LIPID

Pengertian Lipid

Salah satu kelompok senyawa organik yang terdapat dalam tumbuhan, hewan atau manusia dan yang sangat berguna bagi kehidupan manusia ialah lipid. Untuk memberikan defenisi yang jelas tentang lipid sangat sukar, sebab senyawa yang termasuk lipid tidak mempunyai rumus struktur yang serupa atau mirip.  Sifat kimia dan fungsi biologinya juga berbeda – beda.

Walaupun demikian para ahli biokimia bersepakat bahwa lemak dan senyawa organik yang mempunyai sifat fisika seperti lemak, dimasukan dalam satu kelompok  yang disebut lipid.  Adapun sifat fisika yang dimaksud ialah  :

1.      Tidak larut dalam satu atau lebih dari satu pelarut organik misalnya eter, aseton, kloroform, benzena yang sering juga disebut ” pelarut lemak”.

2.      Ada hubungan dengan asam – asam lemak atau esternya.

3.      Memunyai kemungkinan digunakan oleh mahlik hidup.

B.     Penggolongan

Berdasarkan sifat kimia yang penting, lipid dapat dibagi dalam dua golongan yang besar, yakni lipid yang dapat disabunkan, yakni dapat dihidrolisis dengan basa, contohnya lemak, dan lipid yang tidak dapat disabunkan, contohnya steroid.

Lipid dibagi dalam beberapa golongan berdasarkan kemiripan struktur kimianya, yaitu: asam lemak, lemak, lilin, fosfolipid,  sfingolipid, terpen, steroid, lipid kompleks.

1.         Asam Lemak

Struktur Kimia

Asam lemak adalah asam organik yang terdapat sebagai ester trigliserida atau lemak, baik yang berasal dari hewan atau tumbuhan.  Asam ini adalah asam karboksilat yang mempunyai rantai karbon panjang dengan rumus umum:

    O

    R     -   C   -  OH

Dimana R adalah rantai karbon yang jenuh atau yang tidak jenuh dan terdiri atas 4 sampai 24 buah atom karbon.Rantai karbon yang jenuh ialah rantai karbon yang tidak mengandung ikatan rangkap, sedangkan yang mengandung ikatan rangkap disebut rantai karbon tidak jenuh.

Asam lemak tidak jenuh dapat mengandung satu ikatan rangkap atau lebih.Asam oleat mengandung satu ikatan rangkap. Ikatan rangkap ini memungkinkan terjadinya isomer sis – trans.

Asam lemak tidak jenuh yang terdapat dalam alam adalah isomer.Asam linoleat mempunyai dua ikatan rangkat, sedangkan asam linolenat mempunyai tiga ikatan rangkap.

Sifat Kimia

Asam lemak adalah asam lemah.  Apabila dapat larut dalam air molekul asam lemak akan terionisasi sebagian dan melepaskan ion H⁺.  Dalam hal ini pH larutan tergantung pada konstanta keasaman dan derajat ionisasi masing – masing asam lemak.

Rumus pH untuk asam lemah dikemukakan oleh Henderson Hasselbach dan dikenal sebagai persamaan Henderson – Hasselbach.  Apabila persamaa ini digunakan pada asam lemak, dan ionisasi asam lemak ditulis sebagai  :

            R  -  COOH                              R  -  COO^- + H⁺

Garam natrium atau kalium yang dihasilkan oleh asam lemak dapat larut dalam air dan dikenal sebagai sabun.Sabun kalium disebut sabun lemak dan digunakan sebagai sabun untuk bayi.Asam lemak yang digunakan untuk sabun umumnya adalah asam palmitat atau stearat.Dalam industri, sabun tidak dibuat dari asam lemak tetapi langsung dari minyak yang berasal dari tumbuhan.Minyak adalah asam lematk tidak jenuh dengan gliserol.  Melalui proses hidrogenasi dengan bantuan katalis logam Pt atau Ni, asam lemak tidak jenuh diubah menjadi asam lemak jenih, dan melalui proses penyabunan dengan basa NaOH atau KOH akan terbentuk sabun dan gliserol.

Molekul sabun terdiri atas rantai hidrokarbon dengan gugus – COO^- pada ujungnya.Bagian hidrokarbon bersifat hidrofob artinya tidak suka pada air atau tidak mudah larut dalam akir.  Sedangkan gugus – COO^- bersifat hidrofil, artinya suka akan air, jadi dapat larut dalam air.  Molekul sabun tidak sepenuhnya larut dalam air, tetapi membentuk misel, yaitu kumpulan rantai hidrokarbon dengan ujung yang bersifat hidrofil dibagian luar.Sabun dapat berfungsi sebagai emulgator.  Proses pembentukan emulsi ini, bagian hidrofob molekul sabun masuk kedalam lemak, sedangkan ujung yang bermuatan negatif ada dibagian luar.  Karena adanya gaya tolak antara muatan listrik negatif, maka kotoran akan terpecah menjadi partikel – partikel kecil dan membentuk emulsi.  Dengan demikian kotoran mudah terlepas dari kain atau benda lain.

2.         Lemak

Struktur Kimia

Yang dimaksud dengan lemak disini ialah suatu ester asam lemak dengan gliserol.Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon.

Jadi setiap atom karbon mempunyai gugus – OH.Satu molekul glilserol dapat mengikat satu, dua atau tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester, yang disebut monogliserida, digliserida atau trigliserida.

Sifat Lemak

Lemak hewan pada umumnya berupa zat padat pada suhu ruangan, sedangkan lemak yang berasal dari tumbuhan berupa zat cair.Lemak yang mempunyai titik lebur tinggi mengandung asam lemak jenuh, sedangkan lemak cair atau yang biasa disebut minyak mengandung asam lemak tidak jenuh.Contoh tristearin, yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam stearat, mempunyai titik lebur 71⁰ C. Triolein yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam oleat mempunyai titik lebur -17⁰.

Lemak atau gliserida asam lemak pendek dapat larut dalam air, sedangkan gliserida asam lemak panjang tidak larut.Semua gliserida larut dalam ester, kloroform atau benzena.Alkohol panas adalah pelarut lemak yang baik.

Proses hidrolisis lemak akan terurai menjadi asam lemak dan gliserol.  Proses ini dapat berjalan dengan menggunakan asam, basa atau enzim tertentu.  Proses hidrolisis yang menggunakan basa menghasilkan gliserol dan garam asam lemak atau sabun. Hidrolisis yang menggunakan basa disebut proses penyabunan. Mol basa yang digunakan dalam proses penyabunan ini tergantung pada jumlah mol asam lemak tergantung dari panjang rantai karbon pada asam lemak tersebut. Proses penyabunan lemak atau minyak berlangsung pada pembuatan sabun dalam industri.  Baik sabun maupun gliserol yang dihasilkan dapat larut dalam air.

Untuk dapat memperoleh sabun ditambahkan garam NaCl kedalam larutan tersebut. Cara ini disebut penggaraman ( salting out ).  Gliserol dapat diperoleh dengan jalan penguapan hati–hati, kemudian diumumkan dengan distilasi pada tekanan rendah.

Gliserol yang diperoleh dari hasil penyabunan lemak atau minyak adalah suatu zat cair yang tidak berwarna dan mempunyai rasa yang agak manis.  Gliserol larut baik dalam air dan tidak larut dalam eter.

3.         Lilin

Yang dimaksud dengan lilin ( wax ) disini ialah ester asam lemak dengan monohidroksi alkohol yang mempunyai rantai karbon panjang, antara 14 sampai 34 atom karbon. Sebagai contoh alkohol panjang adalah setialkohol dan mirisalkohol.

Lilin dapat diperoleh antara lain dari lebah madu dan dari ikan paus atau lumba – lumba.  Lilin lebah dikeluarkan oleh lebah madu untuk membentuk sarang tempat menyimpan madu. Lilin lebah adalah campuran beberapa senyawa, terutama mirispalmitat.

Lilin yang terdapat pada bagian kepala, ikan paus atau lumba – lumba disebut spermaseti. Spermaseti ini digunakan sebagai lilin untuk keperluan penerangan.

Lilin tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut lemak. Lilin yang terdapat pada tumbuhan berfungsi sebagai lapisan pelindung terhadap air, misalnya yang terdapat pada daun dan buah.

4.         Fosfolipid

Struktur

Fosfolipid atau fosfatidat ialah suatu gliserida yang mengandung fosfor dalam bentuk ester asam fosfat. Karenanya fosfolipid ialah suatu fosfogliserida. Senyawa – senyawa dalam golongan fosfogliserida ini dapat dipandang sebagai derivat asam α fosfatidat, yang diikat oleh asam fosfatidat ini antara lain kolin, etanolamina, serin dan inositol. Senyawa yang termasuk fosfolipid ini ialah fosfatidikolin, fosfatidetanolamina, fosfatidilserin dan fosfatidilinositol.

Sifat

Fosfolipid terdapat dalam sel tumbuhan, hewan dan manusia.  Fosfatidilkolin atau lesitin mula – mula diperoleh dari kuning telur             ( lekhytos ), karena itu diberi nama lesitin. Asam lemak yang terdapat pada lesitin antara lain adalah asam palmitat, stearat, oleat, dan linoleat.  Lesitin berupa zat padat lunak seperti lilin, berwarna putih dan dapat diubah menjadi coklat bila kena cahaya dan bersifat higroskopik dan bila dicampur dengan air membentuk larutan koloid.

Disamping itu lesitin larut dalam semua pelarut lemak kecuali aseton. Hidrolisis juga dapat terjadi dengan bantuan enzim lesitinase, yaitu enzim yang khas untuk lesitin. Lesitinase yang terdapat dalam cairan bisa ular kobra dapat menguraikan asam lemak yang terikat pada atom karbon nomor 2 hingga terjadi lisolesitin. Senyawa ini dapat menyebabkan terjadinya hemolisis, yaitu proses perusakan sel – sel darah merah. 

Hemoglobin, suatu protein gabungan yang terdapat dalam sel darah merah ( eritrosit ) diubah menjadi bilirubin yang terkumpul dalam darah dan kadang – kadang dapat menimbulkan warna kuning pada kulit.  Akibatnya orang akan menderita anemia, yaitu kekurangan sel darah merah dalam tubuh.  Sefalin adalah fosfogliserida yang tidak larut dalam aseton dan alkohol.

Yang termasuk sefalin ialah fosfatidileatnolamina dan fosfofatidilserin. Jenis senyawa ini terdapat dalam berbagai jaringan dan sel, terutama banyak terdapat dalam sel otak dan sel syaraf lainnya bersama – sama dengan lesitin.

5.         Spingolipid

Senyawa yang termasuk golongan ini dapat dipandang derivat sfingosin atau mempunyai struktur yang mirip, misalnya dihidrosfingosin.

Seramida adalah derivat sfingosin yang mengandung asam lemak. Gugus ini terikat pada gugus amino. Sfingomielin adalah kelompok senyawa yang merupakan satu – satunya sfingolipid yang mengandung sfingomielin terutama terdapat dalam jaringan syaraf.

Kelompok seramida dan sfingomielin adalah senyawa golongan sfingolipid yang mengandung karbohidrat. Ini disebut glikolipid dan salah satu contoh senyawa ialah serebrosida. Serebrosida terdapat terutama dalam jaringan syaraf.

6.         Terpen

Dalam alam banyak terdapat senyawa yang molekulnya dianggap terdiri atas beberapa molekul isoprena ( 2- metilbutadiena ) atau mempunyai hubungan struktural dengan isoprena.  Senyawa – senyawa tersebut dikelompokkan dalam golongan terpen.

Molekul senyawa yang termasuk terpen ini kebanyakan terdiri atas kelipatan dari lima atom karbon.  Yang termasuk terpen antara lain ialah sitral, pinen, geraniol, kamfer, karoten, vitamin A, fitol dan skualen.  Rumus kimia senyawa – senyawa tersebut adalah sebagai berikut   :

Sitral, pinen dan geraniol terdapat dalam minyak atsiri                               ( minyak yang mudah menguap ) yang berasal dari tumbuhan, misalnya terpentin dan minyak mawar. Sitronelal terdapat dalam minyak sereh.  Kamfer dalam alam terdapat dalam pohon kamfer ( chinnamomum  Camphora ). Wortel yang kita kenal sehari – hari berwarna merah kekuning – kuningan mengandung banyak karoten yang merupakan pembentuk vitamin A.

7.         Steroid

Struktur

Sejumlah besar senyawa lipid yang mempunyai struktur yang sama dan dapat dianggap sebagai derivat perhidrosiklopentanofenantrena, yang terdiri dari atas 3 cincin sikloheksana terpadu seperti bentuk fenantrena   ( cincin A, B, dan C ) dan sebuah cincin siklopentana yang tergabung pada ujung cincin sikloheksana tersebut ( cincin D ). Senyawa – senyawa tersebut termasuk dalam suatu kelompok steroid. Kesamaan antara rumus struktur senyawa – senyawa ini ialah adanya struktur ini sebagai berikut :

Beberapa Jenis Steroid

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

a.         Kolestrol

Kolestrol adalah salah satu sterol yang penting dan terdapat banyak dialam.Kolestrol terdapat pada hampir semua sel hewan dan semua manusia.Tubuh manusia kolestrol terdapat dalam darah.  Empedu, kelenjar adrenal bagian luar ( adrenal cortex ) dan jaringan syaraf.

b.      7 – Dehidrokolestrol

Senyawa ini terdapat dibawah kulit dan hanya berbeda sedikit dari kolestrol, yaitu terdapat ikatan rangkap C = C.  Dengan sinar ultra violet 7 – Dehidrokolestrol dapat diubah menjadi vitamin D yang sangat berguna bagi tubuh.Kekurangan vitamin D dapat mengakibatkan kerapuhan pada tulang.

c.       Ergosterol

Sterol ini mempunyai struktur inti sama dengan 7- dehidrokolestrol, tetapi berbeda pada rantai sampingnya.  Ergosterol dapat juga membentuk vitamin D apabila dikenai sinar ultraviolet.Ergosterol maupun 7 – dehidrokolestrol disebut provitamin D.

d.        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 kolestrol.  Asam – asam empedu yang terdapat dalam cairan empedu antara lain ialah asam kolat, asam deoksikolat.

