Pengaruh Suhu , pH dan Jenis Substrat Terhadap Aaktivitas Lipase Candida rugosa Dalam Menghidrolisis Minyak Inti Sawit (PKO) dan Minyak Jagung

(1)

PENGARUH SUHU , pH DAN JENIS SUBSTRAT TERHADAP AKTIVITAS LIPASE Candida rugosa DALAM MENGHIDROLISIS MINYAK INTI

SAWIT (PKO) DAN MINYAK JAGUNG

SKRIPSI

PUTRI PERTIWI

090802008

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH SUHU, pH DAN JENIS SUBSTRAT

TERHADAP AKTIVITAS LIPASE Candida rugosa DALAM MENGHIDROLISIS MINYAK INTI SAWIT (PKO) DAN MINYAK JAGUNG

Kategori : SKRIPSI

Nama : PUTRI PERTIWI

Nomor Induk Mahasiswa : 090802008

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, November 2013

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Firman Sebayang, MS Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195607261985031001 NIP. 195408301985032001

Diketahui/Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

(3)

PERNYATAAN

PENGARUH SUHU , pH DAN JENIS SUBSTRAT TERHADAP AKTIVITAS LIPASE Candida rugosa DALAM MENGHIDROLISIS MINYAK INTI

SAWIT (PKO) DAN MINYAK JAGUNG

SKRIPSI

Saya mengakui skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, November 2013

(4)

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrahim

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kasih sayang-Nya yang sangat besar sehingga skripsi ini yang berjudul “PENGARUH SUHU, pH DAN JENIS SUBSTRAT TERHADAP AKTIVITAS LIPASE Candida rugosa DALAM MENGHIDROLISIS MINYAK INTI SAWIT (PKO) DAN MINYAK JAGUNG” dapat diselesaikan dengan baik. Dalam berjalannya penulisan skripsi ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada :

1. Ibunda tercinta, Alm. Sri Purwanti Binti Darmo Suwarno yang dengan cinta kasihnya, doa ikhlas dan kerja kerasnya yang telah membesarkan, mendidik, menuntun, dan menemani penulis agar dapat menjadi perempuan yang sholeh dengan marwah baik dan berguna bagi dunia dan akhirat. Terima kasih mama tercinta, semoga Allah menempatkanmu di sisiNya paling baik bersama orang-orang yang beriman dan bertakwa kepadaNya. Amin yaa Rabb.

2. Ayahanda tercinta, Akhmad Suherman yang dengan cinta kasihnya, doa ikhlas dan kerja kerasnya yang telah menghidupi, mendidik, menuntun, dan menemani penulis agar dapat menjadi perempuan yang sholeh dengan marwah baik dan berguna bagi dunia dan akhirat.

3. Kakak tercinta, Widya Mandasari beserta suaminya, bang Hazim Umam yang senantiasa selalu menyayangi, memberikan semangat dan dukungan, baik secara moril maupun materil kepada penulis.

4. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS sebagai dosen pembimbing I dan bapak Drs. Firman Sebayang, MS sebagai dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga selesainya skripsi ini.

5. Ketua departemen kimia FMIPA USU, Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS , Sekretaris departemen kimia FMIPA USU, bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc

(5)

dalam mengajar dan telah banyak memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis khususnya Bapak dan Ibu Dosen Biokimia FMIPA USU Bapak Drs. Firman Sebayang, MS, Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, Ibu Dr. Yuniarti Yusak, MS, dan Ibu Dra. Emma Zaidar M.Si

7. Bg Hilman Hermawan Jufri, terima kasih untuk bantuan, dukungan serta doa yang tulus untuk penulis. Terima kasih selalu setia mendukung penulis ketika penulis menghadapi masalah dan terima kasih untuk kebersamaan dan selalu menghibur penulis.

8. Teman-teman seperjuangan kimia FMIPA USU terkhusus angkatan 2009 yang sangat luar biasa. Kakak, abang, dan adik-adik di departemen kimia yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.

9. Para sahabat di Laboratorium Biokimia FMIPA USU Atika Rabiah, Reisya Ichwani, Saipul, Ari, Sadani, May, Sumariah, Adri, Eza, Kak Pia dan Kak Fika serta sahabat-sahabat seperjuangan Raisa Deborah, Rina Setiyawati, Diah Mulia Sari, Dini Marsellia dan banyak lagi yang tidak dapat disebutkan satu persatu terima kasih untuk kebersamaan serta dukungan kepada penulis selama ini.

Dan semua pihak yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu yang telah memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan kuliah dan mencapai gelar sarjana sains, penulis mengucapkan banyak terima kasih. Semoga Allah SWT memberikan berkahnya kepada kita semua, Amin. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu dosen serta pembaca sekalian.

Medan, November 2013

(6)

ABSTRAK

(7)

THE EFFECTS OF TEMPERATURE, pH AND TYPE OF SUBSTRATE ON Candida rugosa LIPASE ACTIVITY IN HYDROLYZE OF PALM

KERNEL OIL(PKO) AND CORN OIL

ABSTRACT

(8)

DAFTAR ISI

1.3. Pembatasan masalah 3

1.4. Tujuan penelitian 4

1.5. Manfaat penelitian 4

1.6. Lokasi penelitian 4

1.7. Metodologi penelitian 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Minyak 7

2.1.1. Minyak Inti Sawit 7

2.1.2. Minyak Jagung 10

2.2. Enzim 11

2.2.1. Kerja Enzim Pada Substrat 12

2.2.2. Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Enzim 12

2.2.3 Ion Logam sebagai kofaktor-enzim 14

2.3. Enzim Lipase 15

2.3.1. Klasifikasi Lipase 16

2.3.2. Hidrolisis Trigliserida oleh Enzim Lipase 16

2.3.3. Lipase Candida rugosa 17

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Alat-Alat 19

3.2. Bahan-Bahan 20

3.3. Prosedur Penelitian 21

3.3.1. Pembuatan Larutan Pereaksi 21

3.3.2. Sterilisasi Alat 25

3.3.3. Parameter yang diamati 26

(9)

3.4.1. Skema Penentuan Kurva Standard Larutan Bovine

Serum Albumin 29

3.4.2. Skema Penentuan Kadar Protein Enzim Lipase

Candida rugosa 29

3.4.3. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO

sebelum dihidrolisis 30

3.4.4. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari Minyak Jagung

sebelum dihidrolisis 30

3.4.5. Penentuan Suhu Optimum aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Hidrolisis PKO dan Minyak Jagung 31 3.4.6. Penentuan pH Optimum aktivitas Enzim Lipase

Candida rugosa dalam Hidrolisis PKO dan Minyak Jagung 32 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil penelitian 33

4.1.1. Penentuan Kurva Standard Larutan BSA pada λ 700 nm 33 4.1.2. Penentuan Kadar Protein Enzim Lipase Candida rugosa 34 4.1.3. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO dan

Minyak Jagung sebelum Hidrolisis 35 4.1.4. Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 36

4.1.5. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida

rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 37

4.2. Pembahasan Hasil Penelitian 39

4.2.1. Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 39

4.2.2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida

rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 39 4.2.3. Pengaruh Jenis Substrat terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan

Minyak Jagung 40

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 43

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Komposisi asam lemak minyak sawit dan minyak inti sawit 9 Tabel 4.1 Absorbansi Larutan BSA pada λ 700 nm 33

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bagian-bagian buah kelapa sawit 8

Gambar 2.2 Pengaruh Suhu Terhadap Sifat Katalitik Enzim 13 Gambar 2.3 Pengaruh pH Terhadap Sifat Katalitik Enzim 14 Gambar 2.4 Hidrolisis trigliserida oleh enzim Lipase 17 Gambar 2.5 Hidrolisis Trigliserida oleh Lipase Candida rugosa 18 Gambar 2.6 Struktur tiga dimensi lipase Candida rugosa 18 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Konsentrasi BSA terhadap Absorbansi 34 Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 36 Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Spesifik Enzim

Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan

Minyak Jagung 37

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida

rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 38 Gambar 4.5 Grafik Pengaruh pH terhadap Aktivitas Spesifik Enzim Lipase

