Download - Bio Reaktor
BIOREAKTORAsyari Fauzan (1106069260)
Desna Qurratul Aini (110606xxxx)
Yoksandi (110606xxxx)
TUJUAN PERCOBAAN• Melakukan Rekayasa Enzimatik menggunakan bioreaktor• Mengamati perilaku reaksi pembentukan produk dalam bioreaktor
PRINSIP KERJAMenghitung dan menganalisis kandungan asam lemak dan derajat hidrolisis minyak dengan proses reaksi hidrolisis amenggunakan enzim lipase
DASAR TEORIBioreaktorBiokatalisHidrolisis Minyak
BIOREAKTOR
Bioreaktor wadah tempat terjadinya reaksi biologis
Terbagi 3: batch, fed-batch, dan continuous Bioreaktor lebih toleran terhadap organisme
dibanding reaktor biasa Memiliki sifat selektif dalam menghasilkan
suatu produk
BIOKATALIS
Katalis zat yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi
Biokatalis katalis yang berasal dari organisme
Bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi
Memiliki rentang kerja optimal yang relatif kecil
HIDORLISIS MINYAK
Penyusun utama minyak: trigliserida
Trigliserida dapat dipecah menggunakan enzim lipase
HIDORLISIS MINYAK
Reaksi penguraian trigliserida
DATA PENGAMATAN
Dari percobaan ini, ingin diperoleh data volume KOH yang diperlukan untuk mentitrasi sampel minyak goreng yang dihidrolisis oleh enzim lipase.
Time (min) Volume KOH (ml)
0 0,6
10 0,9
20 1,2
40 1,5
60 1,8
PENGOLAHAN DATA
• Pembuatan Larutan Buffer pH 7.0 [0.05M]• m KH2PO4 : 0.3409 gram• m K2HPO4 : 0.4360 gram• v aquades : 50 ml
• Pembuatan Larutan Enzim Lipase• m Candida rugosa : 25,03 mg• V Buffer : 25 mlKonsentrasi Larutan Enzim = m/V = 25.03mg/25mlKonsentrasi Larutan Enzim = 1 g/l
PERHITUNGAN KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS
Perhitungan kandungan asam lemak bebas didapatkan dengan terlebih dahulu mengetahui jumlah mol KOH, dimana jumlah mol KOH diketahui dari volume KOH yang digunakan dalam titrasi melalui persamaan berikut:
mmol KOH = M KOH x V KOH
mmol KOH~mmol FFA Dimana:
M KOH = Molaritas KOH (mmol/mL)V KOH = Volume titrasi KOH (mL)
Time (min) Volume KOH (ml) CFFA0 0,6 0,008410 0,9 0,012620 1,2 0,016840 1,5 0,02160 1,8 0,0252
0 10 20 30 40 50 60 700
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
f(x) = 0.000271551724137931 x + 0.0097396551724138
Grafik CFFA
Persamaan yang telah diturunkan tersebut, dapat dianalogikan sebagai persamaan garis y=mx+c
tkFFAFFA
FFA
FFA
FFA
FFA
FFAFFA
TGFFA
FFATG
k
eCC
tkC
C
dtkC
dC
Ckdt
dC
Ckdt
dC
CC
FFATG
O
O
O
1
1
3
1
1
1
1
3ln
3
3
3
Time Volume KOH (ml) Ln (CFFA/CFFA0)0 0,6 010 0,9 0,40546520 1,2 0,69314740 1,5 0,91629160 1,8 1,098612
0 10 20 40 600
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
f(x) = 0.230256 x − 0.0275160000000002
Ln (CFFA/CFFA0)
Dari grafik diatas, didapatkan persamaan sebagai berikut
y = 0.23x – 0,027Didapatkan nilai m = 0.27, maka
0.23 = 3k1
k1 = 0.23 / 3 = 0.0767
PERHITUNGAN DERAJAT HIDROLISIS
%100% xC
CCrolisisDerajatHid
O
tO
FFA
FFAFFA
dimana,CFFAO = Konsentrasi asam lemak sebelum hidrolisisCFFAt = Konsentrasi asam lemak setelah hidrolisis
Time (min) CFFA Derajat Hidrolisis0 0,0144 010 0,0216 5020 0,0288 10040 0,036 15060 0,0432 200
0 10 20 30 40 50 60 700
50
100
150
200
250
f(x) = 3.23275862068966 x + 15.948275862069
% Derajat Hidrolisis
Pada bagian ini, %Derajat Hidrolisis yang akan dihitung adalah pada waktu t=45 menit dan t=180 menit. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan garis berikut.
y = 3.23x + 15,94
t = 45 menit
y = 3.23x +15,94
y = (3.23x45) +15,94
y = 161,29
t = 180 menit
y = 3.23x +15,94
y = 3.23x180 +15.94
y = 597.34
ANALISIS PERCOBAAN
Praktikum ini memiliki 2 tujuan : Melakukan rekayasa reaksi enzimatis Mengamati pembentukan produk dari reaksi
tersebut dalam sebuah bioreaktor. Reaksi yang dilakukan adalah reaksi hidrolisis
asam lemak oleh enzim Candida rugosa lipase.
Bahan utama yang kami gunakan adalah minyak goreng sebagai asam lemak yang akan dihidrolisis.
PEMBUATAN LARUTAN BUFFER
Larutan buffer ini dibuat dengan mencampurkan 0.3402 gram KH2PO4 dan 0.4355 gram K2HPO4.
Larutan buffer ini digunakan sebagai penstabil pH dari larutan enzim.
Enzim tidak akan bekerja apabila pH spesifiknya berubah.
Enzim yang kami gunakan ini memiliki pH 7. Oleh sebab itu, larutan buffer ini kami gunakan untuk menjaga pH enzim supaya tidak berubah.
PEMBUATAN LARUTAN ENZIM LIPASE
Larutan enzim ini dibuat dengan mencampurkan enzim lipase dengan larutan fosfat buffer. Larutan enzim ini digunakan sebagai katalis yang akan menghidrolisis asam lemak pada minyak goreng. Larutan ini dicampurkan dengan larutan buffer supaya pH dari enzim tersebut dapat stabil ketika reaksi berlangsung.
HIDROLISIS MINYAK DENGAN ENZIM CANDIDA RUGOSA
LIPASE DALAM BIOREAKTOR
Hidrolisis ini dilakukan mencampurkan minyak sebanyak 100 ml dengan larutan enzim sebanyak 25 ml.
Sebelumnya,kami melakukan pemanasan minyak 100 ml tersebut untuk membuat suhu minyak menjadi 37 0C. Suhu minyak dinaikan menjadi 37 0C supaya dapat mudah dilakukan proses reaksi hidrolisis oleh enzim lipase Candida rugosa.
Enzim tersebut memilki suhu spesifik sehingga minyak goreng harus dipanaskan untuk menyesuaikan suhu spesifik enzim.
Selain itu, pada saat proses pencampuran yang dilakukan, kami menuang larutan enzim telebih dahulu baru kemudian minyak goreng tersebut. Hal ini kami lakukan supaya ketika pengambilan minyak hasil hidrolisis, enzim lipase tidak ikut terambil karena posisinya di dasar permukaan.
ANALISIS KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS DAN
MENGHITUNG DERAJAT HIDROLISIS
Analisis ini dilakukan dengan cara mentitrasi minyak goreng hasil reaksi hidrolisis tersebut dengan menggunakan KOH 0,1N. Titrasi ini juga dilakukan dengan PP 1% sebanyak 3 tetes dan 50 ml etanol. PP digunakan sebagai indikator untuk mengetahui perubahan warna yang menandakan bahwa proses titrasi sudah selesai. Etanol digunakan sebagai pengencer minyak goreng. Minyak goreng tersebut diencerkan dengan etanol supaya memudahkan proses titrasi. Langkah pertama yang dilakukan adalah melakukan titrasi minyak goreng yang belum direaksikan. Titrasi ini dilakukan untuk mengetahui kadar asam lemak bebas pada minyak goreng sebelum terjadinya reaksi hidrolisis enzimatis. Selanjutnya, kami melakukan titrasi minyak goreng yang sudah direaksikan dengan enzim lipase setelah 10 menit,20 menit, 40 menit, dan 60 menit waktu reaksi.
