lipid

Lipid


Struktur dari beberapa lipid umum. Di bagian atas adalah asam oleat [1] dan kolesterol . [2]Struktur tengah adalah trigliserida terdiri dari oleil , stearoyl , dan palmitoil rantai melekat padagliserol backbone. Pada bagian bawah adalah umum fosfolipid , fosfatidilkolin . [3]
Lipid adalah kelompok yang luas yang terjadi secara alami molekul yang meliputi lemak , lilin , sterol, lemak-larut vitamin (seperti vitamin A, D, E dan K), monogliserida , digliserida , fosfolipid , dan lain-lain. Fungsi biologis utama dari lipid meliputi penyimpanan energi, sebagai komponen strukturalmembran sel , dan sama pentingnya dengan molekul sinyal .
Lipid mungkin secara luas didefinisikan sebagai hidrofobik atau amphiphilic molekul kecil, sifat amphiphilic dari beberapa lipid memungkinkan mereka untuk membentuk struktur seperti vesikel ,liposom , atau selaput di lingkungan berair. Biologi lipid berasal seluruhnya atau sebagian dari dua jenis subunit biokimia atau "blok bangunan": ketoacyl dan isoprena . kelompok [4] Dengan pendekatan ini, lipid dapat dibagi menjadi delapan kategori: acyls lemak , glycerolipids , glycerophospholipids ,sphingolipids , saccharolipids dan poliketida (berasal dari larutan ketoacyl subunit) dan lipid sterol dan lipid prenol (berasal dari larutan subunit isoprena).
Meskipun istilah lemak kadang-kadang digunakan sebagai sinonim untuk lemak , lemak adalah subkelompok lemak yang disebut trigliserida . Lipid juga mencakup molekul seperti asam lemak dan turunannya (termasuk tri- , di- , dan monogliserida dan fosfolipid ), serta lainnya sterol yang mengandung metabolit seperti kolesterol . [5] Walaupun manusia dan mamalia lainnya menggunakan berbagai jalur biosintesis untuk baik rusak dan mensintesis lipid, beberapa lemak esensial tidak dapat dibuat dengan cara ini dan harus diperoleh dari makanan.
Kategori lipid
acyls Fatty
acyls berlemak, istilah umum untuk menggambarkan asam lemak , konjugasi dan turunannya, adalah kelompok beragam molekul disintesis oleh rantai-perpanjangan dari asetil-KoAprimer dengan malonyl-CoA atau methylmalonyl-CoA kelompok dalam proses yang disebut sintesis asam lemak . [6] [7] Mereka adalah terbuat dari rantai hidrokarbon yang mengakhiri dengan asam karboksilat kelompok; pengaturan ini menganugerahkan molekul dengan kutub , hidrofilik akhir, dan, nonpolar hidrofobik akhir yang tidak larut dalam air. Struktur asam lemak adalah salah satu kategori yang paling mendasar dari lipid biologi, dan umumnya digunakan sebagai sebuah blok bangunan yang lebih kompleks lipid struktural. Rantai karbon, biasanya antara empat sampai 24 karbon panjang, [8] mungkin jenuh atau tak jenuh , dan mungkin melekat pada kelompok-kelompok fungsional yang mengandung oksigen , halogen ,nitrogen dan sulfur . Apabila suatu ikatan ganda ada, ada kemungkinan baik cis atau trans isomer geometris , yang secara signifikan mempengaruhi molekul konfigurasi molekul .-ganda obligasi Cis menyebabkan rantai asam lemak membungkuk, efek yang lebih diucapkan ganda obligasi semakin banyak berada dalam rantai. Hal ini pada gilirannya berperan penting dalam struktur dan fungsi membran sel. [9] Sebagian besar alami asam lemak dari konfigurasi cis, meskipun bentuk trans memang ada di beberapa dan lemak terhidrogenasi parsial alam dan minyak. [10]
Contoh asam lemak penting secara biologis adalah eicosanoids , terutama diperoleh dari asam arakidonat dan asam eicosapentaenoic , yang meliputi prostaglandin , leukotrien , dantromboksan . kelas lipid lain besar dalam kategori asam lemak adalah lemak dan ester amida lemak. Fatty ester termasuk biokimia penting intermediet seperti ester lilin , asam lemak thioester koenzim A derivatif, thioester asam lemak ACP derivatif dan carnitines asam lemak. The fatty amida termasuk -asil ethanolamines N , seperti cannabinoid neurotransmitteranandamide . [11]
Glycerolipids
Glycerolipids terdiri terutama dari mono-, di-dan tri-tersubstitusi glycerols , [12] yang paling terkenal menjadi ester asam lemak gliserol (trigliserida), juga dikenal sebagai trigliserida .Dalam senyawa ini, tiga kelompok hidroksil dari gliserol masing-masing esterifikasi, biasanya dengan asam lemak yang berbeda. Karena mereka berfungsi sebagai toko makanan, lipid ini terdiri sebagian besar lemak penyimpanan dalam jaringan hewan. Hidrolisis dari ester ikatan trigliserida dan pelepasan gliserol dan asam lemak dari jaringan adiposa disebut mobilisasi lemak. [13]
subclass Tambahan glycerolipids yang diwakili oleh glycosylglycerols, yang dicirikan oleh adanya satu atau lebih residu gula melekat pada gliserol melalui linkage glikosidik . Contoh struktur dalam kategori ini adalah digalactosyldiacylglycerols ditemukan dalam selaput tanaman [14] dan seminolipid dari mamalia sel sperma . [15]
Glycerophospholipids
Glycerophospholipids, juga disebut sebagai fosfolipid , yang mana-mana di alam dan merupakan komponen kunci dari lapisan ganda lipid sel, serta terlibat dalam metabolisme dan sel sinyal . jaringan saraf (termasuk otak) mengandung jumlah yang relatif tinggi dari glycerophospholipids, dan perubahan dalam komposisi mereka telah terlibat dalam berbagai gangguan neurologis. [16] Glycerophospholipids dapat dibagi menjadi kelas yang berbeda, berdasarkan sifat dari headgroup kutub di sn ini - 3 posisi tulang punggung gliserol di eukariota dan Eubacteria, atau sn -1 posisi dalam kasus archaebacteria . [17]


Phosphatidylethanolamine [3]
Contoh glycerophospholipids ditemukan di membran biologis yang fosfatidilkolin (juga dikenal sebagai PC, GPCho atau lesitin ),phosphatidylethanolamine (PE atau GPEtn) dan phosphatidylserine (PS atau GPSer). Selain melayani sebagai komponen utama membran selular dan situs mengikat untuk intra-dan protein intercellular, beberapa glycerophospholipids dalam sel eukariotik, sepertiphosphatidylinositols dan asam phosphatidic baik prekursor, atau itu sendiri, membran yang diturunkan dari second messenger . [18 ]Biasanya, salah satu atau kedua kelompok hidroksil yang terasilasi dengan asam lemak rantai-panjang, tetapi ada juga alkil-terkait dan 1Z-alkenil-linked ( plasmalogen ) glycerophospholipids, serta varian dialkylether dalam archaebacteria. [19]
Sphingolipids
Sphingolipids adalah keluarga senyawa kompleks [20] yang memiliki fitur struktural umum, sebuah basis sphingoid tulang punggung yang sintesis de novo dari asam amino serin dan-rantai asil lemak KoA panjang, kemudian diubah menjadi ceramides , phosphosphingolipids, glycosphingolipids dan lainnya senyawa. Basis sphingoid utama mamalia sering disebut sebagai sphingosine . Ceramides (-asil-sphingoid basa N) adalah subkelas utama dari derivatif dasar sphingoid dengan amida asam lemak terkait-. Asam lemak jenuh biasanya atau mono-unsaturated dengan panjang rantai 16-26 atom karbon. [21]


