Want It

BIOKIMIA, Protein, Asam Amino, Lipid, Karbohidrat, Vitamin, dan Mineral

PROTEIN

Protein adalah suatu zat dalam susunan kimianya mengandung unsur-unsur oksigen, carbon, hydrogen, nitrogen dan kadang-kadang mengandung unsur-unsur lain seperti sulfur dan fosfor.

1. Komposisi kimia dari protein

Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino terdiri atas unsur-unsur karbon, hydrogen, oksigen dan nitrogen. Disamping itu mengandung unsure-unsur fosfor, besi, iodium, dan kobalt. Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui sampai sekarang yang terdiri atas sembilan asam amonni esensial (asam amino yang tidak dapat dibuat tubuh dan harus didatangkan dari makanan) dan sebelas asam amoni non-esensial.

2. Klasifikasi protein

a. Berdasarkan bentuknya protein dikelompokkan sebagai berikut :

·         Protein bentuk serabut (fibrous) Protein ini terdiri atas beberapa rantai peptida berbentu spiral yang terjalin. Satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik protein bentuk serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi untuk tahan terhadap enzim pencernaan. Kolagen merupakan protein utama jaringan ikat. Elasti terdapat dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah) dan jaringan elastis lain. Keratini adalah protein rambut dan kuku. Miosin merupakan protein utama serat otot.

·         Protein globuler Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur, susu, plasma, dan hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning telur, dan gizi tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan seperti timus dan pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat. Protein konjugasi Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.

b. Menurut kelarutannya, protein globuler dibagi menjadi :

·         Albumin : laut dalam air terkoagulasi oleh panas. Ex : albumin telur, albumin serum.

·         Globulin : tak larut air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam, mengendap dalam larutan garam, konsentrasi meningkat. Ex : Ixiosinogen dalam otot.

·         Glutelin : tak larut dalam pelarut netral tapi tapi larut dalam asam atau basa encer. Ex : Histo dalam Hb.

·         Plolamin/Gliadin : larut dalam alcohol 70-80% dasn tak larut dalam air maupun alcohol absolut. Ex : prolaamin dalam gandum.

·         Histon : Larut dalam air dasn tak larut dalam ammonia encer. Ex : Hisron dalam Hb.

·         Protamin : protein paling sederhana dibanding protein-protein lain, larut dalam air dan tak terkoagulasi oleh panas. Ex : salmin dalam ikatan salmon.

c. Berdasarkan senyawa pembentuk

Protein sederhana (protein saja ) ex : Hb

·         Protein kojugasi dan senyawa non protein. Protein yang mengandung senyawa lain yang non protein disebut protein konjugasi, sedang protein yang mengandung senyawa non protein disebut protein sederhana.

·         Glikoprotein terdapat pada hati. Merupakan protein sederhana yang terikat dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu. Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.

d. Berdasarkan keberadaan asam amino esensial.

Dikelompokkan kedelapan asam amino esensial yang harus disediakan dalam bentuk jadi dalam menu makanan yang dikonsumsi sehari-hari.

·         Isoleusin

·         Leussin

·         Lisin

·         Methionin (asam amino esensial), fungsinya dapat digantikan sistin (semi esensial) secara tidak sempurna.

·         Penilalanin, yang fungsinya dapat digantikan tirosin (semi esensial) tidak secara sempurna, akan tetapi paling tidak dapat menghematnya.

·         Threonin

·         Triptopan

·         Valin

Rumus bangun protein :

LEMAK

Lipid adalah senyawa organik berasal dari proses dehidrogenasi endotermal dengan rangkaian hidrokarbon serta mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofobik (tidak suka air). lipid tidak larut dalam pelarut polar seperti air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti alkohol, eter atau kloroform.

A. Lemak sederhana : yaitu ikatan antara

* Ikatan ester asam lemak + alkohol

1. Lemak (fat) = asam lemak + gliserol

2. Lilin (wax) = asam lemak + alkohol

* berat molekul tinggi

B. Lipid kompleks :terdiri dari asam lemak + alkohol (mengikat senyawa lain)

1. Fosfolipid (+asam fosfatidat)

2. Glikolipid (+karbohidrat)

3. Kompleks lain ( sulfolipid, aminolipid)

C. Prekursor lipid yaitu meliputi : Asam lemak, gliserol, alkohol (gliserol & sterol)

D. Derivat lipid yaitu meliputi : steroid, aldehid, lemak, benda keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak, hormone.