ANALISIS PEMBUATAN DAN STANDARDISASI KOH 0,1 N
Pembuatan dan standardisai ini dilakukan untuk membuat normalitas larutan KOH sesuai dengan yang diinginkan yakni 0,1 N. Larutan KOH ini digunakan sebagai penitrasi asam lemak bebas sehingga dibutuhkan normalitas yang tetap untuk memudahkan proses titrasi.
ANALISIS HASIL
Semakin lama reaksi enzimatis berlangsung, jumlah asam lemak bebas yang terbentuk akan semakin banyak konsentrasi juga akan meningkat
RCOOH + KOH RCOOK + H2O Perbandingan antara asam lemak dan KOH
sama dengan 1:1 sehingga mmolKOH~mmolFFA
Semakin banyak asam lemak yang terbentuk, maka akan semakin banyak KOH yang diperlukan untuk mentitrasi RCOOH
ANALISIS HASIL
Pada waktu 0, sudah terdapat asam lemak yang terbentuk disebabkan karena penyimpanan yang lama serta dalam keadaan yang tidak tertutup sehingga terjadi reaksi oksidasi (pada gugus aslinya) dan hidrolisis (oleh oksigen ataupun bakteri)
Laju pembentukan produk tidak sesuai karena seharusnya semakin menurun ada hal yang menyimpang
Suhu dan pH reaksi terjaga dengan water bath serta danya buffer
ANALASIS KESALAHAN Katup buret yang bocor, sehingga pengukuran volume
larutan penitrasi menjadi kurang tepat. Hal ini membuat praktikan agak kesulitan dalam mengontrol tetesan penitrasi. Sehingga oleh sebab itu ada kecerenderungan dari praktikan melakukan kesalahan dalam menentukan titik akhir titrasi.
Ada kemungkinan bahwa tak sengaja Larutan buffer terambil oleh praktikan pada saat pengambilan sampel. Apabila larutan ini terbawa hingga penitrasian, maka pH larutan yang dititrasi akan sulit berubah. Karena, larutan Buffer ini mampu menyeimbangkan pH kembali apabila terjadi perubahan pH. Hal ini sangat mempengaruhi pada saat pengukuran titik akhir titrasi.
Juga adsa kemungkinan bahwa peralatan yang digunakan kurang steril. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja enzim yang bekerja secara spesifik sehingga juga mempengaruhi kandungan fatty acid yang dihasilkan dari minyak tersebut oleh enzim tersebut.
KESIMPULAN
Bioreaktor dapat digunakan untuk melakukan reaksi enzimatis dimana dihasilkan produk dari suatu substrat dengan bantuan enzim
Minyak goreng terurai menjadi asam lemak bebas dengan bantuan enzim lipase.
Konstanta laju reaksi untuk penguraian minyak goreng adalah 0,09 h-1
Semakin lama reaksi terjadi semakin banyak minyak goreng yang terhidrolisis menjadi asam lemak
JAWABAN PERTANYAAN
0 10 20 30 40 50 60 700
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
f(x) = 0.00046551724137931 x + 0.0166965517241379
Grafik CFFA
JAWABAN PERTANYAAN
0 10 20 30 40 50 60 700
50
100
150
200
250
f(x) = 3.23275862068966 x + 15.948275862069
% Derajat Hidrolisis
tkFFAFFA
FFA
FFA
FFA
FFA
FFAFFA
TGFFA
FFATG
k
eCC
tkC
C
dtkC
dC
Ckdt
dC
Ckdt
dC
CC
FFATG
O
O
O
1
1
3
1
1
1
1
3ln
3
3
3
tkC
C
OFFA
FFA13ln
JAWABAN PERTANYAAN
t = 45 menit
y = 3.23x +15,94
y = (3.23x45) +15,94
y = 161,29
t = 180 menit
y = 3.23x +15,94
y = 3.23x180 +15.94
y = 597.34