dd_saputra anti nutritional factors

FC/IPB/06

ANTI NUTRITIONAL FACTORS

Evaluation of Nutritional Value in Food Processing

SAHID University, Jakarta

Dede Saputra

Lecture Note

@_ddsaputra; ENG; Sahid University

Outline

Antitripsin & Kimotripsin

Oligosakarida penyebab flatulensi

Antivitamin & Vit. antagonis

Saponin, Tanin, Hemaglutinin

Nitrosamin, Polifenol


Bahan pangan (BP)

BP terdiri dari 2 komponen:

a) Zat Gizi yakni: KH, Protein, Lemak,

Mineral, Vitamin

b) Non-Gizi yakni;Senyawa Bioaktif, Serat,

ANTI GIZI, Racun

Pangan:nabati/hewani dibutuhkan untuk

mempertahankan kehidupan manusia

sebagai sumber energi, sehingga bahan

pangan diharapkan aman dikonsumsi

artinya tidak menimbulkan efek negatif

apapun bagi yang mengkonsumsinya.


Anti Nutritional Factors

Anti-nutritional factors are those substances

found in most food substances which are

poisonous to humans or in some ways limit

the nutrient availability to the body.

Senyawa-senyawa antinutrisi telah banyak

dipelajari dan diteliti antara lain adalah antitripsin-

antikimotripsin, hemaglutinin, saponin, fitat,

oligosakarida penyebab flatulensi ,tanin, dsb.


Zat anti Gizi Alamiah

Zat Anti Gizi Alamiah:

Senyawa dari dalam bahan itu sendiri

bersifat racun atau dapat menghambat

penyerapan zat gizi dlm tubuh

Juga dapat menurunkan nilai gizi bahan

pangan

Bagi tanaman sendiri sebagai pelindung diri terhadap hama atau

serangan dari lingkungannya


Zat anti Gizi Alamiah dalam Pangan

Zat Anti Gizi Senyawa

Aktif

Sumber Pengaruh

Tripsin Inhibitor Protein Kacang;

Ubi Jalar

Menghambat Kerja Tripsin

Sehingga Pencernaan

Protein Terganggu

Hemaglutinin/

Lektin

Protein Kacang-

kacangan

Penggumpalan Sel Darah

Merah

Asam fitat Phosphat Padian,

Kacangan

Menghambat Penyerapan

Zat Besi

Tanin Polifenol Daun, Buah,

Kulit, Biji

Semua

Tanaman

Menghambat Aktivitas

Enzim Pencernaan,

Menghambat Absorbsi Zat

Besi

Na-Oksalat Oksalat Umbi, Talas Menghambat Absorbsi

Kalsium


Zat anti Gizi Alamiah dalam Pangan...contd

Zat Anti Gizi Senyawa Aktif Sumber Pengaruh

Sianogen Glukosida Kacang Koro,

Ketela Pohon

Keracunan HCN

Gosipil Gosipol Biji Kapas Kerusakan Hati,

Perdarahan

Mimosin Asam Amino Lamtoro Rambut Rontok

Asam Jengkolat Asam Amino Jengkol Penyumbatan

Saluran Seni

Solanin Alkaloid Kentang Gangguan Saraf

Goitrogen Glikosida Kubis, Lobak Gaki

Saponin Glikosida Kedelai Hemolitik

Durin Glikosida Sorgum Keracunan HCN

Fenema (1976) ; Makfoed (1983)

ANTITRIPSIN


Antitripsin:

dapat menghambat aktivitas enzim proteolitik

protein dengan BM 4000-8000

mengandung/tidak mengandung gugus gula

ditemukan dalam bahan pangan terutama

kacang-kacangan dan serealia

terdapat dalam kacang kedelai

pertama kali diisolasi oleh KUNITZ (1945)

sehingga disebut inhibitor Kunitz

Contoh antitripsin lain: Jenis: 1,9 S; BM: 16400 ; Penemu:Yamamoto & Ikenaka (1967)

