Struktur Kimia pada Zat Makanan

1. Karbohidrat

Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa organik yang hanya mengandung atom C, H dan O dengan perbandingan atom hidrogen:oksigen yakni 2:1 (seperti pada air). Dengan kata lain, karbohidrat mempunyai rumus empiris yaitu Cm(H2O)n  (dimana m berbeda dengan n). Walaupun pada rumus empiris menggunakan H2O, namun kenyatannya tidak ada molekul air yang terikat langsung pada rantai karbon karbohidrat.

Pada konsep biokimia, karbohidrat sering disebut dengan sakarida. Sakarida atau karbohidrat dibagi menjadi empat jenis, yaitu monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Secara umum, nonosakarida dan disakarida mempunyai rumus molekul yang kecil, dan sering disebut gula.

Struktur Karbohidrat

Sakarida alami biasanya berupa sakarida sederhana yang disebut monosakarida dengan rumus umum (CH2O)n dimana n bisa tiga atau lebih. Monosakarida  mempunyai struktur

H-(CHOH)x(C=O)-(CHOH)y-H dengan adanya gugus aldehida atau keton. Rantai terbuka monosakarida berdampingan dengan rantai tertutup dimana gugus karbonil (C=O) aldehida dan keton dan gugus hidroksi (-OH) bereaksi membentuk hemiasetal dengan membentuk jembatan C-O-C. Monosakarida dapat terhubung satu sama lain membentuk polisakarida atau oligosakarida.

2. Protein 

Pengertian Protein

Protein merupakan senyawa yang ditemukan dalam semua sel hidup, yaitu pada hewan dan tanaman. Protein mempunyai peran penting untuk mempertahankan struktur dan fungsi semua bentuk kehiduan. Protein kata berasal dari kata Yunani protos, yang berarti primer atau pertama. Protein sangat penting untuk pertumbuhan dan perbaikan, dan fungsi protein tidak terbatas. Setiap sifat yang menjadi ciri khas suatu organisme hidup dipengaruhi oleh protein.

Struktur Protein

Struktur protein merupakan sebuah struktur biomolekuler dari suatu molekul protein. Setiap protein, khususnya polipeptida merupakan suatu polimer yang merupakan urutan yang terbentuk dari berbagai asam L-α-amino (urutan ini juga disebut sebagai residu). Perjanjiannya, suatu rantai yang panjangnya kurang dari 40 residu disebut sebagai sebagai polipeptida, bukan sebagai protein. Untuk dapat melakukan fungsi biologis, protein melipat ke dalam satu atau lebih konformasi spasial yang spesifik, didorong oleh sejumlah interaksi non-kovalen seperti ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals, dan sistem kemasan hidrofobik. Struktur tiga dimensi perotein sangat diperlukan untuk memahami fungsi protein pada tingkat molekul.

Struktur protein bervariasi dalam hal ukuran, dari puluhan hingga ribuan residu. Protein diklasifikasikan berdasarkan ukuran fisik mereka sebagai nanopartikel (1-100 nm). Sebuah protein dapat mengalami perubahan struktural reversibel dalam menjalankan fungsi biologisnya. Struktur alternatif protein yang sama disebut sebagai konformasi.

struktur primer sekunder tersier kuartener protein

Struktur Primer Protein

Struktur primer protein mengacu pada urutan asam amino linier dari rantai polipeptida. Struktur primer disebabkan oleh ikatan kovalen atau peptida, yang dibuat selama proses biosintesis protein atau disebut dengan proses translasi. Kedua ujung rantai polipeptida yang disebut sebagai ujung karboksil (C-terminal) dan ujung amino (N-terminal) berdasarkan sifat dari gugus bebas. Perhitungan residu selalu dimulai pada akhir N-terminal (gugus amino, -NH2), yang merupakan akhir dimana gugus amino tidak terlibat dalam ikatan peptida. Struktur primer protein ditentukan oleh gen yang berhubungan dengan protein. Sebuah urutan tertentu dari nukleotida dalam DNA ditranskripsi menjadi mRNA, yang dibaca oleh ribosom dalam proses yang disebut translasi. Urutan protein dapat ditentukan dengan metode seperti degradasi Edman.

Struktur Sekunder Protein 

Struktur sekunder mengacu sub-struktur reguler. Dua jenis utama dari struktur sekunder yaitu alfa heliks dan beta sheet, yang diusulkan pada tahun 1951 oleh Linus Pauling. Struktur sekunder ditentukan oleh pola ikatan hidrogen antara gugus peptida rantai utama. Struktur sekunder mempunyai geometri reguler, yang dibatasi untuk nilai-nilai tertentu dari sudut dihedral ψ dan φ pada plot Ramachandran.

Struktur Tersier Protein

Struktur tersier mengacu pada struktur tiga dimensi molekul protein tunggal. Alfa heliks dan beta sheet dilipat menjadi suatu bulatan. Lipatan tersebut dikendalikan oleh interaksi hidrofobik, tapi struktur tersebut dapat stabil hanya bila bagian-bagian protein terkunci pada tempatnya oleh interaksi tersier yang spesifik, seperti jembatan garam, ikatan hidrogen , dan kemasan ketat rantai samping dan ikatan disulfida.

Struktur Kuartener Protein

Struktur kuartener adalah struktur tiga dimensi dari beberapa subunit protein yang terikat bersama. Dalam konteks ini, struktur kuaterner distabilkan oleh interaksi non-kovalen yang sama dan ikatan disulfida sebagai struktur tersier. Kompleks dari dua atau lebih polipeptida disebut multimer.

3. Asam Lemak

Pengertian Asam Lemak

Asam lemak adalah suatu senyawa golongan asam karboksilat yang mempunyai rantai alifatik panjang, baik jenuh maupun tak jenuh. Asam lemak alami mempunyai rantai dengan jumlah atom karbon genap dari 4 hingga 28. Asam lemak merupakan turunan dari trigliserida atau fosfolipid. Asam lemak bebas adalah asam lemak yang tidak terikat pada molekul lain. Asam lemak merupakan sumber bahan bakar makhluk hidup yang sangat penting, karena ketika termetabolisme, asam lemak menghasilkan ATP dengan jumlah yang besar. Beberapa tipe sel depat menggunakan baik karbohidrat ataupun asam lemak sebagai bahan bakar.

Di bawah ini adalah tabel lengkap dari contoh-contoh asam lemak tak jenuh.

Nama	Rumus Struktur
Asam miristoleat	CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH
Asam palmitoleat	CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
Asam sapienat	CH3(CH2)8CH=CH(CH2)4COOH
Asam oleat	CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
Asam elaidat	CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
Asam vaksenat	CH3(CH2)5CH=CH(CH2)9COOH
Asam linoleat	CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Asam linoelaidat	CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Asam α linoleat	CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Asam arakhidonat	CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH
Asam eikosapentaenoat	CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH
Asam erukat	CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH

Asam lemak jenuh

Asam lemak jenuh merupakan asam karboksilat rantai panjang dengan panjang rantai 12 hingga 24 dan tidak berikatan rangkap. Karena asam lemak jenuh hanya mempunyai iakatan tunggal, masing-masing atom karbon dalam rantai mengikat dua atom hidrogen kecuali karbon omega yang mempunyai tiga atom hidrogen pada ujungnya.

Contoh asam lemak jenuh disajikan pada tabel berikut:

Nama	Rumus Struktur
Asam kaprilat	CH3(CH2)6COOH
Asam kaprat	CH3(CH2)8COOH
Asam laurat	CH3(CH2)10COOH
Asam miristat	CH3(CH2)12COOH
Asam palmitat	CH3(CH2)14COOH
Asam stearat	CH3(CH2)16COOH
Asam arakhidat	CH3(CH2)18COOH
Asam bahenat	CH3(CH2)20COOH
Asam lignoserat	CH3(CH2)22COOH
Asam serotat	CH3(CH2)24COOH

4. Vitamin

Rumus Kimia Vitamin 

Rumus Kimia Vitamin A

C₂₀H₃₀O

Vitamin A ini banyak mengandung senyawa yang disebut retinol. Retinol paling dominan manfaatny. Senyawa retinol inilah yang banyak manfaatnya bagi tubuh salah satunya untuk kesehatan indra penghlihatan. Berikut ini struktur molekul retinol

retinol (wikipedia)

Rumus Kimia Vitamin B
Vitamin b jenisnya bermacam-macam. Ada 8 jenis vitamin b dan rumus kimia dari masing-masing vitamin berbeda-beda berikut juga dengan struktur molekulnya. 8 jenis vitamin b tersebut adalah

Vitamin B1 (yudidtiamin)
Vitamin B2 (riboflavin)
Vitamin B3,(niasin)
Vitamin B5 (asam pantotenat)
Vitamin B6 (piridoksin)
Vitamin B7 (biotin)
Vitamin B9 (asam folat)
Vitamin B12 (kobalamin)

Rumushitung ambil 1 saja ya,  Rumus Kimia Vitamin b (riboflavin)

 C₁₇H₂₀N₄O₆

Struktur molekul Vitamin B2

riboflavin (sumber wikipedia)

Rumus Kimia Vitamin C
Vitamin C banyak mengandung senyawa yang berguna menjaga stamina tubuh. Vitamin C merupakan jenis asam yang kita kenal dengan nama asam askorbat. Struktur molekul asam askorbat tampak seperti gambar berikut

vitamin C (wikipedia)

Rumus Kimia Vitamin D
Vitamin D ada 2 jenis, vitamin D2 dan D3 yang masing-masing punya rumus kimia vitamin yang berbeda. Asal sobat tahu vitamin D ternyata turunan dari senyawa kolesterol. Rumus Kimia Vitamin D sangat kompleks. Utamanya terdiri dari atom karbon, hirogen, dan oksigen.

vitamin D3 (wikipedia)

Rumus Kimia Vitamin E
Vitamin E atau yang sering disebut alfa tokoferol punya rumus kimia yang kompleks.  Hal ini bisa dilihat dari strukturnya sebagai berikut

vitamin e (wikipedia)

Vitamin E tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut lemak seperti minyak, lemak, alkohol, aseton, eter dan sebagainya. Karena tidak larut dalam air, vitamin E dalam tubuh hanya dapat dicerna dengan bantuan empedu hati, sebagai pengelmulsi minyak saat melalui duodenum.
Demikian sobat rumus kimia vitamin (tidak semua). Semoga hasil comot-comotan saya ini bisa membantu belajarnya.

5. Mineral

Mineral merupakan suatu zat organik yang terdapat dalam kehidupan alam maupun dalam makhluk hidup. Di alam, mineral merupakan unsur penting dalam tanah, bebatuan, air dan udara. Sekitar 50% mineral tubuh terdiri atas kalsium, 25% fosfor, dan 25% lainnya terdiri atas mineral lain.

Perilaku mineral sering dipengaruhi oleh adanya kandungan makanan lain. Penyerapan mineral diturunkan oleh serat dan perilaku besi, seng, dan kalsium menunjukkan bahwa antaraksi terjadi dengan fitat. Fitat dapat membentuk senyawa kompleks yang tidak larut dengan besi dan seng yang dapat mengganggu penyerapan kalsium dengan menimbulkan pengikisan pada protein pengikat kalsium dan usus.

Mineral dibagi menjadi 3 kelompok berdasarkan jumlah yang diperlukan oleh tubuh, antara lain:

a.Makromineral (Kalsium, Fosfor, Magnesium, Natrium, Kalium, Klorida dan Sulfur).

b.Mikromineral (Zat besi, Seng, Tembaga dan Florida).

c.Ultrace mineral diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil (Yodium, Selenium, Mangan, Kronium, Molibdenim, Baron dan Kobalt).

6. Air

Rumus Kimia Air – Air merupakan komponen penting dalam keseimbangan alam. Air berwarna jernih dan tidak berasa. Senyawa air terbentuk dari atom Hidrogen dan Oksigen. Satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang satu atom oksigen. Atom hidrogen dan oksigen terikat dengan ikatan kovalen. Rumus Kimia Air adalah

H₂O