Prosiding Seminar Nasional Kimia Lombok-2016

ISBN :

PROSIDINGSEMINAR NASIONAL KIMIA ( SNK ) 2016

“Pengembangan Kimia Berbasis Kearifan dan Sumber Daya Alam Lokal: Integrasi Riset, Pendidikan dan Industri”

Mataram, 10 - 11 Agustus 2016Puri Indah Hotel & Conventions, Mataram - Lombok

NKNKNK

PROGRAM STUDI KIMIAPROGRAM STUDI KIMIAPROGRAM STUDI KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA & ILMU PENGETAHUAN ALAMFAKULTAS MATEMATIKA & ILMU PENGETAHUAN ALAMFAKULTAS MATEMATIKA & ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS MATARAMUNIVERSITAS MATARAMUNIVERSITAS MATARAM

Jl. Majapahit No. 62. Mataram - NTBJl. Majapahit No. 62. Mataram - NTB

www.mipa.unram.ac.idwww.mipa.unram.ac.id

Telp / Fax : ( 0370 ) 646506Telp / Fax : ( 0370 ) 646506

Jl. Majapahit No. 62. Mataram - NTB

www.mipa.unram.ac.id

Telp / Fax : ( 0370 ) 646506

978-979-8911-97-2

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA –LOMBOK 2016

“Pengembangan Ilmu Kimia Berbasis Kearifan dan Sumber

Daya Alam Lokal: Integrasi Riset, Pendidikan dan Industri”

Hak Cipta Dilindungi oleh Undang-undang

Copyright@2016

ISBN: 9-789798-911972

Editor:

Prof. Ir. Surya Hadi, M.Sc, Ph.D

Prof. Dr. Yana Maolana Syah

Prof. Dr. Euis Holisotan Hakim

Prof. Dr. Syamsul Arifin Ahmad

Prof. Dr. A. Bambang Setiaji

Dedy Suhendra, Ph.D

Erin Ryantin Gunawan, Ph.D

Diterbitkan oleh:

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Mataram

Alamat Penerbit:

Jl.Majapahit No.62 Mataram NTB Telp. (0376) 646506

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA-LOMBOK 2016

DAFTAR ISI

Kata Pengantar Susunan Panitia Susunan Acara Daftar Nama Peserta Daftar Isi PEMAKALAH KUNCI A001-DISAIN DAN SINTESIS KANDIDAT ANTIBIOTIK DARI EUGENOL SEBAGAI

ALTERNATIF PENGGANTI PENICILLIN ...................................................... i-xiii A002-PENGEMBANGAN KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA UNTUK MENINGKATKAN

BERPIKIR TINGKAT TINGGI KIMIA ............................................................ xiv-xx

A003- STUDI KOMPUTASI MEKANISME REAKSI PIROLISIS DAN SINTESIS-TURUNAN MOLEKUL-MOLEKUL ALAM ........................................ xxi-xxii

PEMAKALAH PENDAMPING B001-EFEKTIVITAS KATALIS ASAM DAN BASA DALAM REAKSI HIDROLISIS P-

METOKSIFENILASETONITRLl ....................................................................... 1-10 B002-PENGEMBANGAN EXTRACT LIBRARY DARI BIODIVERSITAS INDONESIA

MENUJU KEMANDIRIAN BANGSA DALAM PENEMUAN OBAT-OBATAN .......... ..................................................................................................................... 11-19

B003- KONVERSI KOMPONEN LAIN PADA MINYAK PERMEN (Mentha piperita) MENJADI

MENTOL ....................................................................................................... 20-29 B004- UJI AKTIVITAS DAN MEKANISME PENGHAMBATAN ANTI-FUNGI KATEKIN

GAMBIR (Uncaria gambir, Roxb) PADA BEBERAPA FUNGI ...................... 30-40 B005- EKSTRAKSI ZAT WARNA ALAMI DARI LIMBAH KAYU MAHONI (Swietenia

mahagoni) DENGAN METODE BERBANTUKAN GELOMBANG MIKRO ..... 41-50

B006- KANDIDAT REFERENCE MATERIAL UNTUK PENENTUAN KAFEIN DARI BIJI KOPI HIJAU SECARA HPTLC ............................................................................... 51-58

B007- BENZOFENON GLUKOSIDA DARI EKSTRAK ETIL ASETAT BUAH MAHKOTA

DEWA (Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl.) .............................................. 59-68 B008- PERBANDINGAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN, ANTIBAKTERI, DAN TOKSISITAS

DARI PRODUK EKSTRAK KERING KULIT MANGGIS ................................ 69-78 B009- STUDI FITOKIMIA DAN UJI AKTIVITAS SITOTOKSIK TUMBUHAN SARANG SEMUT

Hydnophytum moseleyanum ASAL PAPUA .................................................. 79-87 B010-AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DARI FRAKSI ARTOCARPUS INTEGER (Thunb.)

Merr.DENGAN METODE DPPH ................................................................... 88-95

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA-LOMBOK 2016

D007- ANALISIS KADAR ANION SURFAKTAN PADA AIR LIMBAH SECARA MBAS (METHYLENE BLUE ACTIVE SUBSTANCES) ......................................... 398-404

D008- OPTIMASI METODE ELEKTROKOAGULASI MENGGUNAKAN ELEKTRODA Al

UNTUK REMEDIASI AIR LINDI TPST PIYUNGAN BANTUL YOGYAKARTA ....... ................................................................................................................. 405-411

D009- PEMBUATAN ELEKTRODA NIKEL (Ni) SECARA ELEKTRODEPOSISI SEBAGAI

WORKING ELEKTRODE (WE) UNTUK OKSIDASI VITAMIN C: PENGEMBANGAN ELEKTRODA BERBASIS Ni-ED (Nickel Electrodeposition) ...................... 412-420

D010- ELIMINASI GANGGUAN MATRIKS DALAM AANALISIS MERKURI Hg SEBAGAI

SENYAWA KOMPLEKS THI MICHLER’S KETON SECARA SPEKTROFOTOMETRI ................................................................................................................. 421-432

D011- PENGARUH SUHU DAN WAKTU KONTAK PADA DAYA SERAP KITOSAN DARI

LIMBAH CANGKANG UDANG TERHADAP ION LOGAM MERKURI DALAM AIR ................................................................................................................. 433-437

D012- APLIKASI METODE ELEKTROLISIS PLASMA UNTUK DEGRADASI REMAZOL RED

DALAM LIMBAH PEWARNA BATIK MENGGUNAKAN ELEKTROLIT NaOH ........ ................................................................................................................. 438-446

D013- OPTIMISASI SINTESIS ETIL OLEAT DARI MINYAK KETAPANG MELALUI METODE

RESPONSE SURFACE ............................................................................ 447-462 E001- STUDI AWAL PROSES ANNEALING PADA TEPUNG PISANG ............. 462-471 E002- PENGARUH PENAMBAHAN EKSTRAK DAUN TEMBAKAU (NICOTIANA TABACUM

L.) SERTA PERBEDAAN LAMA PENYIMPANAN TERHADAP ASAM LEMAK BEBAS PADA MINYAK KELAPA SAWIT .............................................................. 472-479

E003- MIKROSIMBION SPONS CALLYSPONGIA Sp SEBAGAI BIOMATERIAL

PENDEGRADASI HIDROKARBON LIMBAH SLUDGE MINYAK BUMI .... 480-492 E004- PENGARUH PENCANGKOKAN HEPARIN TERHADAP MEMBRAN PADUAN

KITOSAN TAUT SILANG ASAM SITRAT/PVA PADA TRANSPOR KREATININ ... ................................................................................................................. 493-502

E005- PENGARUH GLISEROL TERHADAP LAJU TRANSMISI UAP AIR, DENSITAS, DAN

SIFAT KETAHANAN TERHADAP AIR EDIBLE FILM DARI PATI TALAS BELITUNG (XANTHOSOMA SAGITIFOLIUM) ............................................................ 503-509

E006- KANDUNGAN OPTIMUM NUTRIEN PADA MEDIUM KULTIVASI MIKROALGA

Botryococcus braunii UNTUK PRODUKSI ENERGI DAN BIOFIKSASI CO2 ......... ................................................................................................................. 510-522

E007- PEMANFAATAN LIMBAH CAIR SAGU SEBAGAI BAHAN BAKU NATA DE SAGO

................................................................................................................. 523-530 E008- STUDI PENDAHULUAN INHIBITOR BIOKOROSI RAMAH LINGKUNGAN DARI

EKSTRAK RUMPUT LAUT TROPIS Gracilaria verrucosa PADA BAJA KARBON DALAM MEDIUM KULTUR BAKTERI PENGOKSIDASI BESI .................. 531-540

[email protected]

Rectangle

Prosiding Seminar Nasional Kimia-Lombok 2016

Lombok, 10-11 Agustus 2016

Artikel No.D013

447 ISBN: 9-789798-911972

OPTIMISASI SINTESIS ETIL OLEAT DARI MINYAK KETAPANG MELALUI

METODE RESPONSE SURFACE

Erin Ryantin Gunawan', Dedy Suhendra', Arista Dewi Nurita1 dan Desy Komalasari2

1Program Studi Kimia, 2 Program Studi Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan alam, Universitas Mataram, Jl. Majapahit No. 62 Mataram Email: [email protected]

ABSTRAK

Telah dilakukan optimasi reaksi sintesis etil oleat melalui transesterifikasi enzimatis dari

minyak ketapang dan etanol. Enzim lipase yang telah diimobilisasi (lipozym) digunakan sebagai

katalis. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan hasil reaksi dengan mengamati berbagai

kondisi yang dipengaruhi oleh beberapa variabel yaitu waktu reaksi, molar rasio, jumlah enzim

dan suhu reaksi. Perangkat lunak Design Expert v.7 digunakan untuk melihat interaksi antar

variabel melalui Response Surface Methodology (RSM) dan Central Composite Rotatable Design

(CCRD). Melalui persamaan matematika dan metoda statistik yang terdapat dalam perangkat

lunak tersebut, telah diperoleh kondisi optimum pada jumlah enzim 0,25 gram, perbandingan

minyak ketapang : etanol sebesar 1:1,5 (g/g), waktu reaksi 5,96 jam dan suhu 40℃ dengan %

yield sebesar 55,47 %. Model yang disarankan untuk mendapatkan hasil yang optimal adalah

model quadratric dengan nilai p-value 0,05, lack of fit dengan nilai p-value 0,9873 dan nilai R-

squared sebesar 0,6844.

Kata kunci: Lipase, Etil Oleat, minyak ketapang, RSM-CCRD, Design Expert v.7

PENDAHULUAN

Metil dan etil (alkil) ester berantai panjang mempunyai manfaat yang cukup

besar yaitu sebagai pengganti bahan bakar untuk motor bermesin diesel (Linko, dkk,

1998) dan dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk memproduksi alkohol dan

lemak. Alkil ester dapat digolongkan sebagai bahan oleokimia dan turunan dari minyak

atau lemak (triglierida). Alkil ester dapat diperoleh dari hasil transesterifikasi antara

minyak dan alkohol (metanol atau etanol). Minyak nabati yang bisa digunakan adalah

minyak sawit, minyak kedelai, minyak kelapa dan lain sebagainya. Namun demikian

minyak-minyak ini merupakan minyak makan (edible oil), oleh karena sebagai alternatif

lainnya digunakan minyak inti buah ketapang sebagai bahan dasarnya. Pohon ketapang

berbuah tiga kali dalam satu tahun dan pohon ini berbuah tidak berdasarkan musim, oleh

karena itu, ketersediaan akan buah melimpah dan tersedia sepanjang tahun (Thomas

and Evan, 2006). Hasil penelitian terdahulu menunjukkan bahwa rendemen minyak

mentah dari inti buah ketapang adalah 54.4%. Kandungan asam lemak dari inti buah

ketapang adalah asam palmitat (25-30%), asam oleat (35-55%), asam linoleat (12-16%)

dan asam stearat (4-7%) (Suhendra dkk, 2010). Hal ini menunjukkan bahwa secara

ekonomi inti buah ketapang dapat diekstrak minyaknya dan dikonversi menjadi etil ester

atau secara khusus etil oleat.



Artikel No.D013

448 ISBN: 9-789798-911972

Etil Oleat dapat disintesis melalui reaksi transesterifikasi enzimatik dan kimiawi.

Metode transesterifikasi kimia mengarah mengarah pada konsumsi energi tinggi dan

degradasi ester yang dihasilkan. Sedangkan metode transesterifikasi enzimatik

memberikan kondisi reaksi yang netral dan merupakan proses yang ramah-lingkungan.

Hasil terbaik akan diperoleh dengan memperhatikan beberapa kondisi optimum

yang dihasilkan pada percobaan dengan berbagai parameter, diantaranya adalah waktu

reaksi, suhu, molar ratio enzim : minyak, molar ratio minyak : metanol dan jenis pelarut.

Metode yang telah digunakan untuk menghasilkan etil oleat adalah menggunakan

metode konvensional atau yang disebut dengan one-by one parameter. Salah satu

variabel dibuat tetap yang lain bervariasi. Kelemahan dari metode ini tidak dapat

mengamati interaksi lebih dari dua variabel. Oleh karena itu diperlukan metode lain yang

dapat mengamati lebih dari dua variabel secara simultan. Metode yang paling tepat

untuk hal ini adalah menggunakan Design Faktorial Central Composite Rotatable-

Response Surface Methodology (CCRD-RSM). Keuntungan metode ini adalah dapat

mengamati interaksi lebih dari dua variabel dan jumlah percobaan yang digunakan jauh

lebih sedikit (Gunawan dan Suhendra, 2008a). Diharapkan dengan menggunakan

metode ini hasil yang didapatkan jauh lebih tinggi dan biaya yang digunakan menjadi

lebih murah. Sehingga memungkinkan untuk produksi ke arah industri (scale-up

reaction).

METODOLOGI PENELITIAN

ALAT DAN BAHAN

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah berbagai alat gelas, rotary

evaporator, waterbath shaker dan HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

yang merupakan produk dari Waters HPLC-USA yang dilengkapi dengan berbagai

piranti, yaitu Waters 2489 UV/Visible detector, Waters 1525 Binary HPLC pump,

digunakan metode aliran tetap dengan sistem gradient sensitivitas 4,000 AUFS panjang

gelombang 213 nm dan kolom SGE C-18 ODS (250 nm, ID 4 mm, Frit 4/m 𝜇m),

ultrasonic bath (NEY 1510), serta perangkat lunak (software) Design Expert v.7. Bahan

yang digunakan adalah inti buah ketapang, enzim lipase (lipozime), etanol, n-heksana,

asetonitril (for HPLC grade), dietil eter, batu didih, plat KLT, kertas saring dan aquades,

standar ester etil oleat.



Artikel No.D013

449 ISBN: 9-789798-911972

PROSEDUR PENELITIAN

Ekstraksi Minyak Ketapang

Sampel buah ketapang dikumpulkan dari wilayah pesisir Pantai Senggigi,

Kabupaten Lombok Barat, Provinsi Nusa Tenggara Barat. Buah ketapang diambil bijinya

dengan cara dibelah secara melintang. Kemudian biji yang didapat dikering-anginkan

dan dihaluskan. Serbuk inti ketapang sebanyak 180 gram dibungkus kertas saring

kemudian dimasukkan ke dalam thimble (tempat sampel) pada set alat soxhletasi yang

sudah terhubung dengan pendingin dan labu alas bundar. Ke dalam labu alas bundar

dimasukkan 1000 mL pelarut n-heksan kemudian diatur suhunya pada 40℃ selama 6

jam. Ekstrak kasar minyak ketapang ini lalu dipisahkan dari pelarutnya menggunakan

rotary evaporator pada suhu 40℃ dengan kecepatan 100 rpm.

Input Data Center ke dalam Software Design Expert v.7

Ke dalam software dimasukkan 5 data dari masing-masing faktor dengan data

optimum sebagai center. Untuk enzim dimasukkan sejumlah data massa enzim seberat

0,1 ; 0,15 ; 0,2 ; 0,25 ; 0,3.gram. Untuk molar ratio, minyak inti buah ketapang dibuat

konstan yaitu 1, sedangkan perbandingan etanol dibuat rentang data 1 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3

(g/g). Untuk temperatur data yang dimasukkan adalah 35 ; 40 ; 45 ; 50 ; 55oC dan untuk

waktu reaksi, data yang dimasukkan adalah 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7.jam Setelah data-data yang

diperlukan diinput, maka diperoleh 30 data dengan berbaga kondisi untuk dilakukan

reaksi sintesis ester dari minyak ketapang.

