Kelas XII_smk_kimia_kesehatan_zulfikar

ZulfikarKIMIAKESEHATANJILID 3SMK Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undangKIMIAKESEHATANJILID 3Untuk SMK : ZulfikarPenulisPerancang Kulit : TIMUkuran Buku : 18,2 x 25,7 cmZUL ZULFIKARk Kimia Kesehatan Jilid 3 untuk SMK /oleh Zulfikar ----Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan,Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,Departemen Pendidikan Nasional, 2008. ix, 135 hlm Daftar Pustaka : Lampiran. A Lampiran : Lampiran. B Indeks : Lampiran. C ISBN : 978-602-8320-48-1 ISBN : 978-602-8320-51-1Diterbitkan olehDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

KATA SAMBUTANPuji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan SekolahMenengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasardan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telahmelaksanakan penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini daripenulis untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagisiswa SMK.Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan StandarNasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yangmemenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaranmelalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadaseluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luasoleh para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia.Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Denganditayangkannya soft copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakatuntuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan pendidik di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapatmemanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.Selanjutnya, kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajardan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kamimenyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Olehkarena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Direktur Pembinaan SMK

!                                 !     \"  #     $ %  &                      '(   \" '( )   \" *)   \" \"  +      !   ,         ,                                              \"             +- &!.//0  )

,      -      !            1                           \"    2              .                  3                 4         1     (                                              5 2              .                                !

JILID 1    262 . 12 3   3 4, 4 78 ,7 9  9 0,6; '22 + 2.    .2+24 .22 <27 .2. 27 .23 +29 .24 \" 2= .27 62; .. 12; ..212; ..... ..31.3 ..4'.4 .3 ,.9 .32, .0 '.; + 32  !\"#\" 32 \" 33 322 \"  33 32. ,  39 323  8 4. '49 + 7/  $%&\" 42 ,7. 422     7. 42. 73 42.2 &( 73 42.2 &- 7. 4. %   79 4.2 8 -79 4.. & 79 4.3 870

4.4 \"   7= '7; + 92  ' 726 9. 722 6 93 72. 6 -97 723 % 9; 724 6  02 7242 6 02 727 ?  04 729 6 %07 '00 + =/  (\"\" 92  1=2 922 ,1=2 92. ,1=3 923 ,1 =4 9. %!=7 9.2 %=7 9.. % =9 9.3 %=0 9.4 %-=0 9.7 , -== 93 \"  -@\"A -@A;/ 94 ;2 97 %( ;. 99 % ;. 90 , ( ;7 ';0 + ;;  ) 02 '2/2 0. &2/. 0.2 ' 2/. 0.. '2/. 0.3 '2/3 0.4 ' 2/3 0.7 ' 2/4 0.9 '2/4 03 '2/4 04 2/7 07 12/9 09  2/0 092 B 2/= 09. B22/ 00  223

002 - 224 00. 8 2270= %*2200;  22= 0;2 - 22= 0;.   22;02/ 2./'2..+ 2.4 JILID 2*=2  2.= =22      2.; =2. ! 2.;=.   232 =.2 , 232 =.. ,-23. =.3 *23. =.4  233 =.7  233 =.9 < 233=3 ,234=4    237 =42 \"237 =4. , 230 =43 ! 23; =44  242=7 ?24. =72 ' 243 =7. \"243 =73 243 =74 244 =77 '  244=9 %?247 =92 ?  247 =9. ? 249 =93 ? 249 =94 ?240=0    240 =02 ?24= =0. ?24= '272 + 277 + 270+ ;2  27; ;22     29/ ;2.  29/ ;23 & 292;.   29.

;3 , 294 ;32 , 294 ;3. ,294 ;33 ,- 297 ;34   299;4 !290;7 \"  290;9   29= '20/ + 202,- 2/2  2072/. 2002/3  20=2/4 *    20; 2/42 2=/ 2/4.  2=/ 2/43 2=/ 2/44   2=2 '2=3 + 2=42/7 82=0 2/72 2=0 2/7. % 2== 2/73 % 2;/ 2/74 %2;/ 2/77 %2;2 2/79 % 2;22/9 8 2;.2/0 2;3 2/02 2;3 2/0. 2;4 2/03 2;72/= 2;9 2/=2 % 2;0 2/=. 8 2;0 2/=3 %  2;= '.// + ./3\" \"\"222      ./9 2222,./9 222.&     ./= 2223  ./= 2224,  .2/22. C .22 .2. .23223  !.27

2232.27 223., .2= 2233,.2; '../ + ...  .\"\"2.2  ..42.. 1..7 2..26..92.3 \"..0 2.32,..=2.4\"..; 2.42,.3/ 2.4. .3/2.7\".34 2.72 .34 '.3= + .4/2.9\".44 2.92 .44 2.9.1 .44 2.93   .47 2.94  .472.0\".47 2.02 .49 2.0., .49 2.03'.40 2.03,  .402.=\".40 2.=2 .4= 2.0.    .4= 2.03,  .4;2.;\"\".7/ 2.;2  .7/ 2.;.     .72 2.;3,   .722.2/\"\" .72 2.2/2  .7. 2.2/.     .7. 2.2/3,   .732.22\" .73 2.222  .74 2.22.     .74 2.223,   .772.2.\".77 2.2.2 .79 2.2..    .792.23.7; 2.232 .7;2.24(.9/

2.242  (.9/ 2.24.    ( .92 2.243,  1(.92 '.93 + .99  JILID 3!#\"\"232 ,.9=23.  .9; 23.2,\".9; 23.., .9;233 .0/234 ,.0/ 2342,.02 234.,.02237 .0.239    .03230, .04 '.00 + .0;$\"\"242 .=224. \".=2243  .=3 2432 .=7 243. C.=0 2433 ,.=;244 , .;. 2442,   .;72473/2 2472\"3/2 247., 3/3 2473?3/4 24743/4 2477$D3/7 24793/7 2470? 3/9 247=  3/9 247;3/0 2472/ 3/0249\" 3/; 2492<32/ 249.< 322 '32. + 327'&/272 ,32; 2722 ,32; 272. * 3./

2723   3.2 2724  3.. 2727 ! 3.327. \"    3.4 27.2 3.4 27.. 3.4 27.3 ,3.7273 ?- 3.=274 E 3.; 2742  332 274.  33. 2743  \"  334 2744 <  334 '339 + 33= LAMPIRAN. A&34/0\"34. LAMPIRAN. B1. &13792. ,3703. ! +37=4.  8 37;5. 86 39/6.  6\"3927.  639=8. ! % 39;9. , ' 30310. 8 ,  @% FA@? FA@FA3=2 LAMPIRAN. C

268 Bab 13. MakromolekulStandar Kompetensi Kompetensi Dasar Menjelaskan kegunaan polimerMenjelaskan system klasifikasi Mengklasifikasikan polimerdan kegunaan polimerTujuan Pembelajaran 1. Siswa dapat mendefinisikan polimer 2. Siswa dapat mengklasifikasikan polimer 3. Siswa dapat menyebutkan jenis reaksi polimerisasi 4. Siswa dapat menyebutkan sifatͲsifat polimer sintetik 5. Siswa dapat menggunakan tata penamaan polimer sintetik 6. Siswa dapat menyebutkan manfaat polimer sintetik dalam kehidupan sehariͲ hari.13.1. Polimer Gambar 13.1. Berbagai macam produk berupa senyawa polimerDalam kehidupan sehariͲhari banyak kita jumpaiberaneka ragam zat atau barang bukan sebagaisenyawa sederhana melainkan sebagai molekulbesar atau dengan berat molekul berkisar seribubahkan ratusan ribu. Hal ini disebabkan karenasenyawa tersebut tersusun dari molekulͲmolekulkecil yang saling bergabung membentuk strukturyang sangat besar, dan sifatͲsifatnya berbedadengan molekulͲmolekul penyusunnya. Molekuldengan ciriͲciri semacam ini disebut denganmakromolekul.Beberapa senyawa makromolekul yang mudah kitatemukan seperti kayu berupa lignin dan selulosa,bahan makanan seperti beras, tepung terigu berupakarbohidrat, daging, telur yang mengandungprotein, bahan pakaian seperti polyester, peralatanyang terbuat dari plastik berupa polietilena teflonpolivinilklorida dan polistirena, lihat Gambar 13.1.Polimer adalah makromolekul yang biasanyamemiliki bobot molekul tinggi, dibangun daripengulangan unitͲunitnya. Molekul sederhana yangmembentuk unitͲunit ulangan ini dinamakanmonomer. Sedangkan reaksi pembentukan polimerdikenal dengan istilah polimerisasi.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

269Untuk lebih jelasnya bagaimana monomer membentuk Bagan 13.2. sejumlah nsebuah polimer dapat kita perhatikan struktur molekul monomer membentuk polimerpolimer pada Bagan 13.2.13.2. Klasifikasi PolimerBanyak cara yang diajukan oleh kimiawan dalammengklasifikasikan polimer, seperti berdasarkan asal atausumbernya, berdasarkan struktur molekulnya dan adapulayang didasari atas sifat panasnya. Namun demikianpengklasifikasian yang paling sederhana dan seringdipergunakan didasari atas asal atau sumbernya.Berdasarkan hal ini diketahui dua jenis polimer yaitupolimer alam dan polimer sintetik.13.2.1. Polimer AlamPolimer alam adalah senyawa yang dihasilkan dari prosesmetabolisme mahluk hidup. Contoh sederhana polimeralam adalah karet alam, pati, selulosa dan protein.Jumlahnya yang terbatas dan sifat polimer alam yangkurang stabil, mudah menyerap air, tidak stabil karenapemanasan dan sukar dibentuk menyebabkanpenggunaanya amat terbatas. Pembahasan polimer alamsecara detil disajikan pada Bab 14.13.2.2. Polimer sintetik Gambar 13.3. Produk polimer berupa plastikPolimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkanmelalui sintesis kimia, produksi umumnya dilakukan dalam Gambar 13.4. Produk polimerskala besar untuk kepentingan hidup manusia. Bentuk berupa serat buatanpolimer sintetik yang dihasilkan dapat berupa plastik danserat buatan. Plastik merupakan polimer yang memilikisifat mencair atau mudah mengalir jika dipanaskan,sehingga mudah dibentuk atau dicetak. Beberapa produkdari plastik misalnya pipa, mainan anakͲanak, dapat pulaberbentuk lembaran seperti pembungkus makanan ataubahan dan berupa cairan pelapis cat mobil, pernisperhatikan Gambar 13.3.Polimer sintetik lainnya adalah polimer termoset, polimer inidapat dilebur pada tahap tertentu selanjutnya menjadikeras selamanya, dan tidak dapat dicetak ulang. Bakelitadalah contoh yang mudah kita temukan sebagai casingpada peralatan elektronika, toilet, dan lainͲlain.Serat buatan merupakan produk polimer berupa untaianatau seperti benang yang dapat ditenun atau dijalinmembentuk lembaranͲlembaran tipis dan panjang yang kuatdan ulet. Produk polimer bentuk ini dapat dilihat padaGambar 13.4.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

