Efektifitas Penggunaan Co immobilized - Lipase pada Reaksi Esterifikasi Asam Lemak Hasil Hidrolisis Minyak Kelapa

Sigit Hadiantoro, Dwina Moentamaria, Muchamad Syarwani

Abstract


Kinerja enzim immobilisasi dapat ditingkatkan dengan penambahan co immobilizer, hal ini dilakukan agar ikatan kovalen antara enzim dan matriks lebih kuat dan mempermudah reaksi dari gugus fungsional yang ada pada matriks sehingga tidak diperlukan penambahan bahan kimia sebagai pembawa. Pada penelitian ini digunakan matriks polyurethane foam (PUF) dengan penambahan co immobilizer yang terdiri dari gelatin, lesitin, MgCl2, dan polyethyleh glycol (PEG) 6000. Penelitian ini difokuskan untuk melihat efektivitas co immobilized-lipase pada reaksi hidrolisis-esterifikasi. PUF direndam dalam larutan co immobilizer dengan perbandingan 1:15; 1:20 dan 1:25 (b/b) selama satu jam setelah itu dipanaskan dalam oven selama satu jam pada suhu 30°C. Selanjutnya,  matriks PUF direndam dalam lipase selama 24 jam dan dikeringkan dalam oven pada suhu 30°C selama 24 jam sehingga terbentuk matriks lipase terko-immobilisasi pada PUF dengan yang digunakan untuk reaksi hidrolisis-esterifikasi sebagai biokatalis. Pada reaksi hidrolisis digunakan 10 gram minyak yang diemulsikan dalam air dengan variabel rasio minyak-air 1:0,6; 1:1; 1:3 dan 1:5 (b/b) dan waktu reaksi 5, 10, 15 dan 20 jam. Kadar FFA minyak kelapa awal sebesar 0,21%. Produk terbaik reaksi hidrolisis adalah asam lemak bebas dengan kenaikan kadar FFA menjadi 1,18% pada kondisi perbandingan minyak/air 1:5 (b/b). Reaksi esterfikasi dilakukan dengan cara mereaksikan asam lemak hasil terbaik hidrolisis dengan sitronelol dan co immobilized-lipase sebagai biokatalis. Reaksi ini dilakukan dengan variabel asam lemak: sitronelol 1:0,8 ; 1:1 dan 1:3 (b/b) serta waktu reaksi: 5, 10, 15 dan 20 jam. Produk yang dihasilkan adalah perisa alami sebagai ester. Analisis kadar sitronelol awal dan akhir reaksi esterifikasi dilakukan dengan menggunakan GC-FID. Hasil terbaik dari penelitian ini yaitu konversi sebesar 92,88% diperoleh pada ratio massa asam lemak/sitronelol 1:3.

Immobilized enzyme performance can be enhanced by the addition of co-immobilizer, this is done so that the covalent bond between the enzyme and the matrix can become stronger and also to ease the reaction of the functional groups present in the matrix so that no addition of chemical as carrier is required. This study used Polyurethane Foam (PUF) as matrix with the addition of co-immobilizer which contain gelatin, lecithin, MgCl2, and PEG 6000. This study focused on looking at the effect of co-immobilized lipase on hydrolysis-esterification reactions. PUF is immersed in an co-immobilizer solution of 1:15; 1:20 and 1:25 ratio (w/w) for one hour and heated for another hour at 30°C. After that, PUF is immersed in the lipase for 24 hours, after which is heated at 30°C also for 24 hours. This research was conducted in 2 stages of reaction, which is hydrolysis then continued by esterification. In the hydrolysis reaction, we used variables such as oil-water ratio for 1:0.6; 1:1; 1:3 and 1:5 (w/w); the reaction time 5, 10, 15 and 20 hours; and also PUF:co-immobilized ratio in 1:15; 1:20 and 1:25 (w/w). The best fatty acid obtained from hydrolysis results in oil-water ratio of 1:5 (w/w), with FFA 1.18%.  Next is esterification reaction which is done by reacting  fatty acid from hydrolyzed coconut oil with citronellol, with the addition of immobilized lipase (as a biocatalyst). This reaction was carried out with variables like mass ratio of fatty acids-citronellol 1:0.8; 1:1 and 1:3 and reaction time: 5, 10, 15 and 20 hours. The resulting product is the flavor enhancer as ester. The analysis of the percentage of initial and final citronellol on the end of esterification reaction were performed using GC-FID. The best results of this study, conversion percentage respectively 92.88% obtained at mass ratio of fatty acid-citronellol 1:3.


Keywords


co immobilized; esterification; hydrolysis; immobilization; polyurethane foam

Full Text:

PDF

References


D. Moentamaria, G. Againa, M. M. Ridhawati, A. Chumaidi, N. Hendrawati, Hidrolisis Minyak Kelapa dengan Lipase Terimmobilisasi Zeolit pada Pembuatan Perisa Alami, Jurnal Bahan Alam Terbarukan, vol. 5, no. 2, hal. 84-91, 2016.

E. Suyanto, E. S. Soetarto, M. N. Cahyanto, Produksi Lipase Kapang Lipolitik Pada Limbah Ampas Kelapa, Bioeksperimen, vol. 1, no. 1, hal. 12-17, 2015.

I. Riwayati, I. Hartati, L. Kurniasari, Teknologi Imobilisasi Sel Mikroorganisme pada Produksi Enzim Lipase, Prosiding SNST ke-3, hal. A.55-A.59, 2012.

X. Zhao, F. Qi, C. Yuan, W. Du, D. Liu, Lipase-catalyzed Process for Biodiesel Production: Enzyme Immobilization, Process Simulation and Optimization, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 44, hal. 182-197, 2015.

L. Cao, Carrier‐bound Immobilized Enzymes: Principles, Application and Design, Weinheim: Wiley‐VCH, 2006.

R. Awang, M. R. Ghazuli, M. Basri, Immobilization of Lipase from Candida Rugosa on Palm-Based Polyurethane Foam as a Support Material, American Journal of Biochemistry and Biotechnology, vol. 3, no. 3, hal. 163-166, 2007.

D. E. Prastia, P. Diningrum, Pembuatan Perisa Alami dari Minyak Kelapa dan Citronellol Berbasis Minyak Sereh dengan Amobilisasi Lipase Secara Kontinyu, Laporan Akhir, Politeknik Negeri Malang, Indonesia, 2014.

R. A. Pangesti, M. Retno, Amobilisasi Lipase pada Matriks Zeolit untuk Sintesis Perisa Alami, Laporan Akhir, Politeknik Negeri Malang, Indonesia, 2015.

D. Moentamaria, Z. Irfin, S. Udjiana, Immobilized Lipase Technology for Making Natural Flavor, International Journal of Engineering Research and Development, vol. 11, no. 12, hal. 30-35, 2015.

M. E. Yulianto, R. W. Broto, I. Pudjihastuti, Studi Awal Pembuatan Asam Lemak secara Enzimatik dari Buah Segar Kelapa Sawit, Laporan Akhir, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia, 2004.

M. Su’i, H. Harijono, Y. Yunianta, A. Aulani’am, Aktivitas Hidrolisis Enzim Lipase dari Kentos Kelapa Terhadap Minyak Kelapa, Agritech, vol. 30, no. 3, hal. 164-167, 2010.

A. Salihu, M. Z. Alam, M. I. AbdulKarim, H. M. Salleh, Esterification for Butyl Butyrate Formation using Candida cylindracea Lipase Produced from Palm Oil Mill Effluent Supplemented Medium, Arabian Journal of Chemistry, vol. 7, no. 6, hal. 1159-1165, 2014.

D. Saravanan, Immobilized Lipase Catayzed Synthesis Of Citronellyl Butyrate In Organic Media, Mumbai: Institute of Chemical Technology (ICT), 2013.

S. K. Muhamad, S. M. Radzi, S. S. Othman, M. B. A. Rahman, H. M. Noor, Optimization of Lipase – Catalyzed Synthesis of Flavour Esters in Solvent Free System, Journal of Fundamental Sciences, vol. 6, no. 1, hal. 31-36, 2010.

N. D. Insani, Studi Esterifikasi antara Asam Lemak Hasil Hidrolisis Minyak Kelapa Sawit dengan Sukrosa Menggunakan Lipase Candida rugosa EC 3.1.1.3 Terimobilisasi pada Matriks Silika Gel 60, Skripsi, Universitas Indonesia, 2012.




DOI: http://dx.doi.org/10.33795/jtkl.v2i1.60

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2018 Sigit Hadiantoro, Dwina Moentamaria, Muchamad Syarwani

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.