Reaksi Transesterifikasi Enzimatik

Sebanyak 10 mL larutan n-heksan dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan

ditambahkan campuran minyak inti buah ketapang, etanol, dan enzim lipase sesuai

dengan kondisi 30 data yang diperoleh sebelumnya berdasarkan software Design Expert

v.7. Masing-masing sampel diinkubasi dalam waterbath shaker dengan kecepatan 150

rpm selama periode dan suhu tertentu.

Analisis dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan HPLC

Untuk mengidentifikasi tahap awal, sampel etil ester yang terbentuk digunakan

metoda KLT. Salah satu sampel hasil sintesis dianalisis menggunakan plat KLT .

Selanjutnya plat KLT dikembangkan dengan sistem pelarut n-heksan: dietil eter = 87 :

13 v/v. Identifikasi noda menggunakan uap yodium, harga Rf diukur dan dibandingkan

dengan standar.

Larutan sampel hasil sintesis ini ditimbang sebanyak 0,01 gr dan diencerkan dalam

labu takar 10 mL. Sampel disaring menggunakan micro filter 0,45 𝜇m Sampel yang

dianalisis sebanyak 30 jenis sampel dengan komposisi dan perlakuan tertentu. Fase



Artikel No.D013

450 ISBN: 9-789798-911972

Gerak yang digunakan adalah asetonitril-Air. Aquades disaring dengan penyaring

membran selulosa nitrat 0,45 𝜇m dan pelarut asetonitril (for HPLC grade) disiapkan.

Masing-masing unit diatur, kolom yang digunakan SGE C-18 ODS (250 mm, ID

4mm, Frit 4/5 𝜇m), Waters 2489 UV/Visible detector, Waters 1525 binary HPLC pump

dan digunakan metode aliran tetap dengan sistem gradient sensitivitas 4,000 AUFS dan

panjang gelombang 213 nm. Pemisahan etil oleat dilakukan pada kondisi optimum

dengan komposisi eluen 90:10 (v/v) dan laju alir 1 mL/menit dan panjang gelombang

213 nm. Kemudian dicatat waktu retensi dan luas area dari komponen.

Pengolahan Data dengan Software Design Expert v.7

Dari 30 sampel yang sudah diinjeksikan ke dalam sistem HPLC, diperoleh persen

area senyawa target. Data persentase hasil dari ke-30 sampel ini kemudian dimasukkan

ke dalam software Design Expert v.7 kemudian dianalisis model matematikanya,

ANOVA, dan kondisi optimum reaksi serta prediksi pessentase optimum berdasarkan

model matematika yang sudah diperoleh. (Bos dan Boyachi,2007)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ekstraksi Minyak Ketapang

Metode ekstraksi yang digunakan adalah metode soxhletasi karena simplisia yang

digunakan bersifat relatif stabil dan tahan terhadap pemanasan. Prinsip soxhletasi

adalah penyarian secara terus menerus sehingga penyarian lebih sempurna dengan

memakai pelarut yang relatif sedikit. Metode soxhletasi menggunakan suatu pelarut

yang mudah menguap dan dapat melarutkan senyawa organik yang terdapat pada

bahan tersebut, tapi tidak melarutkan zat padat yang tidak diinginkan. Pelarut yang

sesuai adalah pelarut heksana,

Proses ekstraksi minyak kasar dilakukan selama 6 jam. Setelah proses ekstraksi

selesai, pelarut dan minyak kemudian dipisahkan melalui proses evaporasi. Untuk

memisahkan minyak dari pelarutnya, dilakukan penguapan dengan menggunakan rotary

evaporator pada suhu 40ºC dengan kecepatan 90 rpm dan tekanan 50 kPa dan

diperoleh kadar minyak ketapang rata-rata sebesar 53,90%.

Reaksi Transesterifikasi Sampel

Pada reaksi ini, jumlah n-heksan dan perbandingan minyak ketapang dibuat konstan

yaitu masing-masing sebesar 10 mL dan 1 gram, sedangkan jumlah etanol, enzim, suhu

reaksi, serta waktu reaksi disesuaikan dengan 30 kombinasi eksperimen. Minyak

ketapang yang sudah ditimbang sebanyak 1 gram kemudian direaksikan dengan etanol

dan enzim lipase dengan jumlah tertentu dan diinkubasi dalam waterbath shaker dengan

kecepatan 150 rpm selama periode waktu dan suhu tertentu pula.



Artikel No.D013

451 ISBN: 9-789798-911972

Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah Lipozyme TL IM, yaitu suatu

lipase komersial dari Thermomyces lanuginosus yang diimmobilisasi ke dalam resin

penukar anion. Lipozyme juga memungkinkan reaksi berlangsung pada suhu rendah

yang mengurangi resiko terbentuknya produk samping dan dapat digunakan kembali.

Minyak ketapang memiliki kandungan asam oleat (38,72-54,8%), palmitat (31,64-

35,26 %), linoleat (7,22-20,57 %) dan stearat (1,69-4,55%) (Suwarso dkk, 2008,

Suhendra dkk, 2010), sehingga etil ester yang akan diperoleh sebagian besar

mengandung rantai oleat, palmitat, linoleat dan stearat. Hasil sintesis akan dipisahkan

menggunakan kolom HPLC untuk mendapatkan etil oleat (persentase terbesar dalam

kandungan minyak ketapang).

