Asam lemak memiliki ikatan rangkap karbon–karbon yang dikenal sebagai tak jenuh. Asam lemak tanpa ikatan rangkap dikenal sebagai asam lemak jenuh. Mereka juga memiliki beda panjang[4].
Panjang rantai asam lemak bebas
Rantai asam lemak berbeda panjangnya, sering kali dikategorikan sebagai pendek hingga sangat panjang.
Asam lemak rantai sedang (medium-chain fatty acid, MCFA), adalah asam lemak dengan ekor alifatik yang memiliki jumlah karbon 6 sampai 12,[6] yang dapat membentuk trigliserida rantai sedang.
Asam lemak rantai panjang (long-chain fatty acid, LCFA), adalah asam lemak dengan ekor alifatik 13 sampai 20 karbon.[7]
Asam lemak tak jenuh memiliki satu atau lebih ikatan rangkap antar atom karbon[4]. (Pasangan atom karbon yang terhubung melalui ikatan rangkap dapat dijenuhkan dengan adisi atom hidrogen, mengubah ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. Oleh karena itu, ikatan rangkap disebut tak jenuh.)
Dua atom karbon dalam rantai yang terikat di sebelah ikatan rangkap dapat membentuk konfigurasi cis atau trans.
cis
Konfigurasi cis berarti bahwa dua atom hidrogen yang berdekatan dengan ikatan rangkap berada pada sisi yang sama dari rantai. Kekakuan ikatan rangkap membekukan konformasi dan, dalam kasus isomer cis, menyebabkan rantai membengkok dan menghalangi kebebasan konformasi asam lemak. Semakin banyak ikatan rangkap dalam rantai dengan konfigurasi cis, semakin kecil fleksibilitasnya. Ketika suatu rantai memiliki banyak ikatan cis, ia semakin melengkung dalam konformasi yang dapat dicapai. Misalnya, asam oleat, dengan satu ikatan rangkap, memiliki "patahan" di dalamnya, sementara asam linoleat, dengan dua ikatan rangkap memiliki lekukan yang lebih jelas. Asam α-linolenat, dengan tiga ikatan rangkap, memiliki bentuk kait. Efek dari ini adalah bahwa, dalam lingkungan terbatas, ketika asam lemak adalah bagian dari fosfolipida dalam lipida dua lapis, atau trigliserida dalam droplet lipida, ikatan cis membatasi kemampuan asam lemak untuk dimampatkan, dan oleh karena itu dapat mempengaruhi titik lebur membran atau lemak.
trans
Konfigurasi trans, sebaliknya, berarti bahwa dua atom hidrogen yang berdekatan berada pada sisi yang berseberangan dari rantai. Alhasil, mereka tidak banyak menyebabkan pembengkokan rantai, dan bentuknya mirip dengan asam lemak jenuh lurus.
Dalam hampir semua asam lemak tak jenuh alami, masing-masing ikatan rangkap memiliki n atom karbon di sebelahnya, untuk beberapa n, dan seluruhnya berikatan cis. Hampir semua asam lemak dengan konfigurasi trans (lemak trans) tidak dijumpai di alam dan merupakan hasil pengolahan manusia (misalnya, hidrogenasi).
Perbedaan geometri antara berbagai jenis asam lemak tak jenuh, dan juga antara asam lemak jenuh dan tak jenuh, memainkan peran penting dalam proses biologi, dan dalam konstruksi struktur biologis (misalnya membran sel).
Asam lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia tetapi tidak dapat dibuat dalam jumlah yang mencukupi dari substrat lain, dan oleh karenanya harus diperoleh dari luar, disebut asam lemak esensial. Terdapat dua kelompok asam lemak esensial: pertama, yang memiliki ikatan rangkap berjarak tiga atom karbon dari ujung metil; dan kedua, yang memiliki ikatan rangkap berjarak enam atom karbon dari ujung metil. Manusia tidak memiliki kemampuan untuk mengintroduksi ikatan rangkap pada asam lemak di luar karbon 9 dan 10, dihitung dari sisi asam karboksilat.[8] Dua asam lemak esensial adalah asam linoleat (linoleic acid, LA) dan asam alfa-linolenat (alpha-linolenic acid, ALA). Mereka banyak terdapat dalam minyak tumbuhan. Tubuh manusia memiliki keterbatasan kemampuan dalam mengubah ALA menjadi asam lemak omega-3 yang lebih panjang — asam eikosapentaenoat (eicosapentaenoic acid, EPA) dan asam dokosaheksaenoat (docosahexaenoic acid, DHA), yang dapat pula diperoleh dari ikan.
