PK Biologi XI - Semester 1 - Makanan dan Sistem Pencernaan Makanan - Bagian 2

BIOLOGI SMA/MA

Kelas XI Semester I

BAB 6

Makanan dan Sistem Pencernaan Makanan

Pendalam Materi

Mengamati Sistem Pencernaan pada Manusia

3. Protein

Istilah protein berasal dari bahasa Yunani proteos (yang utama). Protein merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air, sebanyak seperlima dari bagian tubuh. Sekitar 50% der berat kering sel dalam jaringan tubuh. seperti hati dan daging, diperkirakan terdiri atas protein. Bagian tubuh lainnya, seperti otot, tulang, kulit, darah, hormon, enzim, dan matriks intraseluler merupakan protein.

a. Struktur protein

Protein tersusun dari atom karbon (C), hidrogen (H). oksigen (O), dan nitrogen (N). Pada beberapa jenis protein. terdapat unsur-unsur mineral, seperti sulfur (S), fosfor (P), iodin (1) besi (Fe), dan kobalt (Co). Protein merupakan makromolekul yang terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Protein yang sangat besar mengandung ribuan asam amino, sedangkan protein kecil, seperti insulin, mengandung kurang dari 100 asam amino. Berdasarkan strukturnya, protein dibedakan menjadi dua tipe, yaitu fibrosa Gika rantai molekulnya berbentuk memanjang) dan globular (jika rantainya berlipat-lipat sehingga bentuknya menjadi tidak teratur).

Terdapat 20 jenis asam amino yang terdiri atas 9 asam amino esensial dan 11 asam amino tidak esensial. Asam amino esensial tidak dapat dibuat oleh tubuh dan harus dipenuhi dari makanan, sedangkan asam amino tidak esensial dapat dibuat oleh tubuh sendiri apabila cukup tersedia nitrogen. Asam amino tidak esensial dibagi lagi menjadi dua kelompok, yaitu asam amino esensial bersyarat (conditional essential amino acids) dan asam amino yang betul-betul tidak csensial (nonessential amino acids). Asam amino esensial bersyarat adalah asam amino yang dapat dibuat dari asam amino lain yang merupakan prekursor bahan pemula) asam amino tersebut. Asam amino tersebut diperlukan dalam makanan sehari-hari, kecuali jika di dalam tubuh terdapat prekursor dalam jumlah seee yang banyak. Asam amino yang betul-betul tidak esensial dapat dibuat oleh tubuh sendiri melalui reaksi aminasi reduktif asam keton atau melalui transaminasi (proses pemindahan gugus amino dari asam amino yang satu ke asam amino yang lain).

Jika makanan mengandung semua jenis asam amino esensial dalam jumlah yang memadai, protein dapat disintesis sendiri dalam tubuh. Jenis bahan makanan tertentu hanya mengandung jenis asam amino esensial tertentu, contohnya gandum mengandung lisin, kedelai mengandung metionin, dan jagung mengandung triptofan. Oleh karena itu, dalam suatu hidangan yang kita makan harus berasal dari beberapa jenis bahan makanan yang mengandung asam amino esensial yang berbeda-beda, terutama bagi para vegetarian yang memperoleh protein seluruhnya dari sumber-sumber nabati.

b. Sumber protein

Sumber protein berasal dari bahan makanan, baik hewani maupun nabati, yaitu sebagai berikut.

•Daging berwarna merah, contohnya daging sapi, kambing, atau kerbau.

•Ika, daging unggas, telur, susu, kerang, dan keju.

•Kelompok kacang-kacangan dan hasil pengolahannya, contohnya kedelai (tahu dan tempe), kacang hijau, kacang merah, dan kacang panjang.

•Sereal memiliki kandungan protein yang lebih rendah dibandingkan kacang-kacangan, tetapi masih dapat digunakan sebagai sumber protein, contohnya beras mengandung 7% protein dan gandum mengandung 12% protein.

c. Kebutuhan protein

Kebutuhan manusia akan protein dapat dihitung dengan mengetahui jumlah nitrogen yang hilang atau yang dikeluarkan oleh tubuh melalui urine, feses, keringat, atau terlepas bersama kulit. Kebutuhan protein laki-laki dewasa per hari sekitar 0,57 g/kg berat tubuh, sedangkan wanita dewasa per hari sekitar 0,54 g/kg berat tubuh. Pada kondisi khusus, misalnya saat mengandung, menyusui, serta pertumbuhan anak, protein yang dibutuhkan akan lebih banyak dari keadaan biasa karena protein diperlukan untuk pertumbuhan jaringan janin, produksi susu, dan pembentukan jaringan baru.

Bahan makanan hewani kaya akan protein bermutu tinggi karena susunan asam aminonya paling sesuai dengan kebutuhan manusia. Makanan sehari-hari disarankan mengandung protein hewani sekitar 30% dari jumlah total protein yang dibutuhkan tubuh.

d. Fungsi protein

•Menghasilkan jaringan baru selama masa pertumbuhan, kehamilan dan laktasi, serta proses penyembuhan dari cedera.

•Menggantikan protein yang hilang selama proses metabolisme dan pengausan yang normal. Contohnya, protein yang menghilang dalam pembentukan rambur dan kuku serta protein pada sel-sel mati yang terlepas dari permukaan kulit.

•Pembuatan protein baru dengan fungsi khusus, misalnya enzim, hormon, dan hemoglobin.

•Sebagai sumber energi. Besarnya energi yang dihasilkan ole protein sama dengan karbohidrat, yaitu sekitar 4,1 kkal (17 kJ).

•Mengatur keseimbangan air di dalam tubuh, yaitu cairan intraseluler (di dalam sel), ekstraseluler (di luar sel). interseluler (di antara sel), dan intravaskuler (di dalam pembuluh darah) yang dipisahkan satu sama lainnya oleh membran sel. Distribusi cairan-cairan tersebut harus dijaga dalam keadaan seimbang (homeostasis) oleh sistem kompleks yang melibatkan protein dan elektrolit.

•Memelihara kenetralan tubuh dengan cara bertindak sebagai buffer, yang bereaksi dengan asam dan basa untuk menjaga pH pada taraf konstan. Sebagian besar zat atau organ tubuh berfungsi dalam keadaan pH netral atau sedikit alkali (pH 7,35-7,45).

•Pembentukan antibodi untuk melawan infeksi bibit penyakit. Tingginya tingkat kematian anak-anak yang menderita kurang gizi disebabkan oleh menurunnya daya tahan tubuh terhadap infeksi seperti muntaber. Hal tersebut terjadi karena ketidakmampuan membentuk antibodi dalam jumlah yang cukup. Orang yang menderita kekurangan protein lebih rentan terhadap pengaruh bahan racun dan obat-obatan.

•Mengangkut zat-zat gizi dari dinding saluran pencernaan ke darah, dari darah ke jaringan, dan melalui membran sel ke dalam sel. Protein pengikat retinol dapat mengangkut vitamin A, sedangkan lipoprotein mengangkut lipid dan senyawa sejenis lipid. Sementara itu, transferin mengangkut zat besi dan mangan.

e. Akibat kekurangan protein

Kekurangan protein banyak terdapat pada masyarakat sosial ekonomi rendah. Kekurangan protein sering ditemukan secara bersamaan dengan kekurangan energi yang menyebabkan fenomena penyakit marasmus dan kwashiorkor.

•Marasmus umumnya diderita oleh bayi usia satu tahun. Penyebab penyakit tersebut, yaitu karena terlambat diberi makanan tambahan, penyapihan mendadak, sering terserang infeksi saluran pencernaan, atau formula pengganti ASI terlalu encer. Marasmus berpengaruh pada keadaan mental dan fisik yang sukar diperbaiki. Gejalanya, yaitu anak apatis, tampak lebih tua, dehidrasi, pembengkakan hati, mudah terserang infeksi saluran pernapasan, cacingan, pertumbuhan lambat, serta lemak di bawah kulit berkurang, tetapi tidak ada edema.

•Kwashiorkor biasanya diderita anak-anak usia 2-3 tahun, dengan gejala pertumbuhan terhambat, otot-otot berkurang dan melemah, muka berbentuk bulat seperti bulan (moonface), gangguan psikomotorik, perubahan kulit dan rambut (depigmentasi, kering, dan pecah-pecah), serta edema pada kaki, perut, dan tangan (jika ditekan dengan jari, akan meninggalkan lekukan).

f. Akibat kelebihan protein

Protein yang berlebihan tidak menguntungkan tubuh karena dapat menyebabkan obesitas, asidosis, dehidrasi, diare, kenaikan amonia dan urea dalam darah, serta demam. Kelebihan asam amino memberatkan hati dan ginjal dalam metabolisme dan pengeluaran kelebihan nitrogen.

4. Vitamin

Istilah vitamin pertama kali digunakan oleh Casimir Funk yang berasal dari Polandia setelah menemukan zat dalam dedak beras yang dapat menyembuhkan penyakit beri-beri. Vitamin adalah zat organik yang pada umumnya tidak dapat dibentuk oleh tubuh sehingga harus diperoleh dari makanan yang dikonsumsi. Vitamin D dapat dibuat sendiri dalam kulit, asalkan mendapatkan cukup sinar matahari. Vitamin D dalam bahan makanan terkadang berbentuk provitamin (precursor) yang dapat diubah menjadi vitamin aktif dalam tubuh. Jika tubuh kekurangan vitamin, akan menyebabkan penyakit kekurangan vitamin (defisiensi) yang disebut avitaminosis. Fungsi vitamin, yaitu sebagai koenzim (bagian dari enzim) dan biokatalisator yang mengatur proses metabolisme, fungsi normal tubuh, serta pertumbuhan.

Vitamin dapat hilang dalam proses pemasakan makanan, jika suhu terlalu tinggi, air perebus dibuang, permukaan makanan terpapar udara, atau menggunakan alkali. Kehilangan vitamin dapat dicegah dengan beberapa cara, yaitu sebagai berikut.

•Menggunakan suhu yang tidak terlalu tinggi.

•Waktu memasak tidak terlalu lama. Menggunakan air sesedikit mungkin.

•Memotong bahan makanan dengan pisau yang tajam dan tidak terlalu kecil.

•Panci pemasak ditutup. Tidak menggunakan alkali dalam pemasakan.

•Sisa air perebus digunakan untuk masakan lain.

•Jika mungkin dikonsumsi dalam bentuk segar/mentah, asalkan bersih.

•Vitamin larut dalam lemak (A, D, E, dan K) tidak mudah hilang dalam perebusan menggunakan air, tetapi dapat hilang karena proses oksidasi sehingga perlu ditambahkan antioksidan.

Vitamin dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu sebagai berikut.

•Vitamin yang larut dalam air, yaitu vitamin B kompleks yang terdiri atas B1 (tiamin), B2 (riboflavin), B3 (niasin) B5 (asam pantotenat), B6 (piridoksin), B11 (asam folat), B12 (sianokobalamin), vitamin H (biotin), dan vitamin C (asam askorbat).

•Vitamin yang larut dalam lemak atau minyak, yaitu vitamin A (retinol), D (kalsiferol), E (tokoferol), dan K (anti dikumrol/ menadion).

Provitamin dan Antivitamin

Provitamin (prekursor vitamin) adalah senyawa organik yang tidak bersifat sebagai vitamin, tetapi dapat diubah menjadi vitamin setelah dikonsumsi dalam tubuh. Contohnya vitamin A dengan prekursor karoten, vitamin D dengan prekursor 7-dehidro kolesterol, dan niasin dengan prekursor triptofan.

Antivitamin adalah senyawa organik yang meniadakan kerja vitamin. Contohnya sitral sebagai antivitamin A, asam indola asetat sebagai antivitamin B3, dan asam glukoaskorbat sebagai antivitamin C.

5. Mineral

Sebagian besar bahan makanan terdiri atas 96% air dan bahan organik, sisanya adalah unsur-unsur mineral. Di dalam tubuh, mineral bergabung dengan zat organik atau berbentuk ion-ion bebas. Mineral berfungsi sebagai zat pembangun dan berperan dalam pemeliharaan fungsi tubuh pada tingkat sel, jaringan, organ, dan fungsi tubuh secara keseluruhan. Namun, penggunaan suplemen mineral tidak boleh berlebihan karena dapat menyebabkan keracunan.

Fungsi mineral, yaitu sebagai berikut.

•Pemelihara keseimbangan asam-basa

•Penjaga keseimbangan ion-ion dalam cairan tubuh

•Kofaktor aktivitas enzim-enzim

•Komponen hormon dan enzim

•Membantu transfer zat melalui membran sel

•Pemelihara kepekaan saraf dan otot

•Penyusun jaringan (misalnya Ca, P, Mg, dan Fe)

Mineral dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu sebagai berikut.

•Mineral makro diperlukan tubuh dalam jumlah banyak, contohnya Na, CI, K, Ca, P, Mg, dan S.

•Mineral mikro diperlukan tubuh dalam jumlah sedikit, contohnya Fe, Zn, I, Se, Mn, F, Cu, Cr, Mo, dan Co.

III. Air

Tubuh kita sebagian besar tersusun dari air, yaitu sebanyak 55-60% dari berat badan orang dewasa atau 70% dari bagian tubuh tanpa lemak atau sekitar 47 liter. Kandungan air pada tubuh anak-anak lebih besar dari angka tersebut, misalnya bayi saat lahir memiliki kandungan air sekitar 75% dari berat badannya. Oleh karena itu, tubuh kita setiap hari memerlukan air sekitar 2,5 liter untuk orang dewasa, yang berasal dari air minum sekitar 1,5 liter dan yang berasal dari makanan sekitar 1.0 liter. Manusia dapat meninggal dalam waktu kurang dari seminggu jika tidak mengonsumsi air.

Fungsi air bagi tubuh, yaitu sebagai berikut.

•Sebagai pelarut dan pengangkut zat-zat gizi (misalnya, karbohidrat, asam amino, lemak, vitamin, dan mineral), oksigen, hormon, dan sisa-sisa metabolisme (misalnya, karbondioksida dan urea).

•Sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi di dalam sel dan organ (misalnya, di dalam saluran pencernaan) atau memecah/menghidrolisis zat makanan kompleks menjadi lebih sederhana.

•Sebagai pelumas dalam persendian tulang-tulang.

•Sebagai pengatur suhu tubuh dengan cara mendistribusikan panas dalam tubuh dan membuang kelebihan panas melalui pengeluaran keringat. Selain itu, air juga berperan mengatur tekanan osmosis dalam sel.

•Sebagai pelindung. Air melindungi organ tubuh (misalnya, mata dan jaringan saraf sumsum tulang belakang) serta janin dalam kantong ketuban.

•Sebagai pembangun atau penyusun jaringan tubuh.