Kimia Organik Smak

Salah satu senyawa organik golongan ester yang banyak terdapat dalam tumbuhan, hewan, atau manusia dan sangat berguna bagi kehidupan manusia adalah lemak. Lemak pada tubuh manusia terdapat pada jaringan bawah kulit di sekitar perut, jaringan lemak sekitar ginjal, yang mencapai 90%, sedangkan pada jaringan otak sekitar 75% sampai 70%. Lemak pada suhu kamar berbentuk cair, sedangkan istilah lemak biasanya digunakan untuk yang berwujud padat. Lemak umumnya bersumber dari hewan, sedangkan minyak dari tumbuhan.

B. Identifikasi

       Dari uraian latar belakang di atas, maka timbullah berbagai masalah yang dapat di identifikasi, yaitu sebagai berikut:

1.  Apa yang dimaksud dengan lemak?

2.  Bagaimanakah rumus struktur dan tata nama lemak?

3.  Bagaimanakah pengklasifikasian lemak berdasarkan kejenuhan ikatan?

4.  Bagaimanakah sifat-sifat lemak?

5.  Bagaimanakah reaksi pengenalan lemak?

6.  Apa kegunaan lemak bagi kehidupan sehari-hari dan tubuh manusia?

7.  Bagaimana proses metabolisme lemak dalam tubuh?

C. Pembatasan

       Setelah mengidentifikasi yang dikemukakan diatas, maka penelitian ini dibatasi hanya pada pengertian dan pemahaman mengenai lemak dan metabolisme.

D. Tujuan

       Makalah ini bertujuan untuk mengetahui hal-hal sebagai berikut:

1.  Untuk mengetahui apa itu lemak.

2.  Untuk mengetahui rumus struktur dan tata nama lemak.

3.  Untuk mengetahui pengklasifikasian lemak berdasarkan kejenuhan ikatan.

4.  Untuk mengetahui sifat-sifat dari lemak.

5.  Untuk mengetahui reaksi pengenalan lemak.

6.  Untuk mengetahui kegunaan lemak bagi kehidupan sehari-hari dan tubuh manusia.

7.  Untuk mengetahui proses metabolisme lemak dalam tubuh.

E. Manfaat

1.  Kita dapat mengetahui apa yang dimaksud dengan lemak.

2.  Kita dapat mengetahui rumus struktur dan tata nama lemak.

3.  Kita dapat mengetahui pengklasifikasian lemak berdasarkan kejenuhan ikatan.

4.  Kita dapat mengetahui sifat-sifat dari lemak.

5.  Kita dapat mengetahui reaksi pengenalan lemak.

6.  Kita dapat mengetahui kegunaan lemak bagi kehidupan sehari-hari dan tubuh manusia.

7.  Kita dapat mengetahui proses metabolisme lemak dalam tubuh.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Lemak

       Lemak adalah ester dari gliserol dengan asam-asam lemak (asam karboksilat pada suku tinggi) dan dapat larut dalam pelarut organik non-polar, misalnya dietil eter (C2H5OC2H5), Kloroform (CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya, lemak dapat larut dalam pelarut yang disebutkan di atas karena lemak mempunyai polaritas yang sama dengan pelarut tersebut. Beberapa lemak ada pula yang dapat larut oleh air.

       Bahan-bahan dan senyawa kimia akan mudah larut dalam pelarut yang sama polaritasnya dengan zat terlarut . Tetapi polaritas bahan dapat berubah karena adanya proses kimiawi. Misalnya asam lemak dalam larutan KOH berada dalam keadaan terionisasi dan menjadi lebih polar dari aslinya sehingga mudah larut serta dapat diekstraksi dengan air. Ekstraksi asam lemak yang terionisasi ini dapat dinetralkan kembali dengan menambahkan asam sulfat encer (10 N) sehingga kembali menjadi tidak terionisasi dan kembali mudah diekstraksi dengan pelarut non-polar.

       Lemak dan minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti “triester dari gliserol” . Jadi lemak dan minyak juga merupakan senyawaan ester . Hasil hidrolisis lemak dan minyak adalah asam karboksilat dan gliserol . Asam karboksilat ini juga disebut asam lemak yang mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang.

B. Struktur Umum dan Tatanama Lemak

                      HO-CH2        R-COO-CH2

3R-COOH + HO-CH         R-COO-CH + 3H2O

                      HO-CH2        R-COO-CH2

Asam alkanoat (asam lemak) + gliserol (1,2,3-propanatriol)                     lemak (gliserol trialkanoat)

       Pada rumus struktur lemak di atas, R1-COOH, R2-COOH, dan R3-COOH adalah molekul asam lemak yang terikat pada gliserol. Ketiga molekkul asam lemak itu boleh sama (disebut asam lemak sederhana) dan boleh berbeda (disebut asam lemak campuran). Tetapi pada umumnya molekul terbentuk dari dua atau lebih macam asam lemak.