27013.3. MonomerSeperti telah dibahas sebelumnya monomer adalah unitterkecil sebagai penyusun polimer. Penelitian di bidangmonomer sangat pesat, mengngat banyak tantangan yangdihadapi oleh manusia, jika kita menggali terus menerusbarang tambang, tentunya akan merusak lingkungan, paraahli mencari pengganti besi, sebagai pipa, tembaga sebagaipenghantar listrik. Monomer pengganti tersebut masihdipelajari, misalnya polimer yang dapat menghantarkanlistrik seperti polianilin, polipirol dan lainnya.Beberapa monomer yang sudah banyak dimanfaatkan olehkita dan telah dikomersialisasikan seperti, etilen, kloroetilen, tetrafloro etilen, isobutilena dan stirena.Pada Table 13.1 disajikan beberapa monomer yang sudahkita kenal beserta nama polimer dan unit terkecil penyusunpolimernya.Tabel 13.1 Monomer, rumus molekul unit ulangannya dan nama polimerNo Monomer Unit ulangan Nama polimer Ͳ CH2CH2 – 1 CH2 = CH2 Ͳ CH2CHCl – Polietilen 2 CH2 = CHCl Poli (vinil klorida) 3 CF2 = CF2 Politetraetilen/Teflon4 Poliisobutilena5 Polistirena 13.4. Polimerisasi Penggabungan molekulͲmolekul kecil atau monomer menjadi molekul yang sangat besar siberi istilah reaksi polimerisasi. Berdasarkan peristiwa yang terjadi selama reaksi, maka polimerisasi dibagi menjadi tiga jenis yaitu: polimerisasi adisi dan polimer kondensasi.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

271Polimerisasi adisi Bagan 13.5. Contoh polimerisasi adisi dari senyawa propilenPolimerisasi adisi terjadi pada monomerͲmonomeryang sejenis dan mempunyai ikatan tak jenuh(rangkap). Proses polimerisasi diawali denganpembukaan ikatan rangkap dari setiapmonomernya, dilanjutkan dengan penggabunganmonomerͲmonomernya membentuk rantai yanglebih panjang dengan ikatan tunggal. Proses inidisederhanakan dalam Bagan 13.5.Polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasiadisi hanya mengandung satu macam monomersaja, sehingga disebut homopolimer, Strukturhomopolimer adalah –A – A – A – A – A, dan Aadalah monomer.Beberapa senyawa yang mengikuti pola reaksi Gambar 13. 6. Struktur isotaktik propilenadisi, seperti etilen dalam membentuk polietilen, dimana kedukan metil adalah samatetrafloro etilen dalam membentuk Teflon danpolimer lainnya.Dalam polimerisasi adisi dari senyawa propilenakan terbentuk tiga jenis struktur polimer didasaripada kedudukan atau posisi dari gugus alkil ataufenil. Isotaktik propilen berbentuk jika gugus metilpada posisi yang sama didalam polimer tersebut.Untuk lebih mudahnya perhatikan Gambar 13.6.Jika gugus alkil/fenil memiliki kedudukan yang tidak Gambar 13.7. Struktur sindiotaktiksama misalnya cis dan trans, namun kedudukan propilen dengan gugus metil yangtersebut berubah secara beraturan, maka polimer berseberangan namun berubah secaratersebut dikatakan sebagai sindiotaktik, perhatikanGambar 13.7, yang mengilustrasikan struktur ini. teraturJika gugus alkil/fenil yang berada pada rantaikarbonnya berposisi secara random, maka polimerini disebut dengan polimer ataktik. Perhatikanstruktur ataktik pada Gambar 13.8.13.4.2. Polimerisasi Kondensasi Gambar 13.8. Struktur ataktik propilen dengan gugus metil yang berposisiPada polimerisasi kondensasi penggabungan random atau acakmonomer membentuk polimer dengan melepaskanmolekul kecil seperti air (H2O) atau ammonia (NH3).Untuk mempermudah ilustrasi dari reaksipolimerisasi kondensasi dapat kita amati padapersamaan reaksi dibawah ini :Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

272 Bagan 13.9. Contoh kopolimer untuk senyawa stirena dengan butadienaPada polimerisasi kondensasi, banyak monomer Tabel 13.2. Nama polimer yang didasaripembentuk polimer lebih dari satu jenis atau atas nama monomernyaterbentuk dari bermacamͲmacam monomer,sehingga disebut kopolimer. Struktur umum Monomer Polimerkopolimer adalah –A – B – A – B – A – B – A – B – .Pembentukan polimer semacam ini ditunjukan etilen Polietilenpada Bagan 13.9, pada pembuatan karet sintetik. propilen Polipropilen13.4. Tata Nama Polimer stiren tetrafluoroetilena PolistirenBegitu besar molekulͲmolekul penyusun polimerdan tidak hanya dari satu jenis polimer saja, namun Polidapat pula terdiri dari beberapa unit polimer tetrafluoroetilenaseperti yang sudah kita bahas sebelumnya.Penamaan polimer didasari oleh atas nama Tabel 13.3. Nama polimer yang jumlahmonomernya baik dari nama sumber ataupun kata monomernya lebih dari satu katanama umum, yang kedua didasari atas taktisitasdan isomernya. Monomer PolimerUntuk nama polimer yang didasari atas nama Asam akrilat Poli(asam akrilat)monomernya adalah polimer yang disusun oleh ɲͲmetil stirensatu kata monomer. Penamaan dilakukan dengan Poli(ɲͲmetil stiren)memberikan awal kata poli pada nama 1Ͳpentenamonomernya. Misalnya untuk polimer dengan metil metakrilat Poli(1Ͳpentena)monomer stirena, maka nama polimer tersebutadalah polistirena. Untuk contoh lainnya Poli(metilperhatikan Tabel 13.2. metakrilat)Penamaan berubah jika nama monomer lebih darisatu kata atau didahului sebuah huruf atau angka.Penamaan dilakukan dengan meletakkan namamonomer didalam kurung dan diawali dengan katapoli, sebagai contoh, jika monomernya adalahasam akrilat, maka penamaan polimer menjadipoli(asam akrilat). Untuk contoh yang lainperhatikan Tabel 13.3.Penamaan berdasarkan taktisitas, diawali denganhuruf i untuk isotaktik atau huruf s untuksindiotaktik. Sebagai contoh kita tuliskan namasenyawa iͲpolistiren, maka hal ini mengindikasikanKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

273bahwa, polimer disusun oleh monomer stiren Tabel 13.4. Nama polimer rekomendasidimana kedudukan atau posisi gugus fenilnya IUPACsama.Penamaan berdasarkan isomer struktural dan Nama Sumber Nama IUPACgeometriknya ditunjukkan dengan menggunakanawalan cis atau trans serta dengan menyebutkan Polietilen Poli(metilena)angka untuk posisi sebelum kata poli. Untuk lebih Politetrafluoroetilena Poli(difluorometilena)mudah memahaminya, kita ambil contoh namaberdasarkan isomer seperti transͲ1,4Ͳpoli(1,3Ͳ Polistirena Poli(1Ͳfeniletilena)butadiena). Poli(asam akrilat) Poli(1ͲSelain aturan penamaan diatas IUPAC jugamerekomendasikan penamaan polimer yang karboksilatoetilena)diambil dari struktur unit dasar. Aturan tersebutadalah : Gambar 13.10. Polimer polietilen yang memiliki rantai linier dan panjang x Pengidentifikasian unit struktural terkecil (CRU) Gambar 13.11. Contoh polimer yang memiliki cabang x Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya berdasarkan ikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan x SubstituenͲsubstituen diberi nomor dari kiri ke kanan x Nama CRU diletakkan dalam kurung, dan diawali dengan poli.Untuk lebih mudahnya perhatikan contohpenamaan seperti didalam Tabel 13.4.13.5. Sifat-sifat PolimerPerbedaan utama dari polimer alam dan Polimersintetik adalah, mudah tidaknya sebuah polimerdidegradasi atau dirombak oleh mikroba. Polimersintetik sulit diuraikan oleh mikroorganisma.SifatͲsifat polimer sintetik sangat ditentukan olehstruktur polimernya seperti; panjangnya rantai;gaya antar molekul, percabangan, dan ikatansilang antar rantai polimer.Pertambahan panjang rantai utama polimer diikutidengan meningkatnya gaya antar molekulmonomer. Hal ini yang menyebabkanmeningkatnya kekuatan dan titik leleh sebuahpolimer. Gambar 13.10, contoh polimer yangberantai panjang dan linier. Polimer yang memilikibanyak cabang, kekuatannya menurun dan hal inijuga menyebabkan titik lelehnya semakin rendah,contoh untuk polimer bercabang ditunjukkan olehGambar 13.11.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

