dedak padi enzim

6
A06-1 Pengembangan Bioreaktor Enzimatik Untuk Produksi Asam Lemak Dari Hasil Samping Penggilingan Padi Secara In Situ Fahmi Arifan 1 , M. Endy Yulianto 2 , Deddy Kurniawan Wikanta 3 , Nanik Damayanti 4 Jurusan Teknik Kimia PSD III Teknik, UNDIP Semarang Jl. Prof Sudarto SH, Pedalangan Tembalang, Semarang 50239 Abstract Dedak is another output by mixture of rice and bran, Dedak was contained 17-23% of fat which can be used as a food oil. To overcome these problems, can be achieved is by changing the bran oil into fatty acid. Dedak oil hydrolysis can be performed immediately, with activating of enzyme lipase at dedak. The aim of this research is for develop enzymatic bioreactor to produce fatty acid from dedak rice with enzymatic. The methods used performed in experimental laboratory variables include : temperature (30-45) 0 C, pH (4-5), mixing speed (300-800)rpm, dedak-water ratio (30-90 % w/w) and time (1-48) hours. The result showed activity lipase increased with increment of temperature, whereas pH reaction system will be decreased with the formation of fatty acid if not use buffer. The greater concentration of water, then increase the amount of fatty acids that are formed will also be even greater. In this process, diffusion enzyme from water to oil assumption very fast so the concentration of enzyme (C E ) at oil was equilibrium with concentration of enzyme (C E ) at water. The condition of equilibrium will be achieved more quickly if the first substrate concentration became lower. Keyword: Fat acid, Lipase, Enzymatic . Pendahuluan Dedak merupakan hasil samping penggilingan gabah menjadi beras. Penggilingan satu ton gabah akan menghasilkan dedak sebanyak 60 - 80 kg, tergantung pada kualitas gabah dan varietas padi. Indonesia sebagai penghasil gabah terbesar ketiga di dunia, dapat memproduksi dedak dalam jumlah besar. Dengan rata-rata produksi gabah di atas 50 juta ton/tahun, Indonesia memiliki dedak sebanyak 3,5 juta ton/tahun. Dedak sebenarnya mengandung 17 - 23% lemak yang dapat dimanfaatkan sebagai minyak pangan. Di luar negeri, minyak dedak (rice bran oil) telah dikenal secara luas. Industri penggunanya meliputi makanan dan kosmetik. Bahkan permintaan minyak dedak di negara-negara maju, seperti Jepang dan Amerika, semakin meningkat. Apa yang melatarbelakangi konsumsi minyak dedak di negara-negara tersebut? Jawabnya terletak pada kandungan nutrisi minyak dedak. Akan tetapi, pemurnian minyak dedak terbentur pada tingginya kadar asam lemak bebas sebagai akibat dari hidrolisis minyak oleh enzim pemecah lemak yang dinamakan enzim lipase. Sebelum penggilingan, ketika berada dalam gabah, enzim lipase tidak aktif. Enzim tersebut menjadi aktif setelah mengalami kontak dengan udara akibat proses penggilingan. Disamping meningkatkan kadar asam lemak bebas, hidrolisis lemak sekaligus mengakibatkan hilang minyak dan bau tengik. Hilang minyak akibat enzim lipase dalam dedak dapat mencapai 4%/hari dan kadar asam lemak bebas dapat meningkat menjadi 10% dalam waktu beberapa jam saja. Semakin tinggi kadar asam lemak bebas, pemurnian minyak dedak menjadi semakin sulit dan ekstraksi minyak dedak menjadi semakin kurang ekonomis. Untuk mengatasi masalah tersebut, pendekatan yang dapat ditempuh adalah dengan mengubah minyak dedak menjadi asam lemak. Hidrolisa minyak dedak dapat dilakukan secara langsung, yaitu dengan mengaktifkan enzim lipase yang berada dalam dedak. Dengan mengambil kandungan minyak dedak rata-rata 20%, hal ini berarti Indonesia memiliki potensi penghasil asam lemak dari dedak padi. Hidrolisis minyak nabati menghasilkan asam lemak dan gliserol, merupakan bahan dasar bagi industri oleopangan dan oleokimia. Kebutuhan dunia akan asam lemak tidak kurang dari 1.000.000 ton per tahun. Oleh karenanya, selain dapat memberikan nilai tambah, hidrolisis minyak nabati menjadi asam lemak dan gliserol akan dapat menjaga stabilitas harga dan memacu perkembangan industri oleopangan dan oleokimia di Indonesia Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” ISSN 1693 – 4393 Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia Yogyakarta, 22 Februari 2011

