Seminar Nasional TREnD Technology of Renewable Energy and Development FTI Universitas Jayabaya Juni 2024 KINETIKA HIDROLISIS LIMBAH KULIT NANAS (Ananas Comosus L.
) OLEH
ENZIM -AMILASE DAN ENZIM GLUKO AMILASE
Lukman Nulhakim.
Ajeng Dwi Pratiwi.
Puput Nur Azizah.
Dody Guntama.
Mubarokah Nuriaini Dewi.
dan Mochamad Taufiq Qurrohman.
*) Teknik Kimia.
Fakultas Teknologi Industri.
Universitas Jayabaya.
Jakarta.
*) Coresponding Author: mt4uf1qqr@gmail.
Abstract The enzymatic kinetics process is the study of chemical reactions catalyzed by enzymes in enzyme kinetics.
The reaction rate is measured by the influence of several conditions so that the reaction is studied more deeply.
This kinetics process has several samples with variable time 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 24, 48 and 72 hours with the ratio .
:1, 1:2, 1:3, 2:1, and 3:.
with temperatures of 30AC, 40AC, and 50AC for 48 hours.
The enzymes used are alpha amylase enzyme and gluco amylase enzyme with a substrate of 20 g of pineapple peel powder that has been finely ground dissolved with 100 mL of distilled water so that it will get a variable with the best results, determining the maximum rate and Km value carried out with variations in substrate measured using a refractometer.
The ycOycoycaycu and yayco values obtained from the experimental results show that the longer the time used, the greater the ability of the enzyme to hydrolyze pineapple peel powder.
Abstrak Proses kinetika enzimatik merupakan studi mengenai reaksi kimia yang dikatalis oleh enzim dalam kinetika enzim laju reaksi diukur dengan pengaruh beberapa kondisi sehingga reaksi diteliti lebih mendalam.
Proses kinetika ini mempunyai beberapa sempel dengan variable waktu 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 24, 48, dan 72 jam dengan perbandingan ( 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, dan 3:.
dengan suhu 30AC, 40AC, dan 50AC selama 48 jam.
Enzim yang dipergunakan yaitu enzim amilase dan enzim gluko amilase dengan substrat 20 g serbuk kulit nanas yang telah digiling halus dilarutkan dengan 100 mL aquadest sehingga akan di dapatkan variable dengan hasil yang terbaik, penentuan laju maksimum dan nilai Km dilakukan dengan variasi substrat diukur dengan menggunakan refraktometer.
Nilai Vmax dan K m yang diperoleh dari hasil percobaan menunjukan bahwa makin lama waktu yang di gunakan maka makin besar kemampuan enzim tersebut dalam menghidrolisis serbuk kulit nanas.
Kata kunci: alfa alimase, gluko amilase, hidrolisis, kulit nanas TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Lukman Nulhakim et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 77 - 83
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi dari bahan bakar minyak bumi (BBM) di berbagai negara di dunia dalam beberapa tahun terakhir ini mengalami peningkatan tajam, tidak hanya pada negara-negara maju saja, tetapi juga di negara berkembang termasuk Indonesia.
Untuk mengantisipasi terjadinya krisis bahan bakar minyak bumi (BBM) pada masa yang akan datang, saat ini telah dikembangkan sumber energi yang baru dan terbarukan sekaligus ramah lingkungan.
Energi terbarukan adalah energi yang dapat diperbaharui dan apabila dikelola dengan baik, sumber daya itu tidak akan habis.
Jenis energi terbarukan meliputi biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin, dan energi samudera.
Etanol merupakan biofuel, dan mempunyai prospek baik sebagai penganti bahan bakar cair dan gasohol dengan bahan baku yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan serta sangat menguntungkan secara ekonomi mikro terhadap komunitas petani di pedesaan (Nurfiana.
, 2.
Menurut keputusan menteri ESDM Nomor 32 Tahun 2008 AuE-100 adalah produk etanol yang dihasilkan dari bahan baku hayati dan biomasa lainnya yang diproses secara bioteknologi dan wajib memenuhi standar mutu .
sesuai dengan ketentuan peraturan perundangundangan jika ingin digunakan sebagai bahan bakar alternatifAy.
Buah nanas (Ananas comosus.
Me.
merupakan salah satu jenis buah yang banyak terdapat di Indonesia dan mempunyai penyebaran yang merata.
Selain dikonsumsi sebagai buah segar, nanas juga banyak digunakan sebagai bahan baku industri minuman dan makanan.
