LIPID Materi kuliah Farmakognosi Umum Oleh: Ami Tjitraresmi, S.Si., M.Si.
Definisi:
Ester dari asam lemak berantai
panjang dengan alkohol
Macam-Macam Bentuk Lipid:
1. Minyak
2. Lemak
3. Lilin (wax)
Perbedaan ini didasarkan atas tipe
alkoholnya:
minyak/lemak gliserol
wax alkohol dgn BM tinggi
Fungsi Lipid dalam Sel:
1. Komponen struktur sel
glikolipid dan fosfolipid
2. Bahan pelindung/pelapis
3. Cadangan energi sel
Sifat:
Hidrofob tapi terkadang sedikit larut dalam pelarut polar.
Tidak mudah menguap Mudah teroksidasi udara bau tengik Pada t normal minyak berbentuk cair
sedangkan lemak berbentuk semisolid atau solid.
Pada suhu kamar: semua minyak tumbuhan bbtk cair kecuali lemak coklat dan semua lemak hewan bbtk padat kecuali cod liver oil.
Melting Points and Solubility in Water of Fatty Acids
Ekstraksi Minyak tumbuhan:
Pengempaan
Cara dingin virgin oil atau cold pressed oil
Cara panas hot pressed oil
Ekstraksi dengan pelarut organik
Ekstraksi Lemak hewan:
1. Dipanaskan dalam air mendidih baik dengan atau tanpa tekanan.
2. Lemak akan meleleh dan naik ke permukaan dipisahkan dengan cara dekantasi.
3. Minyak/lemak yang dihasilkan kmd dapat difiltrasi dan dijernihkan dengan ozon.
Penyebaran:
Minyak sayur dan lemak paling banyak terdapat dalam bagian biji.
contoh: Minyak dari biji kapas, biji wijen, kelapa, biji almond, dll.
Pada beberapa tanaman, bagian lain
dari tanaman tersebut menghasilkan minyak yang banyak.
contoh: pericarp zaitun. Fungi yang menghasilkan minyak
untuk makanan antara lain adalah ergot.
Rumus kimia:
Rumus kimia yang umum untuk minyak dan lemak adalah gliserida asam lemak (trigliserida)
R, R, R = asam lemak
H2C-OCOR HC-OCOR H2C-OCOR
Contoh trigliserida dengan R=R=R
H2C-OCO(CH2)10CH3 HC-OCO(CH2)10CH3 H2C-OCO(CH2)10CH3
trilaurin
H2C-OCO(CH2)16CH3 HC-OCO(CH2)16CH3 H2C-OCO(CH2)16CH3
tristearin
H2C-OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 HC-OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 H2C-OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
triolein
Uji Lipid: United States Pharmacopeia: ada beberapa uji yang dilakukan
pada minyak/lemak yang meliputi: identifikasi, kualitas serta kemurnian. Pengujian tersebut berdasarkan pada komponen dari asam lemak yang terkandung dalam minyak/lemak.
Bilangan asam (acid value atau acid number), adalah jumlah NaOH (mg) yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 1 g sampel.
Bilangan sabun (saponification value), adalah jumlah NaOH (mg) yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak dan untuk mensaponifikasi ester yang terkandung dalam 1 g sampel.
Bilangan iodine (iodine number), adalah jumlah iodine yang terserap (g), dalam kondisi tertentu oleh 100 g sampel. Hal ini mengindikasikan derajat ketidakjenuhan dari asam lemak dalam sampel.
Uji Fisik lain spt: titik leleh, indeks refraksi.
Jenis lipid
Lipid dengan asam lemak
Wax
Lemak dan minyak (trigliserida)
Phospholipid
Sphingolipid
Lipids tanpa asam lemak
Steroid
14
Jenis Lipid Tumbuhan: 1. Trigliserida sederhana
Bila asam lemak R=R=R, contoh: triolein (3 sisa asam oleat)
2. Trigliserida campuran Bila R, R dan R merupakan asam lemak yang berlainan
3. Fosfolipid Mgd bukan saja asam fosfat tapi juga sekurang-kurangnya satu
penyulih lain yang biasanya bersifat basa, spt kolina, etanolamina dan seria
Terdapat banyak dalam tumbuhan
4. Glikolipid Yang terpenting: monogalaktosildigliserida, yaitu molekul yang
sangat aktif permukaan, berperan pd metabolisme kloroplas.
Dlm tumbuhan hanya sedikit jumlah glikolopid yang ada
5. Sulfolipid Digliserida yang berikatan dengan gula kuinovosa (=6-deoksiglukosa dengan sisa asam sulfonat pd posisi 6)
Struktur kimia bbrp lipid
tumbuhan:
Gula: Galaktosa, galaktosil galaktosa, kuinovosa
Keragaman struktur dalam setiap golongan lipid disebabkan oleh perbedaan sisa asam lemak yang ada.
H2C-OCOR
HC-OCOR H2C-OCOR Trigliserida
H2C-OCOR
RCOO-CH O basa= kolin, etanolamin, H2C- O- P- O-basa serin O
-
Fosfolipid
H2C-OCOR
HC-OCOR H2C-O-gula
Glikolipid
Biosintesis Asam Lemak:
Jalur biosintesis asam lemak tidak jenuh, bercabang atau ganjil dan modifikasinya ada peran enzim-enzim tertentu.
Untuk pembentukan ikatan rangkap fatty acid CoA desaturases
Contoh: alur biosintesis asam lemak tdk jenuh dan bercabang pada biji jarak (Ricinus communis) yg blm matang enzim menghidroksilasi asam oleat (oleyl Co-A) untuk memproduksi Ricinoleic acid.
Acetyl Co-A Stearyl Co-A Oleyl Co-A Ricinoleyl Co-A
Stearic acid Oleic acid Ricinoleic acid (octadecenoic) (9-octadecenoic) (12 hidroxy-9-octadecenoic)
Biosintesis Trigliserida:
A. Asam Lemak
Pembagian asam lemak berdasarkan struktur kimianya: 1.Asam lemak jenuh 2.Asam lemak tidak jenuh
Asam Stearat Asam Oleat
(jenuh) (tidak jenuh)
Asam Lemak terdiri dari rantai karbon dan ggs karboksilat
Biasanya diperoleh dengan cara menghidrolisis lemak atau minyak
Biasanya mrp campuran dan komposisinya bervariasi tgt dari sumbernya.
Asam lemak sebetulnya jarang berada dalam keadaan bebas.
Kecenderungan asam lemak mempunyai atom C berjumlah genap (ada beberapa yang beratom C ganjil).
Sebagian besar mempunyai rantai jenuh.
Asam Lemak Esensial
Mamalia tidak mempunyai enzim untuk menghasilkan asam
lemak dengan ikatan rangkap sebelum C9, sehingga harus
diperoleh dari makanannya asam lemak essensial (Essensial Fatty Acid or EFA)
Linoleate danLinolenate adalah asam lemak esensial yang
dibutuhkan mamalia
Asam arakidonat adalah asam lemak tidak jenuh yang
merupakan turunan dari asam lemak esensial
Eikosanoat adalah turunan dari asam arakidonat dan
merupakan prekursor hormon. Yang termasuk golonga ini
adalah prostaglandin, thromboksan dan leukotrien
Sifat Fisika asam lemak jenuh:
Hanya terdiri dari C-C
Molekul membentuk pola tertentu
Antar rantai asam lemak cenderung untuk berikatan
Titik leleh tinggi sehingga berbentuk padat di suhu kamar
Asam lemak jenuh
Formula Common Name Melting Point
CH3(CH2)10CO2H lauric acid 45 C
CH3(CH2)12CO2H myristic acid 55 C
CH3(CH2)14CO2H palmitic acid 63 C
CH3(CH2)16CO2H stearic acid 69 C
CH3(CH2)18CO2H arachidic acid 76 C
Sifat Fisika asam lemat tidak jenuh:
Sedikitnya mengandung satu ikatan rangkap
Berbentuk rantai yang tidak lurus
Antar rantai asam lemak tidak ada kecenderungan untuk berikatan
Titik leleh rendah sehingga berbentuk cair pada suhu kamar
Asam lemak tidak jenuh
Formula Common Name Melting
Point
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H palmitoleic
acid
0 C
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H oleic acid 13 C
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H linoleic acid -5 C
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H
linolenic acid -11 C
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2CO2H arachidonic
acid
-49 C
Titik leleh dan komposisi asam lemak dari beberapa
lemak dan minyak:
B. Minyak/Lemak:
Oksidasi Minyak mampu menyerap O2 dari udara. O2 menjenuhkan ikatan rangkap membentuk oksida yang berpolimerasi membentuk hard film.
1. Drying oils (untuk industri cat) minyak yang dapat mengeringmenjadi plat film setelah teroksidasi di udara. Contohnya minyak biji rami, minyak perilla, dan minyak kenari.
2. Semidrying oils suatu yang minyak yang secara parsial mengeras ketika bereaksi dengan udara. Contoh: minyak jagung, minyak biji kapas dan minyak biji bunga matahari
3. Nondrying oils minyak yang tidak mengeras ketika bereaksi dengan udara. Contoh: minyak kelapa dan minyak kacang tanah.
Hidrogenasi
Ikatan rangkap 2 dari asam lemak
tidak jenuh dapat juga mengikat
hidrogen pada kondisi tertentu
lemak semi solid untuk memasak
Lipid tak jenuh Lipid
jenuh
(isomer trans)
H2
Contoh lemak terhidrogenasi:
Asam lemak tidak jenuh Cis atau Trans
Asam lemak tidak jenuh alami merupakan isomer cis
Setelah mengalami hidrogenasi sebagian ikatan rangkap akan menjadi jenuh, dan sebagian ikatan rangkap akan berubah menjadi isomer trans
Isomer trans bentuknya lebih lurus (linear) sehingga sifat dan titik lelehnya menjadi lebih mirip asam lemak jenuh, dan dapat menyebabkan penyakit jantung dan kanker.
Sehingga saat ini dikembangkan penelitian hidrogenasi lemak tanpa menghasilkan isomer trans
Saponifikasi
Saponifikasi adalah hidrolisis lemak oleh basa kuat
Pruduk yang dihaslkan dari reaksi saponifikasi adalah gliserol
dan garam dari asam lemak (sabun)
NaOH dengan lemak jenuh menghasilkan sabun yang padat (keras)
KOH dengan lemak tidak jenuh menghasilkan sabun yang lunak atau cair
Sulfatasi
Diperoleh dengan mereaksikan
minyak dengan asam sulfat pada suhu
rendah, kemudian hasilnya dicuci dan
dinetralkan. Molekul asam akan terikat
pada ikatan rangkap 2 btk sulfat
dari lemak senyawa surfaktan
Kegunaan Minyak/Lemak: 1. Emollient
2. Media untuk bbrp sediaan obat
3. Mempunyai efek terapeutik tertentu, spt castor oil (laksatif)
4. Bahan pembuat sabun
5. Sbg drying oil dalam industri cat
6. Lubricant
7. Makanan berkalori tinggi dg tekanan osmotik rendah sediaan parenteral (Intralipid, Liposyn, Soyacal)
8. Sclerosing agent morrhuate acid, garam natrium asam lemak dari minyak hati ikan.
9. Beberapa mempunyai nilai terapeutik dan nilai ekonomi yang tinggi.
Perbandingan komposisi asam lemak dlm
lemak hewan dan tumbuhan:
Source Saturated Acid (%) Unsaturated Acid (%)
C10
& less
C12
lauric
C14
myristic
C16
palmitic
C18
stearic
C18
oleic
C18
linoleic
C18
others
Animal Fats
Butter
Lard
Human fat
Herring oil
15
-
-
-
2
-
1
-
11
1
3
7
30
27
25
12
9
15
8
1
27
48
46
2
4
6
10
20
1
2
3
52
Plants oils
Coconut
Corn
Olive
Palm
Peanut
safflower
-
-
-
-
-
-
50
-
-
-
-
-
18
1
-
2
-
-
8
10
7
41
8
3
2
3
2
5
3
3
6
50
85
43
56
19
1
34
5
7
26
76
-
-
-
-
7
-
C. Wax/Lilin:
Definisi: Ester yang dihasilkan dari kondensasi asam lemak
rantai lurus dengan alkohol primer berantai lurus dengan BM tinggi kenyataannya banyak yang berupa campuran asam lemak degan BM yang berbeda-beda dengan alkohol
Pd tbh, lilin ditemukan sbg bagian terluar dinding sel
dari jaringan epidermal terutama pada daun dan buah.
Lilin tidak mudah terhidrolisis seperti lemak dan tidak dapat diuraikan oleh enzim yang menguraikan lemak. Oleh karenanya lilin tidak berfungsi sebagai bahan makanan.
Sifat-sifat dari lilin/wax:
Plastis/fleksibel pada suhu normal
Titik leleh sekitar 45 C (113 F)
Viskositas relatif rendah ketika
mencair
Tidak larut dalam air, tetapi larut
dalam pelarut aromatik, kloroform,
eter, ester, dan keton
Hidrofobik
Konstituen utama pada lilin daun tanaman
n-Alkanes CH3(CH2)xCH3 21 to 35C jumlah ganjil
Alkyl esters CH3(CH2)xCOO(CH2)yCH3 34 to 62C- jumlah genap
Fatty acids CH3(CH2)xCOOH 16 to 32C - jumlah genap
Fatty alcohols (primer) CH3(CH2)yCH2OH 22 to 32C - jumlah genap
Fatty aldehydes CH3(CH2)yCHO 22 to 32C - jumlah genap
Ketones CH3(CH2)xCO(CH2)yCH3 23 to 33C - jumlah ganjil
Fatty alcohols (sekunder) CH3(CH2)xCHOH (CH2)yCH3 23 to 33C - jumlah ganjil
-Diketones CH3(CH2)xCOCH2CO(CH2)yCH3 27 to 33C - jumlah ganjil
Triterpenols Sterols, -amyrin, -amyrin, uvaol, lupeol, erythrodiol
Triterpenoid acids Ursolic acid, oleanolic acid, dll
Beberapa Contoh Minyak, Lemak,
Asam Lemak dan Wax
Minyak
Castor Oil
Diperoleh dari biji jarak, Ricinus communis Linne (Euphorbiaceae)
Biji jarak mengandung 45-55% minyak; 20% protein yang terdiri dari globulin, albumin, nukleoalbumin, glikoprotein dan ricin (lektin toksik atau hemaglutin); alkaloid, ricinin dan beberapa enzim.
Minyak jarak merupakan cairan minyak yang berwarna kuning pucat atau tidak berwarna, hampir tidak berbau, dan hampir tidak berasa.
Minyak jarak tdd: Campuran trigliserida, 75% adalah triricinolein Asam oleat, linoleat, dihidroksistearat atau asam lemak jenuh
lainnya (palmitat atau stearat)
Penggunaan: Laksatif Plastisizer Komponen vaginal jelly untuk menjaga keasaman wanita
Olive oil Diperoleh dari buah Olea europea Linne (Oleaceae) caranya dengan
mengempa buah yang sdh dihancurkan dan bebas dari endocarpnya. Minyak zaitun merupakan minyak berwarna kuning pucat sampai kuning
kehijauan, bau lemah tapi khas, tidak berasa sampai sedikit pahit. Minyak zaitun dapat bercampur dengan eter akrbon disulfida dan kloroform dan sedikit larut dalam alkohol. Bj minyak zaitun 0,910-0,915 pd suhu 25oC.
Komposisinya bervariasi, spt:
Varieatas Turki: 75% asam oleat, 10% asam palmitat, 9% asam linoleat dan sedikit
asam stearat, miristat, heksadekanoat, arakhidat.
Varietas Italia: 65% asam oleat, 15% asam palmitat, 15% asam linoleat &
komponen minor dari as. lemak lainnya.
Penggunaan:
Retardant pd pembuatan semen gigi Bahan pembuatan sabun Emolient Laksatif Salad oil
Peanut Oil Diperoleh dari bauh atau biji Arachis hypoaea Linne
(leguminosae) Arachis oil Minyak kacang merupakan minyak tidak berwarna atau
berwarna kuning pucat dengan rasa dan aroma seperti kacang.
Komposisi:
Asam oleat (50-60%) Asam linoleat (18-30%) Asam palmitat (8-10%) As stearat, arakhidat, behenat, lignoserat (10-12%)
Penggunaan:
Food oil Bahan pembuatan sabun putih Pelarut untuk sediaan i.m.
Soybean Oil Diperoleh dari biji Glycine soja Siebold et Zaccarini
(Leguminosae)
Komposisi: Asam oleat (30%) Asam linoleat (50%) Asam linolenat (7%) Asam lemak jenuh, as. palmitat, as. stearat
(14%)
Penggunaan: Komponen nutrisi parenteral Sumber lechitin (menjaga keseimbangan
metabolisme lipid dan kolesterol) Suplemen makanan (oral) minyak kedelai yg
dihidrogenasi
Coconut Oil
Diperoleh dari biji buah Cocos nucifera Linne (Palmae)
Komposisi: Asam lemak jenuh (80-85%): asam laurat (50%),
asam miristat (20%), asam kaprilat dan asam kaprat.
Penggunaan: Coconut oil dan trigliserida rantai sedang (Medium
Chain Triglyserides (MCT)) merupakan komponen sediaan oral untuk suplemen makanan
Corn Oil Diperoleh dari embrio Zea mays Linne
(Graminae) Minyak jagung merupakan minyak jernih
berwarna kuning muda, tidak berbau dan tidak berasa khas.
Komposisi: Asam oleat (37%) Asam linoleat (50%) Asam palmitat (10%) Asam stearat (3%)
Penggunaan:
Solvent untuk sediaan injeksi Salad oil Suplemen makanan berkalori tinggi Corn oil bisa dihidrogenasi untuk keperluan memasak
Lemak
Theobroma Oil
Diperoleh dari biji coklat Theobroma cacao Linne (Sterculiaceae) yang telah dipanggang.
Minyak/lemak coklat adalah lemah padat berwarna putih kekuningan, dengan bau dan rasa seperti coklat. Titik leleh lemak coklat adalah 30-35oC.
Komposisi: Asam oleat (37%) Asam linoleat (2%) Asam palmitat (26%) Asam stearat (34%)
Penggunaan:
Basis untuk sediaan supositoria
Lanolin Diperoleh dari bulu domba Ovis aries Linne
(Bovidae), mengandung 30-35% air hidrous wool fat
Lanolin adalah lemak berwarna putih kekuningan dengan bau yang khas
Komposisi: Kolesterol Isokolesterol Ester dari lanopalmitat, lanoserat, karnauba,
oleat, miristat dan asam lemak lainnya
Penggunaan: Basis salep Komponen dalam berbagai krim kulit dan
kosmetik
Asam Lemak
Asam Stearat Asam stearat untuk keperluan farmasi tdd:
Asam stearat (40%) gab keduanya 90% Asam palmitat (40%)
Asam stearat yg dimurnikan mgd 90% asam stearat dan jml total asam stearat dan asam palmitat 96%.
Penggunaan:
Garam Ca dan Mg asam stearat dipakai sbg pelincir tablet (lubricant)
Garam Zn-nya sbg dusting powder Garam Na-nya sbg emulsifying agent Alumunium stearat sbg suspending agent Gliseril monostearat dan propilen glikol monostearat sbg
emulsifying agent
Esternya digunakan sbg emolient
Asam Oleat
Diperoleh dari lemak dan minyak yang dapat dimakan
Seringkali mrp produk samping produksi asam stearat.
Asam oleat terutama tdd cis-9-asam oktadekanoat.
Penggunaan: Digunakan dalam pembuatan emulsi
Oleil alkohol sbg emolient dan emulsifying agent
Asam Linoleat-Asam Linolenat
Merupakan asam lemak tidak jenuh ganda (banyak) Kedua asam lemak ini essensial bagi manusia
berperan dalam pertumbuhan normal dan baik bagi manusia disebut juga vitamin F
Campuran kedua asam lemak ini diperoleh terutama dari soybean oil dan minyak sayur lainnya.
Omega-3 alpha-linolenic acid ( ALA), eicosapentaenoic acid (EPA), and docosahexaenoic acid (DHA). Ketiganya merupakan asam lemak tak jenuh yang mempunyai masing-masing 3,5 atau 6 ikatan rangkap (cis).
Asam lemak Omega-6 contoh: asam (gamma)-linoleat dan asam arachidonat) berperan pada kesehatan kulit, fungsi ginjal
Penggunaan: Suplemen makanan
Sumber asam lemak omega:
Wax/Lilin
Spermaseti Diperoleh dari kepala ikan paus sperma Physeteridae
macrochepalus Linne (Physeteridae)
Komposisi: Camp ester asam lemak hexadecyl: Hexadecyl dodekanoat (cetil laurat), hexadecyl tetradecanoat (cetyl miristat), hexadecyl octadecanoat (cetyl stearat) jmlnya 85% total ester
Penggunaan:
Emolient Komponen sediaan cold cream dan sediaan kosmetika
lainnya.
CH3(CH2)14CO2-(CH2)15CH3
Beeswax Disebut juga yellow wax
Diperoleh dari rumah lebah Apis mellifera Linne (Apidae)
Komposisi:
Camp alkil ester dari asam lemak dan asam lilin yang berbeda (72%), myricyl palmitat, asam lilin bebas (14%) dan komponen minor spt: polen dan propolis.
Penggunaan:
Stiffening agent dan bahan pembuatan salep kuning Bahan untuk membuat semir
CH3(CH2)24CO2-(CH2)29CH3
Carnauba wax
Diperoleh dari daun Acopernicia prunifera (mueller)
H.E.Moore (palmae)
Komposisi:
Camp alkil ester dari asam lilin (80%), alkohol monohidrat
(10%) dan komponen minor spt: lakton dan resin.
Penggunaan:
Bahan pembuat lilin
Bahan untuk membuat semir
CH3(CH2)30CO2-(CH2)33CH3
Prostaglandin Mrp metabolit lipid C20 (pra zat seny gol eikosanoid) yg
dibentuk dari asam lemak essensial tidak jenuh yang diperoleh dari makanan
Penamaan prostaglanding berdasarkan struktur asam prostanoat (berantai jenuh).
Prostaglandin dibagi menjadi bbrp gol spt: prostaglandin A, B, E, F, G, H, I
Strukturnya mempunyai cincin siklopentana dengan 2 rantai samping yang mempunyai ikatan rangkap
Prostaglandin memberikan efek farmakologis dlm dosis kecil (spt hormon)
Efek farmakologi: Stimulasi otot halus Mengatur produksi steroid Menghambat pembentukkan asam rambut Inhibisi agregasi platelet Mediator inflamasi
Prostaglandin (lanjutan)
Struktur Kimia Prostaglandin E
Aktivitas Biologi Prostaglandin:
Eicosanoid Major site(s)
of synthesis
Major biological activities
PGD2 mast cells inhibits platelet and leukocyte aggregation,
decreases T-cell proliferation and lymphocyte
migration and secretion of IL-1a and IL-2;
induces vasodilation and production of cAMP
PGE2 kidney, spleen,
heart
increases vasodilation and cAMP production,
enhancement of the effects of bradykinin and
histamine, induction of uterine contractions
and of platelet aggregation, maintaining the
open passageway of the fetal ductus
arteriosus; decreases T-cell proliferation and
lymphocyte migration and secretion of IL-1a
and IL-2
PGF2a kidney, spleen,
heart
increases vasoconstriction,
bronchoconstriction and smooth muscle
contraction
Aktivitas Biologi Prostaglandin:
Eicosanoid Major site(s) of
synthesis
Major biological activities
PGH2 precursor to thromboxanes A2 and B2,
induction of platelet aggregation and
vasoconstriction
PGI2 heart, vascular
endothelial cells
inhibits platelet and leukocyte aggregation,
decreases T-cell proliferation and
lymphocyte migration and secretion of IL-1a
and IL-2; induces vasodilation and
production of cAMP
Terimakasih
atas perhatiannya