Upload
gamal-al-isra
View
40
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
vf
Citation preview
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Jarak Kepyar (Ricinus communis L)
Menurut taksonomi tumbuh- tumbuhan, tanaman jarak kepyar (Ricinus communis L)
diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Sub Kelas : Rosidae
Ordo : Euphorbiales
Famili : Euphorbiaceae
Genus : Ricinus
Spesies : Ricinus communis L
Nama Umum Dagang : Jarak Kepyar
(http://www.pdf-finder.com/Komoditi Tanaman Jarak Kepyar.html).
Tanaman jarak kepyar merupakan tanaman tahunan yang hidup di daerah
tropik maupun subtropik, dan dapat tumbuh pada ketinggian 0 – 800 meter di atas
permukaan laut.
Penanaman jarak kepyar dilakukan dengan cara memasukkan 2-3 biji pada
setiap lubang sedalam kira – kira 3 cm pada tanah yang telah di gemburkan dan
diratakan. Waktu tanam perlu disesuaikan dengan keadaan iklim setempat serta jenis
jarak yang akan ditanam. Sebaiknya penanaman dilakukan pada akhir musim hujan,
untuk menjaga supaya pada saat pembungaan tidak terkena hujan yang dapat
mengakibatkan gugurnya bunga. Untuk mempercepat perkembangan dan
Universitas Sumatera Utara
pertumbuhan biji secara serentak, sebelum ditanam biji direndam selama 24 jam.
Pemeliharaan tanaman berumur kurang lebih 3 minggu.
Panen jarak kepyar dimulai pada saat buah jarak kepyar sudah mulai tua, yang
ditandai dengan kulit buah yang mulai kering. Waktu panen harus tepat sebab
keterlambatan akan mengakibatkan pecahnya kulit biji dan biji akan terlempar keluar.
Buah yang masih berkulit kemudian dijemur selama 3 hari dan kulit buah akan
pecah dengan sendirinya. Biji – biji yang diperoleh dijemur kembali sampai kering
kemudian disimpan. Setiap hektar tanaman jarak kepyar dapat menghasilkan 6 – 8
kwintal biji kering, dan tanaman jarak kepyar umumnya produktif sampai umur 6 – 9
bulan.
2.1.1. Komposisi Kimia Biji Jarak Kepyar
Biji jarak kepyar terdiri dari 75 % kernel ( daging biji ) dan 25 % kulit dengan
komposisi sebagai berikut:
Tabel 2.1. Komposisi biji jarak kepyar
(Ketaren, 1986).
2.2. Perkecambahan Biji
Definisi perkecambahan atau germinasi secara teknis adalah permulaan munculnya
pertumbuhan aktif yang menghasilkan pecahnya kulit biji dan munculnya semai.
Komponen Jumlah
Minyak 54
Karbohidrat 13
Serat 12,5
Abu 2,5
Protein 18
Universitas Sumatera Utara
Perkecambahan meliputi peristiwa-peristiwa fisiologis dan morfologis berikut:
imbibisi dan absorbsi air, hidrasi jaringan, absorbsi oksigen, pengaktifan enzim,
transfor molekul yang terhidrolisis ke sumbu embrio, peningkatan respirasi dan
asimilasi, inisiasi pembelahan dan pembesaran sel serta munculnya embrio.
Ontogeni perkecambahan meliputi dua fase metabolik yang berbeda, yaitu :
hidrolisis secara enzimatik terhadap cadangan makanan yang disimpan dan disintesis
jaringan baru dari senyawa yang dihidrolisis (yaitu dari gula, asam amino, asam
lemak, dan mineral yang dibebaskan) (Gardner, 1991).
Menurut J. Derek Bewley dan Michael Black, serta G.Ray Noggle dan George
J.Fritz, ternyata didalam bijian berkecambah terdapat beberapa enzim antara lain; α-
amilase, lipase, peptida hidrolase, amilolitik, protease, isositrat liase, β-manase, α-
galaktosidase, aminoliase, dan nitrat reduktase.
Perkecambahan suatu biji yang telah mengalami kematangan baru akan
berlangsung setelah masa dormasi terlewati, yaitu suatu keadaan pertumbuhan yang
tertunda atau istirahat, merupakan kondisi yang berlangsung selama suatu periode
yang tidak terbatas walaupun berada dalam keadaan yang menguntungkan untuk
perkecambahan. Perkecambahan tidak terlepas pula dari faktor – faktor lingkungan.
Syarat – syarat lingkungan perkecambahan :
a. Air
Imbibisi air merupakan awal proses perkecambahan. Biji yang hidup dan mati,
keduanya melakukan imbibisi air dan membengkak. Banyaknya imbibisi air
tergantung pada komposisi kimia biji. Protein, getah dan pektin lebih bersifat
koloid dan hidrofilik serta lebih banyak mengalami imbibisi air daripada zat
tepung. Kandungan air yang kurang dari batas optimum biasanya menghasilkan
imbibisi sebagian dan memperlambat atau menahan perkecambahan.
b. Temperatur
Proses perkecambahan juga meliputi sejumlah proses katabolisme dan anabolisme
yang dikendalikan enzim, karenanya sangat responsif terhadap temperatur.
Universitas Sumatera Utara
Temperatur kardinal (maksimum, optimum dan minimum) untuk perkecambahan
pada kebanyakan biji tanaman pada dasarnya merupakan temperatur kardinal untuk
pertumbuhan vegetatif yang normal. Temperatur optimim adalah temperatur yang
menberikan persentase perkecambahan yang paling tinggi dalam periode waktu
yang paling pendek.
c. Cahaya
Biji membutuhkan cahaya untuk perkecambahan. Dalam hal ini cahaya merupakan
faktor pemasak lanjut, suatu mekanisme pemicu dalam mematahkan macam
dormansi tertentu. Kuantitas (tingkat energi), kualitas (warna atau panjang
gelombang) dan lamanya penyinaran (fotoperiode) dalam daur harian atau
musiman mempunyai pengaruh yang nyata terhadap perkecambahan.
d. Gas
Perkecambahan memerlukan tingkat oksigen yang tinggi kecuali bila repirasi yang
berhubungan dengan hal ini terjadi karena fermentasi. Kebanyakan spesies
memberikan respon yang baik terhadap komposisi udara normal; 20% O2, 0,03%
CO2 dan 80% N. Penurunan kandungan oksigen dibawah 20% biasanya
menurunkan kegiatan perkecambahan. Perkecambahan biji pada kebanyakan
spesies berlangsung baik pada kandungan O2 udara atau konsentrasi O2 udara yang
lebih tinggi.
e. Senyawa kimia eksogen
Sejumlah senyawa kimia dalam medium dapat menggalakkan perkecambahan.
Senyawa kimia dapat dianggap sebagai perangsang dan bukanlah persyaratan
perkecambahan. Senyawa kimia tertentu seperti gibrelin, Kalium Nitrat (KNO3),
Tiourea atau CS(NH2)2, dapat mempertinggi atau menggantikan persyaratan
pencahayaan atau persyaratan suhu dingin untuk masak lanjutan (Bonner, 1976).
2.3. Enzim
Kata enzim berasal dari “en-zyme” yang berarti dalam ragi (yeast), mulai dipakai
sejak 1877. Sebelumnya telah dikenal diastase (A.Payen dan J.Persoz,1833), pepsin
Universitas Sumatera Utara
(T.Schwan,1836), emulsion (J.V.Liebig dan F.Wohler,1837), masing – masing adalah
senyawa organik yang dapat menghidrolisis pati, protein dan glikosida.
Enzim adalah suatu biokatalisator yang dapat bertindak menguraikan molekul
yang rantainya panjang menjadi lebih sederhana, serta dapat juga membantu
mekanisme reaksi yang mana tergantung pada enzimnya. Walaupun enzim ikut serta
dalam reaksi dan mengalami perubahan fisik selama reaksi, enzim akan kembali
kepada keadaan semula bila reaksi telah selesai.
Enzim mempunyai tenaga katalitik yang luar biasa dan biasanya jauh lebih
besar dari katalisator sintetik. Spesifitas enzim sangat tinggi terhadap substratnya.
Enzim mempercepat reaksi kimia secara spesifik tanpa pembentukan produk samping.
Enzim merupakan unit fungsional untuk metabolisme dalam sel, bekerja menurut
urutan yang teratur. Sistem enzim terkoordinasi dengan baik menghasilkan suatu
hubungan yang harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolik yang berbeda.
Kebanyakan enzim diberi nama dengan penambahan akhiran –ase pada kata
yang menunjukkan senyawa asal yang diubah oleh enzim atau pada nama jenis reaksi
kimia yang dikatalisis enzim.
2.3.1. Sifat – Sifat Enzim
1. Spesifitas
Aktivitas enzim sangat spesifik. Pada umumnya enzim tertentu hanya dapat
mengkatalisis satu reaksi. Sebagai contoh, laktase menghidrolisis gula laktosa
tetapi tidak berpengaruh terhadap disakarida yang lain. Hanya molekul laktosa
saja yang akan sesuai dalam sisi aktif molekul.
2. Pengaruh suhu
Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu optimalnya adalah antara
35oC dan 40oC, yaitu suhu tubuh. Pada suhu diatas dan dibawah optimalnya,
aktivitas enzim berkurang.
Universitas Sumatera Utara
3. Pengaruh pH
Masing – masing reaksi yang dikatalisis oleh enzim paling cepat terjadi pada pH
yang tertentu. Untuk kebanyakan enzim pH optimal adalah sekitar pH 7 (netral)
dan jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami
inaktivasi.
4. Ko-enzim dan aktivator
Enzim sering kali memerlukan bantuan substansi lain agar berfungsi secara
efektif. Ko-enzim adalah substansi bukan protein yang mengaktifkan enzim
(Gaman, 1992).
2.3.2. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim
1. Suhu enzim
Enzim tidak aktif pada suhu kurang dari pada 0oC. Aktivitas enzim meningkat dua
kali lipat bagi setiap kenaikan suhu 10oC. Aktivitas enzim paling optimum pada
suhu 37oC.
2. Nilai pH
Setiap enzim paling bagus pada nilai pH tertentu yang disebut sebagai pH
optimum. pH optimum bagi kebanyakan enzim adalah pH 7. Terdapat beberapa
pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut bereaksi paling bagus pada pH
2, sementara enzim tripsin di dalam usus kecil bereaksi paling bagus pada pH 8.
3. Kepekatan substrat
Apabila kepekatan substrat bertambah, maka molekul enzim dapat bereaksi dengan
molekul substrat. Sedangkan apabila kepekatan substrat rendah, bilangan molekul
enzim melebihi bilangan molekul substrat. Oleh karena itu, hanya sejumlah kecil
molekul enzim yang bereaksi dengan molekul substrat.
4. Kepekatan enzim
Apabila kepekatan enzim bertambah, maka molekul substrat dapat bereaksi dengan
molekul enzim hingga ke satu kadar maksimum. Sedangkan pada kepekatan enzim
Universitas Sumatera Utara
rendah, bilangan molekul substrat melebihi bilangan molekul enzim. Oleh karena
itu, hanya sejumlah kecil molekul substrat bereaksi dengan molekul enzim
(http:/ms.wikipedia.org/wiki/Enzim).
Semua enzim yang dikenal dapat mengkatalisis reaksi hidrolisis ikatan kovalen
dikenal dengan akhiran –ase pada nama substansi atau substrat yang dihidrolisisnya.
Jadi, lipase menghidrolisis lemak atau lipid, amilase menghidrolisis pati atau amilum,
dan protease menghidrolisis protein.
2.3.3. Klasifikasi Enzim
Pada tahun 1956, The International Union of Biochemistry membentuk suatu panitia
untuk menyusun konsep dan mengusulkan klasifikasi dan nomenklatur enzim. Baru
tahun 1961 usul tersebut diterima secara resmi.
Prinsip penamaan tersebut ternyata berdasarkan tipe reaksi yang dikatalisis dan
enzim yang dibagi menjadi enam kelompok utama, yaitu :
1. Oksidoreduktase
Enzim oksidoreduktase adalah enzim yang dapat mengkatalisis reaksi oksidasi atau
reduksi suatu bahan. Dalam golongan ini terdapat 2 jenis enzim yang paling utama
yaitu oksidase dan dehidrogenase.
Oksidase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi antara substrat dengan
molekul oksigen. Yang termasuk enzim oksidase adalah katalase, peroksidase,
tirosinase, dan asam askorbat oksidase.
Dehidrogenase adalah enzim yang aktif dalam pengambilan atom hidrogen
dari substrat. Contohnya yaitu suksinat dehidrogenase, glutamat dehidrogenase, dan
laktat dehidrogenase.
Universitas Sumatera Utara
2. Transferase
Enzim transferase adalah enzim yang ikut serta dalam reaksi pemindahan (transfer)
suatu radikal atau gugus. Enzim yang termasuk dalam golongan ini adalah
transglikosidase, transfosforilase, transaminase, dan transasetilase.
3. Hidrolase
Enzim hidrolase merupakan enzim yang sangat penting dalam pengolahan pangan,
yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu substrat atau pemecahan
substrat dengan pertolongan molekul air. Enzim yang termasuk kedalam golongan ini
adalah lipase yang menghidrolisis ikatan ester pada lemak alami menjadi gliserol dan
asam lemak, glikosidase menghidrolisis ikatan glikosida dan sebagainya. Disamping
itu masih banyak lagi yang termasuk enzim hidrolase, diantaranya karboksil esterase,
pektin metal esterase, selulase, β-amilase, α-amilase dan invertase.
