Urea merupakan salah satu molekul induk yang sering digunakan dalam inklusi. Biasanya kristal urea berbentuk tetragonal, tetapi apabila ada molekul tamu, urea akan mengkristal dalam bentuk heksagonal yang mengandung molekul tamu di dalamnya. Kisi-kisi heksagonal dapat terbentuk hanya apabila terdapat molekul tamu dimana stabilitas strukturnya dipengaruhi gaya van der Waals antara molekul induk dan molekul tamu.
Kisi-kisi urea memiliki diameter 5 Å yang terbentuk oleh ikatan-ikatan hidrogen. Bagian dalam bersifat kurang polar dibandingkan bagian luar, sehingga molekul organik nonpolar akan terpisah dan berada di dalam kisi-kisi kristal (Smith dan March, 2001). Selain itu, ukuran molekul juga berpengaruh pada pemisahan molekul-molekul organik dengan inklusi urea. Molekul yang terlalu besar karena tidak akan cocok dengan kisi-kisi kristal sehingga tidak dapat masuk ke dalam kisi-kisi kristal, namun apabila molekul organik tersebut terlalu kecil maka molekul tersebut akan keluar melalui lubang bawah.
Asam-asam lemak hasil hidrolisis minyak biji selasih merupakan campuran berbagai asam lemak, baik jenuh maupun tak jenuh. Menurut Anger, et al. (1996) minyak biji selasih memiliki kandungan asam lemak tak jenuh rata-rata 89 %, yaitu asam α-linolenat (43,8 – 64,8 %), asam linoleat (17,8 – 31,3 %), dan asam oleat (8,5 – 13,3 %). Sedangkan kandungan beberapa asam lemak jenuhnya yaitu asam palmitat (6,1 – 11,0 %) dan asam stearat (2,0 – 4,0 %).
Ikatan rangkap bersifat lebih polar daripada ikatan tunggal. Asam lemak tak jenuh bersifat lebih polar daripada asam lemak jenuh. Semakin banyak ikatan rangkap dalam asam lemak, semakin besar pula sifat kepolarannya. Hal inilah yang mendasari pemisahan asam lemak menggunakan inklusi urea. Asam lemak jenuh yang bersifat kurang polar akan lebih mudah terjebak dalam kisi-kisi kristal urea daripada asam lemak tak jenuh. Demikian pula asam lemak tak jenuh yang memiliki satu ikatan rangkap (asam oleat) akan mudah terjebak dalam kisi-kisi kristal urea daripada asam linoleat (mengandung dua ikatan rangkap) dan asam linolenat yang mengandung tiga ikatan rangkap, sehingga asam linolenat dapat dipisahkan atau dimurnikan dengan inklusi urea.
Selain berdasarkan kepolaran, pemisahan asam lemak dengan inklusi urea juga dipengaruhi oleh ukuran atau konformasi asam lemak yang akan dipisahkan. Asam lemak jenuh akan lebih mudah masuk (terjebak) dalam kisi-kisi kristal urea dibanding asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh hanya mengandung rantai karbon dengan ikatan tunggal yang dapat mengalami perputaran (rotasi) pada ikatan-ikatannya, sehingga bentuk molekul dan ukurannya lebih fleksibel. Sedangkan asam lemak tak jenuh memiliki bentuk molekul yang lebih kaku (rigid) pada ikatan rangkapnya. Ikatan rangkap tidak dapat mengalami perubahan konformasi seperti pada ikatan tunggal, sehingga akan lebih terhalang untuk masuk ke dalam kisi-kisi kristal urea.
Pemisahan asam-asam lemak dengan inklusi urea juga dipengaruhi jumlah ikatan rangkap dan geometri dari asam-asam lemak tersebut. Asam lemak dengan satu ikatan rangkap (monoena), dua ikatan rangkap (diena), dan tiga ikatan rangkap (triena), serta asam lemak dengan geometri E atau Z akan mengalami interaksi yang berbeda dengan kristal urea, sehingga dapat mengalami pemisahan. Penelitian yang dilakukan oleh Grandgirard (1987) mengenai inklusi urea pada asam lemak minyak biji rami (linseed oil) dengan perbandingan urea:asam lemak 2:1 pada temperatur 4 0C menghasilkan pemisahan antara asam α-linolenat dan asam non linolenat. Asam-asam lemak non linolenat terperangkap dalam kristal urea. Asam palmitat terperangkap sebanyak 99,1 %, asam palmitoleat 62,5 %, asam heptadekanoat 100 %, asam heptadekaenoat 75 %, asam stearat 99,4 %, asam oleat 89,8 %, asam linoleat (18:2 Z,E dan E,Z) 83 %, dan (18:2 Z,Z) 34,9 %. Hanya sedikit asam α-lonolenat (18:3 Z,Z,Z) yang terperangkap, yakni sekitar 27,1 % sedangkan sisanya tetap berada dalam filtrat.
Hasil pemisahan dengan inklusi urea dipengaruhi oleh temperatur dan perbandingan (rasio) urea dan asam lemak yang akan dipisahkan. Pada penelitian ini, dilakukan variasi temperatur dan rasio asam lemak: urea untuk mencari kondisi optimum inklusi yang selanjutnya digunakan pada saat proses purifikasi asam α-linolenat campuran hasil hidrolisis minyak biji selasih.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar