Nutrisi Organik

Juniartha Semara Putra

NUTRISI ORGANIK

Nutrisi organik adalah ikatan kimia yang yang diperlukan tubuh untuk melakukan fungsinya yaitu energi, membangun dan memelihara jaringan, serta mengatur proses-proses kehidupan (Soenarjo, 2000). Menurut Soenarjo (2000), Nutrisi organik merupakan kebutuhan utama pasien kritis dan nutrisi enteral lebih baik dari parenteral karena lebih mudah, murah, aman, fisiologis dan penggunaan nutrien oleh tubuh lebih efisien.

Nutrisi organik adalah proses dimana tubuh manusia menggunakan makanan untuk membentuk energi, mempertahankan kesehatan, pertumbuhan dan untuk berlangsungnya fungsi normal setiap organ dan jaringan tubuh (Rock CL, 2004). Nutrisi organik adalah suatu proses organism menggunakan makanan yang dikonsumsi secara normal melalui proses degesti, absorbsi, transportasi, penyimpanan, metabolisme dan pengeluaran zat-zat yang tidak digunakan untuk mempertahankan kehidupan (Supariasa, 2001). Nutrisi organik merupakan salah satu kebutuhan vital bagi semua makhluk hidup. 

Pengertian nutrisi menurut beberapa ahli adalah sebagai berikut:

• Nutrisi organik adalah proses pengambilan zat-zat makanan penting (Nuwer, 2008).
• Nutrisi organik adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan dan pemeliharaan kesehatan (Wikipedia, 2008).

KARBOHIDRAT

A.   Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besarsenyawa organik yang paling melimpah di bumi. 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).

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 demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.

Karbohidrat adalah komposisi yang terdiri dari elemen karbon, hydrogen dan oksigen, terdapat dalam tumbuhan seperti beras, jagung, gandum, umbi-umbian, dan terbentuk melalui proses asimilasi dalam tumbuhan (Pekik, 2007).

Karbohidrat merupakan makanan sumber energi yang memiliki peranan penting bagi manusia, jika dilihat dari omu kimia, karbohidrat merupakan senyawa-senyawa keton atau aldehida yang mempunyai gugus hidroksil.

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau keton dengan rumus empirik (CH₂)n.

B.   Struktur Karbohidrat

Pada karbohidrat atau sakarida mempunyai gugus hidroksil (-OH), gugus aldehida atau disebut juga gugus keton. Dilihat dari gugus-gugus fungsi yang ada tersebut maka karbohidrat dapat didefinisikan sebagai senyawa polihidroksialdehida atau polihidroksiketon, atau senyawa yang dihidrolisis dari keduanya.

Menurut Sir Walter Norman Haworth (1883-1950), seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, dia mempunyai pendapat jika molekul glukosa kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segi enam. Maka dari itu diusulkan penulisan rumus struktur karbohidrat sebagai bentuk cincin piran atau furan.

Didasari pendapat  di atas maka struktur dan konfigurasi karbohidrat dapat dituliskan berdasarkan bentuk cincin sikliknya, yaitu golongan furanosa bila karbohidrat tersebut mempunyai cincin beranggota 5, dan golongan piranosa, bila karbohidrat mempunyai cincin beranggota 6. 

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau keton dengan rumus empirik (CH₂)n. Kabohidrat digolongkan sebagai monosakarida atau gula ( satu unit aldehida atau keton ); oligosakarida ( beberapa unit monosakarida ); dan polisakarida, molekul besar linear atau  bercabang yang mengandung banyak unit monosakarida. Monosakarida atau gula sederhana memiliki satu unit aldehida atau keton. Golongan ini juga  mempunyai sedikitnya satu atom karbon asimetrik dan karenanya terdapat dalam bentuk stereoisomer. Gula yang paling banyak terdapat alam, seperti ribosa, glukosa, fruktosa, dan manosa, adalah rangkaian gula_D. Gula sederhana dengan 5 atau lebih atom karbon dapat berada dalam bentuk cicin-tertutup hemiasetal, sebagai furanosa (cicin beranggota- lima ) atau p iranosa  ( cicin beranggota- enam ). Furanosa dan piranosa terdapat dalam bentuk anomer α dan β, yang dapat saling bertukar dalam proses mutarotasi. Gula yang dapat saling bertukar dalam proses mutarotasi. Gula yang dapat mereduksi senyawa oksidator disebut gula pereduksi.

Disakarida terdiri dari dua monosakarida yang digabungkan oleh suatu ikatan kovalen. Maltosa mengandung dua residu _D-glukosa dalam ikatan α( 1 → 4 ) glikosida. Laktosa mengandung _D-galaktosa dan _D-glukosa. Sukrosa, suatu gula nonpereduksi, αααmengandung unit _D-glukosa dan _D-fruktosa yang digabungkan oleh atom karbon anomernya.

Polisakarida ( glikan ) mengandung banyak unit monosakarida yang berikatan glikosida. Beberapa berfungsi sebagai bentuk penyimpan karbohidrat. Polisakarida penyimpan yang paling penting adalah pati dan glikogen, polimer glukosa bercabang dengan berat molekul tinggi berikatan α( 1 → 4 ) pada rantai utamanya dan ikatan α( 1 → 6 ) pada titik cabangnya. Ikatan α( 1 → 4 ) dapat dihidrolisa oleh α-amilase dan ikatan α( 1 → 6 ) dihidrolisa oleh α( 1 → 6 ) glukosidase, polisakarida lain memegang peranan struktural pada dinding sel. Selulosa, polisakarida pada tunuh tumbuhan mempunyai unit _D- glukosa yang berikatan β( 1 → 4 ). Selulosa tidak dapat dipecahkan oleh α atau β-amilase dan tidak dapat dicernakan oleh vertebrata kecuali oleh hewan ruminan yang mengandung bakteri penghasil selulosa yang dapat memecahkan selulosa menjadi D-glukosa.

Karbohidrat didefenisikan secara tepat sebagai senyawa dengan rumus molekul Cn(H2O)n . Namun kata karbohidrat umumnya digunakan dalam pengertian lebih terbatas untuk menunjukan zat yang terdiri atas polihidroksin aldehida dan keton serta turunannya. Gula yang juga dikenal sebagai sakarida. Umumnya diperlakukan sebagai karbohidrat khas. Monosakarida adalah karbohidrat yang biasanya memiliki 3-9 atom karbon. Sambungan dua monosakarida atau lebih melalui jembatan oksigen menjadikan oligosakarida (biasa 2-10 satuan monosakarida ) dan polisakarida. Berikut ini macam-macam kabohidrat yang terdapat dalam tubuh:

Monosakarida dapat berupa aldosa atau katosa. Golongan aldosa mempunyai satu gugus aldehid (-CHO) dan beberapa gugus hidroksil (-OH), sedangkan glukosa ketosa mempunyai satu gugus keton (-CO-) dan beberapa gugus hidroksil. Monosakarida juga digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon dalam molekulnya. Monoksakarida paling kecil mengandung 3 atom karbon, disebut trioksa; yang mempunyai 4 atom karbon disebut tetrosa, dan seterusnya. Monosakarida terpenting adalah golongan heksosa dan pentosa.

Setiap monosakarida mempunyai dua bentuk konfigurasi yang ditandai dengan D (baca;de)dan L (baca;el). Penetapan huruf D dan L didasarkan pada arah gugus OH pada atom C asimetris nomor terbesar.

Semua monosakarida adalah zat padat yang mudah larut dalam air. Larutannya  bersifat optis aktif. Larutan monosakarida yang baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran hingga akhirnya dicapai sudut putaran yang tetap. Perubahan sudut putaran ini disebut mutarotasi.Semua monosakarida, baik aldosa maupun ketosa, dalah gula pereduksi. Larutan monosakarida bereaksi positif dengan pereaksi Fehling atau pereaksi Benedict maupun dengan pereaksi Toll.

