SINTESIS METIL ESTER DARI LIPID Bacillus stearothermophilus DENGAN METODE TRANSESTERIFIKASI MENGGUNAKAN BF3
Dessy Dian Carolina NRP 1406 100 024
Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Surya Rosa Putra, MS
Latar Belakang Keterbatasan bahan bakar
Bahan bakar alternatif yang renewable
Lemak hewan / lipid transesterifikasi lipid
Metil ester
Biodiesel
Minyak nabati
Permasalahan Transesterifikasi
Dari minyak nabati Dari lipid bakteri
Metil ester
Metil ester
Pola asam lemak
?
?
Tujuan 1. Mensintesis metil ester dari lipid bakteri melalui metode transesterifikasi dengan menggunakan katalis BF3-metanol 14% 2. Memperoleh pola asam lemak yang terdapat pada bakteri B.stearothermophilus
Metodologi •
•
Alat Alat-alat yang digunakan antara lain labu leher tiga, kondensor refluk, termometer, pengaduk magnetik, hot plate, neraca analitik (Mettler AE 200), autoclave (High Pressure Steam Sterilizer ES-315), laminary flow ( Hotpack, Philadelphia), freeze dryer ( Snijders type 2040, Holland), sentrifugasi (Ogawa Seiki Co., Ltd), vortex (Thermolyne type 16700 Mixer) untuk mengaduk campuran, spektrofotometer (Spectronic Genesys-20), Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (KG-SM) untuk identifikasi metil ester, serta peralatan gelas dan peralatan tambahan lainnya yang lazim digunakan dalam kimia. Bahan Bahan cuplikan yang digunakan adalah isolat bakteri Bacillus stearothermophilus yang diperoleh dari laboratorium mikrobiologi Universitas Airlangga, Surabaya. Bahan-bahan kimia yang dibutuhkan Nutrien Agar (NA) dan Nutrien Broth (NB) digunakan sebagai media biakan padat dan cair untuk bakteri, campuran dari kloroform/methanol (2:1 v/v) digunakan untuk mengekstrak lipid total dari sel kering, natrium sulfat anhidrat untuk menyerap kandungan air dalam fasa organik. BF3-metanol 14%, toluena, dan aquades untuk pembuatan metil ester.
Metodologi Isolat B. stearothermophilus -Diuji kemurnian B. stearothermophilus murni
-Diregenerasi -Ditentukan kurva pertumbuhan B. stearothermophilus pada fase log -Diinokulasikan pada 10 mL media cair steril -Diinkubasi 10 jam dengan digoyang menggunakan shaker 120 rpm pada T=45oC -Ditambahkan ke dalam media cair sebanyak 490 mL
-Diinkubasi 10 jam dengan digoyang dengan kecepatan 120 rpm pada T=45oC -Disentrifuse pada 2000 rpm selama 40 menit Sel basah B. stearothermophilus
Sel basah B. stearothermophilus -Diliofilisasi Sel kering B. stearothermophilus
Ekstraksi Lipid Total 0,2 gr sel kering - diekstrak 2 kali dengan 50 mL kloroform/metanol (2:1 v/v) - disaring filtrat - dievaporasi lipid total
kloroform/metanol
Transesterifikasi dengan BF3-Metanol 14% lipid - dimasukkan ke dalam labu leher tiga - ditambah 10 mL toluena - ditambah 5 mL BF3-metanol 14%
- direfluks pada suhu 60oC sambil diaduk dengan pengaduk magnet 300 rpm selama 30 menit - disetimbangkan sampai larutan memisah - dipisahkan
gliserol
metil ester
metil ester - dicuci dengan aquades hingga lapisan air memiliki pH 7 - ditimbang - di analisa KLT dan KG-MS hasil
Hasil dan Pembahasan Uji Kemurnian Bakteri • Hasil uji kemurnian bakteri menunjukkan bahwa bentuk
koloni bakteri antara yang satu dengan yang lain sama, yaitu sama-sama berbentuk agak oval. Keseragaman bentuk ini menunjukkan bahwa isolat bakteri tersebut steril.
