Kimia Organik/Kimia Hayati Lemak

23D:// Anding/Andre-Eca/TIP/Bahan Ajar Kimia/Kimia Hayati/Lemak/24/12/2011Chapter 3

L E M A K

3.1 PENDAHULUAN

Kata lemak berasal dari bahasa Yunani yaitu Lipos, yang berarti lemak. Lemak tidak larut dalam air (hidrofob) tetapi larut dalam pelarut organik seperti kloroform atau dietil-eter.

Hidrofob = zat yang tidak suka atau tidak larut dalam air. Hidrofil = zat yang suka atau larut dalam air

3.2 TRIGLISERIDA, LEMAK DAN MINYAK

Struktur lemak pada umumnya sama, perbedaanya tidak begitu menyolok, misalnya antara lemak daging dan minyak yang bersifat lemak. Kedua senyawa ini merupakan triester yang terbentuk dari triol gliserol dan asam karboksilat yang mempunyai rantai panjang (disebut asam lemak). Senyawa triester ini disebut triasilgliserol atau trigliserida.

O CH2OHHOCR CH2OOCR CHOH + O - 3H2OCHOOCR CH2OHHOCRCH2OOCR

O HOCR

Gliserol Asam lemak Trigliserol / trigliserida

R, R, R = hidrokarbon rantai panjang dapat sama atau berbeda

Perbedaan lemak dan minyak adalah pada sifat fisiknya. Lemak pada temperatur kamar berwujud padat sedangkan minyak cair. Kecuali minyak kelapa mencair pada temperatur 21-25 oC, hampir sama dengan temperatur kamar di daerah beriklim dingin dan di bawah temperatur kamar di daerah tropis. Lemak dan minyak pada umumnya merupakan trigliserida yang tidak homogen. Kebanyakan trigliserida mengandung dua atau tiga asam lemak yang berbeda, misalnya satu asam falmitat, satu asam stearat dan satu asam oleat.

Lemak atau minyak yang mengandung : 1 jenis asam lemak disebut asam bermartabat 1 2 jenis asam lemak disebut asam bermartabat 2 3 jenis asam lemak disebut asam bermartabat 3

3.2.1 Struktur Lemak Dan Minyak

Tabel 5. Beberapa asam lemak yang biasa ditemukan

NamaJumlah CRumus MolekulTitik LelehJenuh Laurat Myristat Palmitat Stearat Arachidonat

1214161820

CH3(CH2)10COOHCH3(CH2)12COOHCH3(CH2)14COOHCH3(CH2)16COOHCH3(CH2)18COOH

4458637075Tidak jenuh Parmitoleat Oleat Linolead Linolenat

16181818

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOHCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHCH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHCH3(CH2)4(CH=CHCH2)4CH2CH2COOH

327-5-11

Minyak nabati pada umumnya berada dalam bentuk cair karena mengandung ikatan rangkap yang lebih banyak dari pada lemak hewani. Ikatan rangkap dapat menurunkan daya tarik yang mengikat rangkaian hidrokarbon. Ikatan yang longgar ini mengakibatkan energi dibutuhkan lebih sedikit untuk mencairkan trigliserida. Oleh sebab itu titik leleh asam lemak tidak jenuh lebih rendah dari pada asam lemak jenuh.

3.2.1 Reaksi Trigliserida

Trigliserida minyak nabati tertentu mengandung kira-kira 20 % asam lemak jenuh dan 80 % asam lemak tidak jenuh. Trigliserida lemak hewan tertentu mengandung 50 % asam lemak jenuh dan 50 % asam lemak tidak jenuh. Lemak hewan harganya lebih mahal dari pada lemak nabati, karena aromanya lebih menarik untuk digunakan dalam makanan. Oleh sebab itu penyedap rasa padat yang banyak digunakan sekarang dibuat dari minyak nabati yang dihidrogenasi sebagian, seperti minyak kacang, minyak jagung atau minyak kedele. Hidrogenasi sebagian ini disebut pengerasan, karena titik leleh hasil dehidrogenasi lebih tinggi, contoh reaksi hidrogenasi :

