SUBMITED
Naskah SUBMITED
AKTIVITAS HIDROLISIS ENZIM LIPASE DARI KENTOS KELAPA TERHADAP MINYAK KELAPA
Moh. Su’i 1), Harijono 2), Yunianta 2), Aulani’am 3)
ABSTRAC
This research studied hidrolysis condition from coconut oil used houstorium lipases enzyme. Hidrolysys conditions that were studied substrat (coconut oil) concentration, enzyme substrate ratio, hidrolisation time and affect stirring to hidrolysis. The result showed that, lipase of coconut houstorium may be optimally used at a coconut oil concentration of 10%, enzyme to substrate ratio of 3:10 (v/v), hydrolysis for 90 minutes with stirring.
Key word : Lipases, houstorium, coconut oil, hydrolysis
ABSTRAK
Penelitian ini mempelajari kondisi hidrolisa minyak kelapa yang optimum menngunakan enzim lipase dari kentos kelapa. Kondisi hidrolisa yang dipelajari meliputi konsentrasi substrat optium, perbandingan enzim : substrat dan lama hidrolisa yang optimum serta pengaruh pengadukan selama hidrolisa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, hidrolisa minyak kelapa menggunakan enzim lipase kentos kelapa menghasilkan asamlemak bebas paling banyak pada konsentrasi substrat (minyak kelapa) 10%, perbandingan enzim :L substrat 3 : 10 lama hidroloisa 90 menit dan dilakukan pengadukan selama hidrolisa.
Kata Kunci : Lipase, Kentos Kelapa, minyak kelapa, hidrolisa
PENDAHULUAN
Enzim lipase mampu menghidrolisa lemak atau minyak menghasilkan asam lemak bebas (Sana, et al., 2004). Lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisa secara enzimatis dengan bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan Lemak dalam daging buah akan dihidrolisa secara enzimatis dengan bantuan lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa (Bewley and Black, 1985).
Enzim lipase merupakan enzim yang menghidrolisa ikatan ester terutama lemak netral seperti trigliserida (Sana, et al., 2004). Menurut Pahoja, et. al. (2001), enzim lipase menghidrolisa minyak (trigliserida), digliserida dan mono gliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
Enzim lipase dari kelapa sawit mampu menghidrolisa minyak dalam biji sawit (endogeneus). Dalam waktu hidrolisa 1 jam, hanya 0,8% total minyak yang dihidrolisa menjadi asam lemak bebas. (Oo and Stumpf, 1983 ).
Apabila minyak kelapa dihidrolisa, maka akan dihasilkan asam lemak bebas penyusunnya. Asam lemak dalam minyak kelapa terdiri atas asam laurat, asam miristat, asam kaprilat, asam kaprat. Asam lemak ini termasuk asam lemak rantai sedang atau Medium Chain Fatty Acid (MCFA) yang dapat menurunkan kadar kolesterol darah (Nicole, Evert dan Martijn, 2001).
Disamping itu, asam laurat, asam kaprat, asam palmitat, asam miristat, asam linoleat, asam linolenat yang diperoleh dari hidrolisa minyak kelapa memiliki kemampuan anti bakteri.
Asam lemak ini dapat menghambat pertumbuhan bakteri diantaranya Pneumococci, streptococcus, Micrococci, Candida, S. aureus, S. epidermis (Kabara et al. 1972) dan menghambat perkembangan virus (Harnung, Amtmann and Sauer, 1994).
Hasil penelitian Sui dan Chandra (2007) menyatakan bahwa, kentos dari buah kelapa memiliki aktivitas lipase yang cuikup tinggi. Kentos yang diperoleh dari buah kelapa yang ditunaskan selama 30 hari memilki aktivitas spesifik lipase sebesar 0,0581 unit/mg protein.
Apabila enzim lipase dari kentos kelapa ini digunakan untuk menghidrolisa minyak kelapa, maka akan diperoleh asam lemak bebas yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Oleh
karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menentukan kondisi hidrolisa yang tepat agar diperoleh asam lemak bebas yang maksimum.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret – Agustus 2008 di laboratorium Pengolahan Universitas Widya Gama Malang dan Laboratorium biokimia Universitas Brawijaya Malang.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi seperangkat alat gelas, buret, pipet mikro, penyaring plastik, pisau stailess steel, alat parut stainless steel (Brilliant), mortar, lemari pendingin, freezer, sentrifus dingin (Juan MR 1889), neraca analitik (Mettler Toledo AL 204), pengaduk magnet (stirer), pemanas (Janke-Kunkel), oven, pH-meter (Orion 201), termometer ruang.
Bahan yang digunakan antara lain, buah kelapa varitas dalam dari Lawang Kabupaten Malang, virgin coconut oil (VCO) merk Bagoes, aquades, air destilasi bebas ion. Bahan kimia antara lain gum arab, dietil eter, petroleum eter, NaCO3, etanol 95%, NaOH, indikator pp, Ca(OH)2, K2HPO4, KH2PO4, bovin serum albumin (BSA) yang diperoleh dari Merck.
Enzim lipase yang digunakan adalah ekstrak kasar yang diperoleh dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari. Pertunasan kelapa menggunakan metode Oo and Stumpf (1983) yang dimodifikasi. Isolasi lipase dengan metode Sana, et al. (2004) yang dimodifikasi.
Kemampuan hidrolisa enzim lipase kentos terhadap minyak kelapa menggunakan metode Rashid et al. (2001). Kemampuan hidrolisa enzim lipase yang dipelajari meliputi a.
Penentuan konsentrasi substrat (minyak kelapa) yang optimum yaitu 2, 6, 10, 14 dan 18 %. b.
Penentuan perbandingan enzim dan substrat meliputi (1:10 ; 2:10; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 v/v). c.
Mempelajari pengaruh pengadukan selama hidrolisa (tanpa diaduk dan diaduk dengan stirrer 300 rpm), dan d. Lama hidrolisa optimum (0, 30, 60, 90 dan 120 menit).
Kondisi hidrolisa yang optimum ditentukan berdasarkan jumnlah asam lemak bebas yang paling banyak dihasilkan selama hidrolisa. Jumlah asam lemak bebas atau Free Fatty Acid (FFA) ditentukan dengan cara titrasi dengan larutan NaOH 0,005 N menggunakan metode Rashid et al. (2001).
HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi substrat yang optimum
Dalam penelitian ini diuji beberapa konsentrasi substrat (2, 6, 10,14 dan 18 %). Asam lemak bebas yang dihasilkan pada konsentrasi substrat yang berbeda seperti tertera pada Tabel 1 dan Gambar 1.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi substrat sampai 10 % dapat meningkatkan produksi asam lemak bebas (FFA). Tetapi jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi akan terjadi penurunan produksi FFA.
Tabel 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda
Kons. Substrat (%) FFA
(µ mol /ml enzim/jam)
2 % 0,639
6 % 1,417
10 % 2,194
14 % 1,306
18 % 0,639
Gambar 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda.
Menurut Granner, et al. (2003), peningkatan konsentrasi substrat berpengaruh terhadap pembentukan kompleks enzim-substrat untuk membentuk produk. Pada keadaan enzim jenuh oleh substrat, maka kecepatan reaksi dipengaruhi oleh kecepatan pembentukan produk, sehingga enzim dapat berikatan dengan substrat yang lain.
Penelitian Pahoja, et al. (2001) melaporkan bahwa, peningkatan konsentrasi substrat hingga 10 % meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Peningkatan konsentrasi setelah 10 % akan menurunkan aktivitas enzim.
Perbandingan Enzim : Substrat optimum
Perbandingan enzim : subtrat yang dipelajari dalam penelitian ini 1:10 ; 2:10 ; 3:10 ; 4:10 dan 5:10. Penelitian ini dilakukan pada konsentrasi subtrat 10 %, lama hidrolisa 60 menit pada suhu 60 oC dan pH 7. Dari perbandingan enzim : substrat yang berbeda, selanjutnya diukur asam lemak bebas yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 2 dan Gambar 2.
Tabel 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda
Enzim : Subsrat FFA
(µ mol /jam)
1 : 10 3,333
2 : 10 5,000
3 : 10 6,875
4 : 10 5,208
5 : 10 1,667
Gambar 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan enzim hingga 3 : 10 dapat meningkatkan produksi FFA. Peningkatan enzim setelah 3 : 10 justru menurunkan produksi FFA.
Penurunan jumlah FFA setelah perbandingan enzim : substrat 3 : 10 karena pada perbandingan ini aktivitas hidrolisa mencapai maksimal. Jika enzim ditingkatkan lagi, reaksi akan berlangsung lebih cepat, sehingga asam lemak bebas lebih cepat diproduksi sebelum 60 menit.
Pada kondisi asam lemak bebas yang cukup ini, kemungkinan akan menghambat reaksi hidrolisa.
Jika hidrolisa dilanjutkan hingga 60 menit maka reaksi akan berjalan ke arah sebaliknya yaitu asam lemak bebas akan bereaksi kembali dengan gliserol. Hal ini sesuai dengan kesetimbangan reaksi bahwa, produk hasil reaksi dapat menghambat jalannya reaksi.
Galliard (1971) menyatakan bahwa, selama reaksi enzimatis berlangsung dapat memproduksi senyawa yang dapat menghambat aktivitas enzim. Dalam hal ini, asam lemak bebas hasil reaksi hidrolisa bisa menjadi senyawa yang menghambat aktivitas enzim lipase.
Hasil penelitian Pahoja et al. (2001) menyebutkan bahwa penambahan enzim terhadap substrat hingga konsentrasi enzim 12 % akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika jumlah enzim ditingkatkan lagi, aktivitas lipase akan menurun.
Pengaruh Pengadukan Selama hidrolisa
Pengadukan dalam industri merupakan biaya. Penelitian ini ingin menguji apakah pengadukan selama hidrolisa (60 menit) berbeda hasilnya terhadap produksi FFA. Produksi FFA selama hidrolisa antara yang dilakukan pengadukan dan tanpa pengadukan tertera pada Gambar 3.
Gambar 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada pengaruh pengadukan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengadukan dengan stirer selama hidrolisa menghasilkan FFA lebih tinggi yaitu 2,540 µ mol FFA/ml/jam dibandingkan tanpa stirer yaitu 2,250 µ mol/ml enzim/jam.
Hal ini karena dengan pengadukan, peluang interaksi enzim dengan substrat menjadi lebih besar, sehingga kecepatan reaksi lebih tinggi. Dengan demikian, FFA yang dihasilkan juga akan lebih tinggi.
Lama hidrolisis optimum
Lama hidrolisis optimum lipase dari kentos kelapa diperoleh pada 60 menit dengan produksi asam lemak bebas (FFA) 2,25 u mol/ml enzim kasar. Jika hidrolisis dilanjutkan menjadi 180 menit, produksi FFA menurun tajam menjadi 0,819 u mol/ml enzim (Tabel 3 dan Gambar 4).
Tabel 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada variasi lama hidrolisa
Waktu (menit) FFA
(u mol/ml enzim kasar)
30 1,694444
60 2,25
90 1,402778
120 0,875
150 0,819444
180 0,694444
Gambar 4. Aktivitas lipase kasar pada lama hidrolisis yang berebda
Penurunan aktivitas lipase diduga karena produk hidrolisa yang berupa asam lemak bebas pada jumlah tertentu (konsentrasi tertentu) justru menghambat reaksi hidrolisa selanjutnya. Menurut Galliard (1971), aktivitas enzim lipase kentang akan mengalami penurunan
0 0,5 1 1,5 2 2,5
30 60 90 120 150 180
Lam a hidrolisa (m enit)
Akt enzim (u mol/ml)
aktivitas karena produksi senyawa penghambat aktivitas enzim, atau produk samping dari hasil reaksi atau terjadi inaktivasi enzim dengan semakin lama hidrolisis.
Penelitian Pahoja et al. (2001) menghasilkan fenomena yang sama yaitu lama hidrolisa hingga 180 menit akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Tetapi jika hidrolisa dilanjutkan maka aktivitas lipase akan terjadi penurunan.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Substrat konsentrasi 10% dengan perbandingan enzim:substrat 3:10 (v/v) yang dihidrolisa selama 60 menit menghasilkan asam lemak bebas paling tinggi. Pengadukan dengan magnetic stirrer selama proses hidrolisa, menghasilkan FFA sedikit lebih tinggi dibandingkan tanpa pengadukan.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut proses produksi asam laurat dari minyak kelapa, serta metode pemisahanya.
DAFTAR PUSTAKA
Bewley, J.D. and Black, M., 1985, Seeds Physiology of Development and Germination, Plenum Press, New York.
Galliard, T., 1971, Enzymic deacylation of lipids in plants. The effects of free fatty acids on the hydrolysis of phospholipids by the lipolytic acyl hydrolase of potato tubers, Eur. J.
Biochem., 21 : 90-98.
Granner D.K., Mayes, P.A., Murray, R.K. and Rodwell, V.W., 2003, Harper’s Illustrated Biochemistry, 26th edition, Mc Graw-Hill Companies Inc., New Delhi.
Harnung B., Amtmann E.and Sauer G., 1994, Lauric acid inhibits the maturation of vesicular stomatitis virus, J. Gen. Virol., 72(2); 353-361.
Kabara J.J., Swieczkowski, D.M., Conley, A.J. and Truant, J.P., 1972, Fatty acid derivatives as antimicrobial agent, Antimicrobial Agent and Chemotherapy, 2(1) : 23-28.
Nicole M. R., Evert G.S. and Martijn B.K., 2001, Consumption of a Solid Fat Rich in Lauric Acid Result in a More Favorable Serum Lipid Profile in Healthy Men and Women the Consumption of a Solid Fat Rich in Trans-Fatty Acid, Journal of Nutrition, 131 : 242- 245.
Oo K. C. and Stumpf P. K, 1983, Some Enzymic Activities in The Germinating Oil Palm (Elaeis guineensis) Seedling, Plant Physiol., 73: 1028-1032.
Pahoja V. M., Dahot M. U. and Sethar M. A., 2001, Characteristic Properties of Lipase Crude Extract of Caesalpinia bounducella L. Seeds, J. of Biological Sciences, 1 (8): 775- 778.
Rashid K., Shimada Y., Ezaki S., Atomi H. and Imanaka T., 2001, Low Lemperature Lipase from Psychrotrophic Pseudomonas sp. Starin KB700A, Applied and Environmental Microbiology, 67 (9): 4064-4069.
Sana, Hossin I., Haque E.M. and Shaha R.K., 2004, Identification, Purification and Characterization of Lipase from Germination Oil Seed (Brassica napus L.), Pakistan Journal of Biological Sciences, 7 (2): 246 – 252.
Su’I, M dan Chandra W., 2006, Aktivitas lipase kasar dalam buah kelapa yang digerminasi (ditunaskan), Lembaga Penelitian Universitas Widyagama, 2006
NASKAH HASIL KOREKSI EDITOR
AKTIVITAS HIDROLISIS ENZIM LIPASE DARI KENTOS KELAPA TERHADAP MINYAK KELAPA
HIDROLYSIS ACTIVITY OF LIPASE ENZYME FROM COCONUT HOUSTORIUM FOR COCONUT OIL
Moh. Su’i 1), Harijono 2), Yunianta 2), Aulani’am 3)
1Fakultas Pertanian, Universitas Widyagama Malang, Jl. Borobudur No. 25, Malang, Email:
[email protected]. 2Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang, Jl. Veteran, Malang 65145. 3Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Malang, Jl. Veteran malang
65145.
ABSTRACT
This research studied hidrolysis condition from coconut oil used houstorium lipases enzyme. Hidrolysys conditions that were studied substrat (coconut oil) concentration, enzyme substrate ratio, hidrolisation time and affect stirring to hidrolysis. The result showed that, lipase of coconut houstorium may be optimally used at a coconut oil concentration of 10%, enzyme to substrate ratio of 3:10 (v/v), hydrolysis for 90 minutes with stirring.
Keyword : Lipase, houstorium, coconut oil, hydrolysis ABSTRAK
Penelitian ini mempelajari kondisi hidrolisa minyak kelapa yang optimum menngunakan enzim lipase dari kentos kelapa. Kondisi hidrolisa yang dipelajari meliputi konsentrasi substrat optium, perbandingan enzim : substrat dan lama hidrolisa yang optimum serta pengaruh pengadukan selama hidrolisa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, hidrolisa minyak kelapa menggunakan enzim lipase kentos kelapa menghasilkan asamlemak bebas paling banyak pada konsentrasi substrat (minyak kelapa) 10%, perbandingan enzim :L substrat 3 : 10 lama hidroloisa 90 menit dan dilakukan pengadukan selama hidrolisa.
