kimia bahan makanan kelompok 9 pencernaan dan penyeraoan makanan fkip kimia unmul

PEMBAHASAN

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN MAKANAN

Tentu saja suatu hal yang aneh, bahwa apapun yang kita makan, struktur tubuh kita, baik daging dan darah, menjadi berubah sedikit demi sedikit.Meskipun tidak terdapat kesamaan yang jelas antara struktur makanan dan struktur tubuh kita. Baik dalam beberapa jam kemudian setelah kita makan,  makanan berubah menjadi daging dan darah. Perubahan ini sangat lengkap sehingga tidak dapat dicapai sebelum makanan melalui proses pemecahan secara drastis yang dikenal sebagai pencernaan.

Pencernaan adalah suatu proses baik proses kimia maupun fisika, proses fisika yang melibatkan pemecahan partikel makanan dengan ukuran yang lebih besar menjadi lebih kecil sedangkan proses kimia melibatkan pemecahan molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil. Bahan makanan adalah zat yang memiliki struktur utama yang rumit dan tidak dapat dilarutkan dimana harus diubah ke dalam bentuk yang lebih sederhana, lebih mudah larut dan lebih aktif sebelum zat tersebut digunakan oleh tubuh. Tidak semua gizi yang ada dibutuhkan untuk dicerna, namun seperti halnya air dan gula sederhana ( sebagai contoh adalah glukosa) dan beberapa vitamin dan garam mineral yang tidak dibutuhkan akan dipecah. Apakah iya atau tidak gizi membutuhkan untuk dipecah oleh pencernaan, mereka tidak dapat dimanfaatkan oleh tubuh hingga mereka melalui peredaran darah, suatu proses yang dikenal sebagai absorpsi atau penyerapan. Selama proses peredaran darah, gizi disebarkan ke seluruh sel tubuh dimana sel-sel tersebut akan memeruskannya ke proses yang lebih kompleks dari metabolisme.

Peranan Enzim dalam Pencernaan

             Proses kimia melibatkan pencernaan yang dihasilkan oleh enzim. Pemecahan kimia pada molekul makanan tanpa bantuan enzim akan terjadi  dengan sangat lambat, dengan demikian kecepatan menjadi bertambah sehingga proses  pencernaan menjadi sempurna setelah beberapa jam. Demikian juga sampai tiga atau empat jam dalam prosesnya alami. Substansi secara sukses dimulai, dan bisa jadi dari beberapa hingga 150.000 atom di dalam satu molekul diubah menjadi beberapa molekul.Hanya dua puluh empat atom (gula sederhana yaitu glukosa). Molekul protein bergerak hingga lima ratus molekul asam amino selama proses pencernaan. Misalnya saja dua contoh yaitu membuatpembersih sebagai magnet dalam kimia yang dibuat dari enzim atau sistem pencernaan.

Setiap tahapan proses pencernaan di hidrolisis dan dikatalis dengan enzim hidrolisis atau hydrolase (lihat gambar 15). Proses hidrolisis dapat diuraikan sebagai berikut : AB + H₂O → AOH + BH. Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bagaimana air memecah menjadi molekul AB memecah menjadi dua molekul kecil AOH dan BH.Salah satunya, sukrosa, salah satu tahapan yang membentuk molekul menjadi dua dan membentuk molekul yang dapat larut dan dapat diabsorbsi. Oleh karena itu, protein, memiliki tingkatan hidrolisis yang tinggi tahapannya sebelum ia membentuk menjadi molekul kompleks.

Proses pencernaan melibatkan enzim berbeda yang mengkatalis kerusakan kimia dari protein, karbohidrat, dan lemak. Nama dari pemecahan hidrolisis katalis tersebut dalam nutrisi yang berbeda ditunjukkan pada tabel 3.1. Sayangnya, tidak ada persetujuan tentang nama dan penulis yang berbeda berdasarkan kesukaan dan kebiasaan. Namun, nama yang diberikan menggambarkan perubahan utama, membawa tentang hidrolisis dalam pencernaan. Peptida dapat dengan sesuai dibagi dalam beberapa susunan peptida, yang membelah menjadi asam amino dari bagian ujung molekul protein dan endopeptida yang menyerang dan membelah dalam molekul protein.

Tabel 3.1. Proses Hidrolisis yang Terlibat Dalam Pencernaan

Nama	Substrat	Produk
Amilase	Zat Tepung	Maltosa
Maltose	Maltosa	Glukosa
Lipase	Lemak	Asam Lemak dan Gliserol
Peptidase	protein	Asam Amino

            Secara selektif dan khusus enzim akan dibahas di akhir bab. Hal ini ditunjukkan bahwa peptida menunjukkan secara sangat selektif dan hanya mengkatalis hidrolisis pada point penting dari molekul protein.Amilase dan enzim yang memecah gula, menunjukkan persamaan tingkat tinggi dan selektif.Oleh karena itu, ditunjukkan sangat jelas bahwa seluruh rangkaian enzim diperlukan untuk mencapai langkah yang diatur untuk memecah protein dan karbohidrat. Di sisi lain, lipase tidak dipilih secara selektif sehingga hanya beberapa lipase yang diperlukan untuk memecah lemak.