Sphingomyelin [3]
The phosphosphingolipids utama mamalia sphingomyelins (phosphocholines ceramide), [22] bahwa serangga mengandung ceramide phosphoethanolamines terutama [23] dan jamur telah phosphoinositols phytoceramide dan mannose mengandung headgroups-. [24] The glycosphingolipids adalah keluarga beragam molekul yang terdiri dari satu atau residu gula lebih dihubungkan melalui ikatan glikosidik ke dasar sphingoid. Contoh ini adalah dan kompleks glycosphingolipids sederhana seperti cerebrosides dan gangliosides .
lipid Sterol
Sterol lemak, seperti kolesterol dan turunannya, adalah komponen penting dari membran lipid, [25] bersama dengan glycerophospholipids dan sphingomyelins. The steroid , semua berasal dari struktur inti empat-ring menyatu sama, memiliki peran biologis berbeda hormon dan molekul sinyal . Karbon-delapan belas (C18) steroid termasuk estrogen keluarga sedangkan steroid C19 terdiri dari androgen seperti testosteron dan androsteron . Subclass C21 termasuk progestogen serta glukokortikoid danmineralocorticoids . [26] The secosteroids , terdiri dari berbagai bentuk vitamin D , yang ditandai dengan pembelahan pada cincin B dari struktur inti. [27] Contoh lain dari sterol adalahempedu asam dan konjugasi mereka, [28] yang pada mamalia teroksidasi turunan dari kolesterol dan disintesis dalam hati. Setara tanaman adalah pitosterol , seperti β-sitosterol ,stigmasterol , dan brassicasterol , senyawa yang terakhir ini juga digunakan sebagai biomarker untuk alga pertumbuhan. [29] The sterol dominan dalam jamur membran sel ergosterol .[30]
lipid Prenol
Prenol lipid disintesis dari karbon prekursor 5 difosfat isopentenil dan difosfat dimethylallyl yang dihasilkan terutama melalui asam mevalonic (MVA) jalur. [31] The isoprenoidnya sederhana (alkohol linier, diphosphates, dll) yang dibentuk oleh penambahan berturut-turut unit C5, dan diklasifikasikan menurut jumlah ini terpene unit. Struktur yang mengandung lebih dari 40 karbon yang dikenal sebagai politerpena. Karotenoid adalah isoprenoidnya sederhana penting yang berfungsi sebagai antioksidan dan sebagai prekursor vitamin A . [32] penting lain kelas biologis molekul dicontohkan oleh kuinon dan hydroquinones , yang mengandung ekor isoprenoid terpasang untuk inti quinonoid of-isoprenoid bukan berasal. [33] Vitamin E danvitamin K , serta ubiquinones , adalah contoh kelas ini. Prokariota sintesis polyprenols (disebut bactoprenols ) di mana isoprenoid unit terminal terpasang oksigen tetap tak jenuh, sedangkan di polyprenols hewan ( dolichols ) yang isoprenoid terminal berkurang. [34]
Saccharolipids


Struktur saccharolipid KDO 2-lipid A. [35] Glukosamin residu dengan warna biru, KDO residu dalam warna merah, asilrantai di hitam dan fosfat kelompok dalam warna hijau.
Saccharolipids menggambarkan senyawa asam lemak yang dihubungkan langsung ke backbone gula, membentuk struktur yang kompatibel dengan bilayers membran. Dalam saccharolipids, sebuah monosakarida pengganti untuk saat ini backbone gliserol di glycerolipids dan glycerophospholipids. Yang akrab saccharolipids sebagian besar merupakan terasilasi glukosamin prekursor dari Lipid A komponen dari lipopolysaccharides dalam bakteri Gram-negatif . lipid Khas Sebuah molekul disakarida glukosamin, yang diderivatisasi dengan sebanyak tujuh-asil rantai lemak. The lipopolisakarida minimal yang diperlukan untuk pertumbuhan E.coli adalah KDO 2-Lipid A,-terasilasi disakarida hexa glukosamin yang glikosilasi dengan dua-deoksi-D-manno-octulosonic asam 3 (KDO) residu. [35]
poliketida
Poliketida disintesis dengan polimerisasi asetil dan propionil subunit oleh enzim klasik serta dan multimodular enzim berulang yang mekanistik fitur berbagi dengan synthases asam lemak . Mereka terdiri dari sejumlah besar metabolit sekunder danproduk-produk alami dari hewan, tumbuhan, jamur dan bakteri sumber laut, dan memiliki keragaman struktur yang besar. [36] [37]Banyak poliketida adalah molekul siklik yang tulang punggung seringkali lebih lanjut dimodifikasi oleh glikosilasi , metilasi ,hidroksilasi , oksidasi , dan / atau proses lainnya. Banyak yang umum digunakan anti-mikroba , anti-parasit , dan anti-kankeragen poliketida atau turunan poliketida, seperti erythromycins , tetrasiklin , avermectins , dan antitumor epothilones . [38]
fungsi Biologi
Membran
sel eukariotik yang terkotak-terikat ke membran organel yang melaksanakan fungsi biologis yang berbeda. Para glycerophospholipids merupakan komponen struktural utama dari selaput biologis , seperti selular membran plasma dan membran intraseluler organel ; dalam sel-sel hewan membran plasma fisik memisahkan intraselular komponen dari ekstraselulerlingkungan. Para glycerophospholipids adalah amphipathic molekul (yang mengandung hidrofobik dan hidrofilik daerah) yang berisi inti gliserol dikaitkan dengan dua asam lemak yang diturunkan dari "ekor" oleh ester hubungan dan untuk satu "kepala" kelompok oleh fosfat ester linkage. Sementara glycerophospholipids merupakan komponen utama membran biologis,-gliserida komponen non lipid lainnya seperti sphingomyelin dan sterol (terutama kolesterol dalam membran sel hewan) juga ditemukan di membran biologis. [39] Pada tumbuhan dan alga, yang galactosyldiacylglycerols, [40] dan sulfoquinovosyldiacylglycerol, [14] yang tidak memiliki gugus fosfat, merupakan komponen penting dari membran kloroplas dan organel terkait dan merupakan yang paling berlimpah lipid pada jaringan fotosintesis, termasuk tanaman yang lebih tinggi, alga dan bakteri tertentu.
Bilayers telah ditemukan untuk menunjukkan tingkat tinggi birefringence yang dapat digunakan untuk menyelidiki tingkat keteraturan (atau gangguan) dalam teknik menggunakan lapisan ganda seperti interferometri dual polarisasi