Kata Kunci : Lipase, kentos kelapa, minyak kelapa, hidrolisa
PENDAHULUAN
Enzim lipase mampu menghidrolisa lemak atau minyak menghasilkan asam lemak bebas (Sana, dkk., 2004). Lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisa secara enzimatis dengan bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan Lemak dalam daging buah akan dihidrolisa secara enzimatis dengan bantuan lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa (Bewley and Black, 1985).
Enzim lipase merupakan enzim yang menghidrolisa ikatan ester terutama lemak netral seperti trigliserida (Sana, dkk., 2004). Menurut Pahoja, dkk. (2001), enzim lipase menghidrolisa minyak (trigliserida), digliserida dan mono gliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
Enzim lipase dari kelapa sawit mampu menghidrolisa minyak dalam biji sawit (endogeneus). Dalam waktu hidrolisa 1 jam, hanya 0,8% total minyak yang dihidrolisa menjadi asam lemak bebas. (Oo and Stumpf, 1983 ).
Apabila minyak kelapa dihidrolisa, maka akan dihasilkan asam lemak bebas penyusunnya. Asam lemak dalam minyak kelapa terdiri atas asam laurat, asam miristat, asam kaprilat, asam kaprat. Asam lemak ini termasuk asam lemak rantai sedang atau Medium Chain Fatty Acid (MCFA) yang dapat menurunkan kadar kolesterol darah (Nicole, Evert dan Martijn, 2001).
Disamping itu, asam laurat, asam kaprat, asam palmitat, asam miristat, asam linoleat, asam linolenat yang diperoleh dari hidrolisa minyak kelapa memiliki kemampuan anti bakteri. Asam lemak ini dapat menghambat pertumbuhan bakteri diantaranya Pneumococci, streptococcus, Micrococci, Candida, S. aureus, S. epidermis (Kabara dkk. 1972) dan menghambat perkembangan virus (Harnung, Amtmann and Sauer, 1994).
Hasil penelitian Sui dan Chandra (2007) menyatakan bahwa, kentos dari buah kelapa memiliki aktivitas lipase yang cuikup tinggi. Kentos yang diperoleh dari buah kelapa yang ditunaskan selama 30 hari memilki aktivitas spesifik lipase sebesar 0,0581 unit/mg protein.
Apabila enzim lipase dari kentos kelapa ini digunakan untuk menghidrolisa minyak kelapa, maka akan diperoleh asam lemak bebas yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menentukan kondisi hidrolisa yang tepat agar diperoleh asam lemak bebas yang maksimum.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret – Agustus 2008 di laboratorium Pengolahan Universitas Widya Gama Malang dan Laboratorium biokimia Universitas Brawijaya Malang.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi seperangkat alat gelas, buret, pipet mikro, penyaring plastik, pisau stailess steel, alat parut stainless steel (Brilliant), mortar, lemari pendingin, freezer, sentrifus dingin (Juan MR 1889), neraca analitik (Mettler Toledo AL 204), pengaduk magnet (stirer), pemanas (Janke-Kunkel), oven, pH-meter (Orion 201), termometer ruang.
Bahan yang digunakan antara lain, buah kelapa varitas dalam dari Lawang Kabupaten Malang, virgin coconut oil (VCO) merk Bagoes, aquades, air destilasi bebas ion. Bahan kimia antara lain gum arab, dietil eter, petroleum eter, NaCO3, etanol 95%, NaOH, indikator pp, Ca(OH)2, K2HPO4, KH2PO4, bovin serum albumin (BSA) yang diperoleh dari Merck.
Enzim lipase yang digunakan adalah ekstrak kasar yang diperoleh dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari. Pertunasan kelapa menggunakan metode Oo and Stumpf (1983) yang dimodifikasi. Isolasi lipase dengan metode Sana, dkk. (2004) yang dimodifikasi.
Kemampuan hidrolisa enzim lipase kentos terhadap minyak kelapa menggunakan metode Rashid dkk. (2001). Kemampuan hidrolisa enzim lipase yang dipelajari meliputi a. Penentuan konsentrasi substrat (minyak kelapa) yang optimum yaitu 2, 6, 10, 14 dan 18 %. b. Penentuan
perbandingan enzim dan substrat meliputi (1:10 ; 2:10; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 v/v). c. Mempelajari pengaruh pengadukan selama hidrolisa (tanpa diaduk dan diaduk dengan stirrer 300 rpm), dan d.
Lama hidrolisa optimum (0, 30, 60, 90 dan 120 menit).
Kondisi hidrolisa yang optimum ditentukan berdasarkan jumnlah asam lemak bebas yang paling banyak dihasilkan selama hidrolisa. Jumlah asam lemak bebas atau Free Fatty Acid (FFA) ditentukan dengan cara titrasi dengan larutan NaOH 0,005 N menggunakan metode Rashid dkk.
(2001).
HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi substrat yang optimum
Dalam penelitian ini diuji beberapa konsentrasi substrat (2, 6, 10,14 dan 18 %). Asam lemak bebas yang dihasilkan pada konsentrasi substrat yang berbeda seperti tertera pada Tabel 1 dan Gambar 1.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi substrat sampai 10 % dapat meningkatkan produksi asam lemak bebas (FFA). Tetapi jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi akan terjadi penurunan produksi FFA.
Tabel 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda Kons. Substrat (%) FFA
(µ mol /ml enzim/jam)
2 % 0,639
6 % 1,417
10 % 2,194
14 % 1,306
18 % 0,639
Gambar 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda.
Menurut Granner, dkk. (2003), peningkatan konsentrasi substrat berpengaruh terhadap pembentukan kompleks enzim-substrat untuk membentuk produk. Pada keadaan enzim jenuh oleh substrat, maka kecepatan reaksi dipengaruhi oleh kecepatan pembentukan produk, sehingga enzim dapat berikatan dengan substrat yang lain.
Penelitian Pahoja, dkk. (2001) melaporkan bahwa, peningkatan konsentrasi substrat hingga 10 % meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Peningkatan konsentrasi setelah 10 % akan menurunkan aktivitas enzim.
Perbandingan Enzim : Substrat optimum
Perbandingan enzim : subtrat yang dipelajari dalam penelitian ini 1:10 ; 2:10 ; 3:10 ; 4:10 dan 5:10. Penelitian ini dilakukan pada konsentrasi subtrat 10 %, lama hidrolisa 60 menit pada suhu 60 oC dan pH 7. Dari perbandingan enzim : substrat yang berbeda, selanjutnya diukur asam lemak bebas yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 2 dan Gambar 2.
Tabel 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda
Enzim : Subsrat FFA
(µ mol /jam)
1 : 10 3,333
2 : 10 5,000
3 : 10 6,875
4 : 10 5,208
5 : 10 1,667
Gambar 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan enzim hingga 3 : 10 dapat meningkatkan produksi FFA. Peningkatan enzim setelah 3 : 10 justru menurunkan produksi FFA.
Penurunan jumlah FFA setelah perbandingan enzim : substrat 3 : 10 karena pada perbandingan ini aktivitas hidrolisa mencapai maksimal. Jika enzim ditingkatkan lagi, reaksi akan berlangsung lebih cepat, sehingga asam lemak bebas lebih cepat diproduksi sebelum 60 menit.
Pada kondisi asam lemak bebas yang cukup ini, kemungkinan akan menghambat reaksi hidrolisa.
Jika hidrolisa dilanjutkan hingga 60 menit maka reaksi akan berjalan ke arah sebaliknya yaitu asam lemak bebas akan bereaksi kembali dengan gliserol. Hal ini sesuai dengan kesetimbangan reaksi bahwa, produk hasil reaksi dapat menghambat jalannya reaksi.
Galliard (1971) menyatakan bahwa, selama reaksi enzimatis berlangsung dapat memproduksi senyawa yang dapat menghambat aktivitas enzim. Dalam hal ini, asam lemak bebas hasil reaksi hidrolisa bisa menjadi senyawa yang menghambat aktivitas enzim lipase.
Hasil penelitian Pahoja dkk. (2001) menyebutkan bahwa penambahan enzim terhadap substrat hingga konsentrasi enzim 12 % akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika jumlah enzim ditingkatkan lagi, aktivitas lipase akan menurun.
Pengaruh Pengadukan Selama hidrolisa
Pengadukan dalam industri merupakan biaya. Penelitian ini ingin menguji apakah pengadukan selama hidrolisa (60 menit) berbeda hasilnya terhadap produksi FFA. Produksi FFA selama hidrolisa antara yang dilakukan pengadukan dan tanpa pengadukan tertera pada Gambar 3.
Gambar 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada pengaruh pengadukan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengadukan dengan stirer selama hidrolisa menghasilkan FFA lebih tinggi yaitu 2,540 µ mol FFA/ml/jam dibandingkan tanpa stirer yaitu 2,250 µ mol/ml enzim/jam.
Hal ini karena dengan pengadukan, peluang interaksi enzim dengan substrat menjadi lebih besar, sehingga kecepatan reaksi lebih tinggi. Dengan demikian, FFA yang dihasilkan juga akan lebih tinggi.
Lama hidrolisis optimum
Lama hidrolisis optimum lipase dari kentos kelapa diperoleh pada 60 menit dengan produksi asam lemak bebas (FFA) 2,25 u mol/ml enzim kasar. Jika hidrolisis dilanjutkan menjadi 180 menit, produksi FFA menurun tajam menjadi 0,819 u mol/ml enzim (Tabel 3 dan Gambar 4).
Tabel 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada variasi lama hidrolisa
Waktu (menit) FFA
(u mol/ml enzim kasar)
30 1,694444
60 2,25
90 1,402778
120 0,875
150 0,819444
180 0,694444
Gambar 4. Aktivitas lipase kasar pada lama hidrolisis yang berebda
Penurunan aktivitas lipase diduga karena produk hidrolisa yang berupa asam lemak bebas pada jumlah tertentu (konsentrasi tertentu) justru menghambat reaksi hidrolisa selanjutnya.
Menurut Galliard (1971), aktivitas enzim lipase kentang akan mengalami penurunan aktivitas karena produksi senyawa penghambat aktivitas enzim, atau produk samping dari hasil reaksi atau terjadi inaktivasi enzim dengan semakin lama hidrolisis.
Penelitian Pahoja dkk. (2001) menghasilkan fenomena yang sama yaitu lama hidrolisa hingga 180 menit akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Tetapi jika hidrolisa dilanjutkan maka aktivitas lipase akan terjadi penurunan.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Substrat konsentrasi 10% dengan perbandingan enzim:substrat 3:10 (v/v) yang dihidrolisa selama 60 menit menghasilkan asam lemak bebas paling tinggi. Pengadukan dengan magnetic stirrer selama proses hidrolisa, menghasilkan FFA sedikit lebih tinggi dibandingkan tanpa pengadukan.
Saran
0 0,5 1 1,5 2 2,5
30 60 90 120 150 180
Lam a hidrolisa (m enit)
Akt enzim (u mol/ml)
Perlu penelitian lebih lanjut proses produksi asam laurat dari minyak kelapa, serta metode pemisahanya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih saya sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia yang telah mendanai penelitian ini melalui Program Besaisis BPPS.
DAFTAR PUSTAKA
Bewley, J.D. and Black, M. (1985). Seeds Physiology of Development and Germination, Plenum Press, New York.
Galliard, T. (1971). Enzymic deacylation of lipids in plants. The effects of free fatty acids on the hydrolysis of phospholipids by the lipolytic acyl hydrolase of potato tubers, Eur. J.
Biochem., 21 : 90-98.
Granner D.K., Mayes, P.A., Murray, R.K. and Rodwell, V.W. (2003). Harper’s Illustrated Biochemistry, 26th edition, Mc Graw-Hill Companies Inc., New Delhi.
Harnung B., Amtmann E.and Sauer G. (1994). Lauric acid inhibits the maturation of vesicular stomatitis virus, J. Gen. Virol., 72(2); 353-361.
Kabara J.J., Swieczkowski, D.M., Conley, A.J. and Truant, J.P. (1972). Fatty acid derivatives as antimicrobial agent, Antimicrobial Agent and Chemotherapy, 2(1) : 23-28.
Nicole M. R., Evert G.S. and Martijn B.K. (2001). Consumption of a Solid Fat Rich in Lauric Acid Result in a More Favorable Serum Lipid Profile in Healthy Men and Women the Consumption of a Solid Fat Rich in Trans-Fatty Acid, Journal of Nutrition, 131 : 242- 245.
Oo K. C. and Stumpf P. K. (1983). Some Enzymic Activities in The Germinating Oil Palm (Elaeis guineensis) Seedling, Plant Physiol., 73: 1028-1032.
Pahoja V. M., Dahot M. U. and Sethar M. A. (2001). Characteristic Properties of Lipase Crude Extract of Caesalpinia bounducella L. Seeds, J. of Biological Sciences, 1 (8): 775-778.
Rashid K., Shimada Y., Ezaki S., Atomi H. and Imanaka T. (2001). Low Lemperature Lipase from Psychrotrophic Pseudomonas sp. Starin KB700A, Applied and Environmental Microbiology, 67 (9): 4064-4069.
Sana, Hossin I., Haque E.M. and Shaha R.K. (2004). Identification, Purification and Characterization of Lipase from Germination Oil Seed (Brassica napus L.), Pakistan Journal of Biological Sciences, 7 (2): 246 – 252.
Su’I, M dan Chandra W. (2006). Aktivitas lipase kasar dalam buah kelapa yang digerminasi (ditunaskan), Lembaga Penelitian Universitas Widyagama, 2006
NASKAH HASIL KOREKSI REVIEWER
AKTIVITAS HIDROLISIS ENZIM LIPASE DARI KENTOS KELAPA TERHADAP MINYAK KELAPA
Hidrolysis Activity of Lipase Enzyme from Coconut Houstorium for Coconut Oil
Moh. Su’i1, Harijono2, Yunianta2, Aulani’am3 (Nama lengkap)
1Fakultas Pertanian, Universitas Widyagama Malang, Jl. Borobudur No. 25, Malang, email:
[email protected]. 2Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang, Jl.
Veteran, Malang 65145. 3Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Malang, Jl. Veteran, Malang 65145.
ABSTRAK
Penelitian ini mempelajari kondisi hidrolisis minyak kelapa yang optimum menggunakan enzim lipase dari kentos kelapa. Kondisi hidrolisis yang dipelajari meliputi konsentrasi substrat optium, perbandingan enzim : substrat dan lama hidrolisis yang optimum serta pengaruh pengadukan selama hidrolisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, hidrolisis minyak kelapa menggunakan enzim lipase kentos kelapa menghasilkan asam lemak bebas paling banyak pada konsentrasi substrat (minyak kelapa) 10 %, perbandingan enzim : substrat yaitu 3 : 10 (v/v), lama hidroloisa 60 menit dan dilakukan pengadukan selama hidrolisis.
Kata kunci: Lipase, kentos kelapa, minyak kelapa, hidrolisis
ABSTRACT
This research was aimed to study hydrolysis conditions of houstorium lipases enzyme using coconut oil as substrate. Hydrolysis conditions studied were substrate (coconut oil) concentration, enzyme substrate ratio, duration of hydrolysis and effect of stirring to hydrolysis.
The results show that lipase of coconut houstorium may be optimally used at a coconut oil concentration of 10 %, enzyme to substrate ratio of 3:10 (v/v) and hydrolysis for 60 minutes with stirring.
Keyword: Lipase, houstorium, coconut oil, hydrolysis
PENDAHULUAN
Enzim lipase mampu menghidrolisis lemak atau minyak menghasilkan asam lemak bebas (Sana dkk., 2004). Lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisis secara enzimatis dengan
bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian
memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa (Bewley dan Black, 1985).
Enzim lipase merupakan enzim yang menghidrolisis ikatan ester terutama lemak netral seperti trigliserida (Sana dkk., 2004). Menurut Pahoja dkk. (2001), enzim lipase menghidrolisis minyak (trigliserida), digliserida dan mono gliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
Enzim lipase dari kelapa sawit mampu menghidrolisis minyak dalam biji sawit (endogeneus).
Dalam waktu hidrolisis 1 jam, hanya 0,8% total minyak yang dihidrolisis menjadi asam lemak bebas. (Oo dan Stumpf, 1983 ).
Apabila minyak kelapa dihidrolisis, maka akan dihasilkan asam lemak bebas
penyusunnya. Asam lemak dalam minyak kelapa terdiri atas asam laurat, asam miristat, asam kaprilat dan asam kaprat. Asam lemak ini termasuk asam lemak rantai sedang atau Medium Chain Fatty Acid (MCFA) yang dapat menurunkan kadar kolesterol darah (Nicole dkk., 2001).
