Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan makanan nabati berupa gula sederhana, heksosa, pentosa maupun karbohidrat dengan berat molekul yang komplek seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Pada hasil ternak khususnya daging, karbohidrat terdapat dalam bentuk glikogen yang tersimpan dalam jaringan otot dan hati. Karbohidrat yang terdapat pada daging ternak terdiri dari glikogen. Pada daging yang berwarna merah terdapat gula dalam jumlah kecil (D-glukosa, D-fruktosa, dan D-ribosa) yang terekstraksi ke dalam kaldu daging. Pada susu karbohidrat terdapat dalam bentuk laktosa, air susu sapi mengandung sekitar 5% laktosa, tetapi pada susu skim kering terkandung lebih dari 50% laktosa.
Dalam kehidupan sehari-hari pengolahan pangan perlu dilakukan agar didapat bahan pangan yang aman serta memiliki nilai gizi yang dapat dimanfaatkan secara maksimal dan dapat diterima secara sensori yang meliputi penampakan (aroma, rasa, mouthfeel, aftertaste) dan tekstur (kekerasan, kelembutan, konsistensi, kekenyalan, kerenyahan).
Di satu sisi pengolahan dapat menghasilkan produk pangan dengan sifat-sifat yang diinginkan yaitu aman, bergizi dan dapat diterima dengan baik secara sensori. Di sisi lain, pengolahan juga dapat menimbulkan hal yang sebaliknya yaitu menghasilkan senyawa toksik sehingga produk menjadi kurang atau tidak aman, kehilangan zat-zat gizi dan perubahan sifat sensori ke arah yang kurang disukai dan kurang diterima seperti perubahan warna, tekstur, bau dan rasa yang kurang atau tidak disukai. Dengan demikian diperlukan suatu usaha optimasi dalam suatu pengolahan agar apa yang diinginkan tercapai dan apa yang tidak diinginkan ditekan sampai minimal. Untuk itulah pentingnya pengetahuan akan pengaruh pengolahan terhadap nilai gizi dan keamanan pangan. Walaupun demikian, hal yang lebih penting adalah bagaimana seharusnya melakukan suatu pengolahan pangan agar bahan pangan yang kita hasilkan bernilai gizi tinggi dan aman.
A. Karbohidrat
Karbohidrat (hidrat dari karbon), hidrat arang, atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti gula) adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat sendiri terdiri atas karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang 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).
B. Monosakarida
Apa yang dimaksud dengan Monosakarida ? ialah merupakan suatu senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Dalam arti molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam keadaan lunak menjadi karbohidrat lain.
Rumus umum nya yakni : Cn H2nOn.
Berdasarkan istilah bahasanya Monosakarida (dari Bahasa Yunani mono : satu, sacchar : gula) yakni senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana.
Ciri-Ciri Umum Monosakarida
Agar dapat memahami tentang bentuk monosakarida maka beberapa ciri yakni sebagai berikut :
· Merupakan karbohidrat yang paling sederhana,tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut..
· Membentuk sebuah kristal yangpadat dan biosa larut diair, tidak larut dalam pelarut nonpolar
· Diserap langsung oleh alat pencernaan
· Perbedaan struktur menyebabkan sifat spesifik
· 5.Mempunyai rumus empiris (CH2O)n, dimana n = 3 – 8. Jumlah atom C triosa,tetrosa,pentosa dan hesosa
· Tidak berwarna
· Berasa manis
Struktur Monosakarida
Rumus kimia yang dimiliki sebagian besar monosakarida yakni Cx(H2O)y, di mana umumnya x≥ 3. Molekul selalu dibentuk oleh tiga unsur dan tiga unsur saja: Karbon (C), Hidrogen (H) dan Oksigen (O).
Molekul monosakarida sangat kecil dan ukurannya kompak. Ini ialah merupakan sebuah alasan lain kita menyebutnya sebagai gula sederhana.