CH2OOC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2OOC(CH2)16CH3 CH2OOC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 3H2 CHOOC(CH2)16CH3 katalisator CH2OOC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2OOC(CH2)16CH3

Trioleilgliserol (TL -5 oC) Tristearilgliseril (TL 55 oC)3.3 LILIN

Lilin adalah zat padat yang mempunyai titik leleh yang rendah. Titik leleh lilin lebih tinggi dari pada titik leleh trigliserida, oleh sebab itu lilin tidak meleleh pada temperatur badan ( 36 oC). Lilin termasuk monoester sederhana yang terbentuk dari asam lemak rantai panjang dengan alkohol rantai panjang. Lilin tidak dapat disabunkan seperti trigliserida, mungkin karena mengandung hidrokarbon rantai panjang.

Ada 3 macam lilin :

Madu lebah (beeswax), adalah lilin yang dikeluarkan lebah untuk membentuk madu. Titik leleh 60-80 oCCH3(CH2)24COO(CH2)29CH3CH3(CH2)26COO(CH2)29CH3

Carnauba wax, adalah lilin yang membalut daun Brazilian palm, mempunyai titik leleh relatif tinggi sehingga digunakan sebagai bahan pengkilat mobil. Titik leleh 80-87 oCCH3(CH2)22COO(CH2)31CH3CH3(CH2)26COO(CH2)31CH3

Spermaceti, adalah lilin yang dipisahkan dari minyak yang diperoleh dari kepala sperma ikan paus. Titik leleh 42-47 oCCH3(CH2)14COO(CH2)15CH3

Di alam lilin berfungsi sebagai bahan pengaman untuk daun, buah, biji, kulit insekta dan bulu burung

3.4 FOSFOLIPID

Lemak yang mengandung gugusan fosfat disebut fosfolipid. Fosfolipid dari diasetilester gliserol disebut fosfogliserida. Senyawa ini mengandung dua gugus asam lemak (RCOO-) umumnya ester asam palmitat, stearat atau oleat. Pada umumnya fosfogliserida berwarna putih, padat seperti lilin, bila dibiarkan dalam udara terbuka dapat berubah menjadi warna gelap karena bagian asam lemak yang tidak jenuh teroksidasi oleh udara. Bentuk dari fosfolipid adalah lesitin dan sepalin dapat dijumpai di otak, sel syaraf, hati hewan, kuning telur, kecambah gandum, ragi dan kedelai.

O CH2-O-COR R-C-O-C-H O - N kuarterner CH2-O-P-O-O-CH2-CH2-N+-(CH3)3 (lesitin) O

3.4.1 Spingolipid / Glikopingolipid

Spingolipid terdapat dalam jumlah besar di sel otak dan syaraf. Spingolipid terdiri dari satu molekul sfingosin, satu molekul asam lemak dan satu kepala polar. Sfingolipid yang terdapat di alam adalah sfingomielin.

CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-OH O CH NH C - (CH2)22 - CH3 O- CH2 O P O - CH2 - CH2 - N+ - (CH3)3 O Sfingomielin

3.5 STEROID

Steroid termasuk turunan inti perhidro-siklopentano-fenantren yang terdiri dari 3 cincin sikloheksana. Posisi atom C pada steroid diberi nomor sebagai berikut :

lengkapi

Steroid banyak terdapat di alam. Dalam jumlah terbatas terdapat dalam empedu, hormon seks, hormon korteks adrenal dan beberapa racun.Dalam jumah lebih banyak golongan sterol,

contohnya : kolesterol ; lanosterol ; fitosterol ; mikosterol.Lanosterol terdapat pada pelindung wool yang bersifat lemak. Lanosterol juga merupakan senyawa antara dalam biosintesis kolesterol.

KolesterolSterol yang terdapat dalam tumbuhan disebut fitosterol, seperti stigmasterol dan mikosterol.Vitamin D merupakan senyawa essensial. Merupakan hasil biosintesa oleh sinar matahari dari 7-dehidrokholesterol di dalam kulit.Kadar kolesterol dalam darah dipengaruhi banyak faktor, seperti diet dan metabolisme makanan dalam tubuh. Kadar kolesterol dalam darah rata-rata orang yang berumur 55 tahun 2 mg/L darah.Kolesterol dapat melapisi dinding arteri (arteriosklerosis) yang mengakibatkan terbatasnya aliran darah sehingga tekanan darah menjadi lebih besar.3.6 PROSTAGLANDIN

Prostagandin pertama sekali diekstraksi dari caeran benih manusia oleh ilmuwan Swedia Ulf von Euler, tahun 1930. senyawa ini berasal dari kelenjer prostat, sehingga dinamakan prostaglandin. Prostaglandin adalah 20-karbon siklopentanadiol dan hidroksi-siklo-pentanon yang mengandung rantai samping rantai dengan satu asam karboksilat. Senyawa ini disintesa dari asam lemak yang mengandung 20-karbon, misalnya asam arakhidonat.

lengkapi

Asam arikhadonat

Fungsi prostaglandin dalam tubuh : Mengatur kerja hormon dan menghasikan efek yang luas, misalnya Mengontrol tekanan darah Terlibat dalam mekanisme pembekuan darah dan di dalam fungsi ginjal. Menyebabkan arteri dan pembuluh paru-paru bertambah lebar Mencegah keluarnya cairan lambung Menginduksi kontraksi uterin Aborsi Inflamasi dan rasa sakit.

11.6 ESTER DALAM KEHIDUPAN

Ester yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari adalah :Lemak dan minyakSabun dan detergentLilin

11.6.1 Lemak dan Minyak

Lemak dan minyak merupakan ester dari asam lemak dan gliserol, dan sebagian besar berupa bahan makanan.

PembuatanDihasilkan dari pemecahan jaringan (daging) dengan tekanan tinggi atau dengan ekstraksi.Lemak hewan diperoleh dari pemanasan dengan air pada suhu tinggi sehingga lemak akan mengapung di atas air dan kemudian di filtrasi.

b. Perbedaan lemak dan minyak Sifat fisikaLemak pada temperatur kamar berwujud padat.Minyak pada temperatur kamar berwujud cair. Sifat kimiaJumlah asam lemak yang diikat lemak biasanya adalah asam lemak jenuh.Pada minyak, jumlah asam lemak jenuh lebih sedikit dibandingkan dengan asam lemak yang tidak jenuh.

c. Sifat fisikaKeduanya tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa.Berat jenis lebih besar dari air.Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol.Mudah larut dalam karbon disulfida, terpentin, karbon tetraklorida, eter, dll.Lemak merupakan pelarut organik yang baik, sehingga banyak digunakan

untuk mengekstraksi minyak esteris dalam pembuatan farfum.

d. Struktur lemak dan minyakTelah diketahui bahwa lemak dan minyak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak. Berdasarkan jumlah gugus hidroksida dari gliserol yang diesterkan maka dikenal :Mono gliseridaDi gliseridaTri gliserida

Mono-gliserida, gugus OH yang diesterkan hanya satu buah

H2C OH HC OH O H2C O C C17H35 Gliserol, monogliserida

Di gliserida, gugus OH yang diesterkan dua buah

Jika asamnya sama disebut gliserida berasam satu.Jika asamnya tidak sama disebut digliserida berasam dua.

O H2C O C C15H31 HC-OH O H2C O C C15H31

Gliserol, digliserida berasam satu

Tri gliserida, gugus OH yang diesterkan tiga buah.Bila 3 asam yang diikat sama disebut trigliserida berasam satu. Bila 3 asam yang diikat ada dua macam disebut trigliserida berasam dua.Bila 3 asam yang diikat berbeda disebut trigliserida berasam tiga.

trigliserida berasam tiga

Tabel 6 Rumus ester dan sumber

NoNamaRumusSumber 1Asam butiratC4H8O2Lemak, mentega2Asam kaproatC6H12O2Lemak, mentega, palm3Asam kaprilatC8H16O2Minyak kelapa, palm4Asam kapratC10H20O2Lemak, mentega, minyak kelapa5Asam lauratC12H24O2Lemak ikan, minyak kelapa6Asam miristatC14H26O2Lemak mentega, minyak kelapa7Asam palmitatC16H28O2Lemak binatang, minyak kelapa8Asam stearatC18H36O2Lemak sapi, minyak domba9Asam arakhidatC20H40O2Minyak kelapa sawit10Asam behenatC22H44O2Minyak bear11Asam oleatC18H34O2Satu ikatan rangkap, terdapat pada minyak kacang12Asam erukatC22H42O2Satu ikatan rangkap, terdapat dalam minyak rape13Asam linoleatC18H32O2Dua ikatan rangkap, dalam minyak jagung14Asam linolenatC18H30O2Tiga ikatan rangkap, dalam minyak jagung15Asam klupadonatC18H30O2Empat ikatan rangkap, dalam minyak ikan

e. Sifat kimia minyak dan lemak

Dapat dihidrolisa dengan pemanasan yang tinggi, atau oleh asam atau basa serta enzim lipase.Racidity (sifat tengik)

Lemak dan minyak, jika berhubungan dengan udara luar akan bau tengik.Hal ini disebabkan karena hidrolisa terbentuk asam lemak dengan rantai C pendek yang berbau sangat keras, dan dapat juga karena teroksidasinya ikatan rangkap. Bila ikatan rangkap teroksidasi, maka akan pecah membentuk keton, aldehid atau asam karboksilat rantai pendek yang berbau sangat keras.Hidrogenasi dari minyak

Karena minyak mengandung ikatan rangkap, bila dihidrogenasi akan menjadi padat. Sifat ini digunakan dalam pembuatan mentega tiruan (margarine) dari minyak tumbuh-tumbuhan. Demikian pula pada pembuatan sabun untuk menghilangkan bau tengik bisa digunakan hidrogenasi.Auto oksidasiKarena adanya ikatan rangkap pada lemak dan minyak, maka jika terdapat oksidator akan terjadi oksidasi pada ikatan rangkap tersebut, sehingga ikatan rangkap menjadi putus dan terbentuk ikatan tunggal.

f. Analisa lemakLemak merupakan senyawa yang sangat komplek, karena itu tidak diselidiki secara spesifik, tetapi cukup dengan menentukan tetapan-tetapan seperti :

Titik didihTitik leburBerat jenisIndek biasViscositasTetapan-tetapan kimia, meliputi :Angka penyabunanAngka asamBilangan Reichhert MeisslBilangan Iodium

ad.1 Angka penyabunanAngka penyabunan adalah angka yang menyatakan berapa miligram KOH yang diperlukan untuk meyabunkan 1 gram lemak.Dapat dipergunakan untuk menentukan massa rumus rata-rata lemak.Untuk mengetahui banyaknya basa yang diperlukan dalam pembuatan sabun.

ad.2 Angka asamAngka asam merupakan bilangan yang menyatakan berapa miligram KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas pada 1 gram lemak.Untuk menentukan keasaman dari lemak.Untuk menentukan sifat tengik dari lemak.

ad.3 Bilangan Reichert MeisslBilangan Reichert Meissl merupakan bilangan yang menyatakan berapa miliLiter 0,1 N basa kuat yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak yang mudah menguap dan larut dalam air pada hidrolisa 5 gram lemak.

Caranya adalah sebagai berikut :

5 gram lemak disabunkan dengan NaOH yang dilarutkan dalam gliserol, kemudian campuran diasamkan dengan asam sulfat encer dan didestilasi uap.Pada destilasi asam lemak yang berantai karbon kecil dari 10 akan menguap dan ditampung.Setelah destilasi selesai, kemudian didinginkan dan ditampung dalam air, sehingga dapat dipisahkan antara asam lemak yang larut dalam air dan asam lemak tidak larut.Banyaknya 0,1 N basa yang diperlukan untuk menetralkan asam yang larut inilah yang disebut bilangan Reichert Meissl.Bilangan yang menyatakan banyaknya mililiter 0,1 N basa untuk menetralkan asam yang tidak larut disebut Angka Plenske.