Lemak dan minyak dapat dibedakan berdasarkan beberapa penggolongan, yaitu:

1. Berdasarkan kejenuhannya (ikatan rangkap):

a. Asam lemak jenuh

Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal pada rantai hidrokarbonnya. Asam lemak jenuh mempunyai rantai zig-zig yang dapat cocok satu sama lain, sehingga gaya tarik vanderwalls tinggi, sehingga biasanya berwujud padat. Misalnya,
Asam butirat, CH3(CH2)2CO2H, Asam palmitat, CH3(CH2)14CO2H dan Asam stearat, CH3(CH2)16CO2H

b.   asam lemak tidak jenuh

Asam lemak tak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung satu ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya . asam lemak dengan lebih dari satu ikatan dua tidak lazim,terutama terdapat pada minyak nabati,minyak ini disebut poliunsaturat. Trigliserida tak jenuh ganda (poliunsaturat) cenderung berbentuk minyak sedangkan trigliserida jenuh cenderung berbentuk lemak. Misalnya,

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H (asam palmitoleat)

CH3(CH2)7CH=CH(CH2) 7CO2H (asam oleat)

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H (asam linoleat)

CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2=CH(CH2) 7CO2H (asam linolenat)

1.     Berdasarkan sumbernya, minyak dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
a.   minyak yang berasal dari hewan (minyak hewani) dan

b.   minyak yang berasal dari tumbuhan (minyak nabati).

Pada umumnya minyak lebih banyak terkandung dalam tumbuhan, sedangkan hewan mengandung lemak dalam jumlah yang lebih banyak. Minyak yang diperoleh dari berbagai sumber memiliki sifat fisika dan sifat kimia yang berbeda. Menurut Buckel (1985:328), sifat-sifat minyak antara lain sebagai berikut: tidak larut dalam air karena adanya asam lemak yang berantai karbon panjang dan tidak adanya gugus polar, viskositas bertambah dengan bertambahnya rantai karbon, titik cair minyak ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu rantai hidrokarbon, yaitu makin pendek rantai asam lemak penyusunnya, makin rendah titik cair suatu minyak.

2.   Berdasarkan sifat mengering, lemak dan minyak diklasifikasikan menjadi:
a.   Minyak tidak mongering (no-dryng oil)

b.   Minyak setengah mengering (semi-drying oil), yaitu minyak yang mempunyai daya mengering lebih lambat, misalnya minyak biji kapas.

c.   Minyak mengering (drying-oil), yaitu minyak yang mempunyai sifat dapat mengering jika mengalami oksidasi, dan akan berubah menjadi lapisan tebal, bersifat kental dan membentuk sejenis selaput jika dibiarkan di udara terbuka.

Rumus bangun dari lemak adalah :

 

KARBOHIDRAT

Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani, sakcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).

Klasifikasi karbohidrat

Monosakarida

Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi :

·         Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, terutama pada industri pangan. Glukosa (C6H12O6) adalah heksosa monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein.

·         Fruktosa (bahasa Inggris: fructose, levulose, laevulose) adalah gula sederhana (monosakarida) yang ditemukan di banyak jenis makanan dan merupakan salah satu dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa.

·         Disakarida dan oligosakarida

Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah :

ü  Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin glukosa dan lima cincin fruktosa.

ü  Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Untuk mencerna air susu digunakan enzim laktase. Enzim ini membelah molekul laktosa menjadi dua bagian: glukosa dan galaktosa, yang kemudian dapat diserap usus.

ü  Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah:

Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.

ü  Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan.Pada manusia dan vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot.Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai percabangan (α1→6).Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi dengan lebih banyak percabangan, yaitu setiap 8-12 residu. Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel. Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan.

ü  Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi. Rumus bangun karbohidrat adalah sebagai berikut

ASAM NUKLEAT

Definisi asam nukleat adalah senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. Ada dua macam asam nukleat yaitu RNA dan DNA. Nukleotida RNA dan DNA terdiri dari tiga komponen, yaitu pentosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Pada RNA pentosanya merupakan ribosa, sedangkan pada DNA adalah deoksiribosa. Bila nukleotida mengandung ribose, maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribnucleic acid = asam ribonukleat yang berguna dalam sintesis protein. Bila nukleotida mengandung deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA (Deoxyribonucleic acid = asam deoksiribonukleat) yang merupakan bahan utama pementukan inti sel. Dalam asam nukleat terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidin. Baik dalm RNA maupun DNA purin selalu adenine dan guanine. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil; dalam DNA primidin selalu sitosin dan timin. Pada eukariot, asam nukleat deoksiribosa terletak di dalam inti sel yang dilapisi oleh membran inti sedangkan asam nukleat pada sel prokariot tidak dilapisi membran inti, hanya berada di area yang disebut area nuclear atau nucleoid. Asam nukleat ribosa terletak sebagian besar (75%) di ribosom dan selebihnya ada di sitoplasma sel. Manfaat asam nukleat adalah dan menyimpan informasi genetik yang akan diekspresikan, dapat mentranskripsi dan membuat protein-protein yang bermanfaat untuk sistem kerja pada tubuh organisme.

VITAMIN

Vitamin adalah suatu zat senyawa kompleks yang sangat dibutuhkan oleh tubuh kita yang berfungsi untuk mambantu pengaturan atau proses kegiatan tubuh. Tanpa vitamin manusia, hewan dan makhluk hidup lainnya tidak akan dapat melakukan aktifitas hidup dan kekurangan vitamin dapat menyebabkan memperbesar peluang terkena penyakit pada tubuh kita.

Vitamin berdasarkan kelarutannya di dalam air dibedakan menjadi:

- Vitamin yang larut di dalam air : Vitamin B dan Vitamin C

- Vitamin yang tidak larut di dalam air : Vitamin A, D, E, dan K atau disingkat Vitamin ADEK.

1. Vitamin A

Sumber vitamin A antara lain susu, ikan, sayuran berwarna hijau dan kuning, hati, buah-buahan warna merah dan kuning (cabe merah, wortel, pisang, pepaya, dan lain-lain)
2. Vitamin B1

Sumber yang mengandung vitamin B1 gandum, daging, susu, kacang hijau, ragi, beras, telur, dan sebagainya.

3. Vitamin B2

Sumber yang mengandung vitamin B2 sayur-sayuran segar, kacang kedelai, kuning telur, susu, dan banyak lagi lainnya.

4. Vitamin B3

Sumber yang mengandung vitamin B3buah-buahan, gandum, ragi, hati, ikan, ginjal, kentang manis, daging unggas dan sebagainya.

5. Vitamin B5

Sumber yang mengandung vitamin B5 daging, susu, sayur mayur hijau, ginjal, hati, kacang ijo, dan banyak lagi yang lain.

6. Vitamin B6

Sumber yang mengandung vitamin B6 kacang-kacangan, jagung, beras, hati, ikan, beras tumbuk, ragi, daging, dan lain-lain.

7. Vitamin B12

Sumber yang mengandung vitamin B12 telur, hati, daging, dan lainnya.

8. Vitamin C

Sumber yang mengandung vitamin C jambu klutuk atau jambu batu, jeruk, tomat, nanas, sayur segar, dan lain sebagainya

9. Vitamin D

Sumber yang mengandung vitamin D minyak ikan, susu, telur, keju, dan lain-lain

10. Vitamin E

Sumber yang mengandung vitamin E ikan, ayam, kuning telur, kecambah, ragi, minyak tumbuh-tumbuhan, havermut, dsb.

11. Vitamin K

Sumber yang mengandung vitamin K susu, kuning telur, sayuran segar, dll.

Rumus bangun untuk Vitamin adalah sebagai berikut

MINERAL

Mineral merupakan senyawa esensial untuk berbagai proses selular tubuh. Tanpa adanya mineral, tubuh tidak mungkin dapat berfungsi dengan semestinya. Mineral juga berperan penting dalam pembentukkan struktural dari jaringan keras dan lunak, kerja sistem enzim, kontraksi otot dan respon saraf serta dalam pembekuan darah. Mineral sendiri dibutuhkan dalam jumlah kecil oleh karena itu seringkali disebut mikronutrien. Mineral dapat diklasifikasikan menurut jumlah yang dibutuhkan tubuh Anda. Mineral utama (mayor) adalah mineral yang kita perlukan lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral minor (trace elements) adalah yang kita perlukan kurang dari 100 mg sehari. Kalsium, tembaga, fosfor, kalium, natrium dan klorida adalah contoh mineral utama, sedangkan kromium, magnesium, yodium, besi, flor, mangan, selenium dan zinc adalah contoh mineral minor. Mineral yang masuk tubuh lewat makanan sebagian diabsorpsi oleh dinding usus. dan digunakan untuk berbagai kebutuhan hidup.

