Lemak

A.    PENGERTIAN LEMAK

Lemak (Lipid) adalah zat organik hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air.Namun lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti kloroform,eter dan benzen.

B.     STRUKTUR KIMIA LEMAK

Unsur penyusun lemak antara lain adalah Karbon(C),Hidrogenn(H),Oksigen(O) dan kadang-kadang Fosforus(P) serta Nitrogen(N).

Molekul lemak terdiri dari empat bagian,yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak.Asam lemak terdiri dari rantai Hidrokarbon(CH) dan gugus Karboksil(-COOH).Molekul gliserol memiliki tiga gugus Hidroksil(-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi dengan gugus karboksil asam lemak.

C.    PEMBAGIAN LEMAK

Berdasarkan komposisi kimianya lemak terbagi atas tiga,yaitu:

1.      Lemak Sederhana

Lemak sederhana tersusun oleh trigliserida, yang terdiri dari satu gliserol dan tiga asam lemak.Contoh senyawa lemak sederhana adalah lilin(wax) malam atau plastisin(lemak sederhana yang padat pada suhu kamar),dan minyak(lemak sederhana yang cair pada suhu kamar).

2.      Lemak Campuran

Lemak Campuran merupakan gabungan antara lemak dengan senyawa bukan lemak.Contoh lemak campuran adalah lipoprotein(gabungan antara lipid dan dengan protein), Fosfolipid(gabungan antara lipid dan fosfat), serta fosfatidilkolin (yang merupakan gabungan antara lipid,fosfat dan kolin)

3.      Lemak Asli(Derivat Lemak)

Deriwat lemak merupakan senyawa yang dihasilkan dari proses hidrolisis lipid.misalnya kolesterol dan asam lemak.Berdasarkan ikatan kimianya asam lemak dibedakan menjadi 2,yaitu:

·         Asam lemak Jenuh,bersifat non-esensial karena dapat disintesis oleh tubuh dan pada umumnya berwujud padat pada suhu kamar.Asam lemak jenuh berasal dari lemak hewani,misalnya mentega.

·         Asam lemak tidak jenuh, bersifat esensial karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan umunya berwujud cair pada suhu kamar.Asam Lema tidak jenuh berasal dari lemak nabati,misalnyya minyak goreng.

D.    SUMBER LEMAK

Berdasarkan asalnya,sumber lemak dapat dibedakan menjadi 2,yaitu

·         Lemak yang berasal daari tumbuhan(disebut lemak Nabati).Beberapa bahan yang mengandung lemak nabati adalah kelapa, kemiri, zaitun, kacang tanah, mentega, kedelai, dll.

·         Lemak yang berasal dari hewan(disebut lemak hewani).Beberapa bahan yang mengandung lemak hewani  adalah daging,keju,susu,ikan segar,telur,dll.

E.     FUNGSI LEMAK

Banyaknya lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia umumnya berbeda-beda tetapi umumnya berkisar antara 0,5-1gram lemak per 1kg berat badan per hari.Orang yang tinggal di daerah bersuhu dingin dan orang yang bekerja berat membutuhkan lemak lebih banyak.Di dalam tubuh kita,lemak memppunyai beberapa fungsi penting,diantaranya adalah:

·         Sebagai pelindung tubuh dari suhu rendah

·         Sebagai pelarut vitamin A,D,E dan K

·         Sebagai pelindung alat-alat tubuh vital(antara lain jantung dan lambung),yaitu sebagai bantalan lemak

·         Sebagai penghasil energi tertingggi

·         Penahan rasa lapar,karena adanya lemak akan memperlambat pencernaan.Bila pencernaan terlalu cepat maka akan cepat pula timbulnya rasa lapar.

·         Sebagai salah satu bahan penyusun membran sel

·         sebagai salah satu bahan penyusun hormon dan vitamin(khususnya untuk sterol)

·         Sebagai salah satu bahan penyusun empedu,asam kholat (di dalam hati),dan hormon seks(khususnya untuk kolesterol.Pembawa zat-zat makan esensial

F.     PROSES PENCERNAAN LEMAK DALAM TUBUH

            Pencernaan lemak tidak terjadi di mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak.Pencernaan lemak terjadi di dalam usus,karena usus mengandung lipase.

Lemak keluar dari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang hormon kolesistokinin. Hormon kolesistokinin menyebabkan kantung empedu berkontraksi sehingga mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum(usus dua belaas jari).Empedu mengandung garam empedu yang memegang peranan penting dalam mengemulsikan lemak.Emulsi Lemak merupakan pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran lebih kecil.ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas.Lipase pankreas akan menghidrolisis lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monoligserida (gliserida tunggal).Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh hormon sekretin yang berperan dalam meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas,serta pankreoenzim yang berperan untuk merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas.

Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) terjadi di usus halus.Pada waktu asam lemak dan monogliserida di absorpsi melalui sel-sel mukosa pada dinding usus,keduanya di ubah kembali menjadi lemak (trigliserida dengan bentuk partikel-partikel kecil(jaringan lemak.Saar dibutuhkam,timbunan lemak tersenit akan diangkut menuju hati.

·         Lemak dan minyak

Lemak dan minyak merupakan ester trigliserida, perbedaan lemak dan minyak adalah sebagai berikut:

1.      Lemak

a.       berfasa padat

b.       mengandung asam alkanoat jenuh (C15H31COOH, asam palmitat; C17H35COOH, asam stearat)

2.      Minyak

a.       berfase cair

b.       mengandung asam alkanoat tidak jenuh (C17H33COOH, asam oleat; C17H31 – COOH, asam oleat)

c.       terdapat di dalam tumbuh-tumbuhan.

Lemak dan minyak dapat dihidrolisis dalam lingkungan basa kuat menghasilkan gliserol dan garam dari asam lemak (sabun). Reaksi ini disebut juga saponifikasi (penyabunan).

·         Lilin

Lilin dapat diperoleh dari lebah madu dan ikan paus atau lumba-lumba. Lilin lebah madu dikeluarkan oleh lebah madu untuk membuat sarang tempat menyimpan madu. Lilin ini terutama mengandung mirisil-palmitat. Lilin yang terdapat pada ikan paus atau lumba-lumba disebut spermaseti yang mengandung setil palmitat.

·         Fos folipid

Fos folipid adalah suatu gliserida yang mengandung fosfor dalam bentuk ester asam fosfat, maka disebut fosfogloserida. Fosfolipid terdapat dalam kacang kedelai, telur, otak, dan hati. Fosfolipid yang paling umum adalah lesitin yang banyak digunakan untuk membuat susu instant.

·         Lipoprotein

Merupakan gabungan lipid dengan protein, terdapat dalam plasma darah dan berperan penting dalam transportasi lipid.

-          Reaksi Lemak

a.       Esterifikasi

Proses esterfikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida, menjadi bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi.

b.      Hidrolisis

Dalam reaksi hidrolisis, lemak dan minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisi mengakibatkan kerusakan lemak dan minyak. Ini terjadi karena terdapat sejumlah ait dalam lemak dan minyak 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 atau minyak. Setelah proses hidrogenasi selesai, minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disearing. Hasilnya adalah minyak yan bersifat plastis atau kera, tergantung pada derajat kejenuhan.Minyak tumbuhan yang cair dapat tumbuh menjadi lemak padat dengan cara ini. Hidrogenasi dilakukan pada suhu 200° C dengan katalisator nikel.

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 atau minyak.

g.      Adisi Iodium

Iodium dapat mengadisi ikatan tidak jenuh dalam lemak. Derajat ketidakjenuhan lemak dapat dicari dari bilangan iodiumnya, yaitu jumlah garam iodium dapat bereaksi dengan 10 gr minyak atau lemak.

h.      Pembentukan Akrolein

Bila lemak dipanaskan pada suhu tinggi, maka akan terurai. Gliserol yang terbebas diubah menjadi akrolein, yaitu suatu aldehid tidak jenuh dengan bau tajam. Dalam laboratorium akrolein dilakukan dengan memanaskan lemak dengan dehidrator seperti KHSO₄

Kelebihan energi dalam organisme biasanya disimpan dalam sel lemak dalam bentuk triasilgliserol. Ketika energi dibutuhkan, sebagai contoh, ketika melakukan olahraga, hormon akan memicu aktivitas lipase triasilgliserol, yang merupakan enzim yang penting dalam penguraian lemak. Lemak akan memecah menjadi asam lemak dam gliserol oleh enzim, kemudian dibawa oleh serum albumin ke dalam aliran darah untuk menuju sel di mana membutuhkan bahan bakar (sumber makanan). Di tempat sel tujuan, asam lemak masuk ke dalam mitokondria dan tiga tahap dasar (oksidasi β hingga asetil koA, siklus TCA dan transfer elektron) akan diikuti untuk menghasilkan ATP.

Walaupun, struktur molekulnya sangat berbeda, secara mengejutkan katabolisme lemak sama dengan nutrisi lainnya. Dengan kata lain, beraneka ragam molekul dengan berbagai molekul akhirnya memecah menjadi karbondioksida (CO2), air (H2O), dan ATP, yang merupakan aliran energi

Katabolisme mengikuti tiga langkah umum untuk semua jenis nutrisi termasuk lemak dan karbohidrat. Langkah pertama adalah konversi molekul kecil lemak dan karbohidrat menjadi asetil koA. Berikutnya, adalah proses oksidasi asetik koA dalam siklus asam sitrat (siklus asam trikarboksilat, atau siklus TCA) menghasilkan air, karbondioksida, dan elektron, secara berkelanjutan, asetil koA mengubah bentuknya menjadi zat antara seperti sitrat dan fumarat. Pembentukan karbon dioksida pada tahap kedua dilepaskan ke luar oleh sistem respirasi 9pernafasan) dan elektron-elektron digunakan dalam langkah terakhir, yakni sistem transpor elektron, sejumlah ATP dan air dihasilkan dengan reaksi berantai. Reaksi kimia pembentukan air secara sederhana dapat ditulis sebagai :

2H⁺ + 1/2 O₂ + 2 e^- → H₂O

Kesimpulannya, tidak masalah jenis zat apapun yang dimasukkan dalam tubuh, tahap-tahap dasar yang digambarkan di atas selalu sama.
Lemak dan karbohidrat, seperti dua kereta yang berdampingan menuju satu stasiun, berubah menjadi senyawa umum, asetil koA. Namun,perbedaan antara lemak dan karbohidrat adalah pada proses pembentukan asetil koA.

Mula-mula karbohidrat mengurai menjadi glukosa atau monosakarida lainnya, kemudian berubah menjadi piruvat dan akhirnya menjadi asetil koA. Di sisi yang lain, lemak berubah menjadi asam lemak dan gliserol oleh sistem pencernaan, dan setelah itu, asetil koA dibentuk dari asam lemak melewati proses yang disebut sebagai oksidasi-β.

Secara umum dikatakan bahwa 20 menit berolahraga dibutuhkan untuk membakar lemak secara efisien. Hal ini bukanlah mitos, tapi merupakan skenario yang dipahami secara ilmiah. Konsep intinya adalah enzim membutuhkan suhu yang tepat untuk bekerja secara efisien. Dalam hal ini, lipase triasilgliserol bekerja paling baik pada suhu yang didapat setelah berolahraga selama 20 menit. Kurang dari 20 menit, maka hanya asam lemak yang mengambang di aliran darah saja yang digunakan, karenanya, setidaknya 20 menit berolahraga dibutuhkan untuk membakar lemak dalam tubuh.

·         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

·         Klasifikasi Lemak Berdasarkan Kejenuhan Ikatan

1.    Jenis-Jenis Asam Lemak

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

Ø 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.

Ø 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

·         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.