       Nama lazim dari lemak adalah trigliserida. Penamaan lemak dimulai dengan kata gliseril yang diikuti oleh nama asam lemak.

Contoh:

CH2-COO-C17H35            CH2-COO-C17H33

CH -COO-C17H35             CH -COO-C17H33

CH2-COO-C17H35            CH2-COO-C17H33

Gliseril tristearat (tristearin)          gliseril trioleat (triolein)

CH2-COO-C11H23

CH -COO-C15H31

CH2-COO-C17H35

Gliseril lauro palmitostearat

C. Klasifikasi Lemak Berdasarkan Kejenuhan Ikatan

1.  Jenis-Jenis Asam Lemak

       Berdasarkan jenis ikatannya, asam lemak dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

a.   Asam lemak jenuh

       Asam lemak jenuh, yaitu asam lemak yang semua ikatan atom karbon pada rantai karbonnya berupa ikatan tunggal (jenuh). Contoh: asam laurat, asam palmitat, dan asam stearat.

b.  Asam lemak tak jenuh

       Asam lemak tak jenuh, yaitu asam lemak yang menngandung ikatan rangkap pada rantai karbonnya. Contoh: asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat.

2.  Hidrolisis Lemak

       Hidrolisis lemak menghasilkan gliserol dan asam-asam lemak.

CH2-COO-R1                    CH2-OH

CH -COO-R2     hidrolisis      CH-OH  + 3RCOOH

CH2-COO-R3                    CH2-OH

D. Sifat-Sifat Lemak

1. Sifat-sifat fisik Lemak

a.     Bau amis (fish flavor) yang disebabkan oleh terbentuknya trimetil-amin dari lecitin.

b.    Bobot jenis dari lemak biasanya ditentukan pada temperatur kamar.

c.     Indeks bias dari lemak dipakai pada pengenalan unsur kimia.

d.    Minyak tidak larut dalam air kecuali minyak jarak (coastor oil0, sedikit larut dalam alkohol dan larut sempurna dalam dietil eter, karbon disulfida dan pelarut halogen).

e.     Titik didih asam lemak semakin meningkat dengan bertambahnya panjang rantai karbon.

f.      Rasa pada lemak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena asam-asam yang berantai sangat pendek sebagai hasil penguraian pada kerusakan lemak.

g.    Titik kekeruhan ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran lemak dengan pelarut lemak.

h.    Titik lunak dari lemak ditetapkan untuk mengidentifikasikan minyak.

i.       Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari lemak.

j.       Slipping point digunakan untuk pengenalan lemak alam serta pengaruh kehadiran komponen-komponennya.

2.  Sifat-sifat kimia Lemak

a.   Esterifikasi

       Proses esterifikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida, menjadi bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi atau penukaran ester yang didasarkan pada prinsip transesterifikasi Fiedel-Craft.

b.  Hidrolisa

       Dalam reaksi hidrolisis, lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisi mengakibatkan kerusakan lemak. Ini terjadi karena terdapat sejumlah air dalam lemak tersebut.

c.   Penyabunan

       Reaksi ini dilakukan dengan penambahan sejumlah larutan basa kepada trigliserida. Bila penyabunan telah lengkap, lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan dan gliserol dipulihkan dengan penyulingan.

d.  Hidrogenasi

       Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjernihkan ikatan dari rantai karbon asam lemak pada lemak. Setelah proses hidrogenasi selesai, lemak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disaring. Hasilnya adalah lemak yang bersifat plastis atau keras, tergantung pada derajat kejenuhan.

e.   Pembentukan keton

       Keton dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa ester.

f.    Oksidasi

       Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan lemak atau minyak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada lemak.

E. Reaksi Pengenalan Lemak

       Ada beberapa reaksi pengenalan lemak, antara lain:

1.  Uji akrolein

       Uji akrolein digunakan untuk mengetahui adanya gliserol dan lemak. Akrolein mudah dikenali dengan baunya yang menusuk dengan kuat. Jika lemak dipanaskan dan dibakar akan tercium bau menusuk disebabkan terbentuknya akrolein.

2.  Uji Perioksida

       Uji perioksida bertujuan untuk mengetahui proses ketengikan aksidatif pada lemak yang mengandung asam lemak tak jenuh.

3.  Uji ketidakjenuhan

       Uji ini digunakan untuk membedakan lemak jenuh dan lemak tak jenuh.

F. Kegunaan Lemak Dalam Kehidupan Sehari-Hari

       Lemak dapat dimanfaatkan untuk beberapa tujuan, di antaranya sebagai berikut.

1.  Sumber energi bagi tubuh

       Lemak dalam tubuh berfungsi sebagai cadangan makanan atau sumber energi. Lemak merupakan bahan makanan yang kaya energi. Pembakaran 1 gram lemak menghasilkan sekitar 9 kilokalori.

2.  Bahan pembuatan mentega atau margarin

       Lemak dapat diubah menjadi mentega atu margarin dengan cara hidrogenasi.

3.  Bahan pembuatan sabun

       Sabun dapat dibuat dari reaksi antara lemak dengan KOH dan NaOH. Sabun yang mengandung logam Na disebut sabun keras (bereaksi dengan keras terhadap kulit) dan sering disebut sabun cuci. Sedangkan sabun yang mengandung logam K disebut sabun lunak dan di dalam kehidupan sehari-hari dikenal dengan sebutan sabun mandi.

G. Proses Metabolisme Lemak Dalam Tubuh

       Proses metabolisme lipid menyintesis dan mengurangi cadangan lipid dan menghasilkan karakteristik lipid fungsional dan struktural pada jaringan individu.

1.  Biosintesis

       Karena irama laju asupan karbohidratyang cukup tinggi bagi makhluk hidup, maka asupan tersebut harus segera diolah oleh tubuh, menjadi energi maupun disimpan sebagai glikogen. Asupan yang baik terjadi pada saat energi yang terkandung dalam karbohidrat setara dengan energi yang diperlukan oleh tubuh, dan sangat sulit untuk menggapai keseimbangan ini. Ketika asupan karbohidrat menjadi berlebih, maka kelebihan itu akan diubah menjadi lemak. Metabolisme yang terjadi dimulai dari:

Asupan karbohidrat, antara lain berupa sakarida, fruktosa, galaktosapada saluran pencernaan diserap masuk ke dalam sirkulasi darah menjadi glukosa/gula darah. Konsentrasi glukosa pada plasma darah diatur oleh tiga hormon, yaituglukagon, insulin dan adrenalin.

Insulin akan menaikkan laju sirkulasi glukosa ke seluruh jaringan tubuh. Pada jaringan adiposa, adiposit akan mengubah glukosa menjadi glukosa 6-fosfat dan gliserol fosfat, masing-masing dengan bantuan satu molekulATP.

Jaringan adiposit ini yang sering dikonsumsi kita sebagai lemak.

Glukosa 6-fosfat kemudian dikonversi oleh hati dan jaringan otot menjadiglikogen. Proses ini dikenal sebagaiglikogenesis, dalam kewenanganinsulin.

Pada saat rasio glukosa dalam plasma darah turun, hormon glukagon dan adrenalin akandikeluarkan untuk memulai proses glikogenolisis yang mengubah kembali glikogen menjadi glukosa.

Ketika tubuh memerlukan energi, glukosa akan dikonversi melalui proses glikolisis untuk menjadi asam piruvat dan adenosin trifosfat.

Asam piruvat kemudian dikonversi menjadi asetil-KoA, kemudian menjadi asam sitrat dan masuk ke dalam siklus asam sitrat.

Pada saat otot berkontraksi, asam piruvat tidak dikonversi menjadi asetil-KoA, melainkan menjadi asam laktat. Setelah otot beristirahat, prosesglukoneogenesis akan berlangsung guna mengkonversi asam laktat kembali menjadi asam piruvat.

Sementara itu:

lemak yang terkandung di dalam bahan makanan juga dicerna denganasam empedu menjadi misel.

Misel akan diproses oleh enzim lipaseyang disekresi pankreas menjadi asam lemak, gliserol, kemudian masuk melewati celah membran intestin.

Setelah melewati dinding usus, asam lemak dan gliserol ditangkap olehkilomikron dan disimpan di dalamvesikel. Pada vesikel ini terjadi reaksiesterifikasi dan konversi menjadilipoprotein. Kelebihan lemak darah, akan disimpan di dalam jaringan adiposa, sementara yang lain akan terkonversi menjadi trigliserida, HDL dan LDL. Lemak darah adalah sebuah istilah ambiguitas yang merujuk pada trigliserida sebagai lemak hasil proses pencernaan, sama seperti penggunaan istilah gula darah walaupun:

trigliserida terjadi karena proses ester di dalam vesikel kilomikron

lemak yang dihasilkan oleh proses pencernaan adalah berbagai macam asam lemak dan gliserol.

Ketika tubuh memerlukan energi, baik trigliserida, HDL dan LDL akan diurai dalam sitoplasma melalui proses dehidrogenasi kembali menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksi yang terjadi mirip seperti reaksi redoksatau reaksi Brønsted–Lowry; asam + basa --> garam + air; dan kebalikannya garam + air --> asam + basa

Proses ini terjadi di dalam hati dan disebut lipolisis. Sejumlahhormon yang antagonis dengan insulin disekresi pada proses ini menuju ke dalam hati, antara lain:

Glukagon, sekresi dari kelenjar pankreas

ACTH, GH, sekresi dari kelenjar hipofisis

Adrenalin, sekresi dari kelenjar adrenal

TH, sekresi dari kelenjar tiroid

Lemak di dalam darah yang berlebih akan disimpan di dalam jaringan adiposa.

Lebih lanjut gliserol dikonversi menjadi dihidroksiaketon, kemudian menjadi dihidroksiaketon fosfat dan masuk ke dalam proses glikolisis.

Sedangkan asam lemak akan dikonversi di dalam mitokondriadengan proses oksidasi, dengan bantuan asetil-KoA menjadi adenosin trifosfat, karbondioksida dan air.

       Kejadian ini melibatkan sintesis asam lemak dari asetil-KoA dan esterifikasi asam lemak pada saat pembuatan triasilgliserol, suatu proses yang disebut lipogenesis atausintesis asam lemak. Asam lemak dibuat olehsintesa asam lemak yang mempolimerisasi dan kemudian mereduksi satuan-satuan asetil-KoA. Rantai asil pada asam lemak diperluas oleh suatu daur reaksi yang menambahkan gugus asetil, mereduksinya menjadi alkohol, mendehidrasinya menjadi gugus alkena dan kemudian mereduksinya kembali menjadi gugus alkana. Enzim-enzim biosintesis asam lemak dibagi ke dalam dua gugus, di dalam hewan dan fungi, semua reaksi sintasa asam lemak ini ditangani oleh protein tunggal multifungsi, sedangkan di dalam tumbuhan, plastid dan bakteri memisahkan kinerja enzim tiap-tiap langkah di dalam lintasannya. Asam lemak dapat diubah menjadi triasilgliserol yang terbungkus di dalam lipoprotein dan disekresi dari hati.

       Sintesis asam lemak tak jenuhmelibatkan reaksi desaturasa, di mana ikatan ganda diintroduksi ke dalam rantai asil lemak. Misalnya, pada manusia, desaturasiasam stearat oleh stearoil-KoA desaturasa-1menghasilkan asam oleat. Asam lemak tak jenuh ganda-dua (asam linoleat) juga asam lemak tak jenuh ganda-tiga (asam linolenat) tidak dapat disintesis di dalam jaringan mamalia, dan oleh karena itu asam lemak esensial dan harus diperoleh dari makanan.

       Sintesis triasilgliserol terjadi di dalamretikulum endoplasma oleh lintasan metabolisme di mana gugus asil di dalam asil lemak-KoA dipindahkan ke gugus hidroksil dari gliserol-3-fosfat dan diasilgliserol.

       Terpena dan terpenoid, termasukkarotenoid, dibuat oleh perakitan dan modifikasi satuan-satuan isoprena yang disumbangkan dari prekursor reaktifisopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat. Prekursor ini dapat dibuat dengan cara yang berbeda-beda. Pada hewan danarchaea, lintasan mevalonat menghasilkan senyawa ini dari asetil-KoA, sedangkan pada tumbuhan dan bakteri lintasan non-mevalonat menggunakan piruvat dangliseraldehida 3-fosfat sebagai substratnya. Satu reaksi penting yang menggunakan donor isoprena aktif ini adalah biosintesis steroid. Di sini, satuan-satuan isoprena digabungkan untuk membuat skualena dan kemudian dilipat dan dibentuk menjadi sehimpunan cincin untuk membuatlanosterol. Lanosterol kemudian dapat diubah menjadi steroid, seperti kolesteroldan ergosterol.

2.  Degradasi

       Oksidasi beta adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah di dalam mitokondria dan/atau di dalamperoksisoma untuk menghasilkan asetil-KoA. Sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang sama, tetapi tidak serupa dengan, kebalikan proses sintesis asam lemak. Yaitu, pecahan berkarbon dua dihilangkan berturut-turut dari ujung karboksil dari asam itu setelah langkah-langkah dehidrogenasi, hidrasi, danoksidasi untuk membentuk asam keto-beta, yang dipecah dengan tiolisis. Asetil-KoA kemudian diubah menjadi Adenosina trifosfat, CO2, dan H2O menggunakan daur asam sitrat dan rantai pengangkutan elektron. Energi yang diperoleh dari oksidasi sempurna asam lemak palmitat adalah 106 ATP. Asam lemak rantai-ganjil dan tak jenuh memerlukan langkah enzimatik tambahan untuk degradasi