Jumlah Atom C
|
Nama
|
Contoh
|
2
|
Diosa
|
Glikoladehida
|
3
|
Triosa
|
Gliseradehida
|
4
|
Tetrosa
|
Eritrosa, Treosa, eritrulosa
|
5
|
Pentosa
|
Arabinosa, Liksosa, Ribosa, ksilosa, Ribulosa, Ksilulosa
|
6
|
Heksosa
|
Glukosa, Alosa, Altrosa, Manosa, Gulosa, Idosa, Galaktosa, Talosa
|
7
|
Heptosa
|
Sedophetulosa, Manoheptulosa
|
Fungsi Monosakarida
Pada umumnya monosakarida mempunyai fungsi berikut ini :
· Reaksi dengan basa dan asam
· Gula pereduksi
· Pembentukan glikosida
· Pembentukan ester
· Fenilosazon dan Osazon
Contoh Monosakarida
Beberapa turunan dari monosakarida yang sangat penting. yakni Asam askorbat (vitamin C) berasal dari glukosa. Gula Alkohol (alditol), yang dibentuk oleh reduksi (yakni, penambahan hidrogen) monosakarida, termasuk sorbitol (glucitol) dari glukosa dan manitol dari mannosa; keduanya digunakan sebagai agen pemanis.
Glukosa
Monosakarida yang paling banyak ditemukan di alam sebenarnya yakni glukosa yakni merupakan suati senyawa organik paling berlimpah di bumi. Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat menemukan glukosa diberagam buah, madu, dan bahkan dalam pati dan gula tebu.
Adapun untuk dapat memperoleh sebagian besar energi dalam tubuh kita dari glukosa melalui makanan yang kita makan. Yakni dengan aldoheksosa, dimana pada jenis ini mempunyai enam atom karbon dalam molekulnya.
Rumus kimianya yakni C6H12O6. Agar kita dapat memperoleh glukosa terutama dari dua sumber yakni pati dan sukrosa. Maka kita dapat menyiapkan glukosa dari sumber gberikutini.
Dengan berdasarkan pada skalanya yang besar dan komersial, glukosa disiapkan dari hidrolisis pati dengan merebusnya H2SO4 encer. Reaksi kimia yakni sebagai berikut
(C6H10O5) + n (H2O) ————-> n ( C6H12O6 )
Tepung glukosa
Kemudian untuk dapat mempersiapkan glukosa maka dapat menggunakan cara yakni , dengan fruktosa sebagai produk bersama atau dengan, merebus sukrosa dalam HCl encer atau bahkan H2SO4 dalam larutan alkohol. Berikut ini Reaksi kimia yakni:
C12H22O11 + H2O ————> C6H12O6 + C6H12O6
Sukrosa Glukosa + Fruktosa
Fruktosa
Pada jenis Fruktosa ini yakni merupakan suatu monosakarida ketonik sederhana. Untuk dapat menemukan jenis ini sebagian besar terdapat pada tanaman dan buah-buahan, bunga, dan sayuran akar, sebab ia dapat menghasilkan moniker gula buah.
Kemudian untuk jenis ini juga biasanya terdapat dalam sirup madu dan jagung. Pada Umumnya, ikatan fruktosa dengan glukosa dapat membentuk disakarida yang sering dikenal sebagai sukrosa. Fruktosa pertama kali ditemukan oleh seorang ahli kimia Perancis Augustin – Pierre Debrunfaut.
Adapun untuk Rumus kimia fruktosa yakni C6H12O6 namun pada ikatan fruktosa sangat berbeda dari glukosa. Yang mana pada Fruktosa mempunyai struktur siklik. yakni hemiasetal intramolekul.
