7 Gambar 2.1 Reaksi Transesterifikasi Trigliserida dengan Alkohol
[27] Alkohol yang digunakan untuk enzimatik secara tradisional untuk produksi
biodiesel industri kimia harus murah sebagai contoh metanol dan etanol, mudah untuk optimasi biaya produksi dan pasokan bahan baku [28]. Metanol atau etanol
digunakan untuk produksi biodiesel enzimatik karena harga yang relatif rendah meskipun dibandingkan dengan alkohol lain, Protein lipase umumnya tidak
stabil dalam alkohol rantai pendek. [26]. Etanol dapat diproduksi dari sumber daya terbarukan, sehingga bebas dari bahan yang berbasis minyak bumi [19].
Keuntungan dari etanol adalah tidak beracun selain merupakan bahan terbarukan dan memiliki atom karbon yang lebih tinggi sehingga menyediakan konten panas
yang lebih tinggi [29]. Selama sepuluh tahun terakhir produksi biofuel meningkat dramatis. Antara tahun 2000 dan 2009 keluaran bahan bakar etanol mengalami
peningkatan 16,9-72,0 miliar liter sementara biodiesel tumbuh 0,8-14,7 miliar liter [13].
2.2.1 Proses Transesterifikasi Enzimatis
Proses transesterifikasi dengan menggunakan katalis asam dan basa telah banyak diterima oleh industri karena laju reaksi dan konversinya tinggi. Namun
karena terkait dengan masalah lingkungan dalam penggunaan katalis berbahan kimia, maka dicari alternatif lain yang lebih ramah lingkungan. Karena itulah
dilakukan proses transesterifikasi secara enzimatik yang menghasilkan kemurnian yang tinggi dan kemudahannya dalam memisahkan produk samping, yaitu gliserol
[11, 26]. Proses transesterifikasi dianggap dapat meningkatkan efisiensi proses
Universitas Sumatera Utara
8 dan ekonomi dimana hasil dan konversi efisiensi katalis enzimatik dipengaruhi
oleh sejumlah faktor seperti sifat-sifat katalis enzim, jenis enzim dan teknik imobilisasi, pretreatment enzim, substrat dari biodiesel dan akseptor asil. Selain
itu, kondisi operasi katalisis enzimatik dan desain bioreaktor juga mempengaruhi proses enzimatis ini. Diharapkan kemampuan lipase untuk mengkatalisis alkil
ester dari bahan baku dengan asam lemak bebas yang tinggi akan menurunkan biaya dari proses enzimatik biodiesel [27].
Transesterifikasi dengan menggunakan katalis enzim dapat mengatasi masalah pembentukan sabun dan pemurnian multi-tahap produk akhir sehingga
menghasilkan kemurnian biodiesel lebih tinggi. Lipase adalah enzim yang banyak digunakan dalam proses transesterifikasi enzimatik. Berbagai lipase telah
digunakan untuk transesterifikasi trigliserida dengan alkohol rantai pendek menjadi alkil ester [30].
Mekanisme reaksi transesterifikasi dengan katalis enzim berlangsung dalam empat tahap [31]:
a Kompleks enzim-substrat terbentuk karena penambahan oksigen nukleofilik
pada gugus O-H yang terdapat pada enzim. b
Asam terkonjugasi dari gugus amina mentransfer proton ke alkil oksigen substrat dan pembentukan gliserol jika triasilgliserida adalah substrat,
diasilglserida akan terbentuk dengan gliserol dan seterusnya. c
Atom oksigen dari molekul alkohol ditambahkan ke atom karbon C = O asil enzim intermediet, sehingga kompleks enzim-alkohol terbentuk.
d Oksigen dari kompleks enzim dihilangkan dan proton ditransfer dari asam
terkonjugasi dari gugus amina, menghasilkan asam lemak metil ester.
Universitas Sumatera Utara
9 Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi Enzimatis [31]
Universitas Sumatera Utara
10 Reaksi kimia terlalu lambat untuk efektif dalam kondisi sistem yang normal
seperti lingkungan berair dengan pH netral dan suhu antara 20-40 °C. Sebagai perbandingan, enzim dapat mencapai hingga 10
7
kali lipat laju reaksi lebih cepat dari katalis yang dikembangkan oleh industri kimia. Sebagai katalis, enzim
mengubah tingkat di mana kesetimbangan termodinamika tercapai, tetapi tidak mengubah keseimbangan. Ini berarti bahwa enzim bekerja reversible [32]
2.3 Biokatalis