Disamping itu, asam laurat, asam kaprat, asam palmitat, asam miristat, asam linoleat, asam linolenat yang diperoleh dari hidrolisis minyak kelapa memiliki kemampuan antibakteri. Asam lemak ini dapat menghambat pertumbuhan bakteri diantaranya Pneumococci, streptococcus, Micrococci, Candida, S. aureus, S. epidermis (Kabara dkk. 1972) dan menghambat
perkembangan virus (Harnung dkk., 1994).
Hasil penelitian Sui dan Chandra (2007) menyatakan bahwa, kentos dari buah kelapa memiliki aktivitas lipase yang cukup tinggi. Kentos yang diperoleh dari buah kelapa yang ditunaskan selama 30 hari memilki aktivitas spesifik lipase sebesar 0,0581 unit/mg protein.
Apabila enzim lipase dari kentos kelapa ini digunakan untuk menghidrolisis minyak kelapa, maka akan diperoleh asam lemak bebas yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menentukan kondisi hidrolisis yang tepat agar diperoleh asam lemak bebas yang maksimum.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan antara lain, buah kelapa varitas dalam yang diperoleh dari
Lawang, Kabupaten Malang, virgin coconut oil (VCO) merk Bagoes, aquades, air destilasi bebas ion. Bahan kimia antara lain gum arab, dietil eter, petroleum eter, Na2CO3, etanol 95 %, NaOH, indikator pp, Ca(OH)2, K2HPO4, KH2PO4, bovin serum albumin (BSA) yang diperoleh dari Merck.
Ekstraksi Enzim Lipase
Enzim lipase yang digunakan adalah ekstrak kasar yang diperoleh dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari. Pertunasan kelapa menggunakan metode Oo dan Stumpf (1983) yang dimodifikasi. Modifikasi dilakukan pada tahap penyimpanan kelapa. Oo and Stumpf (1983) menyimpan kelapa yang ditunaskan di dalam tanah. Dalam penelitian ini, kelapa disimpan dalam lemari penyimpanan yang gelap pada suhu 20 oC dengan kelembababan antara 80 - 90 %. Isolasi lipase dengan metode Sana dkk. (2004) yang dimodifikasi. Pada metode Sana dkk. (2004), sampel diberi dengan air destilat bebas ion. Pada penelitian ini, air destilat diganti dengan larutan buffer fosfat pH 7 untuk mencegah perubahan pH selama isolasi enzim.
Hidrolisis Minyak Kelapa
Kemampuan hidrolisis enzim lipase kentos terhadap minyak kelapa menggunakan metode Rashid dkk. (2001). Kondisi hidrolisis enzim lipase yang optimum dipelajari dengan memvariasi: (a) Kadar Substrat yaitu 2, 6, 10, 14 dan 18 %, (b) Perbandingan enzim dan substrat meliputi 1:10; 2:10; 3:10; 4:10 dan 5:10 (v/v), (c) Pengaruh pengadukan selama
hidrolisis (tanpa diaduk dan diaduk dengan stirrer 300 rpm) dan (d) Lama hidrolisis (0, 30, 60, 90 dan 120 menit).
Enzim lipase yang digunakan adalah hasil isolasi dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari dengan aktivitas 0,402unit/ml ekstrak enzim atau0,058 unit/mg protein.
Aktivitas enzim lipase diukur dengan menggunakan para nitro phenil laurat (PNPL) sebagai substrat. Para nitrofenol yang dilbebaskan dari hirolisa PNPL oleh lipase diukur dengan spektofotometer pada panjang gelombang 410 nm (Bhardwaj dkk., 2001).
Reaksi hidrolisis dilakukan dengan cara mencampurkan 10 ml substrat (minyak kelapa dalam bentuk emulsi dengan air ditambahkan gum arab sebagai emulsifier) konsentrasi 10 % dengan enzim 3 ml (kecuali untuk penentuan perbandingan enzim:substrat) yang diatur pada pH 7.
Untuk penentuan perbandingan enzim:substrat, konsentrasi substrat diatur sehingga konsentrasi akhir setelah ditambah enzim dengan perbandingan yang berbeda (1:10 ; 2:10; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 v/v) konsentrasi substrat menjadi 10 %.
Selanjutnya diinkubasi pada suhu 60 oC selama 60 menit. Penentuan pH 7, suhu 60 oC dan lama inkubasi 60 menit berdasarkan penelitian terdahulu tentang karakterisasi enzim lipase kentos kelapa (Sui, 2007). Jumlah asam lemak bebas atau Free Fatty Acid (FFA) yang dihasilkan ditentukan dengan cara titrasi dengan larutan NaOH 0,005 N menggunakan metode Rashid dkk.
(2001).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Konsentrasi Substrat
Dalam penelitian ini diuji beberapa konsentrasi substrat yang berbeda (2, 6, 10,14 dan 18
%) terhadap asam lemak bebas yang dihasilkan (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi substrat sampai 10 % dapat meningkatkan produksi asam lemak bebas (FFA). Tetapi jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi akan terjadi penurunan produksi FFA.
Tabel 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda Konsentrasi
Substrat (%)
FFA (µmol/ml/jam)
2 % 0,64
6 % 1,42
10 % 2,19
14 % 1,31
18 % 0,64
Hasil penelitian ini didukung oleh penelitian Pahoja dkk. (2001) melaporkan bahwa, peningkatan konsentrasi substrat hingga 10 % meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi di atas 10 % maka akan terjadi
penurunan aktivitas enzim lipase. Penurunan aktivitas enzim juga akan menurunkan produk yang dihasilkan (dalam hal penelitian ini adalah FFA). Fenomena ini memang kurang sesuai dengan kinetika enzim yang menyatakan bahwa, aktivitas enzim akan meningkat sejalan dengan peningkatan konsentrasi substrat. Peningkatan substrat hingga batas konsentrasi tertentu tidak bisa meningkatkan aktivitas enzim sehingga aktivitasnya mendekati konstan (tidak menurunkan aktivitas enzim). Hal ini diduga karena terjadi penghambatan aktivitas enzim lipase pada kondisi substrat terlalu tinggi. Pada saat konsentrasi substrat sudah optimum, penambahan sejumlah substrat justru akan menghambat interaksi enzim dengan substrat sehingga aktivitas enzim menurun.
Perbandingan Enzim : Substrat
Perbandingan enzim : subtrat yang dipelajari dalam penelitian ini 1:10 ; 2:10 ; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 (v/v). Dari perbandingan enzim : substrat yang berbeda, selanjutnya diukur asam lemak bebas yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda Enzim : Substrat
(v/v)
FFA (µmol/jam)
1 : 10 3,33
2 : 10 5,00
3 : 10 6,87
4 : 10 5,21
5 : 10 1,67
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan enzim hingga 3 : 10 dapat
meningkatkan produksi FFA. Peningkatan enzim setelah 3 : 10 justru menurunkan produksi FFA.
Hasil penelitian ini sependapat dengan penelitian Pahoja dkk. (2001) yang menyebutkan bahwa, penambahan enzim terhadap substrat hingga konsentrasi enzim tertentu (12 %) akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika jumlah enzim ditingkatkan lagi, aktivitas lipase akan menurun yang ditunjukkan oleh jumlah produk hidrolisis yang lebih rendah.
Penurunan produk hidrolisis berupa FFA diduga karena perbandingan enzim : substrat pada rasio 3 : 10 (v/v) aktivitas hidrolisis mencapai maksimal. Jika enzim ditingkatkan lagi, reaksi akan berlangsung lebih cepat, sehingga asam lemak bebas mencapai maksimal sebelum 60 menit. Jika hidrolisis dilanjutkan hingga 60 menit, diduga reaksi akan berlanjut dengan
menguraikan asam lemak bebas menjadi senyawa lain.
Menurut Bewley dan Black (1985), lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisis secara enzimatis dengan bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak bebas. Asam lemak ini selanjutnya akan memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa.
Pengaruh Pengadukan Selama hidrolisis
Proses pengadukan dalam industri pengolahan memerlukan biaya. Penelitian ini ingin menguji apakah pengadukan selama hidrolisis (60 menit) berbeda hasilnya terhadap produksi FFA dibandingkan tanpa pengadukan. Produksi FFA selama hidrolisis antara yang dilakukan pengadukan dan tanpa pengadukan tertera pada Gambar 1.