Beberapa polimer memiliki ikatan silang antar 274rantai, hal ini akan membuat polimer yang bersifatkaku dan membentuk bahan yang keras. Makin Gambar 13.12. Polimer Bakelit yangbanyak ikatan. silang makin kaku polimer yang memiliki ikatan silang antar rantaidihasilkan dan polimer akan semakin mudah polimernyapatah.Jenis polimer yang memiliki ikatan silang ini Gambar 13.13. Berbagai produk yangmerupakan plastik termoseting. Jenis plastik ini menggunakan bahan polimer polietilenhanya dapat dipanaskan satu kali yaitu hanya padasaat pembuatannya. Jika plastik ini pecah atau dengan densitas rendahrusak tidak dapat disambung kembali. Pemanasanselanjutnya menyebabkan rusaknya atauterbongkarnya ikatan silang antar rantai polimer,sehingga susunan molekul polimer berubah ataurusak. Contoh untuk plastik termoseting adalahpolimer bakelit yang memiliki ikatan silang antarrantai polimernya (Gambar 13.12).Plastik jenis yang lain memiliki sifat sebagaitermoplastik, yaitu plastik yang dapat dipanaskansecara berulangͲulang. Sifat ini disebabkan karenatidak adanya ikatan silang antar rantai polimernya.Jika polimer ini rusak atau pecah, kita dapatmenyambungnya kembali dengan caradipanaskan, contoh polimer termoplastik adalahpolietilen.13.6. Polimer disekeling kitaPenggunaan polimer dalam kehidupan sehariͲharisudah menjadi bagian hidup kita dan jarang kitaperhatikan. Beberapa polimer tersebut adalah :PolietilenaKita lebih sering menyebutnya dengan plastik.Polimer ini dibentuk dari reaksi adisi monomerͲmonomer etilena. Ada dua macam polietilena,yaitu yang memiliki densitas (kerapatan) rendahdan polietilena yang memiliki densitas tinggi.Perbedaan dari kedua polimer ini adalah carapembuatannya dan agak berbeda sifat fisikanya.Secara umum sifat polietilena adalah sebagai zatyang tidak berbau, tidak berwarna dan tidakberacun. Untuk polietilen dengan densitas rendahbiasanya dipergunakan untuk lembaran tipispembungkus makanan, kantungͲkantung plastik,jas hujan, lihat Gambar 13.13.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

275Sedangkan untuk polietilen yang memiliki densitas Gambar 13.14. Contoh penggunaantinggi, polimernya lebih keras, namun masih mudah propilena pada produk yang sering kitauntuk dibentuk sehingga banyak dipakai sebagai alatdapur misal ember, panci, juga untuk pelapis kawat jumpaidan kabel. Gambar 13.15. Kuali dan panci antiPolipropilena, lengket yang dilapisi oleh teflonPolimer ini mirip dengan polietilen, Monomerpembentuknya adalah propilena (CH3ͲCH = CH2),berbeda dalam jumlah atom C dengan etilen.Polipropilena lebih kuat dan lebih tahan daripolietilena, sehingga banyak dipakai untukmembuat karung, tali dan sebagainya. Karena lebihkuat, botolͲbotol dari polipropilena dapat dibuatlebih tipis dari pada polietilena. Botol minumanadalah salah satu contoh polimer propilena yangbanyak dipergunakan, lihat Gambar 13.14.TeflonNama Teflon merupakan nama dagang, namailmiahnya adalah politetrafluoroetilena dandisingkat dengan PTFE. Polimer dihasilkan dariproses polimerisasi adisi senyawa turunan etilenyaitu tetrafluoroetilena (CF2 = CF2). Teflon sangattahan terhadap bahan kimia, panas dan sangat licin.Penggunaan teflon sebagai pelapis barang yang thanpanas seperti tangki di pabrik kimia, pelapis pancidan kuali anti lengket di dapur serta pelapis dasarseterika. Lihat Gambar 13.15.Polivinil klorida (PVC)Polimer ini merupakan polimer yang dibentuk olehmonomer kloro etilen (CH2=CHCl). Polimer inimemiliki sifat yang lebih kuat dibandingkan denganetilen, tahan panas atau tidak mudah terbakar.Berdasarkan sifat inilah maka, polivinil kloridabanyak dipergunakan untuk untuk membuat pipa,selang keras, lapisan lantai, piringan hitam, dan lainͲlain.BakelitPolimer bakelit merupakan plastik termoseting,polimer ini dihasilkan dari suatu kopolimerkondensasi antara metanal dan fenol. Bakelit sudahbanyak dibahas pada plastik termoseting. Polimerini banyak digunakan untuk peralatan listrik, sebagaikotak isolator, dan dudukan lampuKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

276Polimer Akrilat Gambar 13.16. Serat dan jamperAda dua jenis polimer Akrilat yang banyak merupakan produk dari polimer akrilatdipergunakan dalam kehidupan sehariͲhari yaitupolimetil metakrilat dan serat akrilat atau orlon. Gambar 13.17. Karet sintetik dan vulkanisasi untuk ban kendaraanPolmetilmetakrilat (PMMA) merupakan senyawahomopolimer yang dibentuk dari reaksi polimerisasi bermotoradisi senyawa metil metakrilat. Senyawa ini jugadikenal dengan nama dagang flexiglass (gelas yangfleksibel). PMMA berupa plastik bening, keras dankuat, namun ringan dan fleksibel. Pemanfaatannyasebagai bahan pencampur gelas dan pencampurlogam, dan yang paling mudah kita amati adalahdigunakan untuk lampu belakang mobil ataupunkaca jendela pesawat terbang.Polimerisasi dari asam akrilat (asam 2Ͳpropenoat)atau turunannya menghasilkan serat akrilat sepertiorlon, serat ini menyrupai wol, sehinggadipergunakan untuk jamper, kaos kaki, karpet damlainͲlain. Lihat Gambar 13.16. Serat sutra didapatdari ulat sutra sebagai bahan yang mengkilat danhalus serta lembut. Polimer sintetik dari sutraadalah serat sintetik nylon 66 dan nylon 6, walapunhasilnya tidak sebaik sutra namun sudah mendekati.Polimer ini merupakan poliimida, cocok untuk tekstilhalus , misalnya untuk pakaian dan pakaian dalam.PoliesterPoliester merupakan polimer yang disusun olehmonomer ester. Penggunaan dari polimer ini adalahpengganti bahan pakaian yang berasal dari kapas.Produk yang dikenal adalah Dacron dan tetoronnama dagang sebagai serat tekstil. Polimer ini jugadapat dikembangkan lagi dan dipergunakan sebagaipita perekam magnetic dengan nama dagang mylar.Karet sintetikKeterbatasan sumber daya karet dan sifatnya yangperlu ditingkatkan maka diteliti dan didapatkankaret sintetik. Karet sintetik merupakan kopolimeryang terbentuk dari dua monomer yaitu stirena dan1,3 butadiena disingkat dengan SBR.Rantai polimer senyawa ini dapat berikatanmembentuk ikatan silang dengan atom belerang(sulfide) melalui proses vulkanisasi, sehingga karetsintetik memiliki sifat keras dan kuat. Cocok untukban mobil (Gambar 13.17).Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

277RANGKUMAN 1. Polimer adalah makromolekul yang biasanya memiliki bobot molekul tinggi, dibangun dari pengulangan unitͲ unitnya. 2. Pengklasifikasian yang paling sederhana dan sering dipergunakan didasari atas asal atau sumbernya, yaitu polimer alam dan polimer sintetik. 3. Polimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkan melalui sintesis kimia. 4. Polimer alam adalah senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup. 5. Monomer adalah unit terkecil sebagai penyusun polimer. 6. Penggabungan molekulͲmolekul kecil atau monomer menjadi molekul yang sangat besar siberi istilah reaksi polimerisasi. 7. Penamaan polimer didasari oleh atas nama monomernya baik dari nama sumber ataupun nama umum, yang kedua didasari atas taktisitas dan isomernya. 8. Isotaktik propilen berbentuk jika gugus metil pada posisi yang sama didalam polimer. 9. Sindiotaktik adalah polimer yang kedudukan atau posisi dari gugus alkil/fenil kedudukan tidak sama namun berubah secara beraturan. 10. Polimer ataktik adalah polimer yang posisi dari gugus alkil/fenil pada rantai karbonnya random. 11. Perbedaan utama dari polimer alam dan Polimer sintetik adalah, mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba. 12. SifatͲsifat polimer sintetik sangat ditentukan oleh struktur polimernya seperti; panjangnya rantai; gaya antar molekul, percabangan, dan ikatan silang antar rantai polimer. 13. Polimer yang memiliki ikatan silang antar rantai akan memiliki sifat kaku dan membentuk bahan yang keras dan dikenal dengan termoseting 14. Plastik termoplas adalah plastik yang dapat dipanaskan secara berulangͲulang. 15. Ada dua macam polietilena, yaitu yang memiliki densitas (kerapatan) rendah dan polietilena yang memiliki densitas tinggi. 16. Polipropilena ini mirip dengan polietilen, monomer pembentuknya adalah propilena (CH3ͲCH = CH2), berbeda dalam jumlah atom C dengan etilen. 17. PTFE adalah dihasilkan dari proses polimerisasi adisi senyawa turunan etilen yaitu tetrafluoroetilena (CF2 = CF2), polimer ini disebut juga dengan teflon.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

278 18. Polimer ini merupakan polimer yang dibentuk oleh monomer kloro etilen (CH2=CHCl) dan polimer ini memiliki sifat yang lebih kuat dibandingkan dengan etilen. 19. Polimer bakelit merupakan plastik termoseting, polimer ini dihasilkan dari suatu kopolimer kondensasi antara metanal dan fenol. 20. Ada dua jenis polimer Akrilat yang banyak dipergunakan dalam kehidupan sehariͲhari yaitu polimetil metakrilat dan serat akrilat atau orlon. 21. Polmetilmetakrilat (PMMA) merupakan senyawa homopolimer yang dibentuk dari reaksi polimerisasi adisi senyawa metil metakrilat. 22. Polimer sintetik dari sutra adalah serat sintetik nylon 66 dan nylon 6, walapun hasilnya tidak sebaik sutra namun sudah mendekati, polimer ini merupakan polimer dari poliimida. 23. Poliester merupakan polimer yang disusun oleh monomer ester. Penggunaan dari polimer ini adalah pengganti bahan pakaian yang berasal dari kapas. 24. Karet sintetik merupakan kopolimer yang terbentuk dari dua monomer yaitu stirena dan 1,3 butadiena disingkat dengan SBR.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

279Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar UJI 1. Makromolekul yang memiliki bobot molekul tinggi, dan KOMPETENSI dibangun dari pengulangan unitͲunitnya disebut dengan A. Karbohidrat B. Polietilen C. Polipropilen D. Polimer 2. Jika polimer dibentuk dari mononomer tetrafloroetilen melalui reaksi didalam laboratorium, maka polimer dapat digolongkan sebagai A. Polimer laboratorium B. Polimer sintetik C. Polemer alam D. Benar semua 3. Contoh dibawah ini adalah polimer sintetik, kecuali A. Nylon 66 B. Teflon C. Karet stirena butadiene D. Protein 4. Poli(metil metakrilat) adalah polimer yang disusun oleh monomer A. Metakrilat B. Metil metakrilat C. Asam metakrilat D. Akrilon 5. Dari senyawa dibawah ini yang mungkin membentuk polimer isotaktik adalah A. Polietilen B. Teflon C. Polipropilen D. Bakelit 6. Polimer ataktik memiliki ciri dimana gugus alkil atau fenil pada rantai utamanya berposisi ….. A. Sama B. Beraturan C. Random D. Tidak sama namun beraturan 7. Perbedaan utama dari polimer alam dan Polimer sintetik adalah, mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba dan sering diistilahkan dengan A. Biomolekul B. Biodegradabel C. Biodiesel D. BiogasKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

2808. SifatͲsifat polimer sintetik sangat dipengaruhi oleh beberapa factor kecuali : A. panjangnya rantai B. gaya antar molekul C. ikatan silang antar rantai polimer D. Titik leleh9. Bakelit merupakan termoseting, yang memiliki sifat kaku dan keras. Hasl ini disebabkan oleh A. panjangnya rantai B. gaya antar molekul C. ikatan silang antar rantai polimer D. Titik leleh10. Polimer akrilat yang berbentuk serat ditunjukkan oleh A. Polimetilmetakrilat B. Orlon C. Dakron D. Tetoron11. Polimer sintetik dari sutra adalah serat sintetik nylon 66 dan nylon 6, polimer ini merupakan polimer dari poliimida. A. Poliimina B. Poliimida C. Poiligita D. Polimata12. Karet sintetik merupakan kopolimer yang terbentuk dari dua monomer yaitu stirena dengan. A. 1Ͳpentena B. 2 butena C. 1,3 butadiena D. 1,3 pentadienaKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007



281 Bab 14. BiomolekulStandar Kompetensi Kompetensi Dasar Menjelaskan kegunaan polimerMenjelaskan system klasifikasi Mengklasifikasikan polimerdan kegunaan polimerTujuan Pembelajaran 1. Siswa dapat mendefinisikan polimer alam 2. Siswa dapat menyebutkan definisi karbohidrat 3. Siswa dapat mendefinisikan monomer untuk karbohidrat 4. Siswa dapat mendefinisikan protein 5. Siswa dapat mengidentifikasi ikatan peptida pada rantai protein 6. Siswa dapat menyebutkan protein berdasarkan struktur molekulnya 7. Siswa dapat mendefinisikan lipida 8. Siswa dapat mengidentifikasi senyawa asam lemak 9. Siswa dapat membedakan asam lemak jenuh dan tidak jenuh 10. Siswa mengenal senyawa isoprena sebagai monomer terpena 11. Siswa dapat mengidentifikasi molekul penyusun asam nukleat 12. Siswa dapat mendefinisikan nukleosida 13. Siswa dapat mendefinisakan nukleotida 14.1. Makromolekul pada makhluk hidup Makromolekul atau molekul besar memiliki berat molekul berkisar seribu bahkan ratusan ribu. Molekul ini disusun molekulͲmolekul kecil yang saling bergabung membentuk struktur yang sangat besar, dan sifatͲsifatnya berbeda dengan molekulͲmolekul penyusunnya. Banyak senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup, berupa makromolekul baik yang berbentuk polimer ataupun molekul besar yang memiliki struktur molekul yang kompleks. Molekul yang terdapat dalam makhluk hidup seringa juga disebut dengan Biomolekul. Biomolekul merupakan senyawa yang tersusun dari atom karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur dan posfor. Unit terkecil dari organisme hidup adalah sel dimana di dalamnya terdapat biomolekul seperti: air, karbohidrat, protein, lipida dan asam nukleat serta deoksiribosa dan ribosa asam nukleat. Dalam bab ini materi tersebut menjadi topik pembahasan kita.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

28214.2. Air Gambar 14.1. Molekul air dengan orientasi ruang dan sudutAir merupakan senyawa yang paling melimpah di muka ikatannyabumi memiliki rumus kimia H2O. Sebuah molekul airtersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara Gambar 14.2. Momen dipol dankovalen pada satu atom oksigen, perhatikan Gambar ikatan hidrogen pada molekul air14.1.Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidakberbau pada kondisi standar yaitu 1 atm dan 0 °C. Airmerupakan suatu pelarut yang penting, yang memilikikemampuan untuk melarutkan banyak zat kimialainnya, seperti garamͲgaram, gula, asam, beberapajenis gas dan banyak macam molekul organik.Air merupakan molekul yang spesifik, untuk molekulyang sejenis atau atom disekitar atom oksigen, sepertinitrogen, flor, dan Posfor, sulfur dan klor, jika berikatandengan hidrogen membentuk senyawa dalam bentukgas. Hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk airdalam fasa cair, karena oksigen lebih bersifatelektronegatif daripada elemenͲelemen lain tersebut(kecuali flor).Atom oksigen menarik elektronͲelektron ikatan jauhlebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atomhidrogen, sehingga kedua atom hidrogen bermuatanparsial positif (ʍ+) dan atom oksigen bermuatan parsialnegatif (ʍͲ). Adanya muatan pada tiapͲtiap atomtersebut membuat molekul air memiliki momen dipol.Proses terjadinya dipol dalam molekul air ditunjukanpada Gambar 14.2.Gaya tarikͲmenarik listrik antar molekul air ditimbulkanoleh dipol, hal membuat masingͲmasing molekul salingberdekatan, dan sulit untuk dipisahkan. Gaya tarikͲmenarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.Dalam ilmu fisika gaya tarik antar molekul sejenisdikatakan sebagai kohesi. Sedangkan adhesi gaya tarikmenarik antar molekul yang berbeda jenisnya.Adanya kohesi juga menyebabkan tegangan permukaanair cukup besar. Hal ini dapat diamati jika kitameneteskan air pada permukaan yang tak dapatterbasahi atau terlarutkan, maka air tersebut akanberkumpul sebagai sebuah tetesan. Hal yang sama jugabisa kita amati bagaimana air di atas daun talas.Pada kasus lain terjadi gaya adhesi yang sama kuatnyadengan gaya kohesinya.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

283Hal ini dapat kita amati, jika kita letakkan air padapermukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaanamat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thinfilm).Dalam selͲsel biologi dan organelͲorganel, air bersentuhandengan membran dan permukaan protein yang bersifathidrofilik; yaitu, permukaanͲpermukaan yang memilikiketertarikan kuat terhadap air. Air juga berperan dalampembentukan ikatan khususnya pada molekulͲmolekulpolimer.Dengan adanya sifat polaritas dan mudah terionisasi, air Gambar 14.3. Karbohidrat dandapat berinteraksi dan melarutkan banyak senyawa kimia Giugus fungsional yang adasehingga air sering dikatakan sebagai pelarut universal. dalam karbohidratKelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh kemampuansuatu zat untuk menandingi kekuatan gaya tarikͲmenariklistrik (gaya intermolekul dipolͲdipol) antara molekulͲmolekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gayatarikͲmenarik antar molekul air, maka molekulͲmolekultersebut tidak larut dalam air dan tetap sebagai endapan.Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cairdan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Airterionisasi menghasilkan sebuah ion hidrogen (H+) dansebuah ion hidroksida (OH–), seperti persamaan reaksi dibawah ini. H2O H+ + OHͲUntuk interaksi dua molekul air dituliskan dalampersamaan: H3O+ + OHͲ H2O + H2OSedangkan proses melarutkan dengan menggunakan airsebagai pelarut persamaan dituliskan : NH3 + H2O NH4+ + OHͲ14.3. KarbohidratKarbohidrat merupakan molekul yang banyak terdapat dialam. Pembentukan karbohidrat melalui prosesfotosintesis dan merupakan sumber energi hayati dari hasilkonversi energi matahari ke dalam bentuk energi kimia.Karbohidrat selain sebagai sumber utama energiorganisme hidup, juga merupakan sumber karbon untuksintesis biomolekul dan sebagai bentuk energi polimerik.Karbohidrat berasal dari hidrat suatu karbon denganrumus empiris Cx(H2O)y, merupakan polihidroksiͲaldehid (ͲC=O) polihidroksi–keton (ͲCͲC=O(COH) dan turunannyalihat Gambar 14.3.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

284Karbohidrat yang dibangun oleh polihdroksi dan gugus Bagan 14.4. Rantai lurus danaldehid disebut dengan aldosa, sedangkan yang disusun bentuk siklik dari karbohidratoleh polihidroksi dan gugus keton dikenal denganketosa. Molekul karbohidrat yang paling sederhana adalah Gambar 14.5. Klasifikasi polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton yang karbohidrat mempunyai tiga hingga enam atom karbon. Atom C memiliki kerangka tetrahedral yang membentuk sudut 105,9q, menyebabkan molekul karbohidrat cukup sulit berbentuk rantai lurus. Berdasarkan kerangka tetrahedral inilah, molekul polihidroksi ini lebih stabil dalam struktur siklik perhatikan Bagan 14.4. Karbohidrat sederhana dibangun oleh 5 (lima) atom C disebut dengan pentosa. Sedangkan yang dibangun oleh 6 (enam) atom C dikenal dengan heksosa. Selain dibentuk oleh sejumlah atom C yang mengandung gugus polihidroksi, strukturnya karbohidrat semakin kompleks dengan adanya atom karbon asimetri, yaitu atom karbon yang mengikat empat atom atau molekul yang berbeda pada struktur tetrahedralnya. Kehadiran C asimetri menyebabkan molekul karbohidrat bersifat optik aktif, yaitu mampu memutar bidang cahaya terpolarisasi. Pada karbohidrat juga dijumpai keisomeran optik, molekulͲmolekul yang komposisinya identik tetapi berbeda orientasinya dalam ruang dan keaktifan optiknya. Karbohidrat yang paling sederhana ditemukan di alam mengandung tiga atom C disebut triosa. Jika dengan gugus aldehida dinamakan aldotriosa (HOCH2ͲCHOHͲ CHO) dan dan dengan gugus keton disebut dengan ketotriosa (HOCH2ͲCOͲCH2OH). Karbohidrat dapat berupa monosakarida atau gula sederhana atau berupa gabungan dari monosakarida yang dapat membentuk polisakarida dengan beberapa unit sampai beberapa ribu unit monosakarida. Atas dasar jumlah rantai monomernya maka karbohidrat dapat digolongkan menjadi tiga yaitu monosakarida, Oligosakarida dan polisakarida, lihat Gambar 14.5. Sebagai sumber energi utama bagi tubuh manusia, karbohidrat menyediakan energi sebesar 4 kalori atau 17 kilojoule perͲgramnya.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

285Pemecahan karbohidrat menghasilkan mono dan Bagan 14.6. Monosakaridadisakarida, terutama glukosa. Melalui proses glikolisis, sederhana aldotriosa danglukosa segera terlibat dalam produksi adenosin triphospat (ATP), pembawa energi sel. ketotriosa14.3.1. Monosakarida Bagan14.7. Rumus bangun senyawa DͲGlukosa, DͲManosaMonosakarida merupakan sakarida sederhana yangtidak dapat dihidrolisis menjadi satuan terkecil dan DͲGalaktosawalaupun dalam suasana yang lunak sekalipun.Monosakarida paling sederhana adalah gliseraldehidatau aldotriosa dan isomerinya adalahdihidroksiaseton atau ketotriosa perhatikan Bagan14.6. Kedua senyawa tersebut merupakan suatu triosakarena mengandung tiga atom karbon. Jadi suatumonosakarida, tidak hanya dapat dibedakanberdasarkan gugusͲgugus fungsionalnya melainkanjuga dari jumlah atom karbonnya.Monosakarida yang paling banyak ditemukan dalamtubuh organisme adalah monosakarida yang dibangundengan 6 (enam) atom C yang dikenal sebagaiGlukosa. Pada molekul ini terdapat lima gugushidroksil dan satu gugus aldehid yang terikat padaatom karbon. Glukosa memiliki dua isomer yaitumanosa dan Galaktosa, perbedaan antara Glukosadengan Manosa terletak pada gugus hidroksi padaatom C nomor 2. Demikian pula halnya perbedaanantara Glukosa dan Galaktosa terletak pada gugushidroksinya, gugus OH disebelah kanan untukgalaktosa sedangkan glukosa terletak disebelah kiri,untuk lebih jelasnya perhatikan Bagan 14.7.Glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, adalahmonosakarida yang mengandung enam atom karbon.Glukosa merupakan polihidroksi aldehida (memilikigugus CHO). Lima karbon dan satu oksigennyamembentuk siklik yang disebut \"cincin piranosa\",bentuk siklik ini paling stabil untuk aldosa beratomkarbon enam.Glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, adalahmonosakarida yang mengandung enam atom karbon.Glukosa merupakan polihidroksi aldehida (memilikigugus CHO). Lima karbon dan satu oksigennyamembentuk siklik yang disebut \"cincin piranosa\",bentuk siklik ini paling stabil untuk aldosa beratomkarbon enam.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

286 Dalam cincin piranosa, atom karbon mengikat gugus Gambar 14.8. Bentuk cincin samping hidroksil dan hidrogen kecuali untuk atom C piranosa senyawa DͲGlukosa no.5, yang terikat pada gugus CH2OH sebagai atom karbon nomor 6. Struktur cincin ini berada dalam Gambar 14.9. ɲ–D–Glukosa kesetimbangan pada pH 7, struktur DͲGlukosa dalam bentuk cincin piranosa ditunjukan pada Gambar 14.8. Gambar 14.10. ɴ–D–Glukosa Selain memiliki isomer, Glukosa juga memiliki enansiomer yaitu isomer cermin terhadap dirinya yaitu DͲglukosa dan LͲglukosa. Namun kenyataannya yang ditemukan pada organisme, hanya yang dalam bentuk DͲisomer. Dalam bentuk rantai lurus kita dapat dengan mudah membedakan Bentuk D atau L konformasi isomer pada karbon nomor 5 atau pada atom C asimetris. Notasi D berasal dari kata Dextro berarti kanan, dan notasi L berarti levo atau kiri, sebagai penanda digunakan gugus hidroksilnya. Sedangkan pada cincin piranosa juga memiliki dua bentuk yang khas, yaitu posisi dari gugus hidroksil pada atom karbon pertama. Jika gugus hidroksil berposisi di bawah hidrogennya, maka disebut dengan bentuk ɲ (alfa). Demikianpula sebaliknya jika gugus hidroksilnya berposisi di atas hidrogennya, disebut dengan bentuk ɴ (beta), perhatikan Gambar 14.9 dan Gambar 14.10. Glukosa di dalam air akan membentuk keseimbangan dalam dua bentuk, yaitu bentuk ɲ ͲD–Glukosa dan ɴ Ͳ D–Glukosa, dengan komposisi 36 : 64. Proses perubahan dari ɲ ͲD–Glukosa ke ɴ ͲD–Glukosa atau sebaliknya disebut dengan disebut mutarotasi. Glukosa merupakan sumber tenaga utama bagi makhluk hidup. Glukosa diserap ke dalam peredaran darah melalui saluran pencernaan. Sebagian glukosa ini kemudian langsung menjadi bahan bakar sel otak, sedangkan yang lainnya menuju hati dan otot, yang menyimpannya sebagai glikogen. Glikogen merupakan sumber energi cadangan yang akan dikonversi kembali menjadi glukosa pada saat dibutuhkan kembali. Perombakan karbohidrat yang menghasilkan bentuk lain selain glukosa seperti: fruktosa dan galaktosa, akan diangkut ke hati, dan dikonversi atau diubah menjadi glukosa. Fruktosa merupakan monosakarida yang memiliki enam atom karbon merupakan isomer dari glukosa, namun memiliki gugus aldehid. Fruktosa terasa lebih manis dari glukosa dan banyak terdapat dalam buahͲbuahan. Untuk membedakan struktur molekul glukosa denganKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

287fruktosa, dapat mencermati Bagan 14.11.Glukosa juga memiliki keunggulan yaitu tidak mudah Bagan 14.11. Fruktosabereaksi secara nonspesifik dengan gugus aminosuatu protein dengan cara mereduksinya. Reaksi ini Bagan 14.12. Ikatan glikosidadikenal dengan glikosilasi yang dapat merusak fungsi pada molekul maltosaberbagai enzim. Hal ini disebabkan karena glukosaberada dalam bentuk isomer siklik yang kurangreaktif. Beberapa dampak glikosilasi protein adalahkomplikasi akut seperti diabetes, gagal ginjal, dankerusakan saraf periferal.14.3.2. OligosakaridaOligosakarida merupakan gabungan dari molekulͲmolekul monosakarida yang jumlahnya antara 2 (dua)sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida.Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida,trisakarida dan lainnya. Oligosakarida secaraeksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisapolisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yangsecara alami terdapat di alam. Oligosakarida yangpaling banyak digunakan dan terdapat di alam adalahbentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dansukrosa.Sering terjadi salah kaprah dalam mengenal definisigula, karena umumnya gula bagi masyarakat adalahgula pasir. Padahal gula pasir adalah suatu disakarida.Molekul disakarida yang disusun oleh dua molekulmonosakarida yang dihubungkan oleh ikatanglikosida.Ikatan glikosida terjadi dari kondensasi gugushidroksil dua molekul monosakarida, yaitu berasaldari gugus hidroksil dari atom Carbon yang pertamadengan salah satu gugus hidroksil pada atom karbonnomor 2, 4, atau 6, yang berasal dari monosakaridayang kedua.Kita ambil contoh bagaimana sebuah ɲ–D–Glukosadan ɴ–D–Glukosa membentuk disakarida, Pada keduamolekul ini ikatan glikosida atom karbon nomor 1 dariɲͲ DͲglukosa dan atom karbon nomor 4 dari ɴͲDͲglukosa lain. Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan1 4 glikosida, perhatikan Bagan 14.12. Secara umumreaksi ini dapat digambarkan dengan sederhanadengan pola reaksi berikut ini:RͲOH + HOͲR' RͲOͲR' + H2OKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