4. Liase
Enzim liase adalah enzim yang aktif dalam pemecahan ikatan C-C dan ikatan C-O
dengan tidak menggunakan melekul air. Yang termasuk dalam golongan enzim ini
adalah enzim dekarboksilase.
5. Isomerase
Enzim isomerase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi perubahan konfigurasi
molekul substrat, sehingga dihasilkan molekul baru yang merupakan isomer dari
substrat, atau dengan perubahan isomer posisi. Yang termasuk dalam golongan ini
adalah enzim fosfoheksosa isomerise atau fosfomanosa isomerise.
Universitas Sumatera Utara
6. Ligase
Enzim ligase adalah enzim yang mengakatlisis pembentukan ikatan - ikatan tertentu,
misalnya pembentukan ikatan C-O, C-C, dan C-S dalam biosintesis ko-enzim A serta
pembentukan ikatan C-N dalam sintesis glutamin (Winarno, 1983).
2.4. Enzim Lipase
Lipase (E.C.3.1.1.3) adalah enzim yang terutama untuk hidrolisa dari asil gliserida.
Bagaimanapun jumlah berat molekul dari ester baik tinggi maupun rendah tiol ester,
amida, poliol dan lain – lain, dapat diterima sebagai substrat oleh kelompok enzim
lipase ini. Pencampuran dari minyak juga telah dikatalisa dengan lipase, penggunaan
biokatalis ini karena keselektifan dari lipase yang mana memberikan kontrol terhadap
produk (Gandhi, 1997).
Enzim – enzim yang bekerja dalam hidrolisis lemak dan minyak dapat
dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu enzim lipase dan enzim esterase.
Keduanya terlihat baik dalam proses metabolisme lemak maupun penguraian dan
kerusakan lemak. Enzim lipase dan enzim esterase sukar dibedakan karena daya
kerjanya yang sangat mirip, yaitu mengkatalisis hidrolisis ester karbohidrat. Pada
preparat murni enzim diekstraksi dari bahan alami sering terkandung enzim lipase
maupun esterase.
Secara fisiologik, enzim ini penting artinya karena dengan menghidrolisis
lemak dihasilkan asam lemak bebas dan gliserol yang penting peranannya dalam
metabolisme dalam tubuh.
Di bidang industri lemak dan minyak, enzim – enzim ini juga sangat penting
karena peranannya dalam mengendalikan proses produksi minyak dan lemak;
misalnya pada minyak goreng dan margarin dalam proses menyingkirkan cita rasa dan
bau – bauan yang tidak dikehendaki atau sebaliknya dengan enzim tersebut beberapa
cita rasa yang dikehendaki dapat diatur untuk ditampilkan.
Universitas Sumatera Utara
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 30o – 40oC.
Meskipun telah ditemukan adanya lipase yang masih aktif pada suhu -29oC, 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 1µmol 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
C16H32O2
C18H36O2
C20H40O2
9,1
4,3
0,8
Asam lemak tak jenuh
1. Oleat
2. Linoleat
3. Linolenat
C18H34O2
C18H32O2
C18H30O2
45,4
40,4
Minyak wijen bersifat larut dalam alkohol dan dapat bercampur dengan eter,
chloroform, petroleum benzene dan CS2, 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 kalori/100 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
Asidolisis ditemukan sebagai transfer sebuah gugus asil diantara sebuah asam dan
sebuah ester, dan digunakan terutama untuk menggabungkan asam lemak bebas
kedalam trisasilgliserol (Gambar 2.3.). Asidolisis diantara sebuah fraksi yang banyak
mengandung asam lemak tidak jenuh dan minyak ikan merupakan jalan yang baik
untuk mendapatkan konsentrasi asam lemak tidak jenuh didalam minyak ikan, sejak
minyak ikan cenderung memiliki asam lemak tidak jenuh didalam posisi sn-2, lebih
memungkinkan untuk menggabungkannya didalam posisi sn-1 dan sn-3.
Minyak ikan yang diperkaya asam lemak tidak jenuh telah digunakan didalam
bentuk enkapsulasi untk mengurangi resiko penyakit kardiovaskuler pada dewasa.
Minyak ini tidak cocok digunakan untuk bayi pada konsentrasi EPA yang tinggi
yangmana dapat bersaing dengan AA (arachidonic acid) dan mempengaruhi
pertumbuhan. Minyak sayur yang diperkaya asam lemak tidak jenuh telah digunakan
dalam pencegahan penyakit kardiovaskuler pada dewasa. Manfaat asidolisis dibawah
transesterifikasi untuk menghasilkan lipid yang terstruktur merupakan penggabungan
yang lebih besar. Bagaimanapun, hal ini masih sulit dalam menempatkan asam lemak
tidak jenuh pada posisi sn-2 dan asam lemak rantai menengah pada posisi 1 dan 3.
Gambar 2.3. TAG yang potensial diturunkan dari 1,3 reaksi asidolisis yang
dikatalisis oleh lipase diantara sebuah TAG rantai panjang dan sebuah asam
lemak rantai menengah.
Ada kerugian paling besar yang berkaitan dengan penggunaan asidolisis yang
berarti mengubah kualitas nutrisi dari lemak dan minyak. Memperoleh asam lemak
yang berkonsentrasi tinggi dengan konsentrasi DHA atau EPA yang tinggi
memerlukan beberapa tahap, termasuk saponifikasi, ekstraksi pelarut, dan inklusi urea
Universitas Sumatera Utara
atau destilasi molekuler. Sejak asam lemak dari TAG murni dirilis selama
pembelajaran asidolisis, asam lemak plus penetapan dari substrat asli dapat
dipindahkan dari lipid. Akhir dari kelabilan panas asam lemak tidak jenuh, secara
tradisional artinya adalah asam lemak yang berpindah tersebut sebagai destilasi
molekuler telah ditempatkan sebagai metode titrasi dengan garam untuk
mengendapkan asam lemak.
2.6.3. Gliserolisis / Esterifikasi
Gliserolisis adalah reaksi antara TAG dan gliserol, dimana esterifikasi adalah reaksi
antara gliserol (atau gugus alkohol yaitu gliserida sebagian) dan sebuah asam lemak
bebas (Gambar 2.3). Aplikasi yang penting dari esterifikasi yaitu dalam produksi TAG
yang mengandung semua rantai panjang asam lemak tidak jenuh untuk digunakan
sebagai suplemen dewasa atau semua asam lemak rantai menengah untuk nutrisi
oarng lanjut usia, dimana gliserolisis telah digunakan untuk memproduksi asam lemak
tidak jenuh yang mengandung monoasilgliserol. Manfaat dari gliserolisis dan
esterifikasi merupakan pemurnian yang tinggi dari TAG yang mengandung hanya 1
macam asam lemak yang dapat dihasilkan, meskipun kemurnian TAG cenderung
menjadi rendah. Kerugian dari esterifikasi adalah bahwa substrat asam lemak yang
tetap akan dipisahkan. Sebaliknya, esterifikasi menggunakan etil ester tetap layak
secara ekonomi untuk biaya produksi yang tinggi dalam memproduksi EPA dan DHA
yang berkonsentrasi.
2.6.4. Hidrolisis / Pengayaan yang Selektif
Seperti ynag telah disebutkan sebelumnya, beberapa lipase spesifik terhadap asam
lemak tertentu, sebuah properti yangmana dapat digunakan untuk asam lemak
berkonsentrasi selama hidrolisis dan transesterifikasi. Lipase dengan spesifitas
menurun terhadap DHA telah sering digunakan untuk menaikkan konsentrasi DHA
dalam minyak ikan. Aktivitas yang lebih rendah dari beberapa lipase terhadap DHA
disebabkan oleh bukti bahwa ikatan rangkap karbon yang paling dekat dengan gugus
karbonil adalah satu karbon yang lebih dekat dengan dekat didalam DHA
dibandingkan dalam EPA yangmana mempengaruhi kemampuannya untuk dapat
Universitas Sumatera Utara
masuk ke sisi aktif. Ketika pengayaan selektif ini digunakan secara efektif dalam
modifikasi nutrisi lemak dan minyak, kepedulian harus diambil untuk mengakui
spesifitas lipase ini ketika metode modifikasi lain lipase untuk mencegah tingkat
rendah dari nggabungan beberapa asam lemak. Secara keseluruhan, pengayaan
selektif merupakan metode yang menjanjikan untuk konsentrasi asam lemak dalam
minyak, secara spesifik minyak ikan, sejak ini tidak memerlukan asam lemak tidak
jenuh yang berkonsentrasi yangmana sulit dan mahal untuk manufaktur.
Gambar 2.4. TAG yang potensial dari esterifikasi nonspesifik yang dikatalisis
oleh lipase(A) dan gliserolisis (B) reaksi antara gliserol dan sebuah sam lemak
tidak jenuh dan sebuah asam lemak tidak jenuh-etil ester, secara bersamaan.
(Willis, 1999).
Universitas Sumatera Utara