ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM LIPASE DARI
Aspergillus niger YANG DIGUNAKAN SEBAGAI BIOKATALIS
UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
DEDY SETIADY
BP : 0910413090
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
vi INTISARI
ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM LIPASE DARI Aspergillus niger YANG DIGUNAKAN SEBAGAI BIOKATALIS UNTUK PEMBUATAN
BIODIESEL
Oleh :
Dedy Setiady (0910413090) Dr.Zulkarnain Chaidir* Dr.Syukri**
Pembimbing I* Pembimbing II**
Penelitian yang berjudul isolasi dan karakterisasi enzim lipase dari Aspergillus
niger yang digunakan sebagai biokatalis untuk pembuatan biodiesel telah
dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat kemampuan katalis enzim
lipase dari Aspergillus niger dalam memproduksi lipase serta menentukan
kemampuan reaksi interesterifikasi menggunakan metil asetat sebagai pengganti metanol untuk memproduksi biodiesel (fatty acid methyl ester). Produksi lipase dilakukan dengan metoda fermentasi selama 24 jam. Dalam 24 jam tersebut dicari waktu optimum fermentasi, setelah dilakukan penelitian didapatkan waktu optimum fermentasi untuk menghasilkan lipase adalah pada jam ke-12. Hasil dari fermentasi kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 4.000 rpm selama 20 menit, supernatan diambil yang merupakan crude enzim lipase. Crude enzim yang didapatkan dikarakterisasi untuk mendapatkan pH optimum dan suhu optimumnya. Pada penelitian ini didapatkan pH optimumnya
adalah 6 dan suhu optimumnya adalah 30oC dengan aktivitas 1,104 U/ml.
Crude enzim yang didapatkan kemudian difraksinasi dengan ammonium sulfat dengan tujuan untuk menaikkan aktivitas lipasenya. Setelah difraksinasi, didapatkan aktivitas pada fraksinasi (80-100%) paling tinggi dengan aktivitasnya yaitu 1,542 U/ml. Enzim yang telah difraksinasi dengan ammonium sulfat (80-100%), kemudian dilakukan uji pendahuluan dalam menghasilkan biodiesel dengan reaksi interesterifikasi. Hasil yang didapatkan di analisis dengan menggunakan GC-MS. Hasil identifikasi biodiesel dengan GC-MS didapatkan fatty acid methyl ester yaitu metil dekanoat.
Kata kunci : Aspergillus niger, lipase, fraksinasi dengan ammonium sulfat
vii ABSTRACT
ISOLATION AND CHARCTERIZATION LIPASE ENZYME FROM Aspergillus
niger AS BIOCATALYST FOR BIODIESEL PRODUCTION
by :
Dedy Setiady (0910413090) Dr.Zulkarnain Chaidir* Dr Syukri**
Advisor I* Advisor II**
This research is purpose to determine the ability lipase enzyme from Aspergillus niger that used to production of biodiesel with interesterification reaction by using methyl acetate as substitution of methanol. Production of lipase has been done by fermentation method for 24 hours. The optimum time of fermentation to produce lipase at 12 hours. The fermentation result was sentrifugated by 4000 rpm for 20 minutes, supernatant was taken as crude lipase enzyme. The crude enzyme that obtained was characterized to get optimum pH and optimum
temperature. The optimum pH was 6, optimum temperature was 30oC and the
activity was 1,104 U/ml. And then crude enzyme was fractionated by ammonium sulphate to increase lipase activity. From variation of fractionation was obtained fractionation (80-100%) as the highest activity with 1,542 U/ml. The enzyme fractionation then conducted a preliminary test in the production of biodiesel with interesterification reaction. The result was analyzed with GC-MS and was obtained methyl decanoate.
1
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 . Latar Belakang
Melihat kondisi kebutuhan manusia akan energi semakin meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk membuat manusia berlomba-lomba dalam mengemukakan ide-ide kreatifnya untuk menghasilkan sumber energi. Sumber energi terdiri atas dua yaitu energi yang dapat diperbaharui dan tidak dapat diperbaharui. Energi yang tidak dapat diperbaharui berasal dari energi fosil seperti minyak bumi merupakan sumber energi utama bagi manusia. Oleh karenanya, dengan mempertimbangkan kebutuhan manusia dalam mengkonsumsi energi dengan keberadaan jumlah energi itu sendiri membuat manusia untuk berupaya mendapatkan bahan bakar alternatif yang memliki sifat dapat diperbaharui (renewable) dan ramah lingkungan. Potensi energi yang terbarukan antara lain tenaga matahari, panas bumi, angin, arus laut, tanaman penghasil minyak dan lain-lain. Meskipun demikian, pemanfaatan energi yang bersumber dari tenaga matahari, angin dan arus laut mengalami kesulitan dalam hal penampungan (storage) khususnya untuk benda bergerak [1].
