Kimia Bahan Alam untuk makanan, minuman dan Penyedap Rasa

Banyak sekali bahan-bahan yang ada alam yang memiliki berbagai manfaat bagi kehidupan manusia salah satunya pada sektor pangan. Dimana hasil dari pemrosesan yang diambil dari bahan alam dapat dijadikan untuk zat penyedap rasa, zat pewarna maupun zat pengawet untuk makanan dan minuman. Untuk lebih jelasnya pada pembahasan blog kali ini kita akan mempelajari bagaimana berbagai jenis senyawa bahan alam yang dapat dimanfaatkan menjadi beberapa zat penyedap rasa dan zat pemanis untuk makanan dan minuman tersebut, berikut penjelasannya:

  Zat Penyedap

Zat penyedap dapat dikatakan sebagai suatu bahan yang dapat memberikan ataupun menambah rasa makanan atau minuman.  

Zat Pemanis

Dapat dikatakan sebagai bahan untuk membuat makanan atau minuman menjadi manis. Zat pemanis pun dibedakan menjadi dua yaitu pemanis buatan dan alami.

Berikut merupakan senyawa bahan alam yang memiliki beberapa manfaat untuk penyedap makanan diantaranya sebagai brrikut :

       I.            TERPENOID

Kunyit

Kunyit merupakan bahan alami dimana ia sebagai aroma yang digunakan untuk penyedap aroma pada makanan.  Senyawa ini termasuk golongan fenolik. Kurkuminoid yang sudah diisolasi bewarna kuning atau kuning jingga, dan berasa pahit. Kurkuminoid mempunyai aroma yang khas dan tidak bersifat toksik. Kelarutan kurkumin sangat rendah dalam air dan eter, namun larut dalam pelarut organik seperti etanol dan asam asetat glasial. Kurkumin stabil pada suasana asam, tidak stabil pada kondisi basa dan adanya cahaya. Pada kondisi basa dengan pH di atas 7,45, 90% kurkumin terdegradasi membentuk produk samping berupa trans-6-(4ˈ-hidroksi-3ˈ-metoksifenil)-2,4-diokso-5-heksenal (mayoritas), vanilin, asam ferulat dan feruloil metan. Sementara dengan adanya cahaya, kurkumin terdegradasi menjadi vanilin, asam vanilat, aldehid ferulat, asam ferulat dan 4-vinilguaiakol. Selain warna kuntit ini juga digunakan untuk menambah cita rasa makanan.

Gambar struktur Kurkumin

Gambar struktur beta karoten

    II.            FLAVONOID

Polifenol

Polifenol merupakan senyawa fitokimia yang secara alami terkandung dalam tanaman. Senyawa inilah yang memberikan berbagai warna pada makanan. Polyphenol adalah zat kimia yang ditemukan pada tumbuhan yang diyakini memiliki manfaat kesehatan yang penting. Beberapa bukti menunjukkan bahwa polifenol membantu mencegah bahaya kesehatan seperti kanker, tekanan darah tinggi, penyakit jantung dan diabetes. Makanan tinggi polyphenol yang bermanfaat termasuk kubis merah, berry, anggur merah dan ungu, brokoli, lobak, teh dan apel.

Zigeron

Jahe adalah tanaman rimpang yang sangat populer sebagai rempah-rempah dan bahan obat. Rimpangnya berbentuk jemari yang menggembung di ruas-ruas tengah. Rasa dominan pedas disebabkan senyawa keton bernama zingeron. Selain zingeron, juga ada senyawa oleoresin (gingerol, shogaol), senyawa paradol yang turut menyumbang rasa pedas ini.

Z ingerone adalah keton yang 4-fenilbutan-2-satu di mana cincin fenil diganti pada posisi 3 dan 4 oleh masing-masing kelompok metoksi dan hidroksi. Komponen utama dalam jahe. Senyawa ini memiliki peran sebagai antioksidan, agen anti-inflamasi, agen pelindung radiasi, antiemetik, agen penyedap dan pewangi. Ini adalah anggota fenol, keton dan monometoksibenzena.

Asam Askorbat

Asam askorbat umumnya dikenal sebagai vitamin C. Ini merupakan nutrisi penting bagi manusia, dan diperlukan untuk pertumbuhan, dan perbaikan jaringan, serta penyembuhan luka. Selain itu asam askorbat memiliki antioksidan dan berperan dalam mengendalikan bakteri sehingga perpotensi sebagai pengawet dalam makanan, yang membantu melindungi sel-sel dari unsur-unsur yang dapat merusak DNA dan meningkatkan fungsi sistem kekebalan tubuh. Vitamin C adalah vitamin yang larut dalam air dan sensitif terhadap panas. Akibatnya, vitamin C tidak disimpan dalam tubuh manusia, dan dapat hancur selama pengolahan makanan ketika makanan dipanaskan atau kalengan. Tapi, asam askorbat dapat dimasukkan menjadi makanan untuk meningkatkan atau pengganti vitamin C yang hilang selama proses memasak. Konsumsi harian yang direkomendasikan untuk vitamin C adalah 75 miligram untuk wanita dewasa dan 90 miligram untuk pria. Namun, perokok memerlukan tambahan 35 miligram setiap hari.

 III.            ALKALOID

  

Alkaloid Piperin

Piperin adalah merupakan senyawa metabolit sekunder yang termasuk ke dalam golongan alkaloid. Piperin merupakan komponen utama dan zat berkhasiat yang terkandung dalam buah lada. Piperin bertanggung jawab terhadap tingkat rasa pedas di dalam buah lada, bersama dengan kavisin. Piperin memiliki warna kuning yang berbentuk jarum, yang sukar larut dalam air dan mudah larut dalam etanol, eter, dan kloroform. Piperin bila dikecap mula-mula tidak berasa, lama-lama tajam menggigit. Apabila piperin terhidrolisis akan terurai menjadi piperidin dan asam piperat. Berat molekul piperin sebesar 285,3377 g/mol. Titik didih yang dimiliki piperin sebesar 127°C. Piperin apabila terkena cahaya akan terjadi fotoisomerisasi membentuk isomer isochavisin (trans-cis), isopiperin (cis-trans), dan piperin (transtrans).

           

Bawang Putih

     

Bawang putih merupakan suatu tanaman yang berasal dari genus allium dan banyak digunakan sebagai bahan utama untuk bumbu dasar pada masakan. Bawang mentah seperti bawang putih ini biasanya mempunyai banyak senyawa - senyawa sulfur, termasuk zat kimia yang disebut alliin. Alliin ini merupakan senyawa sulfoksida dan turunan dari sintein asam amino. Pada saat bawang putih ini dipotong kecil-kecil maka enzim alinase akan merubah alliin menjadi alisin yang menyebabkan bawang putih memiliki aroma dan rasa yang spesifik. 

 IV.            ALKALOID

Daun Pandan

        Fenilalanina adalah suatu asam amino penting dan banyak terdapat pada makanan, yang bersama-sama dengan asam amino tirosina dan triptofan merupakan kelompok asam amino aromatik yang memiliki cincin benzena. Fenilalanin (Phenylalanine) merupakan salah satu asam amino esensial yang memiliki fungsi membantu tubuh dalam memproduksi DNA serta molekul otak seperti dopamin, norepinefrin (noradrenalin), dan epinefrin (adrenalin), dan melanin. Fenilalanin juga dapat digunakan oleh tubuh untuk membuat asam amino tirosin. Dimana disini terdaapat kandungan alkaloid dan juga dimanfaatkan dalam campuran bahan makanan seperti kue” dll.

Permasalahan :

1) Pada zingeron yang biasanya digunakan untuk penyedap makanan dimana ia memilik khasiat menghangatkan tubuh. Pada gugus yang mana pada struktur zingeron yang membuat rasa hangat tersebut?

2) merica adalah salah satu bahan untuk penyedap makanan, didalam merica terdapat senyawa piperin yang digolongkan kedalam senyawa alkaloid golongan piridin.  Pada bagaian manakah pada struktur piridin ini yang di manfaatkan untuk menambah cita –rasa makanan?

 

3)      Berikut gambar struktur dalam bawang putih :

Bawang putih adalah bumbu penyedap wajib setiap masakan, komposisi utama adalah turunan asam amino yang mengandung sulfur (aliin, 0,2-1%). Apa yang menyebabkan alanin ini dapat membuat cita rasa masakan menjadi enak.  Apakah ada reaksi tertentu dalam prosesnya dengan aliin ini?

Vitamin-Vitamin esensial dari Bahan Alam

            Sebelumnya kita telah mengenal mengenai senyawa-senyawa bahan alam dimana banyak sekali manfaat yang dihasilkan dari bahan alam. Manfaat yang ada pada bahan alam ini juga dapat dimanfaatkan atau terdapat kandungan vitamin-vitamin esensial yang ada didalmnya. Kali ini kita akan membahas mengani kandungan vitamin-vitamin esensial apa saja yang ada dalam bahan alam.

            Vitamin adalah  senyawa kima yang sangat esensial dimana dalam tubuh manusia sangat dibutuhkan. Vitamin merupakan senyawa organik dan mengacu pada sejumlah senyawa vitamin yang dikelompokkan berdasarkan pelarutnya. Mereka diklasifikasikan berdasarkan aktivitas biologis dan kimianya dan bukan berdasarkan strukturnya, oleh karena itu setiap kelompok vitamin memiliki fungsi yang serupa. vitamin dibagi kedalam 2 golongan. Diantaranya sebagai berikut :

1.      Vitamin yang larut dalam air

Golongan pertama ini oleh kodicek (1971) disebut prakoenzim (pracoenzyme), sifatnya larut dalam air, tidak disimpan oleh tubuh, tidak beracun, dan diekskresi dalam urine. Vitamin yang termasuk kedalam golongan larut dalam air adalah tiamin, riboflafin, asam nikotibat, piridoksin, asam kolat, biotin, asam pantotenat dan juga pada vitamin B12(disebut golongan vitamin B) dan vitamin C.

2.      Vitamin yang larut dalam  lemak

Gologan kedua ini  dimana disini larut dalam lemak yang disebut dengan alosterin dan disini dapat disimpan oleh tubuh. Vitamin yang dapat larut dalam lemak contohnya A, D, E dan K.

            sebelumnya kita terlebih dahulu mengenal berbagai macam vitamin-vitamin esensial yang sering terdapat pada makanan yang biasanya kita makan, dan  juga banyak memiliki manfaat dalam tubuh makhluk hidup diantaranya adalah sebagai berikut :

            sebelumnya kita terlebih dahulu mengenal berbagai macam vitamin-vitamin esensial yang sering terdapat pada makanan yang biasanya kita makan, dan  juga banyak memiliki manfaat dalam tubuh makhluk hidup diantaranya adalah sebagai berikut :

Vitamin A

Vitamin A adalah antioksidan kuat dan memainkan peran penting dalam menjaga kesehatan penglihatan, fungsi neurologis, dan sistem kekebalan tubuh yang sehat. Vitamin A merupakan jenis vitamin yang dapat larut dalam lemak, vitamin A bisa kita temukan didalam bahan makanan nabati ataupun hewani. Vitamin A dari bahan nabati biasanya ditemukan dalam bentuk provitamin A, sedangkan vitamin A dari hewani biasa ditemukan dalam bentuk retinol. Dari bahan nabati, vitamin A ini bisa ditemukan didalam wortel, tomat, daun bayam, daun singkong, daun kelor, mentimun, dan cabe.

Vitamin A dalam tubuh bisa terdapat dalam berbagai betuk seperti retinol, retinal, asam retinoat, dan ester retinil. Sifat dari vitamin A diantaranya yaitu stabil terhadap panas, senyawa asam dan alkali serta mudah mengalami oksidasi. Salah satu bentuk vitamin A yang bermanfaat bagi makhluk hidup yaitu karoten.

Vitamin B

Vitamin B Complex meliputi 8 jenis Vitamin yang larut dalam air dan mereka adalah - Thiamin (B1), Riboflavin (B2), Niacin (B3), asam Pantotenat (B5), Pyridoxine (B6), Biotin (B7), asam folat (B9) ), dan B12. Mereka diperlukan untuk fungsi saraf dan otak yang sehat, kesehatan usus, dan kesehatan jantung.

Vitamin C

Vitamin C juga dikenal sebagai Asam Askorbat dan merupakan salah satu antioksidan paling kuat dalam tubuh. Vitamin C ini sangat mudah mengalami oksidasi jika terkena panas, cahaya, dan udara. Sedangkan dalam keadaan asam oksidasinya akan terhambat. Bahan alam yang merupakan sumber vitamin C yaitu buah-buahan seperti jeruk, melon, jambu biji, belimbing, buah mete, dan sebagainya.

 Vitamin C mempunyai manfaat bagi tubuh untuk menyembuhkan luka dan meningkatkan daya tahan tubuh agar bisa melawan infeksi. Selain itu asam askorbat ini berperan penting dalam proses hidroksilasi asam amino pirolisin dan lisin menjadi hidroksi prolin dan hidroksi lisin yang berfungsi sebagai kolagen. Ini dapat membantu mencegah kerusakan sel, gangguan mata, melindungi dari penyakit jantung dan kanker, mencegah penyakit kudis, dan penyakit lainnya. Ini penting untuk sistem kekebalan tubuh yang sehat dan membantu penyerapan zat besi.

Vitamin D

Vitamin D juga dikenal sebagai vitamin sinar matahari dan hormon yang larut dalam lemak yang dapat disintesis secara alami oleh tubuh. Vitamin D ini tersusun atas 2 bentuk yaitu vitamin D2 atau ergokalsiferol dan vitamin D3 (kolekalsifrol). Vitamin D2 terdapat dalam bahan nabati sedangkan vitamin D3 terdapat dalam bahan hewani seperti, telur, minyak ikan, susu.   Vitamin D membantu menjaga kesehatan tulang dan gigi. Ini juga membantu memperkuat sistem kekebalan tubuh dan melindungi terhadap sejumlah penyakit serius, termasuk rakhitis dan osteomalacia.

Vitamin F

Vitamin F larut dalam lemak dan umumnya dikenal sebagai asam lemak esensial. Vitamin F bersama dengan vitamin D membuat kalsium tersedia untuk jaringan, membantu dalam asimilasi fosfor, dan merangsang konversi karoten menjadi vitamin A. Ini terdiri dari dua jenis asam lemak: linoleat dan alpha-linolenat. Asam lemak esensial ini diperlukan untuk pertumbuhan normal, fungsi sel yang sehat, mengurangi risiko stroke dan serangan jantung.

Permasalahan :

1)      Terdapat 2 jenis vitamin berdasarkan pelarutnya dimana terdapat vitamin yang larut dalam air B12 dan C, sedangkan pada vitamin yang larut dalam lemak adalah A,D,E dan K , manakah dari kedua jenis tersebut yang banyak ditemukan dialam dan apa alasannya ?

2)      Dilihat dari struktur pada vitamin-vitamin B dimana ada beberapa jenisnya terdapat strukturnya  memiliki karakakteristik seperti alkaloid salah satu kimia bahan alam, dimana terdapat unsur N dalam strukturnya. Apakah dengan hal yg demikian terdapat persamaan sifat pada vitamin B dengan alkaloid tersebut? Berikan penjelasan anda?

3)      Pada vitamin C dimana dalam strukturnya memiliki gugus OH dimana dalam hal ini memiliki kesamaan dengan senyawa bahan alam flavon, lalu Bagaimanakah sifat yang dimiliki vitamin ini, apakah ada kaitannya dengan flavon?

Potensi Pemanfaatan steroid untuk makhluk hidup

Sebelumnya kita  telah membahas berbagai macam keragaman steroid yang dihasilkan dari rekontruksi gugus pada steroid. kali ini, kita akan membahas mengenai potensi dari pemanfaatan steroid yang dapan bermanfaat bagi makhluk hidup. Berikut ini beberapa bagian dari steroid dari gugusnya yang memiliki potensi kebermanfaatan bagi makhluk hidup:

             Terdapat hubungan antara aktivitas hormon steroid dengan modifikasi atau kekhasan dari struktur. steroid tersebut dimana pada derivate- derivatnya memiliki kemampuan aktivasi tertentu diantaranya:

1. Alkalilasi 1 dan 2 mendukung aktivitas anabolic
2. persimpangan cincin-A dengan cincin pirazol atau pengenalan atom oksigen: lebih disukai aktivitas anabolic
3. 3-keto grup: meningkatkan aktivitas androgenic
4. c4,5-ikatan ganda: pendidikan ulang dengan pembentukan 5  -isomer meningkatkan aktivitas androgenic
5. 7 * -alkilasi mendukung aktivitas anabolik. 7 * -metilasi 19-bukan-17 * -hidroksi-4-andostes nikmat aktivitas androgenic
6. 17 * -alkilasi mendukung aktivitas anabolic
7. Kelompok 17-OH:                                                                                                                         1) lebih menyukai aktivitas androgenic                                                                                        2) oksidasi mengurangi aktivitas androgenic                                                                                3) esterivication lebih menyukai aktivitas anabolik
8. penghapusan C-19:

         

         1) mendukung aktivitas anabolik,

         2) mengurangi aktivitas androgenik

Terdapat hubungan antara aktivitas hormon steroid dengan modifikasi atau kekhasan dari struktur. Hrmon steroid yaitu hormon yang mengandung inti steroid, karena mempunyai inti yang sama, maka tentnya Modifikasi molekul  telah dilakukan pada kortikosteroid alam dan sudah banyak dihasilkan obat-obat yang sangat berguna untuk pengbatan penyakit. Terdapat hubungan antara struktur dengan aktivitas kortikosteroid sebagai berikut:

a)      Secara umum, pada karakteristik strukturnya yang paling penting pada kartikosteroid adalah pada ikatan rangkap C₄- C_{5 ,} gugus keton pada C₃ dan rantai samping 17 beta ketol (-COCH₂OH) karena dapat menunjang aktivitas. Sejumlah senyawa yang tidak mempunyai sistem C₃ keto masih mempunyai aktifitas cukup besar sehingga  diduga gugus ini kecil sumbangannya terhadap kekhasan interaksi obat reseptor.

   b) Pada konsep interaksi obat-reseptor ,cincin C dan D lebih penting dibanding cincin   A dan B. subtitusi gugus 21-OH dengan fluorin meningkatkan aktifitas gliko dan mineralkortiroid,tetapi subtitasi dengan gugus Cl atau Br akan menghilangkan aktivitas
    c) Adanya substituent 1-ene,meningkatkan aktivitas glukokortikoid dan  mineralokortikoid.

  d.) Mineralokortikoid pada umumnya tidak mengandung gugus 11-OH dan 17-OH. Adanya substituent OH secara umum menghilangkan aktifitas mineralokortikoid.

   e.) Pada umumnya substituent gugus F,Cl dan Br pada posisi 9α meningkatkan aktifitas mineral okortikoid dengan urutan F>Cl>Br, demikian  pula substitusi pada posisi 12α-F.

   f.)Adanya ikatan rangkap pada posisi C1-C2 dan substituen pada 6a-Cl, 16-a-OCH3,16a-CH3,17a-CH3 dan 16a-17a-ketal menurunkan secara bermakna mineralkokortikoid.

                Kolesterol adalah steroid yang paling umum dan sebagian besar disintesis di hati; itu adalah prekursor vitamin D. Kolesterol juga merupakan prekursor bagi banyak hormon steroid penting seperti estrogen, testosteron, dan progesteron, yang disekresikan oleh kelenjar gonad dan endokrin. Karenanya, steroid memainkan peran yang sangat penting dalam sistem reproduksi tubuh. Kolesterol juga berperan dalam mensintesis hormon steroid aldosteron, yang digunakan untuk osmoregulasi, dan kortisol, yang berperan dalam metabolisme.

Kolesterol juga merupakan prekursor garam empedu, yang membantu dalam emulsifikasi lemak dan penyerapannya oleh sel. Ini adalah komponen membran plasma sel hewan dan bilayer fosfolipid. Menjadi struktur terluar dalam sel hewan, membran plasma bertanggung jawab untuk pengangkutan bahan dan pengenalan seluler; dan itu terlibat dalam komunikasi sel ke sel. Dengan demikian, steroid juga memainkan peran penting dalam struktur dan fungsi membran.

Juga telah ditemukan bahwa steroid dapat aktif di otak di mana mereka mempengaruhi sistem saraf, neurosteroid ini mengubah aktivitas listrik di otak. Mereka dapat mengaktifkan atau menurunkan reseptor yang mengkomunikasikan pesan dari neurotransmiter. Karena neurosteroid ini dapat menurunkan reseptor dan mengurangi aktivitas otak, steroid sering digunakan dalam obat-obatan anestesi.

Menjaga fungsi otak

Otak merupakan organ yang mengandung kolesterol paling tinggi dibandingkan organ lain. Dilansir dari laman Harvard Medical School, 25% kolesterol tubuh terkandung di otak.

Dalam otak, kolesterol berperan untuk memperlancar sambungan antar saraf, disebut sinaps, yang mengatur berbagai fungsi otak, terutama untuk mengingat. Fungsi kolesterol lainnya untuk kesehatan otak adalah memelihara sel-sel otak. 

Akan tetapi, semua manfaat kolesterol ini bisa kita dapatkan dengan menjaga kadarnya tetap dalam ambang yang sehat. Pasalnya, kadar kolesterol berlebih dalam tubuh terkait dengan peningkatan risiko berbagai penyakit kronis.

1.  Sebelumnya pada blog ini sudah di jelaskan mengenai aktivasi pada gugus-gugus yang ada pada steroid . menurut and manakah bagian dari gugus steroid yang memiliki potensi yang paling besar dari beberapa karakteristik yang dijelaskan?

2.      Pada steroid memiliki manfaat dimana digunakan obat untuk anastesi.  Bagian struktur yang mana yang berpotensi sbg anastesi tersebut? 

3.      Pada struktur kolesterol ini memiliki beberapa turunan yang terbentuk.  struktur mana yang berpotensi untuk membentuk struktur -struktur tersebut ?