Dalam empedu asam deoksikolat bergabung dengan glisin membentuk asam glikodeoksikolat, sedangkan asam litokolat bergabung dengan taurin membentuk asam taurolitokolat. Kedua asam ini terdapat dalam bentuk garam dan merupakan komponen utama dalam empedu. Garam – garam empedu ini berfungsi sebagai emulgator, yaitu suatu zat yang menyebabkan kestabilan suatu emulsi.

e.         Hormon Kelamin

Ada dua jenis hormon kelamin yaitu hormone kelamin laki – laki dan hormon kelamin perempuan. Testosteron dan androsteron adalah hormon kelamin laki – laki. Tertosteron diperoleh dari ekstrak testes dalam bentuk kristal, sedangkan androsteron didapati pada urine dan mungkin merupakan hasil perubahan kimia atau metabolisme testosteron. Hormon kelamin perempuan ada dua jenis yaitu estrogen dan progesteron. Estrol, estradiol dan estriol adalah hormon yang termasuk estrogen. Pregnandiol adalah hasil metabolisme progesteron.

8.         Lipid Kompleks

Yang termasuk dengan lipid kompleks ialah lipid yang terdapat dalam alam bergabung dengan senyawa lain, misalnya dengan protein atau dengan karbohidrat.  Gabungan antara lipid dengan protein disebut lipoprotein. Lipoprotein pada umumnya ialah trigliserida, fosfolipid atau kolestrol. Lipoprotein ini biasanya juga digolongkan dalam protein gabungan. Lipopolisakarida ialah gabungan antara lipid dengan polisakarida, Lipopolisakarida terbentuk dalam dinding sel beberapa jenis bakteri.

proteinProtein merupakan senyawa terpenting penyusun sel hidup yang terdapat dalam semua jaringan hidup, baik tumbuhan, hewan, maupun tubuh kita. Protein sangat penting bagi makhluk hidup, antara lain sebagai sumber energi, menyintesis atau memperbaiki jaringan yang rusak, alat transport, melindungi kita dari berbagai penyakit, dan sebagai enzim yang mengkatalis berbagai reaksi metabolisme. Protein adalah makromolekul yang tersusun dari rantai-rantai panjang asam alfa amino dengan massa molekul relatif berkisar dari 6000 hingga beberapa juta. Oleh karena itu, pembahasan akan dimulai dengan komponen penyusun protein, lalu dilanjutkan struktur dan penggolongan protein, serta uji pengenalan protein. 2.2. Asam Amino Asam amino merupakan turunan (derivat) asam alkanoat, dimana satu atom H-nya disubsitusi oleh gugus amino. Oleh karena itu, setidaknya asam amino mengandung satu gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus amino (-NH2). Asam amino dalam protein disebut juga asam alfa amino, karena gugus amino terikat pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil). Struktur dasar dari asam amino diberikan berikut ini : Jika gugus –R diganti atom H, diperoleh glisin. Jika gugus –R diganti metil, diperoleh alanin. Protein merupakan polimer dari sekitar 20 asam amino yang dibedakan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis tubuh (harus disuplai dari luar), sedangkan asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh. Gugus –R pada setiap asam amino berperan dalam menentukan struktur, kelarutan, dan fungsi biologis protein. Ada dua jenis gugus –R, yaitu: · Gugus nonpolar yang merupakan hidrokarbon dan bersifat hidrofobik (menolak air atau tidak larut dalam air). · Gugus polar yang mengandung gugus seperti -NH2, -OH, -COOH, yang bersifat hidrofilik (larut dalam air). Beberapa contoh asam amino dengan gugus –R polar dan nonpolar diberikan pada tabel berikut : Semua asam amino bersifat optis aktif, karena minimal memiliki 1 atom C asimetris yaitu atom C-α, kecuali glisin. Telah kita ketahui bahwa gugus karboksil (-COOH) bersifat asam (dapat melepas H+), sedangkan gugus amino (-NH2) bersifat basa (dapat menyerap H+). Oleh karena itu, molekul asam amino dapat mengalami reaksi asambasa intramolekul membentuk suatu ion dipolar yang disebut ion zwitter. Asam amino bersifat amfoter, bereaksi baik dengan asam maupun basa karena memiliki gugus asam dan gugus basa. ]ika direaksikan dengan asam, maka asam amino akan menjadi suatu kation. Sebaliknya, jika asam amino direaksikan dengan basa, maka asam amino menjadi anion. Dalam larutan, muatan asam amino ini bergantung pada pH larutan. Ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi. Perhatikan penjelasan berikut ini: H3N+ -o- COOH Pada kondisi lebih asam/ asam amino bermuatan positif H3N+ -o- COO- Pada titik isolistrik (TIL), asam amino netral H2N -o- COO- Pada kondisi larutan lebih basa, asam amino bermuatan negatif 2.3. Struktur Protein Struktur yang dimiliki protein jauh lebih kompleks dibandingkan dengan struktur karbohidrat. Struktur ini memegang peranan penting dalam menentukan aktivitas biologisnya. Struktur protein dapat dibedakan menjadi empat tingkatan yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuarterner. Struktur primer adalah urut-urutan asam amino dalam rantai polipeptida yang menyusun protein. Protein pertama yang berhasil ditentukan struktur primernya adalah insulin, yaitu hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Struktur primer dari insulin sapi. Struktur sekunder berkaitan dengan bentuk dari suatu rantai polipeptida. Oleh karena adanya ikatan hidrogen antara atom hidrogen dari gugus amino dengan atom oksigen dari gugus karboksil dalam satu rantai, suatu rantai polipeptida menggulung seperti spiral (alfa heliks) atau seperti lembaran kertas continues form (beta-pleated sheet), atau bentuk triple helix. Struktur tersier protein merupakan bentuk tiga dimensi dari suatu protein. Bagaikan seutas mie yang diletakkan di dalam cawan, suatu rantai polipeptida dapat melipat atau menggulung sehingga mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu. Setiap protein mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu. Jadi, semua molekul hemoglobin, sebagai contoh, mempunyai bentuk tiga dimensi yang sama. Bentuk tiga dimensi protein sangat berperan dalam menentukan fungsi biologis protein tersebut. Sering kali suatu molekul organik bukan protein terikat pada rantai polipeptida dalam struktur tersiernya, suatu polipeptida yang terdiri dari 153 residu asam amino terikat pada satu unit heme. Sebagian protein hanya mengandung rantai tunggal polipeptida, tetapi yang lain, yang disebut protein oligomer, terdiri dari dua atau lebih rantai. Sebagai contoh, hemoglobin mempunyai empat rantai. Masing-masing rantai merupakan satu subunit protein. Susunan subunit-subunit dalam protein oligomer disebut struktur kuarterner. Dua molekul asam amino dapat berpolimerisasi kondensasi dengan melepas molekul H2O sebagai berikut. Ikatan yang mengikat dua molekul asam amino itu disebut ikatan peptida, dan senyawa yang terbentuk disebut dipeptida. Contoh : Jika suatu larutan protein, misalnya putih telur dipanaskan secara perlahanlahan sampai kira-kira 60-70ºC, lambat laun larutan menjadi keruh dan akhirnya mengalami koagulasi. Larutan tidak dapat larut lagi meskipun didinginkan. Perubahan seperti ini disebut denaturasi protein. Denaturasi protein adalah perubahan struktur protein yang diakibatkan adanya pemanasan perlahanlahary perubahan pH yang ekstrim atau pengguncangan yang intensif. 2.4. Penggolongan Protein Protein dapat dibedakan berdasarkan komposisi kimia, bentuk maupun fungsi biologisnya. a. Penggolongan Protein Berdssarkan Komposisi Kimianya Berdasarkan komposisi kimianya proteindi bedakan menjadi dua, yaitu protein sederhana, dan protein konjugasi. Protein sederhana hanya terdiri atas asam amino tanpa gugus kimia lain, sedangkan protein konjugasi terdiri atas rantai polipeptida yang terikat pada gugus kimia lain. Bagian yang bukan asam amino dari protein konjugasi disebut gugus prostetik. Protein konjugasi digolongkan berdasarkan jenis gugus prostetiknya, di antaranya diberikan pada Tabel. b. Penggolongan Protein Berdasarkan Bentuknya Berdasarkan bentuknya, protein digolongkan menjadi dua, yaitu protein serabut dan protein globular. 1. Protein serabut, mempunyai ciri-ciri: · serabut panjang dan tidak berlipat menjadi globulal, · tidak larut dalam air, · mempunyai fungsi struktural ataupelindung, dan · mempunyai sedikit struktur tersier atau tidak sama sekali. Contoh : kolagen, fibroin, keratin, miosin, aktin, serta fibrin. 2. Protein globular, mempunyai ciri-ciri: · merupakan protein yang sangat besar, · memiliki struktur tersier dan terkadang struktur kuartener yang kompleks, yang tergabung dan terlipat membentuk suatu globular atau bulatan, dan · umumnya larut dalam air dan mudah berdifusi. Contoh : enzim, antibodi (imunoglobulin), protein transpor (hemoglobin), protein penyimpanan (kasein dan albumin). c. Penggolongan Protein Berdasarkan Fungsi Biologinya Berdasarkan fungsi biologinya, protein dapat digolongkan menjadi tujuh golongan: 1. Protein struktur, berperan sebagai penyangga, untuk memberikan struktur biologi kekuatan / perlindungan. Contoh : kolagen, keratin, dan fibroin. 2. Protein nutrien dan penyimpan,berfungsi sebagai cadangan makanan. Contoh : ovalbumin pada telur, dan kasein pada susu. 3. Protein pengatur, berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Contoh : hormon 4. Protein transpor, yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Contoh : hemoglobin 5. Protein kontraktil, yang memberikan kemampuan pada organisme ntuk mengubah bentuk atau bergerak. Contoh : aktin dan miosin. 6. Enzim, berfungsi sebagai biokatalis. Contoh : tripsin dan ribonuklease. 7. Antibodi, berfungsi melindungi organisme terhadap serangan penyakit. Contoh : imunoglobin, fibrinogen, dan trombin.