(Gambar 1 diperkecil, lebarnya dibuat kurang dari setengah lebar kertas) Gambar 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada pengaruh pengadukan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengadukan dengan stirer selama hidrolisis menghasilkan FFA lebih tinggi yaitu 2,540 µmol FFA/ml/jam dibandingkan tanpa stirer yaitu 2,250 µmol/ml enzim/jam.
Hal ini karena dengan pengadukan, peluang interaksi enzim dengan substrat menjadi lebih besar, sehingga kecepatan reaksi lebih tinggi. Dengan demikian, FFA yang dihasilkan juga akan lebih tinggi.
Lama Hidrolisis
Lama hidrolisis optimum lipase dari kentos kelapa diperoleh pada 60 menit dengan produksi asam lemak bebas (FFA) 2,25 umol/ml enzim kasar. Jika hidrolisis dilanjutkan menjadi 180 menit, produksi FFA menurun tajam menjadi 0,819 umol/ml enzim (Tabel 3).
Tabel 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada variasi lama hidrolisis Waktu
(menit)
FFA (µmol/ml)
30 1,69
60 2,25
90 1,40
120 0,87
150 0,82 180 0,69
Penelitian Pahoja dkk. (2001) menghasilkan fenomena yang sama yaitu hidrolisis hingga lama waktu tertentu (180 menit) akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L.
Tetapi jika hidrolisis dilanjutkan maka aktivitas lipase akan terjadi penurunan. Jika aktivitas enzim lipase menurun, maka juga akan menurunkan produk hidrolisisnya.
Penurunan produk hidrolisis yang berupa asam lemak bebas (FFA) ini diduga karena pada jumlah tertentu (konsentrasi tertentu) keberadaan FFA justru menghambat reaksi hidrolisis selanjutnya. Menurut Galliard (1971), aktivitas enzim lipase kentang akan mengalami penurunan aktivitas karena produksi senyawa penghambat aktivitas enzim, atau produk samping dari hasil reaksi atau terjadi inaktivasi enzim dengan semakin lama hidrolisis.
Kemungkinan lain penyebab menurunnya FFA adalah karena FFA sudah mencapai maksimal pada lama hidrolisis 60 menit. Jika hidrolisis dilanjutkan lagi, maka FFA akan diurai lebih lanjut dalam siklus katabolisme lemak menghasilkan suatu heksosa sehingga jumlah FFA akan berkurang.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Substrat (minyak kelapa) konsentrasi 10 % dengan perbandingan enzim:substrat 3:10 (v/v) yang dihidrolisis selama 60 menit menghasilkan asam lemak bebas paling tinggi.
Pengadukan dengan magnetic stirrer selama proses hidrolisis, menghasilkan FFA sedikit lebih tinggi dibandingkan tanpa pengadukan.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut proses produksi asam laurat dari minyak kelapa, serta metode pemisahannya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih saya sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia yang telah mendanai penelitian ini melalui Program Beasiswa BPPS.
DAFTAR PUSTAKA
Bewley, J.D. dan Black, M. (1985). Seeds Physiology of Development and Germination. Plenum Press, New York.
Galliard, T. (1971). Enzymic deacylation of lipids in plants. The effects of free fatty acids on the hydrolysis of phospholipids by the lipolytic acyl hydrolase of potato tubers.
European Journal of Biochemistry 21: 90-98.
Granner, D.K., Mayes, P.A., Murray, R.K. dan Rodwell, V.W. (2003). Harper’s Illustrated Biochemistry, 26th edition, Mc Graw-Hill Companies Inc., New Delhi.
Harnung, B., Amtmann, E. dan Sauer, G. (1994). Lauric acid inhibits the maturation of vesicular stomatitis virus. Journal of General Virology 72: 353-361.
Kabara J.J., Swieczkowski, D.M., Conley, A.J. dan Truant, J.P. (1972). Fatty acid derivatives as antimicrobial agent. Antimicrobial Agent and Chemotherapy 2: 23-28.
Nicole, M.R., Evert, G.S. dan Martijn, B.K. (2001). Consumption of a solid fat rich in lauric acid result in a more favorable serum lipid profile in healthy men and women the
consumption of a solid fat rich in trans-fatty acid. Journal of Nutrition 131: 242-245.
Oo, K.C. dan Stumpf, P.K. (1983). Some enzymic activities in the germinating oil palm (Elaeis guineensis) seedling. Plant Physiology 73: 1028-1032.
Pahoja, V.M., Dahot, M.U. dan Sethar, M.A. (2001). Characteristic properties of lipase crude extract of Caesalpinia bounducella L. seeds. Journal of Biological Sciences 1: 775- 778.
Rashid, K., Shimada, Y., Ezaki, S., Atomi, H. dan Imanaka, T. (2001). Low temperature lipase from psychrotrophic Pseudomonas sp. strain KB700A. Applied and Environmental Microbiology 67: 4064-4069.
Sana, N.K., Hossin, I., Haque, E.M. dan Shaha, R.K. (2004). Identification, purification and characterization of lipase from germination oil seed (Brassica napus L.). Pakistan Journal of Biological Sciences 7: 246-252.
Sui, M. dan Chandra, W. (2007). Aktivitas lipase kasar dalam buah kelapa yang digerminasi (ditunaskan). Laporan Penelitian Dosen Muda Dirjen DIKTI Depdiknas Republik Indonesia.
Sui, M. (2007). Karakterisasi Enzim Lipase Kentos Kelapa. Makalah pada Konferensi
Internasional Biologi Molekular Ilmu Hayati, 2007, Universitas Brawijaya, Malang.
FILE NASKAH HASIL PERBAIKAN (Naskah asli dikirim via Pos)
AKTIVITAS HIDROLISIS ENZIM LIPASE DARI KENTOS KELAPA TERHADAP MINYAK KELAPA
Hidrolysis Activity of Lipase Enzyme from Coconut Houstorium for Coconut Oil
Mohammad Su’i1, Harijono2, Yunianta2, Aulani’am3
1Fakultas Pertanian, Universitas Widyagama Malang, Jl. Borobudur No. 25, Malang, email:
[email protected]
. 2Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang, Jl.Veteran, Malang 65145. 3Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Malang, Jl. Veteran, Malang 65145.
ABSTRAK
Penelitian ini mempelajari kondisi hidrolisis minyak kelapa yang optimum menggunakan enzim lipase dari kentos kelapa. Kondisi hidrolisis yang dipelajari meliputi konsentrasi substrat optium, perbandingan enzim : substrat dan lama hidrolisis yang optimum serta pengaruh
pengadukan selama hidrolisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, hidrolisis minyak kelapa menggunakan enzim lipase kentos kelapa menghasilkan asam lemak bebas paling banyak pada konsentrasi substrat (minyak kelapa) 10 %, perbandingan enzim : substrat yaitu 3 : 10 (v/v), lama hidroloisa 60 menit dan dilakukan pengadukan selama hidrolisis.
Kata kunci: Lipase, kentos kelapa, minyak kelapa, hidrolisis
ABSTRACT
This research was aimed to study hydrolysis conditions of houstorium lipases enzyme using coconut oil as substrate. Hydrolysis conditions studied were substrate (coconut oil) concentration, enzyme substrate ratio, duration of hydrolysis and effect of stirring to hydrolysis.
The results show that lipase of coconut houstorium may be optimally used at a coconut oil concentration of 10 %, enzyme to substrate ratio of 3:10 (v/v) and hydrolysis for 60 minutes with stirring.
Keyword: Lipase, houstorium, coconut oil, hydrolysis
PENDAHULUAN
Enzim lipase mampu menghidrolisis lemak atau minyak menghasilkan asam lemak bebas (Sana dkk., 2004). Lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisis secara enzimatis dengan
bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak. Asam lemak ini kemudian memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa (Bewley dan Black, 1985).
Enzim lipase merupakan enzim yang menghidrolisis ikatan ester terutama lemak netral seperti trigliserida (Sana dkk., 2004). Menurut Pahoja dkk. (2001), enzim lipase menghidrolisis minyak (trigliserida), digliserida dan mono gliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
Enzim lipase dari kelapa sawit mampu menghidrolisis minyak dalam biji sawit (endogeneus).
Dalam waktu hidrolisis 1 jam, hanya 0,8% total minyak yang dihidrolisis menjadi asam lemak bebas. (Oo dan Stumpf, 1983 ).
Apabila minyak kelapa dihidrolisis, maka akan dihasilkan asam lemak bebas
penyusunnya. Asam lemak dalam minyak kelapa terdiri atas asam laurat, asam miristat, asam kaprilat dan asam kaprat. Asam lemak ini termasuk asam lemak rantai sedang atau Medium Chain Fatty Acid (MCFA) yang dapat menurunkan kadar kolesterol darah (Nicole dkk., 2001).
Disamping itu, asam laurat, asam kaprat, asam palmitat, asam miristat, asam linoleat, asam linolenat yang diperoleh dari hidrolisis minyak kelapa memiliki kemampuan antibakteri. Asam lemak ini dapat menghambat pertumbuhan bakteri diantaranya Pneumococci, streptococcus, Micrococci, Candida, S. aureus, S. epidermis (Kabara dkk. 1972) dan menghambat
perkembangan virus (Harnung dkk., 1994).
Hasil penelitian Sui dan Chandra (2007) menyatakan bahwa, kentos dari buah kelapa memiliki aktivitas lipase yang cukup tinggi. Kentos yang diperoleh dari buah kelapa yang ditunaskan selama 30 hari memilki aktivitas spesifik lipase sebesar 0,0581 unit/mg protein.
Apabila enzim lipase dari kentos kelapa ini digunakan untuk menghidrolisis minyak kelapa, maka akan diperoleh asam lemak bebas yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Oleh
karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menentukan kondisi hidrolisis yang tepat agar diperoleh asam lemak bebas yang maksimum.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan antara lain, buah kelapa varitas dalam yang diperoleh dari
Lawang, Kabupaten Malang, virgin coconut oil (VCO) merk Bagoes, aquades, air destilasi bebas ion. Bahan kimia antara lain gum arab, dietil eter, petroleum eter, Na2CO3, etanol 95 %, NaOH, indikator pp, Ca(OH)2, K2HPO4, KH2PO4, bovin serum albumin (BSA) yang diperoleh dari Merck.
Ekstraksi Enzim Lipase
Enzim lipase yang digunakan adalah ekstrak kasar yang diperoleh dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari. Pertunasan kelapa menggunakan metode Oo dan Stumpf (1983) yang dimodifikasi. Modifikasi dilakukan pada tahap penyimpanan kelapa. Oo and Stumpf (1983) menyimpan kelapa yang ditunaskan di dalam tanah. Dalam penelitian ini, kelapa disimpan dalam lemari penyimpanan yang gelap pada suhu 20 oC dengan kelembababan antara 80 - 90 %. Isolasi lipase dengan metode Sana dkk. (2004) yang dimodifikasi. Pada metode Sana dkk. (2004), sampel diberi dengan air destilat bebas ion. Pada penelitian ini, air destilat diganti dengan larutan buffer fosfat pH 7 untuk mencegah perubahan pH selama isolasi enzim.
Hidrolisis Minyak Kelapa
Kemampuan hidrolisis enzim lipase kentos terhadap minyak kelapa menggunakan metode Rashid dkk. (2001). Kondisi hidrolisis enzim lipase yang optimum dipelajari dengan memvariasi: (a) Kadar Substrat yaitu 2, 6, 10, 14 dan 18 %, (b) Perbandingan enzim dan substrat meliputi 1:10; 2:10; 3:10; 4:10 dan 5:10 (v/v), (c) Pengaruh pengadukan selama
hidrolisis (tanpa diaduk dan diaduk dengan stirrer 300 rpm) dan (d) Lama hidrolisis (0, 30, 60, 90 dan 120 menit).
Enzim lipase yang digunakan adalah hasil isolasi dari kentos kelapa yang ditunaskan selama 30 hari dengan aktivitas 0,402unit/ml ekstrak enzim atau0,058 unit/mg protein.
Aktivitas enzim lipase diukur dengan menggunakan para nitro phenil laurat (PNPL) sebagai substrat. Para nitrofenol yang dilbebaskan dari hirolisa PNPL oleh lipase diukur dengan spektofotometer pada panjang gelombang 410 nm (Bhardwaj dkk., 2001).
Reaksi hidrolisis dilakukan dengan cara mencampurkan 10 ml substrat (minyak kelapa dalam bentuk emulsi dengan air ditambahkan gum arab sebagai emulsifier) konsentrasi 10 % dengan enzim 3 ml (kecuali untuk penentuan perbandingan enzim:substrat) yang diatur pada pH 7.
Untuk penentuan perbandingan enzim:substrat, konsentrasi substrat diatur sehingga konsentrasi akhir setelah ditambah enzim dengan perbandingan yang berbeda (1:10 ; 2:10; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 v/v) konsentrasi substrat menjadi 10 %.
Selanjutnya diinkubasi pada suhu 60 oC selama 60 menit. Penentuan pH 7, suhu 60 oC dan lama inkubasi 60 menit berdasarkan penelitian terdahulu tentang karakterisasi enzim lipase
kentos kelapa (Sui, 2007). Jumlah asam lemak bebas atau Free Fatty Acid (FFA) yang dihasilkan ditentukan dengan cara titrasi dengan larutan NaOH 0,005 N menggunakan metode Rashid dkk.
(2001).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Konsentrasi Substrat
Dalam penelitian ini diuji beberapa konsentrasi substrat yang berbeda (2, 6, 10,14 dan 18
%) terhadap asam lemak bebas yang dihasilkan (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi substrat sampai 10 % dapat meningkatkan produksi asam lemak bebas (FFA). Tetapi jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi akan terjadi penurunan produksi FFA.
Tabel 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada konsentrasi substrat yang berbeda Konsentrasi
Substrat (%)
FFA (µmol/ml/jam)
2 % 0,64
6 % 1,42
10 % 2,19
14 % 1,31
18 % 0,64
Hasil penelitian ini didukung oleh penelitian Pahoja dkk. (2001) melaporkan bahwa, peningkatan konsentrasi substrat hingga 10 % meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika konsentrasi substrat ditingkatkan lagi di atas 10 % maka akan terjadi
penurunan aktivitas enzim lipase. Penurunan aktivitas enzim juga akan menurunkan produk yang dihasilkan (dalam hal penelitian ini adalah FFA). Fenomena ini memang kurang sesuai dengan kinetika enzim yang menyatakan bahwa, aktivitas enzim akan meningkat sejalan dengan peningkatan konsentrasi substrat. Peningkatan substrat hingga batas konsentrasi tertentu tidak bisa meningkatkan aktivitas enzim sehingga aktivitasnya mendekati konstan (tidak menurunkan aktivitas enzim). Hal ini diduga karena terjadi penghambatan aktivitas enzim lipase pada kondisi substrat terlalu tinggi. Pada saat konsentrasi substrat sudah optimum, penambahan sejumlah substrat justru akan menghambat interaksi enzim dengan substrat sehingga aktivitas enzim menurun.
Perbandingan Enzim : Substrat
Perbandingan enzim : subtrat yang dipelajari dalam penelitian ini 1:10 ; 2:10 ; 3:10 ; 4:10 dan 5:10 (v/v). Dari perbandingan enzim : substrat yang berbeda, selanjutnya diukur asam lemak bebas yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada perbandingan enzim : substrat yang berbeda Enzim : Substrat
(v/v)
FFA (µmol/jam)
1 : 10 3,33
2 : 10 5,00
3 : 10 6,87
4 : 10 5,21
5 : 10 1,67
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan enzim hingga 3 : 10 dapat
meningkatkan produksi FFA. Peningkatan enzim setelah 3 : 10 justru menurunkan produksi FFA.
Hasil penelitian ini sependapat dengan penelitian Pahoja dkk. (2001) yang menyebutkan bahwa, penambahan enzim terhadap substrat hingga konsentrasi enzim tertentu (12 %) akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L. Jika jumlah enzim ditingkatkan lagi, aktivitas lipase akan menurun yang ditunjukkan oleh jumlah produk hidrolisis yang lebih rendah.
Penurunan produk hidrolisis berupa FFA diduga karena perbandingan enzim : substrat pada rasio 3 : 10 (v/v) aktivitas hidrolisis mencapai maksimal. Jika enzim ditingkatkan lagi, reaksi akan berlangsung lebih cepat, sehingga asam lemak bebas mencapai maksimal sebelum 60 menit. Jika hidrolisis dilanjutkan hingga 60 menit, diduga reaksi akan berlanjut dengan
menguraikan asam lemak bebas menjadi senyawa lain.
Menurut Bewley dan Black (1985), lemak dalam biji atau buah akan dihidrolisis secara enzimatis dengan bantuan enzim lipase untuk memecahkannya menjadi asam lemak bebas. Asam lemak ini selanjutnya akan memasuki siklus katabolisme trigliserida dan glukoneogenesis untuk membentuk suatu heksosa yang akan digunakan dalam pembentukan selulosa sebagai penyusun tunas kelapa.
Pengaruh Pengadukan Selama hidrolisis
Proses pengadukan dalam industri pengolahan memerlukan biaya. Penelitian ini ingin menguji apakah pengadukan selama hidrolisis (60 menit) berbeda hasilnya terhadap produksi FFA dibandingkan tanpa pengadukan. Produksi FFA selama hidrolisis antara yang dilakukan pengadukan dan tanpa pengadukan tertera pada Gambar 1.
(Gambar 1 diperkecil, lebarnya dibuat kurang dari setengah lebar kertas) Gambar 1. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada pengaruh pengadukan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengadukan dengan stirer selama hidrolisis menghasilkan FFA lebih tinggi yaitu 2,540 µmol FFA/ml/jam dibandingkan tanpa stirer yaitu 2,250 µmol/ml enzim/jam.
Hal ini karena dengan pengadukan, peluang interaksi enzim dengan substrat menjadi lebih besar, sehingga kecepatan reaksi lebih tinggi. Dengan demikian, FFA yang dihasilkan juga akan lebih tinggi.
Lama Hidrolisis
Lama hidrolisis optimum lipase dari kentos kelapa diperoleh pada 60 menit dengan produksi asam lemak bebas (FFA) 2,25 umol/ml enzim kasar. Jika hidrolisis dilanjutkan menjadi 180 menit, produksi FFA menurun tajam menjadi 0,819 umol/ml enzim (Tabel 3).
Tabel 3. Produksi asam lemak bebas (FFA) pada variasi lama hidrolisis Waktu
(menit)
FFA (µmol/ml)
30 1,69
60 2,25
90 1,40
120 0,87 150 0,82 180 0,69
Penelitian Pahoja dkk. (2001) menghasilkan fenomena yang sama yaitu hidrolisis hingga lama waktu tertentu (180 menit) akan meningkatkan aktivitas lipase Caesalpinia bonducella L.
Tetapi jika hidrolisis dilanjutkan maka aktivitas lipase akan terjadi penurunan. Jika aktivitas enzim lipase menurun, maka juga akan menurunkan produk hidrolisisnya.
Penurunan produk hidrolisis yang berupa asam lemak bebas (FFA) ini diduga karena pada jumlah tertentu (konsentrasi tertentu) keberadaan FFA justru menghambat reaksi hidrolisis selanjutnya. Menurut Galliard (1971), aktivitas enzim lipase kentang akan mengalami penurunan aktivitas karena produksi senyawa penghambat aktivitas enzim, atau produk samping dari hasil reaksi atau terjadi inaktivasi enzim dengan semakin lama hidrolisis.
Kemungkinan lain penyebab menurunnya FFA adalah karena FFA sudah mencapai maksimal pada lama hidrolisis 60 menit. Jika hidrolisis dilanjutkan lagi, maka FFA akan diurai lebih lanjut dalam siklus katabolisme lemak menghasilkan suatu heksosa sehingga jumlah FFA akan berkurang.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Substrat (minyak kelapa) konsentrasi 10 % dengan perbandingan enzim:substrat 3:10 (v/v) yang dihidrolisis selama 60 menit menghasilkan asam lemak bebas paling tinggi.
Pengadukan dengan magnetic stirrer selama proses hidrolisis, menghasilkan FFA sedikit lebih tinggi dibandingkan tanpa pengadukan.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut proses produksi asam laurat dari minyak kelapa, serta metode pemisahannya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih saya sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia yang telah mendanai penelitian ini melalui Program Beasiswa BPPS.
DAFTAR PUSTAKA
Bewley, J.D. dan Black, M. (1985). Seeds Physiology of Development and Germination. Plenum Press, New York.
Galliard, T. (1971). Enzymic deacylation of lipids in plants. The effects of free fatty acids on the hydrolysis of phospholipids by the lipolytic acyl hydrolase of potato tubers.
European Journal of Biochemistry 21: 90-98.
Granner, D.K., Mayes, P.A., Murray, R.K. dan Rodwell, V.W. (2003). Harper’s Illustrated Biochemistry, 26th edition, Mc Graw-Hill Companies Inc., New Delhi.
Harnung, B., Amtmann, E. dan Sauer, G. (1994). Lauric acid inhibits the maturation of vesicular stomatitis virus. Journal of General Virology 72: 353-361.
Kabara J.J., Swieczkowski, D.M., Conley, A.J. dan Truant, J.P. (1972). Fatty acid derivatives as antimicrobial agent. Antimicrobial Agent and Chemotherapy 2: 23-28.
Nicole, M.R., Evert, G.S. dan Martijn, B.K. (2001). Consumption of a solid fat rich in lauric acid result in a more favorable serum lipid profile in healthy men and women the
consumption of a solid fat rich in trans-fatty acid. Journal of Nutrition 131: 242-245.
Oo, K.C. dan Stumpf, P.K. (1983). Some enzymic activities in the germinating oil palm (Elaeis guineensis) seedling. Plant Physiology 73: 1028-1032.
Pahoja, V.M., Dahot, M.U. dan Sethar, M.A. (2001). Characteristic properties of lipase crude extract of Caesalpinia bounducella L. seeds. Journal of Biological Sciences 1: 775- 778.
Rashid, K., Shimada, Y., Ezaki, S., Atomi, H. dan Imanaka, T. (2001). Low temperature lipase from psychrotrophic Pseudomonas sp. strain KB700A. Applied and Environmental Microbiology 67: 4064-4069.
Sana, N.K., Hossin, I., Haque, E.M. dan Shaha, R.K. (2004). Identification, purification and characterization of lipase from germination oil seed (Brassica napus L.). Pakistan Journal of Biological Sciences 7: 246-252.
Sui, M. dan Chandra, W. (2007). Aktivitas lipase kasar dalam buah kelapa yang digerminasi (ditunaskan). Laporan Penelitian Dosen Muda Dirjen DIKTI Depdiknas Republik Indonesia.
Sui, M. (2007). Karakterisasi Enzim Lipase Kentos Kelapa. Makalah pada Konferensi
Internasional Biologi Molekular Ilmu Hayati, 2007, Universitas Brawijaya, Malang.
LOA
Agritech FTP UGM <[email protected]>
Kepada:[email protected] Rab, 18 Agu 2010 jam 11.06
Yogyakarta, 18 Agustus 2010 No : 26/AGT/08/10
Hal : Pemberitahuan pemuatan naskah
Kepada Yth.
Dr. Ir. Mohammad Sui, MP.
Fakultas Pertanian Universitas Widyagama Malang
Dengan hormat,
Bersama ini kami beritahukan bahwa naskah yang Bapak kirimkan kepada kami dengan judul:
“Aktivitas Hidrolisis Enzim Lipase dari Kentos Kelapa Terhadap Minyak Kelapa” dan ditulis oleh:
1. Muh. Sui
Akan dimuat di Jurnal AGRITECH Volume 30, No. 3, Agustus 2010.
Sebagai kewajiban penulis, kami mohon untuk mengirimkan uang sebesar Rp. 300.000,00 (tiga ratus ribu rupiah) sebagai biaya pemuatan naskah.
Sebagai bukti pemuatan naskah akan kami kirimkan kepada Bapak 3 (tiga) eksemplar majalah Agritech edisi lepas. Biaya administrasi tersebut dapat dibayarkan langsung ke Sekretariat Agritech atau dapat juga dikirim ke Tabungan Mandiri Cab. UGM No Rek 137-00-0502577-6 atas nama Dr. Ir. Muhammad Nur Cahyanto, M.Sc./ Rudiati Evi Masithoh, STP.,MDT.
Selanjutnya konfirmasi transfer dapat dilakukan melalui petugas kami di nomor 08812631598 atau melalui email [email protected]. Kami juga menjual jurnal lengkapnya, dengan harga per eksemplarnya sebesar Rp. 25.000,-
Demikian pemberitahuan ini kami sampaikan. Atas perhatiannya diucapkan terima kasih.
--
Sekar Tri Rahimah AGRITECH
Jurnal Teknologi Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada
Jl. Flora, Bulaksumur, Yogyakarta
Telp. (0274)6491327; Fax. (0274)589797
E-mail: [email protected];[email protected]