288Pembentukan ikatan glikosida merupakanjembatan oksigen yaitu RͲOR, reaksi ini jugaselalu diikuti dengan pelepasan molekul air.Disakarida yang banyak terdapat di alam Gambar 14.13. Ikatan glikosida padaseperti maltosa yang terbentuk dari 2 molekul molekul sukrosaglukosa melalui ikatan glikosida. Padamaltosa, jembatan oksigen terbentuk antara Gambar 14.14. Ikatan glikosida padaatom karbon nomor 1 dari DͲglukosa dan molekul laktosa.atom karbon nomor 4 dari DͲglukosa lain.Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan ɲ(1ї4) glikosida, secara lengkap dinyatakandengan ɲͲDͲglukopiranosil (1ї4)EͲDͲglukopiranosa. Dalam bentuk sederhanaGlc(ɲ1ї4E)Glc, perhatikan lagi Bagan 14.12.Maltosa diperoleh dari hasil hidrolisa pati danbanyak dimanfaatkan sebagai pemanis.Sukrosa (gula pasir) terbentuk dari satumolekul ɲͲDͲglukosa dan EͲDͲfruktosa,yaitu EͲDͲfruktofuranosil (2ї1) ɲͲDͲglukopiranosa atau Fru(ɲ2ў1E)Glc sepertiyang ditunjukan pada Gambar 14.13.Sukrosa biasa diperoleh di alam sebagai gulatebu dan gula bit. Khususnya pada padaekstrak gula dari bit, sukrosa tidak murnimelainkan bercampur dengan oligosakaridayang lain seperti rafinosa dan stakiosa.Secara alami, laktosa terdapat pada air susudan sering disebut dengan gula susu. Molekulini tersusun dari satu molekul DͲglukosa dansatu molekul DͲgalaktosa melalui ikatanɴ(1ї4) glikosidik, untuk struktur ikatannyadapat dilihat pada Gambar 14.14. Laktosayang terfermentasi akan berubah menjadiasam laktat. Dalam tubuh Laktosa dapatmenstimulasi penyerapan kalsium.Monosakarida dan oligosakarida serta polialkohol lainnya umumnya memiliki rasa manis.Sukrosa memiliki rasa manis dan terasanyaman di lidah kita, walaupun kitamenggunakannya dalam konsentrasi tinggi.Berbeda dengan ɴ–D mannosa memiliki terasamanis dan pahit. Sedangkan gentiobiosamemiliki rasa pahit.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

289Bahan untuk pemanis yang sering digunakan oleh industri adalahsukrosa, starch syrup (campuran glukosa, maltosa dan maltooligosakarida), glukosa, gula invert, fruktosa, laktosa dan gula alkohol(sorbitol, mannitol, xylitol). Jika kita membandingkan rasa manisdiantara molekul oligosakarida dan monosakarida, apabila kita gunakanstandart 100 adalah sukrosa maka dapat kita susun tabel tingkatkemanisan sebagai berikut. Tabel 14.1 Tingkat Kemanisan Relatif beberapa Gula terhadap Sukrosa. Gula Tingkat Gula Tingkat kemanisan kemanisan Sukrosa DͲMannitolGalactitol 100 DͲMannosa 69DͲFruktosa 41 Raffinosa 59DͲGalaktosa 114 DͲRhamnosa 22DͲGlukosa 63 DͲSorbitol 33Gula invert 69 51 Laktosa 95 Xylitol 102 Maltosa 39 DͲXylose 67 4614.3.3. PolisakaridaPolisakarida merupakan polimer yang disusun oleh rantaimonosakarida. Berdasarkan fungsinya polisakarida dapatdigolongkan menjadi dua bagian yaitu polisakarida struktural danpolisakarida nutrien.Sebagai komponen struktural, polisakarida berperan sebagaipembangun dan penyusun komponen organel sel serta sebagaimolekul pendukung intrasel. Polisakarida yang termasuk golonganini adalah selulosa (ditemukan dalam dinding sel tanaman), kitinyang dibangun oleh turunan glukosa yaitu glukosamindiketemukan pada cangkang udang, kepiting dan lainnya.Selulosa sebagai salah satu polisakarida struktural merupakanpolimer yang tidak bercabang, terbentuk dari monomer EͲDͲglukosa yang terikat bersamaͲsama dengan ikatan E (1 ї 4)glikosida. Jumlah rantai atau EͲDͲglukosa beraneka ragam, untukbeberapa jenis mencapai ribuan unit glukosa. Ikatan E (1ї4)glikosida yang dimiliki selulosa membuatnya lebih cenderungmembentuk rantai lurus, hal ini disebabkan ikatan glikosida yangterbentuk hanya sejenis yaitu E (1ї4) glikosida, perhatikanGambar 14.15.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

290Gambar 14.15. Struktur Selulosa cenderung membentuk rantai lurusPolisakarida struktural lainnya sepertiglikogen memiliki struktur yang lebihkompleks dan tersusun atas rantai glukosahomopolimer dan memiliki cabang. Setiaprantai glukosa berikatan ɲ (1ї 4) dan ikatansilang ɲ (1ї 6) glikosida pembentuk cabang,dengan adanya cabang bentuk Glikogenmenyerupai batang dan ranting pepohonanseperti ditunjukkan Gambar 14.16.Polisakarida nutrien merupakan sumber dan Gambar 14.16. Rantai glikogencadangan monosakarida. Polisakarida yang membentuk cabangtermasuk kelompok ini adalah pati, selulosadan glikogen. Setiap jenis polisakaridamemiliki jumlah monomer atau monosakaridayang berbeda, demikianpula dengan ikatanyang menghubungkan setiap monosakaridayang satu dengan yang lainnya, perhatikanTabel 14.2.Tabel 14.2. Polisakarida dengan monomer dan jenis ikatan glikosidanya.Polisakarida Monomer Jenis ikatan Glikogen DͲGlukosa D(1 o 6 ) bercabang Selulosa DͲGlucose E(1o 4) NͲAsetillͲDͲglukosamina E(1 o 4) kitin DͲGlukosaAmilopektin DͲGlukosa D (1 o 6 ) bercabang D (1o 4) Amilum Pati adalah polisakarida nutrien yang tersedia melimpah pada sel tumbuhan dan beberapa mikroorganisme. Pati umumnya berbentuk granula dengan diameter beberapa mikron. Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida berbeda, yaitu amilum dan amilopektin. Jumlah kedua poliskarida ini tergantung dari jenis pati. Pati yang ada dalam kentang, jagung dan tumbuhan lainKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

291mengandung amilopektin sekitar 75 – 80% danamilum sekitar 20Ͳ25%.Komponen amilum merupakan polisakarida rantai Gambar 14.17. Rantai heliks molekullurus tak bercabang terdiri dari molekul DͲ amilumGlukopiranosa yang berikatan ɲ (1ї 4) glikosida.Struktur rantai lurus ini membentuk untaian heliks,seperti tambang perhatikan Gambar 14.17.Jika kita mereaksikan amilum dengan Iodium akanmenghasilkan warna biru terang. Hal ini disebabkanterjadinya kompleks koordinasi antar ion Iodida diantara heliks. Intensitas warna biru akan dihasilkandari interaksi tersebut dan bergantung padakandungan amilum yang terdapat dalam pati.Sehingga teknik ini sering digunakan untuk mengujikeberadaan amilum dalam sebuah sampel.Amilopektin merupakan polimer yang tersusun atasmonomoer DͲglukopiranosa yang berikatan ɲ (1ї 4)glikosida dan juga mengandung ikatan silang ɲ(1ї6) glikosida. Adanya ikatan silang inimenyebabkan molekul amilopektin bercabangͲcabang, perhatikan Gambar 14.18.Polisakarida yang banyak digunakan dalam industri Gambar 14.18. Strukturmakanan adalah agar, alginate, carragenan dan Amilopektin.Carboxymethyl Cellulose (CMC). Agar merupakanhasil isolasi polisakarida yang terdapat dalamrumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagaimedia biakan mikroba. Agar juga merupakan bahanbaku/tambahan dalam industri pangan. Hal inidikarenakan adanya beberapa sifat dan kegunaanagar seperti; tidak dapat dicerna, membentuk gel,tahan panas serta dapat digunakan sebagaiemulsifier (pengemulsi) dan stabilizer (penstabil)adonan yang berbentuk koloid.Alginat diperoleh dari ekstraksi alga coklat(Phaeophyceae) dalam kondisi alkali. Alginatberfungsi sebagai penstabil dan pembentuk gel.Carrageenan banyak digunakan untuk menaikkankekentalan dan menstabilkan emulsi. Sejumlah 0,03% carrageenan biasanya ditambahkan pada coklatuntuk mencegah pemisahan lemak danmenstabilkan suspensi partikel kakao.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

292Carboxymethyl Cellulose (CMC) merupakan hasil Gambar 14.19. Molekul asammodifikasi selulosa dengan menambahkan gugus amino, gugus penyusun sertakarboksi metil, CMC disintesa dari selulosa denganmenambahkan kloroasetat dalam suasana basa. CMC bentuk ionnyaberfungsi sebagai pengikat dan dipergunakan untukmemperbaiki tekstur produkͲproduk seperti : jelly, pasta,keju, dan ice cream.14.4. ProteinProtein merupakan komponen utama dalam sel hidupyang memegang peranan penting dalam proseskehidupan. Protein berperan dalam struktur dan fungsisemua sel makhluk hidup dan virus. Protein dalambentuk enzim beperan sebagai katalis dalam bermacamͲmacam proses biokimia. Sebagai alat transport, yaituprotein hemoglobin mengikat dan mengangkut oksigendalam bentuk (HbͲO) ke seluruh bagian tubuh.Protein juga berfungsi sebagai pelindung, seperti antibodiyang terbentuk jika tubuh kemasukan zat asing, sertasebagai sistem kendali dalam bentuk hormon,Protein pembangun misalnya glikoprotein terdapatdalam dinding sel, keratin yang terdapat pada kulit, kukudan rambut. Sebagai komponen penyimpanan dalam bijiͲbijian. Protein juga merupakan sumber gizi, proteinberperan sebagai sumber asam amino bagi organismeyang tidak mampu membentuk asam amino.Dalam tinjauan kimia protein adalah senyawa organikyang kompleks berbobot molekul tinggi berupa polimerdengan monomer asam amino yang dihubungkan olehikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon,hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur serta Posfor.Untuk pembahasan protein kita kaji terlebih dahulumonomer penyusun protein yaitu asam amino.Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugusfungsional karboksilat (COOH) dan amina (NH2) yangterikat pada satu atom karbon (Cɲ) yang sama, atom inijuga umumnya merupakan C asimetris. Secara rincistruktur asam amino dibangun oleh sebuah atom C yangmengikat empat gugus yaitu; gugus amina (NH2), guguskarboksilat (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugussisa R. Gugus ini yang membedakan satu asam aminodengan asam amino lainnya, coba perhatikan Gambar14.19.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

293Gugus karboksilat menyebabkan asam amino Gambar 14.20. Molekul Asam aminobersifat asam gugus amina bersifat basa. Dalam sebagai asam dan sebagai basalarutan, asam amino bersifat amfoter, sebagaiasam pada media basa dan menjadi basa pada Gambar 14.21 Isomer optik asamsuasana asam. Hal ini dikarenakan protonasi, amino dari senyawa alaningugus amina menjadi –[NH3+] dan guguskarboksilat menjadi ion –[COOͲ], sehingga asam Bagan 14.22. Asam amino denganamino memiliki dua muatan dan disebut dengan gugus R nonͲpolarzwitterͲion (Bagan 14.20).Keberadaan C asimetrik menjadi pusat kiral danmolekul asam amino memiliki isomer optik yangumumnya diberi notasi dextro (D) dan levo (L),ingat pembahasan isomer optik pada karbohidrat,struktur kedua isomer dapat ditunjukan olehalanin, perhatikan Gambar 14.21.Penggolongan Asam amino didasari pada sifat danstruktur gugus sisa (R), seperti gugus R yangbersifat asam, basa, gugus R yang mengandungbelerang atau hidroksil, R sebagai senyawaaromatik, alifatik dan yang siklik. Namunpenggolongan yang umum dipergunakan adalahsifat polaritas dari gugus R.1. Asam amino dengan R yang bersifat non polar. Gugus R dalam golongan asam amino merupakan senyawa hidrokarbon, dengan karakteristik hidrofobik. Golongan ini terdiri dari lima senyawa asam amino yang memilliki gugus R alifatik yaitu alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin, sedangkan gugus R yang mempunyai struktur aromatik meliputi fenil alanin dan triptopan, serta satu molekul yang mengandung belerang yaitu methionin. Golongan ini memiliki struktur seperti pada Bagan 14.22.2. Asam amino dengan R polar tapi tidak bermuatan, asam amino ini bersifat polar, dan hidrofilik atau lebih mudah larut dalam air dibandingkan dengan asam amino jenis pertama. Golongan ini memiliki gugus fungsional yang membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Beberapa asam amino yang masuk dalam golongan ini adalah; glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin dan glutamin. Senyawa dalam kelompok ini ditampilkan oleh Bagan 14.23.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

2943. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan Bagan 14.23. Gugus R asam amino negatif, kelompok ini hanya terdiri dari dua yang bersifat polar asam amino yang memiliki gugus bermuatan total negatif, yaitu asam aspartat dan asam Bagan 14.24. Asam amino glutamat. Kedua molekul ini memiliki gugus dengan gugus R yang bermuatan tambahan yang bermuatan negatif yaitu gugus karboksilat. Asam amino ini disajakan pada total negatif Bagan 14.24, pada halaman berikut.4. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif. Lisin merupakan asam amino yang masuk dalam golongan ini, akan memiliki muatan total positif pada pH 14. Sedangkan arginin mengandung gugus guanidine yang bermuatan positif dan histidin mengandung gugus imidazol yang sedikit mengion. Kelompok asam amino ini memiliki struktur seperti pada Gambar 14.25.Dalam tubuh manusia terdapat beberapa asamamino yang tidak disintesa dalam tubuh yaitu asamamino esensial. Kebutuhan akan asam amino ini didapat dari makanan. Ada sepuluh macam aminoesensial yaitu Arginin, (Arg), Histidin (His), Isoleusin(Ile), Leusin (Leu), Lisin (Lys), Methionin (Met),Phenilalanin (Phe), Threonin (Thr), Triptofan (Trp)dan Valin (Val).Asam amino esensial dapat diperoleh dari Gambar 14.25. Asam amino denganmakanan seperti telur, daging, susu. Hampir gugus R yang bermuatan total positifseluruh protein tersedia dalam susu, beberapa bijiͲbijian dan sayuran mengandung protein yang tidaklengkap, mengkombinasikan makanan sangat baik,dalam Tabel 14.3, terdapat beberapa sumberprotein yang dapat dijadikan rujukan.Tabel 14.3. Kandungan asam amino esensial dalam sumber makananKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

29514.4.1. Peptida sebagai rantai proteinDua molekul asam amino dapat saling berikatanmembentuk ikatan kovalen melalui suatu ikatan amidayang disebut dengan ikatan peptida. Ikatan kovalen initerjadi antara gugus karboksilat dari satu asam aminodengan gugus ɲ amino dari molekul asam aminolainnya dengan melepas molekul air. Secara sederhanamekanisme reaksi pembentukan ikatan kovalen dapatdilihat Gambar 14.26. Gambar 14.26. Mekanisme pembentukan ikatan peptida sebagai rantai protein Tiga molekul asam amino dapat bergabung membentuk dua ikatan peptida, begitu seterusnya sehingga dapat membentuk rantai polipeptida. Peptida memberikan reaksi kimia yang khas, dua tipe reaksi yang terpenting yaitu hidrolisis ikatan peptida dengan pemanasan polipeptida dalam suasana asam atau basa kuat (konsentrasi tinggi). Sehingga dihasilkan asam amino dalam bentuk bebas. Hidrolisa ikatan peptida dengan cara ini merupakan langkah penting untuk menentukan komposisi asam amino dalam sebuah protein dan sekaligus dapat menetapkan urutan asam amino pembentuk protein tersebut. Peptida atau polipeptida bebas juga merupakan molekul aktif penyusun hormon yang memiliki aktifitas biologis dalam tubuh manusia, seperti pada hormon insulin, glukagon dan kortikotropin. Insulin mengandung dua rantai polipeptida, satu polipeptida mengandung 30 residu asam amino dan yang lain mengandung 21 residu asam amino. Kortikotropin mengandung 39 residu asam amino dan hormon oksitosin hanya mengandung 9 residu asam amino. Protein sebagai makromolekul (molekul besar) mampu menunjukkan berbagai fungsi biologi. Atas dasar peran ini maka rotein dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Gambar 14.27) ; enzim, protein transport, protein nutrient dan penyimpan, protein kontraktil atau motil, protein struktural, protein pertahanan dan protein pengatur.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

296Enzim, merupakan protein yang dapat berfungsi Proteinsebagai katalisator. Hampir seluruh reaksi kimia yang Enzimterjadi di tingkat sel dikatalisis oleh enzim. Protein ransport Protein NutrientBeberapa contoh enzim yang banyak dimanfaatkan Protein Kontraktilsaat ini seperti, glukosa oksidase yang mengkatalisis Protein Strukturalglukosa menjadi asam glukonat, urikase yaitu enzim Protein Pertahananyang dapat membongkar asam urat menjadi alantoin. Protein PengaturSaat ini sudah ditemukan lebih dari 2000 jenis macam Protein lainnyaenzim yang mengkatalisis reaksi kimia yang spesifik Gambar 14.27. Skemadan ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan. penggolongan Protein berdasarkan fungsinyaProtein transport adalah protein yang dapat mengikatdan membawa molekul atau ion yang khas dari satu Gambar 14.28. Mioglobin yangorgan ke organ lainnya. Contoh protein transport yang mendistribusikan oksigen ke ototmudah adalah mioglobin yang menyimpan danmendistribusikan oksigen ke dalam otot, perhatikanGambar 14.28.Hemoglobin juga merupakan protein transport yangterdapat dalam sel darah merah. Hemoglobin dapatmengikat oksigen ketika darah melalui paruͲparu.Oksigen dibawa dan dilepaskan pada jaringan periferiyang dapat dipergunakan untuk mengoksidasinutrient (makanan) menjadi energi. Pada plasmadarah terdapat lipoprotein yang berfungsimengangkut lipida dari hati ke organ. Proteintransport lain yang terdapat dalam membran selberperan untuk membawa beberapa molekul sepertiglukosa, asam amino dan nutrient lainnya melaluimembran menuju sel.Protein nutrient sering disebut juga proteinpenyimpanan, protein ini merupakan cadanganmakanan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan danperkembangan. Beberapa contoh protein ini, seringkita temukan dalam kehidupan sehariͲhari sepertiovalbumin merupakan protein utama putih telur,kasein sebagai protein utama dalam susu. Contohlainnya adalah protein yang menyimpan zat besi yaituferritin yang terdapat di dalam jaringan hewan.Protein kontraktil juga dikenal sebagai protein motil,di dalam sel organisme protein ini berperan untukbergerak seperti aktin dan myosin. Kedua protein inimerupakan filament yang berfungsi untuk bergerak didalam sistem kontraktil dan otot kerangka. Contohlainnya adalah tubulin pembentuk mikrotubulmerupakan zat utama penyusun flagel dan silia yangmenggerakkan sel.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

297 Protein struktural, jenis protein ini berperan untuk menyangga atau membangun struktur biologi makhluk hidup. Misalnya kolagen adalah protein utama dalam urat dan tulang rawan yang memiliki kekuatan dan liat. Persendian mengandung protein elastin yang dapat meregang dalam dua arah. Jenis lain adalah kuku, rambut dan buluͲbuluan merupakan protein keratin yang liat dan tidak larut dalam air. Protein juga dapat digolongkan berdasarkan bentuk dan proses pembentukan serta sifat fisiknya. Terdapat empat struktur protein yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener. Selain penggolongan juga sering dilakukan sebagai sebagai protein serabut atau dan protein globular. Struktur primer adalah rantai polipeptida sebuah protein terdiri dari asamͲasam amino yang dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida yang membentuk rantai lurus dan panjang sebagai untaian polipeptida tunggal, seperti pada Bagan dibawah. Bagan 14.29. Struktur primer sederhana yang disusun oleh 4 jenis asam amino Struktur yang kedua adalah struktur sekunder. Pada struktur sekunder, protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam amino. Ikatan pembentuk struktur ini didominasi oleh ikatan hidrogen antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan hidrogennya. Ada dua jenis struktur sekunder, yaitu: DͲheliks dan EͲsheet (lembaran).Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

298Gambar 14.30 menunjukkan protein dengan Gambar 14.30. Protein denganstruktur sekunder dengan bentuk DͲheliks. struktur DͲheliksStruktur protein sekunder dalam bentuk EͲ Gambar 14.31. Protein dengan struktursheet. Untuk mengenal dan mudah dalam sekundermengidentifikasi dan membedakan keduastruktur, maka bentuk disajikan pada Gambar14.31 pada halaman berikut.Struktur tersier merupakan struktur yangdibangun oleh struktur primer atau sekunderdan distabilkan oleh interakasi hidrofobik,hidrofilik, jembatan garam, ikatan hidrogendan ikatan disulfida (antar atom S) sehinggastrukturnya menjadi kompleks. Proteinglobular dan protein serbut/serat atau fibermerupakan contoh struktur tersier.Protein Globular, merupakan protein yanglarut dalam pelarut air dan dapat berdsifusidengan cepat, dan bersifat dinamis lihatGambar 14.32, dimana seluruh interaksiantar struktur sekunder atau primerterviasualisasi dengan baik.Protein serabut bersifat tidak larut dalam airmerupakan molekul serabut panjang denganrantai polipeptida yang memanjang padasatu sumbu dan tidak berlipat menjadibentuk globular.Jenis protein ini memiliki peran sebagaipenyangga dan sebagai pelindung. Untukstruktur fiber disajikan pada Gambar 14.33,di bawah ini. Gambar 14.33 Struktur tersier untuk protein Gambar 14.32. Struktur tersier dari fiber protein GlobularStruktur kuartener merupakan hasil interaksidari beberapa molekul protein tersier, setiapunit molekul tersier disebut dikenal dengansubunit.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

299Setiap subunit protein struktur tersier dapat Gambar 14.34. Gambar strukturberinteraksi dan saling mempengaruhi satu kuartener yang diwakili oleh molekulsama lain, interaksi tersebut dapat mengubahstruktur maupun peran dan fungsinya. Molekul hemoglobinprotein kuartener ditampilkan pada Gambar14.34. Pembentukan struktur kuartener proteinmenyebabkan bagian nonpolar protein tidakterpapar pada lingkungan yang berair.Sehingga protein yang memiliki bagiannonpolar yang panjang dapat larut dalam air.Hemoglobin merupakan contoh protein yangmembentuk struktur kuartener dengan 4subunit (2 sub unit D dan 2 subunit E).Beberapa protein menjadi aktif ketikamembentuk struktur kuartener, namun adajuga protein yang aktif ketika strukturkuartenernya terdisosiasi menjadi subunitnya.Pembentukan keempat struktur protein dapatdisarikan ke dalam bagan pada Gambar dibawah ini. Gambar 14.35. Mekanisme pembentukan struktur tersier dari tahapan yang sederhana Denaturasi protein merupakan suatu keadaan dimana protein mengalami perubahan atau perusakan struktur sekunder, tersier dan kuartenernya. Denaturasi ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya pemanasan, suasana asam atau basa yang ekstrim, kation logam berat dan penambahan garam jenuh. Pemanasan dapat menyebabkan pemutusan ikatan hidrogen yang menopang struktur sekunder dan tersier suatu protein sehingga menyebabkan sisi hidrofobik dari gugus samping polipentida akan tebuka.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

300Hal ini menyebabkan kelarutan protein semakin Gambar 14.36. Pemanasan telurturunn dan akhirnya mengendap dan ayam merupakan contohmenggumpal peristiwa ini dinamakan koagulasi. denaturasi proteinPerubahan pH yang sangat ekstrim akhibatpenambahan asam kuat atau basa kuat akanmerusak interaksi ionik yang terbentuk antargugus R polar dari asam amino penyusun protein.Hal ini juga berakhibat sama pada perusakanstruktur protein. Kehadiran ion logam berat dapatmemutuskan ikatan disulfida (SͲS) yangmenstabilkan tekukan – tekukan yang dibentukoleh polipeptida dalam membangun strukturprotein, lihat Gambar 14.36.Penambahan larutan garam encer pada proteinglobular akan meningkatkan kelarutan protein.Beberapa interaksi hidrofilik antara molekulprotein dan air akan semakin kuat dengankehadiran garam pada konsentrasi rendahperistiwa ini dinamakan salting in. Namun apabilalarutan garam pekat yang ditambahkan makakelarutan protein akan menurun. Kehadirangaram pada konsentrasi tinggi menyebabkanperistiwa solvasi air pada molekul proteinberpindah ke garam sehingga menurunkan tingkatkelarutan protein. peristiwa ini disebut saltingout.Beberapa jenis protein fungsional seperti enzimdan hormon yang telah terdenaturasi akankehilangan sifat dalam biokatalisisnya. Hal inimenyebabkan terhambatnya beberapa jenisreaksi biokimia yang dikatalisis oleh enzim atauhormon yang bersangkutan.Apabila berada pada kondisi yang sesuai, proteinyang telah terdenaturasi akan dapat mengalamirenaturasi atau penyusunan kembali strukturprotein yang meliputi struktur sekunder, tersierdan kuartenernya.Peristiwa denaturasi protein dapat kita jumpaidalam kehidupan sehari – hari, seperti saat kitamemanaskan putih telur, sterilisasi peralatangelas dengan autoclave, dan sebagainyaperhatikan kembali Gambar 14.36 di atas.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

30114.5. LipidaLipida berasal dari kata lipos (bahasa yunani) yang berarti lemak.Lipida memiliki sifat kelarutan yang berbeda dengan tiga golonganutama biomolekul yang lain yaitu karbohidrat, protein dan asamnukleat, yang umumnya larut dalam air dan tidak larut dalampelarut organik. Lipida memiliki sifat kebalikannya yaitu mudah larutdalam pelarut organik dan tidak larut dalam air.Struktur kimia lipida sangat bervariasi meskipun sifat kelarutanyamirip. Lipida ada yang berupa persenyawaan ester dan hidrokarbonrantai lurus, berbentuk siklik atan maupun bentuk polisiklik. Lipidajenis lain memiliki struktur terpena yang mengadung berbagai gugusfungsi (C=C, OH, C=O) dan struktur steroid (lipida tetrasiklik).Penggolongan lipida secara sederhana disajikan dalam bagan dibawah ini. Gambar 14.37. Bagan penggolongan lipida 14.5.1. Asam lemak Asam lemak merupakan asam lemah, yang di dalam air akan terdisosiasi sebagian. Umumnya asam lemak berfase cair atau padat pada suhu ruang (27 °C). Semakin panjang rantai karbon penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak dapat bereaksi dengan senyawa lain membentuk persenyawaan lipida.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

302Persenyawaan lipida tersebut sering dijumpai di dalamtubuh organisme yang memiliki fungsi khusus dalampenyusunan sel organism. Beberapa jenis persenyawaanlipida tersebut antara lain prostaglandin, wax,trigliserida, gliserofosfolipida, sfingolipida danglikofosfolipida, perhatikan kembali gambar 14.37, diatas.Asam lemak tidak lain adalah asam alkanoat atau asam Gambar 14.38. Bentuk lipidakarboksilat berderajat tinggi (memiliki rantai karbon dalam kehidupan sehariͲharilebih dari 6). Asam lemak dibedakan menjadi asamlemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemakjenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atomͲatom karbon penyusunnya, sementara asam lemak takjenuh memiliki paling sedikit satu ikatan rangkapdiantara atomͲatom karbon penyusunnya. Kedua jenisikatan dalam asam lemak inilah yang menyebabkanperbedaan sifat fisik antara asam lemak satu denganlainnya.Keberadaan ikatan rangkap dan panjang rantai inimenyebabkan asam lemak penyusun lipida memiliki duajenis wujud yang berbeda pada suhu ruang. Dua wujudlipida yang sering kita temukan adalah lemak danminyak. Lemak pada suhu ruang berwujud padatsedangkan minyak pada suhu ruang berwujud cair.perhatikan Gambar 14.38.Lemak umumnya disusun oleh asam lemak rantai panjang yang memiliki ikatantunggal atau jenuh sedangkan minyak banyak disusun oleh asam lemak rantaipanjang dengan ikatan rangkap atau tak jenuh.Kedua asam lemak tersebut jelas memiliki perbedaan sifat fisik dan kimianya,beberapa struktur dan sifat dari kedua senyawa tersebut disajikan dalam Tabeldi bawah ini.Tabel 14.4. Sifat fisik dan struktur asam lemak jenuh dan tidak jenuhKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

303Beberapa asam lemak yang telah dikenal dan telahteridentifikasi dengan baik ditunjukkan pada Tabel 14.5. Tabel 14.5 Daftar nama asam lemak yang telah teridentifikasiJumlah atom C, ikatan dan Nama Trivial Nama sistimatik posisi ikatan rangkap (umum) hexanoic 6:0 caproic octanoic 8:0 caprylic Decanoic 10:0 capric dodecanoic 12:0 lauric tetradecanoic 14:0 mystiric Hexadecanoic 16:0 palmitic cisͲ9Ͳhexadecenoic 16:1 (9) palmitoleic octadecanoic 18:0 stearic cisͲ9Ͳoctadecenoic 18:1 (9) cisͲ1Ͳoctadecenoic 18:1 (11) oleic all cisͲ9,12Ͳoctadecadienoic 18:2 (9,12) vaccenic all cisͲ9,12,15Ͳ 18:3 (9,12,15) linoleic octadecatrienoic linolenic eicosanoic 20:0 all cisͲ5,8,11,14Ͳ 20:4 (5,8,11,14) arachidic eicosatetraenoic arachidonic14.5.2. Prostaglandin Gambar 14.39. Molekul prostaglandinProstaglandin merupakan lipida yang dibangun oleh20 atom karbon pembentuk rantai utamanya.Prostaglandin merupakan lipida yang mengandunggugus hidroksil (OH) di posisi atom C nomor 11 danC nomor 15, dan memiliki ikatan rangkap pada atomC no 13, lihat Gambar 14.39.Prostaglandin dihasilkan oleh jaringan yang sedangterluka atau sakit yang disintesis dari asam lemak takjenuh rantai panjang yaitu asam arakidonat.Kehadiran obat penghilang rasa sakit seperti aspirindapat menghambat proses pembentukan molekulini. Proses pembentukan prostaglandin dari asamarakidonat, ditunjukkan oleh persamaan reaksi dibawah ini (Gambar 14.40). Gambar 14.40. Proses pembentukan Prostaglandin dari asam arakidonatKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007