10 adanya hidrofobisitas antarmuka. Peningkatan luas antarmuka akan meningkatkan
jumlah enzim yang teradsorbsi, sehingga dapat meningkatkan aktivitas enzim dalam lipid atau sistem air heterogen. Adsorpsi enzim ke antarmuka mengawali
serangkaian proses sebelum katalisis lengkap tercapai dan mengarah ke aktivasi dan pengikatan substrat yang diikuti oleh katalisis. Penumpukan produk reaksi
pada antarmuka akan mengurangi tegangan permukaan, yang berkaitan dengan energi permukaan yang tinggi. Hal ini tidak dikehendaki karena menyebabkan
terjadinya dampak denaturasi pada molekul enzim [29]. Secara sederhana, mekanisme kerja enzim dapat dilihat pada gambar di
bawah ini [30].
Gambar 2.2 Mekanisme Kerja Enzim
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa mekanisme kerja enzim diawali dengan pengontakkan antara substrat dengan sisi aktif enzim yang kemudian akan
membentuk sebuah kompleks enzim-substrat dimana substrat akan diubah menjadi produk yang kemudian akan dilepaskan dan enzim diperoleh kembali
seperti semula untuk selanjutnya bereaksi kembali dengan substrat [30].
2.4 NOVOZYM
®
435
Salah satu jenis enzim lipase terimmobilisasi yang telah banyak digunakan dalam produksi biodiesel yaitu Novozym
®
435. Novozym
®
435 dapat digunakan untuk mengkatalisasi transesterifikasi dan reaksi hidrolisis untuk produksi
biodiesel. Novozym
®
435 memiliki struktur berpori dan lebih sensitif terhadap perubahan rasio mol serta dapat mencapai konversi yang tinggi dengan rasio mol,
temperatur dan jumlah katalis yang lebih rendah [31].
Universitas Sumatera Utara
11 Sifat-sifat dari Novozym
®
435 dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut. Tabel 2.3 Sifat Biokatalis Novozym
®
435 [31] Sifat katalis
Candida antartica lipase B CALB bergerak di resin akrilik
Sifat fisik Berbentuk manik-manik bulat berwarna
putih Distribusi ukuran partikel :
d
10
µm 252
d
50
µm 472
d
90
µm 687
Luas permukaan BET m
2
g 81,6
Volume pori total cm
3
g 0,45
Diameter pori rata-rata nm 17,7
Densitas gcm
3
1,19 Porositas
0,349 Kapasitas asam mmolg
0,436
2.5 SOLVENT
Transesterifikasi dapat dilakukan baik menggunakan pelarut organik atau dalam media bebas pelarut. Contoh pelarut organik non-polar yang sangat baik
untuk minyak yaitu heksana [24]. Tujuan penggunaan pelarut organik untuk transesterifikasi yaitu untuk memastikan campuran reaksi bersifat homogen,
mengurangi viskositas campuran reaksi sehingga meningkatkan laju difusi dan dapat mengurangi masalah perpindahan massa di sekitar enzim [12], untuk
meningkatkan stabilisasi enzim sehingga memungkinkan untuk digunakan berulang kali [32], dan juga meningkatkan kelarutan alkohol dan sehingga dapat
mengurangi efek inaktivasi alkohol dan gliserol pada aktivitas lipase [33]. Namun, pelarut organik bersifat volatil dan menghasilkan limbah beracun sehingga
berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan [34]. Room temperature ionic liquids RILs dianggap sebagai alternatif yang
ramah lingkungan pengganti pelarut organik yang dianggap berbahaya. ILs merupakan garam yang tidak mudah menguap, tekanan uapnya dapat diabaikan
dimana tekanan uapnya bisa sangat kecil 1 Pa bahkan pada suhu yang relatif tinggi 200 sampai 300 ºC, mempunyai polaritas tinggi, dapat menghantarkan
listrik karena terdiri dari anion dan kation, tidak mudah terbakar serta stabil secara termal dan kimia [35
–36]. ILs memiliki sifat hidrofobik, terdiri dari anion kosmotropik dan kation kaotropik yang biasanya dapat meningkatkan aktivitas
Universitas Sumatera Utara
12 dan stabilitas enzim [37]. Selain itu, ILs memiliki potensi untuk didaur ulang dan
digunakan kembali serta mampu menyediakan media reaksi yang bersih dengan limbah yang minimum [38].
Secara keseluruhan, metode untuk menstabilkan dan mengaktifkan enzim dalam ILs dibagi menjadi dua kategori umum, yaitu modifikasi enzim, dan
modifikasi lingkungan pelarut. Kategori pertama termasuk imobilisasi enzim dan sebagainya dimana bertujuan agar enzim lebih toleran terhadap faktor penyebab
denaturasi ILs. Kategori kedua meliputi penggunaan aditif di ILs dan sebagainya dimana bertujuan untuk meminimalkan sifat denaturasi dari beberapa
ILs [39]. Pelarut eutektik berbasis kolin dapat digunakan sebagai media persiapan
enzimatik biodiesel [8]. Pelarut eutektik berbasis kolin termasuk dalam deep eutectic solvents DES yang merupakan ionic liquid tingkat lanjut. DES adalah
campuran garam seperti ChCl dan pemberi ikatan hidrogen bermuatan seperti urea, asam oksalat, atau gliserol. Misalnya, campuran ChCl dan urea dalam rasio
molar 1 : 2 yang diencerkan untuk membentuk DES. Ionic liquid berbasis ChCl digunakan sebagai pelarut dalam reaksi transesterifikasi enzimatik karena
memiliki keunggulan dibandingkan dengan pelarut organik biasa yang larut dalam air dan pelarut polar organik, yaitu tidak menonaktifkan enzim, lebih ramah
lingkungan dari pelarut organik karena merupakan senyawa nonvolatil, dan dapat dibuat dari komponen tidak beracun, harganya lebih murah dan biayanya sama
dengan pelarut organik karena tidak memerlukan pemurnian [11]. Stabilisasi enzim di dalam ionic liquids solvent ILs adalah salah satu kunci
untuk pengembangan proses biokatalitik, aplikasi lingkungan, atau biomedis untuk industri yang lebih efisien. Penggunaan enzim dalam ILs menyajikan
keuntungan yang berbeda ketika dibandingkan dengan pelarut organik konvensional . Di sisi lain, dalam beberapa kasus aplikasi enzim dapat dibatasi
oleh kelarutan yang rendah, kegiatan atau stabilitas di ILs. Peningkatan fungsi enzim sangat penting untuk aplikasi skala besar untuk menguntungkan secara
ekonomis. Metode untuk menstabilkan dan mengaktifkan enzim dalam ILs dapat dibagi menjadi dua strategi yang berbeda yaitu dengan cara modifikasi enzim dan
modifikasi pelarut. Modifikasi enzim termasuk liofilisasi untuk mengubah
Universitas Sumatera Utara
13 morfologi enzim padat, modifikasi kimia untuk penambahan fungsi kimia ke
dalam biomolekul enzim dan immobilisasi dalam media yang cocok. Selain itu, memahami faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim dan stabilitas di
media ILs juga sangat penting. Telah dilaporkan bahwa reaksi enzim dalam ILs dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti aktivitas air, pH, bahan pembantu
dan kotoran. Beberapa karakteristik ILs juga berkaitan dengan aktivitas dan stabilitas enzim. Yang paling penting yaitu polaritas, kapasitas ikatan hidrogen,
viskositas dan hidrofobik dimana jenis dan kekuatan interaksi ILs dengan molekul enzim pasti akan mempengaruhi struktur 3D mereka. Pengaruh tersebut dapat
mengakibatkan atau tidak perubahan aktivitas enzim [40].
Gambar 2.3 Stabilitas Enzim dalam Cairan Ionik [41]
2.6 POTENSI EKONOMI BIODIESEL DARI RBDPO
