Hidrolisis Minyak Kelapa Sawit Kasar (Crude Palm Oil) untuk Memproduksi Oleokimia Dasar secara Enzimatis
Rita Rohani S. F 28.0930. Hidrolisis Wtinyak Kelapa Sawit Kasar (Crude Palm
Oil) Untuk Mernproduksi Oleokirnia Dasar Secara Enzirnatis. Di bawah
birnbingan Ani ~ u r ~ a n i . "
RINGKASAN
Kelapa sawit rnerupakan salah satu kornoditi yang rnernpunyai prospek
yang cukup cerah di rnasa datang. Hal ini dilihat dari peningkatan luas areal
kelapa sawit yang dibarengi dengan peningkatan produksi rninyak kelapa sawit
kasar (Crude Palm Oil = CPO). Oleokirnia dasar berupa asarn lernak dan
gliserol dapat dihasilkan dengan cara hidrolisis CPO secara terrnik atau
enzirnatis. Produksi oleokirnia dasar dunia menunjukkan perturnbuhan yang
terus menerus rneningkat dengan rata-raia kenaikan 2,8 persen per tahun,
yang berasal dari tallow sekitar 1,5 persen per tahun, sedangkan dari rninyak
sawit sekitar 1,3 persen.
Hal ini rnerupakan suatu garnbaran bahwa
permintaan oleokirnia produk sawit pada rnasa rnendatang cukup cerah (Dja'far
dan Loebis, 1991).
Teknologi yang ada sekarang untuk rnernproduksi oleokirnia dasar yaitu
hidrolisis secara terrnik rnernbutuhkan energi yang tinggi yaitu pada tekanan
uap 50 atrn dan suhu 250°C dan investasi peralatan yang rnahal. Proses ini
bukan hanya rnernbutuhkan biaya energi yang tinggi, tetapi juga dapat
menghasilkan warna dan bau yang tidak diinginkan yang rnana harus
dipisahkan dari produk asarn lernak. Masalah ini dapat ditangani dengan cara
rnenghidrolisis rninyak secara enzirnatis dengan rnenggunakan lipase sebagai
biokatalisator (Wang eta/., 1987).
Penelitian ini bertujuan untuk rnenernukan kondisi optimal produksi asarn
lernak dan gliserol sebagai oleokirnia dasar hasil hidrolisis CPO oleh enzirn
kornersial dari Candida cylindracea pada volume kerja 10 liter. Aspek yang
dikaji adalah pengaruh konsentrasi enzirn, jenis irnpeler, penggunaan baffles,
kecepatan agitasi, dan pengaruh konsenirasi substrat terhadap hidrolisis CPO
serta kinetika reaksi enzirnatis.
Penelitian ini rnerupakan kelanjutan dari penelitian Ginting (1995) dan
Subarkah (1995) yang teiah rnenernukan kondisi optimal untuk rnernproduksi
oleokirnia dari rninyak kelapa sawit dengan lipase dari Candida cylindracea
pada skala 800 ml.
Penelitian terdiri dari dua tahap yaitu penelitian
pendahuluan dan penelitian utarna.
Penelitian pendahuluan rnencakup
penentuan bilangan asarn, kadar asarn lernak bebas, bilangan penyabunan,
bobot jenis CPO serta pengujian aktifitas lipase. Aspek yang dikaji pada
penelitian utarna adalah pengaruh konsentrasi enzirn (34,2, 68,4, 136,8, dan
205,4 Ulgr substrat), jenis pengaduk (propeler dengan dan tanpa penggunaan
baffles, dan disc turbine dengan dan tanpa penggunaan baffles), kecepatan
agitasi (200, 300, dan 400 rprn), konsentrasi substrat (30 - 80 % viv) terhadap
"
Disampaikan pada Seminar Sarjana di Jurusan Teknologi lndustri Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian, lnstitul Pertanian Bogor, pada tanggal 25 April 1995
hidrolisis CPO secara enzirnatis, dan penentuan parameter kinetika reaksi
enzimatis.
