LIPIDKelompok 4Ananda Santia 1406607855Candra Surya Nusa Citra 1406607874Reza Adithya 1406608006Ricky 1406570934

Layout

■ Struktur Lipid■ Fungsi Lipid■ Deteksi Lipid■ Sintesis Lipid

STRUKTUR LIPID

Pendahuluan

■ Lipid merupakan molekul organik yang terdiri:

■ Sifat Lipid:– Berat jenisnya lebih besar dari air– Larut dalam pelarut non-polar

■ Ada 8 Jenis yang akan dibahas

Asam Lemak (Fatty Acid)

■ Struktur : – Rantai Karbon– Tidak punya liofob dan liofil

ASAM LEMAK JENUH ASAM LEMAK TIDAK JENUH

1. Ikatan tunggal (panjang rantai 12-24)

2. Titik leburnya lebih tinggi dibanding ALTJ

3. Contoh: asam palmitat, asam stearat

1. Ikatan rangkap cis-trans2. Gaya Van Der Waalsnya

kecil3. Contohnya: asam linoleat

dan asam oleat (olive oil)

Sabun dan Detergen

Sabun

■ Garam logam alkali dari asam lemak

■ R-COOK, R-COONa, R-COONH4

Detergen

■ Garam dari alkali sulfat atau disebut sebagai asam alkilbenzenasulfonat berantai panjang

Ekor Hidrokarbon

Kepala ionik

Na+

Na+

Ekor HidrokarbonKepal

a ionik

FAT AND OILS

■ Lemak dan minyak disebut juga Trigliserida atau Triasilgliserol (Ester dari asam lemak dan gliserol)

■ Lemak berwujud solid dalam ruangan sedangkan minyak berwujud liquid

■ Sifat fisika: semakin panjang rantai atom C, semakin tinggi titik leburnya, tidak larut dalam air

■ Sifat kimia: berubah wujud menjadi asam lemak dengan proses hidrolisa, berbau tengik oleh karena proses oksidasi

LILIN (WAX)

■ Lilin alami: ester dari asam lemak yang memiliki rantai panjang monohidrik alkohol

■ Struktur Lilin: Asam Karboksil + Alkohol■ Contoh:

Spermaceti CH3(CH2)14CO2 – (CH2)15CH3, berasal dari kepala ikan paus, batang lilin tidak mudah lembek dan bengkok, tidak menimbulkan bau pedas dan pedih di mata

BeeswaxCH3(CH2)24CO2 – (CH2)29CH3, diproduksi dari sarang lebah madu. Sangat lembut dan lunak. Terdiri dari asam cerotic, mycirin palmitat, parafin

Carnuba WaxCH3(CH2)30CO2 – (CH2)33CH3, merupakan brazil wax yang diperoleh dari tanaman.

FOSFOLIPID■ Struktur : Digliserida yang terdiri dari 1

molekul gliserol yang berikatan dengan 2 asam lemak

■ Bersifat amfoterik (nonpolar dan polar)

■ Gugus fosfat bagian kepala bersifat polar, bermuatan negatif, dan hidrofilik (bagian luar)

■ Gugus asam lemak bersifat nonpolar dan hidrofobik (di bagian dalam)

■ Punya kemampuan membentuk lapisan bilayer ketika berada di dalam air

■ Fosfolipid yang umum dijumpai : Lecitin dan Kepalin

EUCHOSONOIDS■ Struktur: Asam Lemak 20 Karbon

EUCHOSONOIDS(PUNYA 4 FAMILI)

PROSTAGLANDIN

- Asam Karboksil tak jenuh

- Memiliki cincin cylcopentana

THROMBOXANES- Memiliki cincin

oksana

LEUKOTRIENE- Tidak memiliki

cincin tetapi memiliki 3 ikatan

ganda

LIPOKSIN- Membentuk

rumus C20H32O5

STEROID

■Struktur: Siklopentanohidrofenantrena (kombinasi lingkar siklopentana dan lingkar perhidrofenantrena)

■Steroid mempunyai substituen pada atom C10 dan C13

TERPENES■ Struktur: Unit isoprena (C5H8)n

■ Unit isoprena dapat dihubungkan bersama-sama kepala dan ekor untuk membentuk rantai linier dan untuk membentuk cincin.

■ Terpenes dihasilkan oleh berbagai macam tumbuhan dan serangga

■ Sifat fisika: tidak berwarna dan tidak berbau, berat jenisnya lebih kecil dan air, umumnya optis aktif.

■ Sifat kimia: hidrokarbon tidak jenuh dan reaktif, mudah teroksidasi

SINTESIS LIPID

Sintesis Asam Lemak

■Pembentukan Malonyl-CoA dari Asetil-CoA dan Bikarbonat dengan dikatalisasi acetyl-CoA carboxylase

■Kondensasi gugus malonil dan asetil menjadi acetoacetyl-ACP

■Reduksi gugus karbonil menjadi D-β-hydroxybutyryl-ACP dengan dikatalisasi β-ketoacyl-ACP reductase dan menerima elektron dari NADPH.

■Dehidrasi air dari D-β-hydroxybutyryl-ACP menghasilkan trans-Δ2- butenoyl-ACP dengan katalis enzim β-hydroxyacyl-ACP dehydratase.

■ Reduksi trans-Δ2-butenoyl-ACP menghasilkan butyryl-ACP dengan enzim enoyl-ACP reductase dan NADPH sebagai donor elektron

■ Butyryl-ACP (hasil dari siklus pertama) ini pertama kali ditransfer melalui asiltransferase-ACP ke gugusan tiol dari sintase ketoasil-ᵝ-ACP. Kemudian terjadi transfer unit malonil dari malonyl Ko-A ke ACP oleh maloniltransferase-ACP. Yang terjadi selanjutnya adalah kondensasi campuran butiril dari sintase-butiril dengan malenil-ACP untuk menghasilan perantara C6, ketokaproil-ᵝ-ACP, dan CO2. Selanjutnya, hasil ketokaproil-ᵝ-ACP menjalankan siklus hingga 7 kali dan menjadi asam lemak jenuh.

Sintesis Trigliserida■ Senyawa pemula untuk biosintesis trigliserida adalah L- gliserol -

3 – phospat dan senyawa koenzim-A asil asam lemak. L- gliserol -3 – phospat pada umumnya terbentuk dari senyawa glikolisis yaitu dihidroksiaseton phospat yang oleh enzim gliserol- 3- phospat dehidrogenase diubah menjadi L- gliserol -3 – phospat dengan bantuan  system NAD+/ NADH sebagai koenzimnya

■ Tahap reaksi pertama dan kedua adalah proses asilasi gugus hidroksil dari L- gliserol -3 – phospat menghasilkan asam lisophospatidat, kemudian menghasilkan asam phospatidat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim gliserolphospat – asiltransferase. Dalam reaksi ini gugus asil asam lemak dipindahkan dari koenzim A asil asam lemak ke gugus hidroksil dari L- gliserol -3 – phospat secara bertahap. Jalan lain ke pembentukan asam phospatidat adalah melalui reaksi antara dihidroksiaseton phospat dengan koenzim A asil asam lemak.

■ Pada tahap reaksi ketiga tahap biosintesis triasil gliserol, asam phosatidat dihidroisis dengan enzim phosatidat phospatase menghasilkan diasil gliserol. Kemudian pada tahap reaksi terakhir diasil gliserol bereaksi dengan molekul ketiga dari koenzim A asil asam lemak, dikatalisis oleh enzim diasilgliserol asiltransferase, menghasilkan triasil gliserol.

