1

Metabolisme Lipid Pada Buah Kelapa Sawit

OLEHAWARI SUSANTIBP: 1320422015

PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG,2014

2

Metabolisme

Anabolisme Katabolisme

3

Proses metabolisme primer menghasilkan senyawa-senyawa yang digunakan dalam proses biosintesis sehari-hari, yaitu karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat.

metabolisme sekunder menghasilkan senyawa dengan aktivitas biologis tertentu seperti alkaloid, terpenoid, flavonoid, tannin dan steroid. Dll.

4

LIPID• Golongan senyawa organik yang sangat heterogen yang menyusun

jaringan tumbuhan dan hewan. Lipid merupakan golongan senyawa organik kedua yang menjadi sumber makanan.

• Lipid disusun oleh sejumlah senyawa lemak yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti eter, aseton, kloroform dan benzena.

• Termasuk senyawa lipid adalah monogliserida, digliserida, fosfatida, serebrosida, sterol, terpen, asam lemak dll (Poedjiadi 1994; Zamora, 2005).

5

Perbedaan lipid berdasarkan pengelompokannya

Secara Kimia lipid sederhana di bedakan

berdasarkan berdasarkan bentuk

strukturnya trigliserida. Hasil kondensasi ester dari satu molekul gliseril

dengan tiga molekul asam lemak,

Triasilgliserol.

Jika ketiga asam lemak penyusun lemak itu sama disebut trigliserida paling

sederhana.

LIPID SEDERHANA

Trigliserida jika dihidrolisis akan menghasilkan 3 molekul asam lemak rantai panjang dan 1 molekul gliserol.

6

LIPID MAJEMUK

Dihidrolisis

gliserol, asam fosfat serta senyawa nitrogen.

Fosfolipida dan Glikolipida

asam lemak

Lesitin dan sephalin

7

STEROL

fitostrerol Kolesterol

Lemak hewaniMinyak nabati.

8

Oils •Oils occur in all parts of a plant, but are most common in seeds. Some seeds have so much oil that it can be commercially harvested. The most commonly used oils are cotton, sesame, safflower, sunflower, olive, coconut, palm oil, peanut, corn, castor bean, and soybean oils.

•The most common seed oil fatty acids are oleic acid (onedouble bond), linoleic acid (two double bonds), and linolenic acid (three double bonds). Linoleic and linolenic are essential fatty acids.

Yermia S, 2014

9

Kelapa sawit

10

Produksi Minyak Sawit

(Sumber: Oil World, 2013 cit Simedarby Plantation, 2013).

11

Luas area lahan budidaya tanaman penghasil minyak

Sumber: Oil World, 2013 cit Simedarby Plantation, 2013

12

Sumber minyak nabati yang paling tinggi tingkat konsumsinya di dunia.

(Sumber: Oil World, 2013 cit Simedarby Plantation, 2013)

13

Minyak dihasilkan dari biosintesis asam lemak, yang

ditandai dengan adanya akumulasi TAG (triasilgliserol).Asam lemak (C:18) yang disimpan oleh tanaman mempunyai struktur yang bervariasi berdasarkan panjang rantai dan jumlah ikatan tak jenuhnya.

Asam oleat (18:1) Golongan MUFA

dengan 1 ikatan ganda

Asam linoleat (18:2) Golongan PUFA dengan

2 ikatan ganda

Asam stearat (18:0)Golongan asam lemak jenuh.

Asam linolenat (18:3) Golongan PUFA dengan 3 ikatan ganda dan 2 struktur

berbeda (α dan γ)

14

Plant metabolic pathways are linked

(Sumber, Ophardt, 2003)

15

Piruvat

Siklus TCA

Asetil-KoA

Mitokondria

Karboksilasi

Asetat sitosol

Asetil-KoA

Karboksilasi

Biosintesis lemak Malonil-KoA

Sumber: Nikolou et al., 2003

16

Menurut Nikolau et al. (2003), tahapan utama dalam proses biosintesis TAG :

Karboksilasi asetil-koA menjadi malonil-koA

Pelepasan gugus asil dari ACP (Acyl Carrier Protein)

Desaturasi asam lemak di plastida

Desaturasi asam lemak di retikulum endoplasma

Pembentukan oil body melalui akumulasi TAG

17

Acyl Carrier Protein

Adanya proses kondensasi berulang yang dikatalis oleh 3 tipe ketoasil-ACP-sintase (KAS)

Reaksi kondensasi pertama menghasilkan butyryl-koA

Enzim ACCase

Tahap 1: Karboksilasi asetil-koA

Jumlah siklus reaksi ini menentukan panjang rantai asam lemak yang terbentuk.

Asetil –KoA+ Co2 Malonil-KoA

18

Tiga tipe enzim ketoasil-ACP-sintase (KAS):

Sumber: Pidkowich et al., 2007

KAS III: menambahkan gugus asetil pertama dari asetil-KoA menjadi malonil-ACP. Malonil ACP diperpanjang menjadi C10-C12 ketoasil-ACP

KAS II:Mengkatalis perpanjangan rantai C16-ACP menjadi C18-ACP

KAS I:Memperpanjang rantai dari C10-C12 ketoasil-ACP menjadi C16-ACP

19

Skema lintasan biosintesis lipid pada tanaman untuk menghasilkan minyak.

Katalis

Entalpi

20

Tahap 2: Desaturasi asam lemak di plastida

C16-ACP C18-ACP

Asam Palmitat

Asam Stearat(16:0)

Asam Oleat(18:1)

Kas II

Desaturasi

FAS 2

Desaturasi

FAS I

21

Tahap 3: Pelepasan gugus asil dari ACP

Desaturasi asam Lemak

RE

Asil-KoA

Sintesis Terhenti

Asil-ACP

Koenzim A

Acyl –ACP Thioesterase

22

Tahap 4: Desaturasi asam lemak di RE

Asil-KoA+3- Fosfogliserat RE

Fosfatidil kolin (PC) + Asam Oleat (18:1)

Asam Linoleat (18:2)

Asam Linolenat18 : 3

Fosfatidil kolin (PC) + Asam Linoleat (18:2)

FAD-3

FAD-2

23

Tahap 5: Pembentukan tubuh minyak (oil body) melalui akumulasi TAG

Oil body dibentuk di RE.

Diawali dengan sintesis oleosin dan TAG.

TAG dibentuk dari kumpulan acyl-CoA di RE setelah ditransfer

dari gliserolipid menjadi CoA.

24

Jalur Sintesis Tag Ramli et al., 2002.

25

Function of lipid molecules

Yermia S, 2014

26

Fatty Acids Biosynthesis

Fatty acid biosynthesis in plants takes place within plastids. organelles widely thought to have originated from a photosynthetic bacterial symbiont.

During fatty acid biosynthesis, a repeated series of reactions incorporates acetyl moieties of acetyl-CoA into an acyl group 16 or 18 carbons long

Yermia S, 2014

27Yermia S, 2014

28

Daftar Pustaka• Nikolau, B. J., J. B. Ohlrogge, and E. S. Wurtele. 2003. Plant biotin-containing carboxylases. Archives

of Biochemistry and Biophysics Vol. 414: pp 211–222.

• Ophardt, C. E. 2003. Overview of metabolism. Virtual Chembook of Elmhurst College. http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/5900verv iewmet.html. Diakses tanggal 24 Juni 2014.

• Pidkowich, M. S., H. T. Nguyen, I. Heilmann, T. Ischebeck, and J. Shanklin. 2007. Modulating seed β-ketoacyl-acyl carrier protein synthase II level converts the composition of a temperate seed

oil to that of a palm-like tropical oil. Proceeding of National Academy of Sciences Vol. 104 No. 11: pp 4742-4747.

• Ramli, U. S., D. S. Baker, P. A. Quant, and J. L. Harwood. Control analysis of lipid biosynthesis in tissue cultures from oil crops shows that flux control is shared between fatty acid synthesis and lipid assembly. Biochemical Journal 364: pp 393–401.

• Simedarby Plantation. 2013. Palm oil: facts and figures. www.simedarbyplantation.com. Diakses tanggal 24 Juni 2014.

• Yermia S, 2014. Metabolisme Lipid pada Tumbuhan, Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Manado. www.biomol-unima1.webnode.com .

• Yu, W. L., W. Ansari, N. G. Schoepp, M. J. Hannon, S. P. Mayfield, and M. D> Burkart. 2011. Modifications of the metabolic pathways of lipid and triacylglycerol production in microalgae. Microbial Cell Factories Vol. 10 No. 91.

29

Arigato Gozaimashita....