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 : Penentuan Persamaan Garis Regresi 47 Lampiran 2 : Data Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida

rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 48 Lampiran 3 : Data Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida

rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung 49

(13)

ABSTRAK

(14)

THE EFFECTS OF TEMPERATURE, pH AND TYPE OF SUBSTRATE ON Candida rugosa LIPASE ACTIVITY IN HYDROLYZE OF PALM

KERNEL OIL(PKO) AND CORN OIL

ABSTRACT

(15)

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Kelapa sawit merupakan salah satu hasil pertanian yang sangat potensial untuk dikembangkan karena memiliki peran penting sebagai komoditi ekspor non migas Indonesia. Untuk itu,pemerintah memberikan prioritas yang tinggi terhadap pengembangan dan perluasan industri yang mengolah hasil pertanian. Di Indonesia banyak dilakukan pengolahan buah kelapa sawit menjadi minyak kelapa sawit kasar (CPO, crude palm oil). Selain daging buah kelapa sawit yang dapat diolah menjadi minyak kelapa sawit, inti buah dari tanaman kelapa sawit juga dapat diolah menjadi minyak inti sawit (PKO, palm kernel oil) melalui proses ekstraksi inti buah tanaman kelapa sawit (Sukarji et al., 1985). Kedua jenis minyak tersebut akan diolah lebih lanjut menjadi beberapa produk turunannya seperti Refined Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO), RBDPKO, minyak goreng, minyak makan, margarine, shortening dan lain sebagainya.

Minyak inti sawit (PKO) kaya akan asam laurat yang merupakan komponen asam lemak yang mendominasinya dimana asam laurat banyak dimanfaatkan oleh industri yang menghasilkan produk personal care dan farmasi, misalnya pada industri shampo. Natrium laurilsulfat adalah turunan yang paling sering dipakai dalam industri sabun dan shampo, sedangkan pada industri kosmetik, asam laurat ini berfungsi sebagai pengental, pelembab dan pelembut.

(16)

mempertahankan kondisi operasinya. Oleh karenanya perlu dicari alternatif proses yang dapat berlangsung pada suhu dan tekanan rendah. Proses hidrolisis enzimatik menggunakan enzim lipase memenuhi kriteria tersebut. (Malcolm, D, 1964).

Lipase termasuk golongan enzim dengan fungsi hidrolase yaitu enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis substrat.Lipase dapat memutuskan ikatan ester pada lemak sehingga terbentuk asam lemak bebas dan gliserol. Lipase akan mengkatalisis reaksi hidrolisis jika berada pada sistem yang mengandung banyak air.Organisme yang paling sering digunakan adalah Candida dan Rhizopus (Pandey et al.,1999). Genus-genus mikroba yang juga mampu menghasilkan enzim lipase ialah Pseudomonas, Aspergillus, Mucor, Moraxella, Arcaligenes,dan sebagainya.

Lipase yang digunakan pada penelitian ini adalah lipase Candida rugosa,lipase ini termasuk dalam kelompok lipase yang menghidrolisis TAG secara acak tehadap posisi asam lemak trigliserida menjadi asam lemak (ÖZTÜRK,2001).Menurut Villenueve et al.(2000), Enzim lipase Candida rugosa ini bekerja optimum pada kisaran pH 6,5-7,5 dengan pH isoelektriknya sebesar 4,5. Sifat katalitiknya optimum pada rentang suhu 30-350 C (Fadiloglu & Soylemez,1997).

Sifat katalitik dari lipase sangat dipengaruhi oleh suhu dan pH. Pada suhu yang lebih tinggi kecepatan molekul substrat meningkat, sehingga pada saat bertumbukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang.Hal ini memudahkan terikatnya molekul substrat pada sisi aktif enzim (biokatalis).Aktivitas enzim meningkat dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu.Derajat keasaman (pH) juga mempengaruhi aktivitas enzim. Perubahan kondisi asam dan basa di sekitar molekul enzim mempengaruhi bentuk tiga dimensi dan dapat menyebabkan denaturasi enzim. (Lalang et al.,2011).

Peneliti sebelumnya yaitu, Nivi Maharani (2001) telah melakukan hidrolisis minyak sawit (CPO) dengan menggunakan lipase dari Candida cylindracea. Oleh karena itu,peneliti tertarik untuk melakukan hidrolisis enzimatik namun dengan menggunakan substrat yang berbeda yaitu menggunakan minyak inti sawit (PKO) dan minyak jagung yang dihidrolisis oleh lipase dari Candida rugosa dengan tujuan yaitu untuk mendapatkan kondisi optimum hidrolisis oleh Candida rugosa, dalam hal suhu dan pH hidrolisis optimum untuk kedua substrat.

(17)

terhadap aktivitas Candida rugosa dimana minyak inti sawit (PKO) kaya akan asam laurat yang merupakan asam lemak jenuh sedangkan minyak jagung kaya akan asam linoleat yang merupakan asam lemak tidak jenuh. Minyak jagung berwarna merah gelap dan setelah dimurnikan akan berwarna kuning keemasan (Ketaren, 2005). Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun dari gliserol dan asam-asam lemak dengan kandungan tertinggi yaitu asam linoleat sekitar 56%.

Candida rugosa merupakan jenis lipase yang sering digunakan dalam melakukan hidrolisis secara enzimatik dimana lipase jenis ini menghidrolisis triasilgliserol (TAG) secara acak terhadap posisi lemak pada triasilgliserol menjadi asam lemak (Marno,Septian. 2008).

1.2Permasalahan

Apakah lipase Candida rugosa dapat digunakan sebagai biokatalis dalam proses hidrolisis enzimatik dan menentukan suhu dan pH optimum hidrolisis oleh lipase Candida rugosa, serta mengetahui pengaruh jenis substrat terhadap aktivitas lipase Candida rugosa .

1.3 Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini hanya terbatas pada objek masalah yang berhubungan dengan penelitian ini saja yaitu:

1. Biokatalis yang digunakan berupa enzim lipase yang berasal dari Candida rugosa yang bersifat free enzyme berbentuk larutan

2. Bahan baku yang digunakan berupa minyak inti sawit (PKO) yang diperoleh dari PT. SMART dan minyak jagung merek “Mazola”

3. Buffer yang digunakan untuk hidrolisis adalah buffer fosfat dengan variasi pH yaitu 6; 6,5; 7; 7,5 dan pH 8

4. Suhu yang digunakan untuk hidrolisis adalah bervariasi antara 300 C sampai 500C dengan interval suhu 50 C

(18)

6. Parameter yang diamati adalah kadar asam lemak bebas dan kadar protein enzim dari lipase Candida rugosa

7. Penentuan kadar protein enzim lipase yang dilakukan dengan metode Lowry menggunakan Spektrofotometer UV-Visible .

8. Penentuan kadar asam lemak bebas dilakukan dengan metode titrasi (Ketaren, 1986).

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini ialah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui suhu dan pH optimum hidrolisis oleh lipase Candida rugosa.

2. Untuk mengetahui pengaruh jenis substrat terhadap aktivitas lipase Candida rugosa .

3. Untuk mengetahui kadar protein dari enzime lipase Candida rugosa sehingga dapat ditentukan aktivitas spesifik dari lipase tersebut.

1.5 Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian diharapkan;

1. Dapat diketahui suhu dan pH optimum hidrolisis oleh lipase Candida rugosa.

2. Dapat diketahui pengaruh jenis substrat terhadap aktivitas lipase Candida rugosa.

3. Dapat diketahui kadar protein dari enzim lipase Candida rugosa sehingga dapat ditentukan aktivitas spesifik dari lipase tersebut.