Jenis: F1; BM: 18300; Penemu: Rattali & Steiner, hasil

pemisahan komponen-komponen inhibitor Kunitz

Mekanisme Penghambatan


Penghambatan enzim proteolitik (tripsin dan

kimotripsin) oleh senyawa ANTITRIPSIN:

pembentukan ikatan kompleks antara enzim proteolitik & senyawa antitripsin,

interaksi protein-protein

Mekanisme sekresi enzim tripsin dari pankreas


Pengaruh Fisiologis


PEMBENGKAKAN PANKREAS (HIPERTROFI)

Memproduksi lebih banyak enzim protease (tripsin,

kimotripsin)

PENGHAMBATAN PERTUMBUHAN

Kekurangan AAE belerang sehingga sintesa protein terhambat

kedelai: defisiensi AAS enzim protease kaya akan AAS dengan adanya antitripsin terbuang ke feses

a) Antritipsin hanya bertanggung jawab thd 40%

penghambatan pertumbuhan dan hipertrofi

pankreas

b) sisanya akibat sifat protein kedelai yang belum

terdenaturasi

c) Kombinasi antara antitripsin dan protein kedelai

mentah yang belum terdenaturasi

Pengaruh Antitripsin pada Manusia


spesies hewan dg berat pankreas > 0,3% (berat pankreas/berat tubuh) hipertrofi spesies hewan dg berat pankreasnya < 0,3% tidak hipertrofi pada manusia antitripsin hampir tidak berpengaruh

Cara penghilangan:

pemasakan: destruksi & denaturasi protein antitripsin inaktif (perubahan konformasi alami protein : pH, pelarut organik, deterjen)

Hubungan antara hipertrofi pankreas & berat

relatif pankreas :


Antitripsin

Proses menghilangkan antitripsin:

~ T, t, ukuran partikel bahan dan kadar

air bahan

Direndam air beberapa waktu

(pengukusan pada P (atm) aktivitas anti

tripsin hancur)

Ekstruksi

Efektivitas perebusan lebih besar dari

pada pengukusan

Otoklaf : P= 15 psi; t= 15-20 menit

(Hampir seluruh antitripsin kedelai

hancur)


Analisis antitripsin in vitro

Penentuan kadar antitripsin berdasarkan

penurunan kecepatan hidrolisis suatu substrat alami

(kasein) atau substrat sintetik (BAPNA; benzoil-DL-

arginin-p-nitroanilid) oleh enzim tripsin.

Perubahan warna yang terjadi diukur dengan

spektrofotometer pada = 410 nm.

Satu satuan tripsin (trypsin unit, TU) didefinisikan

sebagai peningkatan 0.01 satuan ABS pada

= 410 nm per 10 ml campuran reaksi pada kondisi

yang digunakan.

Aktivitas inhibitortripsin dinyatakan sebagai satuan

tripsin yang dihambat (trypsin unit inhibited, TUI)


Penetapan Aktivitas Antikimotripsin

(Kakade et.al.1974)

Dasar : Penurunan kecepatan hidrolisis

substrat kasein oleh enzim kimotripsin

dengan adanya faktor antikimotripsin pada

sampel yang dianalisis.

Anti tripsin mengurangi kecepatan hidrolisis kasein oleh enzim kimotripsin

Protein tak terhidrolisa diendapkan dan disaring Ukur dengan spektrototometer, 275 nm dengan satuan CUI

(Chemotripsin Unit Inhibtor)


HEMAGGLUTININS

Hemagglutinins: Hemagglutinins are proteins that have the characteristic ability to

agglutinate red blood cells in a fashion similar

to antibodies.

hemaglutinin (fitohemaglutin; lektin)

terdapat dalam kacang-kacangan

merupakan glikoprotein dengan BM antara

36.000-132.000, tergantung dari derajat

polimerisasinya


Sumber

Hemagglutinins

Kacang tanah,

Kacang Kedelai,

Navy Beans,

Kacanga Kapri, dll.

Serealia,

Umbi-umbian

(peran tidak jelas)

Hemaglutinin memiliki spesifitas

terhadap jenis sel

darah merah

(spesies) sehingga

Boyd & Shapleigh

(1954)mengusulkan

nama LEKTIN


HEMAGGLUTININS... Contd

karena terdapatnya spesifitas

terhadap jenis sel darah merah

(spesies) Boyd & Shapleigh (1954) mengusulkan nama LEKTIN

Hemaglutinin terdiri dari 4 subunit,

identik/tidak mempunyai sisi aktif

pengikat gula mampu mengaglutinasi sel atau mengendapkan Glikoprotein

Glikoprotein yang mengandung 1-4% KH

Aglutinasi sel darah merah ikatan antara gugus gula pada hemaglutinin

dan pada dinding sel


Sifat Antinutrisi Hemaglutinin

kedelai kecil sekali peranannya kacang merah (kacang jogo) toksik

(kematian)

inaktivasi pemanasan (perebusan, otokalf) denaturasi protein

Mekanisme kerja >> menurunkan nilai gizi mengikat sisi reseptor spesifik dari permukaan

sel epitelial usus

penyerapan nutrien (zat-zat gizi) terhambat

penurunan daya cerna

bereaksi dengan brush border enterosit dari

duodenal dan jejunal mengganggu

penyerapan nutrien


PENGARUH HEMAGLUTININ TERHADAP

MANUSIA:

Sepanjang dilakukan perlakuan pemanasan pengaruh thd manusia tdk ada

pemanasan tidak cukup

makanan anak/bayi dari campuran serealia

dan kacang-kacangan

pencampuran tepung kedelai dengan tepung

terigu

ANALISIS:

Dapat dilakukan secara in vitro. Penentuan

kadar hemaglutinin ditetapkan berdasarkan

kemampuannya u/ mengendapkan

atau mengaglutinasi sel darah merah

yang dapat diamati baik secara visual/

spektrofotometri.


PADA MAKANAN TERDAPAT PHITOHEMOGLUTININ

(PHG)

Menyebabkan terjadinya:

Aglutinasi sehingga menghambat penyerapan

Asam Amino

Menurunkan Daya Cerna

Nilai gizi pada pangan akan diserap

>>>>PERTUMBUHAN TERHAMBAT>>>>

DAPAT DIHILANGKAN dengan INAKTIVASI

Hilang: RENDAM air sebelum pemanasan

Aktivitas menurun: PEMANASAN UAP

Hancur : PANAS TINGGI & cukup lama


PHYTIC ACID (PA)

Phytic acid (PA): Myoinositol 1,2,3,4,

5,6-hexakisdihydrogen phosphate

found in cereals & legumes at levels

ranging from 0.4% to 0.6% by weight.

PA a/ bentuk utama fosfor dalam biji tanaman

Legumes, nuts, oilseeds

Senyawa ini sulit dicerna sehingga fosfor dalam

fitat tidak dapat digunakan oleh tubuh.


MASALAH GIZI YANG DITIMBULKAN FITAT

Fitat dapat mengkelat mineral, kalsium (Ca),

magnesium (Mg), besi (Fe) & seng (Zn), sehingga

akan menurunkan ketersediaan mineral-mineral

secara hayati.

Beberapa kation dapat dikelat kuat diantara 2 gugus

fostat berbeda atau secara lemah pada 1 grup fostat

GARAM FITAT

P

P P

P H

H H

H H

H

H H

P

P

P

P P

P H

H H H H

H

H H

P

P

Ca

Zn+

H

Fe+


Fosfor

Asam fitat + protein senyawa kompleks

~Kecepatan hidrolisis protein oleh enzim

proteolitik karena terjadi perubahan

konformasi protein

Asam fitat -/ Hidrolisis Ovalbumin & Elastin

oleh enzim pepsin

Kemampuan asam fitat mengkelat ion logam

hilang bila gugus fostat terhidrolisa oleh enzim

fitase.