Hanya monosakarida yang mempunyai arti biologis penting yaitu D-glukosa, D-fruktosa, D-ribosa, dan 2-deoksi-D-ribosa. D-glukosa terdapat dalam darah, merupakan sumber energi utama pada kegiatan sel. Larutan D-glukosa dalam air

merupakan pemutar kanan, oleh karena itu D-glukosa disebut juga dekstrosa. D-fruktosa terdapat dalam buah-buahan. Larutan D-fruktosa adalah pemutar kiri sehingga D-fruktosa disebut levulosa. D-Ribosa dan 2-deoksi-D-ribosa terdapat dalam asam nukleat, yaitu dalam RNA dan DNA.

Disakarida terbentuk dari kondensasi dua molekul monosakarida. Ikatan yang mengkaitkannya disebut ikatan glukosida. Disakarida terpenting adalah sukrosa, maltosa, dan laktosa. Ketiganya mempunyai rumus molekul C12H22O11.

Sukrosa adalah gula tebu, gula yang kita konsumsi dalam kehidupan sehari-hari. Larutan sukrosa memutar bidang polarisasi kekanan (putaran jenis =+66,53). Sukrosa tidak mereduksi pereaksi fehling, Benedict, dan pereaksi Tolles.

Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Pada hidrolisis sukrosa terjadi pembalikan sudut putaran (invensi) dari yang pemutar kanan menjadi pemutar kiri, karena daya pemutar kiri fruktosa lebih kuat daya putaran kanan glukosa (putaran jenis fruktosa = -92.4 , sedangkan glukosa=+52,7),hidrolisis sukrosa dapat terjadi karena pengaruh asam atau anzim invertasa.

Hidrolisis maltosa menghasilkan 2 molekul glukosa, sedangkan laktosa menghasilkan glukosa dan galaktosa. Hidrolisis maltosa dikatalisis oleh enzim maltase, sedangkan hidrolisis laktosa oleh oleh enzim laktase. Maltosa tidak terdapat bebas dialam, tetapi tidak dibuat dari hidrolisis amilum dengan pengaruh enzim diastase. Laktosa terdapat dalam susu sehingga disebut juga gula susu. Maltosa dan laktosa adalah gula pereduksi, pereaksi positif dengan pereaksi Fehling, Benedict dan Tolles.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida . Polisakarida terpenting, yaitu amilum, glikogen, dan selulosa, adalah polimerisasi kondensi, amilum, glikogen, dan selulosa dapat dinyatakan dengan rumus molekul (C6H10O5)n, dengan n dapat mencapai ratusan sampai ribuan.

Amilum terbentuk pada proses fotosintesis pada bagian yang hijau dari tumbuhan bantuan energi matahari. Hidrolisis amilum dengan enzim diastase atau amilase menghasilkan maltosa. Amilum membentuk koloid dalam air jika dipanaskan. Suspensi amilum memberi warna biru dengan iodin. Glikogen terbentuk dalam tubuh hewan dan manusia yang disimpan dalam hati dan jaringan otot sebagai cadangan makanan. Pembentuk glikogen dari glukosa diatur oleh insulin. Glikogen juga membentuk koloid dalam air, dan dengan iodin memberi warna merah cokelat.

C.   Pembagian Karbohidrat

Adapun pembagian dari karbohidrat yaitu:

v  Monosakarida (gula sederhana)

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana yang merupakan molekul terkecil karbohidrat. Dalam tubuh monosakarida langsung diserap oleh dinding-dinding usus halus dan masuk ke dalam peredaran darah. Monosakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:

Ø  Glukosa: disebut juga dekstrosa yang terdapat dalam buah-buahan dan sayur-sayuran. Semua jenis karbohidrat akhirnya akan diubah menjadi glukosa.

Ø  Fruktosa: disebut juga levulosa, zat ini bersama-sama glukosa terdapat dalam buah-buahan dan sayuran, terutama dalam madu, yang menyebabkan rasa manis.

Ø  Glaktosa: berasal dari pemecahan disakarida.

v  Disakarida (gula ganda)

Glisakarida adalah gabungan dari dua macam monosakarida. Dalam proses metabolisme, disakarida akan dipecah menjadi dua molekul monosakarida oleh enzim dalam tubuh. Disakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:

Ø  Sukrosa: terdapat dalam gula tebu, gula aren. Dalam proses pencernaan, sukrosa akan dipecah menjadi glukosa dan fruktosa.

Ø  Maltosa: hasil pecahan zat tepung (pati), yang selanjutnya dipecah menjadi dua molekul glukosa.

Ø  Laktosa (gula susu): banyak terdapat pada susu, dalam tubuh laktosa agak sulit dicerna jika dibanding dengan sukrosa dan maltosa. Dalam proses pencernaan laktosa akan dipecah menjadi 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa.

v  Polisakarida (karbohidrat kompleks)

Polisakarida merupkan gabungan beberapa molekul monosakarida. Disebut oligosakarida jika tersusun atas 3-6 molekul monosakarida dan disebut polisakarida jika tersusun atas lebih dari 6 molekul monosakarida (Pekik, 2007). Polisakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:

Ø  Pati: merupakan sumber kalori yang sangat penting karena sebagian besar karbohidrat dalam makanan terdapat dalam bentuk pati.

Ø  Glikogen: disebut juga pati binatang, adalah jenis karbohidrat semacam gula yang disimpan di hati dan otot dalam bentuk cadangan karbohidrat.

Ø  Serat

D.   Fungsi Karbohidrat

Fungsi utama dari karbohidrat adalah menyediakan keperluan energi tubuh, selain itu karbohidrat juga mempunyai fungsi lain, yaitu karbohidrat diperlukan bagi kelangsungan proses metabolisme lemak. Juga karbohidrat mengadakan suatu aksi penghematan terhadap protein.

a.       Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama

Sel-sel tubuh membutuhkan ketersediaan energi siap pakai yang konstan (selalu ada), terutama dalam bentuk glukosa serta hasil antaranya. Lemak juga merupakan sumber energi, tetapi cadangan lemaknya tidak dapat segera dipergunakan sebagai sumber energi siap pakai. 1 gram karbohidrat menyediakan 4 kalori, dan diketahui hanya 10 gram glukosa beredar dalam darah atau 70-100 miligram glukosa per 100 ml darah. Kadar glukosa ini harus dapat dipertahankan.

b.      Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna. Bila energi tidak cukup tersedia maka akan mengakibatkan terjadinya peningkatan katabolisme lemak, akibatnya terjadi penumpukan/akumulasi badan-badan keton, dan terjadi keasaman pada darah (Asidosis). Dalam hal ini karbohidrat berfungsi sebagai “fat – sparer”.

c.       Penghemat Fungsi Protein (Protein Sparer)

Energi merupakan kebutuhan utama bagi tubuh, sehingga bila karbohidrat yang berasal dari makanan tidak mencukupi maka protein akan dirombak untuk menghasilkan panas dan sejumlah energi. Padahal protein mempunyai fungsi yang lebih utama yaitu sebagai zat pembangun dan memperbaiki jaringan. Agar dapat dipergunakan sesuai fungsinya maka kebutuhan karbohidrat harus dipenuhi dalam susunan menu sehari-hari.

d.      Karbohidrat Sebagai Sumber Energi Utama Bagi Otak dan Susunan Saraf

Otak dan susunan saraf hanya dapat mempergunakan glukosa sebagai energi, sehingga ketersediaan glukosa yang konstan harus tetap terjaga bagi kesehatan jaringan tubuh/organ tersebut. Demikian juga kekurangan glukosa dan oksigen akan menyebabkan kerusakan otak/kelainan syaraf yang tidak dapat diperbaiki.

e.       Simpanan Karbohidrat Sebagai Glikogen

Tidak seperti halnya dengan simpanan lemak dalam jaringan adipose, glikogen menyediakan energi siap pakai. Lebih kurang 355 gram glikogen disimpan dalam hati dan otot, sehingga dalam tubuh orang dewasa, terdapat 365gram karbohidrat (355 gram dalam bentuk glikogen dan 10 gram dalam bentuk glukosa) jumlah ini sanggup menyediakan energi untuk melakukan aktivitas sedang selama 3 jam. Berarti ketersediaan energi dari menu sehari-hari amatlah diperlukan.

f.       Pengatur Peristaltic Usus dan Pemberi Muatan Pada Sisa Makanan
Sellulosa (serat) merupakan polisakharida yang tidak dapat dicerna, tetapi mempunyai fungsi yang penting bagi kesehatan yang mengatur peristaltic usus (memungkinkan terjadinya gerakan usus yang teratur), karena serat memberi muatan/pemberat pada sisa-sisa makanan pada bagian usus besar.
Hemisellulosa, agar-agar serta pectin juga memberi fungsi serupa yaitu memberi dan menyerap sejumlah air dalam kolon (bagian usus besar).

LEMAK

A.   Pengertian Lemak

Lemak (bahasa Inggris: fat) merujuk pada sekelompok besar molekul-molekul alam yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen meliputi asam lemak, malam, sterol, vitamin-vitamin yang larut di dalam lemak (contohnya A, D, E, dan K) monogliserida, digliserida, fosfolipid, glikolipid,terpenoid (termasuk di dalamnya getah dan steroid) dan lain-lain.

Lemak secara khusus menjadi sebutan bagi minyak hewani pada suhu ruang, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair, yang terdapat pada jaringan tubuh yang disebut adiposa.

Minyak atau lemak merupkan komponen bahan makanan yang penting. Istilah minyak atau lemak sebenarnya tergantung apakah pada suhu kamar bahan tersebut dalam keadaan cair atau padat. Bila pada suhu kamar dalam keadaan cair, maka disebut minyak, sebaliknya bila dalam keadaan padatdisebut lemak. Lipid atau lipida lebih merupakan istilah ilmiah, yang mencakup baik minyak maupunlemak. Dalam pustaka asing, lipida yang kita makan umumnya disebut ditery fat, yang dapat kitaterjemahkan lemak pangan.

Lemak secara kimiawi tersusun oleh sekelompk senyawa yang berbeda. Dalam bahan makanan lemak dapat terdiri dari dua bentuk, yaitu yang tampak (visible) dan yang tidak tampak (invisible). Lemak yang tampak misalnya mentega, margarin, minyak goreng dan sebagainya. Lemak yang tidak tampak misalnya yang terdapat dalam berbagai bahan makanan seperti daging, kacang tanah, susu, telur, dansebagainya.

B.   Struktur Lemak

Lemak disini adalah suatu ester asam lemak dengan gliserol. Gliserol merupakan trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon. Jadi tiap atom karbon mempunyai gugus – OH. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu, dua atau tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester, yang disebut monogliserida, digliserida atau trigliserida. Pada lemak, satu molekul gliserol mengikat tiga molekul asam lemak, oleh karena itu lemak adalah trigliserida. R1-COOH, R2-COOH dan R3-COOH ialah molekul asam lemak yang terikat pada gliserol. Ketiga molekul asam lemak itu boleh sama, boleh berbeda. Asam lemak yang terdapat dalam alam adalah asam palmitat, stearat, oleat dan linoleat.

Lemak hewan pada umumnya berupa zat padat pada suhu ruangan sedangkan lemak yang berasal dari tumbuhan berupa zat cair. Lemak yang mempunyai titik lebur tinggi mengandung asam lemak jenuh, sedangkan lemak cair atau yang biasa disebut minyak mengandung asam lemak tidak jenuh. Sebagai contoh tristearin, yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam stearat, mempunyai titik lebur 710C, sedangkan triolen, yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam oleat, mempunyai titk lebur -170. lemak hewan dan tumbuhan mempunyai susunan asam lemak yang berbeda-beda. Untuk menentukan derajat ketidakjenuhan asam lemak yang terkandung di dalamnya di ukur dengan bilangan iodium. Iodium dapat bereaksi dengan ikatan rangkap dalam asam lemak. Tiap molekul iodium mengadakan reaksi adisi pada suatu ikatan rangkap. Oleh karenanya makin banyak ikatan rangkap, makin banyak pula iodium yang dapat bereaksi.

