Berdasarkan nomenklatur dari International Union of Biochemistry, enzim lipase berfungsi mengkatalisis trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak bebas.
Gambar 2.1. Reaksi hidrolisis trigliserida oleh enzim lipase
2.4.1. Sifat – Sifat Enzim Lipase
Tergantung dari asal dan substratnya, keaktifan optimum lipase sangat tergantung pada pH dan suhu. Enzim lipase pada pankreas misalnya mempunyai pH optimal
antara 8 dan 9, tetapi dapat menurun menjadi antara 6 – 7 bila substratnya berbeda. Keaktifan optimal enzim lipase tegantung juga dari senyawa pengemulsi yang
digunakan dan ada tidaknya garam dalam substrat. Enzim lipase yang berasal dari
susu mempunyai pH optimal sekitar 9.
Suhu optimum enzim lipase pada umumnya berkisar antara 30
o
– 40
o
C. Meskipun telah ditemukan adanya lipase yang masih aktif pada suhu -29
o
C, terutama pada ikan dan udang yang dibekukan.
2.4.2. Sumber – Sumber Enzim Lipase
Enzim lipase dapat diperoleh atau diisolasi dari pankreas, susu, serta bahan lain seperti misalnya dari biji – bijian, mikroba, dan kacang – kacangan seperti gandum, biji
kapas, dan jarak. Enzim lipase yang bersifat asam banyak terdapat dalam biji jarak kepyar Ricinus communis L.
Universitas Sumatera Utara
Kerusakan biji – bijian biasanya disebabkan beberapa hal di antaranya oleh enzim lipase; semakin tinggi kadar air semakin aktif enzim lipase yang ada
didalamnya. Sebagai contoh, enzim lipase pada biji gandum mempunyai keaktifan 5 kali pada kadar air 15 daripada pada kadar air 8,8 .
Enzim lipase dari biji Vernonia anthelmintica mempunyai daya aktif spesifik yang unik, yaitu pada posisi kedua atau tengah dari trigliserida.
Berbagai mikroba dapat memproduksi lipase misalnya Candida dan Torulopsis. Demikian juga kapang Rhizopus, Penicillium, Aspergillus, Pseudomonas,
Achromobakter, dan Staphylococcus Winarno, 1983.
2.4.3. Aktifitas Enzim Lipase
Keaktifan enzim dapat ditentukan secara kualitatif dengan reaksi kimia yaitu dengan substrat yang dapat dihidrolisis oleh enzim tersebut, dan secara kuantitatif ditentukan
dengan mengukur laju reaksi tersebut. Aktivitas enzim lipase mempunyai satuan unit U. Satu unit aktivitas enzim lipase setara dengan 1µ mol asam lemak bebas yang
dihasilkan dari hidrolisis substrat yang dikatalisis oleh enzim lipase tiap satuan menit Handayani, 2005.
Untuk menentukan aktivitas optimum pada kondisi optimum dari enzim lipase maka dilakukan pengukuran aktivitas enzimatik pada variasi suhu dan pH. Sehingga
akan diketahui berapa aktifitas lipase di setiap rentang suhu dan pH yang ditentukan.
Pada umumnya, semakin tinggi suhu, maka semakin naik laju reaksi kimia, baik yang dikatalisis oleh enzim. Tetapi perlu diingat bahwa enzim adalah protein,
jadi semakin tinggi suhu proses, maka inaktifasi enzim juga akan meningkat. Pengaruh suhu sangat kompleks, misalnya suhu yang terlalu tinggi dapat
mempercepat kerusakan enzim. Pada suhu terlalu rendah, laju reaksi akan kecil, sedangkan pada suhu terlalu besar maka laju inaktifasi enzim akan semakin cepat dan
menyebabkan reaksi praktis berhenti sama sekali. Oleh karena itu enzim mempunyai suhu yang optimal dimana laju reaksi akan berjalan cepat, sedangkan laju inaktifasi
Universitas Sumatera Utara
enzim akan berjalan begitu lambat sehingga laju inaktivasi enzim bisa diabaikan Ilistyawati, 1996.
Selain itu enzim mempunyai pH optimum yang khas, yaitu pH yang menyebabkan aktivitas enzim maksimal. pH optimum enzim tidak perlu sama dengan
pH lingkungan normalnya, dengan pH yang mungkin sedikit di atas atau dibawah pH optimum Lehninger, 1990.
2.5. Minyak Wijen Sebagai Substrat
Minyak wijen kurang lebih 0,3 – 0,5 persen sesameoline, fenol berikatan 1-4 yang dikenal sebagai sesamol, dan sesamin sekitar 0,5 – 0,1 persen. Sesamol
dihasilkan dari hidrolisa sesamoline dan merupakan suatu antioksidan. Minyak wijen juga mengandung asam – asam lemak yaitu oleat dan linoleat, palmitat dan stearat dan
jumlahnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 2.2. Komposisi asam lemak didalam minyak wijen
Asam lemak Rumus
Persen Asam lemak jenuh
1. Palmitat
2. Stearat
3. Arachidat
C
16
H
32
O
2
C
18
H
36
O
2
C
20
H
40
O
2
9,1 4,3
0,8 Asam lemak tak jenuh
1. Oleat
2. Linoleat
3. Linolenat
C
18
H
34
O
2
C
18
H
32
O
2
C
18
H
30
O
2
45,4 40,4
Minyak wijen bersifat larut dalam alkohol dan dapat bercampur dengan eter, chloroform, petroleum benzene dan CS
2
, tetapi tidak larut dalam eter.
Minyak wijen bersifat synergist terhadap phrethrum yang merupakan sifat khas dari minyak wijen. Minyak wijen mempunyai nilai putaran optik positif, jadi
Universitas Sumatera Utara
unsur non gliserida dalam minyak lebih positif putaran optiknya, dibandingkan dengan asam – asam lemak maupun gliserida.
Minyak wijen mempunyai nilai gizi yang baik karena kandungan proteinnya cukup tinggi yaitu sebesar 19,3 persen, juga mengandung asam lemak essensial yang
dibutuhkan oleh tubuh seperti oleat dan linoleat, sehingga wijen merupakan salah satu sumber nabati yang baik. Minyak wijen menghasilkan kalori yang tinggi yaitu sekitar
902 kalori100 gram Ketaren,1986.
2.6. Modifikasi Minyak dan Lemak yang di Katalisis Oleh Lipase
Secara tradisional, interesterifikasi kimia telah menjadi industri pertama yang sangat berarti dalam menghasilkan lemak dan minyak yang termodifikasi. Hal ini merupakan
reaksi yang secara teori memproduksi gugus asil dalam triasilgiserol TAG secara acak. Interesterifikasi kimia digunakan dalam industri shortening trans yang rendah,
margarin, dan meluas hingga mengubah bentuk penyusunnya, memodifikasi keadaan melebur dan meningkatkan stabilitas. Interesterifikasi kimia memiliki potensi untuk
mengubah nutrisi dari lemak dan minyak, terutama untuk menghasilkan proporsi dari asam lemak spesifik dalam posisi bagian belakang gliserol untuk mengubah
bioavailabilitynya. Interesterifikasi kimia bukan merupakan metode yang efektif untuk menghasilkan konsentrasi yang tinggi dari asam lemak rantai menengah
MCFA, struktur lipid yang diacak posisi spesifiknya atau asam lemak yang melekat secara selektif dalam metode ini. Interesterifikasi yang di katalisis oleh lipase adalah
hal yang paling besar untuk interesterifikasi kimia, ketika distribusi dari posisi spesifik diperlukan untuk posisi yang melekat dan asam lemak yang memiliki spesifitas oleh
lipase. Lipase mengkatalisis hidrolisis triasilgliserol, diasilgliserol, dan monoasilgliserol, dalam keadaan kelebihan air tetapi dibawah kondisi air yang
terbatas, reaksi sebaliknya, sintesis ester, dapat tercapai. Interesterifikasi yang dikatalisis lipase dan hidrolisis mengikuti reaksi yang Ping Pong Bi Bi untuk reaksi
multisubstrat.
Didalam istilah aplikasi lipase untuk modifikasi nutrisi dari lemak dan minyak, posisi dan asam lemak yang spesifik dari lipase tertentu yang digunakan. Lipase yang
Universitas Sumatera Utara
mana tidak memiliki kemampuan spesifik untuk memproduksi posisi yang sama yang didistribusi sebagai interesterifikasi kimia dengan biaya yang lebih besar dan
memakan waktu, membuat hal ini tidak cocok digunakan sebagai aplikasi. Posisi spesifik terhadap posisi 1 dan 3 dari triasilgliserol merupakan keadaan akhir dari
ketidakmampuan lipase untuk beraksi pada posisi sn-2 karena hambatan mencegah akses sterik dari asam lemak didalam posisi sn-2 ke sisi aktif. Asam lemak yang
spesifik, didalam istilah terhadap spesifitas keaduanya dan perbedaan asam lemak yang bekerja didalam perpindahan atau konsentrasi asam lemak ini. Posisi spesifik
asam lemak dari perbedaan lipase telah digunakan dalam reaksi katalisis oleh lipase, termasuk transesterifikasi, asidolisis, gliserolisis, dan digunakan untuk mengubah
kualitas nutrisi dari lemak dan minyak. Lipase juga digunakan dalam modifikasi lemak dan minyak untuk tujuan modifikasi secara fisik, untuk menggunakan substitusi
mentega dari coklat dan mengubah properti yang mencair.
Tabel 2.3. Asam lemak dan posisi spesifik dari lipase yang dipilih untuk digunakan didalam modifikasi nutrisi lemak dan minyak
Sumber lipase Spesifitas
Referensi Aspergillus niger
Aspergillus delemar Terhadap asam lemak rantai menengah
dan pendek Desnuelle 1972;
Stamatis et al.1993 Geotrichum candidum
Terhadap asam lemak rantai panjang dengan ikatan rangkap di cis-9
Macrae 1985
Aspergillus niger Mucor miehei
Rhizopus arrhizus Rhizopus delemar
Terhadap posisi sn-1 dan sn-3 Macrae 1983
Candida parapsilosis Terhadap posisi sn-2
Riaublanc et al.1993
2.6.1. Transesterifikasi
Transesterifikasi yang dikatalisis oleh lipase dikenal sebagai pergantiaan dari gugus asil diantara 2 ester, dinamakan dua triasilgliserol TAG, meskipun ini juga dapat
terjadi diantara etil atau metil ester dan TAG Gambar 2.2. Transesterifikasi tidak
Universitas Sumatera Utara
digunakan sebagai metode transfer asam lemak tidak jenuh dari minyak ikan menjadi minyak sayur untuk EPA Eicosapentaenoic acid dan DHA Docosahexaenoic acid
yang relatif memiliki konsentrasi rendah didalam minyak ikan yangmana terkadang tidak lebih dari 25. Ini menjadi hal yang paling sering digunakan untuk
menghasilkan struktur lipid melalui reaksi diantara sebuah rantai menengah triasilgliserol dan sebuah minyak sayur atau minyak ikan yang mengandung
konsentrasi tinggi dari asam lemak jenuh rantai panjang dan asam lemak tidak jenuh. Hal ini merupakan metode ideal yang tidak penting untuk produksi struktur lipid
karena adanya pengacakan asam lemak jenuh dan tidak jenuh menengah didalam semua tiga posisi dari triasilgliserol. Struktur lipid akan berisi asam lemak rantai
sedang dalam posisi sn-1 dan sn-3 untuk hidrolisis didalam dan absorpsi produksi energi, dan asam lemak jenuh berantai panjang dan asam lemak tidak jenuh dalam
posisi sn-2 untuk mengubah absorpsinya. Konsentrasi yang lebih tinggi dari struktur lipid lebih mudah diperoleh dengan menggunakan reaksi asidolisis.
Gambar 2.2. TAG diturunkan dari 1,3 reaksi transesterifikasi yang dikatalisis oleh lipase diantara sebuah TAG rantai menengah A atau metil ester B dan
TAG rantai panjang.
Universitas Sumatera Utara
2.6.2. Asidolisis
