SENYAWA LIPID

1. SENYAWA LIPID

2. Outline • Pengetahuan dasar: - trigliserida dan asam lemak - terpenes dan terpenoids - steroids - phospholipids • Aplikasi industri

3. Pengantar • Lipid: larut dalam pelarut-pelarut non polar • Jenis-jenis: 1. Triacylglycerol 2. Terpenoid 3. Phosphatide 4. Steroid

4. Contoh

5. Triacylglycerols and Fatty Acids

6. Triacylglycerols (trigliserida) • Kebanyakan senyawa lipid merupakan ester dari gliserol (=triacylglycerols) • Simple triacylglycerols: semua gugus alkil (=R) sama • Mixed triacylglycerols: gugus alkil tidak sama

7. Sumber trigliserida • Tanaman • Hewan • Wujud: - cair  disebut minyak - padat  disebut lemak - hasil modifikasi: margarin

8. Fatty acid (asam lemak) • Hasil dari hidrolisis minyak/lemak

11. Melting point • Asam lemak jenuh menunjukkan melting point yang lebih tinggi daripada asam lemak tidak jenuh. • Asam lemak jenuh: struktur kristal lebih rapat sehingga gaya van der Waals lebih besar • Melting point meningkat dengan bertambahnya berat molekul

12. Melting point • Asam lemak tidak jenuh: posisi cis- menyebabkan rantai membengkok sehingga struktur kristal tidak bisa rapat dan gaya van der Waals berkurang (akibatnya melting point lebih rendah daripada asam lemak jenuh)

14. Komposisi asam lemak

15. Terpene dan Terpenoid

16. Definisi • Merupakan senyawa yang terdapat pada tanaman, dikenal sebagai minyak atsiri (essential oils) • Banyak digunakan dalam industri obat dan parfum

17. Fungsi pada tanaman • Menimbulkan aroma khaspadatanamantertentu • Dugaanmengenaimanfaatminyakatsiriuntuktanamansendiri: - menarikperhatianseranggauntukmembantuperkembangbiakan - mencegahperusakanolehhewan/parasit - menghasilkansemacam ‘coating’ untukmencegahpenguapan air yang berlebihan - mencegahtanamanmengalami ‘overheated’

18. Senyawa toksik • Padadasarnyaminyakatsirimerupakanekskresitanaman yang kemungkinanmembawasisa-sisaprosesasimilasi yang dilakukantanaman. • Dengandemikian, minyakatsiricenderungbersifattoksik, tetapidapatmemberikanefekpositifjikadiberikandalambatas-batasdosis yang aman.

19. Sumber minyak atsiri dalam tanaman • Kelenjar eksternal: Pada sel epidermis dan modifikasinya (misalnya bulu-bulu lembut pada permukaan daun) • Kelenjar internal: Di antara sel-sel jaringan tanaman

20. Minyak atsiri dalam tanaman Kelenjar minyak daun saga Kelenjar minyak bunga cengkeh

21. Minyak atsiri dalam tanaman Kelenjar minyak oregano Kelenjar minyak akar jahe

22. Minyak atsiri dalam tanaman Kelenjar minyak peppermint Kelenjar minyak daun lavender

23. Pemungutan minyak atsiri • Letak kelenjar tersembunyi, diselubungi selaput • Kandungan sangat sedikit • Target proses: - Efisiensi tinggi - Kemurnian produk

24. Pertimbangan proses • Posisi kelenjar minyak atsiri menjadi salah satu pertimbangan proses pengambilan minyak atsiri. • Kelenjar eksternal: Bahan baku tidak boleh terlalu lama disimpan, harus segera didistilasi. • Kelenjar internal: Bahan baku perlu dipotong-potong untuk mengambil minyak sebanyak-banyaknya.

25. Efek kondisi budidaya • Kualitas minyak atsiri yang dihasilkan tergantung pada kondisi budidaya tanaman (iklim, jenis tanah, intensitas sinar matahari, dan lain-lain) dan kondisi pemetikan (umur tanaman, waktu pemetikan). • Oleh karena itu ada daerah-daerah yang terkenal untuk jenis minyak atsiri tertentu (misalnya nilam di aceh, kayu putih di Maluku, dll.)

26. Prosedur pemanenan • Teknikpemanenandapatmempengaruhijumlahminyakatsiri yang akandiperoleh. • Tiapkomoditasbahanbakuminyakatsirimemilikiprosedurpemanenankhusus. • Contoh: Daun saga akankehilanganminyakatsirinyasampai 60% selama 6 jam terkenasinarmatahari. Olehkarenaitupemanenandilakukanmalamharidandijagatidakkenasinarmataharisampaimasukketangkidistilasi.

27. Distribusi pada jaringan tanaman • Dalam satu tanaman, kandungan minyak atsiri berbeda-beda pada tiap bagiannya. • Bahkan bisa terjadi pada satu tanaman, batang, daun, dan bunga mengandung minyak atsiri dengan komponen utama yang sangat berbeda satu sama lain.

28. Contoh: Kayu Manis • Kulit kayu: aldehid cinamat • Daun: eugenol • Akar: kamfer • Lebih mudah mensortir bahan baku daripada memisahkan komponen-komponen yang sudah bercampur jadi satu dalam minyak hasil distilasi

29. Karakteristik minyak atsiri • Disebut essential oil, ethereal oil • Relatif lebih mudah menguap (membedakan dengan asam-asam lemak, misalnya vegetable oil)

30. Komponen kimia • Empat kelompok utama: 1. Terpenes (mencakup isopren dan isopenten) 2. Senyawa-senyawa rantai lurus tak bercabang 3. Turunan benzene 4. Lain-lain (insidental dan sangat spesifik untuk jenis tanaman tertentu)

31. Struktur kimia • Biasanya mengandung C10H16. • Dapat berupa senyawa dengan ikatan rangkap, senyawa yang mengandung struktur cincin, atau kombinasi dari keduanya. • Kadang-kadang sebagai C10H16O dan C10H18O (ada oksigen dalam molekul, disebut terpenoid)

32. Strukturkimia: isoprene Isoprene (2-metil-1,3-butadien)

33. Struktur kimia Isopenten (isoprene) Terpene Sesquiterpen

34. Struktur kimia

35. Struktur kimia

36. Struktur kimia

37. Struktur kimia: tetrapene

38. Struktur kimia: vitamin A

39. Strukturkimia: polyisoprene • Dikenal sebagai karet alam • Polimerisasi isoprene menjadi karet dilakukan dengan katalis Ziegler-Nata

40. Sifat fisis terpene/terpenoids • Mengingat posisi kelenjar minyak sangat tersembunyi, cara paling mudah untuk mengambil minyak atsiri adalah dengan cara penguapan. • Titik didih berkisar antara 150-300oC. Pada suhu ini mulai terjadi kerusakan (misalnya resinisasi). • Bagaimana membuat minyak atsiri menguap di bawah titik didihnya?

41. Termodinamika • Contoh: Titik didih minyak nilam  250oC Titik didih air = 100oC Berapa titik didih campuran minyak nilam dan air? Dalam proses distilasi, minyak nilam sudah mulai menguap pada suhu < 100oC karena dalam fasa uap terdapat uap air bersama dengan uap minyak nilam (Termodinamika TK 2)

42. Distilasi uap • Perlu diperhatikan bahwa kontak dengan uap air kadang-kadang dapat menyebabkan terjadinya reaksi hidrolisis sehingga menurunkan perolehan minyak atsiri. • Produk distilasi uap tidak sama persis dengan minyak atsiri yang berada dalam tanaman.

43. IKM Atsiri

44. Produk distilasi uap • Minyak atsiri hasil distilasi uap adalah campuran banyak senyawa. • Seringkali diinginkan mengambil senyawa tertentu saja dari campuran tersebut. • Perlu proses purifikasi.

45. Beberapa jenis purifikasi • Reaksi dengan basa untuk menghilangkan asam • Reaksi dengan sulfit untuk menghilangkan aldehid dan keton • Reaksi dengan phtalat anhidrid untuk menghilangkan alkohol • Ekstraksi dengan pelarut tertentu • Fraksinasi untuk memisahkan senyawa berdasarkan titik didih

46. Fraksinasi Terpene Sesquiterpen Fraksi berat minyak terambil Diterpene Hemiterpen 20 100 200 300 400 Titik didih normal, oC

47. Untuk senyawa rantai panjang • Jika jumlah atom C senyawa yang ingin dipisahkan > 30 atom C, cara fraksinasi tidak ekonomis. • Diperlukan suhu sangat tinggi pada tekanan atmosferis. • Jika hendak dilakukan pada suhu yang tidak terlalu tinggi, kondisi operasi harus vakum (sangat mahal)

48. Untuk senyawa rantai panjang • Lebih ekonomis menggunakan cara ekstraksi/adsorpsi. • Cara mutakhir: - Ekstraksi reaktif - Ekstraksi superkritis - Liquid chromatography

49. Steroid

50. Definisi • Merupakan regulator biologis (mengendalikan fungsi-fungsi fisiologis dalam makhluk hidup)