MODUL 4

VITAMIN DAN MINERAL

Kegiatan Belajar 1 : Vitamin

Tujuan:

Mahasiswa mampu menjelaskan tentang jenis, struktur, sifat, peranan dan sumber vitamin dan

serta senyawa antivitamin.

Vitamin

Vitamin 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 normal

Untuk 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 vitamin 

Cara 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 Kelarutannya

Berdasarkan 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 vitamin

Tiamin (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-Vitamin

Untuk 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 Vitamin

Memang 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-vitamin

Ada 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 :

NO VITAMIN ANTI-VITAMIN1 Vitamin A Citral2 Vitamin D B- karotin (rumput kering)3 Vitamin E -4 Vitamin K Dicoumarol

warafrin5 Tiamin Tiaminase (ikan segar, kerang,

khamir) neo-piritiamin oxytiamin

6 Riboflavin Isoriboflavin fenilriboflavin

7 Niasin Indol acetic acid8 Piridoksin 4-deoksipiridoksin

4-metoksipiridoksin9 Biotin Avidin (putih telur mentah)

lisolesitin10 Cholin Tri-etil kolin11 Asam Folat Aminopterin

ametoptern12 Vit 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-vitamin

Pada 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 ikan

Gejala 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 : Mineral

Tujuan:

Mahasiswa mampu menjelaskan tentang mineral, struktur, sifat, peranan dan sumber mineral

yang berperan dalam metabolism.

Mineral

Definisi 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 Pustaka

Chiyaniezz.blogspot.com/2011/04/fungsi-vitamin-k.htmlId.wikipedia.org/wiki/vitamin(a,d,e,k)

Kesehatan.kompas.com/read/2010/06/tanda.kekurangan.vitamin

Ridwanaz.com/kesehatan/pengertian-vitamin-jenis-jenis-vitamin-sumber-sumber-vitamin/

Suwetja,I.K.2011.Biokimia Hasil Perikanan.Media Prima Aksara : Jakarta

Anne. 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.