Uji Kromatografi Lapis Tipis

Identifikasi awal hasil reaksi dilakukan menggunakan kromatografi lapis tipis. Sampel

etil ester yang terbentuk kemudian ditotolkan pada lembaran KLT dengan fase gerak n-

heksan : dietil eter (87:13 v/v).

Gambar 1. Hasil KLT standar dan sampel etil ester hasil sintesis

Dari hasil perhitungan didapatkan nilai Rf untuk standar sebesar 0,7 dan nilai Rf untuk

etil ester hasil sintesis sebesar 0,76. Nilai Rf yang hampir sama ini menunjukkan hasil

sintesis berupa etil ester.

Identifikasi dan Pemisahan ester melalui HPLC

Kondisi optimum yang digunakan untuk identifikasi dan pemisahan ester adalah pada

komposisi eluen 90:10 (v/v) dan laju alir 1 mL/menit dengan panjang gelombang 213

nm.

Standar Sampel



Artikel No.D013

452 ISBN: 9-789798-911972

Gambar 2. Kromatogram etil oleat (tR=12,223 menit) perbandingan eluen asetonitril:air (90:10) dan laju alir 1 ml/menit

Input Data ke dalam Perangkat Lunak Design Expert v.7

Perangkat lunak Design Expert versi 7 ini digunakan untuk menghasilkan rancangan

penelitian dan response surface plots (plot permukaan respon). Model yang tepat dipilih

berdasarkan perbandingan dari beberapa parameter statistik, termasuk koefisien variasi

(coefficient of variation, CV), koefisien regresi (R²) dan koefisien regresi yang

disesuaikan (adjusted R²) dan disediakan oleh perangkat lunak Design Expert. Pada

penelitian sebelumnya diperoleh keadaan optimum one variable at time dari 4 faktor

masing-masing yaitu molar rasio etanol sebesar 2 gram, suhu 45ºC, jumlah enzim 0,2

gram dan waktu reaksi 5 jam. Data ini dijadikan nilai center kemudian nilai -1 level dan

+1 level dari masing-masing faktor dimasukkan ke dalam perangkat lunak Design

Expert. Level dari waktu reaksi adalah 3; 4; 5; 6; 7 jam, level dari molar rasio (etanol)

adalah 1; 1,5; 2; 2,5; 3 gram, level dari enzim adalah 0,1: 0,15; 0,2; 0,25; 0,3 gram dan

level dari suhu adalah 35; 40; 45; 50; 55 Cara memasukkan data center seperti ini

merupakan rancangan eksperimen CCRD. Desain CCRD dapat menggunakan desain

faktorial atau faktorial pecahan (dengan titik tengah) dan menambahkan "bintang" poin

untuk memperkirakan kelengkungan (Nist, 2012). Dari rancangan ini kemudian muncul

30 data eksperimen dengan 4 faktor dan 5 level. Data 30 eksperimen yang dimaksud

dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Kombinasi variabel dengan 30 eksperimen

No Waktu (jam)

Molar rasio (etanol) (gr)

Enzim (gr)

Suhu (◦C)

1 4 2.5 0.15 50

2 5 2 0.2 45

3 4 1.5 0.25 40

4 4 2.5 0.25 50

5 7 2 0.2 45

6 6 1.5 0.15 40



Artikel No.D013

453 ISBN: 9-789798-911972

7 5 2 0.2 45

8 4 1.5 0.25 50

9 5 2 0.3 45

10 6 2.5 0.25 40

11 5 1 0.2 45

12 3 2 0.2 45

13 6 1.5 0.15 50

14 6 2.5 0.25 50

15 4 1.5 0.15 50

16 5 2 0.2 35

17 5 2 0.1 45

18 6 1.5 0.25 50

19 6 2.5 0.15 40

20 6 1.5 0.25 40

21 6 2.5 0.15 50

22 5 3 0.2 45

23 5 2 0.2 55

24 4 2.5 0.15 40

25 5 2 0.2 45

26 4 2.5 0.25 40

27 5 2 0.2 45

28 5 2 0.2 45

29 5 2 0.2 45

30 4 1.5 0.15 40

Analisis Sampel dan Pengolahan Data dengan Perangkat Lunak Design Expert v.7

Dari 30 data eksperimen yang diperoleh melalui perangkat lunak Design Expert v.7,

melalui Respons surface dan CCRD, telah disintesis etil ester (sesuai komposisi variabel

yang disarankan) dari minyak inti buah ketapang dan etanol. Setelah dilakukan

pemisahan sampel etil ester menggunakan HPLC maka diperoleh persen hasil (aktual

dan prediksi) dari masing-masing kondisi. Persen hasil sintesis disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Data persen hasil (aktual dan prediksi) etil oleat untuk 4 faktor dan 5 level response surface dan CCRD

No Waktu

(jam)

Molar rasio

(etanol) (gr)

Enzim

(gr)

Suhu

(◦C)

Yield

(%)

Prediksi

Yield

(%)

1 4 2.5 0.15 50 35.2 42.48

2 5 2 0.2 45 46.81 33.35

3 4 1.5 0.25 40 30.43 35.46

4 4 2.5 0.25 50 47.23 48.43

5 7 2 0.2 45 33.42 36.43

6 6 1.5 0.15 40 56.25 53.03



Artikel No.D013

454 ISBN: 9-789798-911972

7 5 2 0.2 45 39.47 33.35

8 4 1.5 0.25 50 57.36 54.79

9 5 2 0.3 45 45.56 42.60

10 6 2.5 0.25 40 43.22 44.23

11 5 1 0.2 45 48.22 52.44

12 3 2 0.2 45 40.85 38.01

13 6 1.5 0.15 50 29.69 29.40

14 6 2.5 0.25 50 25.71 28.37

15 4 1.5 0.15 50 52.9 49.87

16 5 2 0.2 35 37.13 37.33

17 5 2 0.1 45 30.85 33.98

18 6 1.5 0.25 50 34.38 36.09

19 6 2.5 0.15 40 36.1 40.53

20 6 1.5 0.25 40 61.12 55.70

21 6 2.5 0.15 50 27.72 20.66

22 5 3 0.2 45 37.64 33.59

23 5 2 0.2 55 36.82 36.79

24 4 2.5 0.15 40 27.14 23.41

25 5 2 0.2 45 47.41 33.35

26 4 2.5 0.25 40 23.19 25.34

27 5 2 0.2 45 20.62 33.35

28 5 2 0.2 45 21.65 33.35

29 5 2 0.2 45 24.16 33.35

30 4 1.5 0.15 40 35.35 34.55

Pengujian Kesesuaian Model dengan ANOVA

Data persen hasil etil oleat yang diperoleh dari hasil sintesis, digunakan untuk

melihat kesesuaian model dengan bantuan Anova (analysis of variance) Pada tabel 3.

disajikan suatu data statistik berdasarkan model yang disarankan yaitu model quadratic

beserta persamaan matematikanya, nilai koefisien determinasi atau R2 dan nilai Lack of

fit.



Artikel No.D013

455 ISBN: 9-789798-911972

Tabel 3. Data signifikansi model

Pada tabel 3. Molar ratio minyak dan etanol mempunyai pengaruh yang cukup

signifikan jika dilihat dari nilai p-value. Sedangkan pengaruh waktu, enzim dan suhu,

tidak cukup signifikan. Untuk uji Lack of fit yang merupakan uji untuk melihat

penyimpangan atau ketidaktepatan pada model regresi, diperoleh nilai P-value 0,9873,

nilai ini lebih besar daripada nilai alpa (𝛼) 0,05, maka ini menunjukkan bahwa model

regresi cocok dan tidak ada lack of fit.

Tabel 4. Data Nilai R-Square

Berdasarkan nilai koefisien determinasi (R2) diperoleh nilai 0,6844. Koefisien

determinasi yang disimbolkan dengan R2 adalah salah satu nilai statistik yang dapat

digunakan untuk mengetahui apakah ada hubungan pengaruh antara variabel. Koefisien

determinasi itu juga berfungsi sebagai nilai yang menyatakan besarnya keterandalan

model, yaitu menyatakan besarnya variasi Y yang dapat diterangkan oleh variasi X. Nilai

R2 dikatakan baik jika berada di atas 0,5 karena nilai R2 berkisar antara 0 dan 1 (Tobing,

2014). Semakin mendekati 1 untuk nilai R2 maka semakin kuat model tersebut. Pada



Artikel No.D013

456 ISBN: 9-789798-911972

model quadratic ini diperoleh R2 sebesar 0.6844, berarti persentase keragaman variabel

Y yang mampu dijelaskan oleh variabel X sebesar 62.16%.

Berdasarkan model dan analisis anova yang dilakukan diperoleh persamaan

statistik orde 2 dalam penelitian ini adalah:

Yield (%) = 33,35 – 0,39 A – 4,71 B + 2,15 C – 0,13 D – 0,34 AB + 0,44 AC – 0,74 AD +

0,26 BC + 0,94 BD + 1 CD + 0,97A2 + 2,42 B2 + 1,23 C2 + 0,93 D2

(A = Waktu reaksi, B = Molar ratio, C = Enzim, D = Temperatur)

Dari persamaan ini dapat dilihat adanya interaksi antar variabel. Pengaruh interaksi

variabel ini akan dijelaskan kemudian.

Penentuan Kondisi optimum

Setelah uji statistik dilakukan, maka soft ware Design expert dapat memberikan

beberapa pilihan kondisi melalui persamaan orde 2 dengan prediksi yield untuk masing-

masing kondisi.

Tabel 5. Solusi beberapa kondisi optimum dengan persen hasil sintesis tertinggi

:

Pilihan kondisi optimum yang menghasilkan prediksi yield yang tertinggi adalah nomor

1, dengan waktu reaksi 5,98 jam, molar ratio 1 : 1,5 (minyak : etanol), enzim sebanyak

0,25 dan temperatur 40oC. Kondisi ini diperkirakan akan menghasil hasil tertinggi yaitu

sebesar 55,4728%. Setelah kondisi ini di uji coba maka dapat dilihat pengaruh atau

interaksi antar variabel seperti yang akan dijelaskan di bawah ini:

a. Interaksi Waktu dan Molar Ratio

Pada gambar di bawah ini dengan keadaan optimum waktu 5,96 jam dan molar

rasio 1,50 gr, terlihat hubungan keduanya dengan persen hasil atau yield yang diperoleh.

Dengan pertambahan molar rasio dan waktu reaksi akan menurunkan persentase hasil

dari etil ester. Molar ratio sebesar 2,00 ke atas dan waktu reaksi di bawah 4,5 jam akan

membuat persen hasil yang lebih kecil (di bawah 30%)



Artikel No.D013

457 ISBN: 9-789798-911972

Gambar 3. Countor dan response surface plot interaksi antara molar ratio dan waktu

b. Interaksi waktu dan enzim Keadaan optimum pada waktu 4,03 jam dan jumlah enzim 0,25 gr, terlihat hubungan

keduanya dengan persen hasil atau yield yang diperoleh (Gambar 4.). Penambahan

enzim yang dilakukan serta penurunan waktu reaksi yang tepat akan meningkatkan

jumlah yield etil ester yang diperoleh.