Dan ia juga mempunyai suatu gugus karbonil pada karbon nomor dua (gugus fungsi ketonnya). Dalam bentuk sikliknya, cincin ini (umumnya) membentuk cincin beranggota lima yang sering kita sebut cincin Furanosa
C. Oligosakarida
Oligosakarida masih keluarga karbohidrat dengan bobot molekul rendah, terdiri dari tiga sampai 10 gugus gula sederhana (monosakarida). Namun, ada sebagian pendapat yang memasukan pula golongan disakarida atau gula sederhana bergugus dua kedalam golongan oligosakarida ini. Pada mulanya senyawa ini dianggap sebagai antinutrisi karena dapat menyebabkan flatulensi atau timbulnya gas dalam perut. Contohnya adalah rafinosa, stakhiosa, dan verbaskosa yang terkandung dalam bahan pangan nabati seperti kacang-kacangan (misalnya kedelai) dan beberapa jenis umbi-umbian (misalnya ubi jalar).
Akan tetapi studi terkini membuktikan bahwa oligosakarida berguna karena dapat mencegah tumbuhnya bakteri yang merugikan dalam usus. Sehingga saat ini oligosakarida sangat dipertahankan keberadaannya, bahkan ada industri di beberapa negara yang sengaja memproduksi oligosakarida untuk kemudian dijual sebagai bahan pangan fungsional.
Saluran cerna manusia, terutama usus besar, dihuni lebih dari 500 spesies bakteri yang jumlahnya mencapai triliunan. Berbagai jenis bakteri tersebut tak bisa dihindari keberadaannya karena habitat tempat hidup manusia memang tidak steril. Ada bakteri/kuman yang ‘baik’ seperti Bifidobacteria dan Lactobacillus. Ada pula bakteri yang ‘jahat’ penyebab penyakit misalnya Escherichia coli, Clostridium dan Staphylococcus. Masalah akan timbul apabila bakteri ‘jahat’ atau si penyebab penyakit (bakteri patogen) ini jjumlahnya berlebihan. Misalnya bakteri E.coli yang dapat menyebabkan diare.Itulah sebab betapa pentingnya peranan bakteri ‘baik’ di dalam saluran pencernaan bagi kesehatan tubuh.
Oligosakarida memiliki sifat tidak dapat dicerna dan diserap dalam usus kecil karena manusia tidak mempunyai enzim-enzim untuk mencernanya. Sehingga oligosakarida akan difermentasi oleh bakteri yang ada di usus besar dan selanjutnya akan mengubah komposisi bakteri usus dimana bakteri ‘baik’ bertambah jumlahnya, sedangkan bakteri ‘jahat’ menurun jumlahnya.
Selain itu, hasil fermentasi tersebut juga menghasilkan berbagai asam lemak berantai pendek yang oleh tubuh dapat digunakan sebagai sumber energi dan menghambat pertumbuhan bakteri patogen yang merugikan, serta meningkatkan penyerapan air di usus besar.
FOS & GOS
dan GOS (galakto-oligosakarida) yang sering ditemukan dalam produk susu khususnya susu bayi. FOS berasal dari buah dan sayuran, banyak ditemukan pada bawang merah, asparagus, artichoke, gandum, pisang dan juga tomat. Struktur kimianya terdiri dari molekul glukosa yang terikat pada dua, atau tiga, atau empat molekul fruktosa. FOS yang ada sekarang ini salah satunya diproduksi dari gula bit (beetroot) dengan menggunakan enzim fruktosilfuranosidase melalui peristiwa transfruktosilasi. GOS merupakan komponen dari susu sapi. GOS didapat dari laktosa melalui
Proses transgalaktosilasi dengan menggunakan enzim beta-D-galaktosidase. Struktur kimianya terdiri dai molekul glukosa dan galaktosa yang saling berikatan satu sama lain. Beberapa makanan tradisional Indonesia ternyata mengandung FOS dan GOS. Sebut saja tempe, tape ketan, tape singkong, brem cair, tauco dan acar. Selain fungsi yang telah dijelaskan sebelumnya, FOS dan GOS juga memiliki beberapa manfaat antara lain: mencegah diare dan konstipasi, mengurangi tekanan darah dan konsentrasi kolesterol di dalam serum darah, memiliki efek antikarsinogenik (mencegah kanker), dan secara tidak langsung meningkatkan produksi nutrisi, seperti vitamin B1, B2, B6, B12, asam nikotinat, dan asam folat.
FLATULENSI
Konsumsi oligosakarida yang berlebih dapat menyebabkan timbulnya gejala flatulensi, yaitu suatu keadaan menumpuknya gas-gas dalam lambung. Fermentasi oligosakarida oleh bakteri dalam usus besar juga menghasilkan berbagai macam gas, seperti karbondioksida, hidrogen, dan sejumlah kecil metan. Gas-gas tersebutlah yang akhirnya menumpuk dalam lambung yang menyebabkan flatulensi. Meskipun tidak toksik, flatulensi dapat berakibat serius. Peningkatan tekanan gas dalam rektum dapat menyebabkan tanda-tanda patologis, seperti sakit kepala, pusing, penurunan daya konsentrasi, sedikit perubahan mental, dan sedikit odema. Flatulensi juga dapat berakibat pada timbulnya dipepsi dan konstipasi usus serta diare.
Tindakan seperti perendaman kacang-kacangan dalam air, proses perkecambahan, atau fermentasi menjadi berbagai produk olahan, dapat mencegah timbulnya flatulensi yang disebabkan oleh oligosakarida. Cara lain yang dapat digunakan untuk mengurangi kadar oligosakarida adalah dengan perlakuan enzim alfa-galaktosidase yang saat ini telah berhasil diisolasi dari mikroba.
Tindakan seperti perendaman kacang-kacangan dalam air, proses perkecambahan, atau fermentasi menjadi berbagai produk olahan, dapat mencegah timbulnya flatulensi yang disebabkan oleh oligosakarida. Cara lain yang dapat digunakan untuk mengurangi kadar oligosakarida adalah dengan perlakuan enzim alfa-galaktosidase yang saat ini telah berhasil diisolasi dari mikroba.
D. Polisakarida
Apa yang dimaksud dengan polisakarida? ialah merupakan sebuah karbohidrat kompleks yang terdiri dari unit monosakarida berulang yang disatukan oleh adanya sebuah hubungan glukosidik.
Molekul polisakarida dengan mempunyai sejumlah molekul gula yang terikat bersama hingga dapat membentuk suatu molekul yang lebih besar. Sebutan lain untuk ini yakni Glikan.
Adapun definisi dari Polisakarida sendiri ialah merupakan sebuah polimer molekul monosakarida yang dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim yang spesifik kerjanya.
Dari hidrolisisdapat menghasilkan oligosakarida dan dapat dipakai untuk menentukan struktur molekul polisakarida.
Kemudian dengan menggunakan satuan monosakaridanya gula pentosa (C5H10O5) maka polisakarida tersebut dikelompokkan sebagai pentosan (C5H8O4)x.
Adapun jika satuan monosakaridanya ialah merupakan sebuah zat gula heksosa (C6H12O6) maka polisakarida tersebut dapat dikelompokkan sebagai heksosan (C6H10O5)x.
Rumus Umum
Secara alami bentuk sakarida bersifat karbohidrat sederhana yang disebut dengan monosakrida dan rumusnya (CH2O)n dimana n ialah merupakan pewrhitungan tiga atau lebih.
Contoh monosakrida yakni glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Sedangkan polisakarida mempunyai rumus yakni Cx(H2O)y dimana x biasanya antara 200 dan 2500.
Mengingat bahwa unit berulang dalam rantai polimer sebagian besar ialah monosakrida enam karbon, rumus umum polisakarida juga dapat dipresentasikan sebagai (C6H10O5)n dimana 40<n<3000.
Jenis-jenis Polisakarida
Dibawah ini terdapat beberapa polisakarida yang sangat penting di antaranya yakni amilum, glikogen, dekstrin, selulosa, dan heparin.
Amilum
Pada Amilum terdapat banyak di alam sebagai pati pada umbi, daun, dan biji-bijian. Adapunterbentuknya Amilum yakni dari hasil fotosintesis pada tumbuhan berklorofil.
