contoh soal biokimia

TUGAS KIMIA BAHAN MAKANAN

SOAL

1. Penjelasan yang berhubungan dengan apa pentingnya mengkonsumsi makanan yang berimbang (4 sehat 5 sempurna) dipandang dari sudut aktifitas dan pertumbuhan. Arahnya kekegemukan / obesitas dan penyakit yang berhubungan.

2. Bandingkan besarnya energi yang dihasilkan dari karbohidrat dan dari lemak (dengan catatan atom C karbohidrat dan lemak sama).

3. Penjelasan tentang apakah protein dapat menghasilkan energi dan bagaimana tahapan protein tersebut mengalami perubahan untuk menghasilkan energi (degradasi protein untuk energi)

4. Bagaimana pembentukan senyawa amadori berangkat dari reaksi dasar antara gugus amin dengan gugus aldehid atau reaksi reduksi gula dan senyawa amin (mekanisme nukleofilik reaksi mailard)

5. Bagaimana mekanisme pembentukan alergen pada ikan tertentu

6. Bagaimana cara menghitung aktivitas air bahan (water activity) dan berikan satu contoh bahan.

7. Penjelasan tentang tatanama asam lemak untuk membedakan antara asam lemak tak jenuh dan asam lemak esensial (omega 3, 6, dan 9)

8. Apa sebabnya orang yang intoleran susu ( tidak dapat minum susu) dapat mengkonsumsi yogurt tanpa gangguan pencernaan?

9. Penjelasan tentang fermentasi alkohol yang membedakan dengan fermentasi pembuatan beer, fermentasi tempe dan oncom.

JAWAB

1. Dari segi aktivitas :

Zat gizi yang terkandung dalam makanan sangat diperlukan bagi pertumbuhan dan perkembangan manusia mulai dari tumbuh sampai dewasa. Kadar zat makanan pada setiap bahan makanan tidak sama, sehingga diperlukan konsumsi setiap bahan makanan agar saling melengkapi melalu konsumsi makanan 4 sehat 5 sempuirna. Dimana bahan makanan yang mencakup 4 sehat 5 sempurna itu mengandung bahan pokok yang mengandung karbohidrat yang dapat digunakan sebagai tenaga bagi tubuh untuk melakukan aktivas.

Dari segi pertumbuhannya:

Komponen makanan 4 sehat 5 sempurna yang berperan dalam pertumbuhan yaitu

• Lauk pauk sebagai pembangun tubuh untuk memenuhi kebutuhan zat untuk pertumbuhan tubuh.

• Sayur mayur mengandung zat yang berfungsi sebagai pengatur tubuh,

• Buah-buahan mengandung zat yang berfungsi sebagai pengatur tubuh,

• susu sebagai pelengkap tetapi tidak diwajibkan untuk mengkonsumsinya, namun tidak ada salanya jika kita minum susu setelah makan karena mengandung berbagai zat gizi yang berguna bagi tubuh kita

Kaitannya dengan obesitas/kegemukan : Apabila seseorang mengkonsumsi makanan berimbang maka kebutuhan tubuh akan zat karbohidrat, prtoein, vitamin, dan mineral terpenuhi sehingga metabolisme tubuh dapat berlangsung yang akan menghasilkan energi, dimana hal tersebut terjadi terus menerus. Apabila orang melakukan aktivitas, maka energi yang dihasilkan tersebut akan digunakan, tetapi ketika energi terus menerus dihasilkan sedangkan aktivitas tidak dilakukan, maka akan terjadi penumpukan energi didalan tubuh yang kemudian disimpan dalam lemak, sehingga hal itu yang menyebabakan terjadinya obesitas atau kegemukan. Selain itu disebabkan juga oleh mengkonsumsi bahan pangan yang berlebihan

2. Perbandingan jumlah energi yang dihasilkan oleh asam lemak dan karbohidrat dengan jumlah atom C yang sama.

Misalnya pada glukosa dan asam heksanoat (dengan 6 atom C yang sama)

- Karbohidrat (glukosa)

Dalam proses metabolisme, Glukosa akan mengalami proses glikolisis dan TCA sehingga akan menghasilkan CO2 dan H2O

1. Glikolisis : 8P

2. Oksidasi piruvat (2 x 3P) : 6P

3. Siklus Kreb’s (2 x 12P) : 24P

Jumlah : 38P

- Asam lemak (asam heksanoat)