Sintesis Fosfolipid

■ Phosphatidic acid digunakan untuk mensintesiskan fosfolpid tambahan dengan memanfaatkan cytidine triphosphate (CTP) sebagai sumber energi dan membentuk CDP-diacylglycerol. Selanjutnya CDP-diacylglycerol akan bereaksi menjadi macam-macam fosfolipid seperti pada gambar di samping.

Sintesis Kolestrol■ Tahap 1. Sintesis mevalonatSintesis kolestrol dimulai saat pemindahan Acetyl-CoA dari mitokondira ke sitosol. PAda saat ini 2 Acetyl-CoA berkondensasi membentuk asetoacetyl-CoA. Sintesis ini dibantu dengan enzim cytoplasmic enzyme ACAT2 gene (acetyl-CoA acetyltransferase 2). Selanjutnya acety-CoA ketiga ikut berkondensasi menjadi HMG-CoA (3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A) dengan bantuan HMG-CoA synthase (HMGCS1) sebagai kataslis. Sintesis HMG-CoA reduktase mengkatalisis produksi mevalonat dari HMG-CoA.

■ Tahap 2. Sintesis mevalonate membentuk 2 isoprena terkativasi

Tiga kelompok fosfat dari molekul ATP diberikan kedalam asam mevalonate membentuk 3-phospho-5-pyrophosphomevalonate. Selanjutnya gugus posphat dan gugus karboksil disekitarnya terlepas dan terbentuklah Δ3-isopentyl pyrophosphate (IPP). Isomerisasi Δ3-isopentyl pyrophosphate akan membentuk dimethylallyl pyrophosphate.

■ Tahap 3. Kondensasi Enam Isoprena Teraktivasi untuk Membentuk Squalene

Kondensasi kepala-ekor dari isopentyl pyrophosphate dan dimethylallyl pyrophosphate akan membentuk geranly pyrophosphate yang akan bergabung lagi seacara kepala-ekor dengan isopentyl pyrophosphate membentuk farnesyl pyrophosphate. Kedua farnesyl pyrophosphate yang bergabung akan membentuk sqalene.

■ Tahap 4. Konversi Squalene menjadi Nukleus Steroid Bercincin 4

Squalene akan membentuk hubungan linear membentuk senyawa siklik membentuk sterol dengan 4 cincin yang menyatu membentuk inti steroid. Penambahan squalene monooxygenase dengan satu atom oksigen dari O2 ke ujung rantai squalene akan membentuk epoksida. NADPH mengurangi atom oksigen lainnya dari O2 membentuk H2O. Ikatan ganda dari produk, squalene 2, 3 epoksida, diposisikan sedemikian rupa sehingga reaksi dapat mengkonversi epoksida squalene linear ke struktur siklik. Pada sel hewan, siklisasi ini membentuk lanosterol, yang berisi empat cincin karakteristik inti steroid. Lanosterol akhirnya diubah menjadi kolesterol dalam serangkaian sekitar 20 reaksiyang mencakup migrasi beberapa kelompok metil dan penghapusan lain.

DETEKSI LIPID

Deteksi Lipid

■ ESI-MS ■ Uji Salkowski ■ Uji Lieberman Buchard ■ Uji Kelarutan Lipid■ Uji Bilangan Polenske■ Angka Sabun■ Angka Asam

■ Bligh/Dyer■ Angka Iod■ HPLC■ Reaksi lemak oksidasi,

hidrolisis dan ozonisasi ■ Reichert- Meissl Number

ESI-MS (Electron Spray Ionization-Mass Spectrometry)

■ESI adalah metode ionisasi umum dalam MS untuk analisis lipid dari cairan tubuh, sel, bakteria, virus, dan jaringan.

