Jumat, 14 September 2012

BAB 8



ENERGI BIOKIMIA


Makanan merupakan syarat utama bagi kehidupan. Makanan adalah bahan bakar tubuh yang diperlukan untuk menghasilkan energi yang dimanfaatkan untuk melakukan kegiatan sehari-hari dan perawatan tubuh.
            Dalam percobaan ini, kita akan menentukan jumlah energi panas yang dihasilkan oleh berbagai makanan. Kita akan menggunakan kalorimeter sederhana, yaitu suatu alat untuk mengukur energi yang dikeluarkan dalam pembakaran makanan. Untuk menentukan kalori makanan (perhatikan huruf besar K), kita juga akan melihat perbedaan antara garam kalori dengan kalori makanan dan membandingkan energi dari karbohidrat, lemak dan protein.

A. Tujuan       : Untuk membuat dan menggunakan kalorimeter sederhana untuk menentukan jumlah energi makanan dalam manisan marsmallow
B. Bahan        : Karton berukuran 10 cm x 25 cm, Aluminium foil, Karet gelang, Tanah liat, Kertas roti, Klip kertas, Manisan marsmallow, Gelas ukur, Air, Botol berukuran 250 ml, Termometer, Korek api, 2 sarung tangan, Pengukur waktu
Catatan : Marsmallow adalah sejenis manisan atau permen yang lunak dan berwarna putih. Selain rasanya enak, marsmallow juga dapat bersinar dalam kegelapan. Berikut ini disampaikan cara membuat marsmallow.
Bahan-bahan : ¼ cangkir tepung jagung, cangkir gula halus, 1 bungkus gelatin yang tidak berasa, cangkir air, cangkir gula pasir, 1 sendok teh sari vanili, Sedikit garam
Cara membuat :
1. Apakah tepung jagung dan gula halus, dan tempatkan dalam mangkuk. Lapisi sebuah loyang berukuran 20 x 20 cm dengan sedikit mentega. Kemudian, taburi 1 sendok makan campuran tepung jagung dan gula halus ke dalam loyang
2. Taburkan gelatin ke dalam panci yang berisi air, kemudian biarkan terendam selama 5 menit. Tambahkan gula pasir dan aduk di atas api sedang hingga gelatin dan gula terlarut.
3. Masukkan campuran gelatin, sirup jagung, dan vanili ke dalam mangkok besar dan aduklah menggunakan mixer dengan kecepatan tinggi selama 15 menit sampai mengembang.
4. Masukkan adonan hasil langkah ke-3 ke dalam loyang yang sudah dipersiapkah dan ratakanlah bagian atasnya. Kemudian, diamkan selama 2 jam.
5. Potonglah marsmallow tersebut dengan menggunakan pisau basah menjadi 4 bagian, dan pisahkan pula ujung yang satu dengan yang lain.Taburkan sisa campuran tepung jagung dan gula halus pada kertas kue, dan bolak baliklah keempat bagian marsmallow-mu ke dalamnya. Potong setiap bagian marsmallowmu menjadi 9 potong dan gulung-gulungkan setiap potongnya di atas campuran tepung jagung dan gula halus.
6. Letakkan marsmallowmu di atas nampan kue dan tutuplah bagian atasnya dengan serbet kertas. Kemudian, biarkan selama satu malam untuk mengeringkan permukaannya. Simpanlah di tempat yang rapat sehingga marsmallowmu awet selama satu bulan.

