bdp rosita

Download Bdp Rosita

If you can't read please download the document

Post on 08-Dec-2015

231 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Semoga bermafaat bagi kalian yang membaca

TRANSCRIPT

BIOSINTESIS ASAM LEMAK PADA TANAMAN

ROSITA SIPAYUNG

Fakultas PertanianJurusan Budidaya Pertanian

Universitas Sumatera Utara

I. PENDAHULUAN

Kelas material biologi secara historis terdiri dari lemak, protein karbohidrat dan mineral. Lemak berbeda khas dari produk-produk alamiah lainnya karena dapat larut dalam pelarut non-polar antara lain ether, chloroform dan benzene, tetapi tidak larut dalam air. Komposisi ekstrak lemak heterogen umumnya terdiri dari campuran kompleks berbagai senyawa dengan struktur yang sangat beragam. Grup-grup senyawa yang beragam ini disebut lipid sebagai sebutan untuk material yang larut dalam senyawa organik tetapi khas tidak larut dalam air. (Weete, 1980)

Asam lemak pada tumbuhan umumnya terdapat dalam bentuk lemak dan minyak. Lemak dan minyak yang tergolong lipida berfungsi sebagai pembentuk struktur membran sel, sebagai bahan cadangan dan sebagai sumber energi. Selain dalam bentuk minyak dan lemak, asam lemak juga terdapat dalam bentuk senyawa lapisan pelindung pada epidermis batang, daun dan buah. (Estiti, 1995)

Penyimpanan asam lemak berbentuk minyak dan lemak dalam jumlah yang relatip besar dapat ditemukan sebagai bahan cadangan penting dalam buah dan biji-bijian (Estiti, 1995). Cadangan ini tersimpan dalam endosperm atau perisperm dalam bentuk lipid dengan kandungan yang beragam. Persentase kandungan lipid pada beberapa biji-bijian diberikan pada Tabel 1.

Lipid tampak sebagai tubuh minyak dalam sitoplasma sel yang menyimpan minyak. Tubuh minyak ini dinamakan vakuola*) berisi lipid, sebagai sferosom yang dikelilingi satuan membran. (Salisbury dan Ross, 1995)

Asam lemak merupakan senyawa potensil dari sejumlah besar kelas lipid di alam. Sementara dalam sistem biologi umumnya asam lemak kebanyakan terdapat menyatu dalam kompleks lipid. Asam lemak yang menyatu terdapat berupa ester, gliserol, sterol dan berbagai senyawa lainnya. Rantai hidrokarbon dari asam lemak dapat juga berikatan dengan phospogliserol melalui ikatan ether dan vinyl ether. (Weete, 1980)

2003 Digitized by USU digital library1Tabel 1. Persentase Kandungan Lipid Beberapa Biji yang Bernilai Ekonomi

SpesiesJaringan CadanganKandungan Lipid

Utama

JagungEndosperma5%

GandumEndosperma2%

KapriKoletidon2%

Kacang tanahKoletidon(40 50 %

KedelaiKoletidon17%

JarakEndosperma64%

Bunga matahariKoletidon(45 50)%

Sumber : Salisbury dan Ross, 1995

Lemak atau lipida terdiri dari unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Fungsi utama cadangan lemak dan minyak dalam biji-bijian adalah sebagai sumber energi. Cadangan ini merupakan salah-satu bentuk penyimpanan energi yang penting bagi pertumbuhan. Penguraian lemak secara kimiawi menghasilkan energi dalam jumlah yang lebih besar sekitar dua kali lipat dibandingkan dengan energi yang dihasilkan dari penguraian karbohidrat. (Estiti, 1995)

Pada sel tumbuhan, cadangan lipid adalah asam lemak. Cadangan ini oleh lipase dihidrolisir menjadi gliserol dan asam lemak. Asam lemak ini dipakai dalam sintesis fosfolipid dan glikolipid yang diperlukan untuk pembentukan organel. Sebagian besar diubah menjadi gula dan diangkut untuk pertumbuhan kecambah.

*) Vakuola merupakan organel yang paling besar volumenya pada sel tumbuhan dewasa. Vakuola sering menempati lebih dari 90% volume protoplas, di mana sisa protoplas yaitu sitoplasma melekat pada dinding sebagai lapisan amat tipis. Tonoplas membatasi vakuola yang berisi cairan (larutan gula, garam, protein, alkaloid, dll.) serta zat ergastik (pati, protein, badan lipid dan berbagai kristal)

2003 Digitized by USU digital library2II. JENIS DAN SIFAT ASAM LEMAK

Asam lemak pada tumbuhan terdapat dalam bentuk senyawa-senyawa lipid. Senyawa yang termasuk lipid adalah lemak dan minyak, fosfolipid dan glikolipid, lilin dan berbagai komponen kutin dan suberin. Timbunan lemak pada biji terdapat dalam sitoplas dan juga pada koletidon atau endosperm yang dinamakan sferosom. Lemak dan minyak selalu disimpan dalam benda khusus di sitosol dan sering terdapat ratusan sampai ribuan benda di tiap sel penyimpan. Benda ini disebut benda lipid, sferosom dan oleosom. Sebutan oleosom lebih banyak digunakan untuk menyatakan benda yang mengandung minyak dan agar mudah membedakannya dengan peroksisom dan glioksisom. Sedangkan istilah sferosom telah lama digunakan untuk menerangkan organel yang mengandung sedikit lemak. Sferosom mempunyai membran tipis yang memisahkan trigliserid dari cairan sitoplas.

Sebagian besar reaksi sintetis asam lemak terjadi di kloroplas daun serta di proplastid biji dan akar. Lemak yang disimpan dalam biji tidak diangkut dari daun, tetapi disintetis in situ dari sukrosa atau gula terangkut lainnya. Kalaupun daun memproduksi lemak dan minyak namun pemindahannya ke buah tidak dapat melalui floem dan xilem karena tidak larut dalam air.

Secara kimiawi, senyawa lemak serupa dengan senyawa minyak. Keduanya terdiri dari asam lemak berantai panjang yang teresterifikasi oleh gugus karboksil tunggalnya menjadi hiroksil dari alkohol tiga karbon gliserol. Dengan tiga molekul asam lemak yang teresterifikasi maka lemak dan minyak sering disebut trigliserida. Rumus umum lemak ditunjukkan pada Gambar 1.

Sifat lemak umumnya ditentukan oleh jenis asam lemak yang dikandung-nya. Asam-asam lemak yang membentuk lemak biasanya berbeda, dan kadang dua di antaranya sama. Panjang rantai ketiga asam lemak hampir selalu sama dengan jumlah atom karbon genap sebanyak 16 dan 18. Jumlah atom karbon asam lemak biasanya paling rendah 12 dan paling banyak 20. Beberapa asam lemak termasuk asam lemak tidak jenuh karena mengandung ikatan rangkap.

O

H2C-O-CO(CH)n-CH3

ORantai hidrokarbon asam lemak

GliserolHC-O-C-(CH)n-CH3

O

H2C-O-C-(CH)n-CH3

Ikatan ester

Gambar 1. Rumus Bangun umum lemak dan minyak

Titik leleh lemak dan minyak tergantung pada jumlah ikatan rangkap yang terkandung dalam tiap asam lemak. Pada setiap asam lemak minyak terdapat satu sampai tiga ikatan rangkap sehingga minyak dengan titik leleh yang cukup rendah membuatnya cair pada suhu kamar. Sedangkan lemak dengan titik leleh yang relatip lebih tinggi pada umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena memiliki asam lemak jenuh. (Salisbury dan Ross, 1995)

2003 Digitized by USU digital library3

Berbagai jenis asam lemak tumbuhan yang penting umumnya diperoleh dari biji-bijian antara lain dari biji kapas, jagung, kacang dan kedelai. Jenis-jenis asam lemak tumbuhan yang lajim ditemukan diberikan pada Tabel 2. Asam lemak tidak jenuh yang terbanyak di alam ialah asam oleat dan asam linoleat. Asam lemak jenuh terbanyak adalah asam palmitat, asam stearat dan asam laurat. Asam lemak jenuh dengan jumlah atom karbon rendah adalah asam propionat dan asam butyrat.

Asam-asam lemak yang diberikan pada Tabel 2 mencakup asam lemak yang terdapat pada lipid membran tumbuhan dan pada biji. Jenis asam lemak lainnya yang tidak penting pada lipid membran tumbuhan dapat ditemukan pada biji-bijian seperti misalnya asam risinoleat pada biji jarak. (Salisbury dan Ross, 1995)

Tabel 2. Asam Lemak yang Lajim di Berbagai Tumbuhan

NamaJumlahRumus Bangun

Titik leleh

karbon

(0C)

Laurat12CH2(CH2)10 COOH

44

Miristat14CH2(CH2)12 COOH

58

Palmitat16CH2(CH2)14 COOH

63

Stearat18CH2(CH2)16 COOH

71,2

Oleat18CH3(CH2)7 C=C(CH2)7 COOH16,3

H H

Linoleat18CH3(CH2)4 C=C-CH2C=C-(CH2)7 COOH- 5

H H

HH

Linolenat 18CH3(CH2)C=C-CH2C=C-CH2C=C-(CH2)7 COOH -11,3

H HH HH H

Sumber : Salisbury dan Ross, 1995

Asam lemak pada tanaman terdapat sangat bervariasi dengan berbagai gugus asil, epoksi, hidroksi dan grup keton atau cincin cyclopropen dan cyclopenten. Asam lemak yang memiliki ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya memiliki struktur isomer cis dan trans ditunjukkan pada contoh di bawah ini. Kebanyakan asam lemak tidak jenuh memiliki struktur isomer cis yang kurang stabil daripada struktur isomer trans yang lebih stabil (Conn, 1987)

2003 Digitized by USU digital library4Struktur isomer cisStruktur isomer transHHH(CH2)7CH3

C =CC =C

HOOC(CH2)7 (CH2)7CH3HOOC(CH2)7 H

OleatElaideat

III. BIOSINTESIS ASAM LEMAK

Pengubahan karbohidrat menjadi lemak memerlukan produksi asam lemak dan gliserol sebagai rangka sehingga asam teresterifikasi. Asam lemak dibentuk oleh kondensasi berganda unit asetat dari asetil CoA. Sebagian besar reaksi sintetis asam lemak terjadi hanya di kloroplas daun serta di proplastid biji dan akar. Asam lemak yang disintesis di kedua organel ini terutama adalah asam palmitat dan asam oleat. Asetil CoA yang digunakan untuk membentuk lemak di kloroplas sering dihasilkan oleh piruvat dehidrogenase dengan menggunakan piruvat yang dibentuk pada glikolisis di sitosol. Sumber lain asetil CoA pada kloroplas beberapa tumbuhan adalah asetat bebas dari mikotondria. Asetat ini diserap oleh plastid dan diubah menjadi asetil CoA, untuk digunakan membentuk asam lemak dan lipid lainnya. (Salisbury dan Ross, 1995)

Rangkuman reaksi sintetis asam lemak dengan contoh asam palmitat dapat diberikan sebagai berikut.8 asetil CoA+7ATP3+14 NADPH+14 H+ ! palmitil CoA + 7 CoA+ 7 ADP2- + 7 H2PO4- + 14 NADP+ + 7 H2O Pada reaksi sintesa asam lemak, enzim CoA dan protein pembawa asil (ACP)

mempunyai peranan penting. Enzim-enzim ini berperan membentuk rantai asam lemak dengan menggabungkan secara bertahap satu gugus asetil turunan dari asetat dalam bentuk asetil CoA dengan sebanyak n gugus malonil turunan dari malonat dalam bentuk malonil CoA, seperti ditunjukkan pada reaksi berikut. (Weete, 1980)

Acetil CoA + n Malonil CoA + 2n ADPH + 2n H+ ! CH