■ Keuntungan dari penggunaan ESI-MS adalah keakuratannya yang tinggi, sensitif, dapat direproduksi, dan aplikatif untuk larutan kompleks tanpa perlu derivatisasi

■ ESI-MS juga dapat digunakan untuk mencari letak ikatan rangkap dalam lipid

Prosedur ESI-MS

Ekstraksi Sampel

Injeksi ke Kolom LC

Detektor

Spectrum Mass

Uji Saljowski

■ Uji kualitatif yang dilakukan untuk mengidentifikasi keberadaan kolesterol

■ Jika sterol dengan konfigurasi tidak jenuh di dalam molekulnya direaksikan dengan asam kuat dalam kondisi bebas air, maka akan memberikan warna yang khas

■ Reaksi positif yang menandakan adanya kolesterol untuk uji Salkowski yaitu timbul warna merah dibagian kloroform sedangkan dibagian asam berwarna kuning dengan florosensi hijau bila dilihat dengan sinar refleksi

Uji Lieberman Buchard

■ Prinsip uji ini adalah mengidentifikasi adanya kolesterol dengan penambahan asam sulfat pekat ke dalam campuran kolesterol dalam kloroform dan asam asetat pekat

■ Reaksi positif uji ini ditandai dengan adanya perubahan warna dari terbentuknya warna pink kemudian menjadi biru-ungu dan akhirnya menjadi hijau tua

Prosedur Uji Lieberman Buchard

Asam Sulfat + Kolesterol

3,5 kolestadiena

Polimer yang mengandung kromofor

Hasil Uji

teroksidasi

dikonversi

Uji kelarutan Lipid

■ Uji ini terdiri atas analisis kelarutan lipid maupun derivat lipid terhadap berbagai macam pelarut

■ Dalam uji ini kelarutan lipid ditentukan oleh sifat kepolaran pelarut. Hal ini sesuai dengan sifat larutan, apabila larutan non-polar dilarutkan ke dalam larutan polar, maka kedua larutan tidak akan menyatu, apabila lipid dilarutkan ke dalam pelarut polar maka hasilnya tidak akan larut.

■ Hal tersebut karena lipid memiliki sifat nonpolar sehingga hanya akan larut pada pelarut yang sama-sama nonpolar.

Uji Bilangan Polenske

■ Bilangan ini menentukan kadar asam lemak yang volatile, tetapi tidak larut dalam air, yaitu asam lemak C8 hingga C14. Bilangan polenske adalah jumlah milliliter (ml) 0,1 N larutan alkali yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak C8-C14 yang terdapat dalam 5 gram sampel

■ BP juga dapat digunakan untuk menguji pemalsuan terhadap mentega.

Angka Sabun

■ Angka Penyabunan (Saponification value) adalah jumlah miligram kalium hidroksida yang dibutuhkan untuk mensaponifikasi asam lemak yang dihasilkan dari hidrolisis 1g lemak

■ Deteksi ini memberikan informasi mengenai karakter asam lemak, semakin panjang rantai karbon semakin sedikit asam yang bereaksi dengan KOH

Reaksi yang terjadi adalah berikut

Angka Asam

■ Nilai asam ( AV ) adalah jumlah yang mengungkapkan , dalam miligram jumlah kalium hidroksida yang dibutuhkan untuk menetralkan asam bebas hadir dalam 1 g zat

■ Nilai asam dapat berlebihan jika ada komponen asam lainnya yang hadir dalam sistem, misalnya asam fosfat atau asam amino

Bligh/Dyer

■ Bligh/Dyer adalah metode ekstraksi dan purifikasi lipid yang didapatkan melalui studi dekomposisi lipid dari ikan yang telah dibekukan

■ Prosedur ini dapat dilakukan hanya dalam 10 menit

■ Sangat efisien dan bebas dari manipulasi

Prosedur Uji ini

Jaringan di Homogenisasi

2 Lapisan

Pengenceran (H2O)

Kloroform + metanol

Kloroform = Lemak

Metanol = non Lemak

Angka Iod■ Angka Iod mengukur derajat ketidakjenuhan dari asam lemak

penyusun minyak dan lemak

■ Angka Iod dinyatakan sebagai banyaknya gram Iod yang diikat oleh 100 gram minyak atau lemak

■ Semakin banyak angka iod yang terukur, maka semakin banyak pula kandungan asam lemak tak jenuh dalam minyak

■ Hal ini mengindikasikan bahwa semakin baik kualitas minyak tersebut.

