PEMANFAATAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT

Pemanfaatan Asam Lemak Sawit Distilat Sebagai Bahan Baku Dietanolamida Menggunakan Lipase (Rhizomucor meihei)

PEMANFAATAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT

SEBAGAI BAHAN BAKU DIETANOLAMIDA

MENGGUNAKAN LIPASE (Rhizomucor meihei)

T E S I S

Oleh

EKA KURNIASIH

057022001/TK

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008

Eka Kurniasih 057022-001

Magister Teknik Kimia-USU Eka Kurniasih : Pemanfaatan Asam Lemak Sawit Distilat Sebagai Bahan Baku Dietanolamida…, 2008 USU e-Repository © 2008


PEMANFAATAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT

SEBAGAI BAHAN BAKU DIETANOLAMIDA

MENGGUNAKAN LIPASE (Rhizomucor meihei)

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Teknik Kimia

pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

EKA KURNIASIH

057022001/TK

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008




Judul Tesis : PEMANFAATAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT SEBAGAI BAHAN BAKU DIETANOLAMIDA MENGGUNAKAN LIPASE (Rhizomucor meihei)

Nama Mahasiswa : Eka Kurniasih Nomor Pokok : 057022001 Program Studi : Teknik Kimia

Menyetujui

Komisi Pembimbing

(Prof.Dr.Ir. Setiaty Pandia) (Dr.Ir.Tjahyono Herawan, MSc) Ketua Anggota

Ketua Program Studi Direktur

(Prof.Dr.Ir.Setiaty Pandia) (Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B, MSc)

Tanggal Lulus : 16 Juni 2008




Telah diuji pada Tanggal : 16 Juni 2008

PANITIA PENGUJI TESIS

K e t u a : Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia

A n g g o t a : 1. Dr.Ir. Tjahyono Herawan, MSc

2. Dr. Rumondang Bulan, MS

3. Dr. Halimatuddahliana, ST, MSc

4. Zuhrina Masyithah, ST, MSc

5. Rondang Tambun, ST, MT Eka Kurniasih

057022-001 Magister Teknik Kimia-USU

Eka Kurniasih : Pemanfaatan Asam Lemak Sawit Distilat Sebagai Bahan Baku Dietanolamida…, 2008 USU e-Repository © 2008


ABSTRAK

Dietanolamida merupakan surfaktan non ionik yang banyak digunakan dalam pembuatan beragam produk perawatan tubuh, pencuci dan pembersih serta kosmetik. Asam lemak sawit distilat (ALSD) sebagai hasil samping industri minyak goreng dicoba dimanfaatkan untuk pembuatan dietanolamida. Sintesa dietanolamida menggunakan ALSD dilakukan melalui reaksi amidasi, yaitu dengan mereaksikan substrat ALSD dengan dietanolamina pada rasio mol 4,96:1; 7:1; 10:1; 13:1; dan 15,04:1, konsentrasi Rhizomucor meihei pada 6,64%; 8%; 10%; 12%; 13,36% (b/b) dan temperatur pada 33oC; 40oC; 50oC; 60oC; 67oC. Konversi optimum reaksi sebesar 80,83 %, diperoleh pada konsentrasi Rhizomucor meihei 10% (b/b), rasio mol dietanolamina/ALSD 10:1 dan temperatur reaksi 50oC. Lipase Rhizomucor meihei memberikan aktifitas yang baik pada pelarut n-heksana pada rasio ALSD/pelarut 1:2 (b/v). Karakteristik dietanolamida yang dihasilkan adalah bilangan asam 10,57 mmol/mg, bilangan iodine 6,97 dengan titik leleh 92oC, pH 8, hidrophil liphofil balance (HLB) 18, larut pada etanol, metanol, n-heksana dan air.

Kata kunci : ALSD, dietanolamida, surfaktan non ionik, Rhizomucor meihei, reaksi amidasi




UTILIZAITION PALM FATTY ACID DISTILATE AS RAW MATERIAL OF DIETHANOLAMIDE USING LIPASE

(Rhizomucor meihei)

ABSTRACT

Diethanolamide is a non ionic surfactant which is mostly used in producing various kinds of body care, detergent, cleaner and also cosmetic product. Palm fatty acid distillate (PFAD) as by product of palm oil industry is tried to be used for producing diethanolamide. Diethanolamide synthesis uses PFAD which done through by amidation reaction, which is by reacting PFAD substrat with diethanolamine at mole ratio 4,96:1; 7:1; 10:1; 13:1; and 15,04:1, Rhizomucor meihei concentration at 6,64%; 8%; 10%; 12%; 13,36% (w/w) and temperature at 33oC; 40oC; 50oC; 60oC; 67oC. The optimum convertion of reaction is 80,83%, found at Rhizomucor meihei concentration 10% (w/w), mole ratio of PFAD/diethanolamine 10:1 and reaction temperature 50oC. Lipase Rhizomucor meihei has given good acivity in n-hexane as the solvent at ratio PFAD/solvent 1:2 (w/v). The Characteristic of diethanolamide are acid value of 10,57 mmole/mg, iodine value of 6,97 with melting point 92oC, pH 8, hydrofil lypofil balance (HLB) 18, dissolved in ethanol, methanol, n-hexane and H2O. Key words : PFAD, diethanolamide, non ionic surfactant, Rhizomucor meihei,

amidation reaction




KATA PENGANTAR

Pujian hanya berhak disampaikan kepada-Nya, karena hanya Allah SWT yang

sanggup menyangga segala macam pujian yang ditujukan kepada-Nya. Teriring pula

ucapan Alhamdulillahi rabbil’alamin atas segala karunia-Nya sehingga penyusunan

tesis ini dapat diselesaikan. Tulisan ini berjudul ”Pemanfaatan Asam Lemak Sawit

Distilat Sebagai Bahan Baku Dietanolamida Menggunakan Lipase (Rhizomucor

meihei)”. Tesis ini disusun setelah melalui tahapan penelitian yang dilaksanakan di

Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan, untuk itu penulis mengucapkan terima

kasih sebesar-besarnya atas segala bantuan dan fasilitas yang telah diterima. Penulis

mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada dosen pembimbing

Prof.Dr.Ir. Setiaty Pandia dan Dr.Ir.Tjahyono Herawan, MSc atas bantuan,

bimbingan, curahan ilmu, asih dan asuh yang telah diberikan selama penyusunan

tesis dan sepanjang penyelesaian pendidikan kesarjanaan ini. Pada kesempatan ini,

disampaikan pula ucapan terima kasih kepada yang terhormat :

1. Prof. dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H selaku Rektor Universitas Sumatera

Utara atas kesempatan yang diberikan untuk mengikuti Pendidikan Program

Magister.

2. Prof. Dr. Ir. T.Chairun Nisa B, M.Sc selaku Direktur Sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara atas kesempatan menjadi Mahasiswa Magister

Teknik Kimia pada Sekolah Pascasarjana.




3. Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia, Ketua Program Studi Magister Teknik Kimia,

Universitas Sumatera Utara sekaligus sebagai komisi pembimbing.

4. Dr.Halimatuddahliana, ST, MSc selaku Sekretaris Program Studi Magister

Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.

5. Kedua orang tua, Zentin Suroso dan Sumiarni, adik ku Suhasmoko, ST dan Adi

Noto, Ibu Suwarti dan adik Eko Madya serta keluarga besar untuk dukungan dan

doa yang begitu tulus.

6. Novri Darti, SP., Rita Fitriani, Susi Andayani, dan seluruh staff beserta teknisi

PPKS Medan yang telah mengikhlaskan waktu dan pemikiran selama penelitian.

7. Staf pengajar Magister Teknik Kimia dan MIFA-Kimia, Universitas Sumatera

Utara atas bimbingannya.

8. Pgawai administrasi SPS Universitas Sumatera Utara Magister Teknik Kimia.

9. Sahabat ku Meriatna, ST, MT., Farida Hanum, ST., Amina Asrah serta seluruh

rekan Magister Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.

Sesudahnya saya memohon nasehat dan saran, karena tulisan ini

membutuhkan banyak perbaikan untuk perkembangan selanjutnya.

Medan, Juni 2008

Penulis Eka Kurniasih




RIWAYAT HIDUP

Nama : Eka Kurniasih

Tempat/Tanggal Lahir : Tanjung Morawa, 02 Nopember 1981

Agama : Islam

Pendidikan : SD Negeri 105292 Bandar Klippa (1988-1994)

SLTP Negeri 12 Medan (1994-1997)

SMU Al-Azhar Medan (1997-2000)

Program Studi Teknik Kimia (2000-2004)

Universitas Sumatera Utara

Status Keluarga : Anak pertama dari tiga bersaudara

1. Ayah : Zentin Suroso

2. Ibu : Sumiarni

3. Adik : Suhasmoko, ST

Adi Noto




DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ...................................................................................................... i ABSTRACT.................................................................................................... ii KATA PENGANTAR .................................................................................... iii RIWAYAT HIDUP......................................................................................... v DAFTAR ISI................................................................................................... vi DAFTAR TABEL........................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xiii I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ ... 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... ... 3 1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ ... 4 1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................... ... 4 1.5 Lingkup Penelitian ...................................................................... ... 4

II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Alkanolamida .............................................................................. ... 7 2.1.1 Monoetanolamida............................................................... ... 7 2.1.2 Dietanolamida .................................................................... ... 9 2.1.3 Trietanolamida ................................................................... ... 10 2.2 Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) .......................................... .. 12 2.3 Alkanolamina .............................................................................. .. 15 2.3.1 Etanolamina........................................................................ .. 15 2.3.2 Dietanolamina .................................................................... .. 15 2.3.3 Trietanolamina ................................................................... .. 16




2.4 Fungsi dan Cara Kerja Enzim ..................................................... 17 2.4.1 Klasifikasi Enzim............................................................... .. 19 2.4.2 Lipase Dalam Industri Oleokimia ...................................... .. 22 2.5 Rancangan Percobaan ................................................................. .. 23 III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu ....................................................................... . 27 3.2 Bahan Dan Alat ............................................................................ . 27 3.3 Rancangan Percobaan .................................................................. . 29 3.4 Percobaan Pendahuluan ............................................................... . 31 3.4.1 Screening Enzim ................................................................. . 31 3.4.2 Waktu Reaksi ...................................................................... . 32 3.4.3 Pelarut ................................................................................. . 32 3.5 Penelitian Utama ........................................................................... . 34 3.5.1 Percobaan Utama Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida ...................................................................... 34 3.5.2 Pemurnian Produk................................................................ . 34 3.6 Analisa Sampel ............................................................................. 36 3.7 Karakteristik Dietanolamida ......................................................... 37 3.8 Pengolahan Data Optimasi Reaksi ALSD menjadi Dietanolamina ................................................................. 37 3.9 Jadwal Penelitian........................................................................... 38 IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Pendahuluan........................................................ 40 4.1.1 Screening Biokatalis ............................................................ 40 4.1.2 Penentuan Waktu Reaksi ..................................................... 43 4.1.3 Pemilihan Pelarut ................................................................. 47 4.1.4 Penentuan Rasio Pelarut....................................................... 49 4.1.5 Pengaruh pH......................................................................... 50 4.1.6 Penentuan Level Rhizomucor meihei ................................... 51 4.1.7 Penentuan Level Rasio Substrat........................................... 53 4.1.8 Penentuan Level Temperatur ............................................... 55 4.2 Hasil Penelitian Utama.................................................................. 57 4.2.1 Analisa Pengaruh Variabel................................................... 59 4.2.2 Analisis Variansi (ANAVA)................................................ 61 4.2.3 Uji Verifikasi Model Penelitian ........................................... 64 4.3 Analisa Plot Dan Kontur Hasil Penelitian Utama ALSD Menjadi Dietanolamida Menggunakan Rhizomucor meihei ....................... 67 4.3.1 Pengaruh Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD......................................... 67 4.3.2 Pengaruh Temperatur Terhadap Konsentrasi Biokatalis...... 71




4.3.3 Pengaruh Temperatur Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD........................................................... 73 4.4 Karakteristik Produk ..................................................................... 76 V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................................... 78 5.2 Saran.............................................................................................. 79 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 80




DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1. Kandungan Asam Lemak Dari Palm Kernel Olein (PKL) dan Palm Kernel Stearin (PKS) ............................................................ 8

2. Kandungan Asam Lemak Pada Minyak Kelapa Sawit dan ALSD....... 13

3. Perlakuan Terkode Untuk Amidasi ALSD ........................................... 29

4. Central Composite Design (CCD) Untuk 3 Variabel ........................... 30

5. Jadwal Kegiatan Penelitian ................................................................... 39

6. Hasil Analisa Bilangan Asam Untuk Screening Biokatalis .................. 41 7. Hasil Analisa Bilangan Asam Untuk Penentuan Waktu Reaksi ........... 44

8. Pengaruh Level Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Produk .... 52

9. Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Perolehan Dietanolamida.............. 53

10. Pengaruh Temperatur Terhadap Perolehan Dietanolamida .................. 56

11. Hasil Percobaan Optimasi ..................................................................... 58 12. Hasil Statistik Minitab 14 Untuk Response Surface Methodology ....... 59

13. ANAVA Model Persamaan Regresi Pada Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida Menggunakan Minitab 14............................................. 62 14. Karakteristik Produk Dietanolamida..................................................... 76

15. Hasil Perhitungan Untuk Matriks CCD ................................................ 89

16. Matrik Untuk Central Composite Desigen (CCD) 3 Variabel……….. 90 17. Data Statistika Kolmogorov Smirnov………………………………... 94




18. Bilangan Gelombang dari Asam Lemak Sawit Distilat..................... 98 19. Bilangan Gelombang dari Dietanolamida pada Waktu Reaksi 72 Jam........................................................................ 98 20. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Rasio ALSD/Dietanolamina 1: 10 (Enzim) ............................................... 100 21. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Rasio ALSD/Dietanolamina 1: 10 (Non Enzim).......................................... 100 22. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Penelitian Utama (50oC) ...................................................................... 102 23. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Penelitian Utama (60oC) .................................................................... 102 24. Bilangan Gelombang Bilangan Gelombang Dietanolamida dengan Asam Palmitat Sebagai Sumber Asam Lemak....................... 103




DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Bagan Proses Pengolahan Minyak Kelapa Sawit Menjadi

Minyak Goreng ..................................................................................... 14 2. Penguraian Substrat Oleh Enzim .......................................................... 18 3. Diagram Alir Penentuan Level Rhizomucor meihei, Temperatur, Rasio Mol Dietanolamina/ALSD (Percobaan Pendahuluan) .......................... 33 4. Rangkaian Peralatan Percobaan Pendahuluan ...................................... 33 5. Diagram Alir Percobaan Utama Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida ....................................................................................... 35 6. Rangkaian Peralatan Percobaan Optimasi ............................................ 36 7. Pengaruh Jenis Biokatalis Terhadap Produk Dietanolamida ................ 41 8. Perolehan Produk Dietanolamida Pada Substrat Asam Palmitat .......... 43 9. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Produk Dietanolamida................... 45 10. Pengaruh Jenis Pelarut Terhadap Aktifitas Rhizomucor meihei ........... 47 11. Pengaruh Rasio Pelarut Terhadap Produk Dietanolamida .................... 49 12. Pengaruh Level Konsentrasi Biokatalis Terhadap Dietanolamida........ 52 13. Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Perolehan Dietanolamida.............. 54 14. Pengaruh Temperatur Terhadap Perolehan Produk .............................. 56 15. Plot Residual Dengan Taksiran Model ................................................. 64 16. Plot Residual Dengan Order Model ...................................................... 64




17. Plot Distribusi Normal Residual Model Regresi................................... 66 18. Respon Permukaan Dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD.......................................................... 68 19. Kontur Dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD.................................................................... 69 20. Respon Permukaan Dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap

Temperatur ............................................................................................ 71 21. Kontur Dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Temperatur ........................................................................................... 72 22. Respon Permukaan Dari Plot Temperatur Terhadap Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD............................................................................ 73 23. Kontur Dari Plot Temperatur Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD............................................................................ 74 24. Sketsa Plat Kromatografi Lapis Tipis .................................................. 86 25. Kromatografi Lapis Tipis Pada Beberapa Level Temperatur ............... 96 26. Hasil Analisa FT-IR (a) ALSD (b)Waktu Reaksi 72 Jam (Lipase) ...... 97 27. FT-IR Pada (a) Rasio Substrat 1:10 (Enzim) ( b) Rasio Subtrat 1:10 (Non Enzim).......................................................................................... 99 28. FT-IR Percobaan Optimasi (a) Temperatur 50oC (b) Temperatur 60oC .............................................................................. 101

29. Hasil Analisa FT-IR dari Dietanolamida dengan Asam Palmitat Sebagai Sumber Asam Lemak........................................................... 103




DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Prosedur Analisa Sampel .......................................................................... 83

2. Response Surface Methodology ................................................................ 88

3. Output Analisa Statistika .......................................................................... 91

4. Tabel Statistika.......................................................................................... 94

5. Hasil Analisa KLT .................................................................................... 95

6. Hasil Analisa FT-IR .................................................................................. 97




I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia adalah salah satu produsen minyak sawit terbesar di dunia.

Sebagian dari produksi minyak sawit tersebut diekspor dalam bentuk minyak sawit

mentah dan sisanya digunakan sebagai bahan baku untuk keperluan industri dalam

negeri. Konsumsi minyak sawit di dalam negeri hanya digunakan sebagai bahan baku

industri minyak goreng, margarin, sabun, serta industri oleokimia yang memproduksi

asam lemak sawit, metil ester dan fatty alkohol. Pada industri minyak goreng terdapat

tahap refining yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas minyak yang dihasilkan.

Pada tahap ini, selain dihasilkan produk utama berupa minyak goreng, juga dihasilkan

produk samping yaitu asam lemak sawit distilat (ALSD) yang memiliki kandungan

asam palmitat yang tinggi, sekitar 56,55%. Sumber asam lemak sawit distilat

memiliki potensi yang cukup besar untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan

produk oleokimia. Bahan baku yang dapat diperbaharui, termasuk asam lemak dan

minyak nabati akan menjadi penting sebagai pilihan bahan baku, tidak hanya karena

alasan ekonomis, namun juga karena banyaknya pilihan sifat-sifat produk turunan

yang dihasilkan dan pengaruhnya terhadap ekosistem.