1.6 Lokasi Penelitian

(19)

1.7 Metodologi Penelitian

Penelitian ini dirancang berdasarkan eksperimental laboratorium, yang dilakukan dengan beberapa tahap yaitu:

1. Penyediaan minyak inti sawit (PKO) dan minyak jagung

Bahan baku yang digunakan sebagai substrat dalam penelitian ini adalah minyak inti sawit (PKO) yang diperoleh dari PT. SMART Medan dan minyak jagung merek “Mazola”

2. Analisa Kadar Asam Lemak Bebas PKO dan minyak jagung (%ALB)

Analisa kadar asam lemak bebas PKO dan minyak jagung (%ALB) dilakukan dengan metode titrimetri (Ketaren, 2006) dimana titran yang digunakan adalah KOH

3. Penentuan Suhu Optimum Hidrolisis

Hidrolisis enzimatik dilakukan dengan menggunakan lipase yang berasal dari Candida rugosa sebagai biokatalis berbentuk larutan dimana waktu inkubasi konstan selama 1 jam pada suhu yang bervariasi yaitu antara 300 C sampai 500C dengan interval suhu 50 C

Penentuan kadar asam lemak bebas dari PKO dan minyak jagung sesudah hidrolisis dilakukan dengan metode titrimetri dengan menggunakan NaOH 0,5 N sebagai larutan standart (Maharani et al., 2001)

4. Penentuan pH Optimum Hidrolisis

Setelah suhu optimum hidrolisis ditentukan maka pH optimum untuk hidrolisis dapat ditentukan melalui proses hidrolisis yang sama seperti pada waktu penentuan suhu optimum dimana digunakan buffer fosfat dari KH2PO4 dan K2HPO4 dengan pH yang divariasikan yaitu dari pH 6; 6,5;

7; 7,5 dan pH 8, dengan waktu inkubasi konstan selama 1 jam pada suhu optimum hidrolisis yang ditentukan sebelumnya

Penentuan kadar asam lemak bebas dari PKO dan minyak jagung sesudah hidrolisis dilakukan dengan metode titrimetri dengan menggunakan NaOH 0,5 N sebagai larutan standart (Maharani et al., 2001)

5. Penentuan Kadar Protein Enzim dari Lipase Candida rugosa

(20)

absorbansi dari larutan seri standart BSA dan lipase Candida rugosa dengan menggunakan Spektrofotometer UV-Visible .

Dalam penelitian ini digunakan tiga variabel yaitu variabel tetap, variabel bebas, dan variabel terikat.

1. Variabel tetap meliputi : Jenis lipase, volume substrat, volume lipase,lamanya hidrolisis.

2. Variabel bebas meliputi : suhu hidrolisis, pH hidrolisis, jenis substrat.

(21)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak

Istilah lipida meliputi senyawa-senyawa heterogen, termasuk lemak dan minyak yang umum dikenal di dalam makanan, fosfolipida, sterol, dan ikatan lain sejenis yang terdapat di dalam makanan dan tubuh manusia (Almatsier, 2009). Rata-rata komposisi minyak terdiri dari 58,2% sebagai sampel jenuh, 28,6% senyawa aromatik dan 14,2% senyawa polar. Berdasarkan klasifikasi minyak, senyawa aromatik ini adalah senyawa hidrokarbon yang terdiri dari cincin yang mengandung enam atom karbon. Hampir kebanyakan senyawa aromatik ini bermassa rendah dan jumlahnya dalam minyak sekitar 10-30% (Syakti, 2005).

2.1.1 Minyak Inti Sawit

Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) berasal dari Afrika. Tanaman ini dapat ditanami sekitar 144 pohon per hektar. Menurut Aritonang(1986), setiap pohon dapat menghasilkan sampai enam buah tandan dengan bobot tandan berkisar 25-30 kg. Pada keadaan normal akan dihasilkan kira-kira 20 sampai 22 tandan per tahun. Setiap tandan kelapa sawit terdapat 65-70% buah dan sisanya (sekitar 30-35%) adalah tandan buah kosong (Hartley,1967). Tanaman semakin tua, bobot tandan buah bertambah antara 25-35 kg per tandan (Satyawibawa & widyastuti,1992). Tandan buah segar (TBS) dengan tingkat kematangan tertentu dapat mempengaruhi banyaknya minyak yang dapat dihasilkan. Dari satu ton TBS dapat dihasilkan minyak sawit sebanyak 0,21 ton dan inti sawit sebesar 0,05 ton.

(22)

Tanaman kelapa sawit termasuk tanaman tahunan (parenial crop) berkeping tunggal, yang digolongkan menurut jenis tumbuhan dengan tatanama (taksonomi) sebagai berikut :

Famili : Palmae

Subkelas : Monocotyledonae Kelas : Angiospermae Subdivisi : Pterospida

Divisi : Tracheophyta (Hartley,1967)

Minyak inti sawit (Palm Kernel Oil, PKO) adalah minyak berwarna putih kekuning-kuningan yang diperoleh dari proses ekstraksi inti buah tanaman Elaeis guineensis Jacq (SNI 01-0003-1992), sedangkan Crude Palm Oil (CPO) didapatkan dari ekstraksi daging sawit. Bagian buah kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 2.1. Kedua jenis minyak tersebut akan diolah lebih lanjut menjadi beberapa produk turunannya seperti Refined Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO), RBDPKO, minyak goreng, minyak makan, margarine, shortening dan lain sebagainya.

Gambar 2.1 Bagian-bagian buah kelapa sawit (FAO, 2006)

(23)

PKO dan minyak kelapa sering digunakan oleh industri oleokimia sebagai bahan baku untuk menghasilkan produk surfaktan dan emulsifier.

Pengolahan minyak dari kelapa sawit ini akan mengalami peningkatan seiring dengan semakin tingginya permintaan pasar dan majunya teknologi rekayasa pengolahan minyak. Teknologi tersebut diharapkan dapat menghasilkan produk yang dapat diaplikasikan di berbagai aspek industri pengolahan serta dapat bersaing dengan produk minyak nabati lainnya di pasar dalam negeri maupun internasional.

Minyak inti sawit mengandung berbagai komponen asam lemak. Komposisi trigliserida yang mendominasi minyak inti sawit adalah trilaurin, yaitu trigliserida dengan tiga asam laurat sebagai ester asam lemaknya. Minyak inti sawit memiliki kandungan asam laurat yang tinggi dan kisaran titik leleh yang sempit, sedangkan minyak sawit mentah hanya memiliki sedikit kandungan asam laurat dan kisaran titik leleh yang luas. Minyak sawit mengandung asam lemak jenuh asam palmitat (C16) sekitar (40-46%), kandungan asam lemak tidak jenuh yaitu asam oleat (C 18:1) sekitar (39-45%) dan asam linoleat (7-11%), sedangkan pada minyak inti sawit didominasi oleh asam laurat (46-52 %), asam miristat (14-17%), dan asam oleat (13-19%). Kandungan asam lemak dalam kedua jenis minyak tersebut secara keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Komposisi asam lemak minyak sawit dan minyak inti sawit (Ketaren,2005) Asam Lemak Minyak kelapa sawit (%) Minyak inti sawit (%)

Asam kaprilat - 3 – 4

Asam kaproat - 3 – 7

Asam laurat - 46 – 52

Asam miristat 1,1 – 2,5 14 – 17

Asam palmitat 40 – 46 6,5 – 9

Asam stearat 3,6 – 4,7 1 – 2,5

Asam oleat 39 – 45 13 – 19

(24)

Kandungan asam laurat yang cukup tinggi pada minyak inti sawit menjadi salah satu kelebihan karena asam lemak ini memiliki khasiat bagi kesehatan tubuh.Asam laurat atau asam dodekanoat adalah asam lemak jenuh berantai sedang (middle-chained fatty acid, MCFA) yang tersusun dari 12 atom C. Sumber utama asam lemak ini adalah minyak kelapa, yang dapat mengandung 50% asam laurat, serta minyak inti sawit (palm kernel oil). Asam laurat memiliki titik lebur 44°C dan titik didih 225°C sehingga pada suhu ruang berwujud padatan berwarna putih, dan mudah mencair jika dipanaskan. Rumus kimia: CH

3(CH2)10COOH, berat molekul 200,3 g.mol -1

. Asam-asam lemak rantai pendek memiliki kemampuan kelarutan dalam pelarut air, semakin panjang rantai asam-asam lemak maka kelarutannya dalam air semakin berkurang. Asam kaprilat pada 30 oC mempunyai nilai kelarutan 1, yang artinya 1 gram asam kaprilat dapat larut dalam setiap 100 g air pada suhu 30 oC. Sedangkan asam stearat mempunyai nilai kelarutan sekitar 0,00034 pada suhu 30 oC (Ketaren, 2005).

Sifat fisikokimia asam laurat banyak dimanfaatkan oleh industri yang menghasilkan produk personal care dan farmasi, misalnya pada industri shampo. Natrium laurilsulfat adalah turunan yang paling sering dipakai dalam industri sabun dan shampoo, sedangkan pada industri kosmetik, asam laurat ini berfungsi sebagai pengental, pelembab dan pelembut. Asam laurat atau asam lemak berantai menengah berbeda dengan asam lemak berantai panjang yang memiliki molekul lebih besar. Sifat-sifat metabolisme asam lemak rantai menengah jauh lebih mudah dicerna dan diserap usus dan dibawa ke hati untuk diubah menjadi energi. Itu karena asam lemak rantai menengah memiliki molekul ukuran lebih kecil sehingga cepat menghasilkan energi untuk tubuh. (Kabara, 1983; Jensen et al., 1992; Jensen, 1996; Kolezko et al., 1992).

2.1.2 Minyak Jagung

(25)

makanan ternak serta bahan baku pembuatan minyak jagung, sirup dan hanya sebagian digunakan sebagai makanan pokok.

Minyak jagung diperoleh dengan jalan mengekstrak bagian lembaga. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya sistem press (pressing) atau kombinasi sistem press dan pelarut menguap (pressing and solvent extraction). Minyak jagung berwarna merah gelap dan setelah dimurnikan akan berwarna kuning keemasan (Ketaren,2005).

Lemak jagung terutama terdapat dalam lembaga dengan kadar lemak sekitar 30%. Kadar lemak biji jagung secara keseluruhan yaitu berkisar 4,2-5%. Dari komposisi minyak jagung, persentase trigliserida sekitar 98,6% sedangkan sisanya adalah senyawa non minyak seperti; abu, zat warna atau lilin. Minyak jagung tersusun atas asam lemak jenuh dan asam-asam lemak tidak jenuh. Jumlah asam lemak jenuh sekitar 13% yang terdiri dari asam palmitat dan asam stearat. Sejumlah 86% asam lemak tidak jenuh yang terdiri dari; 56% asam linoleat dan 30% asam oleat (Widagdyo et al., 2013).

2.2 Enzim

Enzim adalah suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam proses aktivitas biologis. Enzim berfungsi sebagai katalisator (biokatalis) dan sifatnya sangat khas. Reaksi enzimatik mempunyai beberapa kelebihan diantaranya reaksi yang terjadi berlangsung pada suhu kamar dan pH mendekati netral, energi aktivasi reaksi rendah, tingkat konversi tinggi,polutan yang dihasilkan sedikit dan reaksi bersifat spesifik (Judoamidjojo et al.,1989).

(26)

Enzim dikatakan sebagai suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam aktivitas biologis. Dalam jumlah yang sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-penyimpangan hasil akhir reaksinya. Enzim ini akan kehilangan aktivitasnya akibat panas, asam atau basa kuat, pelarut organik, atau pengaruh lain yang bisa menyebabkan denaturasi protein. Enzim dikatakan mempunyai sifat sangat khas, karena hanya bekerja pada substratnya (Girindra, 1990).

2.2.1 Kerja Enzim Pada Substrat

Enzim meningkatkan kemungkinan molekul-molekul yang bereaksi saling bertemu dengan permukaan yang saling berorientasi. Hal ini terjadi karena enzim mempunyai suatu afinitas yang tinggi terhadap substrat dan mempunyai kemampuan untuk mengikat substrat tersebut walaupun bersifat sementara. Penyatuan antara substrat dengan enzim sangat spesifik substrat terikat dengan enzim sedemikian rupa, sehingga setiap substrat terorientasi secara tepat untuk terjadi reaksi.

Pembentukan ikatan yang sementara (biasanya ikatan nonkovalen) antara substrat dengan enzim menimbulkan penyebaran elektron dalam molekul substrat dan penyebaran ini menyebabkan suatu regangan pada ikatan kovalen spesifik dalam molekul substrat, sehingga ikatan kovalen tersebut menjadi mudah terpecah. Para ahli biokimia menamakan keadaan dimana terjadi regangan ikatan molekul substrat setelah berinteraksi dengan enzim disebut pengaktifan substrat (Shahib, 1992).

2.2.2 Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Enzim

(27)

didefinisikan sebagai jumlah enzim yang dibutuhkan untuk menghidrolisis 1µmol ikatan per menit pada kondisi pengujian tertentu.

Karena struktur protein menentukan aktivitas enzim,maka jika struktur ini terganggu aktivitas akan berubah. Proses denaturasi protein berlaku untuk protein-protein enzim,dan bahan yang mendenaturasi adalah sama. Misalnya enzim sering memperlihatkan kerapuhan akibat suhu jika diatas 500C. Denaturasi akibat suhu tinggi biasanya irreversible karena gaya-gaya ikatan lemah antara komponen-komponen atomnya.Pada kondisi yang tidak terdenaturasi biasanya enzim memiliki suhu optimum untuk mencapai aktivitas yang optimal (Ismadi,1998).

Reaksi Enzimatis akan meningkat sebanding dengan peningkatan suhu.Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan energi kinetik molekul sehingga akan meningkatkan kemungkinan tumbukan antara substrat-enzim yang menyebabkan laju reaksi meningkat. Akan tetapi terdapat batasan suhu tertentu dan nilai optimal biasanya berkisar seperti suhu tubuh manusia. Apabila suhu sistem terus meningkat melebihi optimum,maka aktivitas enzim akan terhambat dan kehilangan sifat katalitiknya (Gambar 2.2). Hal ini disebabkan enzim merupakan protein yang mempunyai sifat termolabil sehingga temperature tinggi menyebabkan kerusakan ikatan intra dan intermolekul (Pelezar & Chan, 1981).

Gambar 2.2 Pengaruh Suhu Terhadap Sifat Katalitik Enzim (Rochmah dkk, 2009)

(28)

pH yang ekstrim, maka akan terdenaturasi. Kepekaan enzim terhadap perubahan pH merupakan salah satu sebab mengapa pengaturan pH tubuh dilakukan dengan sangat hati-hati dan mengapa penyimpanan terhadap pH normal akan membawa akibat buruk (Ismadi,1998).

Setiap enzim memiliki range pH yang spesifik. pH yang terlalu rendah atau terlalu tinggi mengakibatkan rusaknya ikatan intra dan intermolekul, perubahan bentuk enzim, dan mengakibatkan aktivitas enzim akan terhambat atau enzim kehilangan sifat katalitiknya (Pelezar & Chan, 1981) (Gambar 2.3).

Gambar 2.3 Pengaruh pH Terhadap Sifat Katalitik Enzim (Rochmah dkk, 2009)

2.2.3 Ion Logam sebagai kofaktor-enzim

(29)

sedangkan logam Mg2+, Ca2+, Mn2+ berikatan lemah dengan enzim sehingga membentuk metal-aktif enzim (Milton, S. H. 1987).

2.3 Enzim Lipase

Enzim yang bekerja dalam hidrolisis lemak dan minyak dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu lipase dan esterase.Perbedaan antara lipase dan esterase yaitu pada status larutan substrat.Lipase aktif dalam emulsi minyak dalam air, sedangkan esterase aktif baik pada larutan maupun emulsi (Winarno,1995).Untuk itu reaksi katalitik dari lipase lebih sering dilakukan dalam sistem emulsi.

Lipase termasuk golongan enzim dengan fungsi hidrolase yaitu enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis substrat. Lipase dapat memutuskan ikatan ester pada lemak sehingga terbentuk asam lemak bebas dan gliserol. Lipase juga termasuk kelompok enzim esterase ,sebab dapat menghidrolisis ikatan ester. Selain itu, lipase merupakan enzim yang dapat memutuskan ikatan rantai panjang asam lemak ester. Lipase yang mempunyai nama ilmiah triasilgliserol asilhidrolase EC 3.1.1.3 banyak digunakan dalam industri antara lain industri susu, deterjen, oleokimia, farmasi, kosmetik, agrokimia, polimer, surfaktan, dan industri trigliserida terstruktur (Vulfson,1994).