HPLC ( High Performance Liquid Chromatography )

■ Pada dasarnya HPLC adalah versi improvisasi dari Column Chromatography, dimana ketinggian kolom dikurangi

■ Serta ditambahkan tekanan pada proses penghantaran fase bergerak (mobile phase) melewati fase stasioner (stationary phase) yang rapat

Hal ini menyebabkan

Jumlah piringannya bertambah menjadi 100.000 piringan

per meter (normal : 40.000 hingga

60.000 piringan per meter) Ukuran partikel yang

kecil ini memberikan luas kontak yang lebih

besar

Ukuran partikel yang terdapat pada kolom juga lebih kecil (3 - 5

µm)

Proses separasi yang terjadi lebih efisien

daripada kromatografi kolom biasa

Keuntungan lain dari penggunaan HPLC adalah menghemat penggunaan pelarut

pada kolom

1

2

3

4

Reaksi lemak oksidasi, hidrolisis dan ozonisasi

■ Oksidasi asam lemak merupakan penambahan bilangan oksidasi

Proses yang terjadi :

Asam lemakLemak-lemak di dalam tubuh

Asam lemak menjadi molekul dengan 1 atom C

Asam lemak menjadi molekul dengan 2 atom C

dipecah

di-degradasi

Oksidasi βOksidasi α

■ Hidrolisis merupakan reaksi pemecahan oleh air, lipid di pecah menjadi gliserol dan alcohol, dengan menggunakan panas, asam, alkali/ enzim

■ Ozonisasi merupakan reaksi ozon dan lipid tak jenuh menghasilkan lipid peroksida. Dimalana lipid terdegradasi oleh ozon

Reichert- Meissl Number ■ nilai dalam millimeter dari 0.1 KOH yang dibutuhkan untuk

menetralisasi larutan 5 gr asam lemak yang larut adalam air distilasi. Asam lemakyang dimaksudkan adalah kurang dari 10 atom C

■ untuk mengetahui komposisi lemak dan digunakan kan untuk mendeteksi pemalsuan lemak

■ butter memiliki presentasi asam lemak rantai pendek lebih tinggi sehingga bilangan reichert meisslnya lebih tinggi dibandingkan margarin

FUNGSI & APLIKASI LIPID

Fungsi Lipid dalam Tubuh

■ Cadangan EnergiLipid dalam bentuk asam lemak berfungsi sebagai cadangan energi. Cadangan energi ini akan terpakai jika tidak ada lagi sumber energy dari karbohidrat■ Insulasi & ProteksiLipid yang berada dibawah kulit berfungsi sebagai penjaga temperature tubuh manusia dan lipid yang menyelubungi organ-organ vital berfungsi sebagai “Cushion” atau peredam benturan

■ StrukturLipid adalah salah satu komponen penyusun membran sel yang dinamakan Phospholipid Bilayer. Membran sel tersebut bersifat semi-permeable, sehingga memiliki fungsi sebagai jalur masuk senyawa-senyawa tertentu kedalam sel■ PensinyalanLipid pembawa (Lipid Messenger) dapat berikatan dengan protein target atau reseptor, contohnya kinase dan fosfatase■ TransportasiLipid digunakan untuk membawa vitamin-vitamin yang dapat larut dalam lemak, contohnya Vitamin A, D, E, dan K.

Efek Kekurangan Lipid■ Vitamin Deficiency Tidak ada lipid untuk mentransport

Vitamin ADEK■ Hilangnya massa otot akibat terpakainya protein sebagai

pengganti sumber energy■ Penyakin Marasmus dan Kwashiorkor■ Kemampuan tubuh dalam menyerap lemak menurun■ Penurunan pertumbuhan fungsi otak

Efek Kelebihan Lipid■ Obesitas ■ Myocardial Infarction/Penyakit jantung Tersumbatnya

arteri akibat lipid yang berlebihan■ Tekanan darah tinggi■ Stroke■ Diabetes Kinerja pankreas terganggu

Aplikasi Lipid dalam Industri Energi■ Lipid dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan

bahan bakar biodiesel. Lipid yang digunakan bersumber dari mikroalga. Selain biodiesel, lipid yang dihasilkan mikroalga ini dapat dikonversi menjadi bahan bakar yang setara dengan kerosene (minyak tanah) dan juga bahan bakar mesin jet (Jet Fuel-Equivalent). Cara ini sedang dalam riset NREL (National Renewable Energy Laboratory)

Aplikasi Lipid dalam Industri Farmasi & Kosmetik■ Lipid dalam bentuk minyak sayur dan minyak hewan

(minyak almond, minyak apricot, minyak ikan, dll.) digunakan dalam industry kosmetik sebagai salah satu bahan bakunya.

■ Selain dalam bentuk minyak, ada juga lipid dalam bentuk wax/lilin, contohnya Bee’swax

■ Lipid biasa digunakan sebagai eksipien/medium untuk senyawa-senyawa non-polar dalam mensintesis obat-obatan dalam industri farmasi

Aplikasi Lipid dalam FMCG(Fast Moving Consumer Goods)■ Sebagai bahan baku pembuatan sabun■ Sebagai komposisi utama pada pembuatan manisan

seperti coklat dan cemilan■ Sebagai bahan dasar makanan yang berbahan dasar susu

(dairy product) dan shortening

Aplikasi Lipid dalam Industri Lainnya■ Asam stearate pada industry lilin digunakan untuk

mengeraskan dan memperkuat lilin, mempengaruhi titik leleh lilin sehingga meningkatkan daya tahan dan konsistensi lilin

Pengganti LipidBasis Protein Microparticulated Protein Dibuat dari whey protein Modified Whey Protein ConcentrateBasis Karbohidrat Cellulose Selulosa digiling dan disebar (disperse)

sehingga memiliki struktur menyerupai lemak Fiber Fiber memberikan integritas structural, volume,

kapasitas penyimpanan kelembaban, kerekatan, dan stabilitas dalam produk-produk berbasis lemak.

Referensi■ Caballero, B. 2005. “Lipids”. 1st ed. (Ebook). John Hopkins Bloomberg University. Available at:

ocw.jhsph.edu. [Accessed 23 feb. 2016]■ Sparknotes.com. 2016. “Cell Membrane: The Lipid Bilayer”. [Online]. Available at:

sparknotes.com [Accessed 23 feb 2016]■ Ashworth, J. 2006. “Jet Fuel From Microalgal Lipid”. Colorado: NREL■ Caloriecontrol.org. 2015. “Glossary of Fat Replacers”. Availabel at: Caloriecontrol.org

[Accessed 23 feb 2016]■ Sumardjo, Damin. 2006. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1.

Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

■ Karp, Gerald. 2010. Cell and Molecular Biology: Concept and Experiment 6th Edition. USA: John Wiley and Sons, Inc

■ Fessenden, R.1986. Organic Chemistry: 3rd Edition. Massachusets: Wadworth Inc

■ Yuwono, Tribowo. 2005. Biologi Molekuler. Jakarta: Penerbit Erlangga

■ Ngili, Yohanis. 2009. Biokimia, Struktur, dan Fungsi Biomolekul. Yogyakarta:Graha Ilmu

■ Phospolipids. 2016. Chemistry.tutorvista.com Diakses pada 19 Februari 2016

■ Steroid. 2016. Brittanica.com Diakses pada 20 Februari 2016