OPTIMASI DEGRADASI FORBOL ESTER PADA BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) OLEH LIPASE KECAMBAH JARAK PAGAR ACETONE-DRIED DENGAN METODE RESPONSE SURFACE METHODOLOGY DAN KINETIKA DEGRADASINYA

AVITA KUSUMA WARDHANI, Dr. Ir. Chusnul Hidayat

2012 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Bungkil biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang merupakan limbah dari produksi biodiesel sangat berpotensi digunakan sebagai sumber protein yang kaya asam amino esensial untuk pangan dan pakan. Tetapi, sampai saat ini potensi tersebut tidak dapat dimanfaatkan karena bungkil biji jarak pagar mengandung toksin, yaitu forbol ester. Dilihat dari struktur dan karakteristiknya yang menyerupai ester asam lemak, maka ikatan ester pada forbol ester dapat dihidrolisis oleh lipase. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh kondisi optimum degradasi forbol ester pada bungkil biji jarak pagar oleh lipase kecambah jarak pagar acetone-dried meliputi faktor waktu reaksi, rasio buffer/padatan, dan rasio enzim/bungkil, serta untuk menentukan model kinetika degradasinya. Response Surface Methodology (RSM) desain Box-Behnken 3-faktor-3-taraf digunakan untuk menentukan kondisi optimum degradasi forbol ester dari faktor waktu reaksi (24-32 jam), rasio buffer/padatan (40/6-60/6 mL/g), dan rasio enzim/bungkil (20/5-40/5 U/g), terhadap degradasi forbol ester (%). Desain percobaan dan analisis statistik regresi linear berganda dilakukan menggunakan software MINITAB 15. Dengan metode Response Surface Methodology desain Box-Behnken 3-faktor3- taraf, kondisi optimum degradasi forbol ester pada bungkil biji jarak pagar oleh lipase kecambah jarak pagar acetone-dried yang diperoleh adalah pada waktu reaksi 29,33 jam; rasio buffer/padatan 51,11/6 (mL/g); dan rasio enzim/bungkil 30,10/5 (U/g), dengan prediksi degradasi sebesar 98,96%. Hasil verifikasi yang tidak berbeda signifikan dengan prediksi, yaitu 98,91%, menunjukkan bahwa optimasi degradasi forbol ester dengan metode RSM telah berhasil. Kinetika degradasi forbol ester tersebut mengikuti reaksi orde ke-1, yaitu[ ]=[ ]. , dengan half time t1/2 yaitu 9,39 jam.

Jatropha curcas seed cake, a by-product from biodiesel production, has a potential to be exploited as an excellent protein source rich in essential amino acids for food or feed. Its utilization is limited by the presence of phorbol esters as the main toxic compound. Phorbol esters act like structural analogs of fatty acid esters, so its ester bonds can be hydrolyzed by lipase. The objective of this research was to obtain the optimum conditions of phorbol esters degradation on Jatropha curcas seed cake using acetone-dried lipase from germinated Jatropha curcas seeds, and to determine a model of its degradation kinetic. Response Surface Methodology (RSM) using three-factors-three-levels Box Behnken design was used for evaluating the effects of the phorbol esters degradation factors including reaction time (24-32 h), ratio of buffer/solid (40/6-60/6 mL/g), and ratio of enzyme/cake (20/5-40/5 U/g) on the percentage of phorbol esters degradation. The experimental data on phorbol esters degradation were subjected to multiple linear regression analysis using MINITAB 15 software. It was found that the optimal conditions of phorbol esters degradation were 29.33 h, 51.11/6 (mL/g), and 30.10/5 (U/g) for reaction time, ratio of buffer/solid, and ratio of enzyme/cake, respectively. The predicted degradation of phorbol esters was 98.96%. The verification experiment value (98.91%) was not significantly different with the prediction value, indicated that the optimization of phorbol esters degradation in Jatropha curcas seed cake using acetone-dried lipase from germinated Jatropha curcas L. seeds by RSM was successfully developed. The degradation kinetic of phorbol esters could be described by a first-order rate equation [ ]=[ ]. , and the half time was 9.39 h.

Kata Kunci : bungkil biji jarak pagar, degradasi forbol ester, lipase kecambah jarak pagar acetone-dried, Response Surface Methodology (RSM), kinetika degradasi forbol ester