Asam lemak dengan 6 atom C,

1. Untuk aktivasi kita memerlukan energi 2 ATP

2. Energi yang di hasilkan oleh oksidasi beta adalah (6:2)-1, yaitu 2 kali oksidasi beta

3. Hasilnya adalah 2 x 5 = 10 ATP.

Karena asam lemak memiliki 6 atom C, maka asetil-KoA yang terbentuk sebanyak 3 buah. Setiap asetil-KoA akan masuk ke dalam siklus Kreb’s yang masing-masing akan menghasilkan 12 ATP, sehingga totalnya adalah 3 X 12 ATP = 36 ATP. Dengan demikian sebuah asam lemak dengan 6 atom C, akan dimetabolisir dengan hasil -2 ATP (untuk aktivasi) + 10 ATP (hasil oksidasi beta) + 36 ATP (hasil siklus Kreb’s) = 46 ATP.

Berdasarkan hasil diatas dapat dikatakan bahwa dalam metabolisme asam lemak dihasilkan energi sebesar 46 ATP, sedangkan dalam metabolisme karbohidrat dihasilkan energi sebesar 38 ATP. Jadi metabolisme dengan jumlah atom C yang sama antara asam lemak dan karbohidrat akan diperoleh energi yang lebih banyak dengan metabolisme asam lemak.

3. Energi yang dihasilkan dari protein

Protein dapat didegradasi menjadi energi, dengan cara memecah protein menjadi asam amino-asam amino yang kemudian akan dimetabolisme. Dua proses utama dalam metabolisme asam amino untuk melepaskan gugus amin yaitu transaminasi dan deaminasi oksidatif. Pada reaksi transaminasi gugus –NH2 yang dilepas diterima oleh suatu asam keto, sehingga terbentuk asam amino baru dan asam keto lain, reaksi ini terjadi di dalam mitokondria maupun cairan sitoplasma. Sedangkan pada reaksi deaminasi, gugus –NH2 dilepaskan dalam bentuk amonia yang kemudian dikeluarkan dari dalam tubuh dalam bentuk urea dalam urine.

Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat memasuki siklus asam sitrat melalui jalur yang beraneka ragam untuk menghasilkan energi.

4. Tahap-tahap pembentukan senyawa amadori

• Reaksi antara gugus gula pentosa atau heksosa dengan asam amino.

• Amadori compounds diisomerisasi menjadi tiga struktur berbeda yang dapat bereaksi dengan cara yang berbeda tergantung dari bentuk amadori compound

• Hidroksi dengan air yang akan menghilangkan gugus amin yang akhirnya diturunkan menjadi komponen penting rasa furfural dan hydroxymethyl furfural (HMF).

Furfural dihasilkan dari gula pentosa dan HMF dihasilkan dari gula heksosa.

5. Mekanisme pembentukan alergen pada ikan dan udang tertentu

Mekanisme Alergi

1. Fase Sensitisasi, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk pembentukan IgE sampai diikatnya oleh reseptor spesifik (Fcε-R) pada permukaan sel mast dan basofil.

2. Fase Aktivasi, yaitu waktu yang diperlukan antara pajanan ulang dengan antigen yang spesifik dan sel mast melepas isinya yang berisikan granul yang menimbulkan reaksi.

3. Fase Efektor, yaitu waktu terjadi respons yang kompleks (anafilaksis) sebagai efek mediator-mediator yang dilepas sel mast dengan aktivitas farmakologik (Baratawidjaja, 2006).

Ikan dapat menimbulkan sejumlah reaksi. Alergen utama dalam codfish adalah Gad C1 telah diisolasi dari fraksi miogen. Udang mengandung beberapa alergen. Antigen II dianggap sebagai alergen utama. Otot udang mengandung glikoprotein otot yang mengandung Pen a1 (tropomiosin).

6. Untuk menentukan aktivitas air (AW) terlebih dahulu kita mengetahui harga ERH (Equilibrium Relative Humidity):

ERH = T/Po

P = tekanan udara dalam camber yang berisi garam

Po = yang berisi bahan pangan

• Jika AW lebih besar dari ERH maka air akan dilepas ke udara,

• jika AW lebih kecil maka air di udara akan masuk kebahan pangan.

• Kondisi setimbang apabila kadar air bahan tidak berubah lagi, atau tidak ada mobilisasi air lagi

• Sehingga AW = ERH/100

Aktivitas air menggambarkan jumlah air bebas yang dapat dimanfaatkan mikroba untuk pertumbuhannya, istilah ini digunakan sebagai criteria untuk keamanan dan kualitas pangan.

Aw pada setiap bahan pangan berbeda, sebagai contoh:produk-produk kering seperti kerupuk, kraker, dsb memiliki kisaran Aw antara 0,1 – 0,2.

Aw pada bahan pangan dapat diturunkan dengan menghilangkan air dari bahan pangan (desorpsi).

Aw pada bahan pangan dapat pula dinaikkan dengan menambahkan air ke bahan pangan (adsorpsi)

Untuk menurunkan Aw, beberapa cara dapat dilakukan, misalnya:

(1) menambahkan solut (zat terlarut)

(2) menambahkan ion

7. Tata nama asam lemak untuk membedakan asam lemak jenuh dan tak jenuh (omega 3, 6 dan 9)

• Tatanama untuk asam lemak tak jenuh yaitu penamaannya sama seperti nama asam karboksilat namun, untuk ikatan rangkap dihitung dari gugus karbonil. Omega 3, 6, dan 9 merupakan asam lemak esensial atau tidak bisa dihasilkan didalam tubuh. Dinamakan asam lemak omega 3 karna ikatan rangkap pertama terletak pada atom karbon nomor 3, begitu juga untuk omega 6 dan 9, ikatan rangkap pertama dari senyawa-senyawa yang termasuk didalamnya berada pada atom karbon nomor 6 dan 9 sehingga dinamakan omega 3, 6, dan 9.

8. Orang yang intoleran susu dapat mengkonsumsi yogurt

• Susu banyak mengandung laktosa atau sering disebut dengan gula susu, pada saat seseorang mengkonsumsi laktosa yang terdapat dalam susu dan produk-produk sejenisnya maka bakteri dalam usus besar mengubah laktosa itu menjadi asam laktat dan karbon dioksida. Dalam waktu 30 menit saja, timbul gejala-gejala umum, yang mencakup mual, kejang otot, kembung, dan diare.

• Yoghurt mengandung laktosa hampir sebanyak susu, namun beberapa penderita intoleransi laktosa (susu) dapat mengkonsumsi yoghurt atau mencernanya tanpa mengalami gangguan. Karena yoghurt mengandung mikroorganisme yang mensintesis laktase (bakteri asam laktat) yang dihasilkan pada proses fermentasi susu, dan ini membantu pencernaan laktosa. Yoghurt lebih mudah dicerna oleh tubuh dibanding dengan susu.

Mengkonsumsi yoghurt dapat mengatasi intoleransi laktosa. Bakteri asam laktat dalam yoghurt dapat menguraikan laktosa susu menjadi monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa, sehingga susu mudah dicerna dan diserap tubuh. Selain itu, bakteri asam laktat dalam yoghurt dapat mensintesis dan mengaktifkan enzim laktase dalam saluran pencernaan. Selain dapat mengkondisikan susu murni menjadi mudah dicerna, yoghurt pun mampu memperbaiki kerja saluran pencernaan. Dampaknya, dengan meminum yoghurt secara teratur kita tidak akan lagi mengalami diare karena intoleransi laktosa. Yoghurt mengandung laktosa hampir sebanyak susu, namun beberapa penderita intoleransi laktosa dapat mencernanya tanpa mengalami gangguan. Karena yoghurt mengandung mikroorganisme yang mensintesis laktase, dan ini membantu pencernaan laktosa. Yoghurt lebih mudah dicerna oleh tubuh dibanding susu.

9. Fermentasi merupakan kegiatan mikroba terhadap bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikroba yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir, dan kapang.

1. Beer : dalam pembuatannya digunakan mikroba jenis khamir yaitu sakaromises sp. Khamir ini akan mengubah gula menjadi alkohol dan CO2

2. Tempe dan oncom digunakan mikroba jenis kapang: pada pembuatan tempe kapang yang digunakan adalah Rizhopus sp dan bahan kedelai. Sedangkan pada pembuatan oncom, karena memiliki 2 jenis oncom yakni oncom merah dan hitam maka untuk oncom merah dibuat dari bungkil tahu dan didegradasi oleh kapang neuros spora fitofila, untuk oncom hitam dibut dari bungkil kacang tanah yang didegradasi oleh kapang tempe rizhopus oligus porus dan atau jamur-jamur mucor

Perbedaan tempe dan oncom adalah:

• Hasil olahan pada oncom dikatakan siap diperdagangkan setelah kapang menghasilkan spora

• Hasil olahan pada tempe diperdagangkan sebelum kapang menghasilkan spora (tahap kifa)