Protein merupakan senyawa terpenting penyusun sel hidup yang terdapat dalam semua jaringan hidup, baik tumbuhan, hewan, maupun tubuh kita. Protein sangat penting bagi makhluk hidup, antara lain sebagai sumber energi, menyintesis atau memperbaiki jaringan yang rusak, alat transport, melindungi kita dari berbagai penyakit, dan sebagai enzim yang mengkatalis berbagai reaksi metabolisme.

Protein adalah makromolekul yang tersusun dari rantai-rantai panjang asam alfa amino dengan massa molekul relatif berkisar dari 6000 hingga beberapa juta. Oleh karena itu, pembahasan akan dimulai dengan komponen penyusun protein, lalu dilanjutkan struktur dan penggolongan protein, serta uji pengenalan protein.

2.2. Asam Amino

Asam amino merupakan turunan (derivat) asam alkanoat, dimana satu atom H-nya disubsitusi oleh gugus amino. Oleh karena itu, setidaknya asam amino mengandung satu gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus amino (-NH2). Asam amino dalam protein disebut juga asam alfa amino, karena gugus amino terikat pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil).

Struktur dasar dari asam amino diberikan berikut ini :

Jika gugus –R diganti atom H, diperoleh glisin.

Jika gugus –R diganti metil, diperoleh alanin.

Protein merupakan polimer dari sekitar 20 asam amino yang dibedakan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis tubuh (harus disuplai dari luar), sedangkan asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh.

Gugus –R pada setiap asam amino berperan dalam menentukan struktur, kelarutan, dan fungsi biologis protein.

Ada dua jenis gugus –R, yaitu:

· Gugus nonpolar yang merupakan hidrokarbon dan bersifat hidrofobik (menolak air atau tidak larut dalam air).

· Gugus polar yang mengandung gugus seperti -NH2, -OH, -COOH, yang bersifat hidrofilik (larut dalam air).

Beberapa contoh asam amino dengan gugus –R polar dan nonpolar diberikan pada tabel berikut :

Semua asam amino bersifat optis aktif, karena minimal memiliki 1 atom C asimetris yaitu atom C-α, kecuali glisin.

Telah kita ketahui bahwa gugus karboksil (-COOH) bersifat asam (dapat melepas H+), sedangkan gugus amino (-NH2) bersifat basa (dapat menyerap H+). Oleh karena itu, molekul asam amino dapat mengalami reaksi asambasa intramolekul membentuk suatu ion dipolar yang disebut ion zwitter.

Asam amino bersifat amfoter, bereaksi baik dengan asam maupun basa karena memiliki gugus asam dan gugus basa. ]ika direaksikan dengan asam, maka asam amino akan menjadi suatu kation.

Sebaliknya, jika asam amino direaksikan dengan basa, maka asam amino menjadi anion.

Dalam larutan, muatan asam amino ini bergantung pada pH larutan. Ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi. Perhatikan penjelasan berikut ini:

H3N+	-o-	COOH	Pada kondisi lebih asam/ asam amino bermuatan positif
H3N+	-o-	COO-	Pada titik isolistrik (TIL), asam amino netral
H2N	-o-	COO-	Pada kondisi larutan  lebih  basa, asam  amino  bermuatan  negatif

2.3. Struktur Protein

Struktur yang dimiliki protein jauh lebih kompleks dibandingkan dengan struktur karbohidrat. Struktur ini memegang peranan penting dalam menentukan aktivitas biologisnya. Struktur protein dapat dibedakan menjadi empat tingkatan yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuarterner.

Struktur primer adalah urut-urutan asam amino dalam rantai polipeptida yang menyusun protein. Protein pertama yang berhasil ditentukan struktur primernya adalah insulin, yaitu hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Struktur primer dari insulin sapi.

Struktur sekunder berkaitan dengan bentuk dari suatu rantai polipeptida. Oleh karena adanya ikatan hidrogen antara atom hidrogen dari gugus amino dengan atom oksigen dari gugus karboksil dalam satu rantai, suatu rantai polipeptida menggulung seperti spiral (alfa heliks) atau seperti lembaran kertas continues form (beta-pleated sheet), atau bentuk triple helix.

Struktur tersier protein merupakan bentuk tiga dimensi dari suatu protein. Bagaikan seutas mie yang diletakkan di dalam cawan, suatu rantai polipeptida dapat melipat atau menggulung sehingga mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu.

Setiap protein mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu. Jadi, semua molekul hemoglobin, sebagai contoh, mempunyai bentuk tiga dimensi yang sama. Bentuk tiga dimensi protein sangat berperan dalam menentukan fungsi biologis protein tersebut. Sering kali suatu molekul organik bukan protein terikat pada rantai polipeptida dalam struktur tersiernya, suatu polipeptida yang terdiri dari 153 residu asam amino terikat pada satu unit heme.

Sebagian protein hanya mengandung rantai tunggal polipeptida, tetapi yang lain, yang disebut protein oligomer, terdiri dari dua atau lebih rantai. Sebagai contoh, hemoglobin mempunyai empat rantai. Masing-masing rantai merupakan satu subunit protein. Susunan subunit-subunit dalam protein oligomer disebut struktur kuarterner.

Dua molekul asam amino dapat berpolimerisasi kondensasi dengan melepas molekul H2O sebagai berikut.

Ikatan yang mengikat dua molekul asam amino itu disebut ikatan peptida, dan senyawa yang terbentuk disebut dipeptida.

Contoh :

Jika suatu larutan protein, misalnya putih telur dipanaskan secara perlahanlahan sampai kira-kira 60-70ºC, lambat laun larutan menjadi keruh dan akhirnya mengalami koagulasi. Larutan tidak dapat larut lagi meskipun didinginkan. Perubahan seperti ini disebut denaturasi protein. Denaturasi protein adalah perubahan struktur protein yang diakibatkan adanya pemanasan perlahanlahary perubahan pH yang ekstrim atau pengguncangan yang intensif.

2.4. Penggolongan Protein
Protein dapat dibedakan berdasarkan komposisi kimia, bentuk maupun fungsi biologisnya.
a. Penggolongan Protein Berdssarkan Komposisi Kimianya
Berdasarkan komposisi kimianya proteindi bedakan menjadi dua, yaitu protein sederhana, dan protein konjugasi. Protein sederhana hanya terdiri atas asam amino tanpa gugus kimia lain, sedangkan protein konjugasi terdiri atas rantai polipeptida yang terikat pada gugus kimia lain. Bagian yang bukan asam amino dari protein konjugasi disebut gugus prostetik. Protein konjugasi digolongkan berdasarkan jenis gugus prostetiknya, di antaranya diberikan pada Tabel.

b. Penggolongan Protein Berdasarkan Bentuknya
Berdasarkan bentuknya, protein digolongkan menjadi dua, yaitu protein serabut dan protein globular.
1. Protein serabut, mempunyai ciri-ciri:
· serabut panjang dan tidak berlipat menjadi globulal,
· tidak larut dalam air,
· mempunyai fungsi struktural ataupelindung, dan
· mempunyai sedikit struktur tersier atau tidak sama sekali.
Contoh : kolagen, fibroin, keratin, miosin, aktin, serta fibrin.
2. Protein globular, mempunyai ciri-ciri:
· merupakan protein yang sangat besar,
· memiliki struktur tersier dan terkadang struktur kuartener yang kompleks, yang tergabung dan terlipat membentuk suatu globular atau bulatan, dan
· umumnya larut dalam air dan mudah berdifusi.
Contoh : enzim, antibodi (imunoglobulin), protein transpor (hemoglobin), protein penyimpanan (kasein dan albumin).
c. Penggolongan Protein Berdasarkan Fungsi Biologinya
Berdasarkan fungsi biologinya, protein dapat digolongkan menjadi tujuh golongan:
1. Protein struktur, berperan sebagai penyangga, untuk memberikan struktur biologi kekuatan / perlindungan.
Contoh : kolagen, keratin, dan fibroin.
2. Protein nutrien dan penyimpan,berfungsi sebagai cadangan makanan.
Contoh : ovalbumin pada telur, dan kasein pada susu.
3. Protein pengatur, berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi.
Contoh : hormon
4. Protein transpor, yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Contoh : hemoglobin
5. Protein kontraktil, yang memberikan kemampuan pada organisme ntuk mengubah bentuk atau bergerak.
Contoh : aktin dan miosin.
6. Enzim, berfungsi sebagai biokatalis.
Contoh : tripsin dan ribonuklease.
7. Antibodi, berfungsi melindungi organisme terhadap serangan penyakit.
Contoh : imunoglobin, fibrinogen, dan trombin.

karbohidrat

A.    Definisi Karbohidrat

Karbohidrat biasanya didefinisikan sebagai polihidroksi aldehida dan keton atau zat yang dihidrolisis menghasilkan polihidroksi aldehidaa dan keton. Karbohidrat biasa disebut juga karbon hidrat, hidrat arang, sacharon (sakarida) atau gula. Karbohidrat berarti karbon yang terhidrat. Rumus umumnya adalah C_x(H₂O)_y. Karbohidrat dibuat oleh tanaman melalui proses fotosintesis.[1]

x CO₂ + y H₂O + energi matahari  ͢      C_x (H₂O)_y + x O₂

Karbohidrat adalah senyawa karbonil alami dengan beberapa gugus hidroksil. Yang tergolong karbohidrat adalah gula (monosakarida) dan polimernya yaitu oligosakarida dan polisakarida. Berdasarkan letak gugus karbonilnya, dapat dibedakan 2 jenis monosakarida yaitu: aldosa yang gugus karbonilnya berada di ujung rantai dan berfungsi sebagai aldehida dan keosa yang gugus karbonilnya berlokalisasi di dalam rantai[2].

B.     Fungsi Karbohidrat

Karbohidrat mempunyai beberapa fungsi yakni:[3]

1.      Sumber bahan bakar.

2.      Sumber energi utama dan dapat diganti dengan sumber energy yang lain pada beberapa organ tubuh manusia, yaitu otak, lensa mata dan sel saraf.

3.      Bahan sintesis senyawa organic lainnya.

4.      Pati dan glikogen berperan sebagai cadangan makanan.

5.      Menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh.

6.      Membantu proses penyerapan kalsium.

7.      Sebagai materi pembangun.

8.      Berperan penting dalam penurunan sifat, misalnya karbohidrat dengan atom C lima buah merupakan komponen asam nukleat (DNA dan RNA).

9.      Polimer karbohidrat yang tidak larut berperan sebagai unsur struktural dan penyangga dalam dinding sel bakteri dan tanaman.

10.  Sebagai pelumas sendi kerangka.

C.    Klasifikasi Karbohidrat

Jika diuraikan, ternyata karbohidrat hanya terdiri dari 3 unsur, yaitu karbon (C), hydrogen (H), dan oksigen (O). Senyawa yang termasuk karbohidrat sangat banyak mulai dari senyawa sederhana hingga senyawa dengan berat molekul 500.000 atau lebih. Senyawa-senyawa tersebut dapat digolongkan menurut jumlah senyawa penyusunnya yaitu monosakarida, oligosakarida,  oligosakarida dan polisakarida.[4]

1.      Monosakarida (gula sederhana/saccharum)

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana. Jika dihidrolisis, senyawa-senyawa monosakarida sudah tidak dapat diuraikan lagi menjadi senyawa gula menjadi senyawa gula yang lebih sederhana.[5]

Contoh: glikosa dan fruktosa.

Monosakarida dapat diklasifikasikan menjadi dua:[6]

a.       Menurut banyaknya atom karbon yang menyusun molekul monosakarida.

Ø  Monosakarida yang mengandung 3 atom karbon disebut triosa

Ø  Monosakarida yang mengandung 4 atom karbon disebut tetrosa

Ø  Monosakarida yang mengandung 5 atom karbon disebut pentose

Ø  Monosakarida yang mengandung 6 atom karbon disebut heksosa

b.      Menurut kandungan gugus aldehida dan keton.

Dikatakan aldehida jika ikatan rangkap dua antara atom C dengan O nya (C=O) berada di ujung rantai. Sedangkan keton jika ikatan rangkap antara atom C dan O nya berada selain dari pada diujung.

Ø  Monosakarida yang mengandung gugus aldehida disebut aldose

Ø  Monosakarida yang mengandung gugus keton disebut ketosa

Kedua klasifikasi tersebut sering digabungkan.

Contoh:

2.      Disakarida

Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang terikat satu sama lain dengan ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik biasanya terjadi antara atom C no. 1 dengan atom C no. 4 dengan melepaskan 1 mol air. Ikatan glikosidik terdapat pada gugus fungsi dalam karbohidrat, yaitu gugus aldehid pada glukosa dan gugus keton pada fruktosa. Disakarida dapat terbentuk dari hasil antara proses hidrolisis oligosakarida dan poli sakarida. Disakarida biasanya larut dalam air (hidrofilik). Beberapa contoh disakarida yakni:[7]

a.       Sukrosa.

Sukrosa terdapat dalam batang tebu, bit, sorgum, nanas dan wortel. Hidrolisis dengan enzim sukrase menghasilkan glukosa dan fruktosa (fruktosa + glukosa = sukrosa).

b.      Laktosa.

Laktosa (gula susu) terdapat dalam air susu hewan mamalia. Pada proses hidrolisis menggunakan asam atau enzim lactase, dihasilkan glukosa dan galaktosa (galaktosa + glukosa = laktosa).

c.       Maltosa.

Maltose termasuk gula pereduksi yang dapat diperoleh dari amilum, glikogen, dan biji gandum yang sedang berkecambah. Hidrolisis maltose menghasilkan dua molekul glukosa (gukosa + glukosa = maltose).

3.      Oligosakarida.

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai moleku 2-10 monosakarida, yaitu trisakarida yang terdiri dari 3 molekul monoskarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Salah satu trisakarida penting adalah rafinosa tang terdiri atas tiga molekul monoakarida yamg berikatan yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Ikatan tersebut terbentuk antara atom karbon nomor 1 pada galaktosa dengan atom karbon 6 pada glukosa. Selanjutnya atom karbon nomor 1 pada glukosa berikatan dengan atom karbon 2 ada fruktosa.[8]

4.      Polisakarida.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida, sehingga molekul polisakarida mempunyai berat molekul hingga beberapa ratus ribu. Polisakarida yang dihasilkan antara monosakarida sejenis (satu macam monosakarida) disebut homo polisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. Polisakarida pada umumnya berupa senyawa putih dan tidak berasa manis. Beberapa polisakarida dapat larut dalam air.[9]