TUGAS KIMIA PANGAN DAN HASIL PERTANIAN
Oleh :
: :
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2011
I.
Pendahuluan Karbohidrat atau istilah kimianya ‘sakarida’ merupakan zat yang sangat penting untuk makhluk hidup. Zat ini digunakan oleh tubuh untuk bahan bakar, cadangan makanan, serta bahan/materi pembangun. Berdasarkan bentuk molekulnya, karbohidrat dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu monosakarida, disakarida, polisakarida. Tumbuhan hijau juga memerlukan karbohidrat yang diperoleh dari karbon dioksida pada proses fotosintesis. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis .[2] Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH 2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air.[3] Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang [2]
mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).
Klasifikasi karbohidrat Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa. http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat Oligosakarida adalah polimer dengan derajat polimerisasi 2-10 dan biasanya larut dalam air. Oligosakarida yang terdiri dari 2 molekul disebut disakarida, dan bila 3 molekul disebut triosakarida. Bila sukrosa terdiri dari molekul glokosa dan fruktosa. Laktosa terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa. Oligosakaridadiperoleh dari hidrolisis polysakarida dengan bantuan enzim tertentu atau hidrolisis dengan asam. Pati dapat dihidrolisis dengan enzim amilose ,menghasilkan
maltose, maltotriosa, dan isomaltosa. Bila pati dihidrolisis dengan enzim transglukosidase akan dihasilkan oligosakarida dengan derajat polimerisasi lebih besar daripada 6 dan berbentuk siklik. Senyawa tersebut dekstrin schardinger. Senyawa ini sangat larut dalam air dank arena dapat mengikat zat-zat hidrofobik maka dipergunakan sebagai food additive untuk memperbaiki tekstru bahan makanan. (Winarno, 2004) Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C 6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum. http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat
Browning Proses browning adalah proses kecoklatan pada buah yang terjadi akibat proses enzimatik oleh polifenol oksidasi. Pada umumnya proses browning sering terjadi pada buah – buahan seperti pisang, pear, salak, pala, dan apel. Proses browning terbagi menjadi dua yaitu enzimatik dan non enzimatik. Browning secara enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung substrat senyawa fenolik. Senyawa fenolik banyak sekali yang dapat bertindak sebagai substrat dalam proses browning enzimatik pada buah-buahan dan sayuran. Contohnya substrat yang baik adalah senyawa fenolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling berdekatan. Proses pencoklatan enzimatik akan terjadi apabila adanya reaksi antara enzim fenol oksidase dan oksigen dengan substrat tersebut. http://puguh90.blogspot.com/2010/05/apa-itu-browning.html Pada umumnya ada tiga macam reaksi pencokelatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi millard, dan pencokelatan akibat vitamin C. dalam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonaat, dan kemudian berlangsunglah reaksi Maillard dan proses pencokelatan. Karamelisasi terjadi pada suatu larutan sukrosa yang diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, begitu juga titik didihnya sehingga seluruh air akan menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan pemanasan diteruskan, maka cairan yang ada bukan lagi terdiri dari air tetapi cairan sukrosa yang melebur. http://puguh90.blogspot.com/2010/05/apa-itu-browning.html
II.
Isi
Proses pencoklatan atau browning adalah proses yang umum terjadi pada produk pangan. Menurut Eriksson (1981), reaksi pencoklatan diklasifikasikan menjadi reaksi pencoklatan enzimatis dan reaksi pencoklatan non enzimatis. Kedua r eaksi pencoklatan tersebut melibatkan pembentukan pigmen coklat pada makanan. Reaksi pencoklatan ini mempengaruhi flavor, penampakan, dan nilai gizi produk pangan tersebut. Reaksi pencoklatan non enzimatis adalah reaksi pencoklatan yang bukan diakibatkan oleh aktivitas enzim. Reaksi ini meliputi reaksi maillard, reaksi karamelisasi gula, dan reaksi oksidasi asam ascorbat (vitamin C).
Reaksi Maillard
Reaksi Maillard (ditemukan oleh pakar biokimia Perancis Louiss Camille Maillard) adalah suatu reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dan gula tereduksi, biasanya pada suhu yang tinggi. Seperti layaknya proses karamelisasi (tetapi karamelisasi berbeda dengan Maillard) reaksi non enzimatik ini menghasilkan pewarnaan coklat (browning). Pada reaksi Maillard gugus karbonil dari glukosa bereaksi dengan gugus nukleofilik grup amino dari protein yang menghasilkan warna dan aroma yang khas; proses ini berlangsung dalam suasana basa. Reaksi maillard adalah reaksi pencoklatan non enzimatis yang terjadi karena adanya reaksi antara gula pereduksi dengan gugus amin bebas dari asam amino atau protein. Menurut Mauron (1981), dari aspek nutrisi, reaksi maillard dalam makanan dapat berfungsi untuk menghasilkan flavor dan aroma, dapat menyebabkan kehilangan ketersediaan asam amino, kehilangan nilai gizi, pembentukan antinutrisi, pembentukan komponen toksik, dan komponen mutagenic. Reaksi millard banyak dimanfaatkan pada berbagai macam industry produk pangan, diantaranya kecap pada pembuatan gula merah dari nira kelapa, pembentukan flavor pada daging, dan pencoklatan pada pemanggangan roti. Selain itu reaksi maillard juga banyak terjadi pada bahan pangan seperti produk ekstrusi, produk susu, mie, macaroni, dan produk-produk sereal. Mekanisme reaksi maillard sangat kompleks, dimana gula amin akan mengalami denaturasi, siklisasi, fargmentasi, dan polimerisasi sehingga terbentuk kompleks pigmen yang disebut melanoidin. Hasil reaksi maillard mungkin dikehendaki, misalnya pada pembentukan kulit luar coklat pada roti, bakpia, dan mungkin juga tidak dikehendaki, seperti pada pelunturan coklat susu yang diuapkan dan disterilkan. Selain itu reaksi maillard juga dapat memicu
timbulnya akrilamida pada produk gorengan serta menurunkan daya cerna protein (Prangdimurti et al 2007). Oleh karena itu, diperlukan pengetahuan tentang factor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya reaksi Maillard dalam kehidupan sehari-hari. Dengan demikian, reaksi maillard yang terjadi pada bahan pangan dapat dikontrol. Mekanisme reaksi maillard terdiri atas 3 tahap reaksi, yaitu reaksi tahap awal (initial stage), reaksi intermediet, dan reaksi tahap akhir (final stage). Reaksi tahap awal meliputi reaksi pembentukan glikosilamin dan amadori rearrangement. Tahap reaksi intermediet mencangkup reaksi dehidrasi, fission, dan degradasi stricter. Reaksi tahap akhir terdiri atas kondensasi aldol dan polimerisasi aldehid amin, yaitu pembentukan komponen nitrogen heterosiklik (Batles, 1982).
Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut:
1. Sutu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dari protein sehingga menghsilkan basa Schiff. 2. Perubahan terjadi menurut reaksi Amadori sehingga menjadi amino ketosa. 3. Dehidrasi dari hasil reaksi Amadori membentuk turunan-turunan furfuraldehida, misalnya dari heksosa diperoleh hidroksi metil furfural. 4. Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara metil penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan
-dikarbonil yang diikuti
α
-dikarboksil seperti metilglioksal, asetol,
α
dan diasetil.
Aldehid-aldehid aktif dari 3 dan 4 terpolemerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (disebu kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna cokelat yang disebut melanoidin. Glukosa dapat mengalami reaksi Maillard, sedangkan Sukrosa tidak dapat mengalami reaksi Maillard. Menurut Winarno (1997), glukosa memiliki sifat pereduksi sedangkan sukrosa tidak memiliki sifat pereduksi. Komponen gula yang dapat melangsungkan reaksi Maillard adalah gula yang memiliki sifat pereduksi, seperti glukosa. Secara umum molekul gula yang lebih kecil akan lebih cepat bereaksi dibandingkan dengan molekul gula yang lebih besar (Eriksson, 1981) Faktor lainnya yang mempengaruhi reaksi Maillard adalah suhu dan waktu pemanasan. Semakin lama waktu dan semakin tinggi suhu pemanasan, reaksi Maillard akan semakin banyak
terjadi. Akan tetapi secara umum suhu pemanasan lebih berpengaruh daripada waktu pemanasan (Eriksson, 1981). Reaksi Maillard umumnya terjadi pada pH 9.0 sampai 10.5. Pada pH rendah, banyak grup amino yang terprotonasi sehingga hanya sedikit asam amino yang tersedia untuk reaksi Maillard. Produk-produk yang memanfaatkan reaksi Maillard dapat ditambahkan glukosa ataupun gula invert untuk mendapatkan warna coklat yang diinginkan. Namun bila reaksi maillard ingin dicegah, penambhan natrium metabisulfit dapat diaplikasikan pada bahanpangan. Pemilihan jenis gula menjadi factor penting karena jenis gula menentukan karakteristik warna coklat pada bakpia, selain itu prooduk-produk sari buah dapat mengggunakan gula non pereduksi seperti gula alcohol, sukrosa, atau fruktosa untul mencegah pencoklatan.
III.
Kesimpulan
IV.
DAFTAR PUSTAKA Beatles, W. 1982. Chemical Change in Food by The Maillard Reaction . Food Chemistry, 9, 59-73. Eriksson, C, 1981. Maillard Reaction in Food: Chemical, Physiological and Technological Aspect . Pergamon press, Oxford.
Mauron, J. 1981. The Maillard Reaction in Food. A Review Prog. Fd. Nurt. Sci., 5, 5-35 Prangdimurti, E., F. R. Zakaria, dan N. S. Palupi. 2007. Modul E-learning Evaluasi Nilai Gizi Biologis pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi
Pertanian IPB : Bogor. Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi . Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