Biodiesel merupakan sumber energi alternatif yang sangat popular di dunia dengan berbagai keunggulannya. Keunggulan utama dari biodiesel adalah sebagai sumber energi yang terbarukan merupakan satu-satunya sumber energi alternatif yang dipakai langsung oleh mesin konvensional (mesin diesel) tanpa harus mengganti peralatan, selain itu biodiesel dapat dicampur dengan petroleum diesel dengan berbagai komposisi untuk meningkatkan kualitas pembakaran.
2
tinggi bila digunakan sebagai bahan bakar secara langsung. Oleh karena itu, harus diubah ke bentuk lain yaitu menjadi alkil ester (biodiesel) [2].
Minyak jelantah (waste cooking oil) adalah minyak yang berasal dari
industri rumah tangga yang sudah tidak dapat digunakan kembali. Dari segi komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa yang bersifat karsinogenik yang terjadi selama proses penggorengan. Pengolahan biodiesel dari minyak jelantah merupakan cara yang paling efektif untuk menurunkan harga jual biodiesel karena murahnya bahan baku yang digunakan. Selain itu pemanfaatan limbah minyak goreng dapat juga mengatasi masalah pembuangan limbah minyak dan mengatasi masalah kesehatan masyarakat [3].
Produksi biodiesel (fatty acid methyl ester) dilakukan melalui beberapa proses diantaranya adalah produksi enzim lipase, penyaringan minyak jelantah dan sintesis biodiesel dengan reaksi non alkohol. Enzim lipase digunakan sebagai biokatalis untuk mempercepat terbentuknya biodiesel. Enzim lipase
yang diproduksi berasal dari Aspergillus niger. Lipase dari spesies Aspergillus
seperti Aspergillus niger dan Aspergillus oryzae memiliki massa molekul
200.000 sampai 250.000 dengan pH optimum 6,5 smapai 7,5 dapat
menghidrolisis minyak kelapa, minyak zaitun dengan yield 48-93%.
Penyaringan minyak jelantah bertujuan untuk menghilangkan kotoran dan sisa hasil penggorengan dari minyak, sehingga didapatkan minyak yang jernih untuk pembuatan biodiesel. Reaksi non alkohol merupakan reaksi interesterifikasi, dimana reaksi ini menggantikan fungsi metanol dengan metil asetat [4,5].
3
mudah. Pada penelitian yang telah dilakukan ini menggunakan reaksi interesterifikasi dimana rute reaksinya yang tidak menggunakan alkohol. Rute reaksi non alkohol ini dilakukan dengan cara mengganti alkohol dengan alkil asetat, yaitu metil asetat, yang sama-sama berfungsi sebagai penyuplai alkil. Dalam penelitian ini, reaksi produksi biodiesel yang dilakukan adalah dari minyak jelantah melalui reaksi non alkohol menggunakan enzim lipase dari Aspergillus niger sebagai biokatalis [2,5].
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Du (2004) dengan melakukan pemodelan kinetika terhadap lipase dalam mengkatalis reaksi interesterfikasi produksi biodiesel rute non-alkohol menggunakan pemodelan
Ping Pong Bi Bi. Pada tahun (2005) Xu melanjutkan penelitian oleh Du dengan
melakukan studi perbandingan antara produksi biodiesel melalui rute alkohol dan rute non-alkohol menggunakan substrat minyak kedelai dan Novozym 435
sebagai biokatalis, sehingga diperoleh %-yield metil ester mencapai 92%
dengan menggunakan rute non-alkohol. Pada tahun (2009) Hermansyah
melakukan penelitian produksi biodiesel dengan menggunakan minyak kelapa sawit dan Candida Rugosa lipase terimobilisasi sebagai katalis melalui rute non alkohol mendapatkan konversi trioleat yang dihasilkan sebesar 82% [5,6,7].
1.2 . Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka terdapat beberapa masalah yang perlu dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana hasil biodiesel dengan menggunakan reaksi interesterifikasi dengan menggunakan alkil asetat (metil asetat) sebagai pengganti metanol. 2. Berapa aktivitas enzim lipase yang diperoleh menggunakan Aspergillus niger
untuk menghidrolisis minyak kelapa sawit.
4 1.3 . Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menentukan kemampuan reaksi interesterifikasi menggunakan metil asetat sebagai pengganti metanol untuk memproduksi biodiesel dengan katalis enzim lipase dari substrat minyak jelantah.
2. Menentukan kondisi optimum enzim lipase yang dihasilkan oleh Aspergillus
niger yang akan digunakan sebagai biokatalis untuk produksi biodiesel.
1.4 . Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan :
1. Dapat dijadikan sebagai informasi pemakaian enzim lipase sebagai katalis untuk memproduksi biodiesel.
