REAKSI KIMIA KERUSAKAN BAHAN PANGAN PENGARUH PENGOLAHAN TERHADAP
REAKSI KIMIA KERUSAKAN BAHAN PANGAN & PENGARUH PENGOLAHAN TERHADAP NILAI GIZI Agus Suyanto
Komposisi, Mutu dan Keamanan BAHAN PANGAN KOMPOSISI • Daging • Ikan • Sayuran • Buah • Susu • dll Alami : • Air • Lemak • Protein • Karbohidart • Vitamin • Mineral Tambahan : • Pengawet • Pewarna • dll BAHAN PANGAN REAKSI PERUBAHAN ATRIBUT MUTU • Tekstur • Warna • Rasa • Bau • Nilai Gizi DAMPAK MUTU KEAMANAN PERUBAHAN FISIK, KIMIA MUTU DAN KEAMANAN
Jenis kerusakan bahan pangan • Kerusakan mikrobiologis • Kerusakan mekanis • Kerusakan fisik • Kerusakan biologis • Kerusakan kimia
Reaksi Kimia & Biokimia 1. Browning : Enzymatic and Non Enzymatic 2. Lipid hydrolysis 3. Lipid oxidation 4. Protein denaturation 5. Protein hydrolysis 6. Polysaccharide hydrolysis 7. Polysaccharide synthesis 8. Glycolytic Changes 9. Degradation of Pigmen
Reaksi Kimia & Biokimia Perubahan yg tdk diinginkan 1. a. Loss of WHC (water-holding capacity) ( b. Loss of Solubility c. Toughening d. Softening 2. a. Rancidity b. Cooked & Caramel Flavor c. Other Off-flavor 3. a. Darkening b. Bleaching c. Off-Colors 4. Degradation of : a. Vitamin b. Protein c. Lipid d. Mineral Atribut Mutu TEKSTUR FLAVOR COLOR NUTRITIVE VALUE
Hubungan Sebab-Akibat Dalam Kerusakan Bahan Pangan & Hasil Pertanian SEBAB Hydrolysis of Lipid AKIBAT FFA react with Protein PERUBAHAN MUTU n c Flavor : a, c n Nutr. Val. : b n Tekstur : a, b, c n Flavor : b n Color : a n Nutr. Val. : a, b n Hydrolysis of Polysaccharides Sugar react with Protein Tekstur : a, b,
Hubungan Sebab-Akibat Dalam Kerusakan Bahan Pangan & Hasil Pertanian SEBAB Oxidation of Lipids Bruising of Fruits AKIBAT PERUBAHAN MUTU § Tekstur : a, b, c § Flavor : a § Color : a, b § Nutr. Val. : a, b, c Cell break, § Tekstur : d enzyme released, § Flavor : c oxygen accessible § Color : a § Nutr. Val. : a Oxidation products reacts with many other constituents
Hubungan Sebab-Akibat Dalam Kerusakan Bahan Pangan & Hasil Pertanian SEBAB Heating of Green Vegetables AKIBAT Cells walls and membranes loss integrity, acids and enzymes are released Heating of muscle Protein denature tissue and aggregate, enzyme become inactive PERUBAHAN MUTU Tekstur : d Flavor : c Color : c Nutr. Val. : a, d Tekstur : b, c, d Flavor : b Color : c Nutr. Val. : a
PENGARUH PENGOLAHAN THD ZAT GIZI v Tujuan Pengolahan Bahan Panan : 1. Untuk pengawetan (pengeringan, pembekuan, pengalengan dll. ) 2. Membuat produk yg disukai (roti, kue, keju, sirup dll. ) 3. Membuat bhn pangan dpt segera disajikan (pengupasan, penyisiran, pemanasan dll. ) 4. Keamanan pangan (membunuh mikrobia patogen, menghilangkan antigizi dan racun) - p. H - oksigen Berpengaruh thd Nilai Gizi v Kondisi Pengolahan - panas bhn pangan, aktifitas mikro- cahaya bia dan enzim
• Pengaruh lama pengolahan (prosesing) thd : kehilangan nilai gizi, aktifitas mikrobia dan enzim 100 % Log 3 Jml 2 mikrobia 1 Kehilangan Zat gizi Mikrobia Aktifitas enzim Lama Prosessing 50 %
• Efek Pengolahan berbeda-beda tergantung dari : ØJenis bahan pangan ØTipe pengolahan ØKondisi proses v Usaha memperkecil kehilangan gizi krn pengolahan : • Menghentikan proses pd saat ttt hanya untuk menginaktifkan enzim dan mikrobia patogen/pembusuk • Penggunaan panas yg tdk terlalu tinggi pasteurisasi • Kombinasi sistem pengolahan, misal pemanasan + zat additive • Penggunaan p. H rendah • Nutrifikasi/fortifikasi ( penambahan zat gizi dr luar)
• Pengaruh Pemasakan thd Zat Gizi Pemasakan mrpk proses pengolahan dgn panas yg paling sederhana dan mudah dilakukan • Tujuan Pemasakan : memperoleh makanan yg lebih lezat dan memperpanjang daya simpan • Pemasakan ada 3 macam : 1. Panas basah : perebusan dan pengukusan 2. Panas kering: pemanggangan, pengeringan, pengovenan dan penyangraian • Selama pemasakan tjd perubahan zat gizi berpengaruh thd nilai gizi
• Perubahan yg terjadi terhadap zat gizi Nilai Gizi ØProtein : * Protein di panaskan denaturasi daya cerna naik * Proteinpd suhu tinggi rusak daya cerna turun ØKarbohidrat : * KH dg air + panas tergelatinisasi daya cerna naik * Gula pd suhu tinggi karamelisasi daya cerna turun ØLemak : * lemak dipanaskan mencair * lemak pd suhu tinggi teroksidasi, polimerisasi daya cerna turun
ØVitamin : * Vitamin pd suhu tinggi sebagian rusak * pemanasan juga akan membebaskan vitamin dari ikatan senyawa lain ketersediaan meningkat ØMineral : * pemanasan juga akan membebaskan mineral dari ikatan senyawa lain ketersediaan meningkat ØZat anti Gizi * Sebagian zat anti gizi dg panas rusak pencernaa/penyerapan meningkat
Pengaruh pemasakan dan pemanggangan terhadap karbohidrat Terjadinya gelatinisasi pati akan meningkatkan nilai cernanya. Terjadinya reaksi Maillard karbohidrat sederhana dan kompleks dapat menurunkan ketersediaan dalam produk-produk hasil pemanggangan
Proses ekstrusi HTST (high temperature, short time) Mempengaruhi struktur fisik granula pati metah, membuatnya kurang kristalin, lebih larut air dan mudah terhidrolisis oleh enzim. Suatu penelitian telah dilakukan untuk mengukur hidrolisis tepung dan pati gandum secara in vitro menggunakan alfa-amilase saliva dan secara in vivo dengan mengukur tingkat glukosa plasma dan insulin tikus percobaan Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa proses ekstrusi membuat pati lebih peka terhadap alfa-amilase bila dibandingkan dengan perebusan Kondisi ekstrusi yang ekstrim meningkatkan kadar gula dan insulin dalam plasma lebih cepat dibandingkan dengan proses perebusan.
Selama proses ekstrusi, beberapa hasil hidrolisis pati dihasilkan : Adanya mono- dan oligosakarida, seperti glukosa, fruktosa, melibiosa, maltosa dan maltriosa membuktikan bahwa polisakarida didegradasi selama proses ekstrusi Juga rantai makromolekul terpecah menjadi dua molekul tersebut, amiloda dan amilopektin, yang diindikasikan dari viskositas, permeasi gel-kromatografi dan berat molekul ratanya Selama proses ektrusi juga terjadi pembentukan senyawa kompleks antara amilosa dengan lipida sehingga menurunkan daya cerna pati yang banyak mengandung amilosa secara in vitro.
PENGARUH PENGOLAHAN THD LEMAK v. Penggorengan : Terjadi perubahan sifat fisik kimia pada bahan dan minyak goreng Ø Suhu penggorengan terlalu tinggi dari suhu normal (168 – 169 C) terjadi : • Degradasi minyak cepat terjadi dan terbentuk akrolein yg terasa gatal di tenggorokan • Ikatan rangkap teroksidasi asam lemak bebas yg berbau tengik Ø Asam lemak esensial terisomerisasi ketika dipanaskan dalam larutan alkali dan sensitif terhadap sinar, suhu dan oksigen
ØProses oksidasi lemak dapat menyebabkan inaktivasi fungsi biologisnya dan bahkan dapat bersifat toksik. • Suatu penelitian telah membuktikan bahwa produk volatil hasil oksidasi asam lemak babi bersifat toksik terhadap tikus percobaan. ØKecepatan oksidasi berbanding lurus dg tingkat ketidakjenuhan as. lemak, makin tdk jenuh mudah teroksidasi misal : • asam linolenat (3 ikatan rangkap) lebih mudah teroksidasi dari pada asam linoleat (2 iktan rangkap) dan asam oleat (1 ikatan rangkap)
• Minyak kedelai (tinggi asam linolenat) kurang baik sbg minyak goreng mudah teroksidasi, mudah tengik baik bg kesehatan krn kolesterol darah tdk naik • Minyak jagung lebih baik untuk minyak goreng krn asam linolenatnya lebih rendah dan aman bagi kesehatan Ø Antioksidan misal vitamin E (tokoferol) dpt mengurangi kecepatan proses oksidasi, vitamin E banyak tdpt pd lemak nabati • Adanya logam berat (Cu, Fe, Co dan Mn) mempercepat oksidasi lemak
Pengaruh pengolahan terhadap nilai gizi vitamin Stabilitas vitamin dibawah berbagai kondisi pengolahan relatif bervariasi Vitamin A akan stabil dalam kondisi ruang hampa udara, namun akan cepat rusak ketika dipanaskan dengan adanya oksigen, terutama pada suhu yg tinggi Vitamin akan rusak seluruhnya apabila dioksidasi dan didehidrogenasi. Vitamin juga akan lebih sensitif terhadap sinar ultra violet dibanding sinar lain
Asam askorbat sedikit stabil dalam larutan asam dan terdekomposisi oleh adanya cahaya. Proses dekomposisi sangat diakselerasi oleh adanya alkali, oksigen, cu dan Fe Kelompok asam folat stabil dalam perebusan pada p. H 8 selama 30 menit, namun akan banyak hilang apabila diautoklaf dalam larutan asam dan alkali. Destruksi asam folat diakselerasi oleh adanya oksigen dan cahaya. Vitamin K bersifat stabil terhadap panas dan senyawa pereduksi, namun sangatlabil terhadap alkohol, senyawa pengoksidasi, asam kuat dan cahaya. Vitamin B 12 (kobalamin) murni bersifat stabil terhadap pemanasan dalam larutan netral. Vitamin ini akan rusak ketika dipanaskan dalam larutan alkali atau asam Riboflavin sangat sensitif terhadap sinar dan kecepatan destruksinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya p. H dan temperatur
Tiamin tampak tidak akan terdestruksi ketika direbus dalam kondisi asam untuk beberapa jam, namun akan terjadi kehilangan hingga 100% apabila direbus dalam kondisi p. H 9 selam 20 menit Tokoferol bersifat stabil pada proses perebusan asam tanpa adanya oksigen dan juga akan stabil terhadap sinat tampak (visible light). Vitamin ini bersifat tidak stabil pada suhu kamar dengan adanya oksigen, alkali, garam feri dan ketika terekspos pada sinar ultra violet Kehilangan tokoferol terjadi ketika terjadi oksidasi lemak dalam proses penggorengan terendam (deep-fat frying). Hal ini terutama disebabkan karena terjadi destruksi tokoferol oleh derivat asam lemak yang secara kimia aktif, yang terbentuk selama pemanasan dan oksidasi.
Pengaruh pengolahan terhadap nilai gizi mineral • Pada umumnya garam-garam mineral tidak terpengaruh secara sigifikan dengan perlakuan kimia dan fisik selama pengolahan. • Dengan adanya oksigen, beberapa mineral kemungkinan teroksidasi menjadi mineral bervalensi lebih tinggi, namun tidak mempengaruhi nilai gizinya.
Perlakuan panas mempengaruhi absorpsi atau penggunaan beberapa mineral, terutama melalui pemecahan ikatan, yang membuat mineral-mineral tersebut kurang dapat diabsorpsi Fitat, fiber, protein dan mineral merupakan komponen utama sebagai penyusun kompleks tersebut. Beberapa mineral seperti zat besi, kemungkinan akan teroksidasi (tereduksi) selama proses pemanggangan dan akan mempengaruhi absorpsi dan nilai biologisnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dua senyawa besi yang digunakan dalam pengolahan krakers soda mempunyai nilai biologis yang berbeda jauh
Referensi • Tri Dewanti W. THP-FTP- Universitas Brawijaya Malang • Susiwi FPMIPA UPI, Bandung
- Slides: 26