Upload: auliyahoke

Post on 15-Feb-2015

79 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dedak Padi Enzim

A06-1

Pengembangan Bioreaktor Enzimatik Untuk Produksi Asam Lemak Dari

Hasil Samping Penggilingan Padi Secara In Situ

Fahmi Arifan1, M. Endy Yulianto

2, Deddy Kurniawan Wikanta

3, Nanik Damayanti

4

Jurusan Teknik Kimia PSD III Teknik, UNDIP Semarang

Jl. Prof Sudarto SH, Pedalangan Tembalang, Semarang 50239

Abstract

Dedak is another output by mixture of rice and bran, Dedak was contained 17-23% of fat which can be used

as a food oil. To overcome these problems, can be achieved is by changing the bran oil into fatty acid. Dedak

oil hydrolysis can be performed immediately, with activating of enzyme lipase at dedak. The aim of this

research is for develop enzymatic bioreactor to produce fatty acid from dedak rice with enzymatic. The methods

used performed in experimental laboratory variables include : temperature (30-45) 0C, pH (4-5), mixing speed(300-800)rpm, dedak-water ratio (30-90 % w/w) and time (1-48) hours. The result showed activity lipase

increased with increment of temperature, whereas pH reaction system will be decreased with the formation of

fatty acid if not use buffer. The greater concentration of water, then increase the amount of fatty acids that are

formed will also be even greater. In this process, diffusion enzyme from water to oil assumption very fast so the

concentration of enzyme (CE) at oil was equilibrium with concentration of enzyme (CE) at water. The condition

of equilibrium will be achieved more quickly if the first substrate concentration became lower.

Keyword: Fat acid, Lipase, Enzymatic

.

Pendahuluan

Dedak merupakan hasil samping

penggilingan gabah menjadi beras. Penggilingan

satu ton gabah akan menghasilkan dedak sebanyak

60 - 80 kg, tergantung pada kualitas gabah dan

varietas padi. Indonesia sebagai penghasil gabah

terbesar ketiga di dunia, dapat memproduksi dedak

dalam jumlah besar. Dengan rata-rata produksi

gabah di atas 50 juta ton/tahun, Indonesia memiliki

dedak sebanyak 3,5 juta ton/tahun.

Dedak sebenarnya mengandung 17 - 23%

lemak yang dapat dimanfaatkan sebagai minyak

pangan. Di luar negeri, minyak dedak (rice branoil) telah dikenal secara luas. Industri penggunanya

meliputi makanan dan kosmetik. Bahkan

permintaan minyak dedak di negara-negara maju,

seperti Jepang dan Amerika, semakin meningkat.

Apa yang melatarbelakangi konsumsi minyak

dedak di negara-negara tersebut? Jawabnya terletak

pada kandungan nutrisi minyak dedak.

Akan tetapi, pemurnian minyak dedak

terbentur pada tingginya kadar asam lemak bebas

sebagai akibat dari hidrolisis minyak oleh enzim

pemecah lemak yang dinamakan enzim lipase.

Sebelum penggilingan, ketika berada dalam gabah,

enzim lipase tidak aktif. Enzim tersebut menjadi

aktif setelah mengalami kontak dengan udara akibat

proses penggilingan.

Disamping meningkatkan kadar asam

lemak bebas, hidrolisis lemak sekaligus

mengakibatkan hilang minyak dan bau tengik.

Hilang minyak akibat enzim lipase dalam dedak

dapat mencapai 4%/hari dan kadar asam lemak

bebas dapat meningkat menjadi 10% dalam waktu

beberapa jam saja.