Enzim fitase : asam fitat inositol+asam fostat


- dimurnikan dari mikroba

- untuk menghidrolisis asam fitat dlm bahan makan

Fitase: * terdapat dalam mukosa usus tikus,

ayam, sapi, manusia

* Optimum pH 7.0-8.6

tidak mampu menghidrolisis

fitat makanan ~ Ca2+ usus

ANALISIS: Pembentukan endapan Fe-fitat yang tidak larut asam (Oberleas 1971 & Wheeler & Ferrel, 1971) Reaksi Fe Klorida & asam Sulfosalisilat dengan asam fitat (Latta &

Eksin 1980)

Kompleks Fitat & Feri yang tidak dapat bereaksi dg ion tiosianat u/ membentuk kompleks Kromatografi HPLC

(Tangen djaja et.al. 1980)


SAPONIN

Suatu glikosida yang apabila

dihidrolisis secara sempurna akan

menghasilkan gula dan satu fraksi

non-gula yang disebut sapogenin

atau genin.

SAPONIN:

Turunan KH: glikosida

Hasil hidrolisa gula + sapogenin (genin)

Gugus gula: Glu, Gal, Ar, Rham, Galakturonat,

Glukuronat

Gugus sapogenin : - Triterpenik (C-30)

- Steroidik (C-27)


SAPONIN

Saponin bit gula (triterpen

Triterpen (C 30)

SIFAT FISIK SAPONIN

3. Dapat mengendap

dlm lrt garam

(terutama logam brt)

4. Dpt berinteraksi dg

seny. fenol & alkohol

kompleks

SIFAT FISIK SAPONIN

1. Jarang dalam

bentuk

murni/kristal

2. Larut dalam air; sdkt

dlm metanol/etanol

pkt & dingin; tdk

larut dalam pelarut

organik


SAPONIN

Jumlah & jenis gula-gula yang terdapat

dalam saponin bervariasi, antara lain glukosa,

galaktosa, arabinosa, ramnosa serta asam

galakturonat dan glukoronat.

Sapogenin dapat dibedakan menjadi 2 jenis,

yaitu sapogenin triterpenik dan steroidik.

Sumber : hampir setiap tanaman bbrp.btk

sifat saponin nama umum

Contoh : kac. kedelai: 5 macam saponin

(A,B,C,D,E)


SAPONIN

Pengaruh Negatif :

Ransum + Saponin dapat:

menghambat pertumbuhan anak ayam dan tikus

meningkatkan Kolesterol ok

menghambat penyerapan zat gizi, pertumbuhan

aktivitas enzim kolinestera se, kimotripsin,

tripsin, papain, proteolitik >>> Interaksi non

spesifik antara saponin dan protein.


SAPONIN Hemolisis SDM

Interaksi saponin dengan senyawa-senyawa

yang terdapat pada permukaan membran sel

seperti kolesterol, protein dan fosfolipid.

Destruksi ikatan antara kolesterol dan fosfolipid

yang bertanggung jawab terhadap kohesi fase

lipid membran sel.

H E M O L I S I S

AKTIVASI SAPONIN:

Konsentrasi; Pemanasan uap; sapogenin : Gula

(Saponin)


SAPONIN

Analisis Saponin

Reaksi berwarna (Gestetner et.al. 1963)

dengan reaktif liebermann Burchard

Asam sulfat dan vanilin (Hiai et.al. 1975)

Kromatografi lapis tipis (Wolf & Thomas

1970)


OLIGOSAKARIDA FLATULENSI

Oligosakarida merupakan senyawa

yang mengandung ikatan -galatosida yang dikaitkan dengan timbulnya flatulensi

Ciri-ciri:

terdapat dalam : biji-bijian, kacang-

kacangan

beberapa oligosakarida; verbaskosa,

stakiosa, rafinosat tdk dicerna

usus mamalia tidak ada enzim

-galaktosidase


OLIGOSAKARIDA FLATULENSI

Fermentasi bakteri usus: Meningkatkan

gas : CO2

Tanda-tanda patologis :

- sakit kepala

- pusing

- penurunan konsentrasi

- odema kecil


Penghilangan Oligosakarida

Flatulensi:

Perendaman dalam air

Perkecambahan

Fermentasi

Penentuan kadar oligosakarida:

Dapat dilakukan dengan Kromatografi

Kromatografi gas

Kromatografi lapis tipis

Kromotografi kertas


ANTI VITAMIN

Suatu senyawa yang dapat bekerja

mencegah aktivitas vitamin, sehingga dapat

menyebabkan defisiensi vitamin.

ANTI VITAMIN A

Lipoksidase (Liposigenase) pada kedele

Menghancurkan (oksidasi) dan karoten

Sitral (citral) dalam minyak jeruk

kekurangan vitamin A akibat citral terdeteksi


ANTI VITAMIN D

Protein kedele mentah ricketsia Menghambat penyerapan Ca dan P

ANTI VITAMIN E

Kidney Beans

* Kacang-kacangan mentah (Phaseolus vulgaris)

* Bahan aktif :

- larut alkohol dan stabil panas

- tidak larut alkohol dan tahan panas * Alfalfa

- fraksi larut dalam alkohol

- menghambat penyerapan Vit. E

* Kapri (Pisum sativum)

- mengganggu aktivitas Vit. E sebagai pencegah

keguguran


ANTI VITAMIN K

Sweet Clover (Melilotus officianilis) Hemorrhagi (pendarahan pada ternak) Senyawa aktif: Dicumerol (3.3) Metilenbis 4 hidroksi kumarin) Merendahkan kandungan protrombin dalam darah >>> Pembekuan

ANTI TIAMIN

Thiaminase rumput-rumputan Thiamin Pyrimidylase (Thiamine-base 2-metil-4 amino pyrimidin -5- methyl transterase EC -2.5.1.2)

Aktivitas: Pada organ hewan pada organ ikan

Thiaminase II (Thiamin hydrolase, EC. 3.5.99.2). Tiamin thiazol dan pirimidin Mo (bakteri) produk-produk termentasi (kecap, pikel : sauerkraut)


ANTI RIBOFLAVIN

Hipoglisina dari ackec fruit menghambat aktivitas riboflavin pd percobaan menghambat pertumbuhan tikus

ANTI NIASIN

Kadar Leusin yg tinggi pd sorgum defisiensi niasin pd ransum penyakit pelagra

ANTI PIRIDOKSIN

Pd biji flax tdp 1-amino D-prolin yg bergabung dg asam

glutamat dpt menghambat piridoksin

ANTI BIOTIN (AVIDIN)

Tdpt pd albumin (putih telur) mentah. Avidin dpt membentuk

senyawa kompleks yg tdk dpt dipisahkan oleh enzim

pencernaan tdk dpt diserap Avidin akan didestruksi oleh panas telur harus dimasak dulu sebelum dikonsumsi


ANTI VITAMIN C

Askorbat oxidase mengoksidasi L -ascorbic-acid

Bentuk komersial: Ascorbate oxidase (L-ascorbate:

ozxi dome duictase, E, C-1.10,3.3)

Banyak terdapat : kubis, ketimun, marron, squash

Pangan hewani

Mikroba penghasil ascorbate oxidase :

* Enterobacter

* Penicillium

* Aspergilles

Inaktivasi : Pemanasan 80 oC, 10 menit


ANTI VITAMIN C

* Fenolase: merusak sebagian vit- C

* Enzim oksidase (lipoxy genase)

* Bahan/substat pengikat vitamin:

ikatan spesitik: - sangat cepat

- kuat

- non ekuivalen

- menunjukan sifat kinetik yang jenuh

- aktivitas

ikatan non spesitik: - aktivitas

- kuat

- kovalen

- mudah berdisosiasi

- menunjukan kinteik yang jenuh


NITROSAMIN.......

Dibagi 2 bagian :

Nitrosamin volatil Nitrosamin non-volatil

Ad. Nitrosamin volatil

adalah grup nitrosamin yang relatif non polar &

mempunyai berat molekul rendah

contoh: N - nitrosodimetil amin ( NDMA )

N - nitrosodietiamin ( NDEA )

N - nitrosopirolidin ( NPYR )

N - nitosotiazolidin ( NTHZ )


NITROSAMIN.......

Ad. Nitrosamin non volatil

adalah grup nitrosamin yang lebih

polar dan mempunyai BM yang

lebih tinggi

contoh : N Nitrosoprolin

N Nitrosadietanolamine

(NDELA)


NITROSAMIN.......

Nitrosamin dapat terbentuk dengan mudah dari interaksi antara nitrit dan amin sekunder

2 HNO2 N2 O3 + H2O

R1 R1

NH + N2O3 N-N=O + HNO2

R2 R1

katalis kuat : tiosianat, klorida,

bromida,

katalis kuat : tiosianat, klorida, bromida, dan

iodida


NITROSAMIN.......

Nitrosamin bersifat toksik : - Nitrosodimetilamin (NDMA) >> hepatotoxic

- Umumnya Nitrosamin lainnya bersifat

karsinogenik

- Nitrit dalam Curing daging dapat

membentuk nitrosamin

Vitamin E dapat menghambat reaksi nitrosasi

dengan konsentrasi 50 ppm dapat

ditambahkan dalam Curing pada daging


NITROSAMIN.......

Produk olahan kedelai (tahu, susu kedelai

cair / tepung dan miso) dapat menghambat

pembentukan nitrosamin dari nitrit dan

dialkilamin in vitro

Belum diketahui bagaimana pengaruh

produk-produk kedelai terhadap

pembentukan nitrosamin in vivo


POLIFENOL

Polifenol tanaman asam fenolat flavonoid

tanin

Polifenol terdapat pada: akar; batang; daun; bunga

buah; biji

Tanin::: menurunkan daya cerna protein & bioavailabilitas mineral (Fe))

Asam Fenolat::: asam klorogenat; asam kafeat; senyawa O-difenol lain

Asam Fenolat mudah teroksidasi::: karena O2 - suasana alkali, atau

- enzim polifenol oksidase


POLIFENOL..... Contd

Asam Fenolat mudah teroksidasi:::

karena Radikal ortosemikuinon/

molekul orto-kuinon SANGAT REAKTIF

PRODUK warna coklat; BM

SENYAWA POLIFENOL (as.fenolat. flavonoid, tanin)

Sifat antinutrisi:

1. membt.kompleks dg.protein: DC menurun

availabilitas lisin menurun

2. membt.kompleks.dg.mineral : ketersediaan

mineral menurun


POLIFENOL..... Contd


Prot - lisin


Prot - lisin

Pencegahan :

- perendaman dlm air

- perendaman larutan garam

- blanching

- sulfurisasi:

sulfit maka mencegah browning non-enzimatik

Reaksi:: Gula reduksi + Asam amino

berikatan Aldehid/keton X amina


Referensi Created by: [email protected]

Lecture Note of Evaluation of Nutritional Value in Food Processing

Dewanti TW. 2012. Komponen non-gizi. Universitas Brawijaya.

[15 Oktober 2012]

Palupi NS , Zakaria FR, Prangdimurti E . 2007. Modul e-Learning

Evaluasi Nilai Gizi Pangan. Departemen Ilmu & Teknologi

Pangan-Fateta-IPB.

S Khokhar, Apenten RKO. 2012. Antinutritional factors in food

legumes and effects of processing. The Role of Food,

Agricultural, Forestry and Fisheries in Human Nutrition.

Vol IV.


Thank You Created by: [email protected]

Lecture Note of Evaluation of Nutritional Value in Food Processing

dd_saputra anti nutritional factors

Documents

bahan pangan terutama

a zat gizi

gizi yaknisenyawa bioaktif

vitamin b non