BAB 1

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Lipid didefinisikan sebagai senyawa yang tidak larut dalam air yang diekstraksi dari makhuk hidup dengan menggunakan pelarut non polar, istilah lipid mencakup golongan senyawa dengan keanekaragaman struktur, definisi di atas berdasarkan sifat fisik yang berlawanan dengan definisi protein, karbohidrat maupun asam nukleat yang berdasarkan struktur kimianya, untuk itu diharapkan setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat :

-          Menjelaskan Pengertian  Lipida

-          Menjelaskan Asam Lemak dan Sintesis Asam Lemak

-          Fungsi Asam Lemak dan Lipida

            Lemak memiliki sifat-sifat yang khas yaitu tidak larut atau sedikit larut dalam air dan dapat diekstrasi dengan pelarut non-polar seperti chloroform, eter, benzene, heksana, aseton dan alcohol panas. Lemak mempunyai banyak fungsi biologis yang sangat menunjang kehidupan organisme, antara lai berperan dalam transport aktif sel, penyusun membrane sel, sebagai cadangan energi dan isolator panas, sebagai pelarut vitamin A, D, E, dan K. Lemak dapat mengalami reaksi hidrolisis, ketengikan, hidrogenasi, penyabunan dan lain-lain.

A.  Pengertian Lipida

1.   Lipid

            Struktur beberapa lipid umum. Di bagian atas adalah asam oleat dan kolesterol.Struktur bagian tengah adalah trigliserida yang terdiri dari rantai oleoil, stearoil, dan palmitoil yang melekat pada kerangka gliserol. Di bagian bawah adalah fosfolipid yang umum, fosfatidilkolina.

            Lipid mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofobik. Karena nonpolar, lipid tidak larut dalam pelarut polar seperti air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti alkohol, eter atau kloroform. Fungsi biologis terpenting lipid di antaranya untuk menyimpan energi, sebagai komponen struktural membran sel, dan sebagai pensinyalan molekul.

            Lipid adalah senyawa organik yang diperoleh dari proses dehidrogenasi endotermal rangkaian hidrokarbon. Lipid bersifat amfifilik, artinya lipid mampu membentuk struktur seperti vesikel, liposom, atau membran lain dalam lingkungan basah. Lipid biologis seluruhnya atau sebagiannya berasal dari dua jenis subsatuan atau "blok bangunan" biokimia: gugus ketoasil dan gugus isoprena. Dengan menggunakan pendekatan ini, lipid dapat dibagi ke dalam delapan kategori:asil lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, sfingolipid, sakarolipid, dan poliketida (diturunkan dari kondensasi subsatuan ketoasil); serta lipid sterol dan lipid prenol (diturunkan dari kondensasi subsatuan isoprena).

Meskipun istilah lipid kadang-kadang digunakan sebagai sinonim dari lemak. Lipid juga meliputi molekul-molekul seperti asam lemak dan turunan-turunannya (termasuk tri-, di-, dan monogliserida dan fosfolipid, juga metabolit yang mengandung sterol, seperti kolesterol Meskipun manusia dan mamalia memiliki metabolisme untuk memecah dan membentuk lipid, beberapa lipid tidak dapat dihasilkan melalui cara ini dan harus diperoleh melalui makanan.

2.  Kategori lipid

a.  Asam lemak

            Asam lemak atau asil lemak ialah istilah umum yang digunakan untuk menjabarkan bermacam-ragam molekul-molekul yang disintesis dari polimerisasi asetil-KoA dengan gugus malonil-KoA atau metilmalonil-KoA di dalam sebuah proses yang disebut sintesis asam lemak.

            Asam lemak terdiri dari rantai hidrokarbon yang berakhiran dengan gugus asam karboksilat; penyusunan ini memberikan molekul ujung yang polar dan hidrofilik, dan ujung yang nonpolar dan hidrofobik yang tidak larut di dalam air. Struktur asam lemak merupakan salah satu kategori paling mendasar dari biolipid biologis dan dipakai sebagai blok bangunan dari lipid dengan struktur yang lebih kompleks. Rantai karbon, biasanya antara empat sampai 24 panjang karbon, baik yang jenuh ataupun tak jenuh dan dapat dilekatkan ke dalam gugus fungsional yang mengandung oksigen, halogen, nitrogen, dand belerang. Ketika terdapat sebuah ikatan valensi ganda, terdapat kemungkinan isomerisme geometri cis atau trans, yang secara signifikan memengaruhi konfigurasi molekuler molekul tersebut. Ikatan ganda-cis menyebabkan rantai asam lemak menekuk, dan hal ini menjadi lebih mencolok apabila terdapat ikatan ganda yang lebih banyak dalam suatu rantai. Pada gilirannya, ini memainkan peranan penting di dalam struktur dan fungsi membran sel.

Asam lemak yang paling banyak muncul di alam memiliki konfigurasi cis, meskipun bentuk trans wujud di beberapa lemak dan minyak yang dihidrogenasi secara parsial.

            Contoh asam lemak yang penting secara biologis adalah eikosanoid, utamanya diturunkan dari asam arakidonat dan asam eikosapentaenoat, yang meliputi prostaglandin, leukotriena, dan tromboksana. Kelas utama lain dalam kategori asam lemak adalah ester lemak dan amida lemak. Ester lemak meliputi zat-zat antara biokimia yang penting seperti ester lilin, turunan-turunan asam lemak tioester koenzim A, turunan-turunan asam lemak tioester ACP, dan asam lemak karnitina. Amida lemak meliputi senyawa N-asiletanolamina, seperti penghantar saraf kanabinoid anandamida.

            Asam lemak adalah asam alkanoat dengan rumus bangun hidrokarbon yang panjang. Rantai hidrokarbon tersebut dapat mencapat 10 hingga 30 atom. Rantai alkana yang non polar mempunyai peran yang sangat penting demi mengimbangi kebasaan gugus hidroksil.

Pada senyawa asam dengan sedikit atom karbon, gugus asam akan mendominasi sifat molekul dan memberikan sifat polar kimiawi. Walaupun demikian pada asam lemak, rantai alkanalah yang mendominasi sifat molekul.

b.      Gliserolipid

            Gliserolipid tersusun atas gliserol bersubstitusi mono-, di-, dan tri-, yang paling terkenal adalah ester asam lemak dari gliserol (triasilgliserol), yang juga dikenal sebagai trigliserida. Di dalam persenyawaan ini, tiga gugus hidroksil gliserol masing-masing teresterifikasi, biasanya oleh asam lemak yang berbeda. Karena ia berfungsi sebagai cadangan makanan, lipid ini terdapat dalam sebagian besar lemak cadangan di dalam jaringan hewan. Hidrolisis ikatan ester dari triasilgliserol dan pelepasan gliserol dan asam lemak dari jaringan adiposa disebut "mobilisasi lemak".

Subkelas gliserolipid lainnya adalah glikosilgliserol, yang dikarakterisasi dengan keberadaan satu atau lebih residu monosakarida yang melekat pada gliserol via ikatan glikosidik. Contoh struktur di dalam kategori ini adalah digalaktosildiasilgliserol yang dijumpai di dalam membran tumbuhan dan seminolipid dari sel sperma mamalia.

            Gliserida adalah ester dari asam lemak dan sejenis alkohol dengan tiga gugus fungsional yang disebut gliserol (nama IUPAC, 1,2,3-propantriol). Karena gliserol memiliki tiga gugus fungsional alkohol, asam lemak akan bereaksi untuk membuat tiga gugus ester sekaligus. Gliserida dengan tiga gugus ester asam lemak disebut trigliserida. Jenis asam lemak yang terikat pada ketiga gugus tersebut seringkali tidak berasal dari kelas asam lemak yang sama.

Fosfolipid

Fosfatidiletanolamina[3]

            (Glisero)fosfolipid (bahasa Inggris: phospholipid, phosphoglycerides, glycerophospholipid) sangat mirip dengan trigliserida dengan beberapa perkecualian. Fosfolipid terbentuk dari gliserol (nama IUPAC, 1,2,3-propantriol) dengan dua gugus alkohol yang membentuk gugus ester dengan asam lemak (bisa jadi dari kelas yang berbeda), dan satu gugus alkohol membentuk gugus ester dengan asam fosforat.

Gliserofosfolipid, juga dirujuk sebagai fosfolipid, terdapat cukup banyak di alam dan merupakan komponen kunci sel lipd dwilapis, serta terlibat di dalam metabolisme dan sinyal komunikasi antar sel. Jaringan saraf termasuk otak, mengandung cukup banyak gliserofosfolipid. Perubahan komposisi zat ini dapat mengakibatkan berbagai kelainan saraf.

Contoh gliserofosfolipid yang ditemukan di dalam membran biologis adalah fosfatidilkolina (juga dikenal sebagai PC, GPCho, atau lesitin), fosfatidiletanolamina (PE atau GPEtn), dan fosfatidilserina (PS atau GPSer). Selain berperan sebagai komponen primer membran sel dan tempat perikatan bagi protein intra- dan antarseluler, beberapa gliserofosfolipid di dalam sel-sel eukariotik, seperti fosfatidilinositol dan asam fosfatidat adalah prekursor, ataupun sendirinya adalah kurir kedua yang diturunkan dari membran.[21] Biasanya, satu atau kedua gugus hidroksil ini terasilasi dengan asam lemak berantai panjang, meskit terdapat gliserofosfolipid yang terikat dengan alkil dan 1Z-alkenil (plasmalogen). Terdapat juga varian dialkileter pada arkaebakteria.

Gliserofosfolipid dapat dibagi menurut sifat kelompok-kepala polar pada posisi sn-3 dari tulang belakang gliserol pada eukariota dan eubakteria, atau posisi sn-1 dalam kasus archaea.

Karena pada gugus ester asam fosforat masih mempunyai satu ikatan valensi yang bebas, biasanya juga membentuk gugus ester dengan alkohol yang lain, misalnya alkohol amino seperti kolina, etanolamina dan serina. Fosfolipid merupakan komponen yang utama pada membran sel lapisan lemak.

 Fosfolipid yang umum dijumpai adalah:

• Lecitin yang mengandung alkohol amino jenis kolina
• Kepalin yang mengandung alkohol amino jenis serina atau etanolamina.

Sifat fosfolipid bergantung dari karakter asam lemak dan alkohol amino yang diikatnya.

Sfingolipid

            Sfingolipid adalah keluarga kompleks dari senyawa-senyawa yang berbagi fitur struktural yang sama, yaitu kerangka dasar basa sfingoid yang disintesis secara de novo dari asam amino serina dan asil lemak KoA berantai panjang, yang kemudian diubah menjadi seramida, fosfosfingolipid, glisosfingolipid, dan senyawa-senyawa lainnya.

            Nama sfingolipid diambil dari mitologi Yunani, Spinx, setengah wanita dan setengah singa yang membinasakan siapa saja yang tidak dapat menjawab teka-tekinya. Sfingolipid ditemukan oleh Johann Thudichum pada tahun 1874 sebagai teka-teki yang sangat rumit dari jaringan otak.

            Sfingolipid adalah jenis lemak kedua yang ditemukan di dalam membran sel, khususnya pada sel saraf dan jaringan otak. Lemak ini tidak mengandung gliserol, tetapi dapat menahan dua gugus alkohol pada bagian tengah kerangka amina.

            Fosfosfingolipid utama pada mamalia adalah sfingomielin (seramida fosfokolina), sementara pada serangga terutama mengandung seramida fosfoetanolamina dan pada fungi memiliki fitoseramida fosfoinositol dan gugus kepala yang mengandung manosa.

Basa sfingoid utama mamalia biasa dirujuk sebagai sfingosina. Seramida (Basa N-asil-sfingoid) adalah subkelas utama turunan basa sfingoid dengan asam lemak yang terikat pada amida. Asam lemaknya biasanya jenuh ataupun mono-takjenuh dengan panjang rantai dari 16 atom karbon sampai dengan 26 atom karbon.

Glikosfingolipid adalah sekelompok molekul beraneka ragam yang tersusun dari satu residu gula atau lebih yang terhubung ke basa sfingoid melalui ikatan glikosidik.

c.       Lipid sterol

            Lipid sterol, seperti kolesterol dan turunannya, adalah komponen lipid membran yang penting, bersamaan dengan gliserofosfolipid dan sfingomielin. Steroid, semuanya diturunkan dari struktur inti empat-cincin lebur yang sama, memiliki peran biologis yang bervariasi seperti hormon dan molekul pensinyalan. Steroid 18-karbon (C18) meliputi keluarga estrogen, sementara steroid C19 terdiri dari androgen seperti testosteron dan androsteron. Subkelas C21 meliputi progestagen, juga glukokortikoid dan mineralokortikoid. Sekosteroid, terdiri dari bermacam ragam bentuk vitamin D, dikarakterisasi oleh perpecahan cincin B dari struktur inti. Contoh lain dari lemak sterol adalah asam empedu dan konjugat-konjugatnya, yang pada mamalia merupakan turunan kolesterol yang dioksidasi dan disintesis di dalam hati. Pada tumbuhan, senyawa yang setara adalah fitosterol, seperti beta-Sitosterol, stigmasterol, dan brasikasterol; senyawa terakhir ini juga digunakan sebagai bagi pertumbuhan alga. Sterol dominan di dalam membran sel fungi adalah ergosterol.

d.   Lipid prenol

            Lipid prenol disintesis dari prekursor berkarbon 5 isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat yang sebagian besar dihasilkan melalui lintasan asam mevalonat (MVA). Isoprenoid sederhana (alkohol linear, difosfat, dan lain-lain) terbentuk dari adisi unit C5 yang terus menerus, dan diklasifikasi menurut banyaknya satuan terpena ini. Struktur yang mengandung lebih dari 40 karbon dikenal sebagai politerpena. Karotenoid adalah isoprenoid sederhana yang penting yang berfungsi sebagai antioksidan dan sebagai prekursor vitamin A. Contoh kelas molekul yang penting secara biologis lainnya adalah kuinon dan hidrokuinon yang mengandung ekor isoprenoid yang melekat pada inti kuinonoid yang tidak berasal dari isoprenoid. Vitamin E dan vitamin K, juga ubikuinon, adalah contoh kelas ini. Prokariota mensintesis poliprenol (disebut baktoprenol) yang satuan isoprenoid terminalnya yang melekat pada oksigen tetap tak jenuh, sedangkan pada poliprenol hewan (dolikol) isoprenoid terminalnya telah direduksi.

Sakarolipid

Struktur sakarolipid Kdo2-Lipid A. Residu glukosamina berwarna biru, residu Kdo berwarna merah, rantai asil berwarna hitam, dan gugus fosfat berwarna hijau.

Sakarolipid (bahasa Inggris: saccharolipid, glucolipid) adalah asam lemak yang terikat langsung dengan molekul glukosa dan membentuk struktur yang sesuai dengan membran dwilapis. Pada sakarolipid, monosakarida mengganti ikatan gliserol dengan asam lemak, seperti yang terjadi pada gliserolipid dan gliserofosfolipid.

Sakarolipid yang paling dikenal adalah prekursor glukosamina terasilasi dari komponen lipid A lipopolisakarida pada bakteri gram-negatif. Molekul Lipid-A yang umum adalah disakarida dari glukosamina, yang diturunkan sebanyak tujuh rantai asil-lemak. Lipopolisakarida minimal yang diperlukan untuk pertumbuhan E. coli adalah Kdo2-Lipid A, yakni disakarida berheksa-asil dari glukosamina yang diglikosilasikan dengan dua residu asam 3-deoksi-D-mano-oktulosonat (Kdo). Proses hidrolisis sakarolipid akan menghasilkan amino gula.

e.    Poliketida

            Poliketida adalah metabolit sekunder yang terbentuk melalui proses polimerisasi dari asetil dan propionil oleh enzim klasik maupun enzim iteratif dan multimodular yang berbagi fitur mekanistik yang sama dengan asam lemak sintasi. Enzim yang sering digunakan adalah poliketida sintase, melalui proses kondensasi Claisen.

Poliketida merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan secara alami oleh bakteri, fungi, tumbuhan, hewan, sumber daya laut dan organisme yang memiliki keanekaragaman struktural yang tinggi.

           

Lipid memiliki reaksi kimia yang khas, antara lain:

a. Hidrolisis

            Hidrolisis lipid seperti triasilgliserol dapat dilakukan secara enzimatik dengan bantuan lipase, menghasilkan asam-asam lemak dan gliserol. Sifat lipase pancreas dapat dimanfaatkan yang lebih suka memecahkan ikatan ester pada posisi 1 dan 3 daripada posisi 2 dari triasilgliserol (Harper, 1980).

b. Penyabunan

            Hidrolisis lemak oleh alkali disebut penyabunan. yang dihasilkan adalah gliserol dan garam alkali asam lemak yang disebut sabun (Harper, 1980).

c. Penguraian (kerusakan, ketengikan) lipid

            Ketengikan adalah perubahan kimia yang menimbulkan bau dan rasa tidak enak pada lemak (Harper, 1980).

            Penyebabnya antara lain auto oksidasi, hidrolisis dan kegiatan bakteri (Riawan, 1990). Oksigen udara dianggap menyerang ikatan rangkap pada asm lemak untuk membentuk ikatan peroksida. Dengan demikian bilangan yodium turun, walaupun sedikit asam lemak bebas dan gliserol dilepaskan. Timbal atau tembaga mengkatalisis ketengikan.

Mengasingkan oksigen atau menambah zat antioksidan menghambat proses ketengikan. Radikal-radikal bebas dihasilkan dihasilkan selama pembentukan peroksida, dan ini dapat merusak jaringan-jaringan jidup kecuali terdapat antioksidan, misalnya tokoferol (vitamin E) yang bereaksi radikal-radikal bebas

Berdasarkan kemiripan struktur kimianya, lipida dibagi menjadi beberapa macam yaitu:

a.     asam lemak

            Asam lemak adalah asam organik yang terdapat sebagai ester trigliserida atau lemak, Berasal dari hewan atau tumbuhan. Asam lemak ini adalah asam karboksilat yang mempunyai rantai karbon panjang.

b.       Lemak

            Lemak adalah suatu ester asam lemak dengan gliserol. Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon. Lemak pada hewan umumnya berupa zat padat pada suhu ruangan. Sedangkan lemak yang berasal dari tumbuhan berupa zat cair.

c.        Lilin

            Yang dimaksud dengan lilin (wax) disini ialah lemak dengan monohidroksi alkohol yang mempunyai rantai karbon panjang, antara 14 sampai 34 atom karbon. Sebagai contoh alkohol adalah setil alkohol dan mirisialkohol.Lilin dapat diperoleh dari lebah madu dan dari ikan paus atau lumba-lumba. Pada tumbuhan terdapat pada epidermis daun, batang, dan buah.

 d.        Fosfolipida

            Fosfolipida atau fosfatidat ialah suatu gliserida yang mengandung fosfor dalam bentuk ester asam fosfat. Oleh karenanya fosfolipida ialah suatu fosfogliserida. Senyawa-senyawa dalam golongan fosfogliserida dapat dipandang sebagai derivat asam α fosfatidat. Gugus yang diikat oleh asam fosfatidat antara lain kolin, etanolamina, serin, dan inositol. Dengan demikian senyawa yang termasuk fosfolipid ini ialah fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserin, dan fosfatidilinositol.

Fosfolipid pada tumbuhan terdapat dalam kedelai. Pada manusia atau hewan terdapat dalam telur, paru-paru, dan jantung.

e.         Sfingolipida

            Senyawa yang termasuk golongan ini dapat dipandang sebagai derivat sfingosin atau mempunyai struktur yang mirip, misalnya dihidrosfingosin. Terdapat dalam memberan sel tumbuhan maupun hewan, dan dalam saraf dan otak.

           

 Sfingolipida terdiri dari 3 komponen yaitu:

-           molekul sfingosin,

-           molekul asam lemak,

-          dan kepala polar.

     

f.      Terpen

            Tarpen ialah senyawa yang molekulnya dapat dianggap terdiri atas beberapa molekul isoprena (2-metilbutadiena) atau mempunyai hubungan struktural dengan isoprena.
CH2

H2C = C – CH = CH2
Isoprena

            Yang termasuk tarpen antara lain ialah sitral, pinen, geraniol, kamfer, karoten, vitamin A, fitol, dan skualen. Sitral, pinen, dan geraniol terdapat dalam minyak atsiri (minyak yang mudah menguap) yang berasal dari tumbuhan misalnya minyak mawar. Kamfer dalam alam terdapat dalam pohon camfer (chinnamomum camphora). Karoten terdapat dalam wortel. Vitamin A dapat diperoleh dari minyak ikan paus.

   g.   teroid

            Ada sejumlah besar senyawa lipid yang mempunyai struktur dasar yang sama dan dapat dianggap sebagai derivat perhidrosiklopentanofenantrena, yang terdiri atas 3 cincin sikloheksana terpadu seperti bentuk fenatrena dan sebuah cincin siklopentana yang bergabung pada ujung cincin sikloheksana tersebut.

            Beberapa senyawa penting yang termasuk golongan steroid akan dibahas berikut ini:

       a. Kolesterol

            Kolesterol adalah steroid yang terdapat pada hampir semua sel hewan dan manusia. Pada tubuh manusia kolesterol terdapat dalam darah, empedu, kelenjar adrenal bagian luar (adrenal cortex) dan jaringan syaraf. Apabila dalam konsentrasi tinggi, kolestrol mengkristal dalam bentuk kristal yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau dan mempunyai titik lebur 150-151 C.

       b. Ergosterol

              Sterol ini mempunyai struktur inti sama dengan 7 Dehidrokolesterol tetapi berbeda pada rantai sampingnya. Apabila terkena sinar ultra violet juga akan membentuk vitamin D.
CH2 CH2 CH2

CH2 CH-CH = CH –CH – CH CH3CH2

     

c.         Asam-asam empedu

            Cairan empedu dibuat oleh hati dan disimpan dalam kantung empedu yang kemudian dikeluarkan kedalam usus dua belas jari (duodenum) untuk membantu proses pencernaan makanan. Cairan empedu ini mengandung bilirubin yaitu zat warna yang terjadi dari penguraian hemoglobin, asam-asam empedu dalam bentuk garam empedu dan kolesterol. Asam empedu yang terdapat dalam cairan empedu antara lain asam kolat, asam deoksikolat, dan asam litokolat.

OH CH3

CH = CH2 –CH2 –CH3COOH

B.  Asam Lemak dan Biosintesis Asam Lemak

1.           Asam lemak

           Lemak merupakan komponen utama dari membrane sistem kehidupan, Dua tipe lemak yang dapat tersaponifikasi dalam membrane memiliki suatu gugusan fosfat dalam strukturnya dan dengan demikian disebut fosfolipid.

Salah satu jenis memiliki gliserol sebagai senyawa induk (fosfogliserida) dan yang lain memiliki sfingosin (sfingolipid). Dua komponen lemak lain yang penting dari membrane adalah glikolipid yang mengandung karbohidrat dan steroid kolesterol, yang disebut terakhir ini merupakan suatu lemak non-saponifikasi yang berasal dari eukariotik yang ditemukan dalam membrane seluler hewan.

Contoh Gambar Asam Lemak :

a.      Oksidasi Asam Lemak

            Oksidasi asam lemak terjadi dalam 3 tahap, aktivasi, pengangkutan ke dalam sel mitokondria, dan oksidasi menjadi asetil CoA. Secara umum, masuknya asam lemak ke dalam lintas metabolik didahului dengan perubahan asam lemak menjadi turunan koenzim A (CoASH). Turunan asil ini disebut alkanoil atau alkenoil-CoA, dan di dalam  bentuk ini asam lemak dikatakan berada dalam keadaan teraktivasi.

Aktivasi asam lemak akan memicuh pembentukan tioester dari asam lemak dan CoA. Proses ini dibarengi dengan hidrolisis ATP menjadi AMP. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah asil-CoA sintetase.

Fungsi lemak dalam tubuh dikenal sebagai :

-          bahan bakar metabolisme seluler

-          merupakan bagian pokok dari membran sel

-          sebagai mediator atau second massenger aktivitas biologis antar sel

-          sebagai isolasi dalam menjaga keseimbangan temperatur tubuh dan melindungi organ-organ tubuh

-          pelarut vitamin A, D, E, dan K agar dapat diserap tubuh.

Sedangkan asam lemak tak jenuh mempunyai fungsi yang lebih kompleks , antara lain:

          sebagai bioregulator endogen, misalnya dalam pengaturan homeostasis ion,

          transkripsi gen.

          signal transduksi hormone.

          mensintesis lemak.

          serta mempengaruhi pembentukan protein.

           

Berdasarkan struktur kimianya, asam lemak dapat dibedakan menjadi :

1.      asam lemak jenuh (saturated fatty acids=SFAs)

                  yaitu asam lemak yang tidak memiliki ikatan rangkap.

            Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda di antara atom-atom karbon penyusunnya.

Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi). Karena itu, dikenal istilah bilangan oksidasi bagi asam lemak

2.       asam lemak tidak jenuh (unsaturated fatty acids),

            Asam lemak yang memiliki ikatan rangkap. asam lemak tak jenuh ini masih dibedakan lagi menjadi dua kelompok besar yaitu:

-          Monounsaturated fatty acids (MUFAs), dimana ikatan ikatan rangkapnya hanya satu,

-          dan Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) dimana ikatan rangkapnya lebih dari satu.

           

PUFAs dibedakan lagi menjadi dua bagian besar yaitu :

              asam lemak Omega-6 Cis dan

              asam lemak Omega-3 Cis (berdasarkan letak ikatan rangkapnya pada ikatan karbon          nomor berapa dilihat dari gugus omega ).

            Penambahan lemak dalam makanan memberikan efek rasa lezat dan tekstur makanan menjadi lembut serta gurih. Di dalam tubuh, lemak menghasilkan energi dua kali lebih banyak dibandingkan protein dan karbohidrat, yaitu 9 kkal/gram lemak yang dikonsumsi. Dalam mengkaji hubungan antara diet lemak dengan penyakit jantung perlu diperhatikan proporsi energi yang berasal dari lemak serta jenis lemak yang dikonsumsi.

            Dianjurkan konsumsi lemak sebesar 30% atau kurang untuk kebutuhan kalori setiap harinya, yang terdiri dari 10% asam lemak jenuh, 10% asam lemak tak jenuh tunggal dan 10% asam lemak tak jenuh ganda.

           

            Secara umum lemak hewani umumnya banyak mengandung asam lemak jenuh (SFAs=Saturated fatty acids),sementara lemak nabati lebih banyak mengandung asam lemak tak jenuh tunggal (MUFAs= Monounsaturated fatty acids) maupun ganda (PUFAs=Polyunsaturated fatty acids) kecuali minyak kelapa.

Bahan Makanan sumber SFAs, MUFAs dan PUFAs

Tipe Lemak: Asam Lemak Jenuh(SFAs)
Sumber : Minyak kelapa, daging berlemak, kulit ayam, susu “full cream”, keju, mentega, kelapa, minyak inti sawit, minyak kelapa sawit.

Tipe Lemak: Asam lemak tak jenuh tunggal (MUFAs)
Sumber : Alpokat, margarine, minyak kacang tanah, minyak zaitun, minyak biji kapas

Tipe Lemak: Asam lemak tak jenuh ganda (PUFAs)
Sumber : Minyak wijen, margarin, minyak kacang kedelai, minyak jagung, minyak biji matahari.

Tabel Komponen Lemak dan Titik Didih

Struktur asam lemak jenuh

Struktur asam lemak tak jenuh

Asam-asam lemak penting bagi tubuh

Simbol numeric	Nama Umum	Struktur	Keterangan
14:0	Asam miristat	CH3(CH2)12COOH	Sering terikat dengan atom N terminal dari membran plasma bergabung dengan protein sitoplasmik
16:0	Asam palmitat	CH3(CH2)14COOH	Produk akhir dari sintesis asam lemak mamalia
16:1D9	Asam palmitoleat	CH3(CH2)5C=C(CH2)7COOH
18:0	Asam stearat	CH3(CH2)16COOH
18:1D9	Asam oleat	CH3(CH2)7C=C(CH2)7COOH
18:2D9,12	Asam linoleat	CH3(CH2)4C=CCH2C=C(CH2)7COOH	Asam lemak esensial
18:3D9,12,15	Asam linolenat	CH3CH2C=CCH2C=CCH2C=C(CH2)7COOH	Asam lemak esensial
20:4D5,8,11,14	Assam arakhidonat	CH3(CH2)3(CH2C=C)4(CH2)3COOH	Prekursor untuk sintesis eikosanoid

b.      Gliserida netral (lemak netral)

            Gliserida netral adalah ester antara asam lemak dengan gliserol. Fungsi dasar dari gliserida netral adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak). Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1, 2 atau 3 asam lemak yang tidak harus sama. Jika gliserol berikatan dengan 1 asam lemak disebut monogliserida, jika berikatan dengan 2 asam lemak disebut digliserida dan jika berikatan dengan 3 asam lemak dinamakan trigliserida. Trigliserida merupakan cadangan energi penting dari sumber lipid.

Struktur trigliserida sebagai lemak netral

Apa yang dimaksud dengan lemak (fat) dan minyak (oil)? Lemak dan minyak keduanya merupakan trigliserida. Adapun perbedaan sifat secara umum dari keduanya adalah:

            -          Umumnya diperoleh dari hewan

            -          Berwujud padat pada suhu ruang

            -          Tersusun dari asam lemak jenuh

            Minyak

            -          Umumnya diperoleh dari tumbuhan

            -          Berwujud cair pada suhu ruang

            -          Tersusun dari asam lemak tak jenuh

c.   Fosfogliserida (fosfolipid)

            Lipid dapat mengandung gugus fosfat. Lemak termodifikasi ketika fosfat mengganti salah satu rantai asam lemak.

Penggunaan fosfogliserida adalah:

-          Sebagai komponen penyusun membran sel

-          Sebagi agen emulsi

-          Struktur dari fosfolipid

-          Fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusun membran sel

d.     Lipid kompleks

            Lipid kompleks adalah kombinasi antara lipid dengan molekul lain. Contoh penting dari lipid kompleks adalah lipoprotein dan glikolipid.

Lipoprotein

Lipoprotein merupakan gabungan antara lipid dengan protein.

Gabungan lipid dengan protein (lipoprotein) merupakan contoh dari lipid kompleks

Ada 4 klas mayor dari lipoprotein plasma yang masing-masing tersusun atas beberapa jenis lipid, yaitu:

Perbandingan komposisi penyusun 4 klas besar lipoprotein

1.Kilomikron

Kilomikron berfungsi sebagai alat transportasi trigliserid dari usus ke jaringan lain,   kecuali ginjal

2. VLDL (very low – density lypoproteins)

            VLDL mengikat trigliserid di dalam hati dan mengangkutnya menuju jaringan lemak

3. LDL (low – density lypoproteins)

            LDL berperan mengangkut kolesterol ke jaringan perifer

4. HDL (high – density lypoproteins)

            HDL mengikat kolesterol plasma dan mengangkut kolesterol ke hati.

Ilustrasi peran masing-masing dari 4 klas besar lipoprotein

e.  Lipid non gliserida

            Lipid jenis ini tidak mengandung gliserol. Jadi asam lemak bergabung dengan molekul-molekul non gliserol. Yang termasuk ke dalam jenis ini adalah sfingolipid, steroid, kolesterol dan malam.

Sfingolipid

            Sifongolipid adalah fosfolipid yang tidak diturunkan dari lemak. Penggunaan primer dari sfingolipid adalah sebagai penyusun selubung mielin serabut saraf. Pada manusia, 25% dari lipid merupakan sfingolipid.

f.       Kolesterol

            Selain fosfolipid, kolesterol merupakan jenis lipid yang menyusun membran plasma. Kolesterol juga menjadi bagian dari beberapa hormon.

Kolesterol berhubungan dengan pengerasan arteri. Dalam hal ini timbul plaque pada dinding arteri, yang mengakibatkan peningkatan tekanan darah karena arteri menyempit, penurunan kemampuan untuk meregang. Pembentukan gumpalan dapat menyebabkan infark miokard dan stroke.

g.      Steroid

Beberapa hormon reproduktif merupakan steroid, misalnya testosteron dan progesteron.

            Steroid lainnya adalah kortison. Hormon ini berhubungan dengan proses metabolisme karbohidrat, penanganan penyakit arthritis rematoid, asthma, gangguan pencernaan dan sebagainya.

h.      Malam/lilin (waxes)

            Malam tidak larut di dalam air dan sulit dihidrolisis. Malam sering digunakan sebagai lapisan pelindung untuk kulit, rambut dan lain-lain. Malam merupakan ester antara asam lemak dengan alkohol rantai panjang.

Ester antara asam lemak dengan alkohol membentuk malam

Tabel. Daftar Malam Yang Digunakan

Nama Jenis	Sumber	Kegunaan
Malam Lebah	Sarang lebah	Semir dan Farmasi
Spermasati	Sejenis Ikan Paus	Bahan Kecantikan dan Lilin
Karnauba	Carnauba Palm	Semir Lantai dan Mobil
Lanolin	Wool (bulu Domba)	Salep / Farmasi

Nama Jenis	Senyawa Kimia	Nama Kimia
Malam Lebah	C15H31COOC30H61	Mirisilpalmitat
Spermasati	C15H31COOC16H33	Setilpalmitat
Karnauba	C25H31COOC30H61	Mirisilserotat

i.        Metabolisme lipid

            Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas, hasil dari pencernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang masih berupa monogliserid.

Karena larut dalam air, gliserol masuk sirkulasi portal (vena porta) menuju hati. Asam-asam lemak rantai pendek juga dapat melalui jalur ini.

            Sebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air, maka diangkut oleh miselus (dalam bentuk besar disebut emulsi) dan dilepaskan ke dalam sel epitel usus (enterosit). Di dalam sel ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Selanjutnya kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa.

            Di dalam sel-sel hati dan jaringan adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi simpanan trigliserida. Proses pembentukan trigliserida ini dinamakan esterifikasi. Sewaktu-waktu jika kita membutuhkan energi dari lipid, trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, untuk ditransportasikan menuju sel-sel untuk dioksidasi menjadi energi. Proses pemecahan lemak jaringan ini dinamakan lipolisis. Asam lemak tersebut ditransportasikan  oleh albumin ke jaringan yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas (free fatty acid/FFA).

            Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam lemak dan gliserol. Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi, baik asam lemak dari diet maupun jika harus memecah cadangan trigliserida jaringan. Proses pemecahan trigliserida ini dinamakan lipolisis.

            Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi. Di sisi lain, jika kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida.

            Beberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil KoA. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid. Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi

menghasilkan badan-badan keton (aseto asetat, hidroksi butirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis metabolik. Ikhtisar metabolisme lipid

j.        Metabolisme gliserol

            Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserol mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat.

Selanjutnya senyawa ini masuk ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalur glikolisis.

            Oksidasi asam lemak (oksidasi beta)

            Untuk memperoleh energi, asam lemak dapat dioksidasi dalam proses yang dinamakan oksidasi beta. Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).

Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA

            Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin, dengan rumus (CH₃)₃N⁺-CH₂-CH(OH)-CH₂-COO^-.

k.   k.   Asil karnitin

Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin

Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut:

Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.

Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran interna mitokondria.

Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.

Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.

Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.

Dalam oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan 5 tahapan proses dan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Dalam proses oksidasi ini, karbon β asam lemak dioksidasi menjadi keton.

            Oksidasi karbon β menjadi keton

            Keterangan:

-          Frekuensi oksidasi β adalah (½ jumlah atom C)-1

-          Jumlah asetil KoA yang dihasilkan adalah (½ jumlah atom C)

-          Oksidasi asam lemak dengan 16 atom C. Perhatikan bahwa setiap proses pemutusan 2 atom C adalah proses oksidasi β dan setiap 2 atom C yang diputuskan adalah asetil KoA.

-          Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat

-          Telah dijelaskan bahwa asam lemak dapat dioksidasi jika diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Proses aktivasi ini membutuhkan energi sebesar 2P. (-2P)

Setelah berada di dalam mitokondria, asil-KoA akan mengalami tahap-tahap perubahan sebagai berikut:

-          Asil-KoA diubah menjadi delta²-trans-enoil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi dengan menghasilkan energi 2P (+2P)

-          delta²-trans-enoil-KoA diubah menjadi L(+)-3-hidroksi-asil-KoA

-          L(+)-3-hidroksi-asil-KoA diubah menjadi 3-Ketoasil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi dengan menghasilkan energi 3P (+3P)

-          Selanjutnya terbentuklah asetil KoA yang mengandung 2 atom C dan asil-KoA yang telah kehilangan 2 atom C.

-          Dalam satu oksidasi beta dihasilkan energi 2P dan 3P sehingga total energi satu kali oksidasi beta adalah 5P. Karena pada umumnya asam lemak memiliki banyak atom C, maka asil-KoA yang masih ada akan mengalami oksidasi beta kembali dan kehilangan lagi 2 atom C karena membentuk asetil KoA. Demikian seterusnya hingga hasil yang terakhir adalah 2 asetil-KoA.

-          Asetil-KoA yang dihasilkan oleh oksidasi beta ini selanjutnya akan masuk siklus asam sitrat.

Penghitungan energi hasil metabolisme lipid

-          Dari uraian di atas kita bisa menghitung energi yang dihasilkan oleh oksidasi beta suatu asam lemak. Misalnya tersedia sebuah asam lemak dengan 10 atom C, maka kita memerlukan energi 2 ATP untuk aktivasi, dan energi yang di hasilkan oleh oksidasi beta adalah 10 dibagi 2 dikurangi 1, yaitu 4 kali oksidasi beta, berarti hasilnya adalah 4 x 5 = 20 ATP. Karena asam lemak memiliki 10 atom C, maka asetil-KoA yang terbentuk adalah 5 buah.

-          Setiap asetil-KoA akan masuk ke dalam siklus Kreb’s yang masing-masing akan menghasilkan 12 ATP, sehingga totalnya adalah 5 X 12 ATP = 60 ATP. Dengan demikian sebuah asam lemak dengan 10 atom C, akan dimetabolisir dengan hasil -2 ATP (untuk aktivasi) + 20 ATP (hasil oksidasi beta) + 60 ATP (hasil siklus Kreb’s) = 78 ATP.

-          Sebagian dari asetil-KoA akan berubah menjadi asetoasetat, selanjutnya asetoasetat berubah menjadi hidroksi butirat dan aseton. Aseto asetat, hidroksi butirat dan aseton dikenal sebagai badan-badan keton. Proses perubahan asetil-KoA menjadi benda-benda keton dinamakan ketogenesis.

Proses ketogenesis

Lintasan ketogenesis di hati

            Sebagian dari asetil KoA dapat diubah menjadi kolesterol (prosesnya dinamakan kolesterogenesis) yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan untuk disintesis menjadi steroid (prosesnya dinamakan steroidogenesis).

2.    Biosintesis asam lemak

            BIOSINTESIS• merupakan proses pembentukan suatu metabolit (produk metabolisme ) dari molekul yang sederhana sehingga menjadi molekul yang lebih kompleks yang terjadi pada organisme hidup .

            Pada daun hijau tumbuhan, asam lemak diproduksi di kloroplas. Pada bagian lain tumbuhan dan pada sel hewan (dan manusia), asam lemak dibuat di sitosol. Proses esterifikasi (pengikatan menjadi lipida) umumnya terjadi pada sitoplasma, dan minyak (atau lemak) disimpan pada oleosom. Banyak spesies tanaman menyimpan lemak pada bijinya

(biasanya pada bagian kotiledon) yang ditransfer dari daun dan organ berkloroplas lain. Beberapa tanaman penghasil lemak terpenting adalah kedelai, kapas, kacang tanah, jarak, raps/kanola, kelapa, kelapa sawit, jagung dan zaitun.

            Proses biokimia sintesis asam lemak pada hewan dan tumbuhan relatif sama. Berbeda dengan tumbuhan, yang mampu membuat sendiri kebutuhan asam lemaknya, hewan kadang kala tidak mampu memproduksi atau mencukupi kebutuhan asam lemak tertentu. Asam lemak yang harus dipasok dari luar ini dikenal sebagai asam lemak esensial karena organisme yang memerlukan tidak memiliki cukup enzim untuk membentuknya.

            Biosintesis asam lemak alami merupakan cabang dari daur Calvin, yang memproduksi glukosa dan asetil-KoA. Proses berikut ini terjadi pada daun hijau tumbuh-tumbuhan dan memiliki sejumlah variasi.

a. Penyimpanan lemak dan penggunaannya kembali

           
 Adapun tahap-tahap penyimpanan tersebut adalah:

-    Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL.

-    Asam lemak kemudian diubah menjadi trigliserida di sel adiposa untuk disimpan.

-    Gliserol 3-fosfat dibutuhkan untuk membuat trigliserida. Ini harus tersedia dari glukosa.

-    Akibatnya, kita tak dapat menyimpan lemak jika tak ada kelebihan glukosa di dalam tubuh.

b. Nilai gizi

  Asam lemak mengandung energi tinggi (menghasilkan banyak ATP). Karena itu kebutuhan lemak dalam pangan diperlukan. Diet rendah lemak dilakukan untuk menurunkan asupan energi dari makanan.

Asam lemak tak jenuh dianggap bernilai gizi lebih baik karena lebih reaktif dan merupakan antioksidan di dalam tubuh.

Posisi ikatan ganda juga menentukan daya reaksinya. Semakin dekat dengan ujung, ikatan ganda semakin mudah bereaksi. Karena itu, asam lemak Omega-3 dan Omega-6 (asam lemak esensial) lebih bernilai gizi dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Beberapa minyak nabati (misalnya α-linolenat) dan minyak ikan laut banyak mengandung asam lemak esensial. 

a

 Daftar Pustaka

Armstrong, Frank B. 1995. Buku Ajar Biokimia. Edisi ketiga. EGC: Jakarta

Gilvery, Goldstein. 1996. Biokimia Suatu Pendekatan Fungsional. Edisi 3. Airlangga University Press: Surabaya

Harper, et al. 1980. Biokimia (Review of Physiological Chemistry). Edisi 17. EGC: Jakarta

Girindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta.

Kay, E.R.M. 1966. Biochemistry : An Introduction to Dynamic Biology. Collier-Macmillan.Canada.

Kuchel, P., G. B. Ralston. 2006. Biokimia. Schaum. Terjemahan. Erlangga. Jakarta.

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

Poedjiadi, A., F.M. T. Supriyanti. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakarta.

Stryer, L. 2000. Biokimia. Vol 1,2,3. Edisi 4. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.