1. Kalsium

Kalsium adalah mineral terbesar yang dibutuhkan tubuh. Sekitar 2-3 persen dari berat badan adalah kalsium, di mana 98% tersimpan di dalam tulang dan gigi dan 1% di darah. Selain untuk pemeliharaan tulang dan gigi, kalsium juga membantu kontraksi dan relaksasi otot, pembekuan darah, fungsi hormon, sekresi enzim, penyerapan vitamin B12 dan pencegahan batu ginjal dan penyakit jantung.

Sumber: susu dan produk susu (keju, yoghurt, dll), telur, ikan, kacang-kacangan, dan sayuran hijau gelap.

2. Magnesium

Magnesium membantu mengatur kadar kalium dan natrium dalam tubuh, yang terlibat dalam pengendalian tekanan darah. Magnesium berperan penting dalam pemeliharaan jaringan gigi, tulang dan otot, mengatur suhu tubuh, produksi dan transportasi energi, metabolisme lemak, protein dan karbohidrat, kontraksi dan relaksasi otot. Sebagian besar magnesium disimpan dalam tulang dan gigi, sebagian lain di dalam darah dan otot. Jika tidak memiliki cukup magnesium dalam darah, tubuh akan mengambilnya dari tulang, yang pada gilirannya juga dapat menyebabkan tulang keropos.

Sumber: susu, sayur-sayuran berdaun hijau, alpukat, pisang, coklat, produk kedelai seperti tempe atau tahu, biji-bijian dan kacang-kacangan.

3. Besi

Disimpan dalam hemoglobin (sel darah merah), zat besi membawa oksigen ke sel-sel tubuh dan membawa karbon dioksida keluar tubuh, mendukung fungsi otot, enzim, protein dan metabolisme energi. Kekurangan zat besi menyebabkan anemia, kelelahan, kelemahan, sakit kepala dan apatis. Ada dua jenis zat besi dalam makanan: besi heme mudah diserap tubuh dan ditemukan dalam daging, unggas dan ikan. Besi non-heme lebih sulit diserap tubuh dan terdapat dalam tumbuh-tumbuhan seperti kacang-kacangan, brokoli, bayam dan kangkung. Tubuh dapat menyerap 20-40 persen besi dari sumber hewani dan 5-20 persen besi dari sumber nabati. Perlu makan lebih banyak sayuran untuk mendapatkan zat besi yang Anda butuhkan. Untuk meningkatkan penyerapan zat besi, perlu bantuan vitamin C.

4. Zinc (seng)

Zinc terdapat di semua sel tubuh, terutama di kulit, kuku, rambut dan mata. Jika pria, juga menyimpan zinc di prostat. Zinc berperan penting dalam sintesis DNA dan RNA, produksi protein, insulin dan sperma, membantu dalam metabolisme karbohidrat, lemak, protein dan alkohol, berperan dalam mengeluarkan karbon dioksida, mempercepat penyembuhan, pertumbuhan, perawatan jaringan tubuh, dan mendukung indera seperti penciuman dan perasa. Kekurangan zinc menyebabkan gangguan pertumbuhan, kehilangan nafsu makan, penyembuhan lambat, rambut rontok, libido seks rendah, kehilangan rasa dan bau dan kesulitan beradaptasi dengan cahaya malam.

Sumber: air, makanan berprotein tinggi seperti daging sapi, kambing, dan unggas, kerang, kepiting, lobster, kacang-kacangan dan biji-bijian.

5. Selenium

Kita membutuhkan selenium dalam jumlah kecil tetapi teratur untuk kesehatan liver (hati). Selenium banyak ditemukan dalam tanah, sehingga jumlah yang ditemukan dalam sayuran dan buah tergantung pada tempat penanaman dan metode pertanian yang digunakan. Tanaman yang dibudidayakan pada tanah yang terlalu sering diolah akan memiliki selenium yang rendah.

Sumber: daging, ikan dan kacang-kacangan, susu dan produk susu, telur, susu ayam, bawang putih, bawang merah dan sayuran hijau.

6. Kalium, Natrium dan Klorida

Kalium (sering disebut juga potasium), natrium dan klorida adalah mineral yang larut dalam darah dan cairan tubuh lainnya. Mereka terpecah menjadi ion-ion. Ketiga mineral tersebut membuat cairan dalam tubuh tetap konstan dan tidak berfluktuasi. Mereka juga berperan penting dalam transportasi glukosa ke dalam sel dan pembuangan limbah, tekanan darah, transmisi impuls saraf, irama jantung dan fungsi otot. Kekurangan mineral-mineral ini menyebabkan mengantuk, kecemasan, mual, kelemahan, dan detak jantung tidak teratur.

Sumber: hampir semua makanan kecuali minyak, lemak dan gula, tetapi dapat rusak/hilang jika makanan dimasak.

7. Mineral lainnya

Selain mineral-mineral di atas, mineral lain yang dibutuhkan tubuh adalah boron, kromium, tembaga, flor, yodium, mangan, molibdenum, nikel, silikon, timbal, dan vanadium. Selain itu, kita juga membutuhkan dosis yang sangat kecil dari lithium dan aluminium. Tidak ada yang tahu mengapa kita membutuhkan mineral-mineral tersebut dan berapa jumlah yang kita butuhkan. Hal itu tidak begitu penting karena hampir tidak ada orang yang mengalami kekurangan nutrisi tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Desni, 2010, Asam Nukleat. http://nengdesni.blog.com/2010/12/09/asam-nukleat/ Diakses Rabu 21 desember 2011

Godam. 2006. Pengertian dan Definisi Vitamin - Fungsi, Guna, Sumber, Akibat Kekurangan, Macam dan Jenis Vitamin.

http://organisasi.org/pengertian_dan_definisi_vitamin_fungsi_guna_sumber_akibat_kekurangan_macam_dan_jenis_vitamin, Diakses Rabu 21 desember 2011

Indowebster, 2010, Macam-macam Karbohidrat,

http://www.indowebster.web.id/showthread.php?t=108513&page=1 Diakses Rabu 21 desember 2011

Shofyan. Mohamad, 2010, Klasifikasi minyak dan lemak.

http://forum.upi.edu/v3/index.php?topic=15641.0. Diakses Rabu 21 desember 2011

Shvoong. 2011. Pengertian Asam Nukleat. http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2104000-pengertian-asam-nukleat/ Diakses Rabu 21 desember 2011

V. OKSIGEN (O₂) DAN KARBONDIOKSIDA (CO₂)

5.1 OKSIGEN (O₂)

• Sebagai gas yang penting dalam kimia dan biokimia.
• Secara kontinyu dikonsumsi oleh hewan dan tumbuhan, serta diserap untuk proses dekomposisi bahan organik.
• Diproduksi oleh tumbuhan melalui fotosintesis jika cahaya dan nutrien cukup.

   Air yang sangat dingin mengandung kurang dari 5 % oksigen, akan menurun jika suhu air bertambah dan akan berkurang jika dimanfaatkan untuk respirasi dan dekomposisi kimia didalam air. Perairan dengan kadar O₂ tinggi, akan menyebabkan keragaman organisme juga tinggi. Jika O₂ menurun, hanya organisme yang toleran saja yang dapat hidup di tempat tersebut.

Variasi harian O₂ danau oligotroph biasanya rendah, sebaliknya danau eutroph (subur) tinggi. Kadar oksigen diperairan yang eutroph pada siang hari akan tinggi karena banyaknya fitoplankton dan tumbuhan yang berfotosintesis. Sebaliknya pada malam hari semua organisme yang ada didalam air termasuk fitoplankton akan memanfaatkan oksigen yang ada didalam air untuk respirasi. Hal inilah yang menyebabkan fluktuasi kadar oksigen di perairan tersebut.

5.1.1 Sumber-sumber O₂

1. Atmosfir : difusi dan  angin
2. Fotosintesi Tiap liter udara mengandung 300 mg O₂ atau setara dengan  ± 21 %. Di dalam air dengan tekanan 1 atmosfir dan ketinggian 0 m diatas permukaan laut, dapat mengandung O₂ ± 14,6 m/l dan dapat terdifusi pelan. Difusi akan berjalan lebih cepat jika ada pemecahan lapisan permukaan air (film air) yaitu gelombang dan arus. Tekanan parsial O₂ adalah 0,21 atmosfir. Kelarutan udara di dalam air menunjukkan banyaknya gas yang dapat diikat oleh air.

5.1.2 Tekanan Parsial

   Merupakan konsentrasi larutan gas yang seimbang di udara dan di air. Tekanan dari tiap komponen gas akan proporsional dengan konsentrasi campuran gas, sehingga total tekanan akan seimbang dengan semua komponen. Kelarutan O₂ ± 2 kali Nitrogen dan tekanan parsial N₂ adalah 4 kali Oksigen. Sedangkan kelarutan CO₂ ± 30 kali lebih besar dari O₂ dengan tekanan parsial ± 1/700 kali O₂. Sungai yang berarus kuat tanpa polusi dan gelombang yang pecah di tepi pantai (laut, danau, dll) secara alami terus menerus mengalami aerasi sehingga selalu jenuh O₂.

5.1.3 Fotosintesis

            Hanya terjadi pada wilayah danau yang masih mendapat  cahaya yaitu euphotic dan photic zone. Hasil samping dari proses fotosintesis adalah oksigen. Untuk fitoplankton dan tanaman yang hidup tenggelam didalam air oksigen hasil fotosintesis tersebut akan langsung masuk kedalam air. Tetapi untuk tanaman yang posisi daunnya berada diatas air, oksigen tersebut tidak dapat langsung masuk kedalam air.

Penetrasi cahaya mempengaruhi distribusi O₂dan CO₂ dalam air. Jika aktivitas fotosintesis tinggi, produksi O₂ banyak, air akan mengalami kelarutan oksigen yang berlebihan sehingga oksigen menjadi gelembung-gelembung gas. Alga berfilamen akan memanfaatkan gelembung gas ini sebagai daya apung membentuk “Scum like”. Jika produksi ini sangat tinggi, akan terjadi pengaruh negatif di malam hari yaitu O₂ mungkin berkurang (menurun).

   Kelarutan oksigen dipengaruhi suhu. Air dingin mengandung oksigen terlarut lebih banyak daripada air panas. Pada masa air yang panas, danau atau sungai tidak terpolusi akan kehilangan sejumlah besar O₂ dapat mencapai 50 % dibandingkan pada masa air yang dingin.

5.1.4 Respirasi

            Konsentrasi O₂ dan CO₂ didalam air tergantung dari arah reaksi keseimbangan oksigen dan karbondioksida, ke kanan atau ke kiri. Tingkat respirasi juga tergantung pada suhu, jika suhu rendah maka proses respirasi juga berkurang.                   

CO₂ + H₂O    < ::::::::>(CH₂O) n + O₂

            n : selalu 3,6 atau 12 piruvat glucose atau sucrose

Hasil proses dekomposisi di dasar air juga akan menghasilakn gelembung gas (udara). Biasanya gas metan atau sulfur, tergantung mareri yang diuraikan. Konsentrasi gas terbentuk di dalam air tersebut, akan diseimbangkan dari bawah ke atas. Jika gas hasil dekomposisi bersifat aktif mengkikat oksigen,  maka O₂ dalam air akan sangat menurun bahkan mungkin menjadi tidak tersedia bagi organisme.

5.1.5        Potensial Redok (Eh)

            Potensial Redok adalah Voltage yang dihasilkan dari 2 elektrode yaitu hidrogen dengan materi lain yang bereaksi. Pada pH netral 25⁰C pada danau yang teroksigenasi dengan baik akan mempunyai nilai Eh ± + 500 mv (mili volt). Pada kondisi tersebut logam dan nutrien berada dalam thermodinamika yang stabil dan kebanyakan dalam bentuk teroksidasi. Conroh unsur yang teroksidasi adalah Sulfur dalam bentuk SO₄⁼ , Carbon dalam bentuk CO₃^- dan Fe dalam bentuk Fe³⁺. Nilai Eh di wilayah interfase sedimen dan air berpengaruh pada kecepatan kerja bakteri pengurai yang akan menguraikan bahan organik menjadi anorganik. Jika kadar oksidasi mencukupi maka materi anorganik hasil penguraian akan tersedia dalam bentuk yang teroksidasi, sehingga bahan kimia di perairan tersebut tidak mengganggu kehidupan organisme air karena kebituhan oksigen bagi organisme tidak terganggu  oleh pengambilan oksigen dari unsur kimia. Contoh nilai Eh di perairan sebesar :

1.      Eh + 450 s/d + 300 mv  akan banyak ditemukan amonia

2.      Eh + 300 s/d + 200 mv banyak di temukan Fe²⁺

Jika oksigen  ditambah sampai Eh naik kembali menjadi + 500 mv, reaksi dapat terjadi lebih banyak dan air dalam kondisi teroksigenasi. Jadi rendahnya oksigen dalam sedimen juga menghambat pelepasan PO₄^-3 ke dalam air karena P sebagai sumber nutrien.

5.2 KARBONDIOKSIDA (CO₂)

            Merupakan gas yang sangat diperlukan dalam proses fotosintesis, di udara kadarnya sangat sedikit hanya  ± 0,033 % tetapi di dalam air jumlahnya melimpah yaitu dapat mencapai 12 mg/l. Sumber CO₂ dalam air adalah difusi dari udara, proses dekomposisi bahan organik, air hujan dan air bawah tanah maupun hasil respirasi organisme yang ada didalam air. Karbondioksida didalam air :

• Merupakan hasil dari respirasi tanamanan dan hewan
• Bagian penting dari fotosintesis
• Komponen minor di udara, tetapi melimpah dalam air
• Kelarutan karbondioksida adalah 200 kali dari O₂

Jika CO₂ terlarut dalam air akan menjadi asam karbonat (H₂CO₃). Kemudian terdisosiasi menjadi beberapa fraksi seperti ion bikarbonat (HCO₃^- ) dan ion karbonat (CO₃^2-) tergantung pH air. Pada pH 6-8, HCO₃^- akan melimpahdan ion tersebut bersifat sebagai bufer didalam air.  Jika kebutuhan CO₂untuk fotosintesis meningkat, dan CO₂ tidak mencukupi maka akan terjadi penguraian CaCO₃ yang mengendap. Sebaliknya jika kadar CO₂ didalam air cukup banyak dan tersedia ion penyanggah pH yang cukup, maka CO₂ akan diubah menjadi ion CO₃= dan jika bertemu dengan ion posifit seperti Ca+ atau Mg+2 akan menjadi garam karbonat dan diendapkan. Endapan ini sekaligus sebagai cadangan apabila kadar CO₂ dalam air berkurang. Proses pengendapan ini terjadi khususnya pada perairan yang sadah.

Sifat-sifat gas CO₂ adalah :

1. Thermodinamikanya stabil dan tidak mudah teroksidasi
2. Mudah terdifusi dari dan ke atmosfir
3. Kelarutannya dalam air cukup tinggi

   Karbondioksida dalam air dapat dijumpai dalam empat bentuk yaitu :

1. CO₂ gas yang bebas
2. Asam karbonat H₂CO₃
3. Bikarbonat HCO^3-
4. Karbonat CO₃^2-

Perairan tawar yang dikelilingi batu kapur cenderung mengandung CO₂ yang lebih tinggi karena kapur lebih lunak daripada batu beku. Batu kapur dan tanah kapur kaya akan karbonat dan bikarbonat. Air yang melalui batuan tersebut akan cenderung mempunyai pH tinggi (lebih besar dari 7) sehingga kadar CO₂ bebas akan menjadi rendah.

5.2.1 Sumber CO₂

1. Atmosfer di udara ± 0,0 di air 0 meter dpl 1,1 mg/l

Tekanan parsial CO₂ = 0,00033 atm

Kelarutan dalam air ± 200 kali O₂

Danau dengan elevasi tinggi mengandung gas terlarut per unit volume lebih besar. Jadi ketinggian tempat menyebabkan konsentrasi gas terlarut lebih besar.

2. Respirasi (hewan dan tumbuhan air)

Kadar CO₂ akan menurun jika ada fotosintesis tetapi di dalam air ada pengendali yaitu sistem buffer CO₃^2- dan HCO₃^-.

Proses Fotosintesis puncaknya terjadi pada siang hari dan menurun pada sore hari, karena tergantung pada tersedianya cahaya. 

Sebagian besar tanaman menggunakan CO₂ untuk fotosintesis, didapat dari udara atau penguraian HCO^3- dan CO₃^2-. Tetapi ada juga tanaman yang menggunakan HCO^3- sebagai sumber CO₂ setelah diubah dengan enzim karbonik anhidrase.

5.2.2 pH

            Sebagian besar danau ber-pH 6-9. Danau sadah (soda lake) ber-pH 11,5. Danau asam dapat disebabkan karena hujan asam akibat populasi industri sehingga kapasistas buffer menghilang. Danau di padang pasir Afrika Tengah (Danau Utah) = air yang masuk lebih kecil dari jumlah air yang keluar, akibatnya menjadi danau yang alkali, sehingga variasi tanaman dan hewan juga rendah.