Arya Ulilalbab

Makanan, Gizi dan Kesehatan

Twitter

Optimasi Kerja Enzim

diposting oleh aryaulilalbab-fkm12 pada 17 October 2012
di Teknologi Enzim, Fisik dan Kimia - 0 komentar

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi efektivitas enzim lipase selama proses interesterifikasi, yaitu :  

  • Suhu

Secara umum, meningkatnya suhu juga akan meningkatkan taraf interesfikasi, tetapi suhu yang terlalu tinggi akan menurunkan taraf reaksi, karena kerusakan dari enzim bersifat ireversibel. Lipase dari hewan dan tanaman lebih tidak tahan panas dari pada lipase yang berasal dari mikroba (Akoh dan Min, 1988). Suhu optimum pertumbuhan R. miehei adalah 35-45oC dan suhu maksimalnya adalah 57oC (Maheswari, Bharadwaj dan Bhat, 2000).

Pada sistem reaksi yang tidak menggunakan solvent (solvent-free), suhu yang digunakan harus lebih tinggi dikarenakan untuk menjaga substar dalam kondisi cair (liquid). Aplikasi secara industri, dimana pelarut organik dihindari, suhu reaksi yang digunakan biasanya lebih tinggi. Suhu yang biasa digunakan ditingkatkan sampai 60 oC untuk mencairkan substrat. Suhu tinggi dapat mengakibatkan mengurangi umur lipase, untuk mengatasi hal ini maka dilakukan imobilisasi enzim untuk meningkatkan stabilitas enzim lipase dalam kondisi suhu tinggi (Akoh dan Min, 1988).

  • Keberadaan Air

Keberadaan air yang dibutuhkan oleh lipase tergantung dari sumber lipase tersebut. Lipase yang berasal dari jamur lebih toleran terhadap kondisi yang kurang air daripada lipase yang berasal dari bakteri. Jumlah air optimum pada interesterifikasi dengan lipase yang berbeda berkisar dari 0,04-11% w/t, meskipun beberapa reaksi membutuhkan air dibawah 1% untuk mendapatkan kondisi interesterifikasi yang efektif (Akoh dan Min, 1988).

Kontrol air di dalam sistem reaksi sanagt penting sabagai arahan proses dan di dalam pembentukan produk akhir reaksi. Di bawah kondisi air yang terbatas, proses hidrolisis lemak dapat diminimalkan sehingga reaksi bergeser kearah reaksi interesterifikasi yang dikatalis oelh lipase (Gioielli, et al., 1994 dalam Istiqamah, 1998).  

  • Jenis Pelarut

Aktivitas enzim dalam pelarut organik tergantung dari pemilihan jenis pelarut. Untuk memperediksi pelarut mana yang cocok maka menggunakan nilai log P (koefisien logaritma antara air dan oktanol) (Senanayake dan Shahidi, 2002). Secara umum, katalis enzim dalam pelarut organic ditentukan oleh hal berikut ini :

  1. Pelarut dengan nilai log P<2 tidak cocok untuk pelarut enzim karena dapat mengubah air yang tergantung dalam enzim, sehingga enzim inaktif.
  2. Pelarut dengan nilai log P>2 tiadak akan mengubah lapisan air, sehingga kerja enzim tidak terganggu.

Pelarut organik yang sesuai dalam proses sintesis yang menggunakan enzim adalah heksan karena mempunyai nilai log P 3,5, sehingga tidak akan mengganggu aktivitas enzim (Senanayake dan Shahidi, 2002). Pelarut polar atau hidrofilik dapat berpenetrasi pada bagain hidrofilik protein enzim lipase dan mengubah strukturnya. Pelarut ini juga dapat berikatan dengan air sehingga tidak dapat digunakan oleh enzim. Sementara itu, pelarut hidrofobik atau non polar kurang berpengaruh terhadap struktur enzim terutama reaksi esterifikasi (Estiasih, 2009).

Namun dari hasil beberapa penelitian, ternyata lipase juga dapat mengkatalisis pertukaran asil dan reaksi esterifikasi tanpa membutuhkan adanya suatu pelarut organik, khususnya untuk pelarut yang tidak larut dalam air (Haraldson dan Thorarensen, 1999; Vikbjerg, et al., 2005). Reaksi sintesis ester oleh lipase dalam media bebas pelarut memudahkan pengambilan produk tanpa meninggalkan residu yang dapat bersifat toksik terhadap konsumen.

  • Rasio Substrat

Meningkatnya konsentrasi asam lemak akan meningkatkan yield dalam lipase-katalisis baik secara esterifikasi maupun transesterifikasi menjadikan terhambatnya rekasi hidrolisis (Adlercreutz dan Wehtje, 2004). Waktu reaksi dalam esterifikasi (untuk mendapatkan penggabungan 95%) tidak tergantung pada konsentrasi asam lemak. Selama transesterifikasi, waktu reaksi meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam lemak. Menurunnya kecepatan reaksi disebabkan meningkatnya polaritas media yang digunakan akibat penambahan asam lemak. Pemilihan rasio molar substrat juga berhubungan dengan biaya selama proses dan tingkat kesulitan dalam memisahkan asam lemak (donor asil dan perubahan asam lemak) dari produk (Vikbjerg, 2006).

  • Jumlah Enzim

Tingginya dosis enzim secara normal dibutuhkan untuk meningkatkan efektivitas penggabungan asam lemak ke fosfolipid, tetapi dari segi pertimbangan secara ekonomi dan terjadinya hambatan transfer massa dalam sistem reaksi, maka dosis enzim harus dibatasi. Dosis enzim yang terlalu tinggi akan menjadikan campiran substrat yang digunakan dalam reaksi sulit bereaksi dengan batch reactor. Tingginya dosis enzim dibandingkan dengan rasio substrat di sisi lain dapat diatasi dengan menggunakan continous column reactor dan enzim imobil. Untuk reaksi dengan pelarut dosis enzim yang digunakan lebih rendah dibandingkan dengan rekasi tanpa pelarut (solvent free) untuk mendapatkan derajat penggabungan yang sama (Vikbjerg, 2006). Berdasarkan penelitian yang dilakukan Haraldsson dan Thorarensen (1999) pada reaksi asidolisis menggunakan lipase R. miehei dalam sistem bebas pelarut menggunakan enzim 70% dari berat substrat. Produksi fosfolipid terstruktur antara fosfatidilkolin dari kedelei dengan asam kaprilat dalam kondisi free solvent secara asidolisis menggunakan lipase Rhizomucor miehei sebaesar 40% dari berat substrat.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Adlercreutz, D. And Wehtje, E. 2004. An Enzymatic Method for the Synthesisi of Mixd-Acid Phosphatidilcholine. JAOCS., 81(6):553-557.

Akoh, C. C dan Min, D.B. 1988. Food Lipids : Chemistry, Nutrition, and Biotechnology. Marcel Dekker Inc. New York

Estiasih, T. 2009. Minyak Ikan Teknologi dan Penerapannya untuk Pangan dan Kesehatan. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Gioielli, L.A., R.N.M. Pitombo, M. Vitolo, R. Barufaldi, M.N.Oliveira, and M.S. Augusto, 1994. Acidolysisi of Babassu Fat Catalyzed by Immobilized Lipase, J. Am. Oil Chem. Sot.71:579-581 (1994)

Haraldsson, G. G. And Thorarensen, A. 1999. Preparation of Phospholipids Highly Enriched with n-3 Polyunsaturated Fatty Acids by Lipase. JAOCS., 76 (10) : 1143-1149

Istiqamah, T. 1998. Aktivitas dan Stabilitas Lipase Rhizomucor miehei dan Candida antartica Pada Reaksi Asidolisis Antara Konsentrat Asam Lemak Omega-3 Dengan Minyak Sawit Kasar Dalam Media Bebas Pelarut. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institute Pertanian Bogor. Bogor.

Maheswari, R., Bharadwaj, G. Bhat. M.K. 2000. Termophilic Fungi Their Physiology and Enzymes. Microbiology and Moleculer Biology Review, p. 461-488

Senanayake, S.P. J. N. Dan F. Shahdi, 2002. Lipid Component of Borage (Borago offianalis L.) Seed and Their Change During Germanition. JAOCS. 77:55-61

Vikbjerg, A.F., Mu, H. And Xu, X. 2005. Lipase Catalyzed Acyl Exchange of Soybean Phosphatydilcholine in n-hexane: A Critical Evaluation of Both Acyl Incorporation and Product Recovery. J. Biotech., 21:397-404

Vikbjerg, A. F. 2006. Enzyme Catalyzed Production of Phospholipids with Modified Fatty Acids Profile. PhD Thesis. BioCentrum-DTU. Technical University of Denmark

Tinggalkan Komentar

Nama :
E-mail :
Web : tanpa http://
Komentar :
Verification Code :