STABILITAS VITAMIN LARUT AIR SELAMA PENGOLAHAN PANGAN Bag 1 Vitamin B

Transkripsi

1 STABILITAS VITAMIN LARUT AIR SELAMA PENGOLAHAN PANGAN Bag 1 Vitamin B Ir. Priyanto Triwitono, MP. Jurusan Teknologi Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian UGM 2013

2 Pengantar Pengetahuan tentang vitamin bisa dikatakan masih relatif baru, jika dibandingkan dengan senyawa makronutrien lainnya. Isolasi vitamin C baru diketemukan 170 th kemudian sejak diketahui ada hubungan antara Jus limau dg penyakit Skorbut pada tahun Pemahaman vitamin B12 baru diketahui tahun 1950 dan Peran Folate baru ditemukan pada akhir tahun 1990-an.

3 VITAMIN : Vitamin bukanlah makanan, tetapi komponen organik dlm bahan makanan Vitamin tidak mengalami pencernaan, tetapi langsung diabsorbsi (terutama dalam usus halus). Substansi organik diperlukan tubuh dalam jumlah sangat kecil (mikro - mg) penting dalam fungsi metabolisme tertentu harus selalu tersedia dalam diet (tak dapat disintesa sendiri ) disuplay dari makanan (kecuali Vit D). KATA VITAMIN : Vita + Amine = Vitamine Vitamin Substansi yang dipercaya sangat diperlukan tubuh untuk hidup (Vita) dan didalamnya mengandung nitrogen (Amine)

4 FUNGSI VITAMIN Terutama sbg. Ko-enzim untuk membantu kerja enzim dalam reaksi metabolisme. > sebagian ensim dpt kerja sendiri > sebagian butuh ko-enzim > bila tak ada vitamin tak ada ko-enzim rangkaian proses kimia tak terjadi intermediate produk terakumulasi dalam jaringan atau darah proses metabolisme terganggu, menimbulkan gejala kekurangan vitamin.

5 Klasifikasi Vitamin 1. Vitamin larut lemak (vitamin A, D, E dan K) 2. Vitamin Larut Air (vitamin C, B1, B2, B6, B12, niasin, asam pantotenat, dan biotin) lihat Tabel 10.1.

6

7

8 Sifat Umum Vitamin Larut Lemak vs Larut Air Kelarutan larut lemak & Larut air solvent lemak 2.Kelebih.intake disimpn tubuh tak bisa disimpan 3.Ekskresi dalam empedu dalam urine 4.Gejala kekurang-an perkemb Lambat perkemb. cepat 5.Kebutuhan tbh. Tidak mutlak/hari Mutlak tiap hari 6.Prekusors memp. prekusor Tidak mempunyai. 7.Elem.penyusun C ; H ; O C;H;O;N & S, Co. 8.Absorbsi melalui sist.limfa dlm darah; Vena. 9.Konsumen hanya org.komplek Organisme kompl. & sederhana

9 Kapan Terjadi Kehilangan Vitamin? 1. Pra-Pengolahan preparasi -- tingkat kemasakan, trimming (pemotongan, pengupasan), pengecilan ukuran, penggilingan, dll-- 2. Saat Pengolahan berbagai macam proses pengolahan (+/- panas, + mikrobia, + bhn kimia (garam, asam, alkali, pengawet, additif makanan, dll, + air pencucian, perendaman, dll 3. Pasca Pengolahan / Penyimpanan macam bahan pengemas, kondisi penyimpanan, sesitifitas bahan yg dikemas, dll

10

11

12 Faktor Yg mempengaruhi Stabilitas Vitamin Stabilitas vitamin sangat bervariasi & tdk dpt digeneralisasi, meskipun dalam golongan yg sama (Vit. larut lemak atau larut air) Tabel 10.2 Faktor yg paling berpengaruh terhadap stabilitas Vitamin adalah Panas, kadar Air, Oxygen, ph, dan Cahaya.

13

14 Manfaat Stabilitas Vitamin? 1. Untuk mengevaluasi perubahan-perubahan vitamin selama pengolahan, baik dalam proses pengolahan di lingkup rumah tangga maupun pada industri pengolahan pangan. 2. Dalam industri pengolahan pangan, penting untuk mengestimasi besarnya kehilangan vitamin selama pengolahan, ataupun terjadinya kerusakan vitamin selama penyimpanan, sehingga dapat digunakan untuk menjamin kestabilan komposisi makanan yg tercantum pada label makanan agar terhindar dari klaim / ketidakpuasan konsumen.

15 Jika kadar vitamin ini termasuk dalam label gizi, maka umur simpan makanan tsb ditentukan oleh komponen Vitamin yang paling tidak stabil. Hal ini harus dievaluasi pada sistem pangannya (padat, cair, dll), kemasannya, kondisi penyimpanannya, serta dengan melakukan tes stabilitas. Contoh di pabrik pengambilan sampel produk & diinkubasi!!!

16 STABILITAS VITAMIN LARUT AIR 1. Vitamin B1 (Thiamine) Thiamin banyak terdistribusi pd jaringan hidup tanaman maupun hewan. Pada hewan terdapat dlm bentuk terfosforilasi, sedangkan pada tanaman dlm bentuk tidak terfosforilasi. Dalam bentuk komersial, Thiamin terdapat dalam bentuk Thiamin HydroChloride atau Thiamin MonoNitrat.

17 Struktur Kimia Thiamin

18 Stabilitas Thiamin Pada proses pembuatan Roti Stabilitas Thiamin menurun karena terjadi pemecahan Thiamin menjadi Pyrimidine dan Thiazole. Destruksi Thiamin akibat panas sangat cepat pada kondisi Alkali. Kerusakan Thiamin mencapai 15-20%. Sebagian Thiamin rusak selama Fermentasi yeast Thiamin berubah menjadi CoCarboxylase yg kurang stabil.

19 Pada pengolahan susu Kadar Thiamin per 100 mg susu segar = 0,04 mg Susu Pasteurisasi kerusakan Thiamin <10% Susu UHT kerusakan 5-10% Susu sterilisasi kerusakan 30-40% Evaporaed Milk kerusakan 30-50%

20 Pada pengolahan buah dan daging Thiamin sangat tdk stabil terhadap Sulfit ataupun Bisulfit. Reaksinya sangat cepat pada ph tinggi. pada ph rendah (misal pada jus buah), bisulfit tdk terionisasi sehingga kerusakan Thiamin tidak signifikan.

21 Pada produk Daging Kecepatan kerusakan Thiamin oleh Sulfit berjalan secara linear sampai konsentrasi 0.1 % Dalam hal ini suhu penyimpanan tdk terlalu berpengaruh. Pemecahan Thiamin menghasilkan senyawa Aromatik Aldehid. Thiamin dapat terdekomposisi oleh senyawa oksidator maupun reduktor menghasilkan Senyawa DiSulfida dan Thiothiazolone.

22 Terdapatnya bahan lain dalam sistem pangan: Adanya PROTEIN dapat melindungi kerusakan vitamin, terutama bahan pangan berprotein yg mengandung Albumin dan Casein. Adanya Glukosa, baik dalam bentuk kering maupun larutan, bila dipanaskan dapat mengalami rekasi pencoklatan seperti halnya reaksi Maillard. Sebaliknya gula dalam bentuk Fruktosa, Invertase, Mannitol, dan Inositol dpt memperlambat destruksi Thiamin.

23 Pengaruh Alkalinitas Thiamin bersifat tidak stabil dlm larutan alkali, dan akan meningkat ketidakstabilannya sejalan dg peningkatan ph (semakin alkali). Stabilitas Thiamin sangat baik pada ph rendah (ph asam) seperti pada produk Jus Buah, akan tetapi akan menurun stabilitasnya bila terdapat ion Cu (Copper / tembaga) solusinya perlu ditambahkan Metal Chelating Agent sperti EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetate).

24 Keberadaan Thiaminase pada bahan (nabati dan hewani) meskipun konsentrasinya kecil, dapat mendegradasi Thiamin. Ensim Thiaminase banyak terdapat pada hasil perikanan (udang, kepiting, ikan) dan juga pada kacang2an, biji sawi (mustard), dan beras sosoh. Thiaminase terdapat dlm 2 bentuk, yaitu Thiaminase I dan Thiaminase II. Thiaminase I mengkatalisa Thiamin melalui jalur yg lebih kompleks, sedangkan Thiaminase II reaksi katalisanya lebih sederhana.

25 Penambahan Thiamin sintetik pd produk pangan dikeluhkan menimbulkan bau dan flavor yg kurang disenangi, akibat dari pemanasan. Namun aplikasi pada produk kering relatif stabil pada kondisi aerob (O 2 ), tanpa cahaya dan air Karenanya Thiamin sangat stabil pd produk kering yg dikemas kedap cahaya dan air.

26 2. Vitamin B2 (Riboflavin) Banyak tdpt pada jaringan hewan (pada susu dan produk olahannya) dan Tanaman. Tanaman dan bakteri dpt mensintesa Riboflavin. Di alam tdpt dlm 2 bentuk Riboflavin Mono- Nukleotida & Flavin Adenin Di-Nukleotida Secara komersial, Riboflavin tdpt dalam bentuk bubuk kristal / Crystalline powder yg bersifat larut air.

27 Struktur Kimia Riboflavin

28 Stabilitas Riboflavin Faktor penting yg berpengaruh pada stabilitas Riboflavin adalah CAHAYA (light), terutama pada kisaran µm. Cahaya Fluorescent dari lampu relatif tidak berbahaya dibandingkan Cahaya Langsung Matahari Produk pangan yg dikemas trasparant (botol dan sejenisnya) selama dijajakan/dipajang dlm etalase terpapar sinar matahari berpotensi terjadi kerusakan Riboflavin. Riboflavin dan Riboflavin Phosphat keduanya sangat stabil terhadap panas dan Oksigen, terlebih lagi pada medium asam Riboflavin dipandang sebagai salah satu Vitamin yang sangat stabil.

29 Riboflavin dpt terdegradasi senyawa reduktor dan ketidakstabilannya meningkat sejalan dengan meningkatnya ph. Meskipun Riboflavin pada produk Susu relatif stabil, tetapi tetap dapat mengalami kerusakan bila ter-ekspose oleh Cahaya mencapai 20-80% selama 2 jam, tergantung kecepatan dan intensitas cahayanya, suhu, dan luas permukaan kemasan yang ter-ekspose cahaya. Riboflavin sangat sensitive thdp Cahaya terutama pada produk Cair seperti Susu. Produk Roti yg sama2 ter-ekspose Cahaya tingkat kerusakan-nya lebih kecil (produk Cair > Padat).

30 3. Asam Panthotenat (Panthothenic Acid) Banyak tdpt pada tanaman dan hewan, tetapi jarang tdpt dlm bentuk bebas umumnya terikat dg senyawa lain sbg Ko-enzim. Sumber Asam Pantothenat yeast, kuning telur, daging, liver, ginjal, dan jantung (Hewani) ; pada Tanaman banyak tdpt pada sayuran, serealia, dan biji2an. Asam Panthothenat merupakan senyawa Optis Aktif dan hanya bentuk rotary kanan yg mempunyai Aktivitas Vitamin.

31

32 Kehilangan asam Panthothenat selama preparasi dan pengolahan umumnya tidak terlalu besar. Pada produk susu, umumnya kehilangannya <10 %, demikian juga pada produk daging, apabila dibandingkan Vitamin B lainnya. Asam Panthothenat bebas tdk stabil dan sangat Hygroskopic thdap minyak. Dalam bentuk garam garam Sodium dan Calsium dari D-Panthothenat dan D- Panthothenol cukup stabil thdp Oksigen dan Cahaya apabila terproteksi oleh adanya Air ; dan bersifat Hygroskopis, terutama Sodium Panthothenat.

33 Ketiga senyawa tsb dlm bentuk garam dan alkohol bersifat Thermolabil dan mengalami hidrolisis, terutama pada ph tinggi dan ph rendah. Stabilitas tertinggi terjadi pada ph netral (ph 6-7). Dalam bentuk Alkohol Panthenol stabil dlm bentuk Cair daripada bentuk Garamnya, terutama pada range ph 3-5.

34 4. Asam Folat (Folic Acid / Folate / Folacin) Asam Folat tdk terdapat di alam dlm bentuk bebas, melainkan dalam bentuk Derivat Secara kolektif, bentuk bebas & Derivat disebut Folate atau Folacin, yg mengandung SATU atau LEBIH asam Glutamate. Polyglutamat sangat dominan pd bahan pangan segar, tetapi selama penyimpanan dpt mengalami degradasi dan oksidasi secara perlahan menjadi Mono-Glutamat sehingga bioavailabilitasnya berkurang / hilang.

35 Asam Folat dapat diproduksi secara komersial dan banyak digunakan untuk Fortifikasi. Asam Folat komersial cukup stabil terhadap Panas dan Oksigen. Dalam bentuk larutan stabil pada ph 7, tetapi menjadi tidak stabil pada PH Asam maupun Alkali, terutama pada PH <5. Senyawa Oksidator dan Reduktor, Cahaya Matahari, Radiasi Ultraviolet menyebabkan Asam Folat terdekomposisi dan menurunkan stabilitas vitaminnya.

36 Dekomposisi Asam Folat oleh Cahaya akan menjadi semakin serius apabila terdapat Riboflavin, akan tetapi dapat diperlambat apabila ditambahkan antioksidan BHA. Stabilitas Asam Folat selama pengolahan dan penyimpanan sangat bervariasi, contohnya : 1. Pada pasteurisassi susu kehilangan <5 % ; proses UHT sampai 20 % ; pada sterilisasi 30 %. 2. Susu UHT yg disimpan 3 bulan kehilangan >50 % asam folat.

37 3. Pada Telur rebus kehilangan 10 % ; tetapi dg pengolahan lain (goreng, dll) bisa mencapai %. 4. Kehilangan Asam Folat pada sayuran akibat pemanasan dan pemasakan cukup tinggi. 5. Steam blanching pada Bayam retensi asam Folat 58 % (loss 42 %) ; sedangkan Water Blanching (deep blanching) retensi 17 % (loss 83%). 6. Bayam yg dibekukan selama 3 bulan retensi 72%

38 5. Vit. B6 (Pyridoxin) Vitamin B6 mempunyai 3 bentuk yang aktif Pyridoxal, Pyridoxol, Pyridoxamine secara keseluruhan dsbt Pyridoxine). Pyridoxine komersial dalam bentuk garam Pyridoxine Hydrocloride untuk fortifikasi. Vit B6 banyak tdpt pada daging warna merah, liver, ikan Cod, susu, dan sayuran hijau.

39 Pyridoxine sangat stabil terhadap panas dan Oksigen, tetapi dapat terdekomposisi bila ada ion Logam. Pyridoxine sangat peka thdp cahaya terutama pada ph netral maupun alkali. Pada Produk susu Produk susu yg terekspose cahaya matahari selama 8 jam kehilangan 21 %. Pasteurisasi susu relatif stabil, tetapi proses sterilisasi menyebabkan kehilangan 20 % vitamin ; proses UHT menyebabkan kehilangan 27 %, susu UHT yg disimpan 3 bulan menyebabkan kehilangan 35 %.

40 Pada Produk Daging Pada daging yg dipanggang kehilangan 20 % vitamin, bila diolah dg kuah (ditumis dan direbus) kehilangannya mencapai %. Pada Sayuran Sterilisasi dan Pengalengan Sayuran loss 20-40%

41 6. Vitamin B12 (Cyanocobalamin) Mempunyai struktur yg kompleks, hanya ada pada Hewan dan dihasilkan mikrobia tertentu. Vitamin B12 komersial berupa bubuk kristal Cyanocobalamin berwarna merah gelap. Kebutuhan vitamin B12 ini sangat kecil, hanya 1-2 µg per hari. Vit B12 ini relatif stabil terhadap Panas maupun Oksigen, terutama pada ph Netral atau sedikit asam. Pada ph alkali maupu asam, stabilitasnya rendah sekali.

42

43 Vit B12 terdekomposisi oleh senyawa oksidator dan reduktor ; dan tidak stabil terhadap Cahaya maupun radiasi Ultraviolet. Pada Produk Susu Susu Pasteurisasi relatif stabil vit B12 nya. Tetapi proses sterilisasi menyebabkan kehilangan 20 % vitamin ; Spray drying susu bubuk kehilangan %.

44 Stabilitas Vitamin pd ph Asam & Alkali