Semakin tinggi kadar asam lemak bebas,

pemurnian minyak dedak menjadi semakin sulit

dan ekstraksi minyak dedak menjadi semakin

kurang ekonomis. Untuk mengatasi masalah

tersebut, pendekatan yang dapat ditempuh adalah

dengan mengubah minyak dedak menjadi asam

lemak. Hidrolisa minyak dedak dapat dilakukan

secara langsung, yaitu dengan mengaktifkan enzim

lipase yang berada dalam dedak. Dengan

mengambil kandungan minyak dedak rata-rata

20%, hal ini berarti Indonesia memiliki potensi

penghasil asam lemak dari dedak padi.

Hidrolisis minyak nabati menghasilkan asam

lemak dan gliserol, merupakan bahan dasar bagi

industri oleopangan dan oleokimia. Kebutuhan

dunia akan asam lemak tidak kurang dari

1.000.000 ton per tahun. Oleh karenanya, selain

dapat memberikan nilai tambah, hidrolisis minyak

nabati menjadi asam lemak dan gliserol akan dapat

menjaga stabilitas harga dan memacu

perkembangan industri oleopangan dan oleokimia

di Indonesia

Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” ISSN 1693 – 4393

Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia

Yogyakarta, 22 Februari 2011

Page 2: Dedak Padi Enzim

A06-2

Sama halnya dengan minyak nabati

lainnya, seperti kelapa, kedelai dan jagung, minyak

dedak tersusun atas sejumlah besar trigliserida.

Akan tetapi, kumpulan trigliserida minyak dedak

tergolong unik, karena 60 - 90% dari asam-asam

lemak penyusunnya berupa asam lemak tak jenuh,

terutama oleat dan linoleat. Asam linoleat

merupakan asam lemak penting yang tidak dapat

diproduksi tubuh manusia. Tambahan pula, minyak

dedak mengandung berbagai vitamin, khususnya B

dan E, termasuk tiga antioksidan tocopherol,

oryzanol dan tocotrienol.

Penelitian ini bertujuan untuk

mengembangkan bioreaktor hidrolisis enzimatik

dalam produksi asam lemak dan untuk mengkaji

aktivitas enzim lipase dalam dedak padi sebagai

biokatalisator untuk mengkonversi trigliserida

menjadi asam lemak.

Hidrolisa trigliserida secara langsung

dengan mengaktifkan enzim lipase yang terdapat

pada dedak padi sebagai biokatalisator, akan

menghasilkan asam lemak dan gliserol. Teknologi

ini merupakan pengembangan proses pembuatan

asam lemak dengan keunggulan tidak diperlukan

pabrik minyak nabati. Oleh karenanya, postulat ini

dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan. Hasil

penelitian ini adalah informasi kondisi operasi

teknologi pembuatan asam lemak secara enzimatik

dari dedak padi, dengan spesifikasi produk sesuai

standar kualitas yang digunakan dalam industri

kue-kue, coklat, es krim, dan industri permen.

Diharapkan informasi teknologi ini nantinya dapat

digunakan sebagai dasar pengembangan penelitian

lebih lanjut dan scale-up alat pemroses dari skala

laboratorium menjadi skala industri, serta

diproduksi secara komersial oleh industri asam

lemak yang saat ini masih menggunakan metoda

konvensional.

Landasan Teori

Dedak Padi

Dedak merupakan produk samping

penggilingan gabah menjadi beras. Penggilingan

satu ton gabah menghasilkan dedak sebanyak 60 -

80 kg, tergantung pada kualitas gabah dan varietas

padi.

Dedak sebenarnya mengandung 17%-23%

lemak yang dapat dimanfaatkan sebagai minyak

pangan. Di luar negeri, minyak dedak (rice bran

oil) telah dikenal secara luas. Industri penggunanya

meliputi makanan dan kosmetik. Bahkan

permintaan minyak dedak di negara-negara maju,

seperti Jepang dan Amerika, semakin meningkat.

Apa yang melatarbelakangi konsumsi minyak

dedak di negara-negara tersebut? Jawabnya terletak

pada kandungan nutrisi minyak dedak.

Sama halnya dengan minyak nabati

lainnya, seperti kelapa, kedelai dan jagung, minyak

dedak tersusun atas sejumlah besar trigliserida.

Akan tetapi, kumpulan trigliserida minyak dedak

tergolong unik, karena 60%-90% dari asam-asam

lemak penyusunnya berupa asam lemak tak jenuh,

terutama oleat dan linoleat. Asam linoleat

merupakan asam lemak penting yang tidak dapat

diproduksi tubuh manusia. Tambahan pula, minyak

dedak mengandung berbagai vitamin, khususnya B

dan E, termasuk tiga antioksidan tocopherol,

oryzanol dan tocotrienol.Berbagai kajian menunjukkan, konsumsi

minyak dedak dapat menurunkan kadar kolesterol

yang tidak dikehendaki (LDL) tanpa mengurangi

kolesterol yang dikehendaki (HDL). Oryzanol

dilaporkan sebagai komponen kunci untuk peran

tersebut. Tocotrienol, di sisi lain, banyak

dibicarakan sebagai vitamin E yang sangat berharga

dan dikatakan memiliki efek anti kanker.

Di Jepang ada suatu tradisi di mana

perempuan membalur wajah dengan minyak dedak

untuk menjaga agar kulit wajah mereka tetap halus.

Hasil perawatan kulit tersebut sebenarnya tidak

terlepas dari peran antioksidan yang ada di dalam

minyak dedak. Oryzanol, sebagai contoh, mampu

menaham pigmentasi melanin dengan

memperlambat aktifitas erihema dari tyrosinase,

karena mampu menahan transmisi gelombang

ultraviolet dari sinar matahari. Kenyataan ini

menyebabkan minyak dedak digunakan dalam

pembuatan produk pelembab kulit dan rambut.

Enzim

Enzim yang sangat berpengaruh dalam

pembentukan asam lemak dan gliserol adalah

enzim lipase. Enzim lipase banyak terdapat pada

biji-bijian yang mengandung minyak, seperti

kacang kedelai, biji jarak, kelapa sawit, kelapa, biji

bunga matahari, biji jagung, biji karet dan dedak

padi serta beberapa jenis bakteri. Dalam dedak

padi, selain enzim lipase terdapat juga enzim

oksidase, yaitu enzim peroksidase. Enzim lipase

yang terdapat pada dedak padi adalah ricinus lipase

yang cara kerjanya sangat mirip dengan pancreatic

lipase. Enzim lipase bertindak sebagai

biokatalisator yang menghidrolisa trigliserida

menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Enzim

peroksidase berperan dalam proses pembentukan

peroksida yang kemudian dioksidasi lagi dan pecah

menjadi gugusan aldehid dan keton. Senyawa keton

ini jika dioksidasi lagi akan pecah menjadi asam.

Indikasi dari aktifitas enzim peroksidase ini

diketahui dengan mengukur kenaikan peroxida

value (PV).

Indikasi dari aktifitas enzim lipase ini

dapat diketahui dengan mengukur kenaikan

bilangan asam. Enzim lipase ini sangat aktif,

bahkan pada kondisi yang baik, minyak dedak padi

jarang diproduksi dengan kandungan asam lemak

bebas dibawah 5%, dan pada kondisi yang

optimum, kandungan asam lemak pada minyak bisa

mencapai 60% atau lebih. Enzim lipase akan

mengalami kerusakan pada suhu 60 oC, dan

Page 3: Dedak Padi Enzim

A06-3

aktifitas enzim ini pada dedak yang baru digiling

aktifitasnya akan cepat meningkat. Dedak padi

yang baru digiling umumnya telah mengalami

kerusakan pada selnya, sehingga aktifitas enzim

lipase akan meningkat karena kontak dengan

substrat minyak nabati.

Asam LemakAsam lemak diperoleh dari hewan dan

tumbuh-tumbuhan seperti kelapa sawit, kelapa,

jagung, kedelai, biji jarak, biji karet, biji bunga

matahari dan minyak dedak padi. Sedangkan asam

lemak sintetik dapat diperoleh dari industri

petrochemical. Dalam penggunaannya, asam lemak

memegang peranan penting dalam industri

oleochemical, seperti industri sabun, detergent,

alkhohol lemak, polimer, amina lemak, kosmetik

dan farmasi.

MetodologiPenelitian tentang pembuatan asam lemak

melalui hidrolisa trigliserida enzimatis dari dedak

padi dalam bioreaktor tangki berpengaduk akan

diinvestigasi baik secara eksperimen maupun

pemodelan. Secara skematik pelaksanaan tahapan-

tahapan penelitian disajikan pada Gambar 1.

Rangkaian penelitian akan dilaksanakan secara

bertahap meliputi Perancangan dan pabrikasi

bioreaktor hidrolisis enzimatis,Studi produktifitas

asam lemak,dan Optimisasi parameter-parameter

proses

Gambar 1. Skematik tahapan-tahapan

penelitian

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan baku yang akan digunakan pada

penelitian berupa dedak dari hasil samping

penggilingan padi di Mulawarman,Tembalang.

Aktifitas enzim lipase pada dedak setelah

penggilingan sudah mulai beraksi, dan aktifitas ini

semakin lama akan semakin besar.

Bahan lain yang diperlukan adalah bahan untuk

melakukan titrasi dalam penentuan bilangan asam

untuk menguji kadar asam lemak bebas, bilangan

iod untuk menguji kejenuhan, bilangan penyabunan

untuk menguji berat molekul dan panjang rantai

carbon serta penentuan bilangan peroksida. Bahan-

bahan kimia membeli di CV.Indrasari Semarang.

Peralatan utama yang dipakai pada penelitian ini

adalah bioreaktor hidrolisis enzimatis tersaji pada

Gambar 2. Alat lain yang diperlukan adalah analisa

laboratorium seperti titrasi dalam penentuan kadar

asam, bilangan iod, bilangan penyabunan dan

bilangan peroksida, sedangkan untuk menentukan

komposisi asam lemak dapat dilakukan dengan

menggunakan gas kromatografi (GC). Beberapa

alat lain yang digunakan sebagai pendukung untuk

keperluan analisa adalah Buret, Piknometer,

Viskosimeter, Refraktometer , Erlenmeyer, Pipet

volum, Beaker glass ,. Pipet tetes , Pipa kapiler.

Gambar 2. Rangkaian alat Bioreaktor

Enzimatik

Studi Produktifitas Asam Lemak

Usaha-usaha yang dapat meningkatkan

produktifitas diantaranya pengaruh penambahan

buffer fosfat (KH2PO4 dan K2HPO4) terhadap

pembentukan asam lemak. Secara umum tingkat

produktifitas asam lemak akan lebih baik dengan

adanya penambahan buffer fosfat KH2PO4 dan

K2HPO4 (Yulianto, dkk., 2005., Hartati, dkk.,

2006., Hartati, dkk, 2007., Abidin, dkk., 2007.,

Wahyuningsih, dkk., 2007). Penggunaan buffer

fosfat bermanfaat untuk menjaga pH larutan

sehingga lebih stabil dibandingkan dengan

menggunakan air. Pernyataan ini didukung dengan

data eksperimen awal, bahwa fasa akuatik

menggunakan buffer fosfat memberikan derajat

hidrolisis yang lebih besar dibandingkan dengan

menggunakan air (Abidin, dkk., 2007.,

Wahyuningsih, dkk., 2007). Oleh karenanya, kajian

pada tahap ini diarahkan untuk menentukan

penambahan buffer fosfat (KH2PO4 dan K2HPO4)

terhadap pembentukan asam lemak. Pengukuran

data dilakukan di laboratorium Bioteknologi

UNDIP selama 1 bulan.

Studi Optimasi ProsesStudi optimisasi dilakukan dengan

menggunakan faktorial design 2n. Pengukuran data

dilakukan di laboratorium Bioteknologi UNDIP

selama 3 bulan. Parameter-parameter yang diteliti

adalah suhu, pH, waktu reaksi, rasio dedak padi/air,

dan kecepatan putaran pengaduk. Penentuan

variabel yang berpengaruh dapat menggunakan

normal probability plot, setelah dilakukan

perhitungan main efek dan perhitungan interaksi

atau menggunakan program statistik Matlab ®.

Perancangan

dan Pabrikasi

Bioreaktor

Studi Produktifitas

Asam Lemak

Optimasi parameter-

parameter Proses

Page 4: Dedak Padi Enzim

A06-4

Variabel Penelitian

Variabel percobaan yang dilakukan

meliputi temperatur, pH, rasio dedak padi-air,

putaran pengaduk dan waktu hidrolisa. Temperatur

hidrolisis ditetapkan pada 30-45 oC, karena rentang

ini merupakan temperatur rata-rata aktivitas lipase.

Untuk variabel pH ditetapkan berdasarkan dua fasa

akuatik yang berbeda yaitu menggunakan air dan

menggunakan buffer fosfat pH 8,2, yaitu pH

ditetapkan pada rentang 4 – 5. Sedangkan rasio

dedak padi–air ditetapkan pada rentang 30–90 %

w/w. Kecepatan putar pengaduk pada rentang 300-

800 rpm, karena merupakan zona turbulen. Waktu

reaksi hidrolisa secara enzimatis ditetapkan pada

rentang 1 – 48 jam.

Prosedur Penelitian

Umpan (dedak dari hasil samping

penggilingan padi + air) dengan perbandingan berat

tertentu dimasukkan ke dalam bioreaktor hidrolisis

enzimatis yang sudah dikondisikan pada temperatur

tertentu pula. Hidrolisa enzimatis ini, dilakukan

dalam bioreaktor hidrolisis enzimatis pada berbagai

variabel proses yang telah ditentukan. Perhitungan

waktu reaksi (t=0) dimulai ketika pengaduk

(dengan putaran tertentu) mulai dijalankan. Selama

reaksi berlangsung, sejumlah sampel diambil setiap

1 jam. Prosedur percobaan dilakukan dengan cara

mengamati kandungan asam lemak setiap 60 menit.

Pengamatan ini akan dilakukan selama beberapa

hari sampai kemampuan enzim lipase menurun

untuk menghidrolisa trigliserida.

Pengukuran Produk

Pengukuran Kualitas Produk

Kadar asam lemak bebas diukur dengan bilangan

asam,kejenuhan diukur dengan bilangan iod,berat

molekul dan panjang rantai Carbon diukur dengan

bilangan penyabunan,derajat kerusakan lemak

diukur dengan bilangan peroksida,dan kadar air

diukur dengan penentuan kadar air manual.

Pengukuran Sifat Produk

Berat jenis diukur dengan piknometer,indeks bias

diukur dengan refraktometer,titik memadat diukur

dengan dengan metoda menggunakan pipa

kapiler,komposisi asam lemak diukur dengan cara

gas khromatografi,dan faktor konversi dihitung

berdasar asam lemak yang terbentuk terhadap

dedak padi yang digunakan.

Hasil Dan Pembahasan

Bioreaktor hidrolisis enzimatis dengan

pemanas listrik bergantung pada fenomena

konveksi dan konduksi, serta perpindahan panas

terjadi melalui gradien panas. Oleh karenanya,

perlu pengendali suhu agar tidak terlalu rendah

sehingga reaksi hidrolisis berjalan dengan

sempurna. Hal ini terjadi karena karakteristik

struktural enzim lipase sangat unik, yaitu

merupakan fenomena yang disebut dengan

“interfacial activation” (aktivasi pada permukaan).

Aktivitas lipase meningkat cepat ketika substrat

berada pada interface minyak-air. Pada temperatur

rendah, sebagian minyak dedak berada dalam

bentuk padat sehingga reaksi hidrolisis menjadi

sulit. Bila minyak berada dalam fasa padat, luas

interface antara fasa minyak dan air menjadi kecil

dan lipase akan lebih sulit mengkatalisis reaksi.

Pengaruh temperature

Gambar 3. Hubungan antara Temperatur

dengan jumlah asam yang terbentuk

Menurut Arrhenius, aktivitas lipase

meningkat dengan kenaikan temperatur. Hal ini

disebabkan pada temperatur terlalu rendah, minyak

dedak yang merupakan reaktan akan berada dalam

bentuk padat sehingga reaksi hidrolisis menjadi

sulit. Hal tersebut disebabkan sisi aktif enzim

kurang terekspos sehingga akses substrat terhadap

sisi aktif akan lebih sempit. Selain itu, lipase

memiliki keunikan karena mengkatalisis reaksi

pada interface antara fasa minyak dan air. Bila fasa

minyak berada dalam fasa padat, luas interface

antara fasa minyak dan fasa air menjadi kecil dan

lipase akan lebih sulit mengkatalisis reaksi. Akan

tetapi peningkatan temperatur lebih lanjut akan

menyebabkan penurunan aktivitas katalitik lipase.

Pada temperatur 40oC, enzim mulai menunjukkan

penurunan aktivitas dan menurun tajam pada

temperatur 45oC. Hal ini membuktikan bahwa

persamaan Arrhenius ini dibatasi oleh peristiwa

denaturasi enzim. Suhu yang terlalu tinggi dapat

menyebabkan terjadinya kerusakan struktur enzim.

Akibatnya enzim menjadi terdeaktivasi dan proses

hidrolisis menjadi terhambat. Dalam studi ini,

temperatur optimum lipase yang berasal dari dedak

padi untuk reaksi hidrolisis adalah 35oC. Namun

demikian, menurut penelitian Abel Hiol dkk.

(1999) untuk produksi, pemurnian dan karakterisasi

lipase dari Mucor hiemalis f. Hiemalis, ditegaskan

bahwa lipase ekstraseluler dihasilkan pada

fermentasi batch dengan aktivitas tertinggi dicapai

pada temperatur optimum 40oC.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

25 30 35 40 45 50

Temperatur (oC)

Ju

mla

h a

sa

m t

iap

wa

ktu

(g

/ja

m)

Page 5: Dedak Padi Enzim

A06-5

Pengaruh PH

Gambar 4. Pengaruh pH terhadap peningkatan

jumlah asam

Untuk mengetahui pengaruh perubahan pH

terhadap reaksi hidrolisis minyak dedak,

eksperimen dilakukan menggunakan dua fasa

aquatik yang berbeda yaitu menggunakan air dan

menggunakan buffer fosfat pH 8,2. Studi dilakukan

pada temperatur 35oC dengan konsentrasi fasa

aquatik 40 %. Gambar 6. menunjukkan pengaruh

pH terhadap peningkatan jumlah asam. Dalam

hidrolisis pH sistem reaksi akan menurun seiring

dengan terbentuknya asam lemak jika tidak

menggunakan buffer. Penggunaan buffer

bermanfaat untuk menjaga pH larutan sehingga

lebih stabil dibandingkan dengan menggunakan air.

Pernyataan ini didukung dengan data eksperimen

bahwa fasa aquatik menggunakan buffer

memberikan derajat hidrolisis yang lebih besar

dibandingkan dengan menggunakan air. Konversi

maksimal yang dicapai bila menggunakan fasa

aquatik air adalah 38,7 % sedangkan dengan

menggunakan buffer mencapai derajat hidrolisis

49,1 %. Hal ini berarti bahwa aktivitas lipase sangat

sensitif terhadap pH. Akan tetapi, penelitian Abigor

dkk. (1985) menyatakan bahwa lipase aktif dengan

pH optimal 4,5.

Tabel 1. Analisa GC-MS menurut penelitian

yang kami lakukan didapatkan komposisi asam

lemak minyak dedak padi adalah sebagai

berikut :

Jenis Asam Lemak Konsentrasi (%-b)

Asam Miristat (C14:0) 0.1953

Asam pentadekanoat (C15:0) 0.04

Asam Palmitat (C16:0) 16.4944

Asam Stearat (C18:0) 1.5904

Asam Oleat (C18:1) 44.2961

Asam Linoleat (C18:2) 35.9336

Asam Linolenat (C18:3) 0.6848

Asam Arachidat (C20:0) 0.7654

Kesimpulan

Telah dikembangkan bioreaktor enzimatic

dengan perpindahan panas yang terjadi melalui

gradien panas, sehingga meningkatkan interface

acitvation enzim lipase. Aktivitas lipase meningkat

dengan kenaikan temperatur, sedangkan pH sistem

reaksi akan menurun seiring dengan terbentuknya

asam lemak jika tidak menggunakan buffer.

Semakin besar konsentrasi air, maka peningkatan

jumlah asam lemak yang terbentuk juga akan

semakin besar. Pada proses ini, difusi enzim dari air

ke minyak dianggap sangat cepat sehingga

konsentrasi enzim (CE) di minyak setimbang

dengan konsentrasi enzim (CE) di air. Kondisi

kesetimbangan akan tercapai lebih cepat apabila

konsentrasi awal substrat semakin kecil. Begitu

juga halnya dengan konversi yang akan didapatkan

lebih tinggi apabila waktu hidrolisa semakin besar.

Jumlah Asam Lemak yang dihasilkan paling

banyak adalah pada waktu 54 menit, PH 5 dengan

konsentrasi dedak-air 30 % yaitu sebesar 159

gram/jam sedangkan pada kondisi temperatur 450C

dengan konsentrasi dedak-air 30 % yaitu sebesar

0,3 gram/jam.

Ucapan Terima Kasih

Pada kesempatan ini, penulis

mengucapkan syukur Alhamdulillah pada Allah

SWT serta terima kasih sebesar-besarnya pada

DP2M DIKTI atas dukungan dana dalam kegiatan

program PKMP 2010.

Daftar Pustaka

Abidin, Z., Paramita, V., dan Yulianto, M.E.,

2007,”Model Regresi Biokonversi Buah

Kelapa Sawit Menjadi Asam Lemak Secara

Enzimatis”, Laporan sementara Penelitian

Fundamental - DIKTI.

Adi, N.,2003,”Ekstraksi Minyak Dari Dedak Padi

Dengan Pelarut n-Hexane”, Proceeding

Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia,

Yogyakarta.

Hartati, I., Yulianto, M.E., and Paramita,V.,

2006,”Prestudy of the fatty Acid Production

from Palm Oil Hartati, I., and Yulianto, M.E.,

2007,” The Effect of Buffer Addition and

Water Concentration on the Fatty Acid

Production from Palm Fresh Fruit by Direct

Enzymatic Hydrolisis Process”, Jurnal

Metana, Vol. 3, No. 2.

Henry Tauber, 1950,”The Chemistry and

Technology of Enzymes”, John Wiley &

Sons, Inc, New York.

Hiol, A., Jonzo, M.D., Druet, D., and Comeau, L.,

1999,”Production, Purification, and

Characterization of an Extrasellular Lipase

from Mucor hiemalis f. Hiemalis’, Enzym and

Microbial Technology, 25, hal. 80 – 87.

http://anekaplanta.wordpress.com/2008/03/02/pe

manfaatan_hasil_samping_penggilingan

padi

http://smk3ae.wordpress.com/2008/10/13/produ

ksi minyak kaya asam lemak

http://www.americanpalmoil.com/glossary.html#

14

http://www.freepatentsonlinePatent

4208432.htm

Page 6: Dedak Padi Enzim

A06-6

http://www.freepatentsonlinePatent

5518754.htm

http://www.freepatentsonlinePatent

6706502.htm

http://www.apakabar.ws/forums/viewtopic.htm

http://zulle.multiply.com/journal/item/25/peman

faatan_dedak_padi

Ketaren, S, 1986,”Minyak dan Pangan”, Penerbit

Universitas Indonesia, Jakarta.

Wikipedia.org/wiki/trigliserida

www.che.itb.ac.id/sntki

2009/daftar/prosiding/tpmas.pdf

Wikipedia.org/eiki/padi.html

Yassin, A.A., Mohamed, I.O., Ibrahim, M.N.,

Yusoff, M.S. 2003, “Effect of Enzymatic

Interesterification on Melting Point of Palm

Olein,” Appl Biochem Biotechnol. (Abstract),

Vol. 110 No. 1, July, p. 45-52.

Yulianto, M.E., Broto, R.W., dan Pudjihastuti, I.,

2005,”Studi Awal Pembuatan Asam Lemak

Secara Enzimatik Dari Buah Segar Kelapa

Sawit”, Jurnal Metana, Vol. 1, No. 2, hal 22-

27.

Yulianto, M.E., dan Abidin., Z., 2007,”Studi

Pendahuluan Pembuatan Asam Lemak Secara

Enzimatik Dari Hasil Samping Penggilingan

Padi”, Laporan Penelitian UNDIP.

Yuniastuti, A., dan Yulianto, M.E., 2007,”

Pembuatan Asam Lemak Secara In Situ Dari

Biji Karet Melalui Aktivasi Enzimatik”,

Laporan Penelitian Beasiswa Unggulan-

DEPDIKNAS.

Wahyuningsih., dan Yulianto, M.E.,

2007,”Pembuatan Asam Lemak Dari Buah

Segar Kelapa Sawit Secara Enzimatik

Menggunakan Buffer Fosfat”, Laporan

Penelitian PKM-DIKTI