Amilum tersusun oleh 20-28% amilosa (polisakarida berantai lurus) dan sisanya (amilopektin (polisakarida berantai cabang). Amilum bila direaksikan dengan Yodium memberikan warna biru tua. Hasil hidrolisis amilum mula-mula dekstrin, kemudian maltosa, dan akhirnya glukosa.
Glikogen
Kemudian pada Glikogen yakni didalam tubuh kita dan terletak pada hati (berfungsi sebagai tempat pembentukan gliokogen dari glukosa), terdapat juga dalam otot sebagai sumber energi cadangan.
Glikogen di alam terdapat pada kerang, alga, dan rumput laut. Glikogen dengan yodium menghasilkan warna coklat merah dan jika dihidrolisis menghasilkan glukosa.
Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian glukosa diubah menjadi glikogen dengan bantuan insulin, sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali.
Apabila kadar glukosa dalam darah menurun, glikogen dalam hati diuraikan kembali menjadi glukosa oleh adrenalin.
Selulosa
Pada selulosa hanya terdapat didalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel. Manusia tidak dapat mencerna selulosa ini, sebab di dalam tubuh tidak terdapat enzim yang dapat menguraikannya. Kapas dan kertas hampir seluruhnya terdiri dari selulosa , kayu mengandung 50% selulosa .
Selulosa terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran, dan buah-buahan yang berguna untuk memperlancar pencernaan (jumlahnya tidak boleh terlalu banyak).
Adanya serat-serat dalam saluran pencernaan, gerak peristaltik ditingkatkan dan dengan demikian memperlancar proses pencernaan dan dapat mencegah konstifasi.
Heparin
Apa itu Heparin? ialah merupakan sebuah polisakarida yang berguna sebagai anti beku darah (anti koagulan) dan bekerja menghalangi protrombin menjadi trombin, yang selanjutnya bertindak sebagai katalisator pembentukan gumpalan.
Contohnya yakni pada pati dan glikogen, yang dapat disebut sebagai polisakarida penyimpanan, sedangkan selulosa dan kitin dikatakan sebagai polisakarida struktural.
selulosa : Ini ialah merupakan sebuah karbohidrat sangat berlimpah yang telah ditemukan di alam. Yang terdiri dari unit glukosa, disatukan oleh beta-linkage.
Hewan dan manusia tidak dapat mencerna selulosa ini , dalam hal ini disebabkan oleh mereka tidak mempunyai enzim untuk memutus hubungan beta. Kertas, mikroorganisme kapas dan kayu yakni jenis selulosa.
Perbedaan Monosakarida dan Polisakarida
Tabel Perbedaan Antara Monosakarida dan Polisakarida
Perbedaan
|
Monosakarida
|
Polisakarida
|
Ukuran
|
Monosakarida yakni merupakan sebuah senyawa karbohidrat berukuran kecil.
|
Polisakarida ialah merupakan sebuah senyawa karbohidrat berukuran besar.
|
Rumus molekul
|
Cn (H2O) n, di mana n yakni merupakan angka terkecil yang bervariasi dari 2-10.
|
Cx (H2O) y, di mana x biasanya angka besar antara 200-2500.
|
Hidrolisis
|
Monosakarida tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut.
|
Polissakarida tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut karena mengandung 2 unit monosakarida atau lebih, yang dapat dipecah lebih lanjut.
|
Karakteristik
|
Tidak berwarna, rasanya manis, penampilannya seperti kristal.
|
Tidak ada rasa manis.
|
Kelarutan
|
Larut dalam air, tetapi tidak larut dalam pelarut non polar.
|
Polisakarida tidak larut dalam air.
|
Penyusun
|
Mereka yakni unit karbohidrat paling sederhana, terdiri dari ikatan antara karbon, hidrogen dan oksigen.
|
Polisakarida terdiri dari banyak (beberapa ratus) unit monosakarida.
|
Peran
|
Monosakarida yakni merupakan sebuah sumber energi utama, yang menyediakan sekitar 4 kalori (kilo kalori) per gram.
|
Polisakarida yakni sebuah komponen struktural dinding sel dan bertindak sebagai cadangan energi.
|
Dibawah ini terdapat beberapa perbedaan antara monosakarida dan poliisakarida:
· Monosakarida ialah merupakan sebuah senyawa karbohidrat yang berukuran kecil yang terdiri dari unit sederhana karbon, hidrogen, dan oksigen; Sedangkan Poliisakarida ialah merupakan sebuah senyawa karbohidrat dengan berukuran besar yang terdiri dari banyak unit monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik.
· Adapun Rumus molekul dari monosakarida yakni (CH2O) n, Yang mana n ialah merupakan sebuah bilangan yang sangat kecil dan bervariasi mulai dari 2-10 ,sedangkan Poliisakarida sendiri mempunyai sebuah Cx (H2O) y, yang mana x ialah merupakan sebuah bilangan yang besar antara 200-2500
· Hal yang perlu diketahui bahwa Monosakarida tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut disebabkan oleh dihadirkan dalam bentuk yang paling sederhana, sementara Poliisakarida sendiri sebab ia mengandung 2 atau lebih unit monosakarida, yang selanjutnya dapat dihidrolisis menjadi oligosakarida, atau monosakarida.
· Pada Monosakarida tidak berwarna, mempunyai rasa yang manis dan penampilannya seperti kristal, namun rasa manis yang dimilikinya ,tidak ada dalam poliisakarida, walaupun mereka dibuat dari berbagai unit monosakarida, hal ini disebabkan oleh mereka ialah merupakan homopolisakarida atau heteropolisakarida.
· Monosakarida larut dalam air, tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar; sedangkan polisakarida tidak larut dalam air
· Terdiri dari unit karbohidrat paling sederhana, yakni karbon, hidrogen, dan oksigen; Poliisakarida terdiri dari banyak (beberapa ribu) unit monosakarida.
E. Perubahan Karbohidrat Selama Pengolahan
Ditinjau dari nilai gizinya, karbohidrat dalam bahan pangan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
1. Karbohidrat yang dapat dicerna, seperti monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa dsb); disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa) serta pati; dan.
2. Karbohidrat yang tidak dapat dicerna, seperti oligosakarida penyebab flatulensi (stakiosa, rafinosa dan verbaskosa) serta serat pangan (dietary fiber) yang terdiri dari selulosa, pektin, hemiselulosa, gum dan lignin.
Pengaruh pemanggangan terhadap karbohidrat umumnya terkait dengan terjadinya hidrolisis. Sebagai contoh, pemanggangan akan menyebabkan gelatinisasi pati yang akan meningkatkan nilai cernanya. Sebaliknya, peranan karbohidrat sederhana dan kompleks dalam reaksi Maillard dapat menurunkan ketersediaan karbohidrat dalam produk-produk hasil pemanggangan.
Reaksi Maillard (interaksi protein dan gula pereduksi) merupakan reaksi antara protein dengan gula-gula pereduksi merupakan sumber utama menurunnya nilai gizi protein pangan selama pengolahan dan penyimpanan. Reaksi Maillard ini dapat terjadi pada waktu pembuatan (pembakaran) roti, produksi “breakfast cereals” (serpihan jagung, beras, gandum, dll) dan pemanasan daging terutama bila terdapat bahan pangan nabati tetapi yang paling penting adalah selama pengolahan susu (sapi) dengan pemanasan karena susu merupakan bahan pangan berprotein tinggi yang juga mengandung gula pereduksi (laktosa) dalam jumlah tinggi. Reaksi Maillard dalam produk bahan pangan seperti pemasakan dirumah-rumah tangga dan pengalengan makanan secara komersil hanya memberi sedikit pengaruh terhadap nilai gizi protein bahan pangan. Akan tetapi proses industri lainnya yang menyangkut penggunaan panas pada kadar air yang rendah, misalnya selama pengeringan dan pembakaran (roti) serta proses penyimpanan selanjutnya dari produk yang dihasilkan dapat mengakibatkan penurunan gizi yangcukup besar. Reaksi Maillard dapat terjadi, misalnya selama produksi pembakaan roti. Kehilangan tersebut, terutama terjadi pada bagian yang berwarna coklat (crust) yang mungkin karena terjadinya reaksi dengan gula pereduksi yang dibentuk selama proses fermentasi tetapi tidak habis digunakan oleh khamir (dari ragi roti). Meskipun gula-gula nonreduksi (misalnya sukrosa) tidak bereaksi dengan protein pada suhu rendah tetapi pada suhu tinggi ternyata dapat menimbulkan reaksi Maillard yang menyebabkan terjadinya pemecahan ikatan glikosidik dari sukrosa dan menghasilkan glukosa dan fruktosa.
Proses ekstrusi HTST (high temperature, short time) diketahui dapat mempengaruhi struktur fisik granula pati metah, membuatnya kurang kristalin, lebih larut air dan mudah terhidrolisis oleh enzim. Proses tersebut dikenal dengan istilah pemasakan atau gelatinisasi. Karena kondisi kelembaban rendah pada ektruder, gelatinisasi secara tradisional yang melibatkan perobekan (swelling) dan hidrasi granula pati tidak terjadi.
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.
Melalui penelitian lain dilaporkan bahwa beberapa hasil hidrolisis pati dihasilkan selama proses ekstrusi. Adanya mono-dan oligosakarida, seperti glukosa, fruktosa, melibiosa, maltosa dan maltriosa membuktikan bahwa polisakarida didegradasi selama proses ekstrusi untuk menghasilkan produk yang lebih mudah dicerna.
Selain itu juga diteliti pengaruh ekstrusi terhadap fraksi amilosa dan amilopektin tepung gandum dan singkong. Hasilnya menunjukkan bahwa rantai makromolekul terpecah menjadi dua molekul tersebut, amiloda dan amilopektin yang diindikasikan dari viskositas, permeasi gel-kromatografi dan berat molekul rata-ratanya. Perubahan terhadap daya cernanya tidak secara spesifik diukur tetapi diduga kedua fraksi pati tersebut menjadi lebih mudah dicerna.
Selama proses ektrusi juga terjadi pembentukan senyawa kompleks antara amilosa dengan lipida. Pati singkong diekstrusi menggunakan ekstruder twin-screw dengan jumlah dan jenis asam lemak yang bervariasi (C2 hingga C18), monogliserida, emulsifier (calcium stearyl lactylate) dan lemak murni. Kelembaban awal ingredien 22% dan suhu ekstrusi bervariasi antara 200-225˚C. Sampel diekstrusi dengan 2% asam lemak C12 atau yang lebih panjang lagi, monogliserida dan emulsifier terbentuk senyawa kompleks antara fraksi amilosa pati dengan bahan-bahan tersebut. Kelarutan dalam air senyawa kompleks pati tersebut menurun seiring dengan meningkatnya panjang rantai asam lemak yang dikompleknya. Senyawa kompleks fraksi amilosa tersebut resisten terhadap amilolisis oleh enzim alfa-amilase sehingga menurunkan daya cerna pati yang banyak mengandung amilosa secara in vitro.
Fraksi larut etanol 80% pati kentang yang diekstrusi dengan twin-screw ekstruder menunjukkan peningkatan oligosakarida dengan berat molekul di bawah 2000 seiring dengan meningkatkan temperatur proses. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi ekstrusi berpotensi untuk diaplikasikan dalam industri makanan bayi mengingat anak-anak kemungkinan defisiensi enzim enzim yang memecah rantai cabang yang terdapat dalam pati. Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa serat pangan terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin, pektin, beberapa jenis gum dan getah. Berbagai uji telah diterapkan untuk mengukur serat pangan termasuk metode penentuan kadar serat kasar secara klasik yang hasilnya biasanya lebih rendah dibandingkan penentuan serat pangan secara enzimatis. Istilah serat kasar berbeda dengan serat pangan. Serat kasar (crude fiber) merupakan bagian dari bahan pangan yang tidak dapat dihidrolisis oleh bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menentukan serat kasar seperti 1.25% H2SO4 dan 1.25% NaOH.