Asam lemak jenuh tidak memiliki ikatan rangkap. Oleh karena itu, asam lemak jenuh adalah asam lemak yang jenuh dengan hidrogen [4](karena ikatan rangkap mengurangi jumlah hidrogen pada masing-masing karbon). Masing-masing karbon dalam rantai memiliki 2 atom hidrogen (kecuali karbon omega di ujung yang memiliki 3 hidrogen), karena asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal.
Posisi atom karbon dalam asam lemak dapat dihitung dari ujung COOH- (atau karboksi), atau dari ujung -CH3 (atau metil). Jika dihitung dari ujung -COOH, maka digunakan notasi C-1, C-2, C-3, ... (dst.) (nomor warna biru pada diagram di kanan, dengan C-1 adalah karbon -COOH). Jika posisinya dihitung dari ujung lainnya, -CH3, maka posisinya dinyatakan dengan notasi ω-n (nomor berwarna merah, dengan ω-1 adalah karbon metil).
Oleh karena itu, posisi ikatan rangkap dalam asam lemak dapat ditulis dengan dua cara, menggunakan notasi C-n atau the ω-n notation. Dengan demikian, dalam asam lemak karbon 18, ikatan rangkap antara C-12 (atau ω-7) dan C-13 (atau ω-6) dilaporkan baik sebagai Δ12 jika dihitung dari ujung –COOH (hanya menandakan “awal” ikatan rangkap), atau sebagai ω-6 (atau omega-6) jika dihitung dari ujung –CH3. Huruf Yunani “Δ” “delta”, yang diterjemahkan menjadi “D” (untuk Double bond) dalam alfabet Romawi. Omega (ω) adalah huruf terakhir dalam alfabet Yunani, dan oleh karena itu digunakan untuk menunjukkan atom karbon “terakhir” dalam rantai asam lemak. Oleh karena notasi ω-n digunakan hampir eksklusif untuk menandakan posisi ikatan rangkap yang dekat dengan ujung –CH3asam lemak esensial, tidak ada keperluan ekuivalensi notasi seperti “Δ” - penggunaan notasi “ω-n” selalu merujuk pada posisi ikatan rangkap.
Nama trivial (atau nama umum) adalah nama historis non-sistematis, yang merupakan sistem penamaan paling sering digunakan dalam literatur. Asam lemak yang umum memiliki nama trivial selain nama sistematiknya (lihat di bawah). Nama ini sering kali tidak mengikuti pola apapun, tetapi mereka ringkas dan sering kali jelas.
Nama sistematis (atau nama IUPAC) diturunkan dari standar Peraturan IUPAC untuk Tatanama Kimia Organik, dipublikasikan tahun 1979,[9] bersamaan dengan rekomendasikan yang dipublikasikan khusus untuk lipida pada tahun 1977.[10] Perhitungan dimlai dari ujung asam karboksilat. Ikatan rangkap diberi label dengan cis-/trans- atau E-/Z-, sesuai kebutuhan. Notasi ini umumnya lebih bertele-tele daripada tatanama umum, tetapi memiliki kelebihan yaitu lebih jelas dan lebih menjelaskan secara teknis.
Dalam tatanama Δx (atau delta-x), masing-masing ikatan rangkap ditandai dengan Δx, artinya ikatan rangkap terletak pada ikatan rangkap ke-x, dihitung dari ujung asam karboksilat. Setiap ikatan rangkap didahului prefiks cis- atau trans-, yang menunjukkan konfigurasi molekul di sekitar ikatan. Misalnya, asam linoleat dinamai "cis-Δ9, cis-Δ12 asam oktadekadienoat". Tatanama ini memiliki keuntungan tidak terlalu bertele-tele seperti tatanama sistematis, tetapi tidak terlalu jelas atau deskriptif secara teknis.
Tatanaman−x (n minus x; juga ω−x atau omega-x) keduanya memberi nama untuk masing-masing senyawa dan mengklasifikasikannya berdasarkan kemiripan sifat biosintetisnya dalam hewan. Suatu ikatan rangkap yang terletak pada ikatan karbon–karbon ke-x, dihitung dari karbon metil terminal (ditunjukkan sebagai n atau ω) menuju karbon karbonil. Misalnya, asam α-linolenat diklasifikasikan sebagai n−3 atau asam lemak omega-3, sehingga mungkin berbagi jalur biosintesis dengan senyawa lain dari jenis ini. Notasi ω−x, omega-x, atau "omega" sudah umum dalam literatur gizi populer, tetapi IUPAC menolak penggunaan notasi n−x dalam dokumen teknis.[9] Jalur biosintesis asam lemak yang paling umum diteliti adalah n−3 dan n−6.
Angka lipida mengambil bentuk C:D, dengan C adalah jumlah atom karbon dalam asam lemak dan D adalah jumlah ikatan rangkap dalam asam lemak (jika lebih dari satu, ikatan rangkap diasumsikan diinterupsi oleh unit CH2, yaitu, pada interval 3 atom karbon sepanjang rantai). Notasi ini dapat ambigu, karena beberapa asam lemak yang berbeda dapat memiliki angka yang sama. Konsekuensinya, ketika terdapat ambiguitas notasi ini dipasangkan dengan notasi Δx ataupun n−x.[9]
Teresterifikasi, bebas, tak jenuh, terkonjugasi
Ketika asam lemak yang bersirkulasi di dalam plasma (asam lemak plasma) tidak dalam bentuk ester gliserolnya (gliserida), mereka dikenal sebagai asam lemak non-esterifikasi atau asam lemak bebas. Istilah asam lemak bebas dapat dipandang sebagai kekeliruan karena mereka ditransport dan dikompleks dengan protein transport, seperti albumin, bukannya terbebas dari molekul lainnya.[11] Tetapi istilah tersebut menyampaikan gagasan bahwa mereka diedarkan dan bebas tersedia untuk metabolisme.
Karbohidrat diubah menjadi piruvat melalui glikolisis sebagai langkah penting pertama dalam konversi karbohidrat menjadi asam lemak.[12] Piruvat kemudian didehidrogenasi untuk membentuk asetil-KoA pada mitokondria. Namun, asetil KoA ini perlu diangkut ke sitosol tempat sintesis asam lemak terjadi. Hal ini tidak bisa terjadi secara langsung. Untuk mendapatkan asetil-KoA sitosol, sitrat (yang dihasilkan melalui kondensasi asetil-KoA dengan oksaloasetat dikeluarkan dari siklus asam sitrat dan dibawa melintasi bagian dalam membran mitokondria ke dalam sitosol.[12] Di membran dalam mitokondria, asam sitrat dipecah oleh ATP sitrat lyase menjadi asetil-KoA dan oksaloasetat. Oksaloasetat dikembalikan ke mitokondria sebagai malat.[13] Asetil-KoA sitosol dikarboksilasi oleh asetil KoA karboksilase menjadi malonil-KoA, langkah pertama yang dilakukan dalam sintesis asam lemak.[13][14]
Malonil-KoA kemudian terlibat dalam serangkaian reaksi berulang yang memperpanjang rantai asam lemak dengan dua karbon per reaksi. Oleh karena itu, hampir semua asam lemak alami, memiliki atom karbon dengan jumlah genap. Ketika sintesis telah selesai, asam lemak bebas hampir selalu bergabung dengan gliserol (tiga asam lemak dengan menjadi satu molekul gliserol) membentuk trigliserida, bentuk cadangan utama asam lemak, dan juga energi pada hewan. Namun, asam lemak juga komponen penting fosfolipida yang membentuk fosfolipida dwilapis di luar semua konstruksi membran sel (dinding sel, dan membran yang melindungi organel di dalam sel, seperti nukleus, mitokondria, retikulum endoplasma, dan badan Golgi).[12]
"Asam lemak tak terikat" atau "asam lemak bebas" yang ditemukan dalam sirkulasi hewan berasal dari pemecahan (atau lipolisis) cadangan trigliserida.[12][15] Asam lemak ini diangkut dengan berikatan ke albumin plasma,[jelas 1] karena mereka tidak larut dalam air. Tingkat "asam lemak bebas" dalam darah dibatasi oleh ketersediaan tapak pengikat pada albumin. Mereka dapat diambil dari darah oleh seluruh sel yang memiliki mitokondria (kecuali sel sistem saraf pusat). Asam lemak hanya dapat dipecah oleh CO2 dan air dalam mitokondria, yang berarti mengalami oksidasi beta, diikuti dengan pembakaran lebih lanjut dalam siklus asam sitrat. Sel dalam sistem saraf pusat, yang walaupun memiliki mitokondria, tidak dapat mengambil asam lemak bebas dari darah, karena penghalang darah otak tidak tahan terhadap sebagian besar asam lemak bebas,[butuh rujukan] kecuali asam lemak rantai pendek dan asam lemak rantai sedang.[2][3] Sel-sel ini harus membuat asam lemaknya sendiri dari karbohidrat, seperti dijelaskan di atas, dalam rangka membuat dan memelihara fosfolipida membran selnya, dan juga organelnya.[12]
Asam lemak dalam lemak makanan
Tabel berikut menyajikan komposisi asam lemak, vitamin E dan kolesterol pada beberapa lemak makanan umum.[16][17]
Asam lemak menunjukkan reaksi seperti asam karboksilat lainnya, yaitu mereka mengalami esterifikasi dan reaksi asam basa.
Keasaman
Asam lemak tidak menunjukkan variasi yang besar dalam hal keasamannya, seperti ditunjukkan oleh masing-masing pKanya.[butuh rujukan]Asam nonanoat, misalnya, memiliki pKa 4,96; sedikit lebih lemah daripada asam asetat (4,76). Semakin panjang rantainya, kelarutan asam lemak dalam air menurun tajam, sehingga asam lemak rantai panjang hanya memiliki dampak minimal terhadap pH larutan berair. Meski asam lemak tersebut tidak larut dalam air, ia larut dalam etanol hangat, dan dapat dititrasi dengan larutan natrium hidroksida menggunakan indikator fenolftalein. Analisis ini digunakan untuk menentukan kandungan asam lemak bebas dalam lemak; yaitu proporsi trigliserida yang telah dihidrolisis.
Hidrogenasi dan pengerasan
Hidrogenasi asam lemak tak jenuh banyak dilakukan, kondisi yang biasa digunakan adalah 2,0–3,0 Mpa, tekanan 150 °C (302 °F), dan nikel berpenunjang silika. Perlakuan ini menghasilkan asam lemak jenuh, seperti tercermin dari bilangan iodinnya. Asam lemak terhidrogenasi kurang rentan terhadap ketengikan. Oleh karena titik lebur asam lemak jenuh lebih tinggi daripada prekursor tak jenuhnya, proses ini disebut pengerasan. Teknologi terkait digunakan untuk mengubah minyak sayur menjadi margarin. Hidrogenasi trigliserida memiliki kelebihan karena asam karboksilat mendegradasi katalis nikel, sehingga diperoleh sabun nikel. Selama proses hidrogenasi, asam lemak tak jenuh dapat berisomerisasi dari konfigurasi cis menjadi trans.[19]
Hidrogenasi yang lebih bertekanan, yaitu menggunakan tekanan H yang lebih besar pada suhu yang lebih tinggi, mengubah asam lemak menjadi alkohol lemak (bahasa Inggris: fatty alcohol). Alkohol lemak, bagaimanapun, lebih mudah dibuat dari ester asam lemak.
Dalam reaksi Varrentrapp, asam lemak tak jenuh tertentu dipecah dalam lelehan alkali, sebuah reaksi satu waktu yang relevan dengan elusidasi struktur.
Asam lemak tak jenuh mengalami perubahan kimia yang dikenal sebagai auto oksidasi. Proses ini memerlukan oksigen (udara) dan dipercepat dengan adanya logam renik. Minyak sayur tahan terhadap proses ini karena mereka mengandung antioksidan, seperti tokoferol. Lemak dan minyak sering diberi perlakuan dengan zat pengkhelat seperti asam sitrat, untuk menghilangkan katalis logam.
Ozonolisis
Asam lemak tak jenuh rentan terhadap degradasi oleh ozon. Reaksi ini dipraktekkan pada produksi asam azelaat ((CH2)7(CO2H)2) dari asam oleat.[19]
Analisis
Dalam analisis kimia, asam lemak dipisahkan menggunakan kromatografi gas metil ester; selain itu, pemisahan isomer tak jenuh dimungkinkan melalui kromatografi lapisan tipis argentasi.[jelas 2][20]
Asam lemak rantai pendek dan sedang langsung diserap ke dalam darah melalui kapiler usus dan beredar melalui vena porta seperti penyerapan nutrisi lainnya. Namun, asam lemak rantai panjang tidak dilepaskan langsung ke dalam kapiler usus. Malahan mereka diserap ke dalam dinding lemak vilus dan tersusun menjadi trigliserida kembali. Trigliserida disalut dengan kolesterol dan protein (salut protein) menjadi senyawa yang disebut kilomikron.
Dari dalam sel, kilomikron dibebaskan ke dalam kapiler limfa yang disebut lakteal,[jelas 3] yang menyatu menjadi saluran limfa yang lebih besar. Ia kemudian ditransport melalui sistem limfa dan duktus toraks naik ke dekat jantung (tempat arteri dan vena yang lebih besar). Duktus toraks mengosongkan kilomikron ke dalam aliran darah melalui vena subklavia. Pada titik ini, kilomikron dapat membawa trigliserida ke jaringan tempat mereka disimpan atau dimetabolisme sebagai energi.
Asam lemak (yang tersedia baik melalui asupan maupun penarikan cadangan trigliserida dalam jaringan lemak) didistribusikan ke sel untuk digunakan sebagai bahan bakar kontraksi otot dan metabolisme umum. Mereka dipecah menjadi CO2 dan air oleh mitokondria intrasel, membebaskan energi dalam jumlah besar, ditangkap dalam bentuk ATP melalui oksidasi beta dan siklus asam sitrat.
Asam lemak darah berbeda bentuknya dalam berbagai tahapan dalam sirkulasi darah. Mereka masuk melalui usus dalam kilomikron, tetapi juga terdapat sebagai lipoprotein densitas sangat rendah (very low density lipoprotein, VLDL) dan lipoprotein densitas rendah (low density lipoprotein, LDL) setelah diproses di dalam liver. Selain itu, ketika dilepaskan dari adiposit, asam lemak berada dalam darah sebagai asam lemak bebas.
Ditengarai bahwa campuran asam lemak yang dipancarkan oleh kulit mamalia, bersama dengan asam laktat dan asam piruvat, berbeda dan memungkinkan hewan dengan indra penciuman yang tajam untuk membedakan individu.[21]
Lihat juga
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Asam lemak.
^ abTsuji A (2005). "Small molecular drug transfer across the blood-brain barrier via carrier-mediated transport systems". NeuroRx. 2 (1): 54–62. doi:10.1602/neurorx.2.1.54. PMC539320. PMID15717057. Pengambilan asam valproat berkurang dengan adanya asam lemak rantai sedang seperti heksanoat, oktanoat, dan dekanoat, tetapi tidak untuk propionat atau butirat, menunjukkan bahwa asam valproat masuk ke dalam otak melalui sistem transportasi asam lemak rantai sedang, bukan sistem transportasi asam lemak rantai pendek. ... Berdasarkan laporan ini, asam valproat diperkirakan ditransportasikan dua arah antara darah dan otak melintasi BBB melalui dua mekanisme yang berbeda, transporter peka asam monokarboksilat dan transporter peka asam lemak, masing-masing untuk peredaran dan pengambilan.
^ abVijay N, Morris ME (2014). "Role of monocarboxylate transporters in drug delivery to the brain". Curr. Pharm. Des. 20 (10): 1487–98. doi:10.2174/13816128113199990462. PMC4084603. PMID23789956. Transporter monokarboksilat (monocarboxylate transporter, MCT) dikenal memediasi transport monokarboksilat rantai pendek seperti laktat, piruvat dan butirat. ... MCT1 dan MCT4 juga dikaitkan dengan transport asam lemak rantai pendek seperti asetat dan format yang kemudian dimetabolisme dalam astrosit [78].
^Cifuentes, Alejandro (ed.). "Microbial Metabolites in the Human Gut". Foodomics: Advanced Mass Spectrometry in Modern Food Science and Nutrition. John Wiley & Sons, 2013. ISBN9781118169452.
^Beermann, C.; Jelinek, J.; Reinecker, T.; Hauenschild, A.; Boehm, G.; Klör, H.-U. (2003). "Short term effects of dietary medium-chain fatty acids and n−3 long-chain polyunsaturated fatty acids on the fat metabolism of healthy volunteers". Lipids in Health and Disease. 2: 10. doi:10.1186/1476-511X-2-10.
^ abcdefStryer, Lubert (1995). "Fatty acid metabolism.". Biochemistry (edisi ke-4th). New York: W. H. Freeman and Company. hlm. 603–628. ISBN0-7167-2009-4.
^Breuer, B.; Stuhlfauth, T.; Fock, H. P. (1987). "Separation of Fatty Acids or Methyl Esters Including Positional and Geometric Isomers by Alumina Argentation Thin-Layer Chromatography". Journal of Chromatographic Science. 25 (7): 302–6. doi:10.1093/chromsci/25.7.302. PMID3611285.
