penentuan indeks mimia adalah cara lain untuk menilai keseimbangan asam-asam amino. Setelah diketahui kelompok asam amino dari suatu protein dianalisis, maka kemudia diadakan pembandingan dengan pola atau nilai asam amino ideal yang telah ditentukan (misalnya oleh FAO/WHO). Untuk setiap asam amino esensial, digunakan perhitungan sbb 𝑚𝑔 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜 𝑝𝑒𝑟 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 × 100 𝑚𝑔 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜 𝑝𝑒𝑟 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙 (𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟) Dengan menggunakan rumus trsb, maka indeks kimia suatu protein dapat ditentukan, yaitu sebagai hasil perbandingan yang terkecil. Lisin adalah asam amino yang mempunyai kecenderungan tinggi untuk terlibat dalam reaksi pembentukan kompleks tersebut. Karena itu banyak metode dikembangkan untuk mengukur jumlah lisin yang tertahan secara kimia (block lysine). Lalu diambil kesimpulan berapa jumlah lisin yang benar-benar tersedia dalam suatu protein, sebagai lisin yang tersedia (availabke lysine). Informasi ini akan sangat pentung untuk melengkapi informasi tentang mutu protein yang diberikan oleh indeks kimia.



Kelebihan dan kekurangan yang dapat dijelaskan Metode biologi ▪ Metode ini memberikan gambaran sejumlah mana suatu protein tersebut dapat dicerna dan diserap(diabsorpsi). Pada umumnya dikatan bahwa protein hewan (daging, susu, ikan, telur) adalah protein yang bermutu baik. Sedangkan protein nabati umumnya mempunyai kekurangan sau atu dua asam amino esensial sehingga bermutu kurang baik. Daya cerna/absorpsi rendah dari suatu protein menunjukkan bahwa protein tersebut sulit dicerna menjadi asam-asam amino dan peptide-peptida yang lebih kecil. Daya cerna yang rendah ini bisa disebabkan beberapa factor baik factor fisik maupun factor kimia.



Metode kimia



B



(sumber : PANG 4213)



Factor fisik yaitu suatu kondisi dimana protein tersebut secara fisik terselubung atau terlindungi oleh senyawa lain (misalnya terlindung oeh jaringan selulosa), sedemikian rpua sehingga sehingga menyebabkan enzim pemecah protein tidak mampu menguraikannya. Sedangkan Factor biokimianya adalah adanya senyawa lain yang menghambat aksi / aktivitas enzim pemecah protein. Contonya protein kedeai umumnya mempunyai daya cerna yang lebih rendah karena mengandung protein (disebut tripsin inhibitor) lain yang menghambat kerja tripsin (enzim pemecah protein) ▪ Metode-metode biologi seperti dikemukakan diatas pada umumnya memerlukan watu analisis yang cukup lama. Unuk menentkan nilai protein efficiency ratio (PER) dan net protein utilization (NPU) diperlukan waktu sekitar 30 hari. Selain itu, biasnya diperlukn prosedur yang cukup sulit sehingga diperlukan pengalaman dan keterampilan yang benar benar baik. Berbeda dengan metode biologi, metode kimia biasanya mempunyai prosedr yang lebih sederhana dan telah banyak dikembangkan ; contohnya - Aminogram - Indeks kimia - Ketersedian lisin - Pencernaan in vitro