BIOKIMIA PANGAN 1 (STKIP MUHAMMADIYAH SORONG 2012)

Biokimia Pangan

Biokimia adalah kimia kehidupan atau studi struktur dan sifat molekul dalam organisme hidup dan bagaimana molekul-molekul yang dibuat, diubah, dan dipecah. Biokimia mengatur semua makhluk hidup dan proses hidup. Dengan mengontrol arus informasi melalui sinyal biokimia dan aliran energi kimia melalui metabolisme, proses biokimia menimbulkan kompleksitas yang luar biasa pada kehidupan.

Biokimia banyak berperan dengan struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat dan biomolekul lainnya. Di antara sejumlah besar biomolekul yang berbeda, banyak molekul kompleks dan besar (disebut biopolimer), yang terdiri dari pengulangan subunit serupa (disebut monomer). Setiap kelas polimer biomolekul memiliki seperangkat jenis subunit berbeda. Sebagai contoh, protein adalah polimer yang subunit terdiri dari satu set 20 atau lebih jenis asam amino. Biokimia mempelajari sifat-sifat kimia molekul biologi penting, seperti protein, dan khususnya reaksi kimia katalis enzim.

Bidang lain dalam biokimia termasuk kode genetik (DNA, RNA), sintesis protein, angkutan membran sel dan transduksi sinyal. Fokus utama biokimia murni saat ini adalah memahami bagaimana molekul biologis dalam menimbulkan proses-proses yang terjadi dalam sel hidup, yang pada gilirannya berkaitan besar terhadap studi dan pemahaman organisme keseluruhan.

Nutrisi/pangan:

Ilmu atau studi yang berhubungan dengan makanan dan makanan pada makhluk hidup, terutama pada manusia.

Nutrien

1.      Proses dimana organisme hidup memperoleh makanan dan menggunakannya untuk pertumbuhan, metabolisme perbaikan, dan. Tahapan gizi meliputi konsumsi, pencernaan, penyerapan, transportasi, asimilasi, dan ekskresi.

2.      Studi ilmiah tentang makanan dan gizi, termasuk komposisi makanan, pedoman diet, dan peran yang memiliki berbagai nutrisi dalam menjaga kesehatan.

 

Nutrisi organik meliputi karbohidrat, lemak, protein (atau struktur protein, asam amino), dan vitamin. Senyawa kimia anorganik seperti mineral, air, dan oksigen juga dapat dianggap nutrisi. Sebuah nutrisi dikatakan "penting" jika harus diperoleh dari sumber eksternal, baik karena organisme tidak dapat mensintesis atau memproduksi dengan kuantitas cukup. Nutrisi dibutuhkan  dalam jumlah kecil (micronutrients) atau dalam jumlah yang besar (macronutrients). Dampak dari nutrisi yang tergantung dosis dan kekurangan.

Macronutrients didefinisikan dalam beberapa cara berbeda.

• unsur-unsur kimia yang dikonsumsi dalam jumlah terbesar adalah karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang, atau CHNOPS.

• Kelas senyawa kimia yang dikonsumsi dalam jumlah terbesar dan yang menyediakan energi massal adalah karbohidrat, protein, dan lemak. Air dan oksigen atmosfer juga harus dikonsumsi dalam jumlah besar, tetapi tidak selalu dianggap "makanan" atau "nutrisi".

• Kalsium, garam (natrium klorida), magnesium, dan kalium (bersama dengan fosfor dan belerang) kadang-kadang ditambahkan ke daftar macronutrients karena mereka dibutuhkan dalam jumlah besar dibandingkan dengan vitamin dan mineral lainnya. Mereka kadang-kadang disebut sebagai macrominerals.

Zat yang memberikan energi

• Karbohidrat adalah senyawa terdiri dari jenis gula. Karbohidrat diklasifikasikan berdasarkan jumlah unit gula yang terkandung: monosakarida (seperti glukosa dan fruktosa), disakarida (seperti sukrosa dan laktosa), oligosakarida, dan polisakarida (seperti pati, glikogen dan selulosa).

• Protein adalah senyawa organik yang terdiri dari asam amino bergabung dengan ikatan peptida. Tubuh tidak dapat memproduksi beberapa asam amino (disebut asam amino esensial). Dalam nutrisi, protein dipecah oleh protease melalui pencernaan untuk kembali menjadi asam amino bebas.

• Lemak terdiri dari molekul gliserin dengan tiga asam lemak. Rantai asam lemak yang tidak bercabang hidrokarbon, dihubungkan oleh ikatan tunggal (asam lemak jenuh) atau oleh ikatan ganda dan tunggal (asam lemak tak jenuh). Lemak diperlukan untuk menjaga membran sel berfungsi dengan baik, untuk melindungi organ tubuh terhadap shock, untuk menjaga suhu tubuh stabil, dan untuk menjaga kesehatan kulit dan rambut. Tubuh tidak memproduksi asam lemak tertentu (diistilahkan asam lemak esensial).

Lemak memiliki kandungan energi mulai dari 9 kkal/g (~ 37,7 kJ/g), protein dan karbohidrat 4 kkal/g (~ 16,7 kJ/g). Etanol (alkohol gandum) memiliki kandungan energi dari 7 kkal/g (~ 29,3 kJ/g).

Zat yang mendukung metabolisme

• mineral, garam, atau ion seperti tembaga dan besi, merupakan beberapa mineral yang penting untuk metabolisme tubuh manusia.

• Vitamin adalah senyawa organik yang penting bagi tubuh. Mereka biasanya bertindak sebagai koenzim atau kofaktor untuk berbagai kerja protein dalam tubuh.

• Air merupakan nutrisi penting dan merupakan pelarut di mana semua reaksi kimia kehidupan berlangsung.

Tanaman menyerap nutrisi dari tanah atau atmosfer, atau dari air (tanaman terutama air) pengecualian adalah tanaman karnivora, yang eksternal mencerna nutrisi dari binatang, sebelum menelan mereka.

Unsur kimia yang dikonsumsi dalam jumlah terbesar oleh tanaman adalah karbon, hidrogen, dan oksigen. Ini ada di lingkungan dalam bentuk air dan karbon dioksida, energi disediakan oleh sinar matahari. Nitrogen, fosfor, dan sulfur juga dibutuhkan dalam jumlah relatif besar. Bersama-sama, "enam komponen besar" adalah macronutrients unsur untuk semua organisme, sering diwakili oleh CHNOPS. Biasanya mereka bersumber dari anorganik (misalnya karbon dioksida, air, nitrat, fosfat, sulfat) atau organik (karbohidrat misalnya, lipid, protein) senyawa. Unsur kimia lain juga diperlukan untuk melaksanakan berbagai proses kehidupan dan membangun struktur. Silikon, klorida, natrium, tembaga, seng, dan molibdenum juga termasuk, tetapi termasuk dalam mikronutrien.

Nutrisi esensial dan non-esensial

Nutrisi sering dikategorikan dalam esensial atau golongan non esensial. Nutrisi esensial tidak dapat disintesis secara internal (baik sama sekali, atau dalam jumlah yang cukup), dan harus dikonsumsi oleh organisme dari lingkungannya. Nutrisi yang non esensial adalah nutrisi yang dapat dibuat oleh tubuh, mereka mungkin sering juga diserap dari makanan yang dikonsumsi. Sebagian besar hewan pada akhirnya memperoleh nutrisi esensial mereka dari tanaman, meskipun beberapa binatang dapat mengkonsumsi tanah mineral berbasis untuk melengkapi diet mereka.

Bagi manusia, ini termasuk asam lemak esensial, asam amino esensial, vitamin, dan mineral makanan tertentu. Oksigen dan air juga penting untuk kelangsungan hidup manusia, tetapi umumnya tidak dianggap "makanan" bila dikonsumsi dalam kondisi isolasi.

Manusia dapat memperoleh energi dari berbagai macam lemak, karbohidrat, protein, dan etanol, dan dapat mensintesis asam amino lainnya yang diperlukan dari nutrisi esensial. Zat non esensial dalam makanan masih dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap kesehatan, apakah menguntungkan atau beracun. Sebagai contoh, serat makanan paling tidak diserap oleh saluran pencernaan manusia, tetapi penting dalam pencernaan dan penyerapan zat-zat lain yang berbahaya.

Kekurangan dan toksisitas

Sebuah jumlah gizi yang tidak memadai disebut kekurangan. Kekurangan dapat disebabkan oleh beberapa penyebab, termasuk kekurangan dalam asupan gizi yang disebut defisiensi diet, atau kondisi yang mengganggu pemanfaatan nutrisi di dalam organisme. Beberapa kondisi yang dapat mengganggu pemanfaatan nutrisi termasuk masalah dengan zat penyerapan nutrisi, yang menyebabkan lebih besar dari kebutuhan normal untuk kondisi gizi, yang menyebabkan kerusakan gizi, dan kondisi yang menyebabkan ekskresi gizi yang lebih besar. Toksisitas terjadi ketika kelebihan gizi pada organisme. Pada tumbuhan lima jenis gejala defisiensi atau keracunan yang umum:

1.      klorosis - jaringan tanaman yang menguning yang disebabkan oleh kekurangan sintesis klorofil.

2.      Nekrosis - adalah kematian jaringan tanaman.

3.      Akumulasi anthocynanin - pewarnaan ungu atau kemerahan dari dedaunan dan/atau batang.

4.      Kurangnya pertumbuhan baru.

5.      Pengerdilan atau pertumbuhan berkurang - di mana pertumbuhan baru terhambat atau berkurang.

Kelebihan pasokan nutrisi tanaman di lingkungan dapat menyebabkan tanaman berlebihan dan pertumbuhan alga. Eutrofikasi (kelebihan pasokan nutrisi) dapat menyebabkan ketidakseimbangan dalam jumlah populasi dan nutrisi lainnya yang dapat berbahaya bagi spesies tertentu. Sebagai contoh, sebuah mekar alga dapat menghabiskan oksigen yang tersedia untuk ikan untuk bernapas. Penyebab termasuk polusi air dari limbah atau limpasan dari peternakan (membawa pupuk pertanian berlebih).

Referensi:

1.        Whitney, Elanor And Sharon Rolfes. 2007. Understanding Nutrition, 11th Edition. Wadsworth Publishing

2.        Whitney, Elanor And Sharon Rolfes. 2005. Understanding Nutrition, 10th Edition, P 6. Thomson-Wadsworth.

3.        Frances Sizer; Ellie Whitney (12 November 2007). Nutrition: Concepts And Controversies. Cengage Learning. Pp. 26.

4.        Audrey H. Ensminger (1994). Foods & Nutrition Encyclopedia. CRC Press. Pp. 527.

5.        Mark Kern (12 May 2005). CRC Desk Reference On Sports Nutrition. CRC Press. Pp. 117.

6.        Coyle EF. 1995. Fat Metabolism During Exercise. Sports Science Exchange 8(6):59-65

7.        David Sadava; H. Craig Heller; David M. Hillis; May Berenbaum (2009). Life: The Science Of Biology. Macmillan. Pp. 767.

8.        Donatelle, Rebecca J.2008. Health: The Basics, 8th Edition. Benjamin Cummings.

9.        J. Benton Jones (1998). Plant Nutrition Manual. CRC Press. Pp. 34.

10.     New Link In Chain Of Life, Wall Street Journal, 2010-12-03, Accessed 2010-12-05. "Until Now, However, They Were All Thought To Share The Same Biochemistry, Based On The Big Six, To Build Proteins, Fats And DNA."

11.     Perry, David A (1994). Forest Ecosystems. Baltimore: Johns Hopkins University Press.

12.     John Griffith Vaughan; Catherine Geissler; Barbara Nicholson; Elisabeth Dowle, Elizabeth Rice (2009). The New Oxford Book Of Food Plants. Oxford University Press US. Pp. 212

13.     Http://Www.Cartage.Org.Lb/En/Themes/Sciences/Botanicalsciences/Planthormones/Essentialplant/Essentialplant.Htm

14.     Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.

15.     Wöhler, F. (1828). "Ueber Künstliche Bildung Des Harnstoffs". Ann. Phys. Chem. 12: 253–256.

16.     Kauffman, G. B. And Chooljian, S.H. (2001). "Friedrich Wöhler (1800–1882), On The Bicentennial Of His Birth". The Chemical Educator 6 (2): 121–133. Doi:10.1007/S00897010444a.

17.     Ultratrace Minerals. Authors: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Source: Modern Nutrition In Health And Disease / Editors, Maurice E. Shils ... Et Al.. Baltimore : Williams & Wilkins, C1999., P. 283-303. Issue Date: 1999 URI:

18.     Whiting, G.C (1970). "Sugars". In A.C. Hulme. The Biochemistry Of Fruits And Their Products. Volume 1. London & New York: Academic Press. Pp. 1=31

19.     Whiting, G.C. (1970), P.5