C.   Pembagian Lemak

Adapun pembagian dari lemak yaitu:

v  Asam lemak jenuh 

Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal pada rantai hidrokarbonnya. (http://ksupointer.com) Asam lemak jenuh mempunyai rantai zig-zig yang dapat cocok satu sama lain, sehingga gaya tarik vanderwalls tinggi, sehingga biasanya berwujud padat. Misalnya: 

Ø  Asam butirat, CH3(CH2)2CO2H 

Ø  Asam palmitat, CH3(CH2)14CO2H

Ø   Asam stearat, CH3(CH2)16CO2H 

v  Asam lemak tidak jenuh

Asam lemak tak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung satu ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya . asam lemak dengan lebih dari satu ikatan dua tidak lazim,terutama terdapat pada minyak nabati,minyak ini disebut poliunsaturat. Trigliserida tak jenuh ganda (poliunsaturat) cenderung berbentuk minyak sedangkan trigliserida jenuh cenderung berbentuk lemak. Misalnya:

Ø  CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H (asam palmitoleat)

Ø  CH3(CH2)7CH=CH(CH2) 7CO2H (asam oleat)

Ø  CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H (asam linoleat)

Ø  CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2=CH(CH2) 7CO2H (asam linolenat)

Selain itu, ada pula pembagian lemak yakni:

v   Lemak sederhana

Yang termasuk lemak sederhana, yaitu lemak dan minyak. Tersusun dari trigliserida (satu gliserol dan tiga asam lemak).

v  Lemak campuran

Yang termasuk lemak campuran, yaitu fosfolipid, fosfatid, dan lipoprotein.

Ø  Fosfolipid merupakan komponen pembentuk struktur dinding sel, berfungsi untuk mencegah terjadinya penguapan air yang berlebihan. 

Ø  Fosfatid, dibentuk oleh tubuh sendiri dari asam lemak, gliserin, kolin, dan fosfat, berfungsi untuk mengatur timbunan lemak di dalam tubuh. Banyak terdapat dalam kuning telur, otak, dan urat saraf.

Ø  Lipoprotein merupakan lemak yang mengandung unsur N, berfungsi untuk mengangkut beberapa jenis zat makanan dari saluran pencernaan ke seluruh sel atau jaringan tubuh yang membutuhkan. 

v  Lemak asli

Yang termasuk lemak asli antara lain asam lemak, sterol, kolesterol, dan pelarut vitamin D

D.   Fungsi Lemak

Secara umum dapat dikatakan bahwa lemak memenuhi fungsi dasar bagi manusia, yaitu: 

1. Menjadi cadangan energi dalam bentuk sel lemak. 1 gram lemak menghasilkan 39.06 kjoule atau 9,3 kcal.
2. Lemak mempunyai fungsi selular dan komponen struktural pada membran sel yang berkaitan dengan karbohidrat dan protein demi menjalankan aliran air, ion dan molekul lain, keluar dan masuk ke dalam sel.
3. Menopang fungsi senyawa organik sebagai penghantar sinyal, seperti pada prostaglandin dan steroid hormon dan kelenjar empedu.
4. Menjadi suspensi bagi vitamin A, D, E dan K yang berguna untuk proses biologis
5. Berfungsi sebagai penahan goncangan demi melindungi organ vital dan melindungi tubuh dari suhu luar yang kurang bersahabat.

PROTEIN

A.   Pengertian Protein

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakanpolimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen,nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Protein merupakan kelompok biomakromolekul yang sangat heterogen. Ketika berada di luar makhluk hidup atau sel, protein sangat tidak stabil.

B.   Struktur Protein

Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):

v Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida).Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicumutasi genetik.

v Struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan olehikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:

Ø alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;

Ø beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);

Ø beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta"); dan

Ø gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").

v Struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.

v Contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N hcl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular denganspektrometri massa.

Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).^[6] Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.

Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila strukturdomain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.

C.   Pembagian Protein

a.       Berdasarkan bentuknya, protein dikelompokkan sebagai berikut :

v  Protein bentuk serabut (fibrous)

Protein ini terdiri atas beberapa rantai peptida berbentu spiral yang terjalin. Satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik protein bentuk serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi untuk tahan terhadap enzim pencernaan. Kolagen merupakan protein utama jaringan ikat. Elasti terdapat dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah) dan jaringan elastis lain. Keratini adalah protein rambut dan kuku. Miosin merupakan protein utama serat otot.

v  Protein Globuler

Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur, susu, plasma, dan hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning telur, dan gizi tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan seperti timus dan pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat.

v  Protein Konjugasi

Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.

b.       Menurut kelarutannya, protein dibagi menjadi :

Ø  Albumin     : laut dalam air terkoagulasi oleh panas. Contoh : albumin telur, albumin serum.

Ø  Globulin     :    tidak larut air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam, mengendap dalam larutan garam, konsentrasi meningkat. Contoh : Ixiosinogen dalam otot.

Ø  Glutelin     :     tidak larut dalam pelarut netral tapi tapi larut dalam asam atau basa encer. Contoh : Histo dalam Hb.

Ø  Plolamin/Gliadin:    larut dalam alcohol 70-80% dan tidak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contoh : prolaamin dalam gandum.

Ø  Histon     :     Larut dalam air dasn tak larut dalam ammonia encer. Contoh : Hisron             dalam Hb.

Ø  Protamin     :     protein paling sederhana dibanding protein-protein lain, larut dalam air dan         tak terkoagulasi oleh panas. Contoh : salmin dalam ikatan salmon.

c.     Klasifikasi protein pada biokimia didasarkan atas fungsi biologinya yaitu:

1.       Enzim

Merupakan golongan protein yang terbesar dan paling penting. Kira-kira seribu macam enzim telah diketahui, yang masing-masing berfungsi sebagai katalisator reaksi kimia dalam jasad hidup. pada jasad hidup yang berbeda terdapat macam jenis enzim yang berbeda pula. Molekul enzim biasanya berbentuk bulat (globular), sebagian terdiri atas satu rantai polipeptida dan sebagian lain terdiri lebih dari satu polipeptida.Contoh enzim: ribonuklease, suatu enzim yang mengkatalisa hidrolisa RNA (asam poliribonukleat); sitokrom, berperan dalam proses pemindahan electron; tripsin; katalisator pemutus ikatan peptida tertentu dalam polipeptida.

2.       Protein Pembangun

Protein pembangun berfungsi sebagai unsure pembentuk struktur.Beberapa contoh misalnya: protein pembukus virus, merupakan selubung pada kromosom; glikoprotein, merupakan penunjang struktur dinding sel; struktur membrane, merupakan protein komponen membrane sel; α-Keratin, terdapat dalam kulit, bulu ayam, dan kuku; sklerotin, terdapat dalam rangka luar insekta; fibroin, terdapat dalam kokon ulat sutra; kolagen, merupakan serabut dalam jaringan penyambung; elastin, terdapat pada jaringan penyambung yang elastis (ikat sendi); mukroprotein, terdapat dalam sekresi mukosa (lendir).

3.       Protein Kontraktil

Protein kontraktil merupakan golongan protein yang berperan dalam proses gerak. Sebagai contoh misalnya; miosin, merupakan unsure filamen tak bergerak dalam myofibril; dinei, terdapat dalam rambut getar dan flagel (bulu cambuk).

4.       Protein Pengankut

Protein pengangkut mempunyai kemampuan mengikat molekul tertentu dan melakukan pengangkutan berbagai macam zat melalui aliran darah. Sebagai contoh misalnya: hemoglobin, terdiri atas gugus senyawa heme yang mengandung besi terikat pada protein globin, berfungsi sebagai alat pengangkut oksigen dalam darah vertebrata; hemosianin, befungsi sebagai alat pengangkut oksigen dalam darah beberapa macam invertebrate; mioglobin, sebagai alat pengangkut oksigen dalam jaringan otot; serum albumin, sebagai alat pengangkut asam lemak dalam darah; β-lipoprotein, sebagai alat pengangkut lipid dalam darah; seruloplasmin, sebagai alat pengangkut ion tembaga dalam darah.

5.       Protein Hormon

Seperti enzim, hormone juga termasuk protein yang aktif. Sebagai contoh misalnya: insulin, berfungsi mengatur metabolisme glukosa, hormone adrenokortikotrop, berperan pengatur sintesis kortikosteroid; hormone pertumbuhan, berperan menstimulasi pertumbuhan tulang.

6.       Protein Bersifat Racun

Beberapa protein yang bersifat racun terhadap hewan kelas tinggi yaitu misalnya: racun dari Clostridium botulimum, menyebabkan keracunan bahan makanan; racun ular, suatu protein enzim yang dapat menyebabkan terhidrolisisnya fosfogliserida yang terdapat dalam membrane sel; risin, protein racun dari beras.

7.       Protein Pelindung

Golongan protein pelindung umumnya terdapat dalam darah vertebrata. Sebagai contoh misalnya: antibody merupakan protein yang hanya dibentuk jika ada antigen dan dengan antigen yang merupakan protein asing, dapat membentuk senyawa kompleks; fibrinogen, merupakan sumber pembentuk fibrin dalam proses pembekuan darah; trombin, merupakan komponen dalam mekanisme pembekuan darah.

8.       Protein Cadangan

Protein cadangan disimpan untuk berbagai proses metabolisme dalam tubuh. Sebagai contoh, misalnya: ovalbumin, merupakan protein yangterdapat dalam putih telur; kasein, merupakan protein dalam biji jagung.

D.   Fungsi Protein

Fungsi protein di dalam tubuh kita sangat banyak, bahkan banyak dari proses pertumbuhan tubuh manusia dipengaruhi oleh protein yang terkandung di dalam tubuh kita

v  Sebagai Enzim

Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim, dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam sistem biologis.

v  Alat Pengangkut dan Penyimpan

Banyak molekul dengan MB kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedangkan mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Pengatur pergerakan Protein merupakan komponen utama daging, gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang saling bergeseran.

v  Penunjang Mekanis

Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah membentuk serabut. Pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel- sel asing lain.

v  Media Perambatan Impuls Syaraf

Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor, misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.

v  Pengendalian Pertumbuhan

Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan.

Daftar Pustaka

Ussery D. 1998. Gene Expression & Regulation. http://www.cbs.dtu.dk/staff/dave/DNA_CenDog.html. Diakses pada 5 Mei 2010

Jolane Abrams. 2010. DNA, RNA, and Protein: Life at its simplest. http://www.postmodern.com/~jka/rnaworld/nfrna/nf-rnadefed.html. Diakses pada 5 Mei 2010.

 Crick F. 1970. Central dogma of molecular biology. Nature 227:561-563.

 Paustian T. 2001. Protein Structure. University of Wisconsin-Madison. http://lecturer.ukdw.ac.id/dhira/BacterialStructure/Proteins.html. Diakses pada 5 Mei 2010.

 (Inggris)Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart (2000). An Introduction to Genetic Analysis (edisi ke-7). W. H. Freeman. hlm. Gene-protein relations. ISBN 0-7167-3520-2. Diakses pada 15 Agustus 2010.

Pribic R, Stokkum van IH, Chapman D, Haris PI, Bloemendal M. 1993. Protein secondary structure from Fourier transform infrared and/or circular dichroism spectra. Anal Biochem 214(2):366-78.

Prasanna HA, Desai BLM, Rao MN. 1971. Detection of early protein-calorie malnutrition (pre-kwashiorkor) in population groups. British J Nutr 26:71-74.