NILAI BIOLOGIS METODE EVALUASI METODE EVALUASI NILAI GIZI VITAMIN DAN MINERAL

Transkripsi

1 Topik 13 METODE EVALUASI NILAI GIZI VITAMIN DAN MINERAL Nurheni Sri Palupi PPt e-learning ENBP DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR NILAI BIOLOGIS Nilai biologis vitamin dan mineral pangan menggambarkan daya cerna, daya serap, distribusi dan masuknya vitamin dan mineral pangan ke dalam sel untuk digunakan sebagai kofaktor enzim, bagian dari hormon atau bagian struktural sel. Evaluasi nilai biologis dilakukan untuk menentukan jumlah vitamin dan mineral yang terkandung dalam bahan pangan yang dapat diserap dan digunakan oleh sel untuk keperluan metabolisme sel. METODE EVALUASI Metode evaluasi dapat dilakukan secara in vitro maupun in vivo. Metode in vitro dilakukan berdasarkan sistim pencernaan misalnya secara enzimatis, sedang Metode in vivo dilakukan dengan menggunakan hewan percobaan atau manusia. Pada percobaan in vivo digunakan hewan, sampel dapat diambil pada beberapa tahap seperti pada lambung, usus halus, darah dan organ 1

2 Faktor-faktor yang berpengaruh Nilai biologis vitamin dan mineral produk pangan, dipengaruhi oleh: (1) senyawa lain yang terdapat dalam bahan dan (2) cara pengolahannya. Pengolahan pangan yang dilakukan dengan proses termal, pengeringan dan pembekuan bertujuan untuk meningkatkan jangkauan distribusi dan aksesibilitasnya. Konsenuensi pengolahan kehilangan faktor-faktor penentu mutu seperti flavor, tekstur, dan nilai gizinya. Pengolahan pangan: merubah bentuk kimia dan bioavailabilitas mineral mendegradasi dan mengurangi nilai biologis dan ketersediaan beberapa vitamin AGENDA 1. Pengaruh lingkungan atau pengolahan terhadap stabilitas dan ketersediaan vitamin dan mineral secara biologis; 2. Metode evaluasi nilai i biologis i vitamin i dan mineral; 3. Evaluasi terhadap parameterparameter fungsional vitamin dan mineral secara in vitro dan in vivo. Fungsi seluler, enzimatis dan struktural berbagai vitamin Nama Nama kimia Fungsi singkat A retinol Photransduction (pd mata) B1 carbohydrate metabolism B2 Riboflavin redox, respiration B3 Niacin redox B 5 Pantothenic acid tca, fa and cholesterol B 6 pyridoxine pyridoxamine pyridoxal Amino acid metabolism glycogenolysis 2

3 Fungsi seluler, enzimatis dan struktural berbagai vitamin Nama singkat Nama kimia Fungsi B 7 Biotin gluconeogenesis, tca, fa, aa B 9 Folic acid 1C metabolism B 12 B 12 1C&H metabolism C ascorbic acid Hydroxylations D cholecalciferol Bone remodelling E cholecalciferol Antioxidant K phytylmenaquinone multiprenylmenaquinone Choline Koagulation Bone remodelling Ac,pl Forms of Vitamin A Functions of Vitamin A 3

4 Vitamin K Function Evaluasi Ketersediaan HayatiVitamin Evaluasi ketersediaan hayati vitamin larut lemak (A, D, E dan K) dari pangan dapat ditentukan secara in vitro atau in vivo. In vitro simulasi pencernaan dalam wadah menggunakan enzim pencernaan yaitu pepsin secara tunggal atau diikuti dengan tripsin sendiri atau bersama dengan kimotripsin. Tindakan selanjutnya adalah menganalisis jumlah vitamin yang terlepas dari matrix pangan dan terdapat secara bebas dalam wadah. Evaluasi Ketersediaan HayatiVitamin Analisis yang dapat dilakukan sangat bervariasi tergantung dari metode analisis kimia yang tersedia, tetapi secara singkat dapat dilakukan ekstraksi vitamin dengan hexane lalu diukur dengan spektrofotmeter UV pada panjang gelombang yang sesuai. Analisis menggunakan khromatografi cair tekanan tinggi (KCKT/HPLC) juga dapat dilakukan setelah proses extraksi dengan hexan. In vivo menggunakan tikus percobaan atau langsung pada manusia. Pada tikus percobaan, hewan diberi makan diet standard ditambah bahan uji sesuai metode percobaan in vivo. 4

5 Evaluasi Ketersediaan HayatiVitamin Sampel diambil untuk analisa vitamin yang diambil dari lambung, usus kecil, plasma dan hati.untuk analisa kadar vitamin A. Vitamin A, D, E dan K mempunyai sifat larut lemak sehingga akumulasinya dalam hati cukup banyak dan dapat berfungsi sebagai cadangan. Sifat ini membuat hati dapat menjadi sumber vitamin larut lemak pada saat diet kekurangan vitamin-vitamin ini dan menaikkan kadar vitamin dalam darah. Oleh karena itu perlu dilakukan masa adaptasi dengan diet tanpa vitamin larut lemak untuk menguras vitamin yang tersimpan dalam hati sehingga pada saat analisa sumber vitamin hanya satu yaitu yang berasal dari diet uji dan tidak tercampur dengan vitamin dari cadangan dari hati. Evaluasi Ketersediaan HayatiVitamin Proses adaptasi ini berlangsung selama kurang lebih dua minggu untuk tikus dan dapat menurunkan kadar vitamin A plasma sampai minimal. Selain analisis kadar vitamin pada beberapa jenis sampel, analisis parameter fungsi pada organ dapat dilakukan pada uji in vivo. Setelah pencernaan vitamin A diangkut oleh retinol binding protein (RBP) lalu diakumulasi di hati. Dalam hati retinol terikat pada cellular retinol binding protein (CRBP). Evaluasi Ketersediaan HayatiVitamin Dalam sel, retinol dan bentuk asam retinoatnya terlibat dalam expresi gen yang berhubungan dengan pertumbuhan dan diferesiasi sel. Retinol dan asam retinoat bersifat seperti hormonesteroid atau tiroid dan mempengaruhi pembentukan sel-sel baru seperti sel mukosa. Fungsi seluler yang detail seperti ini belum banyak digunakan untuk mengevaluasi nilai biologis vitamin A dalam pangan. Vitamin D juga mempunyai kapasitas yang sama tetapi parameter ketersediaan hayati yang umum adalah menentukan bentuk tulang dan kadar kalsium tulang. 5

6 Mineral Mineral makro dan fungsinya % dalam tubuh Calcium 1.2 Phosphorus 1.0 Functional Significance A building block of bones and teeth; its ionic form is essential in muscle contraction, impulse conduction in nerves, and blood clotting. Joins calcium to contribute to bone crystalline structure; present in nucleic acids and ATP. Potassium 0.4 Its ionic form is the major cation (positive ions) in cells; necessary for conduction of nerve impulses and muscle contraction. Sulfur 0.3 Important component of muscle proteins Sodium 0.2 absorption of other nutrients, such as glucose, amino acids, and water, the body's fluid balance Chlorine 0.2 In ionic form is the most abundant anion (negative ion) outside the cell. Magnesium 0.1 Found in bone and plays an important assisting role in many metabolic functions. Iodine 0.1 Required in thyroid hormones which are the body's main metabolic hormones. Iron 0.1 Basic building block of the hemoglobin molecule which is a major transporter of oxygen in body. Mineral mikro dan fungsinya Chromium Cobalt Copper Fluorine Manganese Molybedenum Selenium Vanadium Zinc Promotes glucose metabolism; helps regulate blood sugar. Promotes normal red-blood cell formation. Promotes normal red-blood cell formation; acts as a catalyst in storage and formation; acts as a catalyst in storage and release of iron to form hemoglobin; promotes connective tissue formation and central nervous system function. Prevents dental caries Promotes normal growth and development; promotes cell function; helps many body enzymes generate energy. Promotes normal growth and development and cell function. Complements Vitamin E to act as an efficient antioxidant. Plays role in metabolism of bones and teeth. Maintains normal taste and smell; aids wound healing; helps synthesize DNA and RNA. Evaluasi Ketersediaan Hayati Mineral Dapat ditentukan secara in vitro atau in vivo. In vitro simulasi pencernaan dalam wadah menggunakan bufer enzim pencernaan yaitu pepsin secara tunggal atau diikuti dengan tripsin sendiri atau bersama dengan kimotripsin dalam bufer dengan ph yang sesuai. Jumlah mineral target yang terlepas dari matrix pangan dan terdapat secara bebas dalam wadah dapat dipisahkan dengan menggunakan membran dialisis dengan pori-pori yang sesuai. 6

7 Evaluasi Ketersediaan Hayati Mineral Dialisat yang mengandung mineral target lalu dianalisis dengan metode spektrofotometer penyerapan atom (AAS). In vivo dapat dilakukan dengan menggunakan tikus percobaan atau langsung pada manusia. Pada tikus percobaan, hewan diberi makan diet standar ditambah bahan uji sesuai metode percobaan in vivo. Sampel untuk analisa dapat diambil dari lambung, usus kecil, plasma dan hati, sesui dengan tujuan percobaan. Evaluasi Ketersediaan Hayati Mineral Beberapa tujuan percobaan: untuk menetukan daya cerna, daya serap, distribusi atau fungsi dalam sel. Selain analisis kadar mineral pada beberapa jenis sampel, analisis parameter fungsi pada organ dapat dilakukan pada uji in vivo. Ketersediaan hayati Ca dari pangan dapat ditentukan dengan menganalisis kadar Ca dalam tulang kering (femur) hewan setelah pemberian makan. Evaluasi Ketersediaan Hayati Mineral Ketersediaan hayati Fe dapat diukur pada kadar feritin darah atau hemoglobin eritrosit. Iodine dapat diukur dengan menganalisis kadar atau aktivitas hormon tiroid. Metode lain yang cukup sederhana adalah mengamati hilangnya simptom defisiensi suatu mineral setelah pemberian pakan diet standard yang menagndung mineral target. Simptom defisiensi pada hewan dapat dilakukan dengan pemberian diet tanpa mineral target selama beberapa minggu sampaisimptommulai tampak cukup jelas. 7

8 8