C. Langkah-langkah Kerja
1.  Bungkus karton dengan aluminium foil.
2.  Bentuklah karton yang sudah dibungkus aluminium foil itu menjadi sebuah tabung. Kemudian ikatlah dengan karet gelang.
3.  Buatlah 2 potong kertas roti saling menyilang yang digunakan sebagai dasar tabung karton.
4.  Letakkan tanah liat seukuran buah kemiri di tengah kertas roti.
5.  Tutupi tanah liat itu dengan aluminium foil sebagai pelindung.
6.  Luruskan salah satu ujung klip kertas sehingga salah satu ujungnya membentuk kait. Masukkan ujung yang berkait itu ke tanah beraluminium foil sehingga bagian kawat yang lurus berdiri tegak.
7.  Tancapkan manisan marsmallow di ujung kawat.
8.  Gunakan gelas ukur untuk memasukkan air sebanyak 50 ml ke dalam stoples.
9.  Masukkan termometer dalam stoples berisi air.
10.  Ukur suhu air mula-mula.
11.  Sulutlah manisan marsmallow dengan api pada 2 atau 3 sisinya.
12.  Dengan menggunakan sarung tangan, segera sungkupkan tabung karton berlapis aluminium foil ke manisan yang terbakar.
13.  Letakkan stoples berisi air di atas tabung.
14.  Mintalah bantuan temanmu menghidupkan pencatat waktu.
15.  Ketika manisan berhenti terbakar, mintalah ia mematikan pencatat waktunya.
16.  Catat lama manisan terbakar.
17.  Segera aduklah air pelan-pelan dengan termometer.
18.  Baca dan catat suhu akhir ini.
19.  Hitung perbedaan suhu dengan mengambil selisih absolut (mengurangi suhu tinggi dengan suhu rendah) antara suhu mula-mula dengan suhu terakhir. Lihat lampiran 1 untuk contoh penghitungan.
20.  Hitung perubuhan suhu per unit waktu dengan membagi perubahan suhu dengan waktu pembakaran.
21.  Buat tabel data seperti terlihat di bawah ini.
Tabel data
Sampel makanan
Suhu
Waktu pembakaran
Awal
Akhir
Perubahan
Manisan
72°F (22°C)
88°F (32°C)
16°F (10°C)
1,5 menit



Gambar 8.1

D. Hasil          : Hasil pengamatan menunjukkan perubahan besar 16°F (10°C) dalam waktu 1,5 menit atau 10,7°F (6,7°C) per menit.

E. Penjelasan
Pembakaran adalah proses penggabungan oksigen dengan suatu zat dan melepaskan energi (kemampuan untuk melakukan pekerjaan). Manisan yang terbakar menghasilkan panas (suatu bentuk energi), yang ditunjukkan dengan menghangatnya air. Hewan tergantung pada panas yang dihasilkan secara internal (dalam tubuh hewan itu sendiri), yang dihasilkan oleh suatu proses “pembakaran” yang sangat lambat yang disebut respirasi (pernafasan). Dalam reaksi kimia ini, glukosa bergabung dengan oksigen menghasilkan energi. Semua makanan dapat menyediakan energi bagi tubuh. Kalorimeter digunakan untuk mengukur energi yang dilepaskan ketika makanan terbakar.
            Unit ukuran energi disebut kalori. Satu gram kalori (ditulis dengan huruf kecil k) adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram air sebesar 1°C. Satu Kalori makanan (ditulis dengan huruf besar K) adalah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1.000 gram air sebesar 1°C. Satu kalori makanan sama dengan 1.000 gram kalori. Kalori makanan dari energi yang dilepaskan selama pemanasan manisan diserap oleh air sehingga meningkatkan suhu air.

F. Tugas Percobaan Dengan Pendekatan Baru
Apakah semua makanan melepaskan energi dan jumlah yang sama dalam satu menit ? Ulangi percobaan dengan mengganti manisan dengan makanan lain seperti kacang, keju, nasi dan roti. Kemudian buat grafik batang yang menunjukkan jumlah energi yang dilepas oleh masing-masing makanan.



