Faktor Suhu dan pH AB

18 a b Gambar 6. a Grafik 3D-surface respon permukaan proses hidrolisis pada perlakuan suhu dan pH b Grafik kontur respon permukaan proses hidrolisis pada perlakuan suhu dan pH Pada gambar 6b, terlihat garis-garis kontur melingkar dengan titik merah di tengah lingkaran terdalam. Hal ini menunjukkan bahwa nilai respon terbaik akan diperoleh pada kondisi yang mendekati titik pusat dari desain percobaan. Sebanyak T in g k at Hid ro lis is 19 enam titik merah pada gambar merupakan enam titik center point atau titik pusat dari percobaan yang dilakukan, dimana semua kondisi faktor menggunakan nilai pada titik pusat. Terlihat meski titik pusat memiliki nilai respon pada wilayah merah, namun letaknya tidak tepat di tengah lingkaran kontur terdalam, melainkan sedikit bergeser ke kanan. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa nilai respon terbaik akan diperoleh dengan mengondisikan faktor-faktor tidak pada titik titik pusat, tetapi sedikit bergeser ke arah kiri. Pada rentang suhu yang ada dalam desain penelitian, nilai terendah ialah 35 o C dan setiap peningkatan level nilainya naik 5 o C hingga level tertinggi pada nilai 55 o C. Hasil hidrolisis terbaik dari desain percobaan diperoleh pada saat perlakuan suhu 45 o C, yaitu hingga 54,64. Hasil tersebut juga didapatkan pada penelitian yang dilakukan oleh Raharja et al. 2010, hidrolisis dilaksanakan pada suhu 25 o C hingga 65 o C dengan kenaikan 10 o C setiap tingkatnya. Hasil penelitian menunjukkan nilai tingkat hidrolisis semakin besar seiring dengan peningkatan suhu yang digunakan dan mencapai hasil terbaik pada 45 o C. Tingkat hidrolisis kemudian menurun pada 55 o C dan hasilnya semakin menurun tajam pada 65 o C. Menurut Groggins 1958, reaksi akan berjalan cepat apabila suhu dinaikkan, hal ini terjadi karena gerakan molekul menjadi lebih cepat seiring meningkatnya suhu. Kecepatan reaksi hidrolisis akan meningkat hingga dua kali pada setiap kenaikan suhu 10 o C. Meski demikian, perlu diperhatikan bahwa protein merupakan penyusun utama enzim yang dapat terdenaturasi pada suhu tertentu. Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan kerusakan struktur enzim yang akan mengakibatkan enzim menjadi terdeaktivasi, sehingga proses hidrolisis menjadi terhambat. Selain suhu, kondisi pH berpengaruh penting pada proses hidrolisis. Penggunaan buffer dengan pH tertentu akan menjaga pH, karena aktivitas lipase sangat sensitif terhadap pH. Pada penelitian ini didapatkan tingkat hidrolisis terbaik pada saat kondisi pH 5, sedangkan pada pH dibawah dan di atas 5 tingkat hidrolisisnya terhitung lebih rendah. Kondisi pH dalam suatu reaksi sebaiknya tidak terlalu asam maupun basa karena akan menurunkan kecepatan reaksi dengan terdenaturasinya enzim. Pada umumnya enzim akan memiliki kestabilan dan kinerja yang baik pada pH 4,5-8 Williamson dan Fieser, 1992. Rendahnya tingkat hidrolisis pada pH diatas 5 tersebut kemungkinan dikarenakan enzim mulai terdenaturasi sehingga aktivitasnya menurun. Titik biru membantu peneliti melihat posisi tepat di tengah pada kontur terdalam. Titik biru inilah nilai respon yang diharapkan dapat diperoleh berdasarkan perhitungan dari software. Garis putus-putus berwarna hitam pada gambar dibuat untuk mempermudah perkiraan posisi perlakuan pada faktor suhu dan pH. Terlihat bahwa nilai respon terbaik diharapkan akan didapatkan jika kondisi suhu lebih kecil dari 45 o C yang merupakan titik pusat. Kondisi tersebut masih sesuai dalam rentang suhu yang sebaiknya digunakan dalam hidrolisis enzimatik. Sedangkan faktor pH dikondisikan sedikit lebih tinggi dari nilai titik pusat, yaitu 5. Namun, nilai pastinya akan diperoleh menggunakan perhitungan dengan Design Expert.

4.3.2. Faktor Suhu dan Penambahan Air AC

Kombinasi kedua faktor ini memiliki peranan penting dalam proses hidrolisis minyak ikan. Perlakuan pada faktor suhu akan mempengaruhi kinerja dari lipase dan 20 viskositas substrat yang digunakan. Pada plot data yang ditampilkan dalam grafik kontur, terlihat nilai respon optimum yang diharapkan mendekati titik pusat. Plot grafik ini dilakukan pada rentang 40 o C hingga 50 o C untuk faktor suhu dan rentang 4 ⁄ hingga 6 ⁄ untuk faktor penambahan air. Rentang tersebut merupakan rentang nilai respon optimum dapat terlihat dengan jelas karena nilainya yang dekat dengan titik pusat. Gambar 7a menampilkan grafik 3D-surface untuk kombinasi faktor suhu dan penambahan air terhadap respon. Bentuknya yang menyerupai parabola terlihat seimbang dan titik tertinggi berada di tengah lengkungan. Informasi lain yang diperoleh dari perhitungan ANOVA ialah adanya nilai F-hitung kombinasi kedua faktor ini. Nilai F-hitung sebesar 0,76 menunjukkan bahwa kombinasi faktor suhu dan penambahan air memberikan pengaruh yang nyata terhadap respon dalam hidrolisis minyak ikan lemuru menggunakan Amano Lipase A dari Aspergillus niger. Seperti ditampilkan pada Gambar 7b, grafik kontur menunjukkan bahwa perlakuan suhu yang digunakan pada penelitian belum tepat untuk menghasilkan nilai respon optimum. Ketika ditarik garis vertikal ke bawah dari titik biru yang merepresentasikan nilai respon optimum, terlihat suhu sebaiknya dikondisikan sedikit dibawah 45 o C. Apabila dibandingkan dengan suhu optimum pada spesifikasi lipase, nilai tersebut juga sedikit bergeser. Pengujian spesifikasi lipase yang digunakan seperti yang ditampilkan pada Lampiran 2 menunjukkan bahwa Amano Lipase A dari Aspergillus niger akan bekerja dengan baik pada suhu optimum 45 o C. Pergeseran nilai suhu ini oleh berbagai hal, diantaranya pada penentuan titik pusat di orde pertama hanya dilakukan pengamatan faktor tunggal, sehingga ketika dilakukan kombinasi faktor tersebut dengan faktor lainnya akan mempengaruhi proses yang berlangsung dalam hidrolisis. Selain itu, pergeseran tersebut terjadi karena adanya keterbatasan pada model yang tidak mampu merepresentasikan faktor-faktor lain yang juga mempengaruhi respon. Meski demikian, kondisi suhu yang tidak bergeser jauh dari spesifikasi lipase akan diverifikasi kembali sehingga dapat diketahui ketepatan kondisi tersebut dalam menghasilkan respon yang optimum. Demikian juga halnya dengan faktor penambahan air, ketika ditarik garis horizontal ke arah kiri terlihat adanya pergeseran kondisi kecepatan pengadukan dari titik pusat meskipun sangat kecil. Grafik menunjukkan bahwa respon dapat dihasilkan optimum apabila air ditambahkan sedikit lebih banyak dari 5 ⁄ . Pada percobaan dengan penambahan air di atas 5 ⁄ terlihat tingkat hidrolisis mulai menurun. Menurut Turner et al. 2003, dalam lingkungan hidrofobik aktivitas katalitik enzim tertinggi akan diperoleh jika penggunaan air kurang dari 10 ⁄ , sehingga penambahan air sebaiknya tidak berlebihan.