Dietanolamida pertama kali diperoleh dari reaksi antara asam lemak dengan

dietanolamina. Asam lemak yang digunakan terutama adalah asam lemak dengan

rantai karbon C12-C18, sehingga memberikan peluang pada asam lemak sawit distilat




sebagai bahan baku. Biasanya secara industrial dietanolamida diproduksi secara

kimiawi menggunakan minyak atau lemak dengan alkanolamina pada temperatur

tertentu. Teknik kimiawi konvensional memiliki kelemahan yang berhubungan

dengan penggunaan energi dan pembentukan produk samping yang tidak

dikehendaki. Sintesa alkanolamida secara kimiawi konvensional dilangsungkan

dengan menggunakan katalis basa pada temperatur 120oC-150oC. Pada akhir produk

akan diperoleh kandungan sabun amina yang akan menaikkan pH, sehingga

dibutuhkan tahapan purifikasi lebih lanjut. Oleh sebab itu dikembangkan proses

enzimatis untuk menghasilkan dietanolamida dari asam lemak dan minyak nabati

dengan menggunakan biokatalisator. Biokatalisator yang digunakan dapat berupa

enzim lipase. Enzim lipase yang digunakan harus memiliki sifat spesifik pada substrat

yang mengandung asam palmitat. Sifat spesifik adalah kemampuan suatu enzim

untuk beraktifitas pada satu jenis substrat tertentu (Poejiadi, 1994). Rhizomucor

meihei adalah satu dari banyak lipase yang biasa digunakan dalam reaksi esterifikasi

asam lemak untuk produksi metil ester asam lemak (FAME), kosmetik (palm oil

emulsifier) yang mengandung asam palmitat yang tinggi, industri makanan (cocoa

butter), industri minyak nabati seperti minyak jagung, minyak bunga matahari,

minyak zaitun (Hasan dkk, 2005).

Penggunaan reaksi enzimatis pada asam lemak dan minyak nabati memiliki

beberapa keuntungan yaitu (i) sifat spesifik lipase yang tinggi sehingga akan

dihasilkan produk yang murni (ii) penggunaan suhu dan tekanan yang relatif rendah,

(iii) biaya pengelolaan limbah yang relatif lebih murah dan (iv) produk yang Eka Kurniasih




dihasilkan lebih aman dibandingkan dengan proses kimia konvensional (Elisabeth

dkk, 1998). Dietanolamida adalah senyawa golongan fatty amida dan merupakan

surfaktan non ionik yang banyak digunakan sebagai bahan pembuatan shampoo,

busa mandi, pemantap lateks, zat penghambat karat, produk pembersih peralatan

rumah tangga dan deterjen cair (Rahman dkk, 2003).

Surfaktan adalah senyawa yang memiliki dua gugus yaitu hidrofobik

(lipofilik) dan hidrofilik (lipopobik) dalam satu molekul, sehingga disebut sebagai

senyawa amphilic (Gautam dan Tyagi, 2005). Impor surfaktan Indonesia berjumlah

44.500 ton dan diprediksi impor tersebut setiap tahunnya terus berkembang sejalan

dengan tumbuhnya industri kosmetik, makanan, farmasi, tekstil dan industri

penyamakan kulit (Anah dan Mahfud, 2003).

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa asam

lemak sawit distilat dapat dimanfaatkan sebagai sumber asam lemak untuk produksi

dietanolamida. Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sejauh mana pengaruh

konsentrasi enzim lipase (Rhizomucor meihei) yang digunakan, rasio mol

dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat (ALSD), dan temperatur pada

reaksi enzimatis asam lemak sawit distilat menjadi dietnolamida secara batch.

Eka Kurniasih




1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi lipase

(Rhizomucor meihei) yang digunakan, rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak

sawit distilat (ALSD) dan temperatur reaksi terhadap konversi dietanolamida.

1.4 Manfaat Penelitian

Percobaan yang dilakukan ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai

berikut :

1. Sebagai informasi tentang pemanfaatan asam lemak sawit distilat (ALSD)

sebagai bahan baku dietanolamida.

2. Sebagai informasi mengenai penggunaan lipase untuk memproduksi

dietanolamida secara batch.

3. Memberikan nilai tambah terhadap asam lemak sawit distilat, yang

merupakan hasil samping industri pengolahan minyak goreng.

4. Sebagai dasar dalam perancangan proses produksi dietanolamida secara

kontinu.

1.5 Lingkup Penelitian

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah asam lemak sawit

distilat (ALSD), dietanolamina 99%, n-heksana dan lipase Rhizomucor meihei

(Lipozyme).

Eka Kurniasih




Penelitian dilakukan melalui dua tahap, yaitu :

1. Penelitian pendahuluan yang bertujuan untuk menentukan respon optimum

dari masing-masing variabel yang selanjutnya akan digunakan dalam desain

central composite design (CCD)

2. Penelitian utama, yang bertujuan untuk menentukan respon optimum yang

dapat diperoleh melalui interaksi masing-masing variabel

Variabel penelitian pendahuluan terdiri atas :

Variabel Tetap :

1. Screening enzim : Rhizomucor meihei, Candida antartica, asam palmitat dan

sebagai kontrol reaksi dilakukan reaksi non enzim

2. Waktu reaksi (Jam) : 24, 48 dan 72

3. Jenis pelarut : n-Heksana dan Isopropanol

4. Rasio pelarut (b/v) yaitu : 1:1; 1:2; 1:3; 1:4

5. pH : 6, 7, 8

Variabel Berubah

1. Konsentrasi Rhizomucor meihei (b/b): (6%; 8%; 10%; 12%;14%)

2. Temperatur reaksi : (30oC; 40oC; 50oC; 60oC)

3. Rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat: (1:1; 5:1; 10:1;

15:1; 20:1)

Eka Kurniasih




Variabel penelitian utama terdiri atas :

1. Konsentrasi Rhizomucor meihei (b/b): (6,64%; 8%; 10%; 12%;13,36%)

2. Temperatur reaksi : (33oC; 40oC; 50oC; 60oC; 67oC)

3. Rasio dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat : (4,96:1; 7:1; 10:1;

13:1; 15,04:1)

Parameter uji yang digunakan adalah konversi dietanolamida dan karakteristik

produk berupa bilangan asam, bilangan iodin, hidrofil lipopil balance (HLB),

kelarutan, pH dan titik leleh yang akan mengacu pada standar dietanolamida

komersial (Tabel 16, hal 86).




II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alkanolamida

Senyawa N-etanol alkil amida adalah senyawa yang termasuk dalam golongan

fatty amida yang dapat dimanfaatkan sebagai surfaktan dalam produk deterjen,

kosmetik, tekstil. Senyawa ini dapat dibuat dengan mereaksikan asam lemak sawit

distilat (ALSD) dengan senyawa yang mengandung gugus atau atom nitrogen seperti

alkanolamina (Nuryanto dkk, 2002). Pada reaksi ini akan terbentuk ikatan peptida

antara gugus karbonil dari ALSD dengan atom nitrogen dari alkanolamina.

2.1.1 Monoetanolamida

Fatty monoetanolamida memiliki banyak kegunaan, khususnya untuk

kebutuhan rumah tangga dan kosmetik. Fungsi utama dari monoetanolamida sebagai

penstabil busa, meningkatkan viskositas dan emulsifier (Rahman dkk, 2003). Secara

komersial, fatty alkanolamida dapat diproduksi melalui amidasi fatty metil ester

dengan monoetanolamina pada temperatur dan tekanan tertentu. Metode ini tidak

hanya menghasilkan produk samping yang bervariasi, tetapi juga tingginya biaya

produksi. Beberapa tahun terakhir, reaksi enzimatis telah mendapat perhatian luas.

Dalam sebuah proses produksi, reaksi enzimatis mampu menghasilkan produk

dengan tingkat kemurnian yang tinggi dan dapat dioperasikan pada temperatur dan

tekanan yang rendah. Bahan baku dari minyak kelapa menjadi pilihan yang populer




sebagai sumber asam lemak. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rahman

dkk (2003) diperoleh yield 77% untuk palm kernel olein (PKO) sebagai bahan baku

berfasa cair dan 39% untuk palm kernel stearin (PKS) untuk fasa padat. PKO dan

PKS yang digunakan berasal dari proses fraksinasi crude palm olein (CPO). Hasil

fraksinasi minyak sawit ini adalah sumber yang baik untuk asam lemak, fatty alkohol

dan senyawa turunan nitrogen sebab mengandung atom karbon C12-C18. PKO

biasanya digunakan dalam baked goods, hidrogenasi dan industri sabun, sedangkan

PKS digunakan sebagai bahan substitusi pada pembuatan cocoa butter. Sintesa

monoetanolamida ini menggunakan Candida rugosa sebagai biokatalis, disebabkan

oleh kandungan asam laurat (C12) yang tinggi pada fraksinasi CPO ini. Berikut adalah

kandungan asam lemak pada bahan baku.

Tabel 1. Kandungan Asam Lemak Dari Palm Kernel Olein (PKO) dan Palm Kernel Stearin (PKS)

Komposisi PKL (%) PKS (%)

Asam Laurat (C12) 44,7 56,6

Asam Miristat (C14) 14,0 22,4

Asam Palmitat (C16) 8,30 8,0

Asam Stearat (C18) 2,30 1,80

Asam Oleat (C18-1) 19,2 5,60

Sumber : Rahman, dkk (2003)




2.1.2 Dietanolamida

Dietanolamida pertama kali diperoleh dengan mereaksikan dua mol

dietanolamina dengan satu mol asam lemak. Senyawa ini diberi nama Kritchevsky

amida sesuai dengan nama penemunya. Bahan baku yang digunakan dalam produksi

dietanolamida dapat berupa asam lemak, trigliserida atau metil ester. Dietanolamida

biasanya diproduksi secara kimia konvensional pada temperatur 150oC selama 6-12

jam (Herawan dkk, 1999). Dari hasil reaksi akan dihasilkan produk dietanolamida

dan hasil samping berupa sabun amina. Kehadiran sabun amina ini, tentu saja akan

menaikkan pH produk. Pada tahap selanjutnya akan dilakukan pemurnian produk

untuk memisahkan produk utama dengan sabun amina.

Dietanolamida termasuk dalam surfaktan non ionik, yang memiliki

kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan cairan, atau antar permukaan

dua cairan yang tidak saling bercampur. Aktifitas suatu surfaktan terjadi karena sifat

ganda dari molekulnya, yang terdiri dari bagian hidrofil (suka air) dan lipofil (suka

lemak). Bagian polar (hidrofil) molekul surfaktan dapat bermuatan positif (surfaktan

kationik), negatif (surfaktan anionik), memiliki kedua muatan positif dan negatif

(surfaktan amfoterik) ataupun netral (surfaktan non ionik) sedangkan bagian

lipofilnya merupakan rantai alkil (Gennaro, 1990)

Eka Kurniasih




2.1.3 Trietanolamida

Trietanolamina banyak dimanfaatkan dalam pembuatan kationik surfaktan,

misalnya esterquats. Kationik surfaktan merupakan komponen utama dalam industri

deterjen sebagai bahan pelembut. Pada tahun 1977, esterquats berbahan dasar

trietanolamina telah mendapatkan hak paten sebagai fabric softener. Senyawa

esterquats diperoleh dengan mereaksikan satu mol trietanolamina dengan dua mol

asam lemak, kemudian tahap quaternization menggunakan agen alkilasi, seperti

dimetil sulfat (Tyagi dkk, 2006).

Esterifikasi :

Asam Lemak Trietanolamina Asam Lemak

R-C-OH + HOCH2CH2-N-CH2CH2OH + R-C-OH O O

CH2CH2OH

RO-C-H2C-H2C-N-CH2CH2-C-OR O

CH2CH2OH

O

Diester (I)

Quaternization

(I) + (CH3)2SO4 RO-C-H2C-H2C-N-CH2CH2-C-OR (1) O O CH2CH2OH

CH3

Diester Dimetil Sulfat Esterquat




Beberapa keunggulan yang dimiliki esterquats adalah :

1. Dapat diformulasikan untuk dispersi tinggi

2. Memiliki kestabilan hidrolitik dan kemampuan softening dapat ditingkatkan

dengan menstabilkan pH dispersi

3. Lulus uji dari Organization for Economic Cooperation and Development

(OECD)

4. Esterquats mudah terbiodegradasi

Reaksi dengan melibatkan trietanolamina akan menghasilkan pembentukan

senyawa ester amida. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Nuryanto dkk

(2002) bahwa reaksi antara asam lemak sawit distilat dengan trietanolamina akan

menghasilkan senyawa ester yang lebih tinggi dibandingkan alkanolamida. Hal ini

disebabkan oleh gugus nitrogen yang terdapat di dalam trietanolamina telah mengikat

tiga gugus etanol. Dengan demikian gugus karboksilat dari asam lemak sawit akan

membentuk ester dengan gugus alkohol dari etanol. Banyaknya ikatan ester yang

terbentuk bergantung kepada jumlah asam lemak sawit yang digunakan.

R-C-OH + HOCH2CH2-N-CH2CH2OH R-C-O-CH2CH2-N-CH2CH2OH + H2O (2) O O

CH2CH2OH CH2CH2OH ALSD Trietanolamina Ester amida Air

Untuk reaksi antara asam lemak sawit distilat dengan trietanolamina pada

perbandingan mol 1:2 diperoleh terbentuknya produk mono amina ester, sedangkan




untuk perbandingan mol 2:1 dan 3:1 diperoleh hasil mono amina ester dan amida.

Hasil analisa kromatografi lapis tipis (KLT) memperlihatkan terjadinya penurunan

jumlah trietanolamina selama berlangsungnya reaksi. Artinya reaksi terus

berlangsung dan jumlah air yang diperoleh juga terus meningkat. Kemungkinan

produk amida dapat terjadi bila terdapat asam lemak sawit distilat berlebih yang akan

bereaksi dengan atom nitrogen dari trietanolamina. Reaksi ini dimungkinkan terjadi

karena atom nitrogen yang telah mengikat tiga buah gugus etanol masih mempunyai

sepasang elektron bebas yang dapat berperan sebagai nukleofil, sedangkan gugus

karboksilat dari asam lemak sawit berperan sebagai elektrofil (Nuryanto dkk, 2002).

2.2 Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)

Dietanolamida dapat diperoleh dari reaksi antara asam lemak yang memiliki

rantai karbon C12-C18 dengan menggunakan alkanolamina dengan perbandingan mol

tertentu (Klein, 2001). Pada umumnya, dietanolamida diperoleh dari minyak nabati

seperti minyak kelapa, minyak sawit dan tallow. Hingga saat ini minyak kelapa

merupakan sumber asam lemak yang paling populer dalam pembuatan senyawa

amida ini (Suryani dan Hambali, 2000). Asam lemak sawit distilat memiliki

kandungan asam lemak yang tidak jauh berbeda dengan komposisi asam lemak yang

terdapat dalam minyak sawit. Asam lemak sawit distilat (ALSD) merupakan hasil

samping pada tahap refining dalam industri minyak goreng. Secara keseluruhan

proses refining akan menghasilkan 73% RBD olein (Refine Bleach Deodorization

Olein), 21% stearin, 2,5%-5% ALSD dan 0,5% buangan (Nuryanto dkk, 2002). Eka Kurniasih




Perkembangan industri minyak goreng sawit pada dasawarsa terakhir

mengalami peningkatan sejalan dengan beralihnya pola konsumsi masyarakat dari

minyak goreng kelapa ke minyak goreng kelapa sawit. Konsumsi per kapita minyak

goreng Indonesia mencapai 16,5 kg per tahun dimana konsumsi per kapita khusus

untuk minyak goreng sawit sebesar 12,7 kg per tahun (Rephi’s, 2007). Kondisi ini

memberikan gambaran, bahwa dengan peningkatan industri minyak goreng maka

perolehan asam lemak sawit distilat turut meningkat. Hingga saat ini, pemanfaatan

asam lemak sawit distilat masih terbatas pada pembuatan sabun kualitas rendah.

Sehingga membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk meningkatkan nilai tambah

dari asam lemak sawit distilat

Tabel 2. Kandungan Asam Lemak Pada Minyak Kelapa Sawit dan ALSD

Komposisi Minyak Kelapa Sawit (%)* ALSD (%)**

Asam Laurat (C12) - 0,93

Asam Miristat (C14) 0,96 2,87

Asam Palmitat (C16) 41,62 56,55

Asam Stearat (C18) 4,23 2,7

Asam Oleat (C18-1) 42,12 27,59

Asam Linoleat (C18-2) 10,41 9,10

Asam Linolenat (C18-3) 0,22 0,24

Sumber : * Haryati.dkk (2002), **Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS)




Berikut adalah bagan proses refining dalam industri pengolahan minyak kelapa sawit.

Crude Palm Olein (CPO)

Penghilangan Getah (Degumming)

Penjernihan Warna (Bleaching)

H3PO4

Deacidification & Deodorisation

RBD Palm Oil Asam Lemak Sawit Distilat

Olein RBD Stearin

Filtrasi

Fraksinasi

Bleaching Earth

(Sumber :http//www.Rephi’s Weblog.2007)

Gambar 1. Bagan Proses Pengolahan Kelapa Sawit Menjadi Minyak Goreng

Eka Kurniasih




2.3 Alkanolamina

2.3.1 Etanolamina

Etanolamina disebut juga 2-aminoetanol atau monoetanolamina adalah

senyawa organik yang terdiri dari gugus amina primer dan alkohol primer.

Etanolamina merupakan basa lemah yang memiliki aroma seperti ammonia.

Etanolamina memiliki sifat sebagai berikut (Wikipedia, 2007) :

a. Rumus molekul : C2H7NO

b. Berat molekul : 61,08 gr/mol

c. Densitas : 1,012 gr/cm3

d. Titik leleh : 10,3oC (1 atm)

e. Titik didih : 170oC (1 atm)

f. Kelarutan : H2O, alkohol

2.3.2 Dietanolamina

Dietanolamina adalah senyawa yang terdiri dari gugus amina dan dialkohol.

Dialkohol menunjukkan adanya dua gugus hidroksil pada molekulnya. Dietanolamina

juga dikenal dengan nama bis (hydroxyethyl)amine, diethylolamine,

hydroxydiethylamine, diolamine dan 2,2-iminodiethanol. Sifat-sifat dietanolamina

adalah sebagai berikut (Wikipedia, 2007) :

a. Rumus molekul : C4H11NO2


c. Densitas : 1,090 gr/cm3 Eka Kurniasih




d. Titik leleh : 28oC (1 atm)

e. Titik didih : 268,8oC (1 atm)

f. Kelarutan : H2O, alkohol dan eter

Dietanolamina banyak digunakan dalam produk kosmetik dan deterjen karena

mampu menciptakan tekstur yang lembut dan foaming agent (Wikipedia, 2007).

Proses produksi alkanolamida dengan melibatkan dietanolamina akan menghasilkan

alkanolamida yang memiliki tingkat kepolaran yang lebih baik dibandingkan

alkanolamina lainnya. Hal ini disebabkan oleh adanya dua gugus hidroksil dalam

molekul alkonolamida yang dihasilkan.

Berikut adalah reaksi pembentukan dietanolamida

R-C-OH + H-N-CH2CH2OH R-C-N-CH2CH2OH + H2O (3) O

CH2CH2OH

O

CH2CH2OH

ALSD Dietanolamina Dietanolamida Air

2.3.3 Trietanolamina

Trietanolamina adalah senyawa organik yang terdiri dari amina tersier dan

trialkohol. Trialkohol menunjukkan tiga gugus hidroksil dalam molekul tersebut.

Trietanolamina banyak digunakan sebagai penstabil pH dalam produk kosmetik dan

pelembab (Wikipedia, 2007). Sifat-sifat trietanolamina adalah :




a. Rumus molekul : C6H15NO3


c. Densitas : 1,126 gr/cm3

d. Titik leleh : 20,5oC (1 atm)

e. Titik nyala : 179oC (1 atm)

f. Titik didih : 335,4oC (1 atm)

g. Kelarutan : H2O, alkohol dan eter

2.4 Fungsi dan Cara Kerja Enzim

Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi

dalam sel maupun diluar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 108 sampai 1011

kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Jadi enzim

dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, disamping mempunyai kekhasan

(spesifik) yang tinggi. Seperti juga katalis yang lainnya, maka enzim dapat

menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Reaksi kimia ada yang membutuhkan

energi (reaksi endergonik) dan ada pula yang menghasilkan energi atau mengeluarkan

energi (eksergonik). Sifat spesifik (kekhasan) enzim menyebabkan enzim hanya dapat

bekerja pada satu reaksi saja (Poedjiadi, 1994). Untuk dapat bekerja terhadap suatu

zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat. Suatu

enzim mempunyai ukuran yang lebih besar daripada substrat. Oleh karena itu tidak

seluruh bagian enzim dapat berhubungan langsung dengan substrat. Hubungan antara

substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja. Tempat Eka Kurniasih




atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai

bagian aktif (active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif

mempunyai ruang yang tepat untuk menampung substrat. Apabila substrat

mempunyai bentuk atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian

aktif suatu enzim. Dalam hal ini enzim tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Ini

adalah penjelasan mengapa tiap enzim mempunyai kekhasan (sifat spesifik) terhadap

substrat tertentu. Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat menyebabkan

terjadinya kompleks enzim substrat. Kompleks ini merupakan kompleks yang aktif,

yang bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah

terjadi. Secara sederhana sekali penguraian suatu senyawa atau substrat oleh suatu

enzim dapat digambarkan sebagai berikut :

+

Gambar 2.2 Proses Penguraian Substrat Oleh Suatu Enzim

Atau :

E + S ES E +

S

E

ES

E

P

Eka Kurniasih




E, S, ES dan P masing-masing melambangkan enzim, substrat, kompleks enzim

substrat dan produk (untuk penyusun enzim yang merupakan perkalian sub-sub unit

yang identik, E menyatakan sisi aktif molekul enzim dan bukan molekul enzim).

Berdasarkan model ini, bila konsentrasi substrat menjadi tinggi sehingga cukup

secara keseluruhan untuk mengubah enzim ke bentuk ES, maka tahap kedua reaksi

menjadi mempunyai batas kecepatan dan seluruh tingkat reaksi menjadi tidak sensitif

(Simanjuntak dan Silalahi, 2003).

2.4.1 Klasifikasi Enzim

Pada tahun 1856, Claude Bernard pertama kali menemukan lipase dalam

ekstrak pankreas sebagai enzim yang dapat menghidrolisa minyak dan mengubahnya

ke produk lain yang memiliki kemampuan melarut. Dahulu enzim lipase diperoleh

melalui cara tradisional, yaitu dari pankreas hewan dan digunakan sebagai obat

saluran pencernaan. Ketertarikan terhadap lipase mikrobial diawali dengan

kekurangan pankreas dan sulitnya menemukan material dengan karakteristik yang

sama. Enzim dikenal sebagai katalis alam, saat ini sebagian besar enzim diperoleh

melalui proses fermentasi bahan-bahan alami. Pemanfaatan mikroorganisme telah

lama digunakan untuk memproduksi emulsifier dan biosurfaktan, untuk membantu

kelarutan dari lemak (Hasan, dkk 2005). Ratusan enzim telah diketahui

spesifisitasnya terhadap substrat yang berbeda, tetapi hanya beberapa yang diisolasi

dalam bentuk murni dan dikristalkan, serta hanya sedikit yang diketahui strukturnya.

Keunggulan penggunaan protein dalam bioteknologi, menjadikan industri enzim Eka Kurniasih




menjadi penting. Misalnya protease dan lipase digunakan dalam industri deterjen,

amilase dan glukosa isomerisasi digunakan dalam industri pati atau dalam sintesa

senyawa organik lainnya. Hal ini mendorong dilakukannya klasifikasi enzim yang

rasional dan juga nomenklatur. Pada tahun 1961, International Union of Biochemistry

menetapkan klasifikasi enzim menjadi enam kelas dasar (Manitto, 1981) yaitu :

1. Oksidoreduktase

Enzim-enzim yang termasuk dalam golongan ini dapat dibagi dalam dua bagian

yaitu dehidrogenasi dan oksidase. Dehidrogenasi bekerja pada reaksi-reaksi

dehidrogenase, yaitu reaksi pengambilan atom hidrogen dari suatu senyawa

(donor). Hidrogen yang dilepas akan diterima oleh senyawa lain (akseptor).

Oksidase juga bekerja sebagai katalis pada reaksi pengambilan hidrogen dari

suatu substrat. Dalam hal ini yang bertindak sebagai akseptor hidrogen adalah

oksigen.

2. Transferase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja sebagai katalis pada reaksi

pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain. Beberapa

contoh enzim yang termasuk golongan ini adalah metiltransferase, hidroksimetil

transferase, karboksiltransferase, asiltransferase dan aminotransferase atau disebut

juga transaminase. Enzim transaminase bekerja pada reaksi transaminasi yaitu

suatu reaksi pemindahan gugus amino dari suatu asam amino kepada senyawa

lain.

Eka Kurniasih




3. Hidrolase

Enzim yang termasuk dalam kelompok ini bekerja sebagai katalis pada reaksi

hidrolisis. Ada tiga jenis hidrolase, yaitu yang memecah ikatan ester, memecah

glikosida dan yang memecah ikatan peptida. Beberapa enzim sebagai contoh ialah

esterase, lipase, fosfatase, amilase, amino peptidase, karboksi peptidase, pepsin,

tripsin, kimotripsin. Lipase adalah enzim yang memecah ikatan ester pada lemak,

sehingga terjadi asam lemak dan gliserol. Lipase dapat mengkatalisasi reaksi

hidrolisa dari trigliserida rantai panjang. Sejak berkembangnya bioteknologi,

lipase mendapatkan perhatian yang besar. Lipase merupakan kelas biokatalis yang

penting dalam aplikasi bioteknologi.

4. Liase

Meningkatkan terjadinya pemisahan (secara non hidrolitik) suatu gugus atom dari

substrat, sehingga terbentuk suatu ikatan rangkap atau penambahan suatu gugus

atom pada suatu ikatan rangkap. Contoh enzim golongan ini antara lain

dekarboksilase, aldolase, hidratase.

5. Isomerase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler,

misalnya reaksi perubahan glukosa menjadi fruktosa, perubahan senyawa L

menjadi senyawa D, senyawa cis menjadi senyawa trans. Contoh enzim yang

termasuk golongan isomerase antara lain ialah ribulofosfat epimerase dan

glukosafosfat isomerase.

Eka Kurniasih




6. Ligase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan dua

molekul. Oleh karenanya enzim-enzim tersebut juga dinamakan sintetase. Ikatan

yang terbentuk dari penggabungan tersebut adalah ikatan C-O, C-S atau C-C.

Contoh enzim golongan ini antara lain glutamine sintetase dan piruvat

karboksilase.

2.4.2 Lipase Dalam Industri Oleokimia

Lipase merupakan bagian dari enzim hidrolisa yang dapat menyerang ikatan

karboksilat. Psikologis lipase adalah menghidrolisa trigliserida menjadi digliserida,

monogliserida, asam lemak dan gliserol (Hasan, dkk 2005). Sebagai tambahan dari

fungsi alami hidrolisa ikatan ester karboksilat, lipase dapat menjadi katalis reaksi

esterifikasi, interesterifikasi dan transesterifikasi tanpa pelarut. Kemampuannya ini

menjadikan lipase sebagai pilihan dalam aplikasinya pada industri makanan, deterjen,

farmasi, penyamakan kulit, tekstil, kosmetik dan kertas. Beberapa jenis lemak

memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan yang lainnya, karena bentuk dan

strukturnya. Lemak dapat diubah menjadi jenis yang lain dengan mengkombinasikan

metode kimia, tetapi menghasilkan produk yang acak. Lain halnya dengan lipase,

yang dapat mengkatalisasi reaksi transesterfikasi minyak dan lemak yang lebih

murah, seperti produksi cocoa butter dari palmitat yang berasal dari satu kali

fraksinasi. Dalam perkembangannya, lipase dapat menjadi katalis reaksi

transesterifikasi dalam pelarut organik. Rhizomucor meihei dan Candida antartica Eka Kurniasih






adalah jenis lipase yang dapat digunakan dalam reaksi esterifikasi asam lemak tanpa

pelarut atau menggunakan pelarut.

2.5 Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Response Surface Methodology (RSM) untuk

optimasi proses. RSM merupakan teknik matematika dan statistika yang berguna

untuk pemodelan dan analisa masalah dimana responnya dipengaruhi oleh beberapa

variabel. Tujuannya adalah untuk mengoptimalkan respon tersebut. Adapun metode

RSM meliputi perancangan percobaan, pengembangan model matematis dan

penentuan kondisi optimum untuk variabel bebas sehingga diperoleh hasil maksimum

dan minimum dari percobaan ini. Langkah awal dalam desain RSM adalah dengan

menentukan perkiraan yang sesuai untuk relasi fungsi yang tepat antara respon dan

variabel bebas. Dengan metode RSM diperoleh persamaan kuadratik yang dapat

digunakan untuk memperkirakan hasil dari fungsi variabel bebas seperti interaksinya.

Untuk menentukan level optimum pada variabel penelitian digunakan

faktorial CCD dimana desain eksperimen dalam perhitungan statistika dikodekan

dengan X1 dan aktual (Xi) seperti ditunjukkan dalam Persamaan 2.1 berikut ini.

1)2.Pers(3......)2,1,(iΔX

XXX

j

ii

1 =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=

−


Dimana :

X1 : nilai dimensi dari variabel bebas

Xi : nilai aktual dari variabel bebas

−

1x : rata-rata nilai nyata variabel bebas pada rendah (low) dan tinggi (high)

Δxj : selisih antar rentang

Secara umum hasil yang diperoleh dapat dianalisa dengan menggunakan

multiple regression yang memenuhi persamaan berikut (Montgomery, 1997)

2).2(PersεXβ

XββXXβXXβXXβXβXβXββY

2310

22983173262153423121

++

++++++++=

Dimana :

Y : Variabel respon yang diukur yaitu % konversi dietanolamida

β1- β10 : Konstanta linier, kuadratik dan hasil regresi koefisien diagonal

ε : error term

Penyelesaian multi regresi dilakukan dengan metode sum of square of error

(SSE) untuk mendapatkan regresi dan plot-plot dimensi hasil perhitungan. Faktorial

CCD digunakan untuk optimasi amidasi asam lemak sawit distilat menjadi

dietanolamida menggunakan lipase dalam menganalisa variabel yang paling

berpengaruh yaitu temperatur, konsentrasi biokatalis dan rasio mol dietanolamina

terhadap ALSD. Matriks eksperimental (Tabel 4) untuk rancangan tiga faktor dengan




dua level (23) yang terdiri dari 8 run pertama (1-8) dengan variabel terkode (± 1)

untuk masing-masing faktor (factorial point). Selanjutnya 6 run yang disebut star

point dengan level terkode (± α) sebagai significant curvature effect (9-14),

sedangkan 6 run tambahan (run 15-20) memuat titik pusat (center point) sebagai

perkiraan daerah lekukan kurva dengan kode 0 untuk masing-masing faktor. Jarak

star point dengan center point adalah α = 2n/4 (untuk 3 faktor, α = 1,682). Hasil

statistik 20 set run desain optimasi response surface methodology (RSM), analisa

regresi dan signifikansi statistikal dianalisa dengan dengan menggunakan simulasi

statsoft Minitab Release 14 untuk memberikan perkiraan pengaruh level optimum

dari ketiga faktor operasi dan interaksinya masing-masing yang diperoleh dari

penyelesaian persamaan regresi, analisa kontur dan plot respon permukaan (contour

and surface response). Cara dalam menentukan besarnya harga perlakuan setiap

komposit sebelah kiri dan kanan dari komposit pusat (kode 0) dihitung dengan cara :

1. Menetapkan terlebih dahulu perkiraan besarnya harga perlakuan tiap variabel

yang dianggap optimal (informasi tentang kondisi optimal dapat diperoleh dari

literatur atau melalui penelitian awal atau orientasi). Misal : 10% untuk

konsentrasi katalis pada pusat (kode 0)

2. Harga komposit berikutnya (kode 1) ditetapkan sembarang (dengan harga yang

wajar). Misal ditetapkan 12, berarti sebelah kiri (kode -1) ditetapkan 8 supaya

selisih sama berharga 2.

3. Untuk komposit (kode α) dihitung dengan menggunakan rumusan (Pers 2.1).

Eka Kurniasih




Misal : Center point : 10

Kode (1) : 12 dan kode (-1) : 8

( )( )36,13

2/8122/128682,1

=−+−

=

α

α Untuk α : 1, 682

( )( )

64,62/812

2/128682,1

1,682:αUntuk

=−+−

=−

−

α

α

Dilanjutkan untuk setiap variabel, hasil perhitungan diterakan pada Tabel 3

Untuk menentukan keakuratan model matematis terhadap data hasil percobaan

diperiksa dengan analisis variansi (ANAVA). Ketepatan parameter persamaan untuk

masing-masing variabel dilihat dari nilai p. Respon permukaan tiga dimensi dan

grafik kontur digunakan untuk mengetahui pengaruh variabel percobaan terhadap

hasil yang diperoleh.




III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioproses dan Engineering

Lingkungan, Pusat Penelitian Kelapa Sawit/Indonesian Oil Palm Research Institute

(IOPRI), Jl.Brigjen Katamso No.51 Kp.Baru Medan. Penelitian dilakukan selama 14

(empat belas) bulan, mulai Maret 2007 sampai April 2008

3.2 Bahan Dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian utama adalah asam lemak sawit

distilat (ALSD) yang diperoleh dari pabrik refining minyak sawit lokal.

Dietanolamina dengan kemurnian 99%, n-heksana (p.a) dan biokatalis Rhizomucor

meihei (Lipozyme).

Bahan yang digunakan dalam percobaan pendahuluan adalah Candida

antartica (Novozyme), KOH p.a (kalium hidroksida), aquadest, asam oksalat (p.a),

isopropil alkohol, phenolfthalein, H2SO4 (asam sulfat), indikator universal, piridin,

benzena, larutan Wijj’s, Kalium Iodida (p.a), sikloheksan, Natrium Thiosulfat

(Na2SO3.2H2O), indikator amilum, dietil eter, CH3COOCH3CH2 (etil asetat),

CH3COOH (asam asetat), C2H5OH (etanol), plat silica gel 60 F254 dan parafin cair.




Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Labu leher tiga 250 ml sebagai tempat berlangsungnya reaksi, yang dilengkapi

dengan termometer, kondenser dan air sirkulasi untuk menjaga kestabilan

temperatur reaksi

2. Sebagai media pemanas digunakan hot plate merek Cimarex yang dilengkapi

pengaduk magnetis dengan kecepatan pengadukan 400 rpm.

3. Pada tahap prurifikasi, untuk memisahkan campuran produk dengan

Rhizomucor meihei digunakan filter vakum dan kertas saring

4. Untuk menguapkan sisa pelarut digunakan rotary evaporator pada tekanan 1

atm.

5. Analisa kromatografi lapis tipis (KLT)

a. Chamber 1 : berisi eluen sebagai tempat untuk mengelusi sampel

b. Chamber 2 : berisi iodine sebagai tempat untuk mengembangkan sampel

yang telah dielusi

Selanjutnya hasil analisa Kromatografi Lapis Tipis (KLT) akan ikonfirmasi

dengan spektrum infra merah (FT-IR).

6. Alat yang digunakan untuk analisa bilangan asam dan karakteristik produk

antara lain : buret, pipet tetes, erlenmeyer, beaker glass, labu takar, pipa

kapiler.