Ad.4 Angka IodiumBilangan yang menyatakan beberapa gram Iodium yang harus ditambahkan pada 100 gram lemak sampai warna iodiumnya tidak hilang atau,Atau gram iodium yang dapat diadisi oleh 100 gram lemak

g. Kegunaan minyak dan lemakBahan makanan seperti karbohidrat dan protein.Campuran minyak zat dan pernisMengganti minyak mineralObat dan kosmetika, menghaluskan kulitPelarut, untuk mencegah penguapan

Sabun dan Deterjen

Dalam kehidupan sehari-hari kita sudah mengenal sabun dan detergen. Pengertian sabun yang kita kenal adalah suatu bahan yang digunakan untuk mencuci, baik pakaian maupun alat-alat lain. Di samping itu kita juga mengenal detergen yang nama sebenarnya adalah bahan pembersih. Dengan demikian berarti sabun juga termasuk detergent, karena fungsi sabun juga sebagai bahan pembersih.

Perbedaan sabun dan deterjentPada dasarnya sabun dan detergent mempunyai perbedaan pada bahan dasar yang digunakan.

a.1 Pembuatan sabun Merupakan garam natrium atau kalium dari asam karboksilat yang mempunyai atom karbon 8 s/d 18.Bila logamnya kalium disebut sabun lunak, digunakan sebagai sabun mandi.Bila logamnya natrium disebut sabun keras, digunakan untuk cuci.Reaksi pembuatannya :

a.2 Sifat kimia sabunDapat dihidrolisa dalam air membentuk basa dan asam karboksilat, karena sabun tersusun dari basa kuat dan asam lemah, reaksi :

C17H45COONa + HOH C17H35 + NaOH

Dalam air, sabun berbentuk koloid, alkil yang bersifat non polar dapat membersihkan kotoran yang berupa senyawa non polar, sedangkan gugus karboksilat yang bersifat lebih polar membersihkan kotoran yang bersifat polar.Dapat bereaksi dengan asam mineral membentuk asam lemak dan garam anorganik.

Daya bersih sabunDapat membersihkan kotoran apabila dapat menurunkan tegangan permukaan dari kotoran dengan cara mengemulsikan.Gugus yang bersifat polar membersihkan kotoran yang bersifat polar, sedangkan gugus non polar membersihkan kotoran yang bersifat non polar seperti lemak.Kotoran tersebut diemulsikan sehingga tegangan permukaan antara kain dan kotoran dapat diturunkan.Kelemahan sabun, jika air mengandung kesadahan yang tinggi maka sabun akan mengendap (kurang berbusa). Penggunaan sabun dalam air sadah harus lebih banyak, karena sabun diperlukan untuk mengendapkan garam yang ada yang terdapat dalam air tersebut terlebih dahulu.

Macam-macam sabun

Selain sabun keras dan sabun lunak, ada beberapa jenis sabun :Aluminium oleat: pengering cat dan bahan pelumasAluminium stearat: pengering cat, pernis, dan pelumasMerquri oleat: antiseptikNatrium laurat: pembuat sampoNatrium linolenat: pembuat sabunZink stearat: kosmetika dan anti kebakaran

b. Deterjent (Rumus umum : R CH2 OSO3Na)

Mempunyai daya bersih yang lebih baik dari pada sabun, karena gugus polarnya berasal dari asam yang lebih kuat dari pada asam karboksilat, sehingga di dalam air tidak mengendap. Deterjent dalam perdagangan dibuat dari minyak bumi.

LILIN

Lilin juga merupakan ester. Perbedaan lilin dengan lemak dan minyak adalah :

Minyak dan lemak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak.Lilin merupakan ester yang tersusun dari asam karboksilat suku tinggi Senyawa organik suku tinggi adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon lebih dari 10. (atom C-nya > 10) dan alkohol monohidris suku tinggi pula (C10). Sifatnya sama dengan sifat-sifat ester.

Di samping itu terdapat lilin yang molekulnya sangat besar dan komplek yang disebut Lilin Carnauba. Lilin banyak terdapat dalam minyak bumi, pada binatang tertentu serta tumbuhan. Digunakan untuk : obat-obatan, kosmetika, sabun, bahan pengisi pada tekstil, pernis dan bahan campuran untuk pembuatan alat-alat isolasi listrikPUSTAKA SYAFNIL FAMILYPerumahan Medan Baru No.19, Rt.14Kandang Limun, Kota Bengkulu