G. Merancang Percobaan Mandiri
1.  Gunakan langkah berikut ini untuk menghitung jumlah Kalori makanan yang dilepas oleh setiap makanan yang terbakar. Lihat Lampiran 2 untuk contoh soal Kalori makanan.
     a. Hitung gram kalori yang dilepas.
        Gram kalori = banyaknya air x panas spesifik x perubahan suhu.
        Pertimbangkan kenyataan sebagai berikut.
§  Kalori jenis air adalah suatu konstanta yang sama dengan 1 kal/g°C (kalori yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebesar 1°C).
§  50 ml air beratnya 50 gram karena berat jenis air = 1/ml.
     b. Ubahlah gram kalori menjadi kalori makanan
        Kalori makanan =
2.  Makanan yang digunakan dalam setiap percobaan tidak terbakar seluruhnya. Untuk menentukan jumlah gram setiap contoh makanan yang diubah menjadi energi, bagilah jumlah makanan Kalori per gram menjadi banyaknya Kalori makanan yang diserap oleh air. Daftar Kalori makanan per gram untuk makanan yang berbeda dapat dijumpai dalam buku nutrisi.
3.  Tubuh manusia menggunakan energi melalui kegiatan : Gerak Dinamik Khusus (Spesific Dynamic Action/SDA, menyerap, kemudian memetabolisme makanan dan mengubahnya menjadi energi), dan metabolisme dasar (semua pekerjaan yang terjadi di dalam tubuh untuk mempertahankan hidup). Energi yang diambil tubuh sama dengan energi yang digunakan, ditambah energi yang disimpan. Hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut.
energi masuk = energi keluar + energi yang diserap
Energi masuk adalah banyaknya Kalori makanan yang dimakan. Energi keluar adalah energi yang dipakai selama melakukan kegiatan, SDA, dan metabolisme dasar. Energi yang tidak digunakan disimpan sebagai lemak tubuh. SDA sama dengan kurang lebih 10% dari energi masukan makanan, dan metabolisme dasar sekitar satu makanan Kalori per jam, per kilogram berat badan.
               Tentukan energi masukan selama 24 jam dengan mencatat makanan yang kita makan dengan menggunakan penghitungan kalori yang dapat ditemukan pada buku nutrisi untuk menentukan Kalori makanan setiap besaran makanan. Catat jumlah Kalori makanan dalam tabel data seperti yang ditunjukkan pada halaman berikut. Lanjutkan pencatatan lama waktu setiap kegiatan fisik selama 24 jam dengan menggunakan informasi penghitungan kalori pada Lampiran, kemudian hitung dan catat kalori kegiatan fisik selama masa pengujian. Hitung SDA dan metabolisme dasarmu.
               Hasil total dari seorang yang dites pada tabel data. Contoh penghitungan untuk menentukan kalori makanan, kalori kegiatan fisik, SDA, dan metabolisme dasar dicantumkan pada Lampiran. Informasi lebih lanjut tentang energi keluaran dan masukan dapat ditemukan pada buku karangan Carl H. Synder yang berjudul The Extraordinary Chemistry of Ordinary Things (New York : Wiley, 1992) halaman 341-344.
Tabel Data Untuk Tes Subjek
Tanggal
Energi masuk
= Energi keluar + Energi simpanan

(Kalori) makanan yang termakan
Latihan + SDA + Basal + Tersimpan






Total
5.000 K
= 2.315 K + 500 K + 1.632 K + 5.53 K

H. Tugas Mandiri
1. Banyaknya kalori makanan dalam makanan ditentukan oleh bom kalorimeter. Baca buku nutrisi untuk menemukan bagaimana alat ini bekerja.
      2.   Hukum Termodinamika I menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihilangkan. Energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, seperti pada percobaan mula-mula. Dalam pembentukan kimia di dalam manisan, energi diserap dan disimpan. Pembakaran manisan melepaskan energi yang disimpan. Reaksi kimia biasanya diikuti oleh penyerapan atau pelepasan energi. Carilah lebih jauh tentang bertambah dan hilangnya energi selama perubahan kimia. Definisikan dan beri contoh reaksi endotermik dan eksotermik.
      3.   Satu gram lemak menghasilkan energi dua kali lipat dibandingkan satu gram protein atau karbohidrat. Carilah  perbedaan energi dari komponen makanan utama ini. Berapa banyaknya energi yang disediakan oleh setiap komponen makanan utama ? Apakah jaringan adipose (jaringan penghubung yang menyimpan lemak dan yang sel-selnya digelembungkan oleh titik-titik lemak) itu, dan berapa energi yang bisa disimpannya ?

Tidak ada komentar:

Posting Komentar