Penentuan Waktu Reaksi Optimum Gliserolisis Minyak Inti Sawit Menggunakan Enzim Lipase Candida Rugosa Dalam Pelarut Tert-Butanol
Bahan Seminar Hasil
Departemen Kimia
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS
MINYAK INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE
Candida rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS
MINYAK INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE
Candida rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Sains
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
ALAM
: PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM
GLISEROLISIS MINYAK INTI SAWIT
MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida
rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
: SKRIPSI
: JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
: 090802045
: SARJANA (S1) KIMIA
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Agustus 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2
Dr. Ir. Donald Siahaan
Ka. Kelti PPKS
Pembimbing 1
Drs. Firman Sebayang, MS
NIP. 195607261985031001
Diketahui / Disetujui oleh,
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst., MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS MINYAK
INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida rugosa
DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2014
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji
syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi
dan skripsi ini. Banyak hal yang penulis telah dapatkan selama kuliah dan
penelitian ini sehingga menambah ilmu bagi penulis khususnya dari orang-orang
yang berada di sekitar kita.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarnya kepada orang tua
penulis Drs. Hans Henry Hastowo, M.A.
dan Nurintan Siregar yang telah
memberikan dukungan moril setiap waktu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku
Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Ir. Donald Siahaan selaku Dosen
Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan
pengarahan, pemikiran serta membagi wawasan terhadap skripsi ini.
Terima kasih juga ditujukan kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS
selaku Ketua Departemen dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris
Departemen yang turut memberikan pengarahan dan mengesahkan skripsi ini.
Ucapan terima kasih kepada teman-teman stambuk 2009, abang dan kakak senior
serta adik-adik dan juga asisten Laboratorium Biokimia MIPA yang terus
memberikan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari Bapak dan Ibu Dosen serta pembaca sekalian.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS MINYAK
INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida rugosa
DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
ABSTRAK
Gliserolisis menggunakan pelarut dibutuhkan agar minyak dan gliserol
bercampur, salah satunya adalah tert-butanol. Dengan diketahuinya perbandingan
minimal pelarut dengan minyak maka perlu diketahui juga waktu reaksi yang
diperlukan untuk menghasilkan produk monogliserida dan digliserida terbanyak.
Gliserolisis dilakukan selama 36 jam dengan variasi waktu setiap 4 jam
dengan menggunakan enzim lipase Candida rugosa . Setelah reaksi selesai, larutan
diekstraksi dengan dietil eter hingga terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas
mengandung mono- dan digliserida. Lapisan tersebut dihilangkan terlebih dahulu
pelarutnya lalu dianalisa dengan spektroskopi FT-IR untuk mengetahui
munculnya gugus -OH. Gliserolat lalu dianalisa dengan kromatografi gas.
Hasil analisa kromatografi gas menunjukkan campuran monoglisrida dan
digliserida paling banyak terbentuk pada waktu reaksi 4 jam dengan persentase
monogliserida adalah 47,11% sedangkan persentase digliserida adalah 28,64%.
Kata kunci: gliserolisis, enzim lipase Candida rugosa , monogliserida dan
digliserida
Universitas Sumatera Utara
Determination of Optimum Time Reaction for Palm Kernel Oil Glycerolysis
Using Candida rugosa Lipase Enzyme in Tert-Butanol
ABSTRACT
Glycerolysis using a solvent is needed to make oil and glycerol blend, one of them
is tert-butanol. With the minimum comparison for solvent and oil is already
known so we must have to know the reaction time needed to produce the most
monoglycerides and diglycerides.
Glycerolysis is performed for 36 hours with every 4 hours using lipase
enzyme of Candida rugosa . After the reaction completed, the mixture is extracted
using diethyl ether until separated to two layers, where the upper layer contains
mono- and diglycerides. We must first evaporate the solvent then analyze with
FT-IR spectroscopy to see the presence from –OH groups. The glycerolate then
will be analyzed by gas chromatography.
