BIOREAKTORAsyari Fauzan (1106069260)

Desna Qurratul Aini (110606xxxx)

Yoksandi (110606xxxx)

TUJUAN PERCOBAAN• Melakukan Rekayasa Enzimatik menggunakan bioreaktor• Mengamati perilaku reaksi pembentukan produk dalam bioreaktor

PRINSIP KERJAMenghitung dan menganalisis kandungan asam lemak dan derajat hidrolisis minyak dengan proses reaksi hidrolisis amenggunakan enzim lipase

DASAR TEORIBioreaktorBiokatalisHidrolisis Minyak

BIOREAKTOR

Bioreaktor wadah tempat terjadinya reaksi biologis

Terbagi 3: batch, fed-batch, dan continuous Bioreaktor lebih toleran terhadap organisme

dibanding reaktor biasa Memiliki sifat selektif dalam menghasilkan

suatu produk

BIOKATALIS

Katalis zat yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi

Biokatalis katalis yang berasal dari organisme

Bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi

Memiliki rentang kerja optimal yang relatif kecil

HIDORLISIS MINYAK

Penyusun utama minyak: trigliserida

Trigliserida dapat dipecah menggunakan enzim lipase

HIDORLISIS MINYAK

Reaksi penguraian trigliserida

DATA PENGAMATAN

Dari percobaan ini, ingin diperoleh data volume KOH yang diperlukan untuk mentitrasi sampel minyak goreng yang dihidrolisis oleh enzim lipase.

Time (min) Volume KOH (ml)

0 0,6

10 0,9

20 1,2

40 1,5

60 1,8

PENGOLAHAN DATA

• Pembuatan Larutan Buffer pH 7.0 [0.05M]• m KH2PO4 : 0.3409 gram• m K2HPO4 : 0.4360 gram• v aquades : 50 ml

• Pembuatan Larutan Enzim Lipase• m Candida rugosa : 25,03 mg• V Buffer : 25 mlKonsentrasi Larutan Enzim = m/V = 25.03mg/25mlKonsentrasi Larutan Enzim = 1 g/l

PERHITUNGAN KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS

Perhitungan kandungan asam lemak bebas didapatkan dengan terlebih dahulu mengetahui jumlah mol KOH, dimana jumlah mol KOH diketahui dari volume KOH yang digunakan dalam titrasi melalui persamaan berikut:

mmol KOH = M KOH x V KOH

mmol KOH~mmol FFA Dimana:

M KOH = Molaritas KOH (mmol/mL)V KOH = Volume titrasi KOH (mL)

Time (min) Volume KOH (ml) CFFA0 0,6 0,008410 0,9 0,012620 1,2 0,016840 1,5 0,02160 1,8 0,0252

0 10 20 30 40 50 60 700

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

f(x) = 0.000271551724137931 x + 0.0097396551724138

Grafik CFFA

Persamaan yang telah diturunkan tersebut, dapat dianalogikan sebagai persamaan garis y=mx+c

tkFFAFFA

FFA

FFA

FFA

FFA

FFAFFA

TGFFA

FFATG

k

eCC

tkC

C

dtkC

dC

Ckdt

dC

Ckdt

dC

CC

FFATG

O

O

O

1

1

3

1

1

1

1

3ln

3

3

3

Time Volume KOH (ml) Ln (CFFA/CFFA0)0 0,6 010 0,9 0,40546520 1,2 0,69314740 1,5 0,91629160 1,8 1,098612

0 10 20 40 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

f(x) = 0.230256 x − 0.0275160000000002

Ln (CFFA/CFFA0)

Dari grafik diatas, didapatkan persamaan sebagai berikut

y = 0.23x – 0,027Didapatkan nilai m = 0.27, maka

0.23 = 3k1

k1 = 0.23 / 3 = 0.0767

PERHITUNGAN DERAJAT HIDROLISIS

%100% xC

CCrolisisDerajatHid

O

tO

FFA

FFAFFA

dimana,CFFAO = Konsentrasi asam lemak sebelum hidrolisisCFFAt = Konsentrasi asam lemak setelah hidrolisis

Time (min) CFFA Derajat Hidrolisis0 0,0144 010 0,0216 5020 0,0288 10040 0,036 15060 0,0432 200

0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 3.23275862068966 x + 15.948275862069

% Derajat Hidrolisis

Pada bagian ini, %Derajat Hidrolisis yang akan dihitung adalah pada waktu t=45 menit dan t=180 menit. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan garis berikut.

y = 3.23x + 15,94

t = 45 menit

y = 3.23x +15,94

y = (3.23x45) +15,94

y = 161,29

t = 180 menit

y = 3.23x +15,94

y = 3.23x180 +15.94

y = 597.34

ANALISIS PERCOBAAN

Praktikum ini memiliki 2 tujuan : Melakukan rekayasa reaksi enzimatis Mengamati pembentukan produk dari reaksi

tersebut dalam sebuah bioreaktor. Reaksi yang dilakukan adalah reaksi hidrolisis

asam lemak oleh enzim Candida rugosa lipase.

Bahan utama yang kami gunakan adalah minyak goreng sebagai asam lemak yang akan dihidrolisis.

PEMBUATAN LARUTAN BUFFER

Larutan buffer ini dibuat dengan mencampurkan 0.3402 gram KH2PO4 dan 0.4355 gram K2HPO4.

Larutan buffer ini digunakan sebagai penstabil pH dari larutan enzim.

Enzim tidak akan bekerja apabila pH spesifiknya berubah.

Enzim yang kami gunakan ini memiliki pH 7. Oleh sebab itu, larutan buffer ini kami gunakan untuk menjaga pH enzim supaya tidak berubah.

PEMBUATAN LARUTAN ENZIM LIPASE

Larutan enzim ini dibuat dengan mencampurkan enzim lipase dengan larutan fosfat buffer. Larutan enzim ini digunakan sebagai katalis yang akan menghidrolisis asam lemak pada minyak goreng. Larutan ini dicampurkan dengan larutan buffer supaya pH dari enzim tersebut dapat stabil ketika reaksi berlangsung.

HIDROLISIS MINYAK DENGAN ENZIM CANDIDA RUGOSA

LIPASE DALAM BIOREAKTOR

Hidrolisis ini dilakukan mencampurkan minyak sebanyak 100 ml dengan larutan enzim sebanyak 25 ml.

Sebelumnya,kami melakukan pemanasan minyak 100 ml tersebut untuk membuat suhu minyak menjadi 37 0C. Suhu minyak dinaikan menjadi 37 0C supaya dapat mudah dilakukan proses reaksi hidrolisis oleh enzim lipase Candida rugosa.

Enzim tersebut memilki suhu spesifik sehingga minyak goreng harus dipanaskan untuk menyesuaikan suhu spesifik enzim.

Selain itu, pada saat proses pencampuran yang dilakukan, kami menuang larutan enzim telebih dahulu baru kemudian minyak goreng tersebut. Hal ini kami lakukan supaya ketika pengambilan minyak hasil hidrolisis, enzim lipase tidak ikut terambil karena posisinya di dasar permukaan.

ANALISIS KANDUNGAN ASAM LEMAK BEBAS DAN

MENGHITUNG DERAJAT HIDROLISIS

Analisis ini dilakukan dengan cara mentitrasi minyak goreng hasil reaksi hidrolisis tersebut dengan menggunakan KOH 0,1N. Titrasi ini juga dilakukan dengan PP 1% sebanyak 3 tetes dan 50 ml etanol. PP digunakan sebagai indikator untuk mengetahui perubahan warna yang menandakan bahwa proses titrasi sudah selesai. Etanol digunakan sebagai pengencer minyak goreng. Minyak goreng tersebut diencerkan dengan etanol supaya memudahkan proses titrasi. Langkah pertama yang dilakukan adalah melakukan titrasi minyak goreng yang belum direaksikan. Titrasi ini dilakukan untuk mengetahui kadar asam lemak bebas pada minyak goreng sebelum terjadinya reaksi hidrolisis enzimatis. Selanjutnya, kami melakukan titrasi minyak goreng yang sudah direaksikan dengan enzim lipase setelah 10 menit,20 menit, 40 menit, dan 60 menit waktu reaksi.  

ANALISIS PEMBUATAN DAN STANDARDISASI KOH 0,1 N

Pembuatan dan standardisai ini dilakukan untuk membuat normalitas larutan KOH sesuai dengan yang diinginkan yakni 0,1 N. Larutan KOH ini digunakan sebagai penitrasi asam lemak bebas sehingga dibutuhkan normalitas yang tetap untuk memudahkan proses titrasi.

ANALISIS HASIL

Semakin lama reaksi enzimatis berlangsung, jumlah asam lemak bebas yang terbentuk akan semakin banyak konsentrasi juga akan meningkat

RCOOH + KOH RCOOK + H2O Perbandingan antara asam lemak dan KOH

sama dengan 1:1 sehingga mmolKOH~mmolFFA

Semakin banyak asam lemak yang terbentuk, maka akan semakin banyak KOH yang diperlukan untuk mentitrasi RCOOH

ANALISIS HASIL

Pada waktu 0, sudah terdapat asam lemak yang terbentuk disebabkan karena penyimpanan yang lama serta dalam keadaan yang tidak tertutup sehingga terjadi reaksi oksidasi (pada gugus aslinya) dan hidrolisis (oleh oksigen ataupun bakteri)

Laju pembentukan produk tidak sesuai karena seharusnya semakin menurun ada hal yang menyimpang

Suhu dan pH reaksi terjaga dengan water bath serta danya buffer

ANALASIS KESALAHAN Katup buret yang bocor, sehingga pengukuran volume

larutan penitrasi menjadi kurang tepat. Hal ini membuat praktikan agak kesulitan dalam mengontrol tetesan penitrasi. Sehingga oleh sebab itu ada kecerenderungan dari praktikan melakukan kesalahan dalam menentukan titik akhir titrasi.

Ada kemungkinan bahwa tak sengaja Larutan buffer terambil oleh praktikan pada saat pengambilan sampel. Apabila larutan ini terbawa hingga penitrasian, maka pH larutan yang dititrasi akan sulit berubah. Karena, larutan Buffer ini mampu menyeimbangkan pH kembali apabila terjadi perubahan pH. Hal ini sangat mempengaruhi pada saat pengukuran titik akhir titrasi.

Juga adsa kemungkinan bahwa peralatan yang digunakan kurang steril. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja enzim yang bekerja secara spesifik sehingga juga mempengaruhi kandungan fatty acid yang dihasilkan dari minyak tersebut oleh enzim tersebut.

KESIMPULAN

Bioreaktor dapat digunakan untuk melakukan reaksi enzimatis dimana dihasilkan produk dari suatu substrat dengan bantuan enzim

Minyak goreng terurai menjadi asam lemak bebas dengan bantuan enzim lipase.

Konstanta laju reaksi untuk penguraian minyak goreng adalah 0,09 h-1

Semakin lama reaksi terjadi semakin banyak minyak goreng yang terhidrolisis menjadi asam lemak

JAWABAN PERTANYAAN

0 10 20 30 40 50 60 700

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

f(x) = 0.00046551724137931 x + 0.0166965517241379

Grafik CFFA

JAWABAN PERTANYAAN

0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 3.23275862068966 x + 15.948275862069

% Derajat Hidrolisis

tkFFAFFA

FFA

FFA

FFA

FFA

FFAFFA

TGFFA

FFATG

k

eCC

tkC

C

dtkC

dC

Ckdt

dC

Ckdt

dC

CC

FFATG

O

O

O

1

1

3

1

1

1

1

3ln

3

3

3

tkC

C

OFFA

FFA13ln

JAWABAN PERTANYAAN

t = 45 menit

y = 3.23x +15,94

y = (3.23x45) +15,94

y = 161,29

t = 180 menit

y = 3.23x +15,94

y = 3.23x180 +15.94

y = 597.34