Tahap Proses Pencernaan

            Sistem pencernaan itu terpisah dari sistem tubuh dan dapat dianggap sangat sederhana sebagai tahapan pembuluh seperti organ yang melewati tubuh dari mulut dan berakhir di anus. Makanan memasuki sistem di dalam mulut, kemudian melewati esophagus ke dalam perut dan masuk ke usus kecil dan usus besar, secara berangsur-angsur diserap dan diadsorpsi selama proses tersebut. Beberapa sisanya meninggalkan tubuh di akhir sistem. Di dalam apa yang mengikuti tahapan pencernaan dijelaskan dengan cara yang sederhana, memberikan gambaran secara keseluruhan dari proses tersebut. Penjelasan kimia akan diisi nanti setelah pembahasan tentang kimia alami mengenai nutrisi.

PENCERNAAN DI DALAM MULUT.Ketika makanan masuk, ukuran tiap makanan berkurang dan sekresi air liur dari kelenjar air ludah. Sekresi air ludah menempati tanggapan yang cukup penting untuk merangsang, memasak makanan yang baik, sehingga makanan itu merangsang selera ataupun bisa jadi makanan yang cukup baik karena kelenjar air ludah yang seterusnya akan turun ke air ludah. Cairan yang sebelumnya telah diaduk secara baik pada saat mengunyah, diberi minyak dan itu membuatnya semakin mudah. Air ludah merupakan salah satu cara untuk mencairkan dari sebuah padatan yang hanya berkisar sekitar 1 persen. Unsur pokoknya yaitu substansi yang menutupi dan biasa disebut dengan mucin yang membantu dalam pemberian minyak.Selain itu juga mengandung enzim amilase, dan berbagai macam garam anorganik, sodium klorida berlebih yang melengkapi ion klorida untuk mengaktifkan enzim.Pada awal hidrolisis, makanan dimasak yang merupakan katalis dibuat dari amylase di dalam mulut, dan katalis tersebut bergerak sehingga makanan turun ke bawah kea rah esophagus dan selanjutnya ke perut.Enzim tersebut kemudian tidak aktif di dalam perut, tetapi, karena hal itu tidak dapat ditoleransi kekuatan asamnya di lingkungannya.

 

Makanan akan dibawa ke esophagus dari gerakan otot yang disebut peristalsis. Otot yang terbentuk, diperkenalkan dari gelombang peristaltik dan turun ke esophagus, dan membawa makanan tersebut.

PENCERNAAN DI DALAM PERUT. Perut bisa jadi dianggap sebagai tempat penyimpanan cadangan dimana  makanan akan dipersiapkan untuk masuk ke tahap berikutnya di  Usus kecil. Bukan berarti tidak ada pencernaan yang terjadi disini.Tetapi, lapisan pada perut (lambung) memproduksi cairan yang disebut getah lambung.Dua bahan pokok yang diperlukan dari cairan ini adalah enzim dan kandungan asam. Enzim utama adalah pepsin yang dikeluarkan sebagai non-aktif pepsinogen yang telah dibahas pada bab 2, yang menjadi aktif ketika kontak dengan asam klorida yang membentuk unsur asam dari getah lambung.

            Sekitar 20 menit setelah mulai makan,gerakan otot yang kuat mulai di bagian bawah perut(lambung). Kontraksi otot menghasilkan tekanan kedalam dan  gerakan ini menuruni dinding perut (lambung) sebagai gerak peristaltik, jadi makanan akan bergerak terus ke perut (lambung) dan menyebabkan makanan  bercampur dengan getah lambung. Akibatnya, campuran zat asam dan makanan yang disebut chyme meningkat, hingga endopeptidase pepsin mampu mengkatalis proses perubahan protein menjadi molekul sederhana yang disebut pepton. Enzim lainnya dalam getah lambung adalah rennin yang menyebabkan penggumpalan atau pengentalan susu, keasaman dari getah lambung juga menyebabkan bakteri-bakteri yang masuk bersama makanan mati,

Kelebihan aliran getah lambung diperlukan saat makan dan produksi getah lambung ini distimulasi secara psikologi dan cara kimia, pembentukan getah lambung lebih penting dan diatur oleh perasaan gugup yang tidak direncanakan yang mungkin disebabkan oleh penampakan , bau dan rasa dari makanan. pikiran belaka tentang makanan cukup untuk menstimulasi pengeluaran getah, dengan kata lain, aliran getah lambung dapat dihambat oleh berbagai faktor seperti kegembiraan, depresi, kegelisahan dan ketakutan. Beberapa bahan makan bertindak sebagai bahan kimia stimulasi untuk pengeluaran .contohnya ekstraksi daging yang terlarut ketika dimasukkan ke dalam air mendidih, yang sangat kuat dalam hal ini. Makanan dan hidangan daging yang diekstraksi  telah diawetkan, oleh karena itu  menjadi bantuan pencernaan yang berharga di perut (lambung)

Gerak peristaltic menggerakkan chyme ke daerah yang lebih rendah dari perut (lambung) yang terpisah dari daerah atas dari usus kecil, yang disebut duodenum, dengan katup pylorus. Katup terbuka pada interval, jadi memungkinkan porsi kecil dari chyme meninggalkan perut(lambung). Proses ini berlanjut sampai tidak ada chyme tetap di perut(lambung).

PENCERNAAN DIDALAM USUS KECIL. Panggung utama pencernaan terjadi selama berjalannya chyme melalui usus kecil yang panjang.Begitu makanan masuk ke duodenum, cairan pencernaan mengalir. Ada tiga sumber:  hati mengeluarkan empedu yang kemudian disimpan oleh kandung empedu, dan pancreas mengeluarkan cairan pancreas. Kedua sekresi memasuki usus kecil melalui saluran tunggal yang pendek ke duodenum, sekresi ketiga di produksi pada lapisan usus kecil dan disebut cairan usus. Mereka semua diproduksi pada saat yang bersamaan dan karena sifatnya yang basa maka mereka menetralkan keasaaman  chyme. Pada kondisi ini, enzim dari ketiga sekresi dapat memberikan efek katalitik mereka.

cairan pancreas mengandung enzim yang mampu membantu dalam pencernaan tiga tipe nutrisi utama. Antara lain, endopeptidase tripsin dan kimotripsin,melanjutkan degradasi protein yang dimulai oleh pepsin didalam perut(lambung), mereka menyelesaikan pemecahan protein menjadi pepton. Amylase pancreas adalah enzim lain yang dihasilkan cairan pancreas. Kapasitasnya untuk mengkatalis proses hidrolisis dari Jumlah strach dan mengubahnya menjadi maltosa disebutkan pada halaman 15. Akhirnya, lipase pankreas membawa hidrolisis parsial beberapa molekul lemak mengubahnya menjadi zat sederhana yang dapat diserap.

Empedu tidak memiliki tindakan enzim, tetapi mengandung garam empedu yang mengkonversi lemak (yang dicairkan dengan kehangatan perut) menjadi emulsi denda tetesan minyak kecil yang kemudian dapat ditindaklanjuti oleh lipase dari pancreaticjuice tersebut.

Jus usus berisi sejumlah enzim, tiga di antaranya sudah disebut, yaitu maltase, laktase dan sukrase, yang memecah ganda gula maltosa, laktosa dan sukrosa masing-masing menjadi gula sederhana yang dapat diserap.Selain ini, sekelompok exopeptidases disebut erepsin, melanjutkan pemecahan protein dimulai oleh endopeptidases pepsin, tripsin dan chymotrypsin.The exopeptidases menyerang ujung molekul pepton rantai-seperti sampai mereka dipecah menjadi unit-unit kecil yang disebut dipeptides yang hanya berisi dua asam amino. Akhirnya kelompok lain enzim yang disebut dipeptidases memecah dipeptidases menjadi asam amino bebas yang dapat diserap. Selain bentuk perubahan kimia, aktivitas otot terus, sehingga menyebabkan berbagai zat bergerak perlahan ke bawah usus kecil.

PENYERAPAN DI USUS KECIL

Proses pencernaan hampir selesai setelah bahan makanan di usus kecil untuk beberapa waktu. Yang paling rumit dari semua nutrisi, protein, telah dikonversi secara bertahap menjadi asam amino; semua karbohidrat, kecuali selulosa, telah dipecah menjadi gula larut sederhana, whilw lemak telah emulsi dan parlty dibagi menjadi zat sederhana yang disebut asam lemak dan gliserol. Namun, seperti yang akan telah terwujud, sistem pencernaan berbeda dari sisa tubuh, yang dipisahkan oleh dinding tabung pencernaan. Sebelum nutrisi dapat dimanfaatkan oleh tubuh mereka harus melewati dinding ini dan ke dalam aliran darah, dengan proses penyerapan.