Self-organisasi fosfolipid : sebuah bola liposom, sebuah misel dan bilayer lipid .
Sebuah membran biologi adalah bentuk bilayer lipid . Pembentukan bilayers lipid adalah proses disukai penuh semangat ketikaglycerophospholipids dijelaskan di atas berada di lingkungan berair. [41] Dalam sistem berair, kepala polar lipid menyelaraskan terhadap air, lingkungan polar, sedangkan ekor hidrofobik meminimalkan kontak mereka dengan air dan cenderung mengelompok bersama-sama, membentuk vesikel , tergantung pada konsentrasi lipid, ini interaksi biofisik dapat mengakibatkan pembentukan misel , liposom , ataubilayers lemak . Agregasi lain juga diamati dan merupakan bagian dari polimorfisme amphiphile (lipid) perilaku. perilaku Tahap merupakan daerah studi dalam biofisika dan merupakan subjek penelitian akademis saat ini. [42] [43] misel dan membentuk bilayers dalam medium polar oleh sebuah proses yang dikenal sebagai efek hidrofobik . [44] Ketika melarutkan atau amphiphilic zat lipofilik dalam lingkungan kutub, molekul polar (misalnya, air dalam larutan berair) menjadi lebih memerintahkan sekitar substansi lipofilik dibubarkan, karena molekul polar tidak dapat bentuk hidrogen obligasi ke daerah-daerah lipofilik dari amphiphile . Jadi dalam lingkungan berair, molekul air membentuk memerintahkan " klatrat "kandang sekitar molekul lipofilik dibubarkan. [45]
penyimpanan Energi
Trigliserida, disimpan dalam jaringan adiposa, adalah bentuk utama dari penyimpanan energi pada hewan. The adipocyte, atau sel lemak, dirancang untuk sintesis berkelanjutan serta terhentinya trigliserida, dengan rincian dikendalikan terutama oleh aktivasi enzim hormon sensitif lipase . [46] Oksidasi lengkap asam lemak menyediakan konten kalori tinggi, sekitar 9 kkal / g , dibandingkan dengan 4 kkal / g untuk pemecahan karbohidrat dan protein . migrasi burung yang harus terbang jarak jauh tanpa makan disimpan energi penggunaan trigliserida untuk bahan bakar penerbangan mereka. [47]
Signaling
Dalam beberapa tahun terakhir, bukti telah muncul yang menunjukkan bahwa lipid signaling adalah bagian penting dari sel sinyal . [48]lipid signaling dapat terjadi melalui aktivasi dari G protein-coupled atau nuklir reseptor , dan anggota beberapa kategori lemak yang berbeda telah diidentifikasi sebagai sinyal molekul danrasul selular . [49] Hal ini termasuk sphingosine-1-fosfat , sebuah sphingolipid berasal dari ceramide itu adalah utusan molekul kuat terlibat dalam pengaturan mobilisasi kalsium, [50]pertumbuhan sel, dan apoptosis; [51] diasilgliserol (DAG) dan yang phosphatidylinositol fosfat (PIPs), terlibat dalam-dimediasi aktivasi kalsium protein kinase C ; [52] yang prostaglandin , yang merupakan salah satu jenis asam lemak-diturunkan eicosanoid terlibat dalam inflamasi dan imunitas ; [53] hormon-hormon steroid seperti estrogen , testosteron dan kortisol , yang mengatur berbagai fungsi seperti reproduksi, metabolisme dan tekanan darah, dan oxysterols seperti kolesterol-25-hidroksi yang hati X reseptor agonis . [54]
Fungsi lain
The "lemak-larut" vitamin ( A , D , E dan K ) - yang berbasis lipid isoprena - adalah nutrisi penting disimpan dalam jaringan lemak dan hati, dengan beragam fungsi. Asil-carnitines terlibat dalam transportasi dan metabolisme asam lemak masuk dan keluar dari mitokondria, dimana mereka mengalami oksidasi beta . [55] Polyprenols dan turunannya terfosforilasi mereka juga memainkan peran penting transportasi, dalam hal ini transportasi oligosakarida melintasi membran. Polyprenol gula fosfat dan gula difosfat polyprenol fungsi di sitoplasma glikosilasi reaksi-tambahan, dalam biosintesis polisakarida ekstraseluler (misalnya, peptidoglikan polimerisasi pada bakteri), dan protein eukariot N- glikosilasi . [56] [57] Cardiolipins adalah subclass dari glycerophospholipids mengandung empat asil rantai dan tiga kelompok gliserol yang sangat berlimpah dalam membran mitokondria bagian dalam. [58] Mereka dipercaya dapat mengaktifkan enzim yang terlibat dengan fosforilasi oksidatif . [59]
Metabolisme
Lipid diet utama bagi manusia dan hewan lainnya hewan dan tumbuhan trigliserida, sterol, dan fosfolipid membran. Proses sintesis metabolisme lipid dan menurunkan lemak toko-toko dan menghasilkan lipid struktural dan fungsional karakteristik jaringan individu.
Biosintesis
Pada hewan, bila ada kelebihan pasokan karbohidrat makanan, kelebihan karbohidrat diubah menjadi triasilgliserol. Ini melibatkan sintesis asam lemak dari asetil-KoA dan esterifikasi asam lemak dalam produksi triasilgliserol, proses yang disebut lipogenesis . [60] Asam lemak dibuat oleh synthases asam lemak yang polimerisasi dan kemudian mengurangi-unit asetil KoA. Rantai asil dalam asam lemak diperluas oleh siklus reaksi yang menambah kelompok asetil, mengurangi ke alkohol, dehidrasi ke sebuah alkena kelompok dan kemudian mengurangi lagi ke alkana grup. Enzim biosintesis asam lemak dibagi menjadi dua kelompok, pada hewan dan jamur semua reaksi asam lemak sintase dilakukan oleh sebuah protein tunggal multifungsi, [61] sedangkan di pabrik plastida dan bakteri enzim yang terpisah melakukan setiap langkah dalam jalur tersebut. [ 62] [63] Asam-asam lemak dapat selanjutnya dikonversi menjadi trigliserida yang dikemas dalam lipoprotein dan dikeluarkan dari hati.
Sintesis asam lemak tak jenuh melibatkan desaturation reaksi, dimana ikatan ganda diperkenalkan ke dalam rantai asil lemak. Sebagai contoh, pada manusia, desaturation dari asam stearat oleh stearoyl-CoA desaturase-1 menghasilkan asam oleat . Asam lemak tak jenuh ganda asam linoleat serta Tripoli tak jenuh asam α-linolenat tidak dapat disintesis dalam jaringan mamalia, dan oleh karena itu asam lemak esensial dan harus diperoleh dari makanan. [64]
triasilgliserol sintesis berlangsung di retikulum endoplasma dengan jalur metabolik di mana kelompok asil dalam lemak asil-COA akan ditransfer ke kelompok hidroksil dari gliserol-3-fosfat dan diasilgliserol. [65]
Terpenes dan isoprenoidnya , termasuk karotenoid , yang dibuat oleh perakitan dan modifikasi isoprena unit disumbangkan dari prekursor reaktif isopentenil pirofosfat dan pirofosfat dimethylallyl . [66] prekursor ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda. Pada hewan dan archaea , dengan jalur mevalonate menghasilkan senyawa-senyawa dari asetil-KoA, [67]sementara pada tanaman dan bakteri di jalur non-mevalonate menggunakan piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat sebagai substrat. [66] [68] Salah satu reaksi penting yang menggunakan isoprena donor ini diaktifkan biosintesis steroid . Di sini, unit isoprena bergabung bersama untuk membuat squalene dan kemudian dilipat dan dibentuk menjadi satu set cincin untuk membuat lanosterol . [69] Lanosterol kemudian dapat diubah menjadi steroid lain seperti kolesterol dan ergosterol . [69] [70]
Degradasi
Beta oksidasi adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah dalam mitokondria dan / atau dalam peroksisom untuk menghasilkan asetil-KoA . Untuk sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang mirip dengan, tapi tidak identik dengan, pemulihan dari proses sintesis asam lemak. Yaitu, dua-karbon fragmen dikeluarkan secara berurutan dari ujung karboksil asam setelah langkah-langkah dehidrogenasi , hidrasi , dan oksidasi membentuk asam keto-beta , yang terbelah oleh thiolysis . The-asetil KoA kemudian akhirnya diubah menjadi ATP , CO 2, dan H 2 O menggunakan siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron .
Oleh karena itu Siklus Krebs bisa mulai dari asetil-CoA ketika lemak yang dipecah untuk energi jika ada sedikit atau glukosa tidak tersedia.
Hasil energi dari oksidasi lengkap dari palmitat asam lemak adalah 106 ATP. [71] tak jenuh dan asam lemak rantai ganjil enzimatik membutuhkan langkah-langkah tambahan untuk degradasi.
Gizi dan kesehatan
Sebagian besar lemak yang ditemukan dalam makanan adalah dalam bentuk trigliserida, kolesterol dan fosfolipid. Sebuah jumlah minimal lemak diet diperlukan untuk memfasilitasi penyerapan vitamin yang larut dalam lemak ( A , D , E dan K ) dan karotenoid . [72] Manusia dan mamalia lainnya memiliki kebutuhan diet tertentu asam lemak esensial, seperti asam linoleat ( sebuah omega-6 fatty acid ) dan -linolenic asam alfa (omega-3 asam lemak) karena mereka tidak dapat disintesis dari prekursor sederhana dalam makanan. [64] Kedua asam lemak 18-karbon tak jenuh ganda asam lemak yang berbeda dalam jumlah dan posisi ikatan ganda. Sebagian besar minyak nabati yang kaya akan asam linoleat ( safflower , bunga matahari , dan minyak jagung ). Asam alfa-linolenat ditemukan dalam daun hijau tanaman, dan dalam biji dipilih, kacang dan kacang (terutama rami , lobak , walnut dan kedelai ). [73]Minyak ikan sangat kaya dalam rantai-panjang omega-3 asam lemak eicosapentaenoic asam (EPA) dan asam docosahexaenoic (DHA). [74] Sejumlah besar penelitian telah menunjukkan manfaat kesehatan yang positif berkaitan dengan konsumsi omega-3 asam lemak pada perkembangan bayi, kanker, penyakit jantung, dan berbagai penyakit mental, seperti depresi, perhatian-deficit hyperactivity disorder, dan demensia. [75] [76] Sebaliknya, sekarang mapan bahwa konsumsi lemak trans , seperti yang hadir dalam minyak sayur terhidrogenasi sebagian , merupakan faktor risiko penyakit jantung . [77] [78] [79]
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa lemak asupan makanan total terkait dengan peningkatan risiko obesitas [80] [81] dan diabetes. [82] [83] Namun, sejumlah besar penelitian sangat, termasuk Women's Health Initiative Dietary Modifikasi Trial , delapan tahun penelitian terhadap 49.000 perempuan, Nurses 'Health Study dan Health Professionals Follow-up Study, mengungkapkan tidak ada link tersebut. [84] [85] [86] Tidak ada studi ini menunjukkan hubungan antara persentase kalori dari lemak dan risiko kanker, penyakit jantung atau berat badan. Sumber Nutrisi, sebuah website dikelola oleh Departemen Gizi di Harvard School of Public Health , merangkum bukti mutakhir tentang dampak diet lemak: "Detil penelitian-banyak yang dilakukan di Harvard-menunjukkan bahwa jumlah total lemak dalam diet tidak benar-benar berhubungan dengan berat atau penyakit.
Karbohidrat


Laktosa adalah disakarida ditemukan dalam susu . Ini terdiri dari molekul D-galaktosa dan molekul D-glukosa terikat oleh-1-4linkage glikosidik . Ia memiliki formula C 12 H 22 O 11.
A karbohidrat (diucapkan / kɑ: bəhaɪdreɪt / ) adalah senyawa organik dengan rumus empiris C m (H 2 O) n, yaitu hanya terdiri dari karbon , hidrogen , dan oksigen , dengan hidrogen: oksigen atom perbandingan 2: 1 (seperti dalam air ). Karbohidrat dapat dipandang sebagai hidrat karbon, maka nama mereka. Secara struktural bagaimanapun, adalah lebih akurat untuk melihat mereka sebagai polyhydroxy aldehida dan keton .
Istilah ini paling umum dalam biokimia , di mana ia adalah sinonim dari sakarida. Karbohidrat (saccharides) terbagi dalam empat kelompok kimia: monosakarida , disakarida , oligosakarida , dan polisakarida . Pada umumnya, monosakarida dan disakarida, yang lebih kecil (lebih rendah berat molekul ) karbohidrat, yang sering disebut sebagai gula . [1] The sakaridaberasal dari kata Yunani σάκχαρον kata (sákkharon), yang berarti " gula ". Sedangkan nomenklatur ilmiah adalah karbohidrat kompleks, nama-nama monosakarida dan disakarida sangat sering berakhir dengan akhiran ose- . Misalnya, gula darah adalah monosakarida glukosa , gula meja adalah disakarida sukrosa , dan gula susu adalah disakarida laktosa (lihat gambar).
Karbohidrat melakukan banyak peran pada makhluk hidup. Polisakarida berfungsi untuk penyimpanan energi (misalnya, patidan glikogen ), dan sebagai komponen struktural (misalnya, selulosa pada tanaman dan kitin dalam arthropoda). Karbon-monosakarida 5 ribosa merupakan komponen penting darikoenzim (misalnya, ATP , FAD , dan NAD ) dan tulang punggung molekul genetik yang dikenal sebagai RNA . Terkait deoksiribosa adalah komponen dari DNA . Saccharides dan turunannya termasuk banyak penting lainnya biomolekul yang memainkan peran kunci dalam sistem kekebalan tubuh , pemupukan , mencegah patogenesis , pembekuan darah , danpengembangan . [2]
Dalam ilmu makanan dan dalam konteks informal banyak, karbohidrat istilah yang sering berarti setiap makanan yang sangat kaya akan karbohidrat kompleks pati (seperti sereal , roti , dan pasta ) atau karbohidrat sederhana, seperti gula (ditemukan di permen , selai , dan makanan penutup ).
Struktur
Dahulu nama "karbohidrat" digunakan dalam kimia untuk senyawa apapun dengan m C rumus (H 2 O) n. Setelah definisi ini, beberapa ahli kimia dianggap formaldehida CH 2 O menjadi karbohidrat sederhana, [3] sementara yang lain menyatakan bahwa judul untuk glycolaldehyde . [4] Hari ini istilah yang umum dipahami dalam arti biokimia, yang tidak termasuk senyawa dengan hanya satu atau dua karbon.
Alam saccharides umumnya dibangun dari karbohidrat sederhana yang disebut monosakarida dengan rumus umum (CH 2 O) n dimana n adalah tiga atau lebih. Suatu monosakarida khas memiliki struktur H-(CHOH) x (C = O) - (CHOH) y-H, yaitu, sebuah aldehid atau keton dengan banyak hidroksil kelompok menambahkan, biasanya satu pada setiap karbon atomyang bukan bagian dari aldehida atau keton kelompok fungsional . Contoh monosakarida adalah glukosa , fruktosa , dan gliseraldehida . Namun, beberapa bahan biologi yang biasa disebut "monosakarida" tidak sesuai dengan rumus ini (misalnya, asam uronic dan deoksi-gula seperti fucose ), dan ada banyak bahan kimia yang sesuai dengan formula ini tetapi tidak dianggap monosakarida (misalnya , formaldehida CH 2 O dan inositol (CH 2 O) 6). [5]
The-bentuk rantai terbuka monosakarida sering berdampingan dengan bentuk cincin tertutup dimana aldehid / keton karbonil grup karbon (C = O) dan hydroxyl group (-OH) bereaksi membentuk hemiacetal dengan jembatan COC baru.
Monosakarida bisa dihubungkan bersama ke dalam apa yang disebut polisakarida (atau oligosakarida ) dalam berbagai macam cara. Banyak karbohidrat mengandung satu atau lebih unit monosakarida diubah yang telah memiliki satu atau lebih kelompok diganti atau dihapus. Sebagai contoh, deoksiribosa , komponen dari DNA , adalah versi modifikasi dari ribosa ;kitin terdiri dari unit pengulangan N-asetilglukosamin , sebuah nitrogen yang mengandung bentuk-glukosa.
Monosakarida


D-glukosa merupakan aldohexose dengan rumus (° C H 2 O) 6. Atom merah sorot aldehidakelompok, dan atom biru menyorot pusat asimetrikterjauh dari aldehida; karena ini-OH berada di kanan proyeksi Fischer , ini adalah gula D.
Monosakarida adalah karbohidrat sederhana karena mereka tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih kecil. Mereka adalah aldehida atau keton dengan dua atau lebih kelompok hidroksil. Jenderal rumus kimia dari monosakarida dimodifikasi adalah (C • H 2 O) n, harfiah "hidrat karbon." Monosakarida adalah molekul bahan bakar penting juga sebagai blok bangunan untuk asam nukleat. Terkecil monosakarida, yang n = 3, adalah dihidroksiaseton dan D-dan L-gliseraldehida.
Klasifikasi monosakarida
 
The α dan β anomers glukosa.Perhatikan posisi gugus hidroksil (merah atau hijau) pada karbon anomeric relatif terhadap kelompok CH 2 OH terikat pada karbon 5: mereka baik pada sisi berlawanan (α), atau sisi yang sama (β).
Monosakarida digolongkan berdasarkan tiga karakteristik yang berbeda: penempatan nya karbonil kelompok, jumlahkarbon atom itu mengandung, dan yang kiral wenangan. Jika gugus karbonil adalah sebuah aldehida , monosakarida merupakan aldosa , jika gugus karbonil adalah keton , monosakarida adalah ketose . Monosakarida dengan tiga atom karbon disebut triosa , mereka dengan empat disebut tetroses , lima disebut pentosa , enam adalah heksosa , dan sebagainya. [6] Kedua sistem klasifikasi sering digabungkan. Sebagai contoh, glukosa adalah aldohexose (a-karbon aldehida enam), ribosa adalah aldopentose (a-karbon aldehida lima), dan fruktosa adalah ketohexose (a-karbon keton enam).
Setiap atom karbon dikenakan kelompok hidroksil (-OH), dengan pengecualian dan terakhir karbon pertama, yangasimetris , membuat mereka stereocenters dengan dua konfigurasi yang mungkin masing-masing (R atau S). Karena asimetri ini, sejumlah isomer mungkin ada untuk setiap formula monosakarida diberikan. D aldohexose-glukosa, misalnya, memiliki rumus (° C H 2 O) 6, dimana semua kecuali dua dari enam atom karbon yang stereogenik, pembuatan glukosa satu D dari 2 4 = 16 kemungkinan stereoisomer . Dalam kasus gliseraldehida , aldotriose suatu, ada sepasang stereoisomer mungkin, yaitu enantiomer dan epimers . 1,3-dihidroksiaseton , yang ketose sesuai dengan gliseraldehida aldosa, adalah molekul simetris tanpa stereocenters). Penugasan D atau L dibuat sesuai dengan orientasi karbon asimetrik terjauh dari gugus karbonil: dalam proyeksi Fischer standar jika gugus hidroksil berada di sebelah kanan adalah molekul gula D, selain itu adalah gula L. The "D-" dan "L-" awalan tidak harus bingung dengan "d-" atau "l-", yang menunjukkan arah bahwa gula berputar pesawat terpolarisasi cahaya . Ini penggunaan "d-" dan "l-" tidak lagi diikuti dalam kimia karbohidrat. [7]
isomer rantai lurus-Ring


Glukosa bisa eksis dalam kedua-rantai lurus dan bentuk cincin.
Atau kelompok keton aldehida dari rantai monosakarida lurus akan bereaksi kembali dengan kelompok hidroksil pada atom karbon yang berbeda untuk membentuk hemiacetal atau hemiketal , membentukheterosiklik cincin dengan jembatan oksigen antara dua atom karbon. Cincin dengan lima dan enam atom disebut furanose dan pyranose bentuk, masing-masing, dan ada dalam kesetimbangan dengan bentuk rantai lurus. [8]
Selama konversi dari rantai-bentuk lurus ke bentuk siklik, atom karbon yang mengandung oksigen karbonil, yang disebut karbon anomeric , menjadi pusat stereogenik dengan dua konfigurasi yang mungkin: Atom oksigen dapat mengambil posisi di atas atau di bawah bidang dari cincin.Pasangan yang mungkin dihasilkan dari stereoisomer disebut anomers . Dalam anomer α,-OH substituen pada karbon anomeric terletak pada sisi yang berlawanan ( trans ) dari cincin dari sisi 2 cabang OH CH. Bentuk alternatif, di mana substituen CH 2 OH dan hidroksil anomeric berada di sisi yang sama (cis) dari pesawat dari cincin, disebut anomer β. Anda dapat mengingat bahwa anomer β adalah cis oleh mnemonic, "Ini selalu lebih baik untuk βe up". Karena cincin dan rantai-bentuk lurus mudah interconvert, baik anomers ada dalam keseimbangan . [8] Dalam Proyeksi Fischer , yang anomer α diwakili dengan kelompok hidroksil anomeric trans ke CH 2 OH dan cis di anomer β.
Penggunaan dalam organisme hidup
Monosakarida adalah sumber utama bahan bakar untuk metabolisme , yang digunakan baik sebagai sumber energi (glukosa menjadi yang paling penting di alam) dan dalam biosintesis .Ketika monosakarida tidak segera diperlukan oleh banyak sel mereka sering dikonversi ke ruang lebih bentuk efisien, sering polisakarida . Pada banyak binatang, termasuk manusia, bentuk penyimpanan glikogen , terutama di sel-sel hati dan otot. Pada tumbuhan, pati digunakan untuk tujuan yang sama.
disakarida


Sukrosa , juga dikenal sebagai tabel gula , adalah disakarida umum. Hal ini terdiri dari dua monosakarida: D-glukosa (kiri) dan D-fruktosa(kanan).
Dua monosakarida bergabung yang disebut disakarida dan polisakarida ini adalah sederhana. Contohnya termasuk sukrosa dan laktosa .Mereka terdiri dari dua unit monosakarida yang terikat bersama oleh kovalen ikatan dikenal sebagai penghubung glikosidik dibentuk melalui reaksi dehidrasi , yang mengakibatkan hilangnya hidrogen atom dari satu monosakarida dan gugus hidroksil dari yang lain. Theformula dari disakarida dimodifikasi adalah C 12 H 22 O 11. Meskipun ada berbagai jenis disakarida, segelintir disakarida sangat penting.
Sukrosa , membayangkan ke kanan, adalah yang paling berlimpah disakarida, dan bentuk utama yang diangkut karbohidrat dalamtanaman . Ini terdiri dari satu D-glukosa dan satu molekul fruktosa D- molekul. Para nama sistematik untuk sukrosa, O-α-D-glucopyranosyl-(1 → 2)-D-fructofuranoside, menunjukkan empat hal:
 Its monosakarida: glukosa dan fruktosa
 Mereka cincin jenis: glukosa adalah pyranose , dan fruktosa adalah furanose
 Bagaimana mereka dihubungkan bersama: oksigen pada karbon nomor 1 (C1) dari α-D-glukosa ini terkait dengan C2 D-fruktosa.
 The-oside akhiran menunjukkan bahwa karbon anomeric kedua monosakarida berpartisipasi dalam ikatan glikosidik.
Laktosa , suatu disakarida yang terdiri dari satu D-galaktosa dan satu molekul glukosa D- molekul, terjadi secara alami di mamalia susu . Para nama sistematik untuk laktosa adalah O-β-D-galactopyranosyl-(1 → 4)-D-glukopiranosa. disakarida penting lainnya termasuk maltosa (dua D-glucoses terkait α-1, 4) dan cellulobiose (dua D-glucoses terkait β-1, 4). disakarida dapat diklasifikasikan menjadi dua types.They adalah mengurangi dan non-mengurangi disaccahrides jika kelompok fungsional hadir dalam ikatan dengan unit lain gula disebut sebagai mengurangi disakarida.
oligosaccharide dan polisakarida


Amilosa adalah linier polimer dari glukosa terutama terkait dengan α (1 → 4) obligasi. Hal ini dapat dibuat dari beberapa ribu unit glukosa. Ini adalah salah satu dari dua komponen pati , yang sedang lainnyaamilopektin .
Oligosakarida dan polisakarida terdiri dari rantai unit monosakarida lagi terikat oleh ikatan glikosidik. Perbedaan antara keduanya adalah berdasarkan jumlah unit monosakarida hadir dalam rantai. Oligosakarida biasanya berisi antara tiga dan sepuluh unit monosakarida, dan polisakarida mengandung lebih dari sepuluh unit monosakarida. Definisi seberapa besar karbohidrat harus jatuh ke setiap kategori bervariasi menurut pendapat pribadi. Contoh oligosakarida termasuk disakarida disebutkan di atas, trisaccharide raffinose dan stachyose tetrasaccharide.
Oligosakarida ditemukan sebagai bentuk umum dari protein modifikasi posttranslational . modifikasi posttranslational tersebut termasuk Lewis dan oligosakarida ABO bertanggung jawab untuk golongan darah klasifikasi dan sebagainya dari jaringan yang tidak kompatibel, di-Gal alpha epitop bertanggung jawab atas penolakan hiperakut di xenotransplantation, dan-GlcNAc modifikasi O.
Polisakarida merupakan kelas penting dari biologi polimer . Mereka fungsi dalam organisme hidup biasanya baik struktur atau penyimpanan terkait. Starch (polimer glukosa) digunakan sebagai polisakarida penyimpanan di pabrik, yang ditemukan dalam bentuk baik amilosa dan bercabang amilopektin . Pada hewan, kadar glukosa polimer yang sama secara struktural adalah lebih padat bercabang glikogen , kadang-kadang disebut 'binatang pati'. sifat Glikogen yang memungkinkan untuk dimetabolisme lebih cepat, yang sesuai dengan kehidupan aktif hewan bergerak.
Selulosa dan kitin adalah contoh dari polisakarida struktural. Selulosa digunakan dalam dinding sel tanaman dan organisme lain, dan diklaim sebagai molekul organik yang paling berlimpah di bumi. [9] ini memiliki banyak kegunaan seperti peranan penting dalam industri tekstil dan kertas, dan digunakan sebagai bahan baku untuk produksi serat rayon (melaluiviscose proses), selulosa asetat, seluloid, dan nitroselulosa. Kitin memiliki struktur yang sama, namun memiliki nitrogen yang mengandung cabang samping, meningkatkan kekuatan.Hal ini ditemukan dalam Artropoda exoskeletons dan di beberapa dinding sel jamur . Ini juga telah menggunakan beberapa, termasuk benang bedah .
polisakarida lainnya termasuk kalosa atau laminarin , chrysolaminarin , xilan , arabinoxylan , mannan , fukoidan dan galactomannan .
Nutrisi


Grain produk: sumber kaya karbohidrat
Makanan tinggi karbohidrat termasuk buah-buahan, permen, minuman ringan, roti , pasta , kacang , kentang , dedak , beras , dan sereal .Karbohidrat adalah sumber umum energi dalam organisme hidup, bagaimanapun, tidak ada karbohidrat merupakan nutrisi penting pada manusia.
Karbohidrat tidak blok bangunan yang diperlukan molekul lain, dan tubuh dapat memperoleh semua energi dari protein dan lemak. [10] [11] Otak dan neuron umumnya tidak bisa membakar lemak untuk energi, tetapi glukosa menggunakan atau keton . Manusia dapat mensintesis beberapa glukosa (dalam serangkaian proses yang dikenal sebagai glukoneogenesis ) dari asam amino tertentu, dari gliserol backbone ditrigliserida dan dalam beberapa kasus dari asam lemak. Karbohidrat berisi 15,8 kilo joule (3,75 kilokalori ) [ rujukan? ] dan protein 16,8 kilojoule (4 kilokalori) per gram , sedangkan lemak mengandung 37,8 kilojoule (9 kilokalori) per gram. Dalam hal protein, ini agak menyesatkan karena hanya sebagian asam amino dapat digunakan untuk bahan bakar.
Organisme biasanya tidak bisa memetabolisme semua jenis karbohidrat untuk menghasilkan energi. Glukosa merupakan sumber hampir universal dan diakses dari kalori. Banyak organisme juga memiliki kemampuan untuk memetabolisme lain monosakarida dan disakarida , meskipun glukosa lebih disukai. Dalam Escherichia coli, misalnya, operon lac akan mengekspresikan enzim untuk pencernaan laktosa saat itu hadir, tetapi jika kedua laktosa dan glukosa hadir operon lac ditekan, sehingga glukosa yang digunakan pertama. Polisakarida juga merupakan sumber umum energi. Banyak organisme dapat dengan mudah memecah pati menjadi glukosa, Namun, sebagian besar organisme tidak dapat memetabolisme atau selulosa polisakarida seperti kitin dan arabinoxylans . Karbohidrat ini jenis dapat dimetabolisme oleh beberapa bakteri dan protista. Ruminansia dan rayap , misalnya, mikroorganisme gunakan untuk memproses selulosa . Meskipun karbohidrat kompleks ini tidak terlalu dicerna, mereka mungkin terdiri dari unsur-unsur makanan penting bagi manusia. Disebut serat makanan, karbohidrat ini meningkatkan pencernaan antara manfaat lain.
Berdasarkan efek pada risiko penyakit jantung dan obesitas, Institute of Medicine merekomendasikan bahwa orang dewasa Amerika dan Kanada mendapatkan antara 45-65% dari energi makanan dari karbohidrat. [12] The Organisasi Pangan dan Pertanian dan Organisasi Kesehatan Dunia merekomendasikan bahwa nasional bersama-sama pedoman diet menetapkan tujuan dari 55-75% dari energi total dari karbohidrat, tetapi hanya 10% langsung dari gula (istilah mereka untuk karbohidrat sederhana). [13]
Klasifikasi
Secara historis ahli gizi telah diklasifikasikan sebagai karbohidrat sederhana atau kompleks, bagaimanapun, penggambaran yang tepat dari kategori ini adalah ambigu. Hari ini, karbohidrat sederhana biasanya mengacu pada monosakarida dan disakarida dan karbohidrat artinya kompleks polisakarida (dan oligosakarida ). Namun, karbohidrat kompleks istilah pertama kali digunakan dalam konteks yang berbeda sedikit di Senat AS Komite Pilih Nutrisi dan Kebutuhan Manusia publikasi Tujuan Diet untuk Amerika Serikat (1977). Dalam karya ini, karbohidrat kompleks didefinisikan sebagai "buah, sayuran dan seluruh butir-butir". [14] Beberapa ahli gizi menggunakan karbohidrat kompleks untuk merujuk kepada apapun yang hadir sakarida dicerna dalam makanan utuh, dimana serat, vitamin dan mineral juga ditemukan (sebagai lawan dari karbohidrat olahan, yang menyediakan kalori tapi sedikit nutrisi lain).
Sebuah diselenggarakan keyakinan umum, bahkan di antara ahli gizi, adalah karbohidrat kompleks (polisakarida, misalnya pati) yang dicerna lebih lambat dari karbohidrat sederhana (gula) dan dengan demikian lebih sehat. [15]
Namun, tampaknya ada ada perbedaan yang signifikan antara dan kompleks karbohidrat sederhana dalam hal efeknya terhadap gula darah [16] Beberapa karbohidrat sederhana (misalnya fruktosa) yang dicerna sangat lambat, sementara beberapa karbohidrat kompleks (pati), terutama jika diproses, meningkatkan gula darah dengan cepat. Kecepatan pencernaan ditentukan oleh berbagai faktor termasuk nutrisi lainnya yang dikonsumsi dengan karbohidrat, bagaimana makanan disiapkan, perbedaan individu dalam metabolisme, dan kimia karbohidrat.
Pedoman diet umumnya merekomendasikan bahwa karbohidrat kompleks (pati) dan kaya karbohidrat sederhana-hara seperti buah-buahan dan sayuran, dan produk susu membuat sebagian besar konsumsi karbohidrat. Yang diproses sumber karbohidrat seperti keripik jagung atau kentang, permen, minuman manis, kue-kue dan nasi putih umumnya dianggap tidak sehat secara berlebihan.
The USDA Pedoman Diet untuk Amerika 2005 ditiadakan dengan kompleks / pembedaan yang sederhana, bukan merekomendasikan makanan kaya serat dan gandum. [17]
Para Indeks glisemik dan muatan glycemic konsep telah dikembangkan untuk menggambarkan perilaku makanan selama proses pencernaan manusia. Mereka peringkat makanan kaya karbohidrat berdasarkan kecepatan dan besarnya pengaruh mereka terhadap glukosa darah tingkatan. Indeks Glikemik adalah ukuran dari seberapa cepat glukosa makanan diserap, sedangkan beban glikemik adalah ukuran dari total menyerap glukosa dalam makanan. Para Indeks insulin adalah, mirip yang lebih baru Metode klasifikasi yang peringkat makanan berdasarkan pengaruhnya terhadap insulin darah tingkat, yang disebabkan oleh glukosa (atau pati) dan beberapa asam amino dalam makanan.
Metabolisme
katabolisme
Katabolisme adalah reaksi metabolisme sel-sel mengalami untuk mengekstrak energi. Ada dua utama jalur metabolik dari monosakarida katabolisme : glikolisis dan siklus asam sitrat .
Dalam glikolisis, oligo / polisakarida yang dibelah pertama lebih kecil monosakarida oleh enzim disebut glikosida hidrolisis . Unit-unit monosakarida kemudian dapat masuk ke dalam katabolisme monosakarida. Dalam beberapa kasus, seperti dengan manusia, tidak semua jenis karbohidrat dapat digunakan sebagai enzim pencernaan dan metabolisme yang diperlukan tidak hadir.
Titrasi merupakan metode analisa kimia secara kuantitatif yang biasa digunakan dalam laboratorium untuk menentukan konsentrasi dari reaktan. Karena pengukuran volum memainkan peranan penting dalam titrasi, maka teknik ini juga dikenali dengan analisa volumetrik. Analisa titrimetri merupakan satu dari bagian utama dari kimia analitik dan perhitungannya berdasarkan hubungan stoikhiometri dari reaksi-reaksi kimia. Analisa cara titrimetri berdasarkan reaksi kimia seperti: aA + tT → hasil dengan keterangan: (a) molekul analit A bereaksi dengan (t) molekul pereaksi T. Pereaksi T, disebut titran, ditambahkan secara sedikit-sedikit, biasanya dari sebuah buret, dalam bentuk larutan dengan konsentrasi yang diketahui. Larutan yang disebut belakangan disebut larutan standar dan konsentrasinya ditentukan dengan suatu proses standarisasi. Penambahan titran dilanjutkan hingga sejumlah T yang ekivalen dengan A telah ditambahkan. Maka dikatakan baha titik ekivalen titran telah tercapai. Agar mengetahui bila penambahan titran berhenti, kimiawan dapat menggunakan sebuah zat kimia, yang disebut indikator, yang bertanggap terhadap adanya titran berlebih dengan perubahan warna. Perubahan warna ini dapat atau tidak dapat trejadi tepat pada titik ekivalen. Titik titrasi pada saat indikator berubah warna disebut titik akhir. Tentunya merupakan suatu harapan, bahwa titik akhir ada sedekat mungkin dengan titik ekivalen. Memilih indikator untuk membuat kedua titik berimpitan (atau mengadakan koreksi untuk selisih keduanya) merupakan salah satu aspek penting dari analisa titrimetri. Istilah titrasi menyangkut proses ntuk mengukur volum titran yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen. Selama bertahun-tahun istilah analisa volumetrik sering digunakan daripada titrimetrik. Akan tetapi dilihat dari segi yang ketat, istilah titrimetrik lebih baik, karena pengukuran-pengukuran volum tidak perlu dibatasi oleh titrasi. Pada analisa tertentu misalnya, orang dapat mengukur volum gas.
Sebuah reagen yang disebut sebagai peniter[1], yang diketahui konsentrasi (larutan standar) dan volumnya digunakan untuk mereaksikan larutan yang dititer[2] yang konsentrasinya tidak diketahui. Dengan menggunakan buret terkalibrasi untuk menambahkan peniter, sangat mungkin untuk menentukan jumlah pasti larutan yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir. Titik akhir adalah titik di mana titrasi selesai, yang ditentukan dengan indikator. Idealnya indikator akan berubah warna pada saat titik ekivalensi—di mana volum dari peniter yang ditambahkan dengan moltertentu sama dengan nilai dari mol larutan yang dititer. Dalam titrasi asam-basa kuat, titik akhir dari titrasi adalah titik pada saat pH reaktan hampir mencapai 7, dan biasanya ketika larutan berubah warna menjadi merah muda karena adanya indikator pH fenolftalein. Selain titrasi asam-basa, terdapat pula jenis titrasi lainnya.
Banyak metode yang dapat digunakan untuk mengindikasikan titik akhir dalam reaksi; titrasi biasanya menggunakan indikator visual (larutan reaktan yang berubah warna). Dalam titrasi asam-basa sederhana, indikator pH dapat digunakan, sebagai contoh adalah fenolftalein, di mana fenolftalein akan berubah warna menjadi merah muda ketika larutan mencapai pH sekitar 8.2 atau melewatinya. Contoh lainnya dari indikator pH yang dapat digunakan adalah metil jingga, yang berubah warna menjadi merah dalam asam serta menjadi kuning dalam larutan alkali.
Tidak semua titrasi membutuhkan indikator. Dalam beberapa kasus, baik reaktan maupun produk telah memiliki warna yang kontras dan dapat digunakan sebagai "indikator". Sebagai contoh, titrasi redoks menggunakan potasium permanganat (merah muda/ungu) sebagai peniter tidak membutuhkan indikator. Ketika peniter dikurangi, larutan akan menjadi tidak berwarna. Setelah mencapai titik ekivalensi, terdapat sisa peniter yang berlebih dalam larutan. Titik ekivalensi diidentifikasikan pada saat munculnya warna merah muda yang pertama (akibat kelebihan permanganat) dalam larutan yang sedang dititer.
Akibat adanya sifat logaritma dalam kurva pH, membuat transisi warna yang sangat tajam; sehingga, satu tetes peniter pada saat hampir mencapai titik akhir dapat mengubah nilai pH secara signifikan—sehingga terjadilah perubahan warna dalam indikator secara langsung. Terdapat sedikit perbedaan antara perubahan warna indikator dan titik ekivalensi yang sebenarnya dalam titrasi. Kesalahan ini diacu sebagai kesalahan indikator, dan besar kesalahannya tidak dapat ditentukan.
Larutan
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
 Belum Diperiksa


Melarutkan garam ke dalam air
Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut(zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi.
Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral tertentu.
[sunting]Konsentrasi
Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi).
[sunting]Pelarutan


Ion natrium tersolvasi oleh molekul-molekul air
Molekul komponen-komponen larutan berinteraksi langsung dalam keadaan tercampur. Pada proses pelarutan, tarikan antarpartikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarut sama-sama polar, akan terbentuk suatu sruktur zat pelarut mengelilingi zat terlarut; hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan pelarut tetap stabil.
Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi. Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah maksimal, dan larutannya disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, seperti suhu, tekanan, dan kontaminasi. Secara umum,kelarutan suatu zat (yaitu jumlah suatu zat yang dapat terlarut dalam pelarut tertentu) sebanding terhadap suhu. Hal ini terutama berlaku pada zat padat, walaupun ada perkecualian. Kelarutan zat cair dalam zat cair lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan atau gas dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik terhadap suhu.
[sunting]Larutan ideal
Bila interaksi antarmolekul komponen-komponen larutan sama besar dengan interaksi antarmolekul komponen-komponen tersebut pada keadaan murni, terbentuklah suatu idealisasi yang disebut larutan ideal. Larutan ideal mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa tekanan uappelarut (cair) berbanding tepat lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan. Larutan yang benar-benar ideal tidak terdapat di alam, namun beberapa larutan memenuhi hukum Raoult sampai batas-batas tertentu. Contoh larutan yang dapat dianggap ideal adalah campuran benzena dan toluena.
Ciri lain larutan ideal adalah bahwa volumenya merupakan penjumlahan tepat volume komponen-komponen penyusunnya. Pada larutan non-ideal, penjumlahan volume zat terlarut murni dan pelarut murni tidaklah sama dengan volume larutan.
[sunting]Sifat koligatif larutan
Larutan cair encer menunjukkan sifat-sifat yang bergantung pada efek kolektif jumlah partikel terlarut, disebut sifat koligatif (dari kata Latin colligare, "mengumpul bersama"). Sifat koligatif meliputi penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan gejala tekanan osmotik.
[sunting]Jenis-jenis larutan
Larutan dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat terlarut dan pelarutnya. Tabel berikut menunjukkan contoh-contoh larutan berdasarkan fase komponen-komponennya.
Contoh larutan Zat terlarut
Gas Cairan Padatan
Pelarut Gas Udara (oksigen dan gas-gas lain dalam nitrogen)
Uap air di udara (kelembapan)
Bau suatu zat padat yang timbul dari larutnya molekul padatan tersebut di udara
Cairan Air terkarbonasi (karbon dioksidadalam air)
Etanol dalam air; campuran berbagai hidrokarbon(minyak bumi)
Sukrosa (gula) dalam air; natrium klorida (garam dapur) dalam air;amalgam emas dalam raksa

Padatan Hidrogen larut dalam logam, misalnya platina
Air dalam arang aktif; uap air dalam kayu
Aloi logam seperti baja dan duralumin

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, larutan dapat dibedakan sebagai larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Larutan elektrolit mengandung zat elektrolit sehingga dapat menghantarkan listrik, sementara larutan non-elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.
LARUTAN BAKU PRIMER DAN SEKUNDER
Posted on Mei 22, 2009 by rajaki
 Larutan baku adalah larutan suatu zat terlarut yang telah diketahui konsentrasinya. Terdapat 2 macam larutan baku, yaitu: 1. Larutan baku primer Adalah suatu larutan yang telah diketahui secara tepat konsentrasinya melalui metode gravimetri. Nilai konsentrasi dihitung melalui perumusan sederhana, setelah dilakukan penimbangan teliti zat pereaksi tersebut dan dilarutkan dalam volume tertentu. Contoh: K2Cr2O7, AS2O3, NaCl, asam oksalat, asam benzoat. Syarat-syarat larutan baku primer: – mudah diperoleh, dimurnikan, dikeringkan(jika mungkin pada suhu 110-120 derajat celcius) dan disimpan dalam keadaan murni. – tidak bersifat higroskopis dan tidak berubah berat dalam penimbangan di udara. – zat tersebut dapat diuji kadar pengotornya dengan uji kualitatif dan kepekaan tertentu. – sedapat mungkin mempunyai massa relatif dan massa ekivalen yang besar, sehingga kesalahan karena penimbangan dapat diabaikan. – zat tersebut harus mudah larut dalam pelarut yang dipilih. – reaksi yang berlangsung dengan pereaksi tersebut harus bersifat stoikiometrik dan langsung. kesalahan titrasi harus dapat diabaikan atau dapat ditentukan secara tepat dan mudah. 2. Larutan baku sekunder Adalah suatu larutan dimana konsentrasinya ditentukan dengan jalan pembakuan menggunakan larutan baku primer, biasanya melalui metode titrimetri. Contoh: AgNO3, KMnO4, Fe(SO4)2 Syarat-syarat larutan baku sekunder: – derajat kemurnian lebih rendah daripada larutan baku primer – mempunyai BE yang tinggi untuk memperkecil kesalahan penimbangan – larutannya relatif stabil dalam penyimpanan.
pengenceran adalah berkurangnya rasio zat terlarut di dalam larutan akibat penambahan pelarut. Sebaliknya pemekatan adalah bertambahnya rasio konsentrasi zat terlarut di dalam larutan akibat penambahan zat terlarut.
Dalam laboratorium kimia selalu terjadi kegiatan pengenceran. Umumnya tersedia zat padat atau larutan dalam konsentrasi yang besar atau dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Sehingga menyiapkan larutan
atau mengencerkan zat menjadi kegiatan rutin. Menyiapkan larutan NaOH 1 M, dilakukan dengan menimbang kristal NaOH seberat 40 gram dilarutkan kedalam 1 Liter air. 40 gram didapat dari Mr NaOH,
dimana Na = 23, O = 16 dan H = 1, Perhatikan Gambar 8.7.

Gambar 8.7. Mempersiapkan larutan 0.1M NaOH
Untuk pengenceran, misalnya 50 mL larutan CuSO4 dengan konsentrasi 2 M, diubah konsentrasinya menjadi 0.5 M. Dalam benak kita tentunya dengan mudah kita katakan tambahkan pelarutnya, namun berapa banyak yang harus ditambahkan. Perubahan konsentrasi dari 2 M menjadi 0.5 M, sama dengan pengenceran 4 kali, yang berarti volume larutan menjadi 4 kali lebih besar dari 50 mL menjadi 200 mL (Gambar 8.8). Secara sederhana kita dapat selesaikan secara matematis :


Gambar 8.8. Pengenceran larutan CuSO4 2M menjadi 0,5M
• Brady, J.E.. (1990). General Chemistry. 5th.ed. New York : John Willey & Sons.
• Brown, Theodore L ; LeMay H,Eugene ; Bursten , BE (1997). Chemistry : The Central Science. 7 th ed. Int. Ed. London : Prentice-Hall International, Inc.
• Chang, Raymond. (1991). Chemistry. 4th.ed. New York : McGraw Hill Inc.
• Harvey, David. (2000). Modern Analytical Chemistry. Boston. McGraw Hill Co.
• Oxtoby, D.W.; Gillis H.P.; Nachtrieb NH. (2001). Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Edisi 4 jilid 1. Alih bahasa Suminar S. Achmadi. Jakarta : Erlangga
• Sastrawijaya, T dkk. (1999). Kimia Dasar II. PIPA 3334. Jakarta : Universitas Terbuka.
• Sastrohamidjojo, H. (2001). Kimia Dasar. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
• Silberberg, Martin S. (2003). Chemistry: The Molecular Nature of Matter an Change. 3rd ed.New York McGraw Hill Co.