Gambar 3. Countor dan response surface plot interaksi antara jumlah enzim dan

waktu

Dengan menambah jumlah enzim, maka enzim dapat membantu mengkatalisis

substrat dengan lebih cepat dan maksimal. Namun hal ini hanya akan berhenti pada saat

waktu optimum tercapai (Suhendra ddk, 2005). Karena waktu reaksi yang bertambah

akan membuat substrat kembali dan mendorong reaksi ke arah kiri dan mengurangi hasil

konversi akibat reaksinya yang bersifat reversibel (Salamah, 2014, Gunawan and

Suhendra, 2011).

c. Interaksi Waktu dan Temperature



Artikel No.D013

458 ISBN: 9-789798-911972

Untuk interaksi antara waktu reaksi dan temperatur ( Gambar 5) keadaan optimum

akan tercapai di dua keadaan yaitu pada waktu 5,98 jam dan temperatur 40℃, atau pada

waktu yang lebih singkat yaitu 4,3 jam tetapi pada suhu yang lebih tinggi 47,5oC .

Peningkatan suhu reaksi cenderung hanya memberi sedikit peningkatan pada yield yang

diperoleh, jika waktu reaksinya diperpanjang. Namun menurunkan suhu juga akan

mengurangi produksi yield, begitu pula dengan meningkatkan waktu reaksi. Seiring

dengan meningkatnya suhu reaksi dimulai dari 40℃ hingga suhu optimum, menambah

hasil konversi, jika waktu reaksi dibuat tetap.

Gambar 5. Countor dan response surface plot interaksi antara temperatur dan waktu

Hal ini disebabkan semakin tinggi suhu, laju pergerakan setiap molekul akan

semakin cepat, sehingga frekuensi tumbukan antar molekul akan meningkat dan reaksi

menjadi semakin cepat (Salamah, 2014). Peningkatan waktu reaksi akan dapat

meningkatkan hasil konversi karena semakin menambah waktu tumbukan antar molekul

yang terjadi seiring peningkatan suhu sampai pada suhu optimum (Widyarani, 2011;

Gunawan dan Suhendra, 2008b). Sedangkan peningkatan jumlah waktu yang signifikan,

seperti yang sudah dipaparkan terkait reaksi yang bersifat reversibel, maka dapat

menurunkan hasil konversi.

d. Interaksi molar ratio dan enzim

Keadaan optimum untuk interaksi antara molar ratio dan enzim (Gambar 6), dengan

molar rasio 1,50 gr dan jumlah enzim 0,25 gr, terlihat hubungan keduanya dengan yield

yang diperoleh. Dengan kondisi jumlah enzim yang sesuai. pada keadaan optimum,

menunjukkan jumlah yield yang optimal. Sedangkan menurunnya jumlah enzim dan

bertambahnya molar rasio akan menurunkan yield. Penambahan enzim pada reaksi

akan memperbesar kecepatan reaksi sampai 108 kali (Hala, et al, 2010). Poedjiadi dan

Supriyanti (2009) menyebutkan bahwa dengan konsentrasi enzim tetap, maka

penambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.



Artikel No.D013

459 ISBN: 9-789798-911972

Gambar 6. Countor dan response surface plot interaksi antara molar ratio dan enzim

Akan tetapi pada batas tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi meskipun

konsentrasi substrat diperbesar. Sedangkan penambahan jumlah substrat akan

mengurangi hasil konversi, hal ini dikarenakan bahwa jumlah enzim tidak akan mampu

menyaingi jumlah substrat yang bertambah dan tidak akan meningkatkan jumlah produk

yang signfikan (Suhendra dkk,2005, Gunawan dan Suhendra, 2011).

e. Interaksi molar ratio dan temperature

Gambar 7. Countor dan response surface plot interaksi antara molar ratio dan

temperatur

Berdasarkan gambar di atas dengan keadaan optimum molar rasio 1,50 gr dan

temperatur 40℃, terlihat hubungan keduanya dengan yield yang diperoleh. Temperatur

40℃ merupakan temperatur optimum dengan keadaan molar rasio 1,50 gr. Sedangkan

temperatur di bawahnya akan menurunkan yield. Penambahan suhu ini dapat

meningkatkan interaksi antara substrat yang bereaksi. Hikmah (2010) menyebutkan

bahwa semakin tinggi suhu yang dioperasikan maka semakin banyak konversi yang



Artikel No.D013

460 ISBN: 9-789798-911972

dihasilkan. Bila suhu naik maka harga k makin besar sehingga reaksi berjalan cepat dan

hasil konversi makin besar. Namun penambahan suhu ini harus disesuaikan dengan

keadaan reaksi dan jenis reaktan. Dalam hal ini, jika suhu atau temperatur bertambah

tetapi di atas temperatur optimum dan diiringi penambahan molar rasio akan

mengakibatkan penurunan yield.

f. Interaksi enzim dan temperatur

Berdasarkan gambar di atas dengan keadaan optimum enzim 0,25 gr dan temperatur

40℃, terlihat hubungan keduanya dengan yield yang diperoleh. Semakin tinggi suhu,

akan memperbesar konversi yield. Hal ini terjadi karena dengan naiknya suhu, maka

tumbukan antar partikel semakin besar, sehingga reaksi berjalan semakin cepat dan

konstanta reaksi semakin besar (Hikmah 2010), sehingga apabila suhu reaksi dinaikkan,

maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk (Dogra, 1990). Temperatur yang

semakin meningkat juga akan meningkatkan kinerja enzim, namun kenaikan ini hanya

akan cocok pada temperatur optimum enzim bekerja. Seperti yang disebutkan oleh

Handayani (2005) bahwa suhu optimum enzim lipase bekerja yaitu pada suhu 40- 45℃,

sehingga ketika temperatur bergerak naik di atas 40℃, maka akan berpengaruh kepada

kinerja enzim yang akan menurun sehingga akan menurunkan yield yang diperoleh.

KESIMPULAN

Etil Oleat telah berhasil disintesis dari minyak inti buah ketapang melalui reaksi

transesterifikasi enzimatis dengan persen hasil (yield) optimum sebesar 55,48%.

Pengaruh interaksi antara variabel dapat diamati dengan bantuan metoda RSM-CCRD.

UCAPAN TERIMAKASIH

Terimakasih diucapkan kepada Direktur Riset dan Pengabdian kepada

Masyarakat, Direktorat Riset dan Pengabdian kepada Masyarakat, Kementerian Riset,

Teknologi dan Pendidikan tinggi yang telah membiayai penelitian ini melalui skim Hibah

Kompetensi 2015



Artikel No.D013

461 ISBN: 9-789798-911972

DAFTAR PUSTAKA

Bas, D., dan Boyaci I.H. 2007. Modeling And Surface Methodology. Journal of food Enggineering, Vol. 78: 836-845

Design Expert Version 7.0.4. (2015) User’s Guide. USA: Stat-Ease Inc., Section 12. Dogra, S.K. dan S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : Universitas Indonesia

Gunawan, E.R. and Suhendra, D (2011) Enzyme –Catalysed Synthesis Of Palm-Based Wax Esters-a Kinetic Study, Jurnal Natur Indonesia, Vol.14 No. 1

Gunawan, E.R. and Suhendra, D. (2008a). Four-Factor Response Surface Optimization of The Enzymatic Synthesis of Wax Ester from Palm Kernel Oil. Indonesian Journal of Chemistry, 8 (1): 83 – 90

Gunawan, E.R. and Suhendra, D. (2008b). Wax Ester Production by Alcoholysis of Palm Oil Fractions. Indonesian Journal of Chemistry, 8 (3): 356 – 36

Hala Y., Astri, Jufri Z. M., Tambung A. (2010). Proses Transeseterifikasi Biji Minyak Jarak dengan Bantuan Enzim Lipase sebagai Penghasil Biodiesel. Makassar : Jurusan Kimia, FMIPA, UNHAS

Handayani, Rini dan Joko Sulistyo. 2005. Transesterifikasi Ester Asam Lemak Melalui Pemanfaatan Teknologi Lipase. Bogor : LIPI.

Hikmah, Maharani Nurul dan Zuliyana. 2010. Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Dedak dan Metanol dengan Proses Esterifikasi dan Transesterifikasi. Semarang : Universitas Diponegoro.

Linko, Y.Y., Lamsa, M., Wu ,X., Uosukainen, W., Sappala and Linko, P. Biodegradable products by lipase biocatalysts, (1999), Journal of Biotechnologi, 66: 41-50

Nist, Sematech. 2012. e-Handbook of Statistical Methods,

http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/ 22 Agustus 2015

Poedjiadi, Anna dan Supriyanti. 2009. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI Press

Salamah, Siti. 2014. Kinetika Reaksi Esterifikasi Minyak Biji Kapuk pada Pembuatan Biodiesel. Yogyakarta : Universitas Ahmad Dahlan.

Suhendra, D., Andriyany R.S., Gunawan, E.R., Ardianto, T. Handayani, S.S., Pauzan, (2010), Biodiesel From Ketapang Seeds: A New Green Energy, International Seminar on Economic, Culture and Environment, Proceeding.

Suhendra, D dan E.R. Gunawan. 2008. Synthesis of Wax Ester from Palm Kernel Oil Catalyzed by Lipase. Jurnal Matematika dan Sains, Vol.13, No.3, 76-83

Suhendra, D. and Wan Yunus, W.M.Z. (2005). Enzymatic Synthesis of Fatty Hydroxamic Acids from Palm Oil, Journal of Oleo Science, 54: 1, 33 – 38

Suwarso, Wahyudi Priyono, Iza Yulia Gani dan Kusyanto. 2008. Sintesis Biodiesel dari Minyak Biji Ketapang (Terminalia catappa Linn.) yang Berasal dari Tumbuhan di Kampus UI Depok. Depok : Universitas Indonesia.

Thomson, L.A.J., and Evans, B., (2006). Species Profiles for Pacific Island Agroforestry: Terminalia catappa, www.traditionaltree.org.



Artikel No.D013

462 ISBN: 9-789798-911972

Tobing, Tiara Lumban. 2014. Analisis Nilai Korelasi Beberapa Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) Di Kabupaten Langkat Tahun 2001-2011. Medan : Universitas Sumatera Utara.

Widyarani, Prinda. 2011. Pengaruh Perbandingan Reaktan dan Waktu Reaksi pada Esterifikasi Minyak Jarak Pagar Curah dengan Katalis SiO2-PWA. Surakarta : Universitas Surakarta.

Documents

Prosiding Seminar Nasional Kimia Lombok-2016