Dari penelitian diperoleh hasil sebagai berikut:
Minyak kelapa sawit kasar (CPO) rnernpunyai bilangan asam sebesar
9,578 - 10,089 rng KOH per gram CPO dengan kadar asam lernak bebas
adalah 4,54 - 4,98 persen, bilangan penyabunan dan bobot jenis pada suhu
45°C masing-masing sebesar 196,274 - 201,421 rng KOH per gram CPO dan
0,896 gram per ml. Nilai aktivitas lipase pada substrat CPO sebesar 58,8 x l o 3
unit per gram enzirn
Jurnlah enzirn optimum untuk hidrolisis adalah 136.8 unit per gram
substrat dengan nilai laju hidrolisis awal 6,021 x 0,001 gram per rnl.rnenit.
Penggunaan pengaduk tipe disc turbine tanpa menggunakan baffles
rnenghasilkan rata-rata derajat hidrolisis yang lebih tinggi yaitu sebesar 80
persen setelah delapan jam hidrolsis berlangsung.
Peningkatan kecepatan agitasi akan diikuti dengan penurunan ukuran
diameter globula rninyak sebagai akibatnya akan meningkatkan luas daerah
antar muka minyak-air. Pada kecepatan agitasi 200, 300 dan 400 rprn
diperoleh ukuran diameter globula rninyak rata-rata masing-masing sebesar
0,061 cm, 0,055 cm dan 0,039 crn den an luas daerah antar rnuka rninyak-air
masing-masing sebesar 4,92 x l o 5 crn , 5,4 x 10' crn2 , dan 7,6 x l o 5 cm2.
Kecepatan agitasi 300 rprn rnenghasilkan nilai derajat hidrolisis rata-rata lebih
tinggi dari kecepatan agitasi 200 dan 400 rprn.
Konsentrasi substrat yang optimum untuk hidrolisis CPO secara
enzirnatik adalah 50 persen (vlv) yaitu dimana perbandingan antara air dengan
rninyak sebesar 1,O.
Dari hasil perhitungan kecepatan awal reaksi pada tingkat konsentrasi
substrat 30 - 80 persen (vlv) diperoleh nilai kecepatan maksirnum ),v(,
hidrolisis CPO oleh lipase dari Candida cylindracea adalah 0,0116 gram per
rnl.menit sedangkan nilai KM-nya sebesar 0,2208 gram per ml sehingga
persamaan Lineweaver-Burk dapat ditulis sebagai berikut:
1N o = 19,004 I/[S] + 86,082.
9
HlDROLlSlS MINYAK KELAPA SAWIT KASAR (CRUDE PALM OIL)
UNTUK MEMPRODUKSI OLEOKIMIA DASAR SECARA ENZIMATIS
Oleh
RITA ROHAMI SlMANJUMTAK
F 28.0930
SKRlPSl
Sebagai salah satu syarat untuk rnernperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
1996
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTAMlAN
lNSTlTUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
HlDROLISlS MINYAK KELAPA SAWlT KASAR (CRUDE PALM OIL)
UNTUK MEMPRODUKSI OLEOKlMlA DASAR SECARA ENZlWlATlS
SKRlPSi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Oleh
RITA ROHANI SIMANJUNTAK
F 28.0930
Dilahirkan pada tanggal 31 Maret 1973
di Medan, Surnatera Utara
Tanggal lulus: 6 Mei 1996
Dosen Pembimbing
KATA PEMGANYAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahrnat dan
kasih-Nya penulis dapat rnenyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
Penulisan skripsi ini rnerupakan salah satu syarat untuk rneraih gelar
Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, lnstitut Pertanian Bogor.
Atas dorongan, bantuan dan doa dari berbagai pihak rnaka kegiatan
penelitian dan penulisan skripsi ini dapat terlaksana dengan baik. Penulis
rnengucapkan terirna kasih kepada:
1. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA., selaku dosen pernbirnbing yang telah banyak
rnernberi birnbingan dan pengarahan selama awal penelitian hingga
terselesaikannya skripsi ini,
2. Rekan-rekan sekerja di Laboratoriurn Teknologi Kirnia, Syafa'atus dan
Kak Atang Rahayu buat suka dan duka yang dialarni di Laboratoriurn
Teknologi Kirnia,
3. Rini Purnawati dan Kasiyati di Laboratoriurn Teknologi Kirnia yang telah
banyak rnembantu,
4. Seluruh warga TIN 12, angkatan 28 (Vivi, Rani, Ana, Ira , Ukie,....) atas
kebersarnaannya selarna ini,
5. Ternan-teman di GMKI, khususnya BPC rnasa bakti 1994-1996, terirna
kasih untuk suka dan dukanya,
6. Teman-ternan satu kost, khususnya untuk Tina, terima kasih untuk
kebersarnaanya selarna ini, serta sernua pihak yang telah banyak
rnernbantu selarna penelitian ini.
Oil) Untuk Mernproduksi Oleokirnia Dasar Secara Enzirnatis. Di bawah
birnbingan Ani ~ u r ~ a n i . "
RINGKASAN
Kelapa sawit rnerupakan salah satu kornoditi yang rnernpunyai prospek
yang cukup cerah di rnasa datang. Hal ini dilihat dari peningkatan luas areal
kelapa sawit yang dibarengi dengan peningkatan produksi rninyak kelapa sawit
kasar (Crude Palm Oil = CPO). Oleokirnia dasar berupa asarn lernak dan
gliserol dapat dihasilkan dengan cara hidrolisis CPO secara terrnik atau
enzirnatis. Produksi oleokirnia dasar dunia menunjukkan perturnbuhan yang
terus menerus rneningkat dengan rata-raia kenaikan 2,8 persen per tahun,
yang berasal dari tallow sekitar 1,5 persen per tahun, sedangkan dari rninyak
sawit sekitar 1,3 persen.
Hal ini rnerupakan suatu garnbaran bahwa
permintaan oleokirnia produk sawit pada rnasa rnendatang cukup cerah (Dja'far
dan Loebis, 1991).
Teknologi yang ada sekarang untuk rnernproduksi oleokirnia dasar yaitu
hidrolisis secara terrnik rnernbutuhkan energi yang tinggi yaitu pada tekanan
uap 50 atrn dan suhu 250°C dan investasi peralatan yang rnahal. Proses ini
bukan hanya rnernbutuhkan biaya energi yang tinggi, tetapi juga dapat
menghasilkan warna dan bau yang tidak diinginkan yang rnana harus
dipisahkan dari produk asarn lernak. Masalah ini dapat ditangani dengan cara
rnenghidrolisis rninyak secara enzirnatis dengan rnenggunakan lipase sebagai
biokatalisator (Wang eta/., 1987).
Penelitian ini bertujuan untuk rnenernukan kondisi optimal produksi asarn
lernak dan gliserol sebagai oleokirnia dasar hasil hidrolisis CPO oleh enzirn
kornersial dari Candida cylindracea pada volume kerja 10 liter. Aspek yang
dikaji adalah pengaruh konsentrasi enzirn, jenis irnpeler, penggunaan baffles,
kecepatan agitasi, dan pengaruh konsenirasi substrat terhadap hidrolisis CPO
serta kinetika reaksi enzirnatis.
Penelitian ini rnerupakan kelanjutan dari penelitian Ginting (1995) dan
Subarkah (1995) yang teiah rnenernukan kondisi optimal untuk rnernproduksi
oleokirnia dari rninyak kelapa sawit dengan lipase dari Candida cylindracea
pada skala 800 ml.
Penelitian terdiri dari dua tahap yaitu penelitian
pendahuluan dan penelitian utarna.
Penelitian pendahuluan rnencakup
penentuan bilangan asarn, kadar asarn lernak bebas, bilangan penyabunan,
bobot jenis CPO serta pengujian aktifitas lipase. Aspek yang dikaji pada
penelitian utarna adalah pengaruh konsentrasi enzirn (34,2, 68,4, 136,8, dan
205,4 Ulgr substrat), jenis pengaduk (propeler dengan dan tanpa penggunaan
baffles, dan disc turbine dengan dan tanpa penggunaan baffles), kecepatan
agitasi (200, 300, dan 400 rprn), konsentrasi substrat (30 - 80 % viv) terhadap
"
Disampaikan pada Seminar Sarjana di Jurusan Teknologi lndustri Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian, lnstitul Pertanian Bogor, pada tanggal 25 April 1995
hidrolisis CPO secara enzirnatis, dan penentuan parameter kinetika reaksi
enzimatis.
Dari penelitian diperoleh hasil sebagai berikut:
Minyak kelapa sawit kasar (CPO) rnernpunyai bilangan asam sebesar
9,578 - 10,089 rng KOH per gram CPO dengan kadar asam lernak bebas
adalah 4,54 - 4,98 persen, bilangan penyabunan dan bobot jenis pada suhu
45°C masing-masing sebesar 196,274 - 201,421 rng KOH per gram CPO dan
0,896 gram per ml. Nilai aktivitas lipase pada substrat CPO sebesar 58,8 x l o 3
unit per gram enzirn
Jurnlah enzirn optimum untuk hidrolisis adalah 136.8 unit per gram
substrat dengan nilai laju hidrolisis awal 6,021 x 0,001 gram per rnl.rnenit.
Penggunaan pengaduk tipe disc turbine tanpa menggunakan baffles
rnenghasilkan rata-rata derajat hidrolisis yang lebih tinggi yaitu sebesar 80
persen setelah delapan jam hidrolsis berlangsung.
Peningkatan kecepatan agitasi akan diikuti dengan penurunan ukuran
diameter globula rninyak sebagai akibatnya akan meningkatkan luas daerah
antar muka minyak-air. Pada kecepatan agitasi 200, 300 dan 400 rprn
diperoleh ukuran diameter globula rninyak rata-rata masing-masing sebesar
0,061 cm, 0,055 cm dan 0,039 crn den an luas daerah antar rnuka rninyak-air
masing-masing sebesar 4,92 x l o 5 crn , 5,4 x 10' crn2 , dan 7,6 x l o 5 cm2.
Kecepatan agitasi 300 rprn rnenghasilkan nilai derajat hidrolisis rata-rata lebih
tinggi dari kecepatan agitasi 200 dan 400 rprn.
Konsentrasi substrat yang optimum untuk hidrolisis CPO secara
enzirnatik adalah 50 persen (vlv) yaitu dimana perbandingan antara air dengan
rninyak sebesar 1,O.
Dari hasil perhitungan kecepatan awal reaksi pada tingkat konsentrasi
substrat 30 - 80 persen (vlv) diperoleh nilai kecepatan maksirnum ),v(,
hidrolisis CPO oleh lipase dari Candida cylindracea adalah 0,0116 gram per
rnl.menit sedangkan nilai KM-nya sebesar 0,2208 gram per ml sehingga
persamaan Lineweaver-Burk dapat ditulis sebagai berikut:
1N o = 19,004 I/[S] + 86,082.
9
HlDROLlSlS MINYAK KELAPA SAWIT KASAR (CRUDE PALM OIL)
UNTUK MEMPRODUKSI OLEOKIMIA DASAR SECARA ENZIMATIS
Oleh
RITA ROHAMI SlMANJUMTAK
F 28.0930
SKRlPSl
Sebagai salah satu syarat untuk rnernperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
1996
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTAMlAN
lNSTlTUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
HlDROLISlS MINYAK KELAPA SAWlT KASAR (CRUDE PALM OIL)
UNTUK MEMPRODUKSI OLEOKlMlA DASAR SECARA ENZlWlATlS
SKRlPSi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Oleh
RITA ROHANI SIMANJUNTAK
F 28.0930
Dilahirkan pada tanggal 31 Maret 1973
di Medan, Surnatera Utara
Tanggal lulus: 6 Mei 1996
Dosen Pembimbing
KATA PEMGANYAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahrnat dan
kasih-Nya penulis dapat rnenyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
Penulisan skripsi ini rnerupakan salah satu syarat untuk rneraih gelar
Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknologi lndustri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, lnstitut Pertanian Bogor.
Atas dorongan, bantuan dan doa dari berbagai pihak rnaka kegiatan
penelitian dan penulisan skripsi ini dapat terlaksana dengan baik. Penulis
rnengucapkan terirna kasih kepada:
1. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA., selaku dosen pernbirnbing yang telah banyak
rnernberi birnbingan dan pengarahan selama awal penelitian hingga
terselesaikannya skripsi ini,
2. Rekan-rekan sekerja di Laboratoriurn Teknologi Kirnia, Syafa'atus dan
Kak Atang Rahayu buat suka dan duka yang dialarni di Laboratoriurn
Teknologi Kirnia,
3. Rini Purnawati dan Kasiyati di Laboratoriurn Teknologi Kirnia yang telah
banyak rnembantu,
4. Seluruh warga TIN 12, angkatan 28 (Vivi, Rani, Ana, Ira , Ukie,....) atas
kebersarnaannya selarna ini,
5. Ternan-teman di GMKI, khususnya BPC rnasa bakti 1994-1996, terirna
kasih untuk suka dan dukanya,
6. Teman-ternan satu kost, khususnya untuk Tina, terima kasih untuk
kebersarnaanya selarna ini, serta sernua pihak yang telah banyak
rnernbantu selarna penelitian ini.