(30)

Active site biasanya dikarakterkan dengan senyawa triad serin, histidin, dan aspartat, kompleks enzim asli menjadi perantara penting dalam mengkatalisis reaksi lipase. Sebagai tambahan dalam fungsi biologisnya pada bakteri, jamur, tumbuhan dan hewan tingkat tinggi, lipase digunakan dalam sejumlah proses industri seperti minyak dan lemak, deterjen, roti, pembuatan keju,pembersih permukaan kulit dan proses pembuatan kertas. Enzim mikroorganisme yang banyak digunakan dalam industri umumnya adalah enzim ekstraselular karena lebih mudah diisolasi dibandingkan enzim intraselular (Marno, Septian.2008).

2.3.1 Klasifikasi Lipase

Lipase yang diisolasi dari mikroba digolongkan menjadi tiga kelompok. Kelompok tersebut antara lain (Marno,Septian. 2008) :

1. Lipase yang menghidrolisis triasilgliserol (TAG) secara acak terhadap posisi lemak pada triasilgliserol menjadi asam lemak. Kelompok mikroba tersebut antara lain Candida sp. dan Pseudomonas sp. enzim dapat menghidrolisis ikatan ester secara sempurna, menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. 2. Lipase yang menghidrolisis spesifik pada posisi 1 dan 3 dari triasilgliserol.

Contoh mikroba penghasil tersebut adalah A. niger dan M. miehei produk yang dihasilkan berupa asam lemak bebas, 1,2-diasilgliserol, dan 2-monoasilgliserol 3. Lipase yang menghidrolisis secara spesifik asam lemak tertentu dari

triasilgliserol. Contoh mikroba penghasil lipase tersebut adalah G. candidum yang mempunyai spesifitas terhadap asam lemak rantai panjang.

2.3.2 Hidrolisis Trigliserida oleh Enzim Lipase

(31)

Selain menggunakan lipase,hidrolisis triasilgliserol dapat dilakukan menggunakan katalis asam maupun basa. Hasil reaksi yang didapat berupa garam asam lemak. Jika dibandingkan dengan lipase,maka produk asam lemak yang didapat menggunakan lipase lebih murni dengan hasil samping yang lebih sedikit.

Berdasarkan nomenklatur dari Internasional Union of Biochemistry, enzim lipase berfungsi mengkatalisis trigliserida menjadi digliserida dan asam lemak.

Trigliserida Air Gliserol Asam Lemak Bebas

Gambar 2.4 Hidrolisis trigliserida oleh enzim Lipase

Ternyata reaksi tersebut belum lengkap karena lipase dapat menghidrolisis digliserida lebih lanjut menjadi monogliserida dan bahkan yang heterogen. Hal ini berarti lipase sangat lambat kerjanya pada larutan lemak dalam air. Tetapi sebaliknya, dalam keadaan emulsi,hidrolisis oleh lipase menjadi sangat cepat (Winarno,1992).

2.3.3 Lipase Candidarugosa

Lipase Candida rugosa memiliki massa molekul sekitar 60.000 Da dengan 534 residu asam amino (Cygler & Schrag,1999). Enzim ini bekerja optimum pada kisaran pH 6,5-7,5 dengan pH isoelektriknya sebesar 4,5 (Villenueve et al.,2000). Sifat katalitiknya optimum pada rentang suhu 30-350 C (Fadiloglu & Soylemez,1997).

O

CH2O-C-R

O

R-C-O-CH

CH2O-C-R

O

+ 3H2O

CH2O-H

H-O-CH CH2O-H

(32)

Lipase Candida rugosa termasuk dalam kelompok lipase yang menghidrolisis TAG secara acak tehadap posisi asam lemak trigliserida menjadi asam lemak (Gambar 2.5) (ÖZTÜRK, 2001).

Gambar 2.5 Hidrolisis Trigliserida oleh Lipase Candida rugosa (ÖZTÜRK,2001) Lipase Candida rugosa memiliki sisi katalitik triad (Serin 209,Glutamat 341,Histidin 449) dan penutup yang menghalangi sisi katalitik. Sisi katalitik dari enzim lipase Candida rugosa dihalangi oleh struktur heliks yang terdiri atas berbagai residu asam amino. Struktur penghalang tersebut bersifat rigid karena adanya ikatan disulfida dan interaksi ionik antara residu (Mala & Takeuchi,2008) (Cygler & Schrag,1999). Struktur tiga dimensi lipase Candida rugosa dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah ini.

Gambar 2.6 Struktur tiga dimensi lipase Candida rugosa

[Sumber:http://www.saccharo.org/showabstract.php?pmid=15597204] 1,2(2,3)-diglyceride 1(3)-monoglyceride

1,3-diglyceride 2- monoglyceride

+ +

(33)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Alat-alat

1. Gelas beaker Pyrex

2. Gelas ukur Pyrex 3. Gelas erlenmeyer Pyrex

4. Neraca analitik Ohauss

5. Indikator universal Merck

6. pH meter

7. Inkubator Gallenkamp

8. Tabung reaksi Pyrex

9. Rak tabung reaksi 10. Termometer

11. Labu takar Pyrex

12. Pipet Volumetri Pyrex 13. Botol akuades

14. Statif dan klem

15. Buret Pyrex

16. Pipet tetes 17. Bola karet

(34)

3.2 Bahan-bahan

1. Minyak inti sawit (PKO) 2. Minyak jagung

3. Akuades

4. KH2PO4(s) p.a.(E.Merck)

5. K2HPO4(p) p.a.(E.Merck)

6. CaCl2.2H2O(s) p.a.(E.Merck)

7. Enzim lipase Candida rugosa(s)

8. Alkohol 96% Teknis 96% (Bratachem)

9. Aseton(l) p.a.(E.Merck)

10. Indikator fenolftalein

11. NaOH(s) p.a.(E.Merck)

12. H2C2O4.2H2O(s) p.a.(E.Merck)

13. Na2CO3(s) p.a.(E.Merck)

14. Kalium Natrium Tartrat (s) p.a.(E.Merck)

15. CuSO4.5H2O (s) p.a.(E.Merck)

16. Folin Ciocalteu (l) p.a.(E.Merck)

17. Bovine Serum Albumin p.a.(E.Merck)

18. KOH (s) p.a.(E.Merck)

(35)

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Pembuatan Larutan Pereaksi 3.3.1.1 Pembuatan Larutan CaCl2 1 M

Ditimbang 7,35 g CaCl2.2H2O dan dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL,

kemudian dilarutkan dengan akuades hingga tanda batas setelah itu dihomogenkan.

3.3.1.2 Pembuatan Etanol-Aseton 1:1

Dicampurkan 250 mL etanol dengan 250 mL aseton ke dalam labu takar 500 mL kemudian dihomogenkan.

3.3.1.3 Pembuatan Larutan NaOH 0,5035 N a. Pembuatan larutan NaOH 0,5035 N

Ditimbang sebanyak 10 g NaOH dan dimasukkan ke dalam labu takar 500 mL, kemudian dilarutkan dengan akuades hingga tanda batas setelah itu dihomogenkan.

b. Standarisasi larutan NaOH 0,5035 N dengan asam oksalat

Ditimbang dengan teliti 1,575 g asam oksalat (BM=126), kemudian dilarutkan ke dalam 50 mL aquadest,dipipet sebanyak 10 mL kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan 3 tetes indikator phenolphthalein kemudian dititrasi dengan larutan NaOH yang akan distandarisasi hingga warna merah rose. Hal yang sama dilakukan 3 kali ulangan. (Sudarmaji, S. 1997)

Perhitungan N larutan NaOH = mL oksalat x N oksalat mL NaOH titrasi

3.3.1.4 Pembuatan Larutan KOH 0,1 N

(36)

(37)

Gram garam = % Garam x Molaritas x BM = 38,68% x 0,05M x 174 g/mol = 0,3868 x 0,05M x 174 g/mol = 3,3652 g/L

Gram Asam = % Asam x Molaritas x BM = 61,32% x 0,05M x 136 g/mol = 0,6132 x 0,05M x 136 g/mol = 4,1698 g/L

Ditimbang 4,1698 g KH2PO4(s) dan 3,3652 g K2HPO4(s) .