Selama periode 2008 Ae 2010 produksi nanas Indonesia rata-rata sebesar 1,46 juta ton/tahun (Badan Pusat Statistik Indonesia, 2.
Dengan semakin meningkatnya produksi nanas, maka limbah yang dihasilkan akan semakin meningkat.
Pemanfaatan sampah kulit nanas saat ini belum optimal, biasanya sampah kulit nanas hanya digunakan sebagai pakan ternak.
Untuk menambah nilai ekonomis sampah kulit nanas maka dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan etanol dengan cara hidrolisa dan fermentasi dengan menambahkan yeast (Jumari A.
, 2.
Reaksi kimia dengan menggunakan katalis enzim menawarkan berbagai keunggulan diantaranya spesifitas produk reaksi dan daya katalitik enzim yang jauh lebih kuat dibandingkan katalis kimia biasa.
Daya katalisis enzim ditunjukkan dengan satuan unit aktivitas (U).
Satu unit enzim didefinisikan sebagai jumlah enzim yang dapat merubah 1 AAmol substrat selama satu menit reaksi.
Enzim merupakan molekul protein yang sifat fungsionalnya sangat dipengaruhi oleh struktur tersier dan kuartener protein.
Hal ini menjadikan sejumlah protein enzim yang sama jumlah gramnya akan sangat mungkin mempunyai daya katalitik aktivitas yang berbeda tergantung dari bagaimana penanganan dan penyimpanan protein enzim Aktivitas spesifik menunjukkan jumlah unit aktivitas enzim yang terkandung setiap satuan massa protein enzim (Minarni.
, 2.
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji kinerja enzim campuran -amilase dan gluko amilase pada proses hidrolisis, mencari data kinetika pengaruh suhu dan waktu hidrolisis terhadap konsentrasi gula reduksi, penentuan tetapan reaksi dan tenaga aktivasi.
TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Lukman Nulhakim et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 77 - 83
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian:
Penelitian tugas akhir satu dimulai pada 1 Maret 2020 sampai 1 November 2020.
Dilakukan di laboratorium Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya yang berada di Jl.
Raya Bogor Km.
24 Cimanggis.
Depok.
Bahan baku Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini adalah Serbuk kulit nanas.
Enzim -amilase .
Enzim gluko amilase dan Glukosa murni Tahapan Penelitian Pembuatan kulit serbuk nanas Sempel kulit nanas yang di dapat dari penjual buah anans dan telah di potong potong selanjutkan di pisahkan dengan daun dan kotiran lalu pencucian agar tidak terdapat tanah atau kerikil yang menempel selanjutnya penggilingan kulit nanas yang telah di potong potong dan setelah kering di lakukan penghancuran atau di blender setelah itu di lakukan pengayakan atau penyaringan serbuk agar didapat serbuk yang paling halus sehingga mudah untuk larut dalam di ayak dengan ayakan berukuran 80 mesh.
Pelarutan Kulit serbuk nanas yang telah halus dan kering dilarutkan dengan aquadest dengan takaran 20 g serbuk nanas di larutkan dengan 100 mL aquadest di aduk selama 10 menit.
Pencampuran Enzim Serbuk yang telah larut dalam aquadest berikutnya dicampurkan Enzim alfa amilase sebanyak 1 ml enzim alfaamilase berikutnya di aduk dan di homogenkan selama 72 jam dengan pengambilan sampel pada jam ke 0, 1, 2, 4, 6, 8, 24, 48 sampai 72 jam.
Berikut sempel kedua dengan 20 g serbuk nanas di larutkan dengan 100 mL aquadest di campurkan dengan enzim glukoamliase sebanyak 1 ml selama 72 jam dengan pengambilan sampel pada jam ke 0, 1, 2, 4, 6, 8 ,24 ,48 dan sampai 72 jam.
Selanjutnya 20 gram serbuk nanas di larutkan dengan 100 mL aquadest dicampurkan enzim alfaamilase dan glukoamilase dengan perbandingan 1:1 ,1:2 ,1:3 ,2:1 dan 3:1 selama 72 jam dengan pengambilan sampel pada jam ke 0, 1, 2, 4, 6, 8, 24, 48 sampai 72 jam.
Pemanasan Pada tahap ini 20 g serbuk nanas di larutkan 100 mL aquadest ke dalam water batch dengan temperatur 40AC dan 50AC dengan 6 sampel yaitu 0,5 alfa amilase 0,5 gluko amilase ,1 mL alfa amilase ,dan 1 mL glukoamilase.
Masing masing sampel dalam temperatur diambil sempel pada jam 0, 1, 2, 4, 6, 8, 24, dan 48 jam.