The result of gas chromatography analysis shows the mixture of
monoglycerides and diglycerides were most formed after 4 hours of reaction time
with the percentage of monoglycerides is 47,11% while the percentage of
diglycerides is 28,64%
Keywords: glycerolysis, lipase enzyme of Candida rugosa , monoglyceride and
diglyceride
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
BAB 1. Pendahuluan
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Pembatasan masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Penelitian
Metodologi Penelitian
1
3
3
4
4
4
4
BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1. Minyak Inti Sawit
2.2. Trigliserida
2.3. Monogliserida dan Digliserida
2.4. Gliserol
2.5. Pelarut
2.6. Katalis
2.7. Enzim
2.7.1. Enzim Lipase
2.7.2. Enzim lipase Candida rugosa
2.8. Gliserolisis
7
8
10
11
12
13
14
15
16
18
BAB 3. Bahan dan Metode Penelitian
3.1. Alat-alat
3.2. Bahan-bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Larutan Pereaksi
20
21
21
21
Universitas Sumatera Utara
3.3.2. Penentuan Kadar Air PKO
3.3.3. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas (%ALB) pada PKO
3.3.4. Gliserolisis minyak inti sawit
3.3.5. Analisa Gliserolat dengan Kromatografi Gas
3.4. Bagan penelitian
3.4.1. Penentuan Kadar Air PKO
3.4.2. Penentuan Kadar Asam Lemak bebas (%ALB) pada PKO
3.4.3. Gliserolisis Minyak Inti Sawit
3.4.4 Analisis Gliserolat dengan Kromatografi Gas
23
24
24
25
26
26
27
28
29
BAB 4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Hasil
4.2. Pembahasan
30
32
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
37
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
38
41
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit
Tabel 4.1. Hasil analisa FT-IR gugus –OH dari campuran monogliserida dan
digliserida.
Tabel 4.2. Hasil analisa kadar gliserolat dengan kromatografi gas
7
30
31
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur Trigliserida
Gambar 2.2. Struktur Gliserol
Gambar 4.1. Mekanisme reaksi gliserolisis enzimatis
Gambar 4.2 Mekanisme reaksi pembentukan ester
9
12
34
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil analisa kadar air dan kadar asam lemak bebas minyak inti
sawit
Lampiran 2. Gambar Proses Gliserolisis
Lampiran 3. Hasil Analisa FT-IR
Lampiran 4. Hasil Analisa GC
41
42
44
49
Universitas Sumatera Utara
Departemen Kimia
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS
MINYAK INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE
Candida rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS
MINYAK INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE
Candida rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Sains
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
ALAM
: PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM
GLISEROLISIS MINYAK INTI SAWIT
MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida
rugosa DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
: SKRIPSI
: JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
: 090802045
: SARJANA (S1) KIMIA
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Agustus 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2
Dr. Ir. Donald Siahaan
Ka. Kelti PPKS
Pembimbing 1
Drs. Firman Sebayang, MS
NIP. 195607261985031001
Diketahui / Disetujui oleh,
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst., MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS MINYAK
INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida rugosa
DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2014
JOHANNES VANNESSA CHRISTIANTO
090802045
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji
syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi
dan skripsi ini. Banyak hal yang penulis telah dapatkan selama kuliah dan
penelitian ini sehingga menambah ilmu bagi penulis khususnya dari orang-orang
yang berada di sekitar kita.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarnya kepada orang tua
penulis Drs. Hans Henry Hastowo, M.A.
dan Nurintan Siregar yang telah
memberikan dukungan moril setiap waktu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku
Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Ir. Donald Siahaan selaku Dosen
Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan
pengarahan, pemikiran serta membagi wawasan terhadap skripsi ini.
Terima kasih juga ditujukan kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS
selaku Ketua Departemen dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris
Departemen yang turut memberikan pengarahan dan mengesahkan skripsi ini.
Ucapan terima kasih kepada teman-teman stambuk 2009, abang dan kakak senior
serta adik-adik dan juga asisten Laboratorium Biokimia MIPA yang terus
memberikan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari Bapak dan Ibu Dosen serta pembaca sekalian.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PENENTUAN WAKTU REAKSI OPTIMUM GLISEROLISIS MINYAK
INTI SAWIT MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE Candida rugosa
DALAM PELARUT TERT-BUTANOL
ABSTRAK
Gliserolisis menggunakan pelarut dibutuhkan agar minyak dan gliserol
bercampur, salah satunya adalah tert-butanol. Dengan diketahuinya perbandingan
minimal pelarut dengan minyak maka perlu diketahui juga waktu reaksi yang
diperlukan untuk menghasilkan produk monogliserida dan digliserida terbanyak.
Gliserolisis dilakukan selama 36 jam dengan variasi waktu setiap 4 jam
dengan menggunakan enzim lipase Candida rugosa . Setelah reaksi selesai, larutan
diekstraksi dengan dietil eter hingga terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas
mengandung mono- dan digliserida. Lapisan tersebut dihilangkan terlebih dahulu
pelarutnya lalu dianalisa dengan spektroskopi FT-IR untuk mengetahui
munculnya gugus -OH. Gliserolat lalu dianalisa dengan kromatografi gas.
Hasil analisa kromatografi gas menunjukkan campuran monoglisrida dan
digliserida paling banyak terbentuk pada waktu reaksi 4 jam dengan persentase
monogliserida adalah 47,11% sedangkan persentase digliserida adalah 28,64%.
Kata kunci: gliserolisis, enzim lipase Candida rugosa , monogliserida dan
digliserida
Universitas Sumatera Utara
Determination of Optimum Time Reaction for Palm Kernel Oil Glycerolysis
Using Candida rugosa Lipase Enzyme in Tert-Butanol
ABSTRACT
Glycerolysis using a solvent is needed to make oil and glycerol blend, one of them
is tert-butanol. With the minimum comparison for solvent and oil is already
known so we must have to know the reaction time needed to produce the most
monoglycerides and diglycerides.
Glycerolysis is performed for 36 hours with every 4 hours using lipase
enzyme of Candida rugosa . After the reaction completed, the mixture is extracted
using diethyl ether until separated to two layers, where the upper layer contains
mono- and diglycerides. We must first evaporate the solvent then analyze with
FT-IR spectroscopy to see the presence from –OH groups. The glycerolate then
will be analyzed by gas chromatography.
The result of gas chromatography analysis shows the mixture of
monoglycerides and diglycerides were most formed after 4 hours of reaction time
with the percentage of monoglycerides is 47,11% while the percentage of
diglycerides is 28,64%
Keywords: glycerolysis, lipase enzyme of Candida rugosa , monoglyceride and
diglyceride
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
BAB 1. Pendahuluan
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Pembatasan masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Penelitian
Metodologi Penelitian
1
3
3
4
4
4
4
BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1. Minyak Inti Sawit
2.2. Trigliserida
2.3. Monogliserida dan Digliserida
2.4. Gliserol
2.5. Pelarut
2.6. Katalis
2.7. Enzim
2.7.1. Enzim Lipase
2.7.2. Enzim lipase Candida rugosa
2.8. Gliserolisis
7
8
10
11
12
13
14
15
16
18
BAB 3. Bahan dan Metode Penelitian
3.1. Alat-alat
3.2. Bahan-bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Larutan Pereaksi
20
21
21
21
Universitas Sumatera Utara
3.3.2. Penentuan Kadar Air PKO
3.3.3. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas (%ALB) pada PKO
3.3.4. Gliserolisis minyak inti sawit
3.3.5. Analisa Gliserolat dengan Kromatografi Gas
3.4. Bagan penelitian
3.4.1. Penentuan Kadar Air PKO
3.4.2. Penentuan Kadar Asam Lemak bebas (%ALB) pada PKO
3.4.3. Gliserolisis Minyak Inti Sawit
3.4.4 Analisis Gliserolat dengan Kromatografi Gas
23
24
24
25
26
26
27
28
29
BAB 4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Hasil
4.2. Pembahasan
30
32
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
37
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
38
41
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit
Tabel 4.1. Hasil analisa FT-IR gugus –OH dari campuran monogliserida dan
digliserida.
Tabel 4.2. Hasil analisa kadar gliserolat dengan kromatografi gas
7
30
31
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur Trigliserida
Gambar 2.2. Struktur Gliserol
Gambar 4.1. Mekanisme reaksi gliserolisis enzimatis
Gambar 4.2 Mekanisme reaksi pembentukan ester
9
12
34
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil analisa kadar air dan kadar asam lemak bebas minyak inti
sawit
Lampiran 2. Gambar Proses Gliserolisis
Lampiran 3. Hasil Analisa FT-IR
Lampiran 4. Hasil Analisa GC
41
42
44
49
Universitas Sumatera Utara