METABOLISME

BAB I METABOLISME

A.       Pengertian Metabolisme

Metabolisme adalah suatu proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh semuamakhluk hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organisme dengan lingkungannya.

Metabolisme Makanan

B.       Jenis-Jenis Metabolisme

1. Anabolisme Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik.

2. Katabolisme Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik). Dalam reaksi penguraian tersebut dapat dihasilkan energi yang berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan senyawa kimia yang mengalami penguraian. Tetapi energi yang dihasilkan itu tidak dapat langsung digunakan oleh sel, melainkan harus diubah dalam bentuk senyawa. Adenosin Trifosfat (ATP) yang mengandung energi tinggi. Tujuan utama reaksi katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber, yaitu Adenosin Trifosfat (ATP). Reaksi penguraian energi pada katabolisme, secara umum dikenal dengan proses respirasi.

a. Respirasi

Respirasi merupakan proses pembebasan energi kimia dalam tubuh organisme melalui reaksi oksidasi (penambahan oksigen) pada molekul organik. Dari peristiwa tersebut akan dihasilkan energi dalam bentuk Adenosin Trifosfat (ATP) dan CO2 serta H2O (sebagai hasil sisa). C6H1206 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis).
Siklus Krebs, Piruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.

Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan 12 ATP. Adapun satu molekul glukosa akan menghasilkan 38 ATP. Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara anabolisme dan respirasi katabolisme.

C.       Proses Metabolisme

Didalam tubuh terjadi 3 proses metabolism utama yaitu :

1.      Metabolisme Karbohidrat

Pada proses pencernaan makanan,karbohidrat mengalami proses hidrolisis (penguraian dengan menggunakan molekul air). Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan polisakarida menjadi monosakarida. Makanan akan bercampur dengan air liur yang mengandung enzim ptialin (suatu α amilase yang disekresikan oleh kelenjar parotis di dalam mulut). Enzim ini menghidrolisis pati (salah satu polisakarida) menjadi maltosa dan gugus glukosa kecil yang terdiri dari tiga sampai sembilan molekul glukosa. Pati yang belum di pecah akan dicerna oleh amilase yang diperoleh dari sekresi pankreas. Sekresi pankreas ini mengandung α-amilase yang fungsinya memecah pati menjadi maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya. Hasil akhir dari proses pencernaan adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa dan monosakarida lainnya. Senyawa-senyawa tersebut kemudian diabsorpsi melalui dinding usus dan dibawa ke hati oleh darah.

-          Glukosa sebagai salah satu hasil dari pemecahan pati akan mengalami dau proses di dalam hati, yaitu:

o   Pertama, Glukosa akan beredar bersama aliran darah untuk memenuhi kebutuhan energi sel-sel tubuh.

o   Kedua, jika di dalam hati terdapat kelebihan glukosa (gula darah), glukosa akan diubah menjadi glikogen (gula otot) dengan bantuan hormon insulin dan secara otomatis akan menjaga keseimbangan gula darah. Glikogen di simpan di dalam hati, jika sewaktu-waktu dibutuhkan, glikogen di ubah kembali menjadi glukosa dengan bantuan hormon adrenaline.

2.      Metabolisme Protein

Protein dalam makanan hampir sebagian besar berasal dari daging dan sayur-sayuran. Protein dicerna di lambung oleh enzim pepsin,yang aktif pada pH 2-3 (suasana asam). Proses pencernaan yang dilakukan pepsin meliputi 10-30% dari pencernaan protein total. Pemecahan protein ini merupakan proses hidrolisis yang terjadi pada rantai polipeptida. Produk yang telah dipecah sebagian besar akan bercampur dengan enzim pankreas di bawah pengaruh enzim proteolitik, seperti tripsin, kimotripsin, dan peptidase. Baik tripsin maupun kimotripsin memecah molekul protein menjadi polipeptida kecil. Peptidase kemudian akan melepaskan asam-asam amino. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber,yaitu penyerapan melalui dinding usus,hasil penguraian protein dalam sel,dan hasil sintesis asam amino dalam sel.

3.      Metabolisme Lemak

Lemak keluar dari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang hormon kolesistokinin. Emulsi Lemak merupakan pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran lebih kecil ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas. Lipase pankreas akan menghidrolisis lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monoligserida (gliserida tunggal). Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh hormon sekretin yang berperan dalam meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas, serta pankreoenzim yang berperan untuk merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas.

D. Hubungan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein

Hasil pencernaan lemak (asam lemak dan gliserol) dan protein (asam amino) masuk ke dalam jalur respirasi sel pada titik-titik yang diperlihatkan. Beberapa titik yang sama bekerja untuk mengalirkan kelebihan zat intermedier ke dalam jalur anabolisme ke sintesis lemak dan asam amino tertentu.

Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hasil dari Siklus Krebs adalah energi ATP, CO2, dan H2O. Hal itu terjadi pada makhluk hidup aerob, sedangkan pada makhluk hidup anaerob tidak menggunakan metabolisme Daur Krebs sebagai penghasil energinya.

BAB II APLIKASI METABOLISME DALAM PANGAN

A.    Fermentasi Tape

·         Dalam proses fermentasi, Enzim yang berperan dalam memperbaiki sifat-sifat fungsional tape singkong adalah enzim amylase dan zymase. Salah satu jenis ragi yaitu Saccharomyces cereviciae yang penting dalam pembuatan tape singkong memiliki sifat dapat memfermentasikan maltosa secara cepat, memperbaiki sifat osmotolesance, rapid fermentation kinetics, freeze, thaw tolerance, dan memiliki kemampuan memetabolisme substrat. Pemakaian ragi dalam pembuatan tape singkong sangat penting karena enzim dari ragi tersebutlah yang nantinya berperan dalam proses fermentasi, serta memberi aroma (alkohol). Rasa masam yang dihasilkan, merupakan hasil hidrolisis pati yang diubah oleh enzim amylase menjadi gula (sukrosa). Enzim invertase mengubahnya lagi menjadi glukosa. Hasilnya berupa alkohol.

·         Jika proses fermentasi terlalu lama alkohol akan menghasilkan asam asetat sehingga dapat menghasilkan tape yang terasa masam. pH atau kadar asam asetat yang tinggi dalam tape dapat mempengaruhi cita rasa tape. Dalam proses fermentasi, glukosa oleh enzim glikolisin akan dipecah dan menghasilkan karbondioksida, air, serta energi. Energi diperlukan oleh enzim amylase, intervertase dalam hal proses fermentasi.

·         Persamaan Reaksi Kimia

2(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O ---amilase→ n C₁₂H₂₂O₁₁

Amilum/pati                                        maltosa

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ---maltase→ 2 C₆H₁₂O₆

Maltosa                                         glukosa

C₆H₁₂O₆ ------→ 2 C₂H₅OH + CO₂

Glukosa                 Alkohol

·         Fermentasi berarti disimilasi anaerobik senyawa-senyawa organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme atau ekstrak dari sel-sel tersebut. Disimilasi yaitu proses pengubahan senyawa didalam sel seperti glikogen dan ATP menjadi senyawa yang tingkat energinya lebih rendah sedemikian rupa sehingga energi dibebaskan dalam proses ini.

·         Berdasarkan kebutuhan oksigen, maka fermentasi dibedakan menjadi dua yaitu fermentasi aerob; proses dissimilasi bahan-bahan disertai dengan pengambilan oksigen. Proses ini disebut juga proses respirasi atau oksibiosis contohnya fermentasi asam nitrat, asam cuka dan lain-lain (Winarno, 1979).

·         Bakteri Asam Cuka

C₂H₅OH  +  OH -------------------------à  CH₃COOH  +  H₂0  +  116 Kkal

Etanol                                                                 Asam Cuka