Hasil dan Pembahasan Kurva Pertumbuhan B. stearothermophilus
• Fase lag B. Stearothermophilus terjadi pada jam ke 0-2 • Fase log pada jam ke-2 sampai jam ke10 • Fase stasioner berlangsung dari jam ke10 hingga jam ke-12 • Fase kematian terjadi pada jaam ke-12
Produksi Biomassa dan Ekstraksi Lipid Total • Produksi biomassa menghasilkan sel kering sebanyak 0,2366 g/L • Berat total lipid yang diperoleh dari sel kering adalah 0,113 g/g sel kering atau 11,3% terhadap sel kering
Reaksi Umum Transesterifikasi
CH2OCOR''' CH2OCOR''
+
3ROH
CH2OCOR' trigliserida
R'''COOR
CH2OH
alkohol
katalis
CH2OH
+
R''COOR
CH2OH'
R'COOR
gliserol
metil ester
Transesterifikasi Menggunakan BF3-Metanol 14% R'COO
CH2
R''COO
CH H2C
BF3 O O
R'COO
CH2
R''COO
CH
trigliserida
R'COO
CH2
R''COO
CH H2C
O
C R'''
I
BF3
H3COH
O O
O
H2C
CR'''
BF3
R'COO
CH2
BF3
R''COO
CH
O
H2C
C R'''
O
C
H
O
R'''
CH3
II R'COO
CH2
BF3
R''COO
CH
O
H2C
O
C
H
O
-BF3 R'''
CH3
R', R'' dan R'" = rantai karbon asam lemak
R'COO
CH2
R''COO
+
CH H2C
digliserida
OH
O R'''
C OCH3
metil ester
Kromatogram Metil Ester
Spektra Massa Metil Palmitat pada Puncak ke-5 (tR= 14,38)
185
143
CH3
87
115
O 227
171
129
101
74
O
Reaksi Pemutusan Metil Palmitat H a.
CH3
O HOH3C
CH2
C12H25
CH2
m/z 270 b.
CH3CH3CH2 CH2(CH2)11COOCH3 m/z 270
OH + HOH3C
CH2
C
C12H25
CH2
m/z 74 CH3CH3CH2
+
CH2(CH2)11COOCH3 m/z 227
• Metil palmitat yang terkandung dalam metil ester
adalah sebesar 4,47% atau sebanyak 0,9208 mg/gram metil ester total.
Keberadaan asam lemak metil ester pada B. stearothermophilus membuktikan adanya kedekatan taksonomi antara bakteri tersebut dengan Bacillus yang lain yaitu B. Pumilus. Hal ini berdasarkan penelitian sebelumnya, yaitu penelitian Ika Fitriani Juli Palupi pada tahun 2007 yang berjudul “Analisis Kandungan Hopanoid dan asam Lemak dalam Bacillus Pumilus”. Hasil dari penelitian tersebut menyatakan bahwa B. pumilus menghasilkan asam pentadekanoat, asam heksadekanoat dan asam heptadekanoat.
Kesimpulan • Berdasarkan hasil pada penentuan kurva pertumbuhannya, Bacillus stearothermophilus yang digunakan dalam penelitian ini memiliki fase log pada jam ke-2 sampai dengan jam ke-10. Pemanenan bakteri dilakukan pada jumlah produksi sel maksimum yaitu pada jam ke-10 • Produksi biomassa menghasilkan sel kering sebanyak 0,2366 g/L • Berat total lipid yang diperoleh dari sel kering sebesar 0,113 g/g sel kering, atau 11,3% terhadap sel kering • Metil ester yang dihasilkan dari proses transesterifikasi lipid sebesar 0,0206 g/g lipid total (91,15%)
• Metil ester yang diperoleh terkandung metil palmitat 4,47% atau sebesar 0,9208 mg/gram metil ester total
