revisi_uas_yuniasari.pdf
Post on 23-Oct-2015
36 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
OPTIMASI PRODUKSI DAG DARI CRUDE PALM OIL
SECARA GLISEROLISIS ENZIMATIS SISTEM KONTINU
Oleh
Yuniasari
062110011
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN
BOGOR
2013
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ............................................................................................................ i
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. iii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah............................................................................................ 1
1.3 Hipotesis .......................................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 2
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3
1.1 Diasilgliserol ................................................................................................... 3
1.2 Crude Palm Oil (CPO) ................................................................................... 5
1.3 Gliserolisis menggunakan Enzim Lipase ........................................................ 6
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 7
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur isomer diasilgliserol ............................................................. 3
iii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.2.1 Komposisi CPO ................................................................................... 5
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diasilgliserol (DAG) dikenal sebagai minyak sehat (healthy oil) karena
dapat mengurangi trigliserida dalam serum darah, mencegah akumulasi lemak
dalam tubuh, dan memperbaiki rasio kolesterol serum darah (Yasunaga et al.,
2001 dalam Panji dkk., 2011). Reyes et al. (2008) melaporkan bahwa konsumsi
minyak yang diperkaya dengan DAG selama lima minggu tidak meningkatkan
kandungan plasma sehingga dapat mengurangi risiko serangan jantung.
Menurut para peneliti KAO corp. produksi DAG dapat dilakukan dengan
dua tahap yaitu hidrolisis minyak kelapa sawit menggunakan teknologi Colgate-
Emmery dan dilanjutkan dengan proses esterifikasi asam lemak bebas dengan
gliserol menggunakan teknologi biokatalis. Teknologi produksi dua step ini
mengakibatkan harga minyak goreng DAG sangat mahal yaitu 11 kali lipat
minyak goreng konvensional.
Alternatif lain, Diasilgliserol dapat diproduksi secara kimiawi dari minyak
atau lemak nabati dengan gliserol pada suhu tinggi (240-260oC) menggunakan
katalis anorganik seperti natrium hidroksida, kalium hidroksida, atau kalsium
hidroksida. Namun, teknik tersebut memiliki kelemahan, yaitu pemakaian energi
yang cukup tinggi, terbentuknya produk samping hasil reaksi peroksidasi dan
polimerisasi yang bersifat toksik bagi kesehatan manusia, serta produk yang
diperoleh berwarna gelap (Elisabeth et al., 1999).
Diasilgliserol dapat diproduksi dengan cara gliserolisis Crude Palm Oil
(CPO) menggunakan enzim lipase spesifik 1,3-gliserida. Kandungan DAG dalam
CPO dapat ditingkatkan dari sekitar 4-5% menjadi 29 % setelah proses gliserolisis
(Tri-Panji et al., 2008).
1.2 Rumusan Masalah
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Tri Panji dkk., untuk produksi
DAG dilakukan proses gliserolisis enzimatis dalam medium gliserolisis pada suhu
37oC, dengan substrat CPO 3 g, gliserol 0,8 g, pelarut heksana 40 mL, bufer Tris-
HCl pH 7.0 50 mL dan ekstrak kasar lipase 10 μL serta waktu inkubasi selama 18
2
jam menghasilkan 20,76 % DAG. Dari data ini, akan dilakukan penelitian lanjutan
dproses gliserolisis enzimatis sistem kontinu yang diharapkan akan meningkatkan
produksi DAG.
1.3 Hipotesis
Proses gliserolisis enzimatis sistem kontinu akan mengoptimalkan
produksi DAG dari CPO.
1.4 Tujuan Penelitian
a. Memperoleh medium gliserolisis terbaik untuk optimasi produksi DAG dari
CPO secara gliserolisis enzimatis sistem kontinu.
b. Mengetahui pengaruh waktu proses gliserolisis enzimatis sistem kontinu.
1.5 Manfaat Penelitian
Memperoleh metode optimum produksi DAG dari CPO secara gliserolisis
enzimatis sistem kontinu yang dapat digunakan oleh produsen DAG di Indonesia.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1.1 Diasilgliserol
Diasilgliserol (DAG) merupakan senyawa ester dari gliserol dimana
terdapat dua gugus yang teresterifikasi oleh asam lemak. DAG ini dapat
dibedakan berdasarkan isomernya yaitu sn-1,2(2,3)- DAG dan sn- 1,3-DAG. Sn-
1,3-DAG merupakan jenis komersial yang biasa dikembangkan. Struktur isomer
DAG dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur isomer diasilgliserol (Yasukawa and Katsuragi, 2004)
Diasilgliserol dapat diproduksi secara kimiawi dari minyak atau lemak
nabati dengan gliserol pada suhu tinggi (240-260oC) menggunakan katalis
anorganik seperti natrium hidroksida, kalium hidroksida, atau kalsium hidroksida.
Namun, teknik tersebut memiliki kelemahan, yaitu pemakaian energi yang cukup
tinggi, terbentuknya produk samping hasil reaksi peroksidasi dan polimerisasi
yang bersifat toksik bagi kesehatan manusia, serta produk yang diperoleh
berwarna gelap (Elisabeth et al., 1999). Selain itu, proses suhu tinggi akan
merusak senyawa-senyawa minor dalam CPO seperti tokoferol, tokotrienol dan
karoten. Untuk mengatasi hilangnya senyawa minor dalam produksi MAG dan
DAG, Hasanuddin et al. (2003) mengembangkan proses etanolisis pada suhu
ruang. Namun, proses pemecahan ikatan ester pada minyak dengan proses kimia
berlangsung secara acak sehingga produk DAG murni sulit diperoleh.
DAG atau juga biasa disebut digliserida merupakan jenis minyak yang
direkomendasikan oleh ahli kesehatan karena tidak menyebabkan penumpukan
jaringan lemak dalam tubuh ketika dikonsumsi berlebih. Flickinger dan Matsuo
(2003) menyatakan bahwa dalam pengujian terhadap hewan dan manusia, sn-1,3-
DAG berperan signifikan terhadap penurunan berat badan dan menghalangi
terakumulasinya lemak dalam tubuh. Lebih lanjut disebutkan hal ini kemungkinan
4
disebabkan oleh perbedaan cara penyerapan atau metabolisme antara DAG dan
TAG.
TAG (Triasilgliserol) adalah minyak/lemak yang biasa kita konsumsi dan
menyebabkan penumpukan lemak di jaringan adiposa. Metabolisme TAG dalam
tubuh akan menghasilkan 2-monoasilgliserol (2-MAG) yang akan sangat mudah
tersusun kembali menjadi triglyceride chylomicron yang merupakan komponen
jaringan lemak tubuh. Berbeda dengan TAG, pemecahan sn-1,3-DAG akan
menghasilkan sn-1(3)-monoasilgliserol. Sn-(1(3)-MAG) yang tidak akan tersusun
kembali menjadi jaringan lemak di dalam tubuh (Yasukawa and Katsuragi, 2004).
Sedangkan 2- monoasilgliserol (2-MAG) merupakan substrat alami dalam
pembentukan TAG kembali dalam sel yang kemudian terakumulasi dalam
jaringan sel. (Kondo et.al, 2003).
Menurut Yasunaga et al. (2001), DAG dimetabolisme secara efisien oleh
tubuh sebagai sumber energi sehingga mencegah akumulasi lemak dalam badan.
Selain itu, DAG juga dapat menurunkan low density lipoprotein (LDL),
trigliserida dan inhibitor plasminogen. Selain sebagai minyak sehat, campuran
DAG dan monoasilgliserol (MAG) juga dapat digunakan untuk surfaktan
makanan (Andarwulan dkk., 2008) dan bahan anti mikroba (Nuraida dkk., 2008).
Studi klinis yang dilakukan oleh para peneliti menunjukkan bahwa
diasilgliserol, khususnya pada isomer 1,3, memiliki efek metabolisme yang
berbeda dengan minyak konvensional yang kaya akan triasilgliserol (TAG).
Ketika emulsi lemak ditelan, konsentrasi TAG dalam darah meningkat dan
mencapai puncaknya sekitar empat jam setelah makan, kemudian akan turun
secara berangsur-angsur. Kadar TAG dalam darah yang terlalu tinggi akan
menyebabkan hiperlipidemia yang beresiko pada penyakit kardiovaskular.
Sebaliknya, pengonsumsian minyak DAG dalam jangka panjang memiliki efek
menurunkan kadar lemak tubuh. Studi yang dilakukan Yamada menunjukkan
perbedaan penurunan berat yang signifikan ketika minyak DAG digunakan dalam
diet lemak, dibandingkan pada penggunaan TAG (Yamada et al., 2005 dalam
Panji dkk., 2011).
5
1.2 Crude Palm Oil (CPO)
Crude Palm Oil (CPO) berasal dari tubuh buah tanaman kelapa sawit.
CPO dapat digunakan sebagai bahan baku baik dalam industri pangan maupun
oleokimia. CPO dihasilkan dari ekstraksi buah kelapa sawit yang mengandung
asam lemak bebas, dengan proses lebih lanjut CPO dapat dipisahkan menjadi
fraksi olein dan fraksi stearin. Fraksi olein biasanya digunakan sebagai minyak
makan, minyak goreng, margarin dan biskuit. sedangkan fraksi stearin bila
dicampur dengan asam lemak dapat digunakan sebagai bahan baku sabun, serat
krayon dan lilin (Farida, 1998).
Tabel 1.2.1 Komposisi CPO
Jenis Asam Lemak Kadar (%)
Asam Laurat (C12 : 0) 0 – 0.4
Asam Miristat (C14 : 0) 0.6 – 1.7
Asam Palmitat (C16 : 0) 41.1 – 47.0
Asam Stearat (C18 : 0) 3.7 – 5.6
Asam Oleat (C18 : 1) 38.2 – 43.6
Asam Linoleat (C18 : 2) 6.6 – 11.9
Asam Linolenat (C18 ; 3) 0.0 – 0.6
(Hartley, 1997)
Salah satu produk olahan CPO yang mempunyai nilai ekonomi tinggi
adalah diasilgliserol (DAG). Diasilgliserol dikenal sebagai minyak sehat (healthy
oil) karena dapat mengurangi trigliserida (TG) dalam serum darah, mencegah
akumulasi lemak dalam tubuh, dan memperbaiki rasio kolesterol serum darah
(Yasunaga et al., 2001). Reyes et al. (2008) melapor-kan bahwa konsumsi minyak
yang diperkaya dengan DAG selama lima minggu tidak meningkatkan kandungan
plasma TG sehingga dapat mengurangi risiko serangan jantung. Harga minyak
sehat dapat mencapai 5-7 kali dari harga minyak goreng biasa. Campuran DAG
dan monoasilgliserol (MAG) juga merupakan surfaktan non-ionik untuk bahan
peng-emulsi dan penstabil pada produk-produk pangan dan kosmetika
(Hasanuddin et al., 2003).
6
1.3 Gliserolisis menggunakan Enzim Lipase
Gliserolisis adalah reaksi antara trigliserida dengan gliserol untuk
memproduksi Mono- dan Diasilgliserol. Reaksi gliserolisis akan berjalan lambat
jika dilakukan tanpa menggunakan katalis. Untuk mendapatkan konversi yang
tinggi dengan waktu yang relative singkat perlu adanya bantuan katalis. Reaksi
dapat dijalankan dengan adanya katalis asam maupun katalis basa. Reaksi dengan
katalis basa biasanya lebih cepat. (Kimmel, 2004). Katalis yang biasa digunakan
dalam gliserolisis ini adalah NaOH. Kelemahan reaksi gliserolisis dengan
menggunakan katalis logam alkali adalah suhu reaksi cukup tinggi yaitu 220–2500
C. Temperatur yang tinggi ini menyebabkan produk yang dihasilkan berwarna
gelap dan terbentuk bau yang tidak diinginkan (Noureddini et al, 2004).
Alternatif lain dalam produksi DAG adalah dengan proses gliserolisis
enzimatis menggunakan lipase sebagai biokatalisator. Pemanfaatan enzim lipase
sebagai katalis memiliki beberapa keuntungan, yaitu spesifitas yang tinggi,
kondisi operasional pada suhu dan tekanan yang cukup rendah, biaya pengolahan
limbah yang relatif lebih murah, dan produk yang dihasilkan lebih aman. Lipase
berdasarkan sifat spesifitasnya dibagi dua jenis yaitu non spesifik dan spesifik.
Lipase non spesifik akan menghidrolisis triasilgliserol (TAG) pada ketiga posisi
ikatan ester sehingga dihasilkan asam-asam lemak dan gliserol. Lipase spesifik
akan menghidrolisis ikatan ester pada posisi 1,3 sehingga hasil yang terbentuk
adalah asam lemak, monoasilgliserol (MAG) dan diasilgliserol (DAG). Lipase
banyak ditemukan di alam, baik pada hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme.
Sejumlah fungi seperti Penicillium sp., Rhizomucor sp. dan Aspergillus niger
diketahui aktif menghasilkan lipase dalam substrat CPO (Ibrahim et al., 1991
dalam Tri-Panji et al. 2011). Harga lipase komersial dari fungi relatif mahal
karena teknik produksi, ekstraksi, dan isolasi yang cukup rumit (Elisabeth et al.
1999). Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan suatu metode dalam
memproduksi lipase dengan murah. Salah satunya dengan memfermentasikan
mikroba tertentu yang mampu menghasilkan lipase. Tri-Panji et al. (2008) telah
memfermentasikan CPO dengan Neurospora sitophila dan mampu memproduksi
lipase spesifik 1,3-gliserida. Kapang lokal jenis ini juga dikenal aman karena biasa
digunakan dalam pembuatan oncom merah.
7
DAFTAR PUSTAKA
Anggoro, Didi Dwi dan Faleh Setia Budi. 2008. Proses gliserolisis minyak kelapa
sawit menjadi mono dan diasilgliserol dengan pelarut butanol dan katalis
MgO. Jurnal Reaktor, 12 (1), 22-28.
Anonim. What is Diacylglycerol. http://www.kao.co.jp/rd/dag_en/dag-
info/info01.html. [17 Desember 2012]
Chabib Mustofa. 2009. Mempelajari Proses Pemekatan DAG dari Fraksi kaya
DAG Hasil Gliserolisis Enzimatis RBDPO. IPB: Darmaga.
Elisabeth J, A Jatmika & OP Sitanggang (1999). Optimasi proses gliserolisis
enzimatis pada minyak sawit untuk meningkatkan monogliserida. J
Penelitian Kelapa Sawit 7 (3), 173-185.
Flickinger, B.D dan Matsuo, N. 2003. di dalam Yang, T., Zhang, H., Mu, H.,
Sinclair, A.J., dan Xu, X. 2004. Dacylglycerols from Butterfat: Production
by Glycerolysis and Short-Path Distillation and Analysis of Physical
Properties. JAOCS 81 no 10 :979-989
Haryati T, N Andarwulan, P Hariyadi & Achmad Zaelani (2008). Optimization of
mono and diacylglycerol palm oil based emulsifier using response surface
methodology. Dalam: Prosiding Seminar Tahunan MAKSI 2008. Bogor,
Masyarakat Perkelapa-Sawitan Indonesia (MAKSI) & SEAFAST Center,
IPB. p 191-192.
Hasanuddin A, Mappiratu & GS Hutomo (2003). Pola perubahan mono dan
diasilgliserol dalam reaksi etanolisis minyak sawit mentah. J Tekn & Indust
Pangan 14 (3), 241-247.
Katsuragi, Y., Yasukawa, T., Matsuo, N., Flickinger, B. D., Tokimitsu,I., dan
Matlock, M. G. 2004. Diacyglycerol oil. Champaign New York: AOCS
Press.
K. Yasunaga, Y Katsuragi & T Yasukawa (2001). Nutritional characteristics of
diacylglycerol. In: Proc. Internat Palm Oil Congress. Food Technology &
Nutrition Conf, 20-22 August 2001. p, 149-155.
Mappiratu (1999). Penggunaan biokatalis dedak padi dalam biosintesis
antimikroba monoasilgliserol dari minyak kelapa [Disertasi]. Bogor,
Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
8
Nuraida L, D Anggraini, I S Mintarti & T Haryati (2008). Kajian aktivitas
antimikroba monoasilgliserol dan mono-diasilgliserol dari minyak kelapa
dan minyak inti sawit. Dalam: Prosiding Seminar Tahunan MAKSI 2008.
Bogor, Masyarakat Perkelapa-Sawitan Indonesia (MAKSI) & SEAFAST
Center, IPB. p 204-214.
Reyes G, K Yasunaga, E Rothenstein, W Karmally, R Ramakrishnan, S Holleran
& HN Ginsberg (2008). Effects of a 1,3-diacylglycerol oil-enriched diet on
postprandial lipemia in people with insulin resistance. J Lipid Res 49, 670-
678.
Smalling,S. 2010. “Taking the Positive Approach: Eating to Improve Vascular
Health”
http://www.dphhs.mt.gov/PHSD/cardiovascular/documents/Smalling_pres_
Nutrition_for_Vascular_Health_Summit_09.ppt.
Tri Panji, dkk. 2011. Optimasi produksi diasilgliserol dari crude palm oil
menggunakan lipase spesifik 1,3-gliserida dari Rhizopus oryzae TP-2. Jurnal
Menara Perkebunan 79 (1), 23-29.
Tri Panji , dkk. 2011. Pemurnian diasilgliserol dari produk gliserolisis crude palm
oil dengan kromatografi kolom. Jurnal Menara Perkebunan 79 (1), 30-35.
Tri Panji, Suharyanto & N Arini. 2008. Lipase spesifik 1,3-gliserida dari fungi
lokal untuk biokonversi CPO menjadi diasilgliserol. Menara Perkebunan 76
(1), 11-22.
Tri Panji, A Budiani, Suharyanto & Irma Kresnawaty. 2009. Rekayasa genetika
mikroba dan produksi lipase spesifik 1,3- digliserida untuk menghasilkan
produk bernilai tinggi > 10 kali lipat. Laporan Akhir Kegiatan Penelitian.
Bogor, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan.
Y. Watanabe, T Nagao, S Kanatani, T Kobayashi, T Terai & Y Shimada. 2006.
Purification of mono-acylglycerol with conjugate linoleic acid synthesized
through a lipase-catalyzed reaction by solvent winterization. J Oleo Sci 55
(10), 537-543.
top related