Dinding usus kecil panjang dibentuk menjadi lipatan dan pegunungan dan dengan demikian memiliki luas permukaan yang sangat besar. Makanan dicerna hadir dalam usus kecil untuk sekitar tiga atau empat jam, dan seperti yang juga dicampur dengan gerakan peristaltik dinding datang ke cntact intim dengan dinding menyerap usus. Proses penyerapan tidak sederhana, namun, dan melibatkan kedua difusi dan transpor aktif.

Difusi terjadi melalui pori-pori berisi air pada lapisan usus kecil. Lapisan relatif kedap air, dan molekul besar tidak dapat lulus throuh; bahkan molekul larut kecil menyebar melalui hanya perlahan-lahan. Mekanisme disfussion dijelaskan dalam hal kekuatan osmotik, yang tergantung keberadaan mereka pada gradien konsentrasi melintasi membran.Difusi zat terlarut berlangsung sehingga dapat mengurangi gradien konsentrasi, yaitu dari lebih terkonsentrasi untuk solusi kurang terkonsentrasi, asalkan membran permeabel terhadap bahan terlarut.Difusi nutrisi ofsoluble dari usus kecil ke aliran darah karena tergantung pada gradien konsentrasi dan permeabilitas membran.

Meskipun difusi diragukan lagi memainkan bagian dalam penyerapan tidak bisa menjadi satu-satunya mekanisme yang terlibat, untuk tingkat penyerapan lebih besar dari bisa dipertanggungjawabkan oleh difusi saja.Selain itu, sebagai hasil penyerapan, konsentrasi nutrisi dalam darah meningkat dan akhirnya dapat melebihi di usus kecil. Dalam tesis keadaan, di mana arah gradien konsentrasi dicadangkan, difusi menentang proses penyerapan. Penyerapan yang masih berlangsung di bawah kondisi ini ditunjukkan oleh fakta bahwa penyerapan nutrisi paling berlanjut sampai hampir tidak tetap di usus kecil.

Mekanisme dimana nutrisi yang diserap terhadap gradien konsentrasi dikenal sebagai transpor aktif.Cara di mana ini terjadi adalah kompleks dan sejumlah mekanisme yang berbeda mungkin terlibat.Apakah jelas bahwa transportasi aktif melibatkan melakukan pekerjaan terhadap Perangkat osmotik, dan ini mungkin hanya karena energi luar dari sel tubuh yang tersedia untuk tujuan ini.

            Produk protein dan proses pencernaan karbohidrat, namanya asam amino dan gula sederhana, itu pasti terserap oleh kedua difusi tersebut dan tranportasi aktif, tetapi cara kerja penyerapan lemak itu merupakan subjek dari beberapa kontoversi. Ini terlihat aman untuk mengatakan bahwa beberapa lemak yang diserap tidak tercerna dalam bentuk emulsi dan bahwa tetesan lemak masuk secara langsung melalui dinding usus halus; beberapa lemak juga diserap dalam keadaan sebagian terhidrolisis dan beberapa jg diserap sebagai asam lemak dan gliserol.

            USUS BESAR.  Sekitar empat jam setelah mengkonsumsi makanan, makanan tersebut belum dicerna dan diserap dalam usus kecil melewati katup ileaosekal ke penggulung dan tabung pendek disebut usus besar. Tidak ada enzim yang baru yang diproduksi oleh tubuh selama tahap ini tetapi usus besar adalah sumber yang kaya bakteri.Banyak ganguan yang belum dapat dicerna disini zat tersebut seperti selulosa dengan enzimnya sendiri dan sebagian menguraikannya.Selain itu, vitamin k dan vitamin tertentu dari kelompok B disintesis, i.e. dibangun oleh bakteri. Aksi bakteri tersebut tidak dalam jumlah yang besar melainkan dalam bentuk molekul kecil, jika itu dapat diserap, akan melewati dinding usus halus kemudian ke dalam darah. Fungsi utama dari usus besar ialah untuk menghilangkan air dari masa fluida (cairan), proses ini terus berlanjut sebagai fluida (cairan) melalui waktu yang panjang, sehingga pada saat mencapai ujung tabung itu berbentuk semi padat yang dikenal sebagi feses. Dalam sehari, antara 100 dan 200 gram tinja lembab dapat dihasilkan yang mengandung bahan makanan yang tidak tercerna, sisa dari sari yang dicerna, kebanyakan dari keduanya hidup dan bakterinya mati, dan air. setelah berada di usus besar selama sekitar dua puluh jam bahan ini berlalu keluar dari tubuh.

            TRANSPORTASI DALAM TUBUH. Makanan, setelah dicerna dan diserap, memberikan nutrisi yang merupakan bahan baku dari metabolisme tubuh. tapi proses ini belum lengkap tanpa sistem transportasi yang efisien yang mampu membawa nutrisi ke sel-sel yang membutuhkan mereka, kita telah melihat bahwa nutrisi selama penyerapan, masuk ke dalam darah dan merupakan sirkulasi konstan dari darah melalui sistem tubuh yang memungkinkan nutrisi ini akan diangkut ke tempat yang membutuhkannya. darah, yang merupakan empat perlima air, mengandung banyak zat, seperti nutrisi dan hormon, dalam larutan. zat lain, seperti sel-sel darah merah yang mengangkut oksigen yang hadir sebagai sel dalam darah dan dibawa mengelilingi suspensi itu. jantung memompa darah melalui arteri dan masuk secara berturut-turut ke tabung yang lebih kecil, yang terkecil yaitu kapiler. di kapiler, nutrisi dan oksigen dari darah menyebar ke dalam sel di sekitarnya, sementara produk sisa dari sel menyebar ke dalam darah. darah yang membawa bahan sisa masuk ke dalam jaringan pembuluh darah, karbon dioksida yang dikeluarkan oleh paru-paru, sedangkan zat terlarut dikeluarkan oleh ginjal. ada juga penyebaran bebas dari air antara darah dan cairan jarigan, yang memungkinkan cairan yang menggenangi sel akan terus diperbaharui

Sifat atom

            Atom dari sebuah elemen/unsur sangatlah kecil hingga tak bias di ukur/timbang dengan tepat. Bagaimanapun, kita bisa memperhitungkan berat sebuah atom; contohnya atom hydrogen beratnya 0,00000000000000000017 g. sangat sulit untuk menilai/menyadari betapa kecil ini; 0,001 g hydrogen akan cukup tersedia bagi setiap orang di bumi dengan sekitar 2 milyar atom hydrogen. Lebih tepat untuk menyatakn berat atom sebagai berat relative daripada menggunakan berat sesungguhnya yang sangat kecil.Sebenarnya/awalnya, berat hydrogen digunakan sebagai perbandingan standar karena hydrogen adalah unsur teringan.

            Belakangan ini/akhir-akhir ini isotop karbon (lihat halaman 35) dengan massa 12 telah di pilih sebagai standar untuk tujuan perbandingan. Perhitungan berat atom menggunakan C12 sebagai dasar perbandingan memiliki perbedaan hasil yang tipis dibandingkan perhitungan dengan hydrogen.Contohnya berat atom hydrogen bukan lagi 1,000 tetapi 1,008.Berat persis/tepat sebuah atom bukan tujuan utama buku ini, dan berat yang telah di cantumkan pada table 4.2 memiliki keakuratan.

            Jika sebuah unsur disusun berdasrakan peningkatan berat atomnya kemudian nomor dari sebuah unsur disebut nomor atom.Unsur teringan, hydrogen, mempunyai nomor atom 1, yakni yang paling ringan, kemudian helium dengan nomor atom 2, dan begitu seterusnya.Lebih dari 100 unsur sekarang telah diketahui; dengan nomor atom lebih besar dari 92 adalah unsur buatan.Hanya sedikit dari unsur berat yang memiliki peran penting dalam pembelajaran kimia makanan.

            Atom bervariasi dalam ukuran berdasarkan massa/berat atomnya tapi diameternya tersusun dari 10^-8cm. bilangan ini sangat kecil hingga hamper tidak mungkin untuk memikirkan ukuran sebuah atom dengan bilangan ini. Atom-atom tersusun dari partikel yang sama, masing-masingnya penting seperti pada table 4.1.

Tabel 4.1. Partikel Atom
Nama	Massa	Muatan
Proton Neutron Elektron	1 1 1/1840	Positif Tak bermuatan Negatif

            Proton dan electron seimbang namun muatannya berlawanan; di setiap atom jumlah mereka sama, sehingga atomnya tak bermuatan. Massa dari pertikel ini ditunjukkan dalam bentuk angka dengan cara yang sama seperti massa atom dari sebuah unsur. Proton dan neutron beratnya sama, dan hamper sama berat dengan hydrogen dan 1840 kali lebih berat dari electron.

            Proton dan neutron terdapat pada inti atom; inti ini disebut sebagai nucleus. Ditemukan bahwa jumlah proton di nucleus dari sebuah atom sama dengan nomor atom dari unsur tersebut. Electron berada di sekitar nucleus dan tak pernah berubah lintasannya.Ruangan yang ditempati lebih besar dibandingkan dengan ukuran nucleus, diameter dari sebuah atom menjadi 10 ribu kali dari inti nukleusnya.Electron tentu saja lebih kecil dari pada nucleus dan kesimpulan yang mengejutkan bahwa semua material atau benda, termasuk tubuh kita, terdiri dari 99.9% adalah ruang kosong.

            Elektron dalam sebuah atom menempati rangkaian kerangka (orbital) energi, atau konsentris area di sekitar nucleus, semua elektron yang memiliki kerangka energi memiliki energi yang serupa.Kerangka itu ditandakan dengan K, L, M, N dan seterusnya, dimulai dari nucleus dan bekerja keluar.Electron yang menempati kerangka yang dekat dengan nucleus memiliki energi yang kebih kecil dari pada yang berada lebih jauh dari nucleus. Setiap kerangka  hanya bisa menampung electron dengan jumlah maksimum tertentu; Kerangka K bisa ditempati hingga 2 elektron, kerangka L hingga 8, Kerangka M menampung hingga 18 dan begitu seterusnya.

            Penyusunan electron-elektron dalam kerangka pada sebuah atom hydrogen dan atom karbon dapat dilihat di gambar 4.1. Atom hidrogen , yang merupakan atom paling sederhana, terdiri dari satu proton pada inti atomnya dan satu electron di kerangka K . Karbon, yang mempunyai nomor atom enam, sedikit rumit. Nukleusnya memiliki enam proton dan enam neutron  Dua elektron menempati kulit K dan kulit L tersisa empat.

Ini harus ditekankan bahwa Gambar. 4.1 hanyalah sebuah metode bergambar sederhana menunjukkan distribusi elektron adalah atom. Elektron tidak beredar tentang inti pada jalur tetap dengan cara bahwa planet-planet bergerak dalam orbit tetap tentang matahari. pada satu waktu ini dianggap begitu tapi sekarang menyadari bahwa tidak mungkin untuk menentukan jalur yang tepat bahwa elektron mengikuti perjalanan mereka tentang inti.

Hal ini sangat banyak penyederhanaan lebih menganggap elektron sebagai partikel kecil beredar di jalan tetap atau orbit sekitar inti. Serta partikel-seperti sifat elektron memiliki karakteristik seperti gelombang dan ini benar juga partikel atom lainnya. Kita tidak perlu terlalu khawatir tentang hal ini di sini tapi harus diingat bahwa semua representasi bergambar dari atom dan molekul, sampai batas tertentu, menyesatkan karena mereka mewakili proton, neutron dan elektron sebagai partikel dan muncul untuk menunjukkan elektron berpatroli tentang inti yang di jalan tetap. Hal ini lebih akurat, namun tetap saja pendekatan mental, menganggap elektron di kulit energi mereka sebagai menempati zona ruang sekitar inti dikenal sebagai orbital. Orbital dapat dikatakan mewakili zona di mana elektron kemungkinan akan ditemukan; mereka tidak semua berbentuk bulat meskipun yang ditunjukkan pada Gambar. 4.1 begitu diwakili.
Semua elektron dianggap berputar dan elektron di kulit energi diberikan menempati orbital masing-masing berisi satu atau dua elektron. Setiap orbital di kulit harus berisi satu elektron sebelum salah satu dari mereka bisa menerima kedua, dan ketika ini terjadi dua elektron menempati orbital yang sama menentang berputar dan dikatakan dipasangkan. Dalam kasus karbon, misalnya, dua elektron di kulit K baik menempati orbital yang sama, yang bulat, dan dari kedua dipasangkan dalam bola orbital dan dua lainnya menempati orbital berbentuk terpisah.

Identitas unsur ditentukan oleh jumlah proton dalam inti dan karenanya dengan jumlah elektron dalam struktur ekstra-nuklir. Dua atom dari unsur yang sama mungkin memiliki jumlah neutron yang berbeda dalam inti mereka dan mereka disebut isotop. Sebuah atom klor, misalnya, dapat memiliki delapan belas atau dua puluh neutron pada intinya; kedua isotop memiliki tujuh belas proton dalam inti dan tujuh belas ekstra-massa; massa atom isotop dengan delapan belas neutron dalam inti adalah 35 dan isotop lainnya 37. terjadi secara alami klorin adalah campuran dari dua isotop dan ini adalah mengapa berat atom adalah tidak seluruh nomor, itu mendekati lebih dekat ke 35 dari 37 karena 35Cl lebih banyak daripada 37Cl. Bentuk isotop yang paling elemen lain juga ada; misalnya 18O dan 15N yang hadir di alami oksigen dan nitrogen tetapi hanya dalam jumlah yang sangat kecil.

Isotop dapat dibuat artifisial oleh pemboman yang terjadi secara alami isotop dengan partikel atom. Beberapa isotop tidak stabil dan berubah menjadi bentuk yang lebih stabil dengan memancarkan radiasi dan partikel atom, yaitu radioaktif. Radiasi dan partikel yang dipancarkan oleh radioisotop ini, sebagaimana mereka disebut, sangat berbahaya bagi sel-sel hidup.

Radioisotop tidak konstituen normal makanan tetapi, sejak tahun 1945, sejumlah kecil ini racun berbahaya telah menemukan cara mereka ke diet. Hal ini karena radioisotop dari beberapa jenis yang dihasilkan selama ledakan bom nuklir; mereka didistribusikan oleh arus udara atomospheric dan menemukan jalan mereka ke diet, dan akhirnya ke dalam tubuh manusia dengan berbagai cara.

Sifat kimia isotop dari unsur yang sama adalah identik karena mereka bergantung pada jumlah elektron ekstra-nuklir dan bukan pada jumlah neutron dalam inti. Karena itu, isotop tidak dapat dibedakan dengan cara kimia; mereka bisa, bagaimanapun, harus dibedakan dan konsentrasi mereka diukur dengan metode berperan fisik. Kedua isotop stabil dan radioisotop telah banyak digunakan sebagai pelacak dalam studi biokimia. Misalnya dengan memberi makan nutrisi berlabel untuk hewan adalah mungkin untuk menentukan apa yang terjadi pada mereka dengan memeriksa organ hewan, jaringan dan produk ekskresi instrumental. Contoh prosedur ini akan ditemukan dalam pasal 6 dan 9 sehubungan dengan metabolisme lemak dan protein masing-masing.

            Beberapa data dari unsur yang sebagian besar penting dalam makan disajikan di dalam tabel 4.2, dalam kasus ini kecuali klorin, hanya satu isotop yang diperlihatkan setiap unsur, karena isotop lainnya terjadi dalam jumlah yang relatif kecil.

Tabel 4.2 Data Dari Unsur Penting Dalam Makanan

Nama unsur	Simbol	Nomor atom	Massa atom	Inti		Nomor total	Elektron
				proton	neutron		K	L	M	N	O
Hidrogen	H	1	1.0	1	0	1	1
Karbon	C	6	12.0	6	6	6	2	4
Nitrogen	N	7	14.0	7	7	7	2	5
Oksigen	O	8	16.0	8	8	8	2	6
Flor	F	9	19.0	9	10	9	2	7
Natrium	Na	11	23.0	11	12	11	2	8	1
Fospor	P	15	30.0	15	15	15	2	8	5
Sulfur	S	16	32.0	16	16	16	2	8	6
Klorin	Cl	17	35.5	17	18 or 20	17	2	8	7
Kalium	K	19	39.0	19	20	19	2	8	8	1
Kalsium	Ca	20	40.0	20	20	20	2	8	8	2
Besi	Fe	26	56.0	26	30	26	2	8	14	2
Iod	I	53	127.0	53	74	53	2	8	18	18	7s

SIFAT DASAR DARI MOLEKUL

Satu molekul terdiri dari dua atau lebih atom dimana bergabung secara kimia. Beberapa tipe mungkin dapat menyatu tetapi semua itu melibatkan salah satu dari elektron-elektron diantara atom-atom atau pergantian sempurna dari satu atau lebih elektron dari satu atom untuk yang lain. Elektron yang terlibat dalam itu adalah elektron dari kulit terluar, yang mana disebut dengan elektron valensi.Ini menunjukkan kestabilan atom ketika kulit terluar atom berisikan delapan elektron atau seperti pada kasus hidrogen berisikan dua elektron, yang disebut masing- masing octet dan duplet. Elektron berbagi atau  berganti, terjadi selama reaksi kimia, untuk menjadi elektron yang stabil yaitu oktet ( atau duplet dalam kasus hidrogen).

Elektron valensi

Satu cara  dimana atom dapat sempurna terbentuk menjadi oktet atau duplet selama bergabung secara kimia dengan transfer elektron. Ini disebut dengan elektron valensi. Contoh pada natrium klorida, elektron terluar dari natrium akan ditransfer ke atom klorin. Sebuah elektron bermuatan negatif sehingga pada proses ini atom klorin bermuatan negatif  dan atom natrium bermuatan positif. Muatan partikel tersebut disebut ion-ion dan senyawa-senyawa yang tergebung disebut senyawa ionik.Elektron ditransfer dari natrium ke klorin memasuki kulit terluar yang sebelumnya ditempati 7 elektron dan menjadi sempurna menjadi delapan pada kulit terluar ion klorin.Begitu juga dengan kulit terluar natrium yang berisi 8 elektron.Elektron ditransfer dari natrium memasuki orbital kulit M sebelumnya hanya ditempati satu elektron dan membuat kedua elektron menjadi sepasang.

Hal yang menarik yaitu tidak ada ikatan sebenarnya diantara 2 ion, mereka menahan besama-sama  dengan adanya daya tarik elektrostatik. Sebuah kristal dari natrium klorida berisi jutaan ion natrium dan ion klorin. Ion-ion tertata dalam tiga dimensi geometri dengan pola yang ditunjukan dalam gambar 4.3a.Ini mewakili miliyaran bagian dari 1 mm kubus dari natrium klorida. Ini menunjukan penjelasan  pola-pola geometris dari molekul tetapi derita dari kerusakan ion natrium dan klorin terlihat menjadi luas dimana pada kenyataannya mereka kumpulan yang tertutup. Pada gambar 4.3a bagian dari pola-pola menjadi memperbesar dan menunjukkan dalam arah yang lebih realistic. Di bagian dalam kristal natrium klorida setiap ion natrium mengelilingi ion klorin dan begitu juga setiap ion klorin mengelilingi ion natrium.

Sebuah ion natrium bukan bagian utama dari ion klorin dan dalam pengertin salah jika menduga molekul natrium klorida.Bagaimanapun sesuai dan biasa untuk menyebutkan molekul natrium klorida dan rumusnya ditulis NaCl dan bukan Na⁺ Cl^-. Garis pada diagram tidak, tentu saja, mewakili ikatan diantara ion tetapi hanya untuk mengimdikasikan bentuk geometris dari jarak pola geometri molekul. Untuklebih jauhnya, ion-ion akan memisahkan mejadi lebih lebar sehingga mereka akan menjadi lebih penuh. Ketika natrium klorida diuraikan dalam air, ruang geometri molekul akan pecah dan ion-ionnya menjadi bebas bergerak, proses ini akan dijelaskan secara lengkap pada Bab 10.

Kovalen

Ini adalah suatu metode utama yang kedua dimana atom akan mejadi oktet ( atau duplet jika atom hidrogen) pada elektron pada kulit terluarnya. Kovalen melibatkan pasangan elektron yang digunakan secara bersama antara dua atom.Biasanya setiap atom menyumbangkan satu elektron untuk menjadi pasangan elektron, yang dikenal sebagai kovalenI atau ikatan kovalen.Sebagai contoh, dalam molekul hidrogen, setiap atom menyumbangkan satu elektron untuk berikatan kovalen dan molekul digambarkan dengan sangat jelas yang ditunjukkan pada gambar 4.4a.setiap elektron tidak tak bergerak antara dua inti, namun sebagaimana digambarkan pada gambar 4.4a tetapi menempati orbital baru, yang disebut sebagai orbital molekul yang mengelilingi kedua inti yang ditunjukkan pada gambar 4.4b.

Ikatan kovalen dapat ditunjukkan dengan pasangan tanda titik, tanda silang maupun lingkaran untuk menyatakan elektron ikatan. Sebagai contoh molekul hidrogen dapat ditunjukkan dengan H : H.

Atom karbon, yang dikenal sebagai partikel penting yang berhubungan dengan makanan, mempunyai empat elektron valensi dan hampir bervalensi empat yang tidak berubah-ubah karena diperlukan empat elektron lagi untuk melengkapinya sehingga menjadi oktet.Sebagai contoh pada senyawa metana, molekul yang terdiridari satu atom karbon dan empat atom hidrogen, atom akrbon dan atom hidrogen dihubungkan melalui ikatan kovalen sebagaimana ditunjukkan pada gambar.

Hanya empat elektron valensi pada atom karbon yang ditunjukkan  dan mereka ditunjukkan dengan tanda silang untuk membedakannya dari elektron valensi atom hidrogen yang ditunjukkan dengan tanda titik.

Elektron yang ditunjukkan dengan simbol yang berbeda untuk menunjukkan keasliannya, namun hal tersebut tentu saja identik dan pada ikatan kovalen tersebut elektron tersebut dimiliki oleh baik atom karbon maupun atom hidrogen.Sebagai hasil dari penggunaan bersama elektron tersebut, karbon mempunyai delapan elektron pada elektron valensinya dan dua elektron pada masing-masing atom hidrogen.

Nitrogen mempunyai lima elektron valensi pada kulit terluarnya. Artinya dia mebutuhkan tiga elektron lagi untuk melengkapinya menjadi oktet sehingga dapat membentuk tiga  ikatan kovalen. Ammonia adalah senyawa pada jenis ini.

Dua elektron valensi pada atom nitrogen tidak dilibatkan dalam pembentukan ikatan dan hal ini disebut sebagai pasangan elektron bebas.

Atom nitrogen dalam ammonia dapat menggunakan pasangan elektron bebas tersebut untuk membentuk tipe khusus pada ikatan kovalen dengan atom atau senyawa yang sesuai. Sebagai contoh, ammonia akan digabungkan dengan asam menjadi garam ammonium, dimana hal ini dapat terjadi karena molekul ammonia menggunakan pasangan elektron bebasnya untuk membentuk ikatan dengan hidrogen.