Pemasakan karbohidrat diperlukan untuk mendapatkan daya cerna pati yang tepat karena karbohidrat merupakan sumber kalori. Pemasakan juga membantu pelunakan diding sel sayuran dan selanjutnya memfasilitasi daya cerna protein. Bila pati dipanaskan, granula-granula pati membengkak dan pecah dan pati tergalatinisasi. Pati masak lebih mudah dicerna daripada pati mentah. Sedangkan serat pangan adalah bagian dari bahan pangan yang tidak dapat dihidrolisis oleh enzim-enzim pencernaan. Oleh karena itu, nilai kadar serat kasar biasanya lebih rendah dari serat pangan karena asam sulfat dan natrium hidroksida mempunyai kemampuan yang lebih besar dalam menghidrolisis komponen bahan pangan dibandingkan dengan enzim-enzim pencernaan.
Serealia dan kulit sekamnya dianggap merupakan sumber serat yang baik. Oleh karena bahan tersebut banyak mengalami proses pengolahan terutama ekstrusi, maka diperkirakan terdapat pengaruh pengolahan terhadap kandungan seratnya. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan diketahui bahwa proses ekstrusi hanya sedikit mempengaruhi kandungan serat dalam bahan pangan yang diuji.
Bahan pangan yang dominan kandungan karbohidratnya seperti singkong, ubi jalar, gula pasir, dll. Dalam pengolahan yang melibatkan pemanasan yang tinggi karbohidrat terutama gula akan mengalami karamelisasi (pencoklatan non enzimatis). Warna karamel ini kadang-kadang justru dikehendaki, tetapi jika dikehendaki karamelisasi yang berlebihan sebaiknya tidak diharapkan .
Faktor pengolahan juga sangat berpengaruh terhadap kandungan karbohidrat, terutama seratnya. Beras giling sudah barang tentu memiliki kadar serat makanan dan vitamin B1 (thiamin) yang lebih rendah dibandingkan dengan beras tumbuk. Demikian juga pencucian beras yang dilakukan berulang-ulang sebelum dimasak, akan sangat berperan dalam menurunkan kadar serat. Pengolahan buah menjadi sari buah juga akan menurunkan kadar serat karena banyak serat akan terpisah pada saat proses penyaringan.
Selain itu, terdapat bahan olahan lainnya yang berasal dari karbohidrat yakni permen. Permen adalah suatu variasi produk yang kebanyakan terbuat dari karbohidrat. Permen dijadikan sebagai bahan makanan selingan yang banyak dikonsumsi hanya sekedar untuk makanan kecil (snack). Walaupun terbuat dari karbohidrat tidak akan cukup energi yang dihasilkan oleh permen untuk keperluan energi yang dibutuhkan menusia. Produk ini dibuat dengan mendidihkan campuran gula dan air bersama dengan bahan pewarna dan pemberi rasa sampai tercapai kadar air kira-kira 3 %. Biasanya suhu digunakan sebagai penunjuk kandungan padatan untuk dikristalkan ( Lehninger, 1993).
Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Contohnya adalah pembuatan gula putih dari tebu. Batang tebu dihancurkan dan diperas untuk diambil sarinya, kemudian diuapkan dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir. (Suhardjo,1986)
Sering terjadi, bila suatu larutan menjadi dingin, padatannya akan mengendap. Partikel padatan tersebut akan menjadi suatu bentuk geometrik yang khas, yang dikenal sebagai kristal. Kristalisasi merupakan suatu cara yang bermanfaat dalam pemurnian suatu padatan. Dalam industri pangan digunakan untuk memurnikan berbagai bahan yang dapat mengkristal seperti gula, garam, dan asam sitrat (Gaman, 1992).
0 Komentar