Eka Kurniasih




3.3 Rancangan Percobaan

Metode Response Surface Methodology (RSM) digunakan untuk mendesain

percobaan dalam menentukan kondisi optimum proses amidasi ALSD menjadi

dietanolamida dengan menggunakan tiga faktor sebagai variabel bebas, yaitu :

1. Konsentrasi biokatalis (Rhizomucor meihei)

2. Rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat (ALSD)

3. Temperatur reaksi

Percobaan dirancang mengikuti bentuk Central Composite Design (CCD)

(Montgomery, 1997). Titik pusat (center point) dalam rancangan percobaan CCD

merupakan konversi terbaik dari masing-masing variabel yang diperoleh melalui

percobaan pendahuluan. Titik pusat tersebut akan disusun sebagi level terkode

percobaan yang disajikan pada Tabel 3 dan Tabel 4 berikut ini.

Tabel 3. Perlakuan Terkode Untuk Amidasi ALSD

Perlakuan Terkode Perlakuan

-1,682 -1 0 1 1,682

Konsentrasi Rhizomucor meihei (b/b) 6,64 8 10 12 13,36

Rasio Mol Dietanolamina/ALSD 4,96 7 10 13 15,04

Temperatur (oC) 33 40 50 60 67

Eka Kurniasih




Tabel 4. Central Composite Design (CCD) Untuk 3 Variabel

Konsentrasi R.meihei

(b/b) (X1)

Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD(X2)

Temperatur (oC)

(X3)

No

Aktual Kode Aktual Kode Aktual Kode

1 8 -1 7 -1 40 -1

2 12 1 7 -1 40 -1

3 8 -1 13 1 40 -1

4 12 1 13 1 40 -1

5 8 -1 7 -1 60 1

6 12 1 7 -1 60 1

7 8 -1 13 1 60 1

8 12 1 13 1 60 1

9 6,64 -1,682 10 0 50 0

10 13,36 1,682 10 0 50 0

11 10 0 4,96 -1,682 50 0

12 10 0 15,04 1,682 50 0

13 10 0 10 0 33 -1,682

14 10 0 10 0 67 1,682

15 10 0 10 0 50 0

16 10 0 10 0 50 0

17 10 0 10 0 50 0

18 10 0 10 0 50 0

19 10 0 10 0 50 0

20 10 0 10 0 50 0




Percobaan untuk memperoleh data konstanta reaksi enzimatis, dilakukan

dengan melangsungkan reaksi amidasi pada labu leher tiga yang dilengkapi dengan

pengaduk magnetis, kondenser, termometer pada kondisi optimum yang telah

diperoleh pada percobaan optimasi. Nilai center point (kode 0) diperoleh berdasarkan

percobaan pendahuluan. Aturan untuk menentukan matrik Central Composite Design

(CCD) terlampir pada Lampiran 2.

3.4 Percobaan Pendahuluan

3.4.1 Screening Enzim

Amidasi asam lemak sawit distilat (ALSD) menjadi dietanolamida

menggunakan enzim lipase, diawali dengan melakukan screening enzim lipase yang

akan digunakan dalam percobaan selanjutnya. Screening enzim dilakukan pada dua

jenis enzim lipase yaitu Candida antartica (Novozyme) dan Rhizomucor meihei

(Lipozyme) yang memiliki kemampuan untuk bekerja pada substrat asam lemak sawit

(Hasan dkk, 2005). Percobaan dilakukan pada kondisi yang sama untuk kedua jenis

enzim, yaitu temperatur ruang, konsentrasi biokatalis 10% (b/b) dengan rasio mol

dietanolamina terhadap ALSD 1:1 (Rahman dkk, 2003). Reaksi berlangsung selama

24 jam, sampling dilakukan setiap 4 jam dan dilakukan analisa penentuan bilangan

asam. Penurunan kandungan asam lemak bebas digunakan sebagai indikator untuk

menunjukkan berlangsungnya reaksi. Dari hasil screening enzim, diperoleh

penurunan asam lemak bebas tertinggi diperoleh pada Lipozyme. Sebagai bahan




perbandingan dilakukan percobaan dengan asam palmitat menggunakan Lipozyme.

Asam palmitat adalah asam lemak terbesar dalam asam lemak sawit distilat.

3.4.2 Waktu Reaksi

Untuk penentuan waktu reaksi, diperoleh berdasarkan percobaan yang

dilakukan pada temperatur 30oC, rasio mol ALSD terhadap dietanolamina 1:1 dan

konsentrasi enzim lipase 10%. Reaksi berlangsung selama 72 jam. Berdasarkan

analisa penentuan bilangan asam, maka ditetapkan waktu reaksi untuk amidasi asam

lemak sawit distilat menjadi dietanolamida menggunakan enzim lipase adalah 24 jam.

3.4.3 Pelarut

Keberadaan pelarut dalam sebuah reaksi yang melibatkan biokatalis akan

mempengaruhi aktifitas dan stabilitas reaksi enzimatis (Rahman dkk, 2003). Enzim

lipase bekerja lebih baik pada pelarut yang bersifat hydrophobic (Gautam dkk, 2005).

Pada percobaan ini akan dilakukan percobaan terhadap dua jenis pelarut organik yaitu

isopropanol adan n-heksana. Kondisi reaksi dilakukan pada temperatur ruang (30oC),

rasio ALSD/dietanolamina 1:1 dan konsentrasi Rhizomucor meihei 10% (b/b).

Pemilihan n-heksana didasarkan pada hasil penelitian Rahman, dkk (2003) yang

menyatakan bahwa benzena, heptana dan n-heksana adalah pelarut yang memberikan

pengaruh terbaik dalam sintesa alkanolamida. Berdasarkan hasil analisa bilangan

asam dan studi literatur ditetapkan penggunaan n-heksana sebagai pelarut untuk

percobaan selanjutnya. Eka Kurniasih




Pelarut : n-Heksana ALSD Dilarutkan

Gambar 3. Diagram Alir Penentuan Level Rizhomucor meihei, Temperatur dan Rasio Mol ALSD/Dietanolamina (Percobaan Pendahuluan)

Gambar 4. Rangkaian Peralatan Percobaan Pendahuluan (Orientasi)

Rasio ALSD/Dietanolamina 1:1; 1:5; 1:10; 1:20 Campuran reaksi Rhizomucor meihei

0%, 6%, 8%, 10%, 12%,14%

T : 30oC, 40oC, 50oC, 60oCWaktu reaksi : 24, 48 dan 72 Reaksi amidasi

Analisa bilangan asam R.meihei Filtrasi

Evaporasi n-Heksana

Dietanolamida

Pengambilan sampel Reaksi dihentikann-Heksana

Kromatografi Lapis Tipis (KLT) FT-IR




3.5 Penelitian Utama

3.5.1 Percobaan Utama Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida

Amidasi asam lemak sawit dilakukan dalam rangkaian alat yang terdiri atas

labu leher tiga dengan volume 250 ml yang dilengkapi dengan pengaduk magnetis,

kondenser dan termometer. Labu leher tiga dimasukkan dalam penangas yang berisi

parafin, untuk menjaga kestabilan temperatur reaksi dipergunakan air sirkulasi.

Pengadukan dilakukan pada kecepatan 400 rpm selama percobaan berlangsung.

Percobaan diawali dengan melarutkan sejumlah asam lemak sawit distilat (ALSD)

dalam n-heksana dan dipanaskan sampai temperatur reaksi yang diinginkan tercapai.

Dietanolamina yang telah dipanaskan pada temperatur tertentu serta Rhizomucor

meihei dimasukkan kedalam labu leher tiga dan waktu reaksi dimulai pada saat itu.

Pada saat waktu reaksi dimulai dilakukan pengambilan sampel, untuk mengetahui

bilangan asam awal. Kondisi percobaan disesuaikan dengan rancangan matriks

Central Composite Design (Tabel 4). Setelah reaksi amidasi berlangsung selama 24

jam, dilakukan sampling untuk menentukan kesempurnaan reaksi menggunakan

analisa penentuan bilangan asam. Konversi produk diperoleh dengan menggunakan

selisih antara bilangan asam awal dengan bilangan asam diakhir reaksi.

3.5.2 Pemurnian Produk

Setelah reaksi amidasi berlangsung selama 24 jam, reaksi dihentikan dan

dilakukan pemurnian produk. Campuran produk dilarutkan dalam heksan teknis dan

dipisahkan dari Rhizomucor meihei dengan menggunakan filter vacuum. Produk Eka Kurniasih




dietanolamida yang bercampur dengan heksan dipisahkan dengan menggunakan

rotary evaporator pada 90oC. Penentuan suhu penguapan, didasarkan pada titik didih

heksan yaitu 69oC (Perry, 1984). Produk yang masih mengandung dietanolamina

berlebih, selanjutnya dicuci dengan aseton teknis. Aseton akan melarutkan

dietanolamina sedangkan fraksi yang tidak terlarut adalah produk dietanolamida.

Produk dietanolamida diperoleh sebagai lapisan bawah dan dietanolamina sisa akan

larut bersama aseton sebagai produk atas. Berikut diagram kerja percobaan optimasi

ALSD n-Heksana

Pemanasan

Gambar 5. Diagram Kerja Percobaan Utama Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida

Reaksi Amidasi (24Jam)

Reaksi dihentikan

Filtrasi (Vacuum Filter)

Evaporasi (T = 90oC)

Dekantasi

Dietanolamida

Rhizomucor meihei

Rhizomucor meihei

Dietanolamina + Aseton

n-Heksana

Campuran Produ

Dietanolamina

Pemanasan

n-Heksana

k

Aseton

Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Analisa FT-IR




Gambar 6. Rangkaian Peralatan Percobaan Utama ALSD Menjadi Dietanolamida

3.6 Analisa Sampel

Analisa sampel dilakukan terhadap bahan baku dan hasil reaksi. Analisa

sampel bahan baku dengan penentuan bilangan asam (BA) berdasarkan metode

PORIM (1995). Analisa dietanolamida sebagai produk utama dilakukan dengan

metode kromatografi lapis tipis (KLT) pada pelat silika gel 60 F254 sebagai fasa

diam, heksana/dietil eter/etil asetat/asam asetat dengan rasio volume 70/15/15/1

sebagai eluen (Herawan dkk, 1999) yang selanjutnya dikonfirmasikan dalam

spektrum infra red (FT-IR). Karakteristik produk dietanolamida akan berada pada

peak (puncak) infra red (ikatan C = O) dan (ikatan C-N)

Eka Kurniasih




3.7 Karakteristik Dietanolamida

Karakterisasi dietanolamida dilakukan setelah dilakukan pemisahan antara

enzim lipase yang digunakan dengan produk utama. Uji karakterisasi yang dilakukan

terhadap dietanolamida yaitu :

a. Bilangan Asam

b. Bilangan Iodine

c. Titik leleh (oC)

d. pH (1% larutan)

e. Hidrophil Lipophil Balance (HLB)

f. Kelarutan :

1. Air

2. Methanol

3. Etanol

4. Heksana

5. Aseton

Prosedur analisa karakterisasi dietanolamida terlampir pada lampiran 1.

3.8 Pengolahan Data Optimasi Reaksi Amidasi ALSD Menjadi Dietanolamida

Response Surface Methodology (RSM) digunakan untuk mengetahui pengaruh

konsentrasi biokatalis, rasio mol dietanolamina terhadap ALSD dan temperatur reaksi

pada reaksi amidasi asam lemak sawit distilat menjadi dietanolamina menggunakan

lipase untuk memperoleh kondisi optimum. Pengaruh ketiga variabel tersebut akan Eka Kurniasih




dianalisa menggunakan regresi multiple untuk memenuhi persamaan berikut ini

(Montgomery, 1997).

3.1)(PersεXβ

XβXβXXβXXβXXβXβXβXββY

2310

229

2183173262153423121

++

++++++++=

Dimana :

Y : Variabel response yang diukur yaitu % konversi dietanolamida

β1- β10 : Konstanta linier, kuadratik dan hasil regresi koefisien diagonal

ε : error term

Penyelesaian persamaan regresi multiple dilakukan dengan metode Sum of

Square of Error (SSE) menggunakan program Minitab Release 14 untuk

mendapatkan konstanta regresi.

3.9 Jadwal Penelitian

Penelitian dengan judul pemanfaatan asam lemak sawit distilat sebagai bahan

baku dietanolamida menggunakan Rhizmomucor meihei dengan metode Response

Surface Methodology dijadwalkan seperti Tabel 5

Eka Kurniasih






Tabel 5. Jadwal Penelitian

Bulan (2007-2008) No.

Urut

Kegiatan

Penelitian 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 Penelusuran

Kepustakaan

2 Persiapan Alat

dan Bahan

3 Penelitian

Pendahuluan

4 Penulisan

Proposal

5 Penelitian Utama

& Kinetika

6 Analisa

Produk

7 Pengolahan

Data& Lap.hasil


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian Pendahuluan

4.1.1 Screening Biokatalis

Percobaan pendahuluan diawali dengan melakukan screening biokatalis yang

akan digunakan dalam penelitian selanjutnya. Biokatalis yang digunakan adalah

enzim lipase yang mampu bekerja pada substrat asam lemak dan minyak. Rhizomucor

meihei dan Candida antartica adalah dua jenis lipase yang dijustifikasi mampu

bekerja pada substrat asam lemak sawit distilat yang banyak mengandung asam

palmitat. Kedua jenis enzim lipase ini dapat digunakan dalam reaksi esterifikasi

lemak (Hasan dkk, 2005).

Percobaan screening enzim ini dilakukan pada temperatur ruang (30oC),

konsentrasi biokatalis 10% (b/b) dengan rasio mol 1:1 antara asam asam lemak sawit

distilat (ALSD) terhadap dietanolamina. Reaksi amidasi berlangsung selama 24 jam

dan sampling dilakukan dengan interval waktu 4 jam untuk analisa bilangan asam.

Sebagai kontrol reaksi terhadap reaksi amidasi ini, dilakukan percobaan tanpa

menggunakan enzim (non enzim) dengan kondisi reaksi yang sama. Sebagai data

pembanding terhadap aktifitas Rhizomucor meihei, dilakukan percobaan dengan

menggunakan asam palmitat dengan kondisi reaksi yang sama. Hasil screening

biokatalis disajikan pada Tabel 6 berikut ini.


Tabel 6. Hasil Analisa Bilangan Asam untuk Screening Biokatalis

BILANGAN ASAM (mmol/mg) KONVERSI (%)

Waktu

Reaksi

(Jam) RM CA NE RM CA NE

0 132,72 132,72 0,00 0,00 0,00

4 108,71 130,93 18,08 1,35 2,74

8 100,13 119,24 24,55 10,15 5,78

12 93,71 116,11 29,38 12,52 11,20

16 89,69 113,18 32,42 14,72 13,83

20 80,04 111,87 39,69 15,70 14,17

24 75,61 110,40

132,72

129,07

125,04

117,85

114,35

113,97

113,54 43,02 16,81 14,45

Keterangan : RM : Rhizomucor meihei ; CA : Candida Antartica NE : Non Enzim

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 4 8 12 16 20 24

Waktu Reaksi (Jam)

Kon

vers

i (%

)

Rhizomucor Meihei

Candida Antartica

Non Enzim

Gambar 7. Pengaruh Jenis Biokatalis Terhadap Produk Dietanolamida


Besarnya konversi produk, ditentukan melalui selisih penurunan bilangan

asam pada awal reaksi dengan bilangan asam selama reaksi berlangsung. Dari hasil

percobaan screening biokatalis, diperoleh penurunan kandungan asam lemak bebas

terbesar terdapat pada lipase Rhizomucor meihei (Lipozyme). Penentuan konversi

produk dilakukan menggunakan selisih bilangan asam pada awal reaksi dengan akhir

reaksi dibagi bilangan asam awal reaksi. Konversi produk dietanolamida yang

diperoleh berkisar 43,02%, sedangkan untuk Candida antartica (Novozyme)

diperoleh 16,81%. Sedangkan reaksi tanpa melibatkan enzim lipase (non enzim)

memberikan perolehan produk sebesar 14,45% dan reaksi dengan asam palmitat

memberikan perolehan konversi 49,92%. Hal ini sesuai dengan studi yang dilakukan

oleh Elisabeth, dkk (1998) bahwa sifat spesifik yang dimiliki Rhizomucor meihei

lebih besar pada asam lemak rantai panjang, dimana asam lemak yang dominan

dalam asam lemak sawit distilat (ALSD) adalah C16 (asam palmitat).

Percobaan dengan menggunakan asam palmitat dengan menggunakan enzim

Rhizomucor meihei memberikan konversi sebesar 49,92%. Kondisi ini semakin

menegaskan bahwa Rhizomucor meihei mampu bekerja pada reaksi amidasi dengan

substrat asam lemak sawit distilat (ALSD). Hasil analisa bilangan asam dapat dilihat

pada Grafik 8 berikut ini. Dari hasil analisa FT-IR diketahui, bahwa bilangan

gelombang dietanolamida dari asam palmitat berada pada 1627,24 cm-1 (ikatan C=O)

dan 1419,87 cm-1 (ikatan C-N).


0

10

20

30

40

50

60

0 4 8 12 16 20 2

Waktu Reaksi (Jam)

Konv

ersi

(%)

4

Gambar 8. Perolehan Produk Dietanolamida Pada Substrat Asam Palmitat

Hasil analisa FT-IR terhadap dietanolamida dari asam palmitat terlampir pada

Lampiran 6 (Gambar 29). Berdasarkan hasil yang diperoleh ditetapkan penggunaan

lipase Rhizomucor meihei sebagai biokatalisator untuk percobaan selanjutnya.

4.1.2 Penentuan Waktu Reaksi

Pada umumnya, reaksi yang melibatkan katalis hayati (biokatalis) berlangsung

dalam waktu reaksi yang cukup lama, hal ini berkaitan dengan kemampuan lipase

untuk merombak atau mensintesa suatu substrat pada kondisi tertentu. Guna

penentuan waktu reaksi adalah untuk mengetahui waktu terbaik yang dibutuhkan

dalam sintesa dietanolamida. Percobaan dilakukan pada temperatur ruang (30oC),

rasio mol 1:1 antara ALSD/dietanolamina dan konsentrasi Rhizomucor meihei 10%

(b/b). Reaksi berlangsung selama 72 jam dan pengambilan sampel dilakukan dengan


interval waktu setiap 4 jam. Selama reaksi berlangsung dilakukan analisa bilangan

asam untuk mengetahui konversi reaksi yang terjadi. Berikut adalah hasil percobaan.

Tabel 8. Hasil Analisa Bilangan Asam untuk Penentuan Waktu Reaksi

WAKTU REAKSI

(JAM)

BILANGAN ASAM

(mmol/g)

KONVERSI

(%)

0 132,72 0,000

4 108,71 18,08

8 100,13 24,55

12 93,71 29,38

16 89,69 32,42

20 80,04 39,69

24 75,61 43,02

28 73,20 44,84

32 71,59 46,05

36 64,75 51,21

40 63,55 52,12

44 62,74 52,72

48 62,34 53,03

52 62,25 53,09

56 62,15 53,17

60 62,11 53,20

64 61,13 53,18

68 62,25 53,09

72 62,08 53,21


0

10

20

30

40

50

60

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

Waktu Reaksi (Jam)

Ko

(%)

sinv

er

Gambar 9. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Produk Dietanolamida

Pada waktu reaksi 24 jam, diperoleh produk sekitar 43,02% (kandungan

bilangan asam 76,51 mmol/mg), dengan peningkatan waktu reaksi hingga 48 jam

diperoleh kadar produk sebesar 53,03% (bilangan asam 62,34 mmol/mg). Bila waktu

reaksi ditingkatkan hingga 72 jam, perolehan produk telah konstan pada kisaran

62,08%. Keadaaan ini menunjukkan bahwa aktifitas lipase Rhizomucor meihei

mengalami penurunan yang nyata, bila waktu reaksi ditingkatkan lebih dari 48 jam.

Penurunan aktifitas enzim lipase kemungkinan disebabkan oleh meningkatnya hasil

samping berupa air dalam sistem reaksi. Dalam reaksi amidasi, keberadaan air akan

memicu reaksi esterifikasi yang akan menyebabkan terbentuknya amina ester dalam

produk akhir. Berdasarkan kondisi tersebut, maka untuk percobaan berikutnya

ditetapkan waktu reaksi selama 24 jam dengan beberapa pertimbangan, yaitu :


1. Peningkatan waktu reaksi tidak memberikan perolehan produk yang nyata.

Bila dibandingkan dengan waktu reaksi 24 jam, maka penambahan waktu

reaksi hingga 48 jam hanya memberikan peningkatan produk sebesar 10,01%.

Dari Gambar 9 terlihat bahwa pada waktu reaksi 52 jam hingga 72 jam,

perolehan produk telah konstan. Hal dimungkinkan oleh telah menurunnya

aktifitas enzim lipase untuk mesintesa substrat asam lemak sawit distilat.

2. Pemisahan asam lemak sawit distilat (reaktan yang tidak bereaksi) dari produk

cukup mudah, sehingga peningkatan waktu reaksi tidak menjadi faktor

penting sebagai bahan pertimbangan untuk meningkatkan konversi produk.

3. Penentuan waktu reaksi dilakukan pada rasio mol 1:1, dengan justifikasi

bahwa peningkatan rasio substrat mampu meningkatkan perolehan produk

maka waktu reaksi tidak menjadi satu-satunya faktor penentu reaksi amidasi.

Penggunaan rasio substrat yang tinggi dibutuhkan untuk memperoleh ikatan

peptida yang kuat pada produk.

4. Hasil analisa spektrofotomer infra red (FT-IR) menunjukkan bahwa

peningkatan waktu reaksi hingga 48 jam dan 72 jam akan menyebabkan

terbentuknya amina ester pada 1737,11 cm-1 (ikatan C-O) karena adanya

kehadiran H2O dalam reaksi. Hasil analisa FT-IR terlampir pada Lampiran 6,

(Gambar 26).

Dengan pertimbangan alasan di atas, waktu reaksi ditetapkan sebagai variabel

tetap dalam reaksi amidasi asam lemak sawit distilat menjadi dietanolamida.


4.1.3 Pemilihan Pelarut

Berdasarkan studi literatur, diketahui bahwa aktifitas enzim turut dipengaruhi

oleh keberadaan pelarut. Jenis pelarut yang digunakan haruslah dapat meningkatkan

kelarutan asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan dietanolamina. Sebab pada

kondisi temperatur reaksi yang akan digunakan, asam lemak sawit distilat belum

mencapai titik lelehnya. Titik leleh asam lemak sawit distilat berkisar 60oC.

Penelitian pendahuluan dilakukan percobaan terhadap dua jenis pelarut organik yaitu

n-heksana dan isopropanol, sebab asam lemak sawit distilat memiliki kelarutan yang

baik pada pelarut organik. Tujuan dari pemilihan pelarut adalah untuk mengetahui

performa pelarut yang terbaik bagi reaksi amidasi enzimatis antara ALSD dengan

dietanolamina. Reaksi amidasi dilakukan dengan rasio mol 1:1 antara ALSD terhadap

dietanolamina, konsentrasi biokatalis 10% dengan rasio pelarut 1:2 (b/v) antara

ALSD/pelarut pada temperatur ruang (30oC). Berikut hasil penelitian untuk pelarut n-

heksan dan isopropanol.

05

101520253035404550

Heksan Isopropanol

Jenis Pelarut

Kon

vers

i (%

)

Enzim

Non Enzim

Gambar 10. Pengaruh Jenis Pelarut Terhadap Aktifitas Rhizomucor meihei


Dari hasil perbandingan kedua jenis pelarut organik tersebut, diperoleh bahwa

reaksi amidasi dengan melibatkan enzim lipase memberikan hasil yang baik pada

pelarut n-heksana. Kondisi ini memperlihatkan bahwa aktifitas enzim lipase lebih

baik terhadap pelarut organik yang bersifat hydrophobic (Gautam dan Tyagi, 2005).

Pemilihan pelarut n-heksana juga didasarkan atas studi yang dilakukan oleh Rahman,

dkk (2003) yang menyatakan bahwa n-heksana, benzena dan heptana merupakan

pelarut yang memberikan hasil yang baik pada sintesa alkanolamida. Berdasarkan

hasil penelitian perbandingan dan studi literatur, maka ditetapkan penggunaan heksan

sebagai pelarut (solvent) dalam reaksi amidasi asam lemak sawit distilat menjadi

dietanolamida menggunakan enzim lipase dengan beberapa alasan, yaitu :

1. Toksisitas n-heksana lebih rendah, bila dibandingkan dengan benzena dan

heptana, diharapkan lebih aman dalam proses dan pemanfaatan produk

2. Penggunaan pelarut isopropanol, memungkinkan terjadinya reaksi esterifikasi

antara asam lemak sawit distilat dengan isopropanol, sehingga kemungkinan

terbentuknya senyawa amina ester semakin besar

3. n-Heksana bersifat inert, sehingga tidak mereduksi campuran produk

4. Recovery n-heksan dari campuran produk cukup mudah, sebab dalam proses

purifikasi enzim lipase turut digunakan n-heksan sebagai bahan pencuci

(untuk memisahkan asam lemak sisa reaksi)

5. n-Heksana lebih ekonomis, bila dibandingkan dengan benzena dan heptana

sehingga tidak meningkatkan biaya produksi.


4.1.4 Penentuan Rasio Pelarut

Berdasarkan percobaan untuk penentuan jenis pelarut yang memberikan

pengaruh positif terhadap perolehan dietanolamida, maka ditentukan n-heksana

sebagai pelarut. Pelarut n-heksan yang digunakan memiliki kadar kemurnian 99%.

Digunakannya n-heksan dalam reaksi ini, bertujuan untuk membantu kelarutan dari

asam lemak sawit distilat (ALSD) terhadap dietanolamina. Karenanya akan timbul

suatu asumsi, bahwa peningkatan rasio pelarut dapat meningkatkan kehomogenan

substrat yang akhirnya diharapkan mampu memberikan perolehan produk yang baik.

Untuk itu dibutuhkan penentuan rasio pelarut yang tepat untuk meningkatkan

kelarutan, tetapi juga memberikan pengaruh positif terhadap kinerja Rhizomucor

meihei. Percobaan dilakukan dengan rasio ALSD/n-heksana (b/v) adalah 1:1, 1:2, 1:3

dan 1:4 dan sebagai kontrol terhadap reaksi dilakukan percobaan dengan rasio pelarut

yang sama tanpa menggunakan enzim lipase (non enzim). Berikut adalah hasil

percobaan untuk penentuan rasio n-heksana.

05

1520253035404550

1:1 1:2 1:3 1:4

Rasio n-Heksan (b/v)

osi

(

%)

Enzim

nver Non Enzim

K

10

Gambar 11. Pengaruh Rasio Pelarut Terhadap Produk Dietanolamida


Dari hasil percobaan diketahui bahwa rasio ALSD terhadap pelarut 1:2 (b/v)

memberikan performa terbaik. Hal ini dimungkinkan oleh peningkatan rasio pelarut

yang menyebabkan keracunan (toksik) pada enzim lipase. Dapat dilihat pada rasio

pelarut 1:3 dan 1:4, bahwa konversi yang diberikan untuk non enzim semakin

meningkat dengan bertambahnya pelarut yang disebabkan oleh homogenitas

campuran yang semakin tinggi. Berbeda dengan reaksi enzimatis yang mengalami

penurunan, bahkan memberikan konversi yang hampir sama dengan non enzim (pada

rasio 1:4). Kondisi ini menggambarkan bahwa lipase tidak aktif pada kondisi tersebut.

4.1.5 Pengaruh pH

Pada dasarnya enzim merupakan kumpulan protein. Seperti halnya protein,

struktur ion enzim bergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion

positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian

perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim

dalam membentuk kompleks enzim substrat. Disamping pengaruh struktur ion pada

enzim, pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses

denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim. Pada kondisi

tertentu, terdapat beberapa jenis enzim yang dapat bertahan pada kondisi alkalis.

Untuk itu dibutuhkan suatu penelitian pendahuluan untuk mengetahui kemampuan

lipase Rhizomucor meihei pada reaksi amidasi asam lemak sawit distilat ini.

Percobaan dilakukan pada kondisi temperatur ruang (30oC), rasio mol 1:1

(ALSD/dietanolamina), biokatalis 10%. Sebagian besar enzim bekerja optimum pada


pH 6 – 7 maka reaksi akan di set-up pada pH tersebut untuk mengetahui aktifitas

lipase terbaik. Untuk menurunkan pH awal digunakan H2SO4 dengan konsentrasi

15%. Sebagai kontrol reaksi enzimatis, dilakukan percobaan non enzim.

Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa untuk pH 7 dan pH 6 aktifitas

Rhizomucor meihei tidak menunjukkan aktifitas yang baik. Konversi pada reaksi

enzimatis menunjukkan nilai minus, hal ini disebabkan oleh adanya reaksi esterifikasi

yang bersifat reversibel oleh karena kehadiran H2SO4. Sedangkan reaksi dengan pH

8, menunjukkan aktifitas yang baik. Dari hasil percobaan pendahuluan ini, dapat

disimpulkan bahwa lipase Rhizomucor meihei mampu bekerja pada reaksi amidasi

dengan pH yang alkalis.

4.1.6 Penentuan Level Rhizomuor meihei

Percobaan amidasi asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan menggunakan

Rizhomucor meihei dilakukan pada 6 level konsentrasi biokatalis dalam persen berat

(b/b) yaitu 6%, 8%, 10%, 12% dan 14% serta 0% (non enzim) sebagai kontrol reaksi.

Percobaan tanpa menggunakan enzim ditujukan untuk mengetahui besarnya pengaruh

yang dapat diberikan oleh lipase terhadap reaksi. Reaksi amidasi berlangsung selama

24 jam dengan rasio mol 1:1 antara asam lemak sawit distilat (ALSD) terhadap

dietanolamina. Untuk menghemat penggunaan energi sebagian besar penelitian

pendahuluan dilakukan pada temperatur ruang (30oC). Setelah waktu reaksi mencapai

24 jam dilakukan pengambilan sampel guna dianalisa bilangan asamnya. Hasil

percobaan dapat dilihat pada tabel berikut dibawah ini.


Tabel 8. Pengaruh Level Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Produk

Level Konsentrasi R. meihei (b/b)

BILANGAN ASAM (mmol/g)

Bilangan Asam Awal (mmol/g) = 132,72

KONVERSI (%)

6% 105,92 20.19 8% 92,81 30,07 10% 75,61 43,02 12% 101,20 23,74 14% 102,56 22,72

0

10

20

30

40

50

6 8 10 12 14

Level Rhizomucor meihei (% b/b)

Kon

vers

i (%

)

Gambar 12. Pengaruh Level Konsentrasi Biokatalis Terhadap Dietanolamida

Perolehan produk terbaik terdapat pada konsentrasi 10%. Dari Gambar 12

ditunjukkan bahwa aktifitas enzim mengalami penurunan pada konsentrasi biokatalis

yang lebih tinggi. Hal ini menggambarkan adanya batasan aktifitas enzim, karena

terbatasnya substrat yang tersedia. Berdasarkan hasil di atas, ditetapkan konsentrasi

biokatalis 10% sebagai nilai center point dalam desain response surface methodology

(RSM) yang akan digunakan.


4.1.7 Penentuan Level Rasio Substrat

Dietanolamida dikenal sebagai foaming booster (peningkat busa) karena

tingkat kepolaran yang dimilikinya lebih baik dari alkanolamida lain (Takaya dkk,

2004). Reaksi antara ALSD dengan dietanolamina dilakukan dengan menggunakan

dietanolamina berlebih sehingga asam lemak sawit distilat berperan sebagai reaktan

pembatas yang akan diobservasi. Percobaan dilakukan pada kondisi reaksi temperatur

ruang (30oC), konsentrasi Rhizomucor meihei 10% selama 24 jam. Level rasio

substrat yang digunakan adalah 1:1; 1:5; 1:10, 1:15 dan 1:20. Sebagai kontrol reaksi

dilakukan percobaan tanpa enzim (non enzim) dengan rasio substrat yang sama.

Tabel 9. Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Perolehan Dietanolamida

BILANGAN ASAM (mmol/mg)RASIO

ALSD:Dietanolamina

Awal Akhir

KONVERSI (%)

Non Enzim R.meihei Non Enzim R.meihei

1:1 132,72 113,54 75,61 14,45 43,02

1:5 127,95 84,08 72,19 34,28 43,57

1:10 118,61 76,71 61,69 35,32 47,98

1:15 112,11 66,52 66,21 40,66 40,94

1:20 30,08 20,86 22,33 30,65 25,75

Dari beberapa penelitian sebelumnya, diketahui bahwa penggunaan asam

lemak berlebih akan meningkatkan senyawa amina ester yang terbentuk (Nuryanto,

dkk., 2002). Sebab asam lemak yang excess tersebut akan bereaksi dengan gugus


hidroksil dari dietanolamina, membentuk amina ester. Sedangkan penggunaan

alkanolamina yang berlebih turut dibutuhkan untuk pembentukan ikatan peptida

(amida) yang efektif. Tetapi untuk setiap pembentukan satu ikatan peptida, akan

dihasilkan satu molekul air, sehingga harus ditentukan rasio ALSD/dietanolamina

yang tepat untuk memperoleh dietanolamida.

0

10

20

30

40

50

60

1:1 1:5 1:10 1:15 1:20

Rasio ALSD/Dietanolamina

Ko

(%)

Non enzimsi

nver Rhizomucor meihei

Gambar 13. Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Perolehan Dietanolamida

Pemilihan kondisi percobaan untuk menentukan level optimum rasio substrat

merujuk pada percobaan yang dilakukan oleh Rahman, dkk (2003). Dari hasil

percobaan diketahui perolehan produk terbesar pada rasio sustrat 1:10, sedangkan

pada rasio 1:15 konversi produk mendekati non enzim. Sedangkan rasio 1:20 telah

terjadi penurunan konversi produk dietanolamida yang nyata. Hal ini disebabkan oleh

adanya hambatan oleh substrat yang terjadi karena substrat telah berikatan dengan

enzim membentuk kompleks enzim substrat. Hasil percobaan ini bersesuaian ini


dengan hasil yang diperoleh oleh Rahman, dkk (2003), bahwa pada rasio substrat

1:15 hingga 1:20 perolehan produk telah konstan. Analisa FT-IR menunjukkan bahwa

penggunaan dietanolamina berlebih pada reaksi non enzim dapat memicu kehadiran

amina ester, tetapi pada reaksi enzimatis penggunaan dietanolamina berlebih tidak

menunjukkan kehadiran amina ester. Hal ini disebabkan pada non enzim terdapat air

sebagai hasil samping dari reaksi esterifikasi, sehingga kemungkinan terbentuknya

amina ester semakin besar. Hasil percobaan ini menunjukkan adanya kemungkinan

penggunaan konsentrasi substrat yang tinggi untuk meningkatkan konversi produk.

Hasil analisa terlampir pada Lampiran 6 (Gambar 27)

4.1.8 Penentuan Level Temperatur

Percobaan pendahuluan untuk menentukan temperatur optimum yang akan

digunakan sebagai titik center point dalam CCD dilakukan pada 4 level temperatur

berbeda, yaitu 30oC, 40oC, 50oC dan 60oC. Pemilihan temperatur ini didasarkan pada

keaktifan enzim lipase yang mampu bekerja pada kisaran temperatur 30oC-60oC

(Reetz, 2002). Percobaan dilakukan dengan menggunakan rasio mol 1:1 dan

biokatalis 10% (b/b). Penentuan level temperatur dilakukan untuk mengetahui level

temperatur yang terbaik dari lipase Rhizomucor meihei pada reaksi amidasi.

Sebagaimana diketahui bahwa peningkatan temperatur setiap 10oC akan

meningkatkan kecepatan reaksi sebesar dua kali, sehingga diharapkan dengan

kenaikan temperatur perolehan dietanolamida semakin besar (Wikipedia, 2007).


Tabel 10. Pengaruh Temperatur Terhadap Perolehan Dietanolamida

Bilangan Asam (mmol/g)

Bilangan Asam (mmol/mg) = 132,72

KONVERSI (%) Temperatur

(oC)

Non Enzim R. meihei Non Enzim R. meihei

30 113,54 75,61 14,45 43,02

40 106,29 68,29 19,91 48,54

50 95,43 61,57 28,09 53,61

60 87,74 71,03 33,89 46,48

0

10

20

30

40

50

60

30 40 50 60

Temperatur (C)

Kon

vers

i (%

)

Rhizomucor meihei

Non Enzim

Gambar 14. Pengaruh Temperatur Terhadap Perolehan Produk

Dari Gambar 14 dapat diketahui bahwa untuk reaksi yang melibatkan

Rhizomucor meihei, perolehan produk dietanolamida meningkat hingga temperatur

50oC, tetapi pada saat temperatur yang lebih tinggi digunakan (60oC), aktifitas lipase

menurun sehingga perolehan dietanolamida juga mengalami penurunan. Sedangkan


reaksi non enzim semakin meningkat seiring dengan peningkatan temperatur. Hal ini

disebabkan oleh semakin tingginya tumbukan antar partikel yang disebabkan oleh

kenaikan temperatur sehingga mengaktifkan reaksi.

Dari analisa kromatografi lapis tipis (KLT), diketahui bahwa pada temperatur

reaksi 60oC baik reaksi amidasi menggunakan enzim lipase atau non enzim akan

menghasilkan produk samping berupa amina ester. Sedangkan pada temperatur yang

lebih rendah (30oC – 50oC) tidak menunjukkan adanya pembentukan amina ester. Hal

ini menunjukkan bahwa peningkatan temperatur akan berpengaruh pada

pembentukan produk dietanolamida. Kenaikan temperatur mempengaruhi pemutusan

ikatan hidroksil pada dietanolamina sehingga meningkatkan kuantitas H2O dan

mempengaruhi aktifitas Rhizomucor meihei. Untuk reaksi amidasi ini, kehadiran H2O

dalam kuantitas yang lebih besar selain akan mempengaruhi aktifitas enzim, juga

akan memicu reaksi esterifikasi sehingga pada akhir produk akan diperoleh produk

samping amina ester. Selain itu penuruanan konversi reaksi pada temperatur 60oC

juga dimungkinkan oleh Rhizomucor meihei yang telah mengalami denaturasi pada

temperatur tersebut. Hasil analisa KLT terlampir pada Lampiran 5 (Gambar 25).

4.2 Hasil Penelitian Utama

Penelitian utama dilakukan untuk mengetahui konversi optimum yang dapat

diperoleh dari amidasi asam lemak sawit distilat menggunakan lipase Rhizomucor

meihei. Penelitian utama dilakukan dengan menggunakan aturan rancangan

percobaan central composite design (CCD) dengan tiga variabel bebas dan dua level,


yaitu rendah (low) dan tinggi (high), sehingga diperoleh 20 run percobaan optimasi.

Penelitian ini memilih CCD sebagai bentuk desain eksperimen disebabkan oleh CCD

memberikan rancangan yang sistematik untuk memperoleh interaksi antar variabel.

Dari rancangan CCD ini akan diperoleh interaksi dari ketiga variabel yaitu

konsentrasi Rhizomucor meihei (X1), rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak

sawit distilat (X2) dan temperatur (X3) Berikut adalah hasil percobaan optimasi yang

telah dilakukan.

Tabel 11. Hasil Percobaan Optimasi

Konsentrasi R.meihei (X1)

Rasio Mol Dietanolamina/ALSD (X2)

Temperatur (X3)

No


Konversi (%)

1 8 -1 7 -1 40 -1 70,40628 2 12 1 7 -1 40 -1 75,39498 3 8 -1 13 1 40 -1 78,18018 4 12 1 13 1 40 -1 78,24793 5 8 -1 7 -1 60 1 75,61983 6 12 1 7 -1 60 1 79,79074 7 8 -1 13 1 60 1 78,64413 8 12 1 13 1 60 1 80,12671 9 6,64 -1,682 10 0 50 0 75,15567 10 13,36 1,682 10 0 50 0 78,09618 11 10 0 4,96 -1,682 50 0 72,02944 12 10 0 15,04 1,682 50 0 79,17355 13 10 0 10 0 33 -1,682 76,02739 14 10 0 10 0 67 1,682 74,05766 15 10 0 10 0 50 0 80,67154 16 10 0 10 0 50 0 80,83069 17 10 0 10 0 50 0 80,74823 18 10 0 10 0 50 0 80,48579 19 10 0 10 0 50 0 80,46677 20 10 0 10 0 50 0 80,50477


4.2.1 Analisa Pengaruh Variabel

Pengaruh signifikansi variabel-variabel yang digunakan dapat diobservasi dari

hasil pengolahan data percobaan. Analisa statistika untuk signifikansi pengaruh dari

ketiga variabel yaitu konsentrasi Rhizomucor meihei (X1), rasio mol asam lemak

sawit distilat (ALSD) terhadap dietanolamina (X2) dan temperatur reaksi (X3) serta

interaksinya masing-masing tercantum pada Tabel 12 berikut ini.

Tabel 12. Hasil Statistika Minitab 14 Untuk Response Surface Methodology (RSM)

Parameter Hasil Analisa Statistika

Koefisien

Nilai p

Konstanta 80,5666 0,000

Konsentrasi Rhizomucor meihei (X1) 1,1463 0,022

Rasio mol ALSD/Dietanolamina (X2) 1,9040 0,001

Temperatur (X3) 0,6326 0,165

Konsentrasi Rizhomucor meihei (X1*X1) -1,0760 0,026

Rasio mol ALSD/Dietanolamina (X2*X2) -1,4381 0,006

Temperatur (X3*X3) -1,6358 0,003

X1*X2 -0,9512 0,115

X1*X3 0,0746 0,895

X2*X3 -0,9083 0,131

R2 0,867

Nilai p Pemodelan 0,003

Keterangan : * Faktor signifikansi (p<0,05)


Berdasarkan hasil analisa statistika diatas, dapat diketahui bahwa konsentrasi

biokatalis (Rhizomucor meihei) memberikan pengruh yang positif sebesar 1,1463 dan

signifikan terhadap pembentukan produk. Tetapi kuadrat variabel konsentrasi

biokatalis Rhizomucor meihei dan interaksinya dengan rasio mol dietanolamina

memberikan efek negatif sebesar -1,0760 dan -0,9512 meskipun tidak signifikan.

Begitu pula interaksi konsentrasi Rhizomucor meihei dengan temperatur yang

memberikan efek positif 0,0746 dengan nilai p 0,895. Hal ini menunjukkan adanya

batasan dalam penggunaan Rhizomucor meihei, rasio mol dietanolamina dan

temperatur yang dilibatkan pada reaksi. Rasio mol dietanolamina terhadap ALSD

turut memberikan pengaruh yang signifikan dan positif 1,9040. Tetapi interaksinya

dengan temperatur (X2.X3) memberikan efek negatif yang tidak signifikan.

Variabel temperatur, turut memberikan efek positif yang relatif kecil

dibandingkan variabel lainnya dan tidak signifikan sebesar 0,6326. Interaksi

temperatur dengan variabel reaksi lainnya juga tidak signifikan. Ini menunjukkan

bahwa laju reaksi enzimatis antara asam lemak sawit distilat dengan dietanolamina

banyak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi Rhizomucor meihei dan rasio mol

dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat, sedangkan peningkatan temperatur

memberikan pengaruh yang tidak signifikan terhadap laju pembentukan produk

dietanolamida. Namun penggunaan variabel konsentrasi biokatalis dan rasio mol

dietanolamina terhadap ALSD juga memiliki batasan tertentu, sebab dalam reaksi

enzimatis dikenal adanya hambatan oleh substrat.


Selanjutnya, model persamaan yang dapat menunjukkan hubungan variabel

reaksi dan interaksinya terhadap % konversi dietanolamida dengan nilai toleransi

galat sebesar p >| T | = 0,005 diperoleh sebagai berikut :

Y = 80,5666 + 1,1463X1 + 1,9040X2 + 0,6326X3 – 1,0760X12 – 1,4381X2

2

–1,6358X32 (Pers. 4.1)

Model orde dua yang diperoleh akan diplot sebagai respon permukaan dan

kontur permukaan tiga dimensi untuk mengekspresikan respon % konversi dari

percobaan.

4.2.2 Analisa Variansi (ANAVA)

Pengujian model persamaan regresi yang diperoleh dilakukan dengan

menggunakan analisa variansi (ANAVA). Akurasi sebuah model persamaan regresi

dapat dilihat dari nilai koefisien determinasi R2. Sebab nilai koefisien determinasi R2

mencerminkan besarnya pengaruh yang diberikan oleh variabel penelitian (Iriawan

dkk, 2006). Semakin besar nilai R2 suatu model, maka model semakin baik. Variabel

bebas yang digunakan akan menunjukkan pengaruh dan interaksi yang akan

tercermin dari persamaan regresi. Berikut adalah hasil analisa ANAVA untuk analisa

regresi data eksperimental.


Tabel 13. ANAVA Model Persamaan Regresi Pada Amidasi Asam Lemak Sawit Distilat Menjadi Dietanolamida Menggunakan Minitab 14

FAKTOR SS DK MS F P

Regresi

158,401

9

17,6001

7,24

0,002

Linier 72,918 3 24,3060 9,99 0,002

Kuadratik 71,601 3 23,8668 9,81 0,003

Interaksi 13,883 3 4,6275 1,90 0,193

Residual Error 24,325 10 2,4325 - -

Lack Of Fit (LOF) 24,206 5 4,8413 204,73 0,000

Pure Error 0,118 5 0,0236 - -

Total 182,726 19 - - -

R2 86,7% - - - -

R2 (Adj) 74,7% - - - -

S 1,560 - - - -

Keterangan : SS = Sum of Square; MS = Mean of Square; DK : Derajat Kebebasan

Hasil analisa pada Tabel 13 menunjukkan koefisien determinasi (R2) sebesar

86,7%. Nilai R2 (Adj) sebesar 74,7% dengan nilai S sebesar 1,560. Semakin besar

nilai R2 suatu model, maka model semakin baik, karena sebanyak 86,7% perolehan

amida ditunjukkan oleh tiga variabel penelitian, yaitu konsentrasi Rhizomucor meihei,

rasio mol ALSD/dietanolamina dan temperatur. Berdasarkan analisa variansi

(ANAVA) model regresi yang tepat untuk amidasi asam lemak sawit distilat dengan

menggunakan 3 variabel bebas adalah regresi linier. Untuk regresi linier ditunjukkan

dengan F sebesar 9,99 dengan nilai P = 0,002 (faktor signifikansi Kolmogorov


Smirnov = 0,05), hal ini mencerminkan bahwa regresi linier merupakan model

persamaan yang signifikan. Untuk regresi kuadratik ditunjukkan dengan F sebesar

9,81 dengan nilai P = 0,003. Sedangkan untuk interaksi ditunjukkan dengan F sebesar

1,90 dan nilai P = 0,193. Untuk model regresi kuadratik dan interaksi menunjukkan

model yang tidak signifikan, karena nilai P pengamatan telah melampaui faktor

signifikansi 5%.

Selain melalui analisa variansi, uji kenormalan model juga dapat dilihat

melalui lack of fit. Hasil analisis pada Tabel 13 menunjukkan hasil uji lack of fit

(LOF) yang juga dapat digunakan untuk menguji kecukupan model. Bila digunakan

sebuah hipotesis

Hipotesisnya adalah :

H0 : Tidak ada lack of fit

H1 : Ada lack of fit

Hipotesis awal yang mengatakan tidak ada lack of fit berarti model yang

dibuat telah sesuai dengan data, sedangkan hipotesis alternatif berarti model yang

telah dibuat belum mewakili data.

Daerah Penolakan

Hipotesis awal (H0) akan ditolak bila nilai p kurang dari nilai α, sebaliknya,

hipotesis awal akan gagal tolak apabila nilai p melebihi α. Dari hasil analisis

statistika, diperoleh harga lack of fit bernilai 0. Apabila digunakan nilai α sebesar 5%,

maka hal ini menunjukkan bahwa model yang dibuat telah dapat mewakili data.


Fitted Value

Res

idua

l

807876747270

2

1

0

-1

-2

-3

4.2.3 Uji Verifikasi Model Penelitian

Gambar 15. Plot Residual Dengan Taksiran Model

Observation Order

Res

idua

l

2018161412108642

2

1

0

-1

-2

-3

Gambar 16. Plot Residual Dengan Order Model


Untuk memeriksa kecukupan model, tidak hanya melihat data lack of fit

(LOF) saja, tetapi juga harus dilakukan analisa residual. Ada tiga hal yang harus

dilalakukan dalam analisa residual, yaitu :

1. Membuat plot antara residual dengan taksiran model (Gambar 15)

2. Membuat plot antara residual dengan order model (Gambar 16)

3. Memeriksa kenormalan residual (Gambar 17)

Gambar 15 menunjukkan titik-titik telah membentuk sebuah pola yang acak,

hal ini dapat menyimpulkan bahwa model regresi yang dibuat telah cukup tepat

dengan data. Gambar 16 digunakan untuk memeriksa residual dengan order model.

Dalam analisa statistika Minitab 14, dapat dilakukan analisa terhadap unusual

observation. Unusual observation adalah kondisi dimana residual antara nilai

pengamatan dengan prediksi memiliki penyimpangan yang cukup besar dari

pengamatan lainnya. Dengan adanya analisa terhadap besarnya nilai penyimpangan,

dapat dilakukan penajaman dan peninjauan pengamatan pada penelitian selanjutnya.

Berdasarkan analisa statistika (output ANAVA pada Lampiran 3) untuk penelitian

amidasi ALSD dengan menggunakan tiga variabel bebas ini, diketahui unusual

observation berada pada run (order model) 8 dan 14.

Berdasarkan analisa statistika terhadap taksiran model, konversi dietnolamida

yang diperoleh untuk run 8 dan 14 secara berturut-turut adalah 78,315% dan

77,004%. Tahap selanjutnya untuk verifikasi model persamaan adalah dengan

menganalisa uji kenormalan residual. Interpretasi kenormalan dilakukan dengan


RESIDUAL1

Pers

en

Mean

>0.150

-1.37737E-15StDev 1.131N 2KS 0.166P-Value

menggunakan uji Kolmogorov Smirnov (KS), sehingga besarnya nilai α yang

digunakan adalah 0,05. Berdasarkan data statistika Kolmogorov Smirnov pada

lampiran 4 untuk α = 0,05 dan jumlah pengamatan sebanyak 20 pengamatan

diperoleh 0,294 (uji dua arah). Nilai ini akan dijadikan pedoman dalam pengambilan

kesimpulan berdasarkan hasil uji kenormalan data penelitian.

0

Gambar 17. Plot Distribusi Normal Residual Model Regresi

Gambar 17 di atas menunjukkan bahwa titik residual yang dihasilkan telah

sesuai atau mendekati garis lurus yang ditentukan berdasarkan data (residual), maka

residual telah mengikuti distribusi normal. Sebaliknya, apabila residual tidak

mengikuti garis lurus atau banyak penyimpangan, maka ada indikasi bahwa residual

tidak mengikuti distribusi normal. Keputusan bahwa suatu data telah mengikuti

distribusi normal diperkuat oleh informasi rata-rata dan standar deviasi residual


sebesar -1,37737.10-15 dan 1,131. Rata-rata residual sangat kecil karena mendekati 0.

Nilai statistik Kolmogorov Smirnov pengamatan adalah 0,166 dan nilai p uji normal

residual grafik melebihi 15%. Nilai statistik Kolmogorov Smirnov yang diperoleh dari

pengamatan kurang dari nilai statistik Kolmogorov Smirnov pada Lampiran 4, yaitu

0,294. Oleh karena itu, kesimpulan hasil uji kenormalan residual adalah residual

model regresi linier yang dibuat telah mengikuti distribusi normal. Sehingga, asumsi

kenormalan residual pada suatu model regresi telah dipenuhi oleh model regresi linier

sehingga model regresi yang dibuat telah sesuai dan dapat digunakan.

4.3 Analisa Plot dan Kontur Hasil Penelitian Utama Amidasi ALSD Menjadi

Dietanolamida Menggunakan Rhizomucor meihei

4.3.1 Pengaruh Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD

Interaksi dari tiga variabel percobaan dalam desain central composite design

(CCD) dianalisa melalui respon permukaan (surface response) dan countur. Respon

permukaan dan grafik kontur tiga dimensi untuk pengaruh konsentrasi Rhizomucor

meihei terhadap rasio mol dietanolamina/ALSD dapat diplot dengan menggunakan

Rhizomucor meihei sebagai sumbu y dan rasio mol dietanolamina terhadap ALSD

sebagai sumbu x dan respon konversi pada sumbu z dengan temperatur reaksi tetap.

Dari respon tersebut akan diketahui level variabel yang dapat digunakan untuk

mendapatkan konversi dietanolamida optimum.


1

Konversi (%)

65 0

70

75

80

Kons R.meihei (b/b)-2 -1-1 0 -21Rasio Mol Dietanolamina/ALSD

Gambar 18. Respon Permukaan dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap

Rasio Mol Dietanolamina/ALSD

Respon permukaan menunjukkan bahwa konversi dietanolamida meningkat

seiring dengan peningkatan konsentrasi biokatalis dan rasio mol dietanolamina

hingga batasan tertentu. Plot permukaan ini mengekspresikan bahwa peningkatan

konversi dietanolamida lebih tajam pada peningkatan rasio mol dietanolamina

dibandingkan dengan bertambahnya konsentrasi Rhizomucor meihei. Bertambahnya

rasio dietanolamina akan menyebabkan peningkatan konsentrasi campuran. Pada

konsentrasi substrat yang tinggi peluang terjadinya tumbukan antar partikel semakin

besar, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi amidasi semakin besar.


Hal ini bersesuaian dengan hasil analisis statistika, bahwa variabel yang

memberikan signifikansi terbesar dan positif adalah rasio mol dietanolamina terhadap

asam lemak sawit distilat sebesar 1,9040. Hal ini ditunjukkan pada kondisi reaksi

dengan konsentrasi biokatalis yang rendah (level -2), memberikan kisaran konversi

sebesar 75% bila rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat

dinaikkan.


Kon

sent

rasi

Rhi

zom

ucor

mei

hei 81

78

78

75

7269

1.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

Gambar 19. Kontur dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD


Permukaan kontur menunjukkan bahwa untuk nilai maksimum konversi

dietanolamida dapat diperoleh apabila rasio mol dietanolamina/ALSD berada pada

level 0,5 (rasio mol dietanolamina/ALSD pada 11,5:1), sedangkan konsentrasi

biokatalis pada level antara 0 hingga 0,5 (10%-11%). Pada kondisi reaksi ini, dapat

diperoleh konversi dietanolamida mencapai 81%. Hal ini diikuti dengan tinjauan

bahwa untuk penggunaan rasio mol dietanolamina yang lebih besar dari level 0,5

baik pada level konsentrasi biokatalis yang rendah atau tinggi diperoleh penurunan

konversi produk.

Kondisi ini merupakan hasil interaksi antara Rhizomucor meihei dengan rasio

mol dietanolamina yang bernilai negatif tetapi tidak signifikan. Hal ini

dimungkinkan oleh reaksi antara biokatalis dengan ALSD, yang diiringi dengan

peningkatan rasio dietanolamina sehingga terjadi pembatasan oleh substrat terhadap

reaksi amidasi enzimatis ini. Batasan oleh substrat adalah kondisi dimana seluruh

substrat telah membentuk kompleks enzim substrat. Sehingga tidak ada lagi ruang

aktif (active site) dalam enzim untuk dapat berikatan atau mengadakan kontak dengan

substrat. Setelah membentuk enzim substrat yang aktif dan bersifat sementara, maka

akan terurai kembali apabila reaksi yang diinginkan untuk pembentukan produk telah

terjadi. Kondisi ini menyebabkan peningkatan rasio substrat tidak lagi mampu

meningkatkan konversi produk.


1

4.3.2 Pengaruh Temperatur Terhadap Konsentrasi Biokatalis

80

Konversi (%) 75

700

Kons R.meihei (b/b)-2 -1-

1 0 -21

Temperatur (oC)

Gambar 20. Respon Permukaan dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap

Temperatur

Gambar 20 di atas menunjukkan ekspresi respon permukaan % konversi

dietanolamida pada rasio mol dietanolamina terhadap asam lemak sawit distilat tetap.

Terlihat bahwa peningkatan konsentrasi Rhizomucor meihei sangat mempengaruhi

perolehan % konversi, sedangkan temperatur pada level tertentu. Ekspresi permukaan

kurva menunjukkan bahwa kondisi optimum reaksi terhadap temperatur terdapat pada

pusat lengkungan kurva. Hal ini memungkinkan penggunaan temperatur yang

moderat yaitu 50oC – 55oC pada reaksi untuk perolehan produk optimum yang

diwujudkan oleh pengaruh positif sebesar 0,6326. Untuk penggunaan konsentrasi


biokatalis yang tinggi pada temperatur yang moderat dapat meningkatkan perolehan

produk, yang diekspresikan dari interaksi bernilai positif dari variabel konsentrasi

Rhizomucor meihei dan temperatur (X1.X3). Tetapi pengaruh yang diberikan oleh

biokatalis lebih besar dari pada variabel temperatur.

Temperatur

Kon

sent

rasi

Rhi

zom

ucor

mei

hei

80

78

7674

74

72

1.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

Gambar 21. Kontur dari Plot Konsentrasi Rhizomucor meihei Terhadap Temperatur

Dari kontur di atas, dapat diketahui bahwa dengan mendesain kondisi

temperatur pada level 0-0,5 (50oC-55oC) serta konsentrasi biokatalis pada level 0,5

(11% b/b) dapat menghasilkan perolehan % konversi dietanolamida yang maksimum.

Pada level temperatur ini (50oC-55oC) memungkinkan adanya peningkatan aktifitas

enzim lipase terhadap reaksi amidasi. Kenaikan temperatur pada penggunaan


1

Konversi (%)

650

70

75

80

Temperatur (oC)-2 -1-1 0 -21Rasio Mol Dietanolamina/ALSD

konsentrasi biokatalis pada level tetap pada awalnya akan meningkatkan perolehan

produk. Tetapi pada akhirnya, kenaikan temperatur akan menurunkan perolehan

produk yang cukup tajam. Hal ini menunjukkan bahwa pada level temperatur > 0,5 (>

55oC) enzim lipase tidak lagi aktif bekerja. Kondisi ini mengekspresikan bahwa

temperatur dapat memicu aktifitas enzim lipase pada substrat asam lemak sawit

distilat pada reaksi amidasi. Penggunaan level temperatur > 0,5 (> 55oC) dapat

mengakibatkan Rhizomucor meihei mengalami proses denaturasi. Apabila proses

denaturasi terjadi, maka bagian aktif enzim akan berkurang dan kecepatan reaksinya

akan mengalami penurunan.

4.3.3 Pengaruh Temperatur Terhadap Rasio Mol ALSD/Dietanolamina

Gambar 22. Respon Permukaan Dari Temperatur Terhadap Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD


Respon permukaan menggambarkan, bahwa pada temperatur rendah (pada

level -2), perolehan % konversi dietanolamida meningkat seiring dengan tingginya

penggunaan rasio mol dietanolamida/ALSD pada reaksi. Hal ini diwujudkan oleh

analisa statistik yang memberikan nilai positif pada variabel rasio mol dietanolamina

dan temperatur. Tetapi pengaruh yang signifikan dan tajam lebih diberikan oleh

variabel rasio mol dibandingkan dengan temperatur. Hal ini juga ditunjukkan oleh

interaksi antara dua variabel tersebut ( X2.X3) yang memberikan respon negatif tetapi

tidak signifikan. Grafik tiga dimensi untuk pengaruh temperatur terhadap rasio mol

ini, memperlihatkan bahwa perolehan produk terbesar berada pada kondisi temperatur

pada titik pusat (center point)


Tem

pera

tur 81

78

75

72

69

1.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

Gambar 23. Kontur dari Plot Temperatur Terhadap Rasio Mol Dietanolamina/ALSD


Respon kontur menunjukkan bahwa untuk mendapatkan perolehan persentase

produk dietanolamida yang maksimum, variabel temperatur dapat didesain pada level

0 (50oC) dan level rasio mol ALSD/Dietanolamina pada level 0,5 (rasio 11,5:1). Pada

kondisi tersebut, perolehan konversi dapat mencapai 81%. Rasio mol dietanolamina

memberikan pengaruh yang lebih besar daripada temperatur terhadap pembentukan

dietanolamida. Pada kondisi temperatur yang moderat (50oC), peningkatan rasio mol

pada awalnya mampu meningkatkan perolehan secara tajam, tetapi pada akhirnya

akan memberikan penurunan konversi yang cukup besar. Kondisi ini terlihat dari

analisa statistik, bahwa rasio mol memberikan pengaruh sebesar 1,9040 sedangkan

temperatur hanya memberikan pengaruh sebesar 0,6326 terhadap produk.

Hal ini berhubungan dengan adanya hambatan oleh produk pada reaksi

enzimatis. Dalam hambatan produk, aktifitas enzim secara langsung dipengaruhi

oleh konsentrasi substrat dan produk didalam lingkungan mikro enzim

(Mangunwidjaja, 1994). Pada kondisi ini, hambatan produk berasal dari telah

penuhnya ruang aktif enzim yang berikatan dengan substrat, sehingga enzim tidak

mampu lagi mensintesa substrat. Dari hasil analisa FT-IR menunjukkan bahwa pada

temperatur 50oC dan 60oC (hasil optimasi) pada rasio mol dietanolamina/ALSD

berlebih tidak menunjukkan adanya pembentukan amina ester. Kondisi ini

menunjukkan bahwa kenaikan temperatur tidak memberikan pengaruh yang

signifikan terhadap reaksi enzimatis. Analisa spektrofometer infra red (FT-IR) hanya

menunjukkan pita amida (ikatan C=O) pada 1645 cm-1 dan 1457,10 cm-1 (ikatan C-

N), pita hidroksi pada 3306,63 cm-1 (ikatan O-H), ikatan alkil 2917,05 cm-1 serta pita


alkohol pada 1065,66 cm-1, sedangkan puncak amina ester yang berada pada 1737,11

cm-1 tidak terbentuk. Hasil analisa terlampir pada Lampiran 6 (Gambar 28). Dari hasil

pembahasan diatas, ditentukan bahwa kondisi optimum reaksi amidasi asam lemak

sawit distilat dapat diperoleh pada konsentrasi Rhizomucor meihei (level 0-0,5) atau

10%-11% (b/b), rasio mol dietanolamina/ALSD (level 0-0,5) atau (10:1-11,5:1) dan

temperatur 50oC atau level 0.

4.4 Karakteristik Produk

Purifikasi produk dari campuran reaksi dilakukan dengan cara dekantasi

dimana dietanolamida dicuci dengan aseton teknis. Dietanolamida diperoleh sebagai

produk bawah dan dietanolamina sebagai produk atas yang bercampur dengan aseton.

Parameter uji yang digunakan adalah karakteristik dietanolamida komersial.

Tabel 14. Karakteristik Produk Dietanolamida

Dietanolamida Hasil Penelitian Karakteristik Non Purifikasi Purifikasi

Dietanolamida Komersial

Bilangan Asam 22,73 10,57 Maksimal 2a

Bilangan Iodin - 6,97 Maksimal 2a

Titik Leleh 30oC 92oC 97oC -102oCa

pH 9 8 8-10b

Kelarutan - Aseton Tidak larut Tidak larut Tidak larutc

- Heksan Sedikit larut Sedikit larut Sedikit larutc

- Etanol Larut Larut Larutc

- Metanol Larut Larut Larutc

- Air Terdispersi Terdispersi Terdispersic

HLB - 18 - Sumber : aDietanolamida komersial (KAO Corporation), bHunka Trading Sdn.Bhd cHerawan, Tjahjono (1999)


Karakteristik dietanolamida hasil penelitian, belum sepenuhnya dapat

memenuhi standar komersial antara lain bilangan asam dan bilangan iodin. Standar

bilangan asam untuk dietanolamida komersial adalah 2 (maksimal), hal ini berkaitan

dengan penggunaan dietanolamida sebagai bahan aditif dalam produk perawatan

tubuh, kosmetika dan deterjen. Bilangan asam yang tinggi akan mempengaruhi

polaritas dan busa (foaming booster), sehingga menurunkan kualitas produk akhir.

Sedangkan bilangan iodin dari dietanolamida hasil penelitian juga masih belum

memenuhi standar. Hal ini disebabkan oleh adanya kandungan asam lemak tidak

jenuh yang masih terdapat dalam produk. Nilai HLB menunjukkan bahwa

dietanolamida dapat digunakan sebagai emulsifier dan pelarut. Hal ini telah sesuai

dengan peruntukan dietanolamida sebagai surfaktan dalam produk perawatan tubuh,

kosmetik dan deterjen. Penelitian ini masih bersifat umum, untuk itu karakteristik

produk harus dioptimalkan agar memenuhi standar komersial. Secara keseluruhan,

penggunaan ALSD sebagai bahan baku dietanolamida dapat dipertimbangkan.


V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan mengenai sintesa dietanolamida

menggunakan Rhizomucor meihei yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa

kesimpulan, yaitu :

1. Kondisi optimum reaksi diperoleh pada konsentrasi Rhizomucor meihei 10%

(b/b), rasio mol dietanolamina/ALSD 10:1 dan temperatur 50oC dengan konversi

reaksi sebesar 80,83 %.

2. Pada percobaan optimasi, pengaruh yang signifikan diberikan oleh peningkatan

rasio mol dietanolamina/ALSD, diikuti oleh peningkatan konsentrasi Rhizomucor

meihei. Sedangkan kenaikan temperatur tidak memberikan pengaruh yang

signifikan terhadap konversi reaksi

3. Setelah melalui tahap purifikasi, diperoleh karakteristik produk sebagai berikut :

bilangan asam 10,57 mmol/mg dan bilangan iodine 6,97 dengan titik leleh 92oC,

pH 8, hydrophil liphofil balance (HLB) bernilai 18 dan larut terhadap pelarut

organik seperti aseton, heksan, etanol, metanol serta terdispersi dalam air.


5.2 Saran

Untuk penelitian mengenai sintesa dietanolamida dari asam lemak sawit

distilat (ALSD) menggunakan lipase Rhizomucor meihei, beberapa hal berikut ini

dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan untuk pengembangan penelitian

selanjutnya :

1. Optimalisasi proses purifikasi dietanolamida untuk memperoleh produk yang

sesuai dengan standar komersial. Purifikasi produk dietanolamida dari

dietanolamina berlebih dapat dilakukan antara lain dengan teknik kristalisasi.

Kristal dietanolamida yang terbentuk dapat dicuci dengan heksan untuk

menghilangkan asam lemak sisa reaksi.

2. Melakukan pre-treatment pada bahan baku ALSD untuk memisahkan asam lemak

jenuh dari asam lemak tidak jenuh. Misalnya dengan memanfaatkan perbedaan

kelarutan asam lemak jenuh dan tidak jenuh dalam pelarut organik pada

temperatur tertentu. Diharapkan dengan adanya pre-treatment pada bahan baku,

aktifitas Rhizomucor meihei pada asam lemak jenuh (C12-C18) semakin

meningkat.

3. Diketahui bahwa peningkatan waktu reaksi, menimbulkan terbentuknya amina

ester karena pengaruh aktifitas air (water activity). Penelitian selanjutnya dapat

dilakukan dengan melakukan studi pada pengaruh aktifitas air terhadap reaksi

amidasi enzimatis, misalnya dengan penambahan garam. Dengan demikian

peningkatan waktu reaksi dapat dilakukan untuk mengoptimalkan konversi reaksi.


DAFTAR PUSTAKA

Adnan, M. 1997. Teknik Kromatografi Untuk Analisis Bahan Makanan. Penerbit Andi, Yogyakarta

Anah, L., Mahfud. 2003. Kinetika Reaksi Esterifikasi Asam Monooleat Dan Sorbitol

Dengan Katalis Asam p-Toluen Sulfonat. Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia, Yogyakarta.

Elisabeth, J.; Jatmika, A.; E.Nainggolan, dan D.M Malau. 1998. Preparasi Mono-dan

Digliserida Dari Minyak Sawit Dengan Gliserolisis Enzimatik. Jurnal Penelitian Kelapa Sawit 6(1): 79-94

Fessenden, J. Ralp dan Joan S. Fessenden. 1999. Kimia Organik. Edisi ketiga.

Penerbit Erlangga, Jakarta. Gautam, K.K. dan Tyagi, V.K. 2005. Microbial Surfactant. Journal of Oleo Science

(JOS) Vol 55 No.4, 155-166 Genaro, R.A. 1990. Rhemington’s Pharmaceutical Science. Edisi 18. Macle Printing

Company, Easton, Pennsilvania, USA

Gupta, R.K.; K.James, dan F.J. Smith. 1983. Sucrose Ester and Sucrose Ester/Gliseride Blead as Emulsifier. JAOCS 60(4)

Haryati, T; P. Guritno, dan L. Buana. 2002. Rancang Bangun Proses Untuk Pabrik

Minyak Goreng Supermini. Proyek Pengkajian Teknologi Pertanian Partisipatif Pusat. Pusat Penelitian Kelapa Sawit

Hasan, F.; A. Ali Shah, dan A. Hameed. 2005. Industrial Application of Microbial

Lipase. Microbiology Research Laboratory, Pakistan Herawan, T.; E. Nuryanto, dan P. Guritno. 1999. Penggunaan Asam Lemak Sawit

Distilat Sebagai Bahan Baku Superpalmamida. Jurnal Penelitian Kelapa Sawit 7(1) : 33-42

http//www.kao corporation.Chemical Business.Devision (Akses 16 April 2007) http//www.Hunka Trading Sdn.Bhd (24 April 2008)


http//www.wikipedia/diethanolamina (16 April 2007) http//www.wikipedia/ethanolamina (16 April 2007) http//www.wikipedia/lipase (16 April 2007) http//www.wikipedia/triethanolamina (19 Februari 2007) http//www.Rephi’s Weblog. 2007. Gambaran Umum Produksi Minyak Sawit (Akses

28 Desember 2007) Iriawan, N. dan S.P Astuti., 2006. Mengolah Data Statistik Dengan Menggunakan

Minitab 14. Penerbit Andi, Yogyakarta Klein, K. 2001. Alkanolamide Revisited. Cosmotech Laboratories Inc. Manitto, P. 1981. Biosynthesis of Natural Product. Editor Moeljono Judoamidjojo.

Ellis Horwood Limited Montgomery, Douglas C. 1997. Design And Analysis Of Experiments. Edition-5.

John wiley And Son Inc. Nuryanto, E.; T. Haryati, dan J. Elisabeth. 2002. Pembuatan Fatty Amida Dari ALSD

Untuk Produksi Deterjen Cair dan Shampoo. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian

Perry, Robert, H. 1984. Perry’s Chemical Engineering Handbook. Edition-6.

Mc.Graw Hill, New York. Poedjiadi, A,. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit Universitas Indonesia Rachna; dan Tyagi, V.K. 2006. Gels: Novel Deterjent For Laundry Application.

Journal Oleo Science (JOS) Vol 55 No.11, 555-562 Rahman, A.; M.B. Yap.; C.L. K.Dzulkefly, dan R.N.Z. Abdul Rahman. 2003.

Synthesis of Palm Kernel Oil Alkanolamide Using Lipase. Journal of Oleo Science (JOS) Vol 52 No.2, 65-72

Reetz. 2002. Lipase Sebagai Biokatalis. Current Opinion In Chemical Biology 6:145-

150 (http//www.geocities.com//Jurnal Ilmiah, akses 3 April 2008)


Sakai, T. dan Kaneko, Y. 2004. The Effect of Some Foam Booster on The Foam Ability and Foam Stability of Anionic System. Journal of Surfactan and Detergent. Proquest Journal (pg 291)

Simanjuntak, M.T.dan Silalahi, J. 2003. Biokimia. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam (Farmasi). USU Library Suryani, Ani DEA. dan Hambali, E. 2000. Proses Produksi Surfaktan Dietanolamida

(Surfaktan DEA) Dari Asam Lemak Inti Sawit. Institut Pertanian Bogor Tyagi, R.; V.K Tyagi. dan R.K. Khanna. 2006. Synthesis, Characterization and

Performance of Tallow Fatty Acid and Triethanolamine Based Esterquats. Journal of Oleo Science (JOS) Vol 55, No.7, 337-345.


LAMPIRAN 1. PROSEDUR ANALISA SAMPEL

1. Analisa Bilangan Asam (Porim Test Methods, 1995)

Bilangan asam adalah jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk

menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu gram minyak atau lemak.

Peralatan :

Erlenmeyer 250 ml dan buret

Bahan :

1. Kalium hidroksida (KOH) 0,1 N yang telah distandarisasi

2. Larutan indikator phenolphthalein (1%) dalam alkohol 95%

3. Isopropil alkohol

Cara Kerja :

1. Timbang ± 1-2 gram sampel, masukkan kedalam erlenmeyer

2. Tambahkan 10 ml isopropil alkohol, kocok hingga homogen

3. Tambahkan 1 ml larutan indikator phenolphthalein dan dititrasi dengan

larutan kalium hidroksida (KOH) 0,1 N sampai warna merah muda

Perhitungan :

GMxNxSAsamBilangan =

Dimana :

S : Volume KOH untuk titrasi sampel (ml)

N : Normalitas KOH


G : Massa sampel (gr)

M : Berat molekul KOH (56,1)

2. Analisa Titik Leleh (Porim Test Method, 1995)

Titik leleh merupakan temperatur dimana sampel menjadi cair dengan sempurna

Peralatan :

1. Capilary glass tubing 3 buah dengan ukuran length (75 mm ± 1 mm), Inner Ø

(1,1-1,2 mm) Outer Ø (1,5-1,6 mm)

2. Kertas saring, beaker glass, Refrigerator, termometer dan magnetic stirrer

Cara Kerja :

1. Lelehkan contoh dan saring untuk menghilangkan kotoran

2. Masukkan contoh dan capillary glass tubing (3 buah) sedalam 10 ml (1 cm)

3. Tempatkan dalam beaker glass dan masukkan dalam refrigerator pada suhu

4oC-10oC selama 16 jam

4. Ikatkan capillary glass tubing pada termometer

5. Masukkan termometer tersebut di atas ke dalam beaker glass ukuran 600 ml

berisi air distilasi sekitar 300 ml

6. Atur suhu air dalam beaker glass pada suhu 8oC-10oC dibawah titik leleh

contoh dan suhu air dipanaskan perlahan (dengan kenaikan 0,5oC-1oC/menit)

dengan pengadukan (magnetic stirrer)


7. Pemanasan dilanjutkan dan suhu diamati dari saat contoh meleleh sampai

contoh naik pada tanda batas atas. Titik leleh dihitung berdasarkan rata-rata

suhu dari ketiga sampel yang diamati

Perhitungan :

3Sampel1(SampelSuhuC)(LelehTitik o 3)Sampel2++

=

3. Analisa Hidrofil Lipofil Balance (Metode Gupta, dkk)

Nilai kesetimbangan HLB dianalisa dengan menggunakan piridin/benzena

(95/5) sebagai pelarut dan dititrasi dengan aquadest hingga larutan menjadi keruh.

Jumlah air yang ditambahkan kedalam larutan tadi menunjukkan nilai HLB sampel.

4. Analisa Kromatografi Lapis Tipis

Peralatan :

1. Plat silica gel 60 F254

2. Chamber, pipa kapiler dan oven

Bahan :

1. Eluen : Heksana/Dietil Eter/Etil Asetat/Asam Asetat (70/15/15/1) dengan

perbandingan volume

2. Iodine

Cara Kerja :

1. Disiapkan plat silica gel 60 F254 dengan ukuran 2,5 cm x 10 cm

2. Pada plat silica, dibuat batas atas setinggi 1 cm dan batas bawah 1,5 cm


3. Plat dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC

4. Sampel yang telah dilarutkan ditotolkan pada plat silica gel, kemudian

dimasukkan dalam chamber yang berisi eluen.

5. Setelah eluen naik hingga batas atas plat silika gel, kemudian dikembangkan

dengan uap iodine

10

2,5 cm

1 ,5 cm

1 cm

Gambar 24. Sketsa Plat Kromatografi Lapis Tipis

5. Analisa Bilangan Iodin (AOCS CD 1-25, 1989)

Bilangan iodin adalah ukuran ketidak jenuhan lemak dan minyak yang

diekspresikan dengan sejumlah centigram iodine yang diserap oleh satu gram sampel

(% iodine yang terserap).

Peralatan :

1. Erlenmeyer 500 ml

2. Buret 25 ml


Bahan :

1. Larutan Kalium Iodida (KI 15%)

2. Larutan indikator amilum (1%)

3. Sikloheksan dan larutan wij’s

4. Larutan Na-thiosulfat 0,1 N

Cara Kerja :

1. Timbang 0,5 gram sampel

2. Hangatkan sampel bila berbentuk padat atau semipadat dalam erlemeyer

tertutup

3. Ditambahkan 20 ml sikloheksan dan 25 ml larutan wij’s

4. Simpan ditempat gelap selama 30 menit pada temperatur kamar

5. Kemudian ditambahkan 20 ml KI 15% dan 100 ml H2O

6. Dititrasi dengan larutan Na-thiosulfat 0,1 N, bila dititrasi telah berwarna

kuning, tambahkan 2 ml indikator amilum. Titrasi dilanjutkan sampai larutan

menjadi jernih (warna biru hilang). Dilakukan hal yang sama untuk blanko

(tanpa contoh)

W12,69xNxSBIodinBilangan −Perhitungan : =

Dimana :

B : Volume blanko (ml) titrasi blanko

N : Normalitas Na-Thisulfat

S : Volume (ml) Na-thiosulfat sampel

W : Berat sampel (gram)


LAMPIRAN 2. RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

Untuk menentukan matriks central composite design (CCD) digunakan rumusan

sebagai berikut :

Rendah)/2LevelTinggi(LevelRendah)/2LevelTinggi(LevelXX ia

i −+−

=

Nilai optimum dari masing-masing variabel dari percobaan pendahuluan digunakan

sebagai nilai center point (kode 0), yaitu :

1. Konsentrasi biokatalis : 10% (b/b)

2. Temperatur : 50oC

3. Rasio substrat ALSD terhadap dietanolamina adalah 1:10

1. Konsentrasi Biokatalis Rhizomucor meihei

Ditetapkan : Level Tinggi : 12 (kode 1)

Level Rendah : 8 (kode -1)

Ditentukan : Untuk α : 1,682 Untuk α : -1,682

( )( )

13,36X/2812

/2812X1,682

1

1

=−+−

=( )

( )6,64X

/2812/2812X1,682

1

1

=−+−

=−


2. Rasio Substrat ALSD/Dietanolamina

Ditetapkan : Level Tinggi : 1:13 (kode 1)

Level Rendah : 1:7 (kode -1)

Ditentukan : Untuk α : 1,682 Untuk α : -1,682 ( )

( )4,96X

/2713/2713X

1,682

2

2

=−

+−=−( )

( )15,04X

/2713/2713X

1,682

2

2

=−

+−=

3. Temperatur

Ditetapkan : Level Tinggi : 60oC (kode 1)

Level Rendah : 40oC (kode -1)

Ditentukan : Untuk α : 1,682 Untuk α : -1,682 ( )

( )C33,18X

/24060/24060X

1,682

o3

3

=

−+−

=−( )( )

C66,82X/24060

/24060X1,682

o3

3

=

−+−

=

= 67oC = 33oC

Hasil perhitungan disajikan pada tabel berikut ini :

Tabel 15. Hasil Perhitungan Untuk Matriks CCD

Perlakuan Terkode Perlakuan

-1,682 -1 0 1 1,682

Konsentrasi Biokatalis (%) 6,64 8 10 12 13,36

Rasio Mol Dietanolamina/ALSD 4,96 7 10 13 15,04

Temperatur (oC) 33 40 50 60 67


Kemudian disusun matriks dengan mengikuti pola sebagai berikut :

Tabel 16. Matriks Central Composite Desigen (CCD) 3 Variabel

Konsentrasi Biokatalis

(X1)

Rasio Mol

Dietanolamina/ALSD (X2)

Temperatur

(X3)

No


1 8 -1 7 -1 40 -1

2 12 1 7 -1 40 -1

3 8 -1 13 1 40 -1

4 12 1 13 1 40 -1

5 8 -1 7 -1 60 1

6 12 1 7 -1 60 1

7 8 -1 13 1 60 1

8 12 1 13 1 60 1

9 6,64 -1,682 10 0 50 0

10 13,36 1,682 10 0 50 0

11 10 0 4,96 -1,682 50 0

12 10 0 15,04 1,682 50 0

13 10 0 10 0 33 -1,682

14 10 0 10 0 67 1,682

15 10 0 10 0 50 0

16 10 0 10 0 50 0

17 10 0 10 0 50 0

18 10 0 10 0 50 0

19 10 0 10 0 50 0

20 10 0 10 0 50 0


LAMPIRAN 3. OUTPUT ANALISA STATISTIKA

————— 2/3/2008 7:44:04 AM ———————————————————— Welcome to Minitab, press F1 for help. Results for: Worksheet 2 Central Composite Design Factors: 3 Replicates: 1 Base runs: 20 Total runs: 20 Base blocks: 1 Total blocks: 1 Two-level factorial: Full factorial Cube points: 8 Center points in cube: 6 Axial points: 6 Center points in axial: 0 Alpha: 1.68179 Design Table Run Blk A B C 1 1 -1.00000 -1.00000 -1.00000 2 1 1.00000 -1.00000 -1.00000 3 1 -1.00000 1.00000 -1.00000 4 1 1.00000 1.00000 -1.00000 5 1 -1.00000 -1.00000 1.00000 6 1 1.00000 -1.00000 1.00000 7 1 -1.00000 1.00000 1.00000 8 1 1.00000 1.00000 1.00000 9 1 -1.68179 0.00000 0.00000 10 1 1.68179 0.00000 0.00000 11 1 0.00000 -1.68179 0.00000 12 1 0.00000 1.68179 0.00000 13 1 0.00000 0.00000 -1.68179 14 1 0.00000 0.00000 1.68179 15 1 0.00000 0.00000 0.00000 16 1 0.00000 0.00000 0.00000 17 1 0.00000 0.00000 0.00000 18 1 0.00000 0.00000 0.00000 19 1 0.00000 0.00000 0.00000 20 1 0.00000 0.00000 0.00000


Results for: MINITAB Echa-amida.MTW Response Surface Regression: Konversi versus Konsentrasi , Rasio mol AL, ... The analysis was done using coded units. Estimated Regression Coefficients for Konversi Term Coef SE Coef T P Constant 80.5666 0.6361 126.658 0.000 Konsentrasi R.meihei 1.1463 0.4220 2.716 0.022 Rasio mol ALSD/Dietanolamina 1.9040 0.4220 4.511 0.001 Temperatur 0.6326 0.4220 1.499 0.165 Konsentrasi R.meihei* -1.0760 0.4108 -2.619 0.026 Konsentrasi R.meihei Rasio mol ALSD/Dietanolamina* -1.4381 0.4108 -3.501 0.006 Rasio mol ALSD/Dietanolamina Temperatur*Temperatur -1.6358 0.4108 -3.982 0.003 Konsentrasi R.meihei* -0.9512 0.5514 -1.725 0.115 Rasio mol ALSD/Dietanolamina Konsentrasi R.meihei*Temperatur 0.0746 0.5514 0.135 0.895 Rasio mol ALSD/Dietanolamina* -0.9083 0.5514 -1.647 0.131 Temperatur S = 1.560 R-Sq = 86.7% R-Sq(adj) = 74.7% Analysis of Variance for Konversi Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regression 9 158.401 158.4012 17.6001 7.24 0.002 Linear 3 72.918 72.9181 24.3060 9.99 0.002 Square 3 71.601 71.6005 23.8668 9.81 0.003 Interaction 3 13.883 13.8826 4.6275 1.90 0.193 Residual Error 10 24.325 24.3247 2.4325 Lack-of-Fit 5 24.206 24.2065 4.8413 204.73 0.000 Pure Error 5 0.118 0.1182 0.0236 Total 19 182.726


Obs StdOrder Konversi Fit SE Fit Residual St Resid 1 1 70.406 70.949 1.276 -0.543 -0.61 2 2 75.395 74.995 1.276 0.400 0.45 3 3 78.180 78.476 1.276 -0.296 -0.33 4 4 78.248 78.717 1.276 -0.469 -0.52 5 5 75.620 73.882 1.276 1.738 1.94 6 6 79.791 78.226 1.276 1.565 1.75 7 7 78.644 77.775 1.276 0.869 0.97 8 8 80.127 78.315 1.276 1.812 2.02 R 9 9 75.156 75.595 1.215 -0.440 -0.45 10 10 78.096 79.451 1.215 -1.355 -1.39 11 11 72.029 73.297 1.215 -1.267 -1.30 12 12 79.174 79.701 1.215 -0.527 -0.54 13 13 76.027 74.876 1.215 1.151 1.18 14 14 74.058 77.004 1.215 -2.946 -3.01 R 15 15 80.672 80.567 0.636 0.105 0.07 16 16 80.831 80.567 0.636 0.264 0.19 17 17 80.748 80.567 0.636 0.182 0.13 18 18 80.486 80.567 0.636 -0.081 -0.06 19 19 80.467 80.567 0.636 -0.100 -0.07 20 20 80.505 80.567 0.636 -0.062 -0.04 Unusual Observations for Yield Obs StdOrder Yield Fit SE Fit Residual St Resid 8 8 80.127 78.315 1.276 1.812 2.02 R 14 14 74.058 77.004 1.215 -2.946 -3.01 R R denotes an observation with a large standardized residual. Estimated Regression Coefficients for Konversi using data in uncoded units Term Coef Constant 80.5666 Konsentrasi R.meihei 1.14633 Rasio mol ALSD/Dietanolamina 1.90395 Temperatur 0.632602 Konsentrasi R.meihei* -1.07596 Konsentrasi R.meihei Rasio mol ALSD/Dietanolamina* -1.43815 Rasio mol ALSD/Dietanolamina Temperatur*Temperatur -1.63577 Konsentrasi R.meihei* -0.951158 Rasio mol ALSD/Dietanolamina Konsentrasi R.meihei*Temperatur 0.0746302 Rasio mol ALSD/Dietanolamina* -0.908324 Temperatur Residuals vs Fits for Konversi Residuals vs Order for Konversi Probability Plot of RESI1 Contour Plot of Konversi vs Rasio mol ALSD/D, Konsentrasi R.meihei Surface Plot of Konversi vs Rasio mol ALSD/D, Konsentrasi R.meihei Contour Plot of Konversi vs Temperatur, Konsentrasi R.meihei Surface Plot of Konversi vs Temperatur, Konsentrasi R.meihei Contour Plot of Konversi vs Rasio mol ALSD/Dietanolamina, Temperatur Surface Plot of Konversi vs Rasio mol ALSD/Dietanolamina, Temperatur


LAMPIRAN 4. TABEL STATISTIKA

Tabel 17. Data Statistika Kolmogorov Smirnov


LAMPIRAN 5. HASIL ANALISA KLT

Non Enzim 60oC Enzim Lipase 60oC

Asam lemak

Amina ester

Amida


Asam lemak

Amida



Asam lemak

Amida


Asam lemak

Amida

Gambar 25. Hasil Analisa KLT Pada Beberapa Level Temperatur


LAMPIRAN 6. HASIL ANALISA FT-IR

Gambar 26. Hasil Analisa FT-IR (a) ALSD, (b) Waktu Reaksi 72 Jam

(b)

C=O

C-N

C-O

Dietanolamida

Amina Ester

(a)

Asam Lemak

C=O

C-H

O-H


Tabel 18. Bilangan Gelombang dari Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)

Bilangan Gelombang (Cm-1) Gugus Fungsi*

3006,97

2850,03

1708,33

- OH

- C-H

- C = O (asam Lemak)

* Sumber : Fessenden, Ralp J (1999)

Tabel 19. Bilangan Gelombang dari Dietanolamida pada Waktu Reaksi 72 Jam


3374,09

2930,28

1737,11

1624,77

1466,60

721, 49

- OH

- C-H

- C - O (amina ester)

- C = O (Amida)

- C-N

- C-H2



Dietanolamida

Gambar 27. Hasil Analisa FT-IR (a) Rasio Substrat 1:10 (Enzim) (b) Rasio Substrat

1:10 (Non Enzim)

C=O C-N

C-O Amina Ester

C=O

C-N

(a)

(b)

Dietanolamida


Tabel 20. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Rasio ALSD/Dietanolamina 1: 10 (Enzim) Bilangan Gelombang (Cm-1) Gugus Fungsi*

3364,77

2916,95

1644,18

1455,60

715, 85

- OH

- C-H

- C = O (Amida)

- C-N

- C-H2


Tabel 21. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Rasio ALSD/Dietanolamina 1: 10 (Non Enzim) Bilangan Gelombang (Cm-1) Gugus Fungsi*

3374,09

2916,47

1774,24

1645,95

1466,60

715,77

- OH

- C-H

- C - O (amina ester)

- C = O (Amida)

- C-N

- C-H2



Gambar 28. Hasil Analisa FT-IR Pada Percobaan Optimasi (a) Temperatur 50oC , (b) Temperatur 60oC

Dietanolamida

C=O C-N

C=O

C-N

Dietanolamida

(a)

(b)


Tabel 22. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Penelitian Utama (50oC)


3365,20

2916,49

1644,00

1471,81

715, 97

- OH

- C-H

- C = O (Amida)

- C-N

- C-H2


Tabel 23. Bilangan Gelombang Dietanolamida pada Penelitian Utama (60oC)


3306,63

2917,05

1654,65

1457,10

715, 97

- OH

- C-H

- C = O (Amida)

- C-N

- C-H2



C-N

C=O

dietanolamida

Gambar 29. Hasil Analisa FT-IR dari Dietanolamida dengan Asam Palmitat Sebagai Sumber Asam Lemak

Tabel 24. Bilangan Gelombang Dietanolamida dengan Asam Palmitat Sebagai Sumber Asam Lemak


3451,02

2923,11

1627,24

1419,87

- OH

- C-H

- C = O (Amida)

- C-N


Documents

PEMANFAATAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT