## OPTIMASI SINTESIS BIOSURFAKTAN KARBOHIDRAT ESTER DARI ASAM PALMITAT DAN FRUKTOSA MENGGUNAKAN ENZIM LIPASE TERIMOBILISASI

## SYNTHESIS OPTIMATION OF BIOSURFACTANT CARBOHYDRATE ESTERS FROM PALMITIC ACID AND FRUCTOSE BY USING LIPASE ENZYME IMMOBILIZIED
1 Hiskia Arapenta Ginting, 1 Zuhrina Masyithah, 2 Tjahjono Herawan, 1 Denny Samuel Silaen
1 Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jalan Almamater,Medan, 20155, Indonesia
2 Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Jl Brigjen Katamso 51, Medan Email: kiajunior11@gmail.com

## Abstrak
Karbohidrat ester merupakan salah satu golongan surfaktan nonionik yang banyak dibutuhkan dan berpotensi sebagai surfaktan yang ramah lingkungan. Permasalahan utama dalam sintesis karbohidrat  ester  adalah  memperoleh  persen  konversi  asam  palmitat  yang  optimum  dari pengaruh  suhu,  jumlah  biokatalis  dan  waktu  reaksi.  Optimasi  sintesis  karbohidrat  ester dilakukan  terhadap  tiga  variabel  yang  mempengaruhi  reaksi  esterifikasi.  Untuk  itu  proses esterifikasi dilakukan dengan mereaksikan langsung asam palmitat dan fruktosa menggunakan katalis  enzim  lipase  terimobilisasi Novozyme ® 435  dengan  variabel  bebas  yaitu  suhu  reaksi 41,5 o C;  45 o C;  50 o C;  55 o C;  58,4 o C,  jumlah  biokatalis  sebanyak  6,63%;  8%;  10%;  12%; 13,36%  berbasis  massa  asam  palmitat  serta  waktu  reaksi  7,6  jam;  24  jam;  48  jam;  72  jam; 88,3  jam  dan  direaksikan  dengan  variabel  tetap  yaitu  kecepatan  pengadukan  500  rpm;  rasio substrat  3:1  (fruktosa  :  asam  palmitat)  dan  jumlah  pelarut  10  ml.  Campuran  kemudian dipisahkan  dari  katalis  secara filtrasi .  Produk  dianalisis  dengan  melakukan  penentuan bilangan asam untuk memperoleh persen konversi fruktosa ester, penentuan nilai Hydrophilic Liphophilic  Balance ,  spektoroskopi Fourier  Transform  Infrared (FTIR)  dan  penentuan tegangan  permukaan.  Konversi  optimum  yang  diperoleh  adalah  61,80%  diperoleh  pada kondisi suhu reaksi 55 o C, jumlah enzim Novozyme 435 ® 12% dan waktu reaksi 72 jam. Dari hasil analisa surfaktan fruktosa ester diperoleh nilai HLB 10,592 yang menunjukkan surfaktan fruktosa ester dapat digunakan sebagai pengemulsi minyak dalam air .
Kata kunci : karbohidrat ester , asam palmitat, fruktosa, lipase terimobilisasi, optimasi

## Abstract
Carbohydrate ester is one of many needed nonionic surfactant groups and has the potential to be  an  environmental  friendly  surfactant.  The  principal  problem  in  the  synthesis  of carbohydrate  ester  is  to  obtain  the  optimum  conversion  of  palmitic  acid  from  temperature influence, the amount of biocatalyst and reaction time. The optimization of carbohydrate ester synthesis is carried out on three variables that influence the esterification reaction. Therefore, the  esterification  process  is  carried  out  by  reacting  directly  the  palmitic  acid  and  fructose using  a  Novozyme®435  an  immobilized  lipase  enzyme  catalyst  with  a  free  variable  of reaction temperature  of 41,5 o C, 45 o C, 50 o C, 55 o C, 58,4 o C, the  amount of biocatalyst  is 6,63%, 8%, 10%, 12%, 13,36% mass based palmitic acid also reaction time of 7,6 hours; 24 hours;  48  hours;  72  hours;  88,3  hours  and  reacted  with  fixed  variable  in  500  rpm;  3:1 substrate  ratio  (fructose:palmitic  acid)  and  solvent  amount  10  ml.  The  mixture  is  then separated from the catalyst by filtration. The product was analyzed with determination of acid number  to  obtain  conversion  percent  of  fructose  ester,  determination  of  Hydrophilic Lipophilic Balance, Fourier Transform Infrared (FTIR) an surface tension determination. The optimum  conversion  rate  obtained  is  61,80%  at  55 o C  of  reaction  temperature, Novozyme®435  enzyme  count  is  12%  and  72  hours  of  reaction  time.  From  the  result  of fructose  ester  surfactant  analysis  obtained  HLB  10,592  value  which  showed  fructose  ester surfactant can be used as emulsifier of oil in water.
Keywords : carbohydrate ester, palmitic acid, fructose, lipase immobilizied, optimation

## Pendahuluan
Seiring  dengan  meningkatnya  kesadaran akan  kesehatan  dan  lingkungan  yang  baik, permintaan  surfaktan  yang  mudah  terdegradasi
dan  berbasis  tumbuhan  sudah  banyak  diminati oleh masyarakat karena surfaktan yang dihasilkan  memiliki  kelebihan  antara  lain
Lipase
bersifat terbarukan ( renewable resources ), lebih bersih  ( cleaner )  dan  lebih  murni  dibandingkan bahan  baku  berbasis  petrokimia  [8].  Salah  satu surfaktan  yang  berbasis  tumbuhan  dan  bersifat degradatif  di  alam  adalah  surfaktan  karbohidrat ester.
Surfaktan karbohidrat ester biasanya disintesis  dari  reaksi  esterifikasi  senyawa  gula atau  gula  alkohol  dengan  asam  lemak  baik secara  kimia  maupun  menggunakan  katalis biologi  [16].    Asam  lemak  yang  paling  banyak digunakan  dalam  mensintesis  surfaktan  ini adalah asam lemak minyak kelapa sawit dimana kandungan  asam  lemak  minyak  kelapa  sawit sebagian besar terdiri dari asam palmitat (41,8 – 46,8  %),  asam  oleat  (37,3  –  40,8  %),  asam linoleat  (9,1-11  %),  asam  stearat  (4,2  –  5,1  %) dan lainnya [2].
Surfaktan karbohidrat ester umumnya dapat diproduksi  secara  kimia  dan  metode  enzimatik. Sintesis  surfaktan  karbohidrat  ester  dengan metode  kimia  dilakukan  pada  suhu  tinggi sehingga  membutuhkan  energi  yang  tinggi  dan menghasilkan pencoklatan senyawa pada produk.  Penggunaan    alkali  sebagai  katalis dalam  sintesa  karbohidrat  ester  secara  kimia dapat  menimbulkan  racun  residu  yang  sulit terdegradasi.  Sedangkan  sintesis  karbohidrat ester dengan metode enzimatik akan menghasilkan  reaksi  yang  lebih  spesifik, dikarenakan  sifat  khusus  enzim.  Selain  itu, sintesis enzimatik dilakukan dalam kondisi yang tidak membutuhkan energi yang tinggi dan jauh menghasilkan  produk  yang  tidak  beracun dibandingkan  secara  kimia  [3].  Kelebihan  dari surfaktan  ini  adalah  dapat  digunakan  pada rentang  pH  yang  luas, biodegradable ,  lembut dan  bersifat  noniritasi,  baik  untuk  kulit  dan mata,  toksisitas    rendah  dan  pembusa  yang stabil [10].
Atas dasar pemikiran yang telah dipaparkan,  maka  perlu  dilakukan  penelitian sintesis  biosurfaktan  nonionik  karbohidrat  ester dari  asam  palmitat  dan  fruktosa  melalui  reaksi esterifikasi  dengan  menggunakan  biokatalis enzim lipase yang terimobilisasi untuk mendapatkan  informasi  penting mengenai pengaruh  suhu,  jumlah  biokatalis  dan  waktu reaksi terhadap sintesis surfaktan yang dihasilkan  sehingga  diperoleh  variabel  proses yang paling signifikan mempengaruhi perolehan konversi surfaktan yang terbaik.

## Teori
Surfaktan  adalah  zat  yang  memiliki  sifat menyerap ke antarmuka dan biasanya  surfaktan bertindak  untuk  mengurangi  energi  bebas antarmuka  daripada  untuk  meningkatkannya.
Surfaktan memiliki karakteristik struktur molekul yang dikenal sebagai struktur amphipathik [14]. Menurut kelompok hidrofilik, surfaktan  diklasifikasikan  sebagai  surfaktan anionik,  kationik  dan  nonionik.  Surfaktan anionik  adalah    surfaktan    yang    jika berdisosiasi  dalam  air  menjadi  ion  bermuatan negatif  dan  ion  bermuatan  positif  dan  kepala hidrofilik  bermuatan  negatif  (anion).  Surfaktan kationik adalah surfaktan  yang jika berdisosiasi dalam  air  menjadi  ion  bermuatan  negatif  dan ion  bermuatan  positif  dan  kepala  hidrofilik bermuatan  positif  (kation).  Surfaktan  nonionik tidak  dapat  berdisosiasi  dalam  air  dan  kepala hidrofilik  bermuatan  netral  [13].  Salah  satunya adalah  surfaktan  karbohidrat  ester.Surfaktan karbohidrat  ester  dapat  diproduksi  dengan reaksi  antara  karbohidrat  dan  asam  lemak seperti berikut :
C n (H 2 O) n +RCO 2 H         C n (H 2 O) n-1 (OCOR)+H 2 O

## Karbohidrat  Asam Lemak          Karbohidrat Ester        Air
Asam  lemak  yang  dipakai  dalam  mensintesis surfaktan  karbohidrat  ester  ini  adalah  asam palmitat  dimana  penggunaan  asam  palmitat  ini sudah  banyak  digunakan  untuk  memproduksi sabun, kosmetik [11]. Sedangkan untuk karbohidrat  yang  digunakan  dalam  sintesis surfaktan  karbohidrat  ester  ini  ialah  fruktosa karena  mudah  ditemukan  dalam  buah-buahan, madu dan akar sayuran dan juga penggunaannya yang sudah banyak ditambahkan dalam industri makanan dan minuman [7].
Surfaktan karbohidrat ester adalah surfaktan  nonionik  yang  ramah  lingkungan, tidak  beracun  dan  tidak  menimbulkan  iritasi. Surfaktan  karbohidrat  ester  dapat  dihasilkan dengan  jalur  sintesis  kimia.  Jalur  sintesis  kimia memerlukan  energi  yang  lebih  daripada  jalur sintesis  enzimatik  dan  memiliki  selektifitas yang  rendah.  Serta  gabungan  suhu  yang  tinggi penggunaan  katalis  alkali  dalam  proses  kimia menyebabkan  perusakan  warna  pada  produk dan membentuk produk yang beracun. Sehingga sintesis menggunakan katalis lipase lebih dipilih untuk  memproduksi  surfaktan  karbohidrat  ester [1].
Lipase  adalah  enzim  yang  memiliki signifikansi fisiologis  yang cukup besar. Lipase mengkatalis  hidrolisis  triasilgliserol  untuk gliserol  dan  asam  lemak.  Berbeda  pada  reaksi ester, lipase bekerja ketika diserap ke antarmuka minyak–air  dan  tidak  menghidrolisis  substrat yang  dilarutkan  dalam  cairan.  Penggunaan lipase  banyak  digunakan  dalam  pengolahan kimia  organik,  formulasi  deterjen,  pembuatan
biosurfaktan,  industri  oleokimia,  industri  susu, industri  agrokimia,  pembuatan  kertas,  nutrisi, kosmetik dan pengolahan farmasi [15].
Enzim  lipase  yang  digunakan  bersifat terimobilisasi.  Enzim  terimobilisasi  adalah suatu  enzim  yang  diperangkap  dan  dilekatkan pada  suatu  medium  agar  enzim  dapat  lebih tahan  lama  terhadap  perubahan  kondisi  seperti pH  atau  temperatur.  Sistem  ini  juga  membantu enzim  berada  di  tempat  tertentu  selama berlangsungnya  reaksi  sehingga  memudahkan proses  pemisahan  dan  memungkinkan  untuk dipakai  lagi  di  reaksi  lain.  Sistem  ini  memiliki keunggulan  dalam  hal  efisiensi  sehingga  di industri  banyak  digunakan  dalam  reaksi  yang dikatalis oleh enzim [6].
Hal  efisiensi  lainnya  dalam  penelitian  ini dibantu dengan menggunakan metode Response Surface  Methodology atau  Metode  Permukaan Sambutan yaitu teknik matematika dan statistika yang  berguna  untuk  pemodelan  dan  analisis masalah  utama  dimana  responnya  dipengaruhi oleh beberapa variabel. Tujuannya adalah untuk mengoptimalkan  kondisi  operasi  percobaan yang dilakukan [9].
Untuk  menentukan  kegunaan  surfaktan, maka  biasanya  terlebih  dahulu  ditentukan  nilai HLB  ( Hydrophile  Lipophile  Balance ).  Nilai HLB  untuk  emulsifier  nonionik  dapat  dihitung dari komposisi teoritikal atau analisis data. Data yang  diperoleh  untuk  menganalisis  biasanya dasar  yang  lebih  baik  untuk  menentukan  nilai HLB. Rumus yang digunakan untuk menghitung nilai HLB yaitu [4] :
HLB = 20 x (1 – S/A)……………..…(1) dimana :
S = bilangan penyabunan A = bilangan asam

## Metodologi Penelitian Bahan Baku  dan Peralatan
Bahan  baku  utama  dalam  penelitian  ini adalah asam palmitat, fruktosa, katalis Novozym ® 435, dimetil sulfoksida, KOH, phenolpthalein  dan  etanol.  Peralatan  yang digunakan pada penelitian ini adalah reaktor, magnetic  stirrer, corong,  tabung  reaksi, termometer, erlenmeyer ,  gelas  ukur,  kertas saring dan tabung penyimpanan sampel.

## Rancangan Percobaan
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  variabel bebas  yaitu  suhu,  jumlah  biokatalis  dan  waktu reaksi pada reaksi esterifikasi dengan menggunakan  metode  permukaan  sambutan. Desain Central  Composite  Design (CCD)  pada
eksperimen  yang  menggunakan  tiga  variabel independen  nilai  rotabilitasnya  =  (  3 2 ) 1/4 = 1,6818  ≈  1,682.  Oleh  karena  itu  nilai  ±  1,682 termasuk nilai yang digunakan untuk pengkodean.  Perlakuan  terkode  untuk  reaksi esterifikasi dapat dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1.  Perlakuan Terkode Reaksi Esterifikasi
Perlakuan Perlakuan Terkode -1,68 -1 0 1 1,68 Suhu ( o C) 41,5 45 50 55 58,4 Jumlah Biokatalis (%) 6,63 8 10 12 13,3 Waktu Reaksi (Jam) 7,6 24 48 72 88,3
Untuk  mendapatkan  konversi  asam  palmitat yang  maksimum  pada  penelitian  ini,  variabel bebas  divariasikan  dalam Central  Composite Design seperti  dapat  dilihat  pada  tabel  2  dan diperoleh variasi sebanyak 20 run.
Tabel 2. Central  Composite  Design untuk  Tiga Variabel
No Suhu (X 1 ) Jumlah Biokatalis (X 2 ) Waktu Reaksi (X 3 ) 1 -1 -1 -1 2 1 -1 -1 3 -1 1 -1 4 1 1 -1 5 -1 -1 1 6 1 -1 1 7 -1 1 1 8 1 1 1 9 -1,682 0 0 10 1,682 0 0 11 0 -1,682 0 12 0 1,682 0 13 0 0 -1,682 14 0 0 1,682 15 0 0 0 16 0 0 0 17 0 0 0 18 0 0 0 19 0 0 0 20 0 0 0

## Prosedur  Sintesis  Surfaktan  Karbohidrat Ester
Proses sintesis  yang dilakukan diadopsi dari Neta,  dkk.,  2011  dimana  tahap  awal  dalam sintesis  surfaktan  karbohidrat  ester  dengan melarutkan  fruktosa  di  dalam  100  ml  pelarut dimetil  sulfoksida  (DMSO)  sampai  kelarutan fruktosa  dengan  pelarut  dimetil  sulfoksida menjadi  jenuh  dan  ditimbang  berat  fruktosa yang  terkandung  dalam  100  ml  pelarut  dimetil sulfoksida.  Kemudian  asam  palmitat  ditimbang beratnya sesuai dengan rasio  molar substrat 1:3 dengan  berat  fruktosa  yang  terkandung  dalam pelarut  ke  dalam  tabung  reaksi. Novozyme ® 435 ditimbang  beratnya  sebanyak  jumlah  tertentu dari berat total substrat ke dalam tabung reaksi. Campuran  fruktosa  dengan  pelarut  dimasukkan sebanyak 10 ml ke dalam tabung reaksi bersama asam  palmitat  dan Novozyme ® 435  kemudian dimasukkan magnetic stirrer . Campuran direaksikan di dalam reaktor dengan suhu reaksi tertentu  kemudian  dihomogenkan  campuran dengan  kecepatan  putaran  500  rpm  selama waktu  reaksi  tertentu.  Reaktor  dimatikan kemudian tabung reaksi dikeluarkan dari reaktor setelah tercapai waktu reaksi kemudian campuran  disaring  dengan  menggunakan  kertas saring  untuk  memisahkan  enzim  dari  larutan. Campuran  yang  telah  disaring  kemudian disimpan dalam tabung penyimpanan sementara sampai  dilakukan  analisis  terhadap  surfaktan yang dihasilkan [9].

## Analisa Hasil Surfaktan Karbohidrat Ester
Analisa  hasil  meliputi  penentuan  bilangan asam,  penentuan  bilangan  penyabunan,  analisis tegangan  permukaan.  Analisis  identifikasi senyawa  dengan  Spektroskopi  FT-IR,  dan penentuan nilai HLB.

## Hasil dan Pembahasan Prediksi Model
Langkah  agar  model  persamaan  yang dibuat  tidak  menyimpang  jauh,  tahap  awal dalam  RSM  adalah  memprediksi  model  regresi dan  dilanjutkan  dengan  analisis  variansi (ANOVA)  dan  uji  verifikasi  model.  Model regresi yang dibuat bertujuan untuk mengetahui hubungan antara persen  konversi asam palmitat (Y)  dengan  suhu  (X 1 ),  jumlah  biokatalis  (X 2 ) dan waktu reaksi (X 3 ) serta untuk mengoptimalkan  respon  yaitu  konversi  asam palmitat. Pada tabel 3 berikut dicantumkan hasil prediksi  koefisien  regresi  untuk  menyusun model  permukaan  sambutan  sintesis  surfaktan karbohidrat ester.
Berdasarkan  hasil  analisis  statistik  pada Tabel  3,  dapat  dilihat  bahwa  waktu  reaksi
memberikan  pengaruh  yang  signifikan  sebesar 17,5476 terhadap pembentukan surfaktan karbohidrat  ester.  Diikuti  dengan  variabel  suhu reaksi  sebesar  14,0459  terhadap  pembentukan produk  surfaktan  karbohidrat  ester  dan  jumlah biokatalis memberikan pengaruh sebesar 0,7368.  Begitu  pula  interaksi  suhu  dengan waktu  reaksi  memberikan  pengaruh  sebesar 27,5031.
Tabel 3. Hasil  Prediksi  Koefisien  Regresi  untuk Menyusun  Model  Permukaan  Sambutan  Sintesis
Surfaktan Karbohidrat Ester Term Coef SE Coef T P Constant 21,6840 2,210 9,811 0,000 Suhu (X 1 ) 14,0459 2,466 5,696 0,000 Jumlah Biokatalis (X 2 ) 0,7368 2,466 0,299 0,771 Waktu Reaksi (X 3 ) 17,5476 2,466 7,116 0,000 X 1 *X 1 -3,4497 4,037 -0,854 0,413 X 2 *X 2 12,4496 4,037 3,084 0,012 X 3 *X 3 3,4460 4,037 0,854 0,413 X 1 *X 2 0,6042 5,419 0,111 0,913 X 1 *X 3 27,5031 5,419 5,075 0,000 X 2 *X 3 1,8192 5,419 0,336 0,744 S = 5,418; R-Sq = 92,33 %; R-Sq (adj) = 85,42 % Keterangan : Coef = koefisien model regresi SE Coef = koefisien error model regresi P = nilai uji P S = kuadrat karena error : residual R-Sq = kuadrat total R-Sq (adj) = kuadrat karena perlakuan T = nilai parsial Term = hubungan karena perlakuan
Nilai  uji  P  digunakan  untuk  menguji signifikan atau tidaknya hubungan dua variabel. Faktor  signifikansi  yang  digunakan  adalah  α  = 0,05.  Variabel  bernilai  signifikan  jika  nilai  P  ≤ α.  Sehingga  variabel  suhu  dan  waktu  reaksi serta  interaksi  suhu  dan  waktu  reaksi  dikatakan signifikan. Berdasarkan Tabel 3, model persamaan  yang  dapat  menunjukkan  hubungan variabel reaksi dan interaksinya terhadap persen konversi  asam  palmitat  (Y AP )  pada  sintesis surfaktan  karbohidrat  ester  diperoleh  sebagai berikut :
%  Konversi  =  21,6840  +  14,0459X 1 + 17,5476X 3 + 12,4496X 2 + 27,5031X 1 .X 3
dimana  X 1, X 2, X 3 merupakan  suhu  reaksi, jumlah biokatalis, dan waktu reaksi.
Nilai  koefisien  determinasi  (R 2 )  dari  hasil analisis  sebesar  92,33  %  menunjukkan  bahwa variabel  bebas  pada  percobaan  berpengaruh pada variabel terikat. Se
Pengaruh  Suhu  dan  Jumlah  Biokatalis Terhadap Konversi Fruktosa Ester
Gambar  1.  Respon  Kontur  dari  Plot  Suhu  dan Jumlah  Biokatalis  terhadap  konversi  Asam Palmitat
Plot  kontur  menunjukkan  bahwa  jika jumlah  biokatalis  dipertahankan  pada  jumlah tertentu  dan  suhu  dinaikkan,  maka  mampu meningkatkan persen konversi produk surfaktan karbohidrat ester. Tetapi ketika jumlah biokatalis  dinaikkan  dan  suhu  dipertahankan konstan,  terlihat  bahwa  hal  tersebut  sedikit mempengaruhi perolehan  konversi pada produk surfaktan karbohidrat ester . Hal ini karena suhu tinggi dapat meningkatkan  laju  reaksi  karena  mengurangi viskositas  campuran  lipid  dan  meningkatkan tranfer antara substrat dan produk di permukaan atau  di  dalam  partikel  enzim.  Namun,  suhu tinggi  juga  dapat  mengurangi  stabilitas  dan separuh  umur  enzim  [17].  Oleh  karena  itu, dalam  melaksanakan  penelitian  ini  digunakan enzim  lipase  Novozyme®435  karena  enzim  ini lebih  tahan  terhadap  suhu  yang  lebih  tinggi dibandingkan  enzim  lipase  dengan  merek dagang yang lain [12].
Permukaan kontur pada gambar 1 menunjukkan  bahwa  pada  variabel  tetap  yaitu waktu    reaksi    48  jam,  konversi  maksimum dapat diperoleh apabila suhu reaksi berada pada 50 o C,  sedangkan  jumlah  biokatalis  13,36  %. Pada  kondisi  reaksi  ini,  dapat  diperoleh  persen konversi fruktosa ester sebesar 33,77%.
Pengaruh Suhu dan Waktu Reaksi Terhadap Konversi Fruktosa Este
Gambar  2.  Respon  Kontur  dari  Plot  Suhu  dan Waktu Reaksi terhadap konversi Asam Palmitat
Pada  Gambar  2  menunjukkan  bahwa  pada variabel  tetap  yaitu  jumlah  biokatalis  10% diperoleh  konversi  maksimum  apabila  suhu berada  pada  suhu  58,4 o C  sedangkan  waktu reaksi 48 jam. Pada kondisi reaksi ini diperoleh %  konversi  surfaktan  karbohidrat  ester  sebesar 35,64 %.
Pengaruh  Jumlah  Biokatalis  dan  Waktu Reaksi Terhadap Konversi Fruktosa Ester
Gambar  3.  Respon  Kontur  dari  Plot  Jumlah Biokatalis  dan  Waktu  Reaksi  terhadap  konversi Asam Palmitat
Plot  kontur  menunjukkan  bahwa  jika jumlah  biokatalis  dipertahankan  pada  jumlah tertentu  dan  waktu  reaksi  ditingkatkan,  maka mampu  meningkatkan  perolehan  %  konversi
surfaktan  karbohidrat  ester.  Ketika  jumlah biokatalis  yang  ditingkatkan  dan  waktu  reaksi dipertahankan  pada  waktu  tertentu,  terlihat bahwa  hal  tersebut  sedikit  mempengaruhi perolehan konversi surfaktan karbohidrat ester.
Hasil  penelitian  pada  permukaan  kontur Gambar  3  di  atas  menunjukkan  bahwa  pada variabel  tetap  yaitu  suhu  50 o C,  konversi maksimum  diperoleh  apabila  jumlah  biokatalis sebanyak  10  %  sedangkan  waktu  reaksi  88,3 jam.  Pada  kondisi  reaksi  ini  diperoleh  % konversi  surfaktan  karbohidrat  ester  sebesar 35,64 %.

## Analisis Identifikasi Gugus Fungsi
Spektroskopi  FTIR  merupakan  alat  untuk mendeteksi gugus fungsi suatu senyawa dengan spektrum  infra  merah  dari  senyawa  organik yang  memiliki  sifat  fisik  yang  khas.  Energi radiasi inframerah akan diabsorpsi oleh senyawa  organik  sehingga  molekulnya  akan mengalami  rotasi  atau  vibrasi.  Setiap  ikatan kimia yang berbeda seperti C-C, C-H, C=O, O- H dan sebagainya  mempunyai frekuensi vibrasi yang  berbeda  [5].  Adapun  hasil  spektrum fruktosa  ester  yang  diperoleh  ditunjukkan  oleh gambar 4.
Gambar  4.  Hasil  Spektrum  Fruktosa  Ester  dari Hasil Optimum
Pada Gambar 4 menunjukkan hasil analisis spektrum FTIR pada kondisi suhu 55 o C, jumlah biokatalis 12 % dan waktu reaksi selama 72 jam yang  memiliki  konversi  yang  tertinggi.  Pada gambar  di  atas  menunjukkan  bahwa  produk fruktosa  ester  memiliki  spektrum  3418  cm -1
(ikatan  OH).  Vibrasi  regangan  metilen  (-CH 2 -)
muncul  pada  bilangan  gelombang  2915  cm -1 sedangkan vibrasi regangan metin (-CH- tersier) muncul pada 2840 cm -1 , 1720 cm -1 (ikatan C=O pada ester), 1436 cm -1 (ikatan C-H pada R-CH 3 atau  R-CH 2 -R),  1200  cm -1 (ikatan  C-O-C  pada cincin  gula)  dan  700  cm -1 (ikatan  C-C  pada R(CH 2 ) 4 -C).  Adanya  gugus  C=O  dan  C-O  ini menunjukkan  sampel  mengandung  senyawa ester.  Hal  ini  disebabkan  reaksi  sintesis surfaktan  fruktosa  ester  juga  terdapat  reaksi samping  berupa  terbentuknya  ester  mempunyai tekukan  yang  rendah  untuk  kondisi  operasi  ini, reaksi samping yang terjadi sedikit.
Selain  analisis  identifikasi  gugus  fungsi pada  surfaktan  yang  dihasilkan,  ada  beberapa analisis lainnya yang dilakukan seperti bilangan asam,  bilangan  penyabunan,  penentuan  nilai HLB  dan  tegangan  permukaan.  Bilangan  asam yang diperoleh dari kondisi produk yang terbaik adalah  6,28.  Bilangan  penyabunan  yang diperoleh  dari  kondisi  produk  yang  terbaik adalah  2,954.  Sedangkan  nilai  HLB  produk surfaktan  dari  kondisi  terbaik  diperoleh  sebesar 10,592  yang  digunakan  sebagai  pengemulsi minyak  dalam  air.  Diperoleh  juga  dari  produk surfaktan  yang  dihasilkan  dapat  menurunkan tegangan  permukaan  sebesar  41,0609  dyne/cm atau 56,36 %.

## Kesimpulan
1. Nilai  determinasi  yang  dihasilkan  sebesar
92,33  %  menunjukkan  validitas  untuk variabel penelitian.
2. Variabel yang paling berpengaruh berturut-turut  adalah  waktu  reaksi,  suhu dan  jumlah  biokatalis  berdasarkan  hasil analisis statistik pada software Minitab.
3. Kondisi  optimasi  terbaik  diperoleh  pada kondisi suhu 55 o C, jumlah biokatalis 12 %
dan  waktu  reaksi  selama  72  jam  dimana konversi  asam  palmitat  yang  didapat adalah  61,80  %  dan  dapat  menurunkan tegangan  permukaan  sebesar  41,0609 dyne/cm atau sebesar 56,36 %. Daftar Pustaka [1] A.M. Gumel, M.S.M. Annuar, T. Heidelberg, and Y. Chisti, Lipase Mediated  Synthesis  of  Sugar  Fatty  Acid Esters,  Process  Biochemistry  46,  2079  – 2090, 2011.
[2] B.D.  Ribeiro,  Aline  Machado  de  Catro, Maria  Alice  Zarur  Coelho,  and  Denise Maria  Guimaraes  Freire,  Production  and Use  of  Lipases  in  Bioenergy  :  A  Review from the Feedstocks to Biodiesel Production,  Enzyme  Research  Article  ID 615803, 2011.
[3] C.  Hidayat,  Kholifaturrosyidah  Fitria, Supriyanto,  and  Pudji  Hastuti,  Enzymatic Synthesis  of  Bio  –  Surfactant  Fructose Oleic  Ester  Using  Immobilized  Lipase  on Modified Hydrophobic Matrix in Fluidized
Bed  Reactor,  Agriculture  and  Agricultural Science Procedia 9353 – 362, 2016.
[4] Chemmunique,  The  HLB  SYSTEM  a Time  –  Saving  Guide  to  Emulsifier Selection,  ICI  Americas  Inc,  USA,  p.22, 1980.
[5] F.  Bastian,  Skripsi,  Pemurnian  Surfaktan Nonionik Alkil Poliglioksida (APG) Berbasis  Tapioka  dan  Dodekanol,  Institut Pertanian Bogor, 2011.
[6] G.  Hellner,  Dissertation,  Application  of Lipolytic  Enzymes  of  Microbial  Origin  as Biocatalysts, Corvinus University of Budapest, 2011.
[7] J.S.  White,  Sucrose,  HFCS,  and  Fructose: History, Manufacture, Composition,
Applications and Production, White
Techinical  Research,  USA  (2014),  p.  13-
33.
[8] L. Adamopoulos, Thesis, Understanding the Formation  of  Sugar  Fatty  Acid  Esters, North Carolina State University, 2006.
[9] N.S.  Neta,  Antonio  M.  Peres,  Jose  A. Teixeira, and Ligia R. Rodrigues, Maximization of Fructose Esters Synthesis by  Response  Surface  Methodology,  New Technology Vol.28, 349 – 355, 2011.
[10] P.P.  Dandekar  and  V.B.  Patravale, Enzymatic  Synthesis  of  Fructose  Ester from Mango Kernel Fat, Indian Journal of Chemical Technology Vol. 16, 317 – 321,
2009.
[11] P.  Mangalorkar,  Madhavi  Patel,  Anamik Shah,  and  Padamnabhi  Nagar,  Chemical Profiling of Taverniera Cuneifolia (ROTH)
Ali  ,  A  Possible  Substitute  of  Glycyrrhiza Glabra  L  By  GC-MS,  World  Journal  of
Pharmaceutical  Research  Vol.  5,  547  – 552, 2015.
[12] P.  Tufvesson,  Annika  Annerling,  Rajni Hatti-Kaul,  and  Dietlind  Adlercreutz, Solvent-Free Enzymatic Synthesis of Fatty Alkanolamides, Biotechnology and
Bioengineering Vol. 97 No.3, 2006.
[13] R.J.  Farn,  Chemistry  and  Technology  of Surfactants,  Blackwell  Publishing,  USA,
p. 315, 2006.
[14] R. Pichot, Thesis, Stability and Characterisation  of  Emulsions  in  the Presence  of  Colloidal  Particles  and
Surfactants,  University  of  Birmingham,
2010. [15] R. Sharma, Yusuf Chisti, and Utam Chand
Banerjee, Production, Purification,
Characterization  and  Applications  of Lipases,  Biotechnology  Advances  19,  627
– 662, 2001.
[16] T.  Vitisant,  Warawut  Chulalaksananukul, Rungtiwa Piumthongkum, Nusara Sinbuathong,  Puttachad  Mekthong,  and Suphang  Chulalaksananukul,  Synthesis  of
Sugar  Ester  by    Local  Yeast  Lipase  in Solvent  Free  System,  International  Journal of  Science  and  Technology  Vol.2  No.  11 2012.
[17] X. Xu, L. Fomuso, and C. Akoh, Synthesis of  Structured  Triacylglycerols  by  Lipase  – Catalyzed  Acidolysis  in  a  Packed  Bed Bioreactor. Journal Agric, Food Chem Vol. 48, 3-10, 2000.