3.3.1.6 Pembuatan Larutan NaOH 0,1 N

Ditimbang 1 g NaOH dan dimasukkan ke dalam labu takar 250 mL, kemudian dilarutkan dengan akuades hingga tanda batas setelah itu dihomogenkan.

3.3.1.7 Pembuatan Larutan Kalium Natrium Tartrat 1 %

Ditimbang 1 g Kalium Natrium Tartrat dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL, kemudian dilarutkan dengan akuades hingga tanda batas setelah itu dihomogenkan.

3.3.1.8 Pembuatan Pereaksi Lowry

• Pereaksi A ( 2% Na2CO3 dalam larutan NaOH 0,1 N )

Ditimbang 2 g Na2CO3 dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL,

kemudian dilarutkan dengan larutan NaOH 0,1 N hingga tanda batas setelah itu dihomogenkan.

• Pereaksi B ( 0,5% CuSO4.5H2O dalam larutan Kalium Natrium Tartrat

1% )

Ditimbang 0,5 g CuSO4.5H2O dan dimasukkan ke dalam labu takar 100

(38)

• Pereaksi Lowry

Dicampurkan pereaksi A dan pereaksi B dengan perbandingan 50 : 1, pereaksi ini harus dalam keadaan segar ketika akan digunakan untuk analisa.

• Folin-Ciocalteu

Diencerkan pereaksi Folin-Ciocalteu dengan akuades hingga menjadi 1 N. (Lowry et al.,1951)

3.3.1.9 Pembuatan Larutan Induk Bovine Serum Albumin (BSA) 5 mg/mL Ditimbang dengan teliti 0,5 g BSA dan dimasukkan ke dalam labu takar 100

mL dan dilarutkan dengan akuades sampai garis tanda setelah itu dihomogenkan.

3.3.1.10 Pembuatan Larutan standard BSA 1000 µg/mL

Dipipet 20 mL dari larutan induk BSA 5000 µg/mL dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL, dilarutkan dengan akuades sampai garis tanda setelah itu dihomogenkan.

3.3.1.11 Pembuatan Larutan standard BSA 400 µg/mL

Dipipet 40 mL dari larutan standard BSA 1000 µg/mL dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL, dilarutkan dengan akuades sampai garis tanda setelah itu dihomogenkan.

(39)

3.3.2 Sterilisasi Alat

(40)

3.3.3 Parameter yang diamati

3.3.3.1 Penentuan kurva standard larutan Bovine Serum Albumin

Dipipet 1 mL larutan-larutan dari masing-masing larutan BSA dengan konsentrasi 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 µg/mL dan masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 6 mL pereaksi Lowry, dikocok dan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar. Selanjutnya ditambahkan 0,5 mL larutan Folin-Ciocalteu, dikocok dan dibiarkan selama 30 menit. Diukur absorbansinya pada panjang gelombang 700 nm kemudian dibuat kurva standardnya (Insani et al., 2012).

3.3.3.2 Penentuan Kadar Protein Enzim Lipase Candida rugosa

Dipipet 1 mL larutan enzim lipase Candida rugosa dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Ditambahkan 6 mL pereaksi Lowry dikocok dan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar. Selanjutnya ditambahkan 0,5 mL larutan Folin-Ciocalteu, dikocok dan dibiarkan selama 30 menit. Diukur absorbansinya pada panjang gelombang 700 nm (Insani et al., 2012). Dihitung kadar protein dengan menggunakan kurva standar (Boyer, 1993)

3.3.3.3 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO dan Minyak Jagung Sebelum Hidrolisis

Ditimbang sampel PKO dan minyak Jagung masing-masing seberat 2 g dan masing- masing sampel; dimasukkan ke dalam Erlenmeyer, ditambahkan 10 mL alkohol 96%, kemudian ditutup dengan plastik dan karet dan dipanaskan pada suhu 500C selama 10 menit. Ditambahkan 3 tetes indikator phenolphthalein,kemudian dititrasi dengan larutan KOH 0,1 N hingga berwarna merah rose. Hal yang sama dilakukan 3 kali ulangan (Sudarmaji, S. 1997).

Penentuan kadar asam lemak bebas dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

%ALB = 1 2 3 2 45

% 2 666 x 100%

(41)

Dimana: V = Volume KOH 0,1 N yang terpakai (mL) N = Normalitas KOH (0,1 N)

BM = Berat Molekul Asam Lemak Bebas

• PKO = Asam Laurat

• Minyak Jagung = Asam linoleat G = Berat sampel (gram)

(Ketaren,1986)

3.3.3.4 Penentuan Suhu Optimum aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa

dalam Hidrolisis PKO dan minyak jagung

Diukur sampel PKO dan minyak Jagung masing-masing sebanyak 3 mL dan untuk masing-masing sampel; dimasukkan ke dalam Erlenmeyer, ditambahkan 0,5 mL buffer fosfat 0,05 M pH 7, kemudian ditambahkan 0,5 mL CaCl2 1 M dan ditambahkan 1 mL larutan lipase Candida rugosa

,selanjutnya diinkubasi selama 1 jam pada suhu yang bervariasi mulai dari 300 C sampai 500C dengan interval suhu 50 C. Ditambahkan 30 mL etanol-aseton 1:1, ditambahkan 3 tetes indikator phenolphthalein, kemudian dititrasi dengan larutan NaOH 0,5 N hingga berwarna merah rose. Perlakuan yang sama diulangi sebanyak 3 kali untuk masing sampel dan masing-masing variasi suhu (Maharani et al., 2001).

3.3.3.5 Penentuan pH Optimum aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Hidrolisis PKO dan minyak jagung

Diukur sampel PKO dan minyak Jagung masing-masing sebanyak 3 mL dan untuk masing-masing sampel; dimasukkan ke dalam Erlenmeyer, ditambahkan 0,5 mL buffer fosfat 0,05 M dengan variasi pH yaitu dari pH 6; 6,5; 7; 7,5 dan pH 8, kemudian ditambahkan 0,5 mL CaCl2 1 M dan

(42)

untuk masing-masing sampel dan masing-masing variasi pH (Maharani et al., 2001).

3.3.3.6 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO dan Minyak Jagung Setelah Hidrolisis dan Penentuan Aktivitas Enzim Lipase Candida Rugosa

Untuk pengukuran kadar ALB dari sampel setelah hidrolisis oleh lipase Candida Rugosa dilakukan dengan menggunakan metode titrimetri dimana titran yang digunakan adalah NaOH 0,5N. Pengujian aktivitas enzim lipase Candida Rugosa diukur berdasarkan kadar ALB yang diperoleh setelah hidrolisis sampel dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

%ALB = 1 2 3 2 45

% 2 666

X 100%

Dimana: V = Volume NaOH 0,5 N yang terpakai (mL) N = Normalitas NaOH (0,5 N)

BM = Berat Molekul Asam Lemak Bebas

• PKO = Asam Laurat

• Minyak Jagung = Asam linoleat G = Berat sampel (gram)

(Ketaren,1986)

Aktivitas = % 74/45

9((;<=9)

X 10

6 _{µmol / mL /menit}

Dimana: %ALB = Kadar asam lemak bebas yang diperoleh setelah hidrolisis PKO dan minyak jagung oleh enzim lipase Candida rugosa

BM = Berat Molekul Asam Lemak Bebas t = Waktu inkubasi (60 menit)

Aktivitas spesifik = ?9=@=9&* ;<A=( (B<=9)

(C D'E9;=< ;<A=(

(43)

3.4 Skema Penelitian

3.4.1 Skema Penentuan Kurva Standard Larutan Bovine Serum Albumin

3.4.2 Skema Penentuan Kadar Protein Enzim Lipase Candida rugosa

Larutan BSA konsentrasi

50,100,150,200,250,300,350,400 µg/mL

Diukur masing-masing sebanyak 1 mL Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Ditambahkan 6 mL pereaksi Lowry

Dikocok dan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar

Ditambahkan 0,5 mL larutan Folin-Ciocalteu

Dikocok dan dibiarkan selama 30 menit Diukur absorbansi pada panjang gelombang 700 nm

Hasil

Larutan Enzim Lipase Candida rugosa

Diukur sebanyak 1 mL

Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Ditambahkan 6 mL pereaksi Lowry

Dikocok dan dibiarkan selama 10 menit pada suhu kamar

Ditambahkan 0,5 mL larutan Folin-Ciocalteu

Dikocok dan dibiarkan selama 30 menit Diukur absorbansi pada panjang gelombang 700 nm

Hasil

(44)

3.4.3 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO sebelum dihidrolisis

3.4.4 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari Minyak Jagung sebelum dihidrolisis

PKO

Ditimbang 2 g PKO

Dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer Ditambahkan 10 mL alkohol 96%

Ditutup dengan plastik dan diikat dengan karet Dipanaskan pada suhu 500C selama 10

menit

Ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein Dititrasi dengan KOH 0,1 N hingga berwarna merah muda

Hasil

Dicatat volume KOH 0,1 N yang terpakai

Minyak Jagung

Ditimbang 2 g minyak jagung

Dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer Ditambahkan 10 mL alkohol 96%

Ditutup dengan plastik dan diikat dengan karet Dipanaskan pada suhu 500C selama 10

menit

Ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein Dititrasi dengan KOH 0,1 N hingga berwarna merah muda

Hasil

(45)

3.4.5 Penentuan Suhu Optimum aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Hidrolisis PKO dan Minyak Jagung

PKO

Hasil

Dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer

Ditambahkan 0,5 mL buffer fosfat 0,05 M pH 7 Ditambahkan 0,5 mL CaCl2 1 M

Ditambahkan 1 mL larutan lipase Candida rugosa

Diinkubasi pada suhu 30,35,40,45,500C selama 1 jam jamjam

Ditambahkan 30 mL etanol-aseton 1:1 v/v Ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein

Dititrasi dengan NaOH 0,5 N hingga berwarna merah muda

Dicatat volume NaOH 0,5 N yang terpakai Dihitung aktivitas lipase

(46)

3.4.6 Penentuan pH Optimum aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Hidrolisis PKO dan Minyak Jagung

PKO

Hasil

Dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer

Ditambahkan 0,5 mL buffer fosfat 0,05 M pH 6; 6,5; 7; 7,5; 8 Ditambahkan 0,5 mL CaCl2 1 M

Ditambahkan 1 mL larutan lipase Candida rugosa

Diinkubasi pada suhu 350C selama 1 jam Ditambahkan 30 mL etanol-aseton 1:1 v/v Ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein

Dititrasi dengan NaOH 0,5 N hingga berwarna merah muda

Dicatat volume NaOH 0,5 N yang terpakai Dihitung aktivitas lipase

(47)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Dari penelitian tentang pengaruh suhu, pH dan jenis substrat terhadap aktivitas lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis minyak inti sawit (PKO) dan minyak jagung dilakukan beberapa penentuan yaitu sebagai berikut :

4.1.1 Pembuatan Kurva Standard Larutan BSA pada λ_{700 nm}

Larutan BSA dengan konsentrasi bertingkat diukur absorbansinya pada panjang gelombang 700 nm. Hasilnya sebagai berikut :

Tabel 4.1 Absorbansi Larutan BSA pada λ_{700 nm} Konsentrasi BSA (µg/mL)

(x)

Absorbansi (y)

50 100 150 200 250 300 350 400

(48)

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Konsentrasi BSA terhadap Absorbansi

Dengan menggunakan rumus persamaan garis regresi y = ax + b diperoleh nilai y = 0,0015(x) + 0,0082 (Lampiran 1), dimana y adalah absorbansi larutan enzim lipase Candida rugosa dan x adalah kadar protein enzim lipase Candida rugosa dengan tetapan a (slope grafik) dan b (intercept) yang diperoleh dari:

a = n (∑xy) – (∑x)(∑y) n(∑x2) – (∑x)2

b = (∑x2)(∑y) - (∑x)(∑xy) n(∑x2) – (∑x)2

4.1.2 Penentuan Kadar Protein Enzim Lipase Candida rugosa

Setelah dilakukan pengukuran terhadap nilai absorbansi dari larutan enzim lipase Candida rugosa dengan menggunakan metode spektrofotometri UV-Visibel pada λ

700 nm diperoleh absorbansi larutan enzim yaitu 0,573, maka dengan menggunakan rumus persamaan garis regresi yaitu y = 0,0015(x) + 0,0082, kadar protein dari enzim lipase Candida rugosa dapat ditentukan sebagai berikut :

(49)

0,5648 = 0,0015(x) x = 376,5333 µg/mL

Jadi kadar protein dari enzim lipase Candida rugosa yaitu 376,5333 µg/mL

4.1.3 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dari PKO dan Minyak Jagung sebelum Hidrolisis

PKO dan minyak jagung dititrasi dengan menggunakan larutan standard KOH 0,1 N. Hasilnya sebagai berikut :

Tabel 4.2 Volume Titrasi (KOH) untuk PKO dan Minyak Jagung Jenis Substrat Berat

Kadar ALB dari PKO sebelum hidrolisis % ALB =

x 100 %

= , , /

x 100%

= 0,32 %

Jadi kadar ALB dari PKO sebelum hidrolisis adalah 0,32 %

Kadar ALB dari Minyak Jagung sebelum hidrolisis % ALB =

x 100 %

= , , /

x 100%

= 0,695 %

(50)

4.1.4 Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Hidrolisis PKO dan minyak jagung dengan menggunakan enzim lipase Candida rugosa dilakukan pada suhu yang divariasikan yaitu mulai dari 300 C sampai 500 C dengan interval suhu 50 C. Grafik hasil perhitungan aktivitas dan aktivitas spesifik enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis PKO dan minyak jagung dapat dilihat di bawah ini :

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

(51)

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Spesifik Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Suhu optimum untuk enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung yaitu 350C dimana aktivitasnya masing-masing secara berturut-turut adalah 381,9417 dan 606,0612 µmol/mL/menit ; aktivitas spesifiknya masing-masing secara berturut-turut adalah 1014,3637 dan 1609,5819 Unit/mg.

4.1.5 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Hidrolisis PKO dan minyak jagung dengan menggunakan enzim lipase Candida rugosa dilakukan pada pH yang divariasikan yaitu mulai dari pH 6; 6,5; 7; 7,5 dan pH 8 . Grafik hasil perhitungan aktivitas dan aktivitas spesifik enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis PKO dan minyak jagung dapat dilihat di bawah ini :

(52)

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh pH terhadap Aktivitas Spesifik Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

pH optimum untuk enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung yaitu pH 7 dimana aktivitasnya masing-masing secara berturut-turut

(53)

adalah 381,9417 dan 606,0612 µmol/mL/menit ; aktivitas spesifiknya masing-masing secara berturut-turut adalah 1014,3637 dan 1609,5819 Unit/mg.

4.2 Pembahasan Hasil Penelitian

4.2.1 Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Aktivitas enzim akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan energi kinetik molekul sehingga akan meningkatkan kemungkinan tumbukan antara substrat-enzim yang menyebabkan laju reaksi meningkat. Akan tetapi terdapat batasan suhu tertentu dan nilai optimal biasanya berkisar seperti suhu tubuh manusia. Apabila suhu sistem terus meningkat melebihi optimum, maka aktivitas enzim akan terhambat dan kehilangan sifat katalitiknya (Pelezar & Chan, 1981). Pada grafik 4.2 dan grafik 4.3 dapat dilihat bahwa enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis PKO dan minyak jagung mengalami peningkatan aktivitas pada suhu 350C kemudian apabila suhu sistem terus meningkat melebihi suhu 350C enzim mengalami penurunan aktivitasnya. Hal ini disebabkan enzim merupakan protein yang memiliki sifat termolabil sehingga suhu tinggi menyebabkan kerusakan ikatan intra dan intermolekulnya.

4.2.2 Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Beberapa enzim memiliki toleransi terhadap perubahan pH, tapi yang lainnya bekerja dengan baik pada rentang pH yang tidak terlalu jauh. Jika suatu enzim diberikan pH yang ekstrim, maka akan terdenaturasi (Ismadi, 1998).