Model Matematika Keseimbangan mol pada urea dam reaktor batch menghasilkan:
OeyccycAycycyceyca yccyc = Oeycycycyceyca ycO TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Lukman Nulhakim et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 77 - 83 karena reaksi ini adalah fasa cair ycO = ycO0, kesetimbangan mol dapat dimasukan kedalam bentuk Oeyccyaycycyceyca yccyc = Oeycycycyceyca Hukum laju untuk dekomposisi urea adalah ycOycycyceyca ycoycaycu , ycO ya Oeycycycyceyca = yaycoycaycu ya ycycyceyca yco ycycyceyca Menstubstitusikan persamaan dan mengintegralkan ya ya ya ya ycycyceyca ycycyceyca ycoycaycu ya ya Oeyaycycyceyca yccya yc = Oya ycycyceyca 0 Oeycycycyceyca = Oya ycycyceyca 0 ycO ycA yaycycyceyca yccyaycycyceyca ycycyceyca ya yc = ycO ycA ycoycu yaycycyceyca 0 ycycyceycaycO0 Menjadi persamaan ycoycaycu ycycyceyca yaycycyceyca = yaycycyceyca 0 .
Oe ycU) ycycyceyca ycoycaycu ya ya yc = ycO ycA ycoycu 1OeycU ycycyceyca ycO ycoycaycu ycU ycoycaycu Parameter KM dan max dapat dengan mudah ditentukan dari data batch reactor menggunakan metode Analisa integral.
Disini seperti ditunjukan pada gambar dan Menyusun persamaan sehingga bisa mendapatkan plot linear.
Misalkan data ycI = yaycycyceyca dan ycI0 = yaycycyceyca .
Menyusun persamaan dalam bentuk yaycA ycoycaycu yc ycI ycO ycI OeycI ycoycu ycI0 = yaycoycaycu Oe ya0 yc ycA ycA Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa kemiringan plot LN sebagai fungsi dalam kasus ycI ycO [ yc ycoycu ycI0 ] serupa ke (Oe ya ) persamaan dimana tidak ada kemungkinan ( yaycoycaycu ) tidak akan masuk yco yco substrat ke dalam konsentrasi yaitu .
ayc = ycI) HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dari penelitian kinetika hidrolisis buah nanas oleh enzim alfa amilase dan enzim gluko amilase ditunjukan pada gambar 1.
Gambar 1.
Pengaruh konsentrasi enzim terhadap waktu TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Lukman Nulhakim et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 77 - 83 Pada gambar 1.
Ezim gluko amilase dan alfa amilase dapat digunakan sebagai katalis pada proses hydrolisis nanas.
Semakin tinggi konsentrasi alfa amilase maka konsentrasi glukosa yang dihasilkan akan semakin besar.
Dimana dengan menggunakan 100% alfa amilasi dihasilkan konsentrasi glukosa tertinggi yaitu diatas 10 %.
Gambar 2.
Grafik Massa kulit nanas tersisa terhadap waktu Pada gambar 2 di jelaskan bahwa variabel enzim dengan massa nanas yang tersisa dimana setiap variabel enzim berpengaruh selama 72 jam.
Gambar 3.
Grafik konsentrasi enzim dengan waktu pada berbagai temperatur Pada gambar 3 konsentrasi yang di dapatkan dari variabel enzim dalam waktu 48 jam dengan temperatur suhu 30AC, 40AC, dan 50AC.
Semakin besar temperatur maka laju reaksi hidorlisis akan semakin tinggi, dimana konsentrasi tertinggi dihasilkan pada temperatur dengan temperatur 50 0C TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Lukman Nulhakim et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 77 - 83 Tabel 1.
Hasil ycOycoycaycu vs yayco dari data batch reaktor Variabel Enzim ycOycoycaycu yayco Gluko amilase -amilase 5 -amilase 0.
5 gluko amilase 25 -amilase 0.
75 gluko amilase 33 -amilase 0.
67 gluko amilase 67 -amilase 0.
33 gluko amilase 75 -amilase 0.
25 gluko amilase KESIMPULAN Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Sempel kinetika hidrolisis yang terbaik diperoleh selama 72 jam dengan nilai Brix 8.
4 atau jika di konsentrasikan kedalam glukosa yaitu 10.
ppm/jam.
Nilai ycOycoycaycu enzim gluko amilase 7.
78125 dan Km gluko amilase 156.
Nilai Vmax enzim alfa amilase Vmax 7.
9122 dan Km 175.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada rekan-rekan penelitian yang telah banyak membantu dalam penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA