MODUL 4VITAMIN DAN MINERAL

Kegiatan Belajar 1 : VitaminTujuan:Mahasiswa mampu menjelaskan tentang jenis, struktur, sifat, peranan dan sumber vitamin dan serta senyawa antivitamin.

VitaminVitamin adalah molekul organik yang di dalam tubuh mempunyai fungsi yang sangat bervariasi. Fungsi vitamin dalam metabolisme yang paling utama adalah sebagai kofaktor. Di dalam tubuh diperlukan dalam jumlah sedikit (micronutrient). Biasanya tidak disintesis di dalam tubuh, jika dapat disintesis jumlahnya tidak mencukupi kebutuhan tubuh, sehingga harus diperoleh dari makanan atau diet.Pengertian Vitamin adalah sekelompok senyawa organik amina yang sangat penting dan sangat dibutuhkan oleh tubuh, karena vitamin berfungsi untuk membantu pengaturan atau proses kegiatan tubuh (vitamin mempunyai peran sangat penting dalam metabolisme tubuh), karena vitamin tidak dapat dihasilkan oleh tubuh. Jika manusia, hewan dan ataupun makhluk hidup lain tanpa asupan vitamin tidak akan dapat melakukan aktivitas hidup dengan baik, kekurangan vitamin menyebabkan tubuh kita mudah terkena penyakit.Nama Vitamin sendiri berasal dari gabungan kata bahasa Latin yaitu vita yang artinya hidup dan amina (amine) yang mengacu pada suatu gugus organik yang memiliki atom nitrogen (N), karena pada awalnya vitamin dianggap demikian. Kelak diketahui bahwa banyak vitamin yang sama sekali tidak memiliki atom N. Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya, senyawa vitamin ini digunakan tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang secara normalUntuk bisa mendapatkan asupan vitamin tidaklah sulit, bisa dikatakan kebanyakan makanan yang kita konsumsi setiap hari telah mengandung vitamin hanya saja mungkin kita tidak menyadari besar kecilnya kandungan vitamin yang kita konsumsi setiap hari.

Cara kerja vitaminCara kerja vitamin yang larut dalam lemak dan yang larut dalam air berbeda. Vitamin yang larut dalam lemak : Vitamin yang larut dalam lemak akan disimpan di dalam jaringan adiposa (lemak) dan di dalam hati. Vitamin ini kemudian akan dikeluarkan dan diedarkan ke seluruh tubuh saat dibutuhkan. Beberapa jenis vitamin hanya dapat disimpan beberapa hari saja di dalam tubuh, sedangkan jenis vitamin lain dapat bertahan hingga 6 bulan lamanya di dalam tubuh. Jenis vitamin yang termasuk golongan ini adalah vitamin A (antixeroftalmia), vitamin D3 (antirakhitis), dan vitamin E (tokoferol atau astisterilitas) Vitamin yang larut dalam air : Berbeda dengan vitamin yang larut dalam lemak, jenis vitamin larut dalam air hanya dapat disimpan dalam jumlah sedikit dan biasanya akan segera hilang bersama aliran makanan. Saat suatu bahan pangan dicerna oleh tubuh, vitamin yang terlepas akan masuk ke dalam aliran darah dan beredar ke seluruh bagian tubuh. Apabila tidak dibutuhkan, vitamin ini akan segera dibuang tubuh bersama urin. Oleh karena hal inilah, tubuh membutuhkan asupan vitamin larut air secara terus-menerus. Jenis vitamin yang termasuk golongan ini adalah vitamin B komlpeks, yaitu tiamin (B1), Riboflavin (B2), peridoksin (B6), kobalamin atau antianemia (B12), niasin, folat, dan pantotenat. Di samping itu kadangkala terdapat vitamin C.

Jenis Vitamin Berdasar pada KelarutannyaBerdasarkan kelarutannya, vitamin dapat dibedakan menjadi dua, yaitu vitamin yang larut dalam lemak (vitamin A, D, E, dan K) dan larut dalam air (vitamin B dan C). Telah disebutkan di depan bahwa tubuh kita membutuhkan sedikit vitamin. Secara umum vitamin berfungsi sebagai pengatur proses-proses kimia dalam tubuh. Agar lebih jelas, perhatikan uraian berikut.

Struktur molekul beberapa jenis vitaminTiamin (vitamin B1): Kadar tiamin rata-rata pada daging ikan telah diketahui yaitu sekitar 0,04 mg/100g daging ikan. Struktur kimia tiamin berbobot molekul 337, dapat dilihat pada gambar dibawah.

Molekul ini tersusun dari inti pirimidin dan inti tiazol yang dihubungkan oleh jembatan metilen (-CH2-). Bagian pirimidin mempunyai kemantapan nisbi tinggi, sedangkan bagian tiazol segera terbuka di dalam larutan alkalis. Tiamin mengandung sebuah gugus amino pada lingkar pirimidin dan nitrogen kuartener yang sangat aktif pada lingkar tiazol. Lingkar tiazol juga mengandung sebuah gugus etoksi yang melakukan reaksi seperti gugus hidroksil dan penting untuk kesehatan enzim.Riboflavin (vitamin B2): Kadar riboflavin rata-rata pada daging ikan adalah sekitar 0,07 mg/100g daging ikan. Adapun struktur kimia riboflavin dapat dilihat pada gambar berikut.

Molekul riboflavin terdiri atas struktur lingkar isoalixazin dan rantai samping gula pentose (ribosa). Riboflavin disintesis oleh semua tumbuhan hijau dan oleh kebanyakan bakteri, jamur, kapang, dan khamir.Kelompok piridoksin (vitamin B6): Vitamin B6 bukanlah suatu zat tunggal, tetapi terdiri dari 3 senyawaan yang berkaitan, yaitu peridoksin, piridoksal, dan piridoksamin. Adapun tumus struktur ketiga jenis persenyawaan ini adalah sebagai berikut:

Piridoksin disintesis oleh tumbuhan hijau daun dan mikroorganisme. Vitamin B6 ini sebagian besar terdapat dalam jaringan sebagai fosfat piridoksal dan piridoksamin. Fosfat piridoksal berfungsi sebagai koenzim dalam sejumlah reaksi kimia yang melibatkan asam-asam amino.Sianokobalamine (vitamin B12): Vitamin B12 adalah senyawa Kristal berwarna merah tua. Vitamin ini mengandung inti porfirin dan logam berat kobalt. Bentuk koenzim B12 mempunyai sebuah gugus 5 deoksiandenosil terikat pada gugus metilen. Vitamin B12 bukanlah zat tunggal, melainkan terdiri atas beberapa senyawa yang berkaitan erat dan mempunyai kegiatan serupa. Struktur kimia vitamin B12 dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

Vitamin C (asam askorbat): Kandungan vitamin C pada ikan sangat sedikit yaitu hanya rata-rata 0,33 mg/100g dengan pengecualian pada daging ikan tuna yang mencapai 0,51 mg/100g daging ikan. Rumus struktur asam L-askorbat dan L-awahidroaskorbat dapat dilihat pada gambar berikut.

Tumbuhan dan mamalia selain manusia, kera, dan marmot dapat mensintesis asam askorbat. Asam askorbat ini meningkatkan penyerapan besi dari dalam usus. Selain itu asam askorbat ikut dalam pengangkutan atau transport elektron, dan mempercepat penyembuhan luka dengan pembentukan jaringan ikat baru.Vitamin A (anti xeroftalmia): Vitamin A terbagi 2 jenis, yaitu vitamin A1 dan vitamin A2, yang dibedakan pada jumlah ikatan rangkat pada cincin pirolnya. Pada vitamin A1 hanya terdapat satu ikatan rangkap, sedangkan vitamin A2 terdapat dua ikatan rangkap. Rumus struktur vitamin A1 dan A2 bisa dilihat sebagai berikut.

Vitamin D: Vitamin D adalah suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan sekelompok senyawa yang mirip secara kimia. Terdapat 11 sterol yang mempunyai kegiatan seperti vitamin D, antara lain vitamin D2 (kalsiferol) dan vitamin D3 (kolesterol aktif). Selain itu, di alam terdapat juga ergosterol (provitamin D2) dan 7-dehidrokolesterol (provitamin D3). Vitamin D3 adalah bentuk vitamin yang terkandung dalam kebanyakan minyak hati ikan, merupakan bentuk yang dihasilkan oleh kegiatan sinar matahari pada 7-dehidrokolesterol dalam kulit ikan. Mekanisme pembentukan vitamin D3 bisa dilihat pada gambar berikut.

Pada beberapa spesies seperti ikan cod, penimbunan vitamin A dan D ditemukan dalam hati. Sedangkan pada ikan herring, vitamin D ditemukan dalam kelenjar tubuh. Selanjutnya pada ikan cucut dan pari sedikit mengandung vitamin D.Vitamin E (antisterilitas): Vitamin E terdapat dalam beberapa bentuk, yaitu alpha, beta, gamma, dan delta tokoferol. Struktur kimia umum tokoferol-tokoferol ini dilihat pada gambar berikut.

Vitamin E terdapat dalam konsentrasi terbesar di dalam minyak sesayuran dan yang terkaya adalah minyak kacang kedele. Selain itu, vitamin E juga terdapat di dalam minyak gandum, telur, dan hati ikan. Adapun kandungan vitamin E pada hati ikan sekitar 0,53 mg/100g hati ikan.

Senyawa Anti-VitaminUntuk mendukung proses metabolisme tubuh dan meningkatkan daya tahan tubuh, makhluk hidup membutuhkan asupan makanan yang banyak mengandung gizi. Memang ada sebagian zat yang sudah dapat diproduksi oleh tubuh namun sebagian besar zat gizi lainnya harus diperoleh dari makanan maupun minuman yang dikonsumsi. Namun agar kandungan gizi dapat optimal diserap oleh tubuh, harus diwaspadai adanya antivitamin yang terdapat dalam makanan.Antivitamin adalah senyawa yang berpengaruh menghambat atau meniadakan kerja vitamin. Sifat ini disebabkan karena rumus bangun kimiawi yang hampir sama dengan vitamin, sehingga ada kompetisi antara vitamin dan anti-vitamin atau karena anti-vitamin bereaksi dengan vitamin itu. Zat ini bisa bersifat alami maupun hasil sintesis kimiawi buatan pabrik yang mengandung struktur atau komposisi kimiawi yang mirip dengan vitamin atau memang merupakan derivate dari vitamin, sehingga menimbulkan kompetisi. Keduanya bersifat saling antagonis dan saling meniadakan.

Defisiensi VitaminMemang tidak ada bahaya langsung masuknya vitamin dengan zat antagonisnya tersebut bagi tubuh secara langsung. Zat ini berbeda dengan racun atau bahan kimia lainnya yang langsung bereaksi dan dapat segera dirasakan akibatnya terhadap tubuh. Meskipun demikian, apabila hal tersebut berlangsung secara terus-menerus dan terjadi pada jenis vitamin tertentu. Hal inilah yang kemudian menyebabkan terjadinya defisiensi vitamin.Defisiensi vitamin dapat terjadi akibat obat dan toksin yang menghambat protein pengangkut vitamin, enzim pada jalur biosintetik, atau protein pengikat koenzim. Senyawa yang menimbulkan defisiensi vitamin kadang-kadang disebut antivitamin.

Cara Kerja Anti-vitaminAda beberapa mekanisme kerja anti vitamin dalam tubuh. Selain berkompetisi dan saling meniadakan, ada juga zat antagonis yang menyebabkan enzim tak dapat berfungsi akibat tempat molekul vitamin dalam enzim direbut oleh zat antagonisnya. Selain itu juga ada zat antagonis yang justru bereaksi dengan vitamin membentuk zat baru yang lebih kompleks, sehingga vitamin juga tak dapat diserap oleh tubuh.Berikut tabel vitamin dan Anti - vitaminnya :

NOVITAMINANTI-VITAMIN

1Vitamin A Citral

2Vitamin D B- karotin (rumput kering)

3Vitamin E-

4Vitamin K Dicoumarol warafrin

5Tiamin Tiaminase (ikan segar, kerang, khamir) neo-piritiamin oxytiamin

6Riboflavin Isoriboflavin fenilriboflavin

7Niasin Indol acetic acid

8Piridoksin 4-deoksipiridoksin 4-metoksipiridoksin

9Biotin Avidin (putih telur mentah) lisolesitin

10Cholin Tri-etil kolin

11Asam Folat Aminopterin ametoptern

12Vit C Glucoascorbic acid

Pada keadaan tertentu bahan pangan dapat mengandung suatu zat yang bisa menghalangi aktivitas suatu vitamin dan bahkan merusaknya. Zat yang demikian disebut anti-vitamin atau anti-metabolit untuk vitamin tersebut.

Contoh Anti-vitaminPada ransum untuk tikus putih dengan kadar timin cukup, penambahan antivitamin berupa piritiamin, yang merupakan formula dengan struktur kimia hampir mirip dengan tiamin, hanya saja piritiamin mengandung kelebihan dua sulfur, gejala defisiensi tiamin terjadi. Gejala yang timbul tersebut dapat diatasi dengan penambahan level tiamin yang lebih tinggi. Ion-ion bisulfit dari piritiamin bersifat sangat merusak tiamin dengan cara memecah molekul tiamin menjadi pirimidin dan tiazol. Pada putih telur terdapat zat kimia anti-vitamin B6, jika memakan ini maka tubuh akan deficit vitamin ini. Pada kuning telurlah terdapat zat kimia yang menetralkan anti-vitamin B6 itu.Etanol adalah suatu antivitamin yang menurunkan konsentrasi hampir semua koenzim di dalam sel. Misalnya, etanol menghambat penyerapan tiamin, dan asetaldehida yang dihasilkan dari oksidasi etanol menggeser piridoksal fosfat dari tempat ikatan proteinnya, sehingga mempercepat degradasi piridoksal fosfat

Contoh antivitamin pada ikanGejala paralisis pada tikus yang diberi ikan mentah. Paralisis tersebut disebabkan oleh suatu antivitamin yang terkandung pada ikan mentah tertentu yang merusak tiamin. Antivitamin tersebut berupa enzim tiaminase, yang memecah molekul tiamin menjadi dua bagian komponen penyusunnya, sehingga tidak berfungsi lagi.

Kegiatan Belajar 2 : MineralTujuan:Mahasiswa mampu menjelaskan tentang mineral, struktur, sifat, peranan dan sumber mineral yang berperan dalam metabolism.

MineralDefinisi mineral menurut pandangan nutrisi adalah suatu bahan anorganik yang dibutuhkan untuk proses kehidupan baik dalam bentuk ion atau elemen bebas. Mineral dapat diperoleh dari makanan karena tubuh tidak dapat memproduksi mineral). Elemen yang dibutuhkan tubuh terbagi 2 yaitu mikroelemen dan makro elemen. Makro elemen meliputi: sodium, potasium, klorida, magnesium, fosfor dan kalsium, sedangkan mikro elemen: besi, tembaga, zinc, yod, dan fluor. Fungsi mineral antara lain sebagai katalisator berbagai reaksi biokimawi dalam tubuh, transmisi sinyal / pesan pada sel saraf, membantu produksi hormone, berperan dalam pencernaan dan penggunaan makanan, juga merupakan bagian dari organ vital seperti tulang, darah, gigi.Mineral sebagai kofaktor: Banyak enzim yang mengandung ion metal (metaloenzim). Ion tersebut berfungsi mirip dengan koenzim. Fungsi dari metal tersebut dalam enzim sangat bervariasi, bisa sebagai katalis contohnya Zn. Adapula metal yang penting untuk meningkatkan efisiensi enzim, seperti ATP-Mg.Magnesium (Mg)Merupakan kation bivalent, cenderung berfungsi sebagai chelator. Lebih banyak ditemukan di intraseluler sel daripada di dalam serum darah. Mineral penting, selain Ca dan fosfor, terdapat di intraseluler sel yang sering ditemukan berikatan dengan ATP (berperan sebagai kofaktor). ATP yang berikatan dengan Mg merupakan substrat yang lebih efektif bagi enzim enzim yang membutuhkan ATP. Mg penting bagi manusia karena berperan dalam reaksi penghasilan energi. Pompa Na/K yang mengatur konsentrasi elektrolit di dalam sel, dikontrol oleh ATP sehingga keseimbangan elektrolit di dalam sel sangat tergantung pada Mg. Pengolahan makanan seringkali menghilangkan Mg dalam makanan.

Kalsium (Ca)Merupakan mineral yang sulit diperoleh dari makanan kita sehari-hari. Berfungsi pada kontraksi otot, secondary messenger, pembentukan tulang dan otot, koagulasi darah, pemecahan glikogen dan aktivator siklus kreb. Untuk melakukan kontraksi, otot membutuhkan ATP (dalam myofibril), tapi yang menstimulasi terjadinya kontraksi adalah Ca.

Potassium (K)Merupakan mineral esensial dan dikenal sebagai elektrolit. Fungsi tubuh dalam keadaan normal tergantung pada konsentrasi K di dalam dan luar sel. Berfungsi menjaga potensial membran sel dan sebagai kofaktor enzim. Pada membrane sel, K menjadi kation utama di dalam sel, sedangkan N sebagai kation utama di luar sel. K di dalam sel berjumlah 30 kali lebih tinggi dibanding di luar sel, sedangkan Na di luar sel sebanyak 10 X lebih tingg jika dibandingkan dengan di dalam sel. Perbedaan konsentrasi berupa gradien elektrokimiawi membran menghasilkan potensial membrane. Potensial membran penting dalam penyampaian sinyal untuk komunikasi antar sel pada sel saraf. K juga berperan sebagai kofaktor contohnya pyruvat kinase pada metabolisme karbohidrat.

Besi (Fe)Menjalankan fungsi utamanya bersama-sama dengan protein dan tembaga membentuk hemoglobin (memindahkan O2 dari paru-paru ke jaringan yang membutuhkan). Penting pula untuk pembentukan myoglobulin (pengangkut O2 di dalam otot). Penting untuk penderita thyroidisme. Keseimbangan antara Fe, Zn dan Cu sangat penting untuk menjaga dan mencegah thyroidisme.

Fe terdapat dalam bentuk Ferro (Fe2+) atau Ferri (Fe3+) dimana di dalam tubuh ditemukan berasosiasi dengan protein. Di dalam tubuh tersimpan dalam jumlah besar dalam protein disebut ferritin . Dalam bentuk bebas di dalam tubuh konsentrasinya sangat rendah. Karena ion ferri tidak larut dalam air. Mungkin ion ferro toksik bagi sel karena bereaksi dengan hidrogen peroksida membentuk radikal hidroksil.

Makanan biasa mengandung ion ferri, sedangkan untuk mudah diserap tubuh harus berada dalam bentuk ion ferro. Karenanya reduksi ion ferri menjadi ion ferro membutuhkan asam askorbat (vit C) atau dengan suksinat.

Zinc (Zn)Element essensial dalam makanan baik pada tumbuhan, hewan dan manusia. Dibutuhkan untuk pembentukan substansi genetik dalam sel dan untuk reproduksi biologis. Diperlukan juga dalam sintesis DNA dan RNA. Merupakan bagian dari 200 metaloenzim. Defisiensi Zn tidak spesifik karena banyaknya enzim yang membutuhkan Zn.

Daftar PustakaChiyaniezz.blogspot.com/2011/04/fungsi-vitamin-k.htmlId.wikipedia.org/wiki/vitamin(a,d,e,k)Kesehatan.kompas.com/read/2010/06/tanda.kekurangan.vitaminRidwanaz.com/kesehatan/pengertian-vitamin-jenis-jenis-vitamin-sumber-sumber-vitamin/Suwetja,I.K.2011.Biokimia Hasil Perikanan.Media Prima Aksara : JakartaAnne. 2010. Senyawa Anti Vitamin. http://www.anneahira.com/anti-vitamin.htm, diakses tanggal 13 Oktober 2012.dr.brahm U. 1996.Biokimia kedokteran dasar. Jakarta. penerbit : EGC.http://majalahkesehatan.com/jenis-jenis-vitamin-yang-wajib-anda-ketahui, diakses tanggal 13 Oktober 2012.http://www.kesehatan123.com/2453/fungsi-vitamin-dan-manfaatnya, diakses tanggal 13 Oktober 2012.Pramono, Pram. 04 Juli 2009. http://gizisehat.wordpress.com, diakses tanggal 13 Oktober 2012.

Wikipedia. Vitamin. http://id.wikipedia.org/wiki/Vitamin, diakses tanggal 13 Oktober 2012.