(54)

4.2.3 Pengaruh Jenis Substrat terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa

dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

Lipase Candida rugosa termasuk dalam kelompok lipase yang menghidrolisis TAG secara acak terhadap posisi asam lemak trigliserida menjadi asam lemak (ÖZTÜRK, 2001).

O

O – C – R 1,2-DG + FA 1-MG +FA O 2-MG + FA O – C – R Lipase 2,3-DG + FA Lipase 2-MG + FA Lipase

O 3-MG + FA Gliserol + FA O – C – R 1,3-DG + FA 1-MG + FA

(55)

Dari grafik 4.2, grafik Candida rugosa memi asam linoleat sebagai asam laurat sebagai kom rugosa lebih spesifik Candida rugosa memi jenuh dibandingkan asa

ik 4.3, grafik 4.4 dan grafik 4.5 dapat dilihat ba miliki aktivitas yang lebih tinggi terhadap miny ai komponen terbesar penyusunnya dibanding komponen terbesar penyusunnya. Hal ini bera fik terhadap asam linoleat dibandingkan asa

miliki sisi aktif enzim yang spesifik terhadap n asam lemak jenuh (ÖZTÜRK, 2001).

(56)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

1. Biokatalis enzim lipase dari Candida rugosa yang bersifat free dapat digunakan dalam reaksi hidrolisis untuk menghasilkan asam lemak bebas.

2. Kadar protein dari enzim lipase Candida rugosa yaitu 376,5333 µg/mL.

3. Suhu optimum untuk enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis baik PKO maupun Minyak Jagung yaitu 350C sedangkan pH optimum untuk enzim lipase Candida rugosa dalam menghidrolisis baik PKO maupun Minyak Jagung yaitu pH 7 dimana aktivitasnya masing-masing secara berturut-turut adalah 381,9417 dan 606,0612 µmol/mL/menit ; aktivitas spesifiknya masing-masing secara berturut-turut adalah 1014,3637 dan 1609,5819 Unit/mg.

4. Dari aktivitasnya dalam menghidrolisis PKO dan minyak jagung, lipase Candida rugosa lebih spesifik terhadap asam linoleat dibandingkan asam laurat dimana lipase Candida rugosa memiliki sisi aktif enzim yang spesifik terhadap asam lemak tidak jenuh dibandingkan asam lemak jenuh.

5.2 Saran

1. Diharapkan untuk penelitian lebih lanjut dilakukan GC-MS agar dapat mengetahui senyawa-senyawa yang merupakan produk hasil hidrolisis enzimatis yang dilakukan.

(57)

DAFTAR PUSTAKA

Akoh,C.C., & Min,D.B. 2002. Food Lipids Chemistry, Nutrition, and Biotechnology Second Edition, Revised and Expanded. New York : Marcel Dekker, Inc.

Almatsier,S. 2009. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama. Aritonang,D. 1986. Perkebunan Kelapa Sawit, Sumber Pakan Ternak di Indonesia.

Jurnal Penelitian Pengembangan Pertanian 5(4) : 93-99.

Boyer, R.F. 1993. Modern Experimental Biochemistry. Second Edition. California: The Benjamin Cummings Company Inc.

Cygler,M., & Scharag,J.D. 1999. Structure and Conformational Fexibility of Candida rugosa Lipase. Biochemica et Biophysica Acta 1441, 205-214.

Fadiloglu,S., & Soylemez ,Z. 1997. Kinetics of Lipase Catalyzed Hydrolysis of Olive Oil. Food Research International, 30, 171-175.

Girindra, A. 1990. Biokimia 1. Cetakan ke-2. Jakarta: PT Gramedia. Hartley,C.W.W. 1967. The Palm Oil. London : Longman Group Ltd.

http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/46586/BAB%2011%20Tinjaua n%20 Pustaka_2011 plu.pdf. Diakses tanggal 12 Juni, 2013.

Insani,D.N. 2012. 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. Jakarta : Universitas Indonesia.

Ismadi,M. 1998. Biokimia. Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Judoamidjojo,M, E. Gumbira Said & L. Hartoto. 1989. Biokonversi. Bogor : Institut Pertanian Bogor.

Ketaren,S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Cetakan I. Jakarta : UI press.

Lowry,O.R. 1951. Protein Measurement. Journal of Biological Chemistry, 265-275. Maharani,N. 2001. Hidrolisis Minyak Sawit oleh Lipase Spesifik dan Non Spesifik dari

Rhizomucor miehei dan Candida cylindracea. Bogor : Institut Pertanian Bogor.

(58)

Malcolm,D. 1964. Enzymes. Second Edition. New York : Academic Press.

Marno, Septian. 2008. Interesterifikasi Minyak Kelapa Sawit dengan Metil Asetat Menggunakan Biokatalis untuk Memproduksi Biodiesel. Jakarta : Universitas Indonesia.

Milton, S. H. 1987. Enzymes in Metabolic Pathway. First edition. New York: Harper and Row Publishers Inc.

ÖZTÜRK,B. 2001. Immobilization of Lipase from Candida rugosa on Hydrophobic and Hydrophilic Supports. Izmir, Turkey : Izmir Institute of Technology.

Pandey,A., Benjamin,S., Soccol,C.R., Nigam,P., Krieger,N., & Soccol,V. 1999. The Realm of Microbial Lipase in Biotechnology. Biotechnol. Appl. Biochem, 119-131.

Pelezar,M.J., & Chan,E.S. 1981. Element of Microbiology. New York : Mcgraw hill Co.

Rochmah,S.N, Sri Widayati, Majrikhatul Miah. 2009. Biologi. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Sardinda,L.J. 2011. Pemanfaatan Biomassa Kecambah Biji Wijen Sebagai Sumber Lipase untuk Hidrolisis Minyak Sawit. Jakarta : Universitas Indonesia.

Satyawibawa,I. & Widyastuti. 1992. Kelapa Sawit, Usaha Budi Daya, Pemanfaatan Hasil dan Aspek Pemasaran. Jakarta : Penebar Swadaya.

Shahib,M. 1992. Pemahaman Seluk Beluk Biokimia dan Penerapan Enzim. Bandung : PT Citra Aditya Bakti.

Sudarmadji, S. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan Pertanian. Yogyakarta : Liberty.

Sukarji,R.,S.Simangunsong & C.Hutauruk. 1985. Hujan-Kaitannya terhadap Fluktuasi Produksi Tandan Buah Segar Kelapa Sawit. Simposium Kelapa sawit Medan 27-28 Maret 198ie5. PTP VI-VII Pusat Penelitian Marihat-Marihat Ulu. Pematang Siantar, Sumatera Utara.

Syakti,A.D. 2005. Multi-prose Remediasi di Dalam Penanganan Tumpahan Minyak (Oil Spill) di Perairan Laut dan Pesisir. Seminar Bioremediasi. Pusat Kajian Sumber Daya Pesisir dan Lautan. Institut Pertanian Bogor. 10 Desember 2005. Villeneuve,P., Muderhwa,J., Graille,J., & Haas,M. 2000. Customizing lipases

(59)

Vulfson,E.N. 1994. Industrial Application of Lipases. Di dalam Wooley,P. and S.B. Petersen (penyunting). Lipases Their Structure, Biochemistry and Application. Cambridge : Cambridge University press.

Widagdyo,D.R., Budiman,V.A., Aylianawati, & Indraswati,N. 2013. Ekstraksi Kafeina dari Serbuk Kopi Java Robusta dengan Pelarut Minyak Jagung. Surabaya : Universitas Katolik Widya Mandala.

(60)

(61)

(62)

Lampiran 2 : Data Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

2.1 Tabel untuk PKO

(63)

Lampiran 3 : Data Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim Lipase Candida rugosa dalam Menghidrolisis PKO dan Minyak Jagung

2.3 Tabel untuk PKO

(64)

Lampiran 4 : Gambar Penelitian

Gambar a. Spektrofotometer Gambar b. Larutan BSA dengan

UV – Visibel berbagai konsentrasi dan larutan Enzim