JURNAL KIMIA

Produksi Asam Lemak dari Dedak Melalui Proses Hidrolisis

Enzimatis Secara In Situ

Oleh :

Indah Hartati

Fahmi Arifan

Mohammad Endy Yulianto

Tanggal terbit Jurnal :

Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 5, No. 2, 2011

Latar Belakang

Indonesia merupakan penghasil padi terbesar ketiga di dunia setelah Cina dan India. Pada tahun 2011, produksi padi Indonesia mencapai 67,3 juta ton (BPS 2011). Bila dedak padi yang dihasilkan sebagai hasil samping penggilingan padi dapat mencapai 8-10%, maka dedak yang dihasilkan mencapai 6,73 juta ton. Dedak padi mengandung 17-23% minyak yang dapat diubah menjadi asam lemak. Proses hidrolisis minyak menjadi asam lemak dan gliserol yang telah dilakukan adalah melalui proses Colgate-Emery. Proses tersebut dilakukan pada tekanan 50-60 bar dan suhu 240-260°C.

Metode ini dinilai konvensional dari segi teknologi, karena memiliki beberapa kelemahan proses antara lain: konsumsi energi tinggi, material peralatan proses spesifik, sistem pengendalian proses dan keselamatan kerja sangat kompleks, serta dapat terjadi polimerisasi asam lemak tak jenuh. Metode lain yang digunakan adalah dengan menghidrolisis minyak nabati secara enzimatik dengan enzim lipase. Akan tetapi, proses enzimatis memiliki kelemahan, yakni tingginya harga enzim komersial dan enzim tidak dapat digunakan berulang. Malekian dkk (2000) menyatakan bahwa dedak padi mengandung beberapa tipe lipase, seperti phospolipase, glikolipase dan esterase.

Mengingat dedak padi mengandung lipase yang dapat mengkatalisis reaksi hidrolisis minyak dedak menjadi asam lemak, maka penelitian ini dilakukan untuk mengkaji proses hidrolisis minyak dedak menjadi asam lemak dengan memanfaatkan lipase yang terdapat dalam dedak padi.

Metode Penelitian

Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini berupa dedak yang diperoleh dari penggilingan padi lokal di Semarang. Bahanbahan kimia yang digunakan antara lain buffer phosphat pH 8, serta bahan kimia untuk keperluan analisis seperti NaOH, dan indikator PP. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap, yakni studi produktivitas dan dilanjutkan dengan studi pengaruh parameter proses. Studi produktivitas dilakukan dengan membandingkan proses hidrolisis dengan dan tanpa penambahan buffer. Sementara pada studi pengaruh parameter proses, variabel yang dikaji meliputi: volume buffer (0– 25% terhadap air yang ditambahkan), rasio dedak-air (1:1–1:6 b/v), dan suhu reaksi (30– 50°C).

Proses hidrolisis dilakukan di dalam sebuah tangki berpengaduk. Umpan berupa dedak ditambah dengan air dengan perbandingan berat tertentu dimasukkan ke dalam tangki yang sudah dikondisikan pada suhu reaksi tertentu kemudian larutan buffer ditambahkan. Proses hidrolisis dilakukan selama 2 jam. Setelah proses hidrolisis selesai, campuran reaksi diambil, disaring dan filtrat diambil sebagai sampel untuk dianalisis bilangan asamnya.

Hasil dan Pembahasan

• Studi produktivitas 

Dalam penelitian ini studi produktivitas dilakukan dengan membandingkan hasil proses hidrolisis in situ dedak padi dengan penambahan buffer phosphat dan tanpa penambahan buffer. Bilangan asam yang diperoleh pada proses hidrolisis in situ dedak padi tanpa penambahan buffer mencapai 0,624 mgek NaOH/g dedak, sementara bilangan asam yang dihasilkan pada proses in situ dedak padi dengan penambahan buffer meningkat hingga 48%, yakni mencapai 0,925 mgek NaOH/g dedak. Hasil senada mengenai peningkatan aktivitas lipase pada sistem dengan penambahan buffer juga dilaporkan oleh Lee (2010). Mereka menyatakan bahwa penggunaan buffer mampu meningkatkan aktivitas lipase hingga 4 kali dari aktivitas awal lipase. Ugwu dan Apte (2004) juga menyatakan bahwa penggunaan buffer asetat maupun phosphat hingga 50 mM mampu meningkatkan stabilitas enzim glukooksidase hingga 3 kali lipat.

• Pengaruh volume buffer 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan buffer sebanyak 5% dari volume air total mampu meningkatkan perolehan asam lemak. Peningkatan perolehan asam lemak tersebut merupakan akibat dari naiknya aktivitas dan stabilitas enzim lipase. Aktivitas enzim lipase dilaporkan meningkat dengan adanya beberapa jenis logam. Buffer phosphat yang digunakan dalam penelitian ini adalah buffer kalium phosphat. Sehingga ion yang ada di dalam sistem adalah ion kalium dan ion phosphate.

• Pengaruh suhu

Pada suhu yang 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.

Suhu otimum yang diperoleh pada penelitian ini lebih tinggi daripada suhu optimum lipase dedak padi yang dilporkan oleh beberapa peneliti. Beberapa peneliti menyatakan bahwa lipase dedak padi bekerja pada optimum pada suhu 37°C (Malekian dkk., 2000; Orthoefer, 2005). 

Kesimpulan

Dari uraian diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa :

• Penambahan buffer dapat meningkatkan perolehan asam lemak pada proses hidrolisis enzimatis dedak secara insitu.
• Ion-ion seperti K+ pada larutan buffer mampu meningkatkan aktifitas dan stabilitas pada lipase dedak.
• Penambahan buffer dapat meningkatkan perolehan asam lemak sampai 48%.

Daftar Pustaka

Barros, M., Fleuri, L. F., dan Macedo, G.A., 2010. Seed Lipases: Source, Application and Properties, Brazilian Journal          of Chemical Enginering Vol 27 No 01:15-29. 

BPS, 2011. Data Produksi Padi di Indonesia Menurut Provinsi Tahun 1992 – 2011.

Eunijiogha, V., 2008. Isolation and Preliminary Characterization Of Conophor Nut (Tetra-carpidium Conophorum) Lipase, African Journal of Biochemistry Research Vol. 3(2), pp. 009-012.

Goffman, F. D. dan Bergman, C., 2003. Relationship Between Hydrolytic Rancidity, Oil Concentration, and Esterase Activity in Rice Bran, Cereal Chem. 80(6):689-692.

Gosh, P. K., Saxena, R. K., Gupta, R., Yadav, R. P. dan Davidson, S.,1996, Microbial Lipases: Production and Application, Science Progress (79) 2:119-157.

Hermansyah, H., Wijanarko, A., dan Gozan, M., 2007. Consecutive Models for Triglyceride Hydrolysis Using Lipase, Jurnal Teknologi, Edisi No. 2.

 Hiol, A., Jonzo, M. D., Druet, D., dan Comeau, L., 1999. Production, Purification, and Characteri-zation of an Extracellular Lipase from Mucor Hiemalis F. Hiemalis’, Enzym and Microbial Technology, 25, hal. 80-87. Jutila, A.,

Zhu, K., dan Kinnunen, P., 2004. Fluorescence Spectroscopic Characterization of Humicola Lanuginosa Lipase Dissolved in Its Substrate, Biochimica et Biophysica Acta 1702, 181-189. 

http://jurnalsain-unand.com/FilesJurnal/61038798116-Ranti%20Yulia%20Kasih.pdf