bab i dan ix

7/23/2019 BAB I dan IX

1/24

BAB I

PENDAHULUAN KATALIS

1.1 Latar Belakang

Pada zaman modern ini, hampir semua benda yang digunakan oleh masyarakat tidak

terlepas dari bahan kimia. Untuk memproduksi suatu produk kimia maka dibutuhkan alat dan

bahan yang dapat memperbanyak dan mempercepat suatu proses atau reaksi kimia. Katalis

merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan dari suatu reaksi kimia. Katalis tersebut

memainkan peranan dominan dalam industri kimia karna keberadaannya yang sangat

dibutuhkan. Banyak proses manufaktur melibatkan kimia katalitik. Perkembangan kimia

katalitik akan terus ditingkatkan dalam berbagai penelitian, terutama yang dikaitkan dengan

kimia anorganik dan organologam.

Katalis meningkatkan laju reaksi kimia tanpa mempengaruhi keseimbangan. Katalis

biasanya membentuk ikatan dengan reaktan dan membuka urutan langkah-langkah reaksi

baru. Katalisis diklasifikasikan menurut fasa dari campuran reaktan-katalis. Kinerja katalis

berkaitan dengan kinetika kimia. Aktiitas adalah ukuran dari seberapa cepat reaksi katalitik

terjadi !mungkin aktiitas laju reaksi, dengan laju konstan, atau konersi". #elektiitas adalah

ukuran distribusi produk, seperti rasio tingkat laju kehilangan kegiatan atau selektiitas

selama operasi sebagai katalis mengalami perubahan struktur dan komposisi. Permukaan

katalisis sangat dipengaruhi oleh perkembangan teknologi.

1.2.1 Sejarah

$stilah katalisator bera%al dari penelitian Berzelius !&'()" tentang proses proses

pemercepatan laju reaksi dan menjabarkannya sebagai akibat adanya gaya katalisis. #ebutan

*gaya+ katalisis ternyata tidak terbukti, tetapi istilah katalisator tetap digunakan untuk

menyebuitkan pengaruh substansi tertentu yang ikut dalam proses tanpa mengalami

perubahan. #enya%a yang menurunkan laju reaksi biasa disebut sebagai katalisator negatif

atau inhibitor, yang saat ini lebih dikenal dengan istilah katalis.

efinisi katalis pertama kali dikemukakan oleh st%alsd sebagai suatu substansi yang

mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa merubah besarnya energi yang menyertai reaksi

tersebut. Pada tahun &/0 st%ald mendefinisikkan katalis sebagai substansi yang mengubah

laju reaksi tanpa terdapat sebagai produk pada akhir reaksi, dengan kata lain katalisator

mempengaruhi laju reaksi dan berperan sebagai reaktan sekaligus produk reaksi. #elanjutnya


2/24

pada tahun &1&, Bell menjelaskan substansi yang dapat disebut sebagai katalis suatu reaksi

adalah ketika sejumlah tertentu substansi ditambahkan maka akan mengakibatkan laju reaksi

bertambah dari laju pada keadaan stoikiometri biasa. 2ika substansi tersebut ditambahkan

pada reaksi maka tidak mengganggu kesetimbangan.

1.3 Definisi Katalis

Katalis mempercepat reaksi kimia. $a melakukannya dengan membentuk ikatan dengan

bereaksi molekul, dan dengan memungkinkan ini untuk bereaksi terhadap produk, yang mele

paskan dari katalis, dan daun itu berubah sedemikian rupa sehingga tersedia untuk reaksi

berikutnya. Bahkan, kita dapat menggambarkan reaksi katalitik sebagai siklik dimana katalis

berpartisipasi dan pulih dalam bentuk aslinya pada akhir siklus.

3ari kita mempertimbangkan reaksi katalitik antara dua molekul A dan B untuk memberi

kanproduk P, lihat 4ambar. &.&. #iklus dimulai dengan ikatan molekul A dan B untuk

katalis. A dan B kemudian bereaksi dalam kompleks ini untuk memberikan P produk, yang

juga terikat untuk katalis. Pada tahap akhir, P memisahkan dari katalis, sehingga siklus reaksi

dalam keadaan semula.

Untuk melihat bagaimana katalis mempercepat reaksi, kita perlu melihat potensi

diagram energi pada 4ambar. &.0, yang membandingkan nonkatalitik dan reaksi katalitik

Untuk reaksi nonkatalitik, angka itu hanya cara akrab untuk memisualisasikan persamaan

Arrhenius5 reaksi berlangsung ketika A dan B bertabrakan dengan cukup energi untuk

mengatasi hambatan aktiasi pada 4ambar. &.0. Perubahan 4ibbs membebaskan energi antara

reaktan, A 6 B, dan produk P adalah 4.


3/24

7eaksi katalitik dimulai dengan ikatan reaktan A dan B untuk katalis, di reaksi

spontan. leh karena itu, pembentukan kompleks ini adalah eksotermik, dan energi bebas

diturunkan. Ada kemudian mengikuti reaksi antara A dan B sementara mereka

terikat untuk katalis. 8angkah ini terkait dengan energi aktiasi9 bagaimanapun,

secara signifikan lebih rendah dari itu untuk reaksi yang tidak menggunakan katalis.

Akhirnya, produk P memisahkan diri dari katalis dalam langkah endotermik.

iagram energi 4ambar. &.0 mengilustrasikan beberapa poin penting5

Katalis mena%arkan jalur alternatif untuk reaksi, yang jelas lebih kompleks, tapi jauh

lebih menguntungkan. :nergi aktiasi dari reaksi katalitik secara signifikan

lebih kecil dari reaksi tanpa katalis9 maka, laju reaksi katalitik jauh lebih besar. Perubahan keseluruhan energi bebas untuk reaksi katalitik sama dengan reaksi tanpa

katalis. leh karena itu, katalis tidak mempengaruhi konstanta kesetimbangan untuk

reaksi keseluruhan A 6 B untuk P. engan demikian, jika reaksi termodinamika tidak

baik katalis tidak dapat mengubah situasi ini. Katalis mengubah kinetika, tapi tidak

termodinamika.

Katalis mempercepat kedua maju dan reaksi balik untuk sama tingkat. engan

kata lain jika katalis mempercepat pembentukan produk P dari A dan B,

akan melakukan hal yang sama untuk dekomposisi P menjadi A dan B.


4/24

#ejauh itu sangat jelas bah%a ada juga kasus di mana kombinasi dari katalis dengan reaktan

atau produk tidak akan berhasil5

2ika ikatan antara reaktan dan katalis terlalu lemah, akan hampir tidak ada konersi

A dan B menjadi produk. #ebaliknya jika ikatan antara katalis dan salah satu reaktan

A, terlalu kuat, katalis akan kebanyakan diduduki dengan spesies A, dan

B tidak tersedia untuk membentuk produk. 2ika A dan B keduanya membentuk ikatan

yang kuat dengan katalis, situasi menengah dengan A atau B

pada katalis mungkin begitu stabil bah%a reaksi menjadi tidak mungkin. alam hal

4ambar. &.0, tingkat kedua terletak begitu dalam bah%a aktiasi energi untuk

membentuk P pada katalis menjadi terlalu tinggi. Katalis dikatakan

diracuni oleh salah satu reaktan.

engan cara yang sama, produk P mungkin terlalu kuat terikat dengan katalis

sehingga ikatan yang terjadi sulit untuk

dipisahkan. alam hal ini produk meracuni katalis.

leh karena itu, kita secara intuitif merasa bah%a kombinasi sukses dari katalis dan reaksi

adalah bah%a dimana interaksi antara katalis dan spesies bereaksi tidak terlalu lemah,

tetapi juga tidak terlalu kuat.

&.1 Pentingnya katalis

$ndustri kimia dari abad ke-0/ tidak bisa dikembangkan apabila menggunakan reaksi

tanpa katalis atau dengan reaksi stoikiometri saja. 7eaksi umum dapat dikendalikan atas

dasar suhu, konsentrasi, tekanan dan %aktu. 3eningkatkan suhu dan tekanan akan

memungkinkan reaksi stoikiometri untuk melanjutkan pada tingkat yang %ajar untuk

produksi, tetapi reaktor di mana kondisi dapat dengan aman dipelihara menjadi semakin lebih

mahal dan sulit untuk dibuat. #elain itu, ada keterbatasan termodinamika untuk kondisi di

produk yang dapat dibentuk, misalnya konersi ;0 dan . ;amun demikian, suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk

memecahkan ikatan yang sangat kuat pada ;0. ?anpa katalis banyak reaksi yang umum

dalam industri kimia tidak akan mungkin, dan banyak proses lainnya tidak akan ekonomis.


5/24

Katalis mempercepat reaksi dengan memerintahkan, memungkinkan mereka untuk

dilakukan diba%ah rezim termodinamika yang paling menguntungkan, dan pada temperatur

yang jauh lebih rendah membangun struktur dan tekanan. engan cara ini katalis efisien,

dalam kombinasi dengan dioptimalkan reaktor dan jumlah desain pabrik, adalah faktor kunci

dalam mengurangi baik inestasi dan biaya operasi dari proses kimia, tetapi tidak semua.

&.1.& Katalis dan Kimia *


6/24

dengan sekitar &/ dari etilena berakhir sebagai >0. #aat ini semua fasilitas produksi untuk

katalis penggunaan etilen oksida.

BAB I

KATALIS DALA! INDUST"I !AKANAN DAN #BAT

:nzim di alam telah digunakan sebagai katalis sejak zaman dahulu untuk

memproduksi produk-produk makanan, seperti keju, bir dan cuka. Berkembangnya proses

fermentasi selama beberapa abad terakhir memungkinkan untuk produksi enzim semakin

dimurnikan, baik persiapan skala kecil maupun skala besar. Aplikasi enzim dalam industri

makanan sangat banyak dan beragam, umumnya untuk semua aplikasi makanan.

:nzim bekerja dengan mengurangi energi aktiasi dari substrat tertentu. 3ekanisme kerja

enzim yaitu dengan terikat sementara ke substrat untuk membentuk sebuah kompleks enzim-

substrat yang lebih tidak stabil dibanding substrat jika berdiri sendiri. $ni menyebabkan

substrat mudah bereaksi. engan demikian substrat tereksitasi ke tingkat energi lebih rendah

dengan membentuk produk-produk reaksi yang baru. #elama berlangsungnya reaksi, enzim

dilepaskan dalam keadaan tidak berubah. Pelepasan enzim tetap utuh sehingga bisa terus

bereaksi dan menyebabkan enzim tetap efektif meski dalam jumlah yang sangat kecil.

Kegiatan enzim dapat berlangsung dengan baik jika kondisi lingkungannya mendukung.


7/24

alam industri makanan atau minuman enzim banyak digunakan untuk menghasilkan atau

meningkatkan kualitas dan keanekaragaman produk. Beberapa contoh produk yang

memanfaatkan enzim antara lain keju, yoghurt, dan lain sebagainya. $ndustri makanan

menggunakan enzim telah banyak dikembangkan oleh para ahli dengan memanfaatkan sifat-

sifat yang dimiliki oleh enzim. #ifat penting enzim dalam bidang pangan yang mendukung

antara lain5

alam segmen bioteknologi tradisional dan skala kecil, seperti berbagai industri makanan

tingkat rumah tangga, pengetahuan empiris tentang enzim di%ariskan secara turun-temurun

dan biasanya bercampur dengan pengetahuan tentang penggunaan praktis mikroorganisme,yang secara umum dinamai ragi. 3anfaat enzim dalam peragian adalah5

ari bahan tepung dan sirup malt, enzim diastase berguna mencairkan pati, dan mengubah

pati cair menjadi gula malt !jelai".

&. ari bahan tepung dan sirup malt, enzim protease berguna melembutkan gluten

sehingga adonan roti dapat mengembang.

0. ari sumber ragi, enzim inertase dapat mengubah gula tebu menjadi gula campuran

!inert sugar".(. ari sumber ragi, enzim maltase dapat mengubah gula malt menjadi gula dekstrose.

1. ari sumber ragi, enzim zymase dapat mengubah gula campuran dan gula dektrose

menjadi gas karbondioksida yang mengembangkan adonan dan alkohol yang hilang

dari dalam roti selama proses pembakaran atau oen.

En$i% &ala% In&'stri !akanan &an ()at

alam bidang bioteknologi enzim merupakan salah satu produk yang banyak digunakan atau

diaplikasikan untuk keperluan industri seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik

dan lain sebagainya. Beberapa contoh jenis enzim yang umum dan banyak digunakan dalam

industri makanan dan obat antara lain 5

&. 7ennet

7ennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju !cheese" yang

terbuat dari bahan dasar susu. #usu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang

terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. 7ennet merupakan


8/24

kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan

keju. 7ennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yang

berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. :nzim yang paling umum yang

diisolasi dari rennet adalah chymosin.

>hymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran.

>hymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat

rekayasa genetik dalam aplikasi pembuatan keju atau cheddar kadang-kadang menjadi

kurang efektif.

0. 8aktase

8aktase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa

menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. ?anpa suplai atau produksi

enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose

intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut !seperti kram, banyak

buang gas, atau diare" dalam saluran cerna selama proses pencernaan produk-produk

susu. #ecara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas

laktosa seperti susu. $ni juga dapat digunakan untuk membuat es krim dalam

pembuatan cream dan rasa produk yang lebih manis. 8aktase biasanya diisolasi dari

yeast !Kluyeromyces sp." dan fungi !Aspergillus sp.".

(. Katalase

Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi !boine liers" atau sumber

mikrobial. Katalase digunakan untuk mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan

molekul oksigen. :nzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju.


9/24

dimodifikasi atau diesterifikasi dari substrat yang murah, seperti minyak kelapa sa%it.

Produk-produk tersebut secara luas digunakan dalam industri farmasi, kimia dan

makanan.

i samping itu, enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier,

surfaktant, mentega, coklat tiruan. Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senya%a

organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim

bersifat regioselektif dan enansioselektif. Aktifitas katalitik dan selektiitas enzim

tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi, jenis pelarut, dan penggunaan air

dalam media. >ontohnya biosintesis senya%a pentanol, heCanol D benzyl alkohol

ester, serta biosintesis senya%a terpene ester menggunakan enzim lipase yang berasal

dari >andida antartica dan 3ucor miehei. #ampai saat ini lipase yang banyak

digunakan untuk keperluan reaksi sintesis adalah lipase komersial dari 7hizomucor

miehei dan Pseudomonas sp.

E. Protease

Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari

senya%a-senya%a protein dan diurai menjadi senya%a lain yang lebih sederhana

!asam amino". Protease yang dipakai secara komersial seperti serine, protease, dan

metalloprotease biasanya berasal dari Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan

produksi dan sekresi enzim yang tinggi.

:nzim protease berfungsi melembekkan, melembutkan atau menurunkan gluten yang

membentuk protein. >ontoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin dan

papain sebagai bahan pengempuk daging. :nzim protease dapat digunakan sebagai

pelembut daging bagi daging yang liat supaya mudah dikunyah, dan membantu

menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan.

). :nzim Papain

3anfaat utama papain adalah pelunak daging. aging dari he%an tua dan bertekstur

bisa menjadi lunak. Pada p


10/24

F. Amilase

Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum !pati" menjadi

gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. :nzim amilase digunakan untuk

menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat

molekul rendah yaitu glukosa. :nzim amilase dapat digunakan dalam proses

pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa. ;amun, pada

umumnya amilase banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan


11/24

Cilanase untuk campuran makanan ayam boiler, dengan melihat pengaruhnya terhadap

berat yang dicapai dan efisiensi konersi makanan serta hubungannya dengan

iskositas pencernaan. >ampuran makanan ayam boiler dengan Cilanase yang berasal

dari ?. longibrachiatum ternyata mampu mengurangi iskositas pencernaan, sehingga

meningkatkan pencapaian berat dan efisiensi konersi makanan. Gilanase dapat juga

digunakan untuk menjernihkan juice, ekstraksi kopi, minyak nabati, dan kombinasi

dengan selulase dan pektinase dapat untuk penjernihan juice dan likuifikasi buah dan

sayuran. :fisiensi Cilanase dalam perbaikan kualitas roti yang telah dilakukan, yaitu

Cilanase yang berasal dari Aspergillus niger ar a%amori yang ditambahkan ke dalam

adonan roti untuk menghasilkan kenaikan olume spesifik roti dan untuk lebih

meningkatkan kualitas roti maka perlu dilakukan kombinasi penambahan amilase dan

Cilanase.

. :nzim #elulase

:nzim selulase dapat digunakan untuk melembutkan sayur-sayuran dengan

mencernakan sebagian selulosa sayur itu, mengeluarkan kulit dari biji-bijian seperti

gandum, mengeluarkan agar-agar dari rumput laut dengan menguraikan dinding sel

daun rumput dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.

En$i% K(%ersial &an A*likasin+a

Kalau kita tengok sejarah, enzim pertama yang diproduksi secara industrial adalah

amilase kapang. Belakangan seiring perkembangan iptek bidang mikrobial, ada banyak enzim

yang telah diproduksi secara komersial. :nzim-enzim itu dapat digolongkan menjadi tiga

golongan.

&. :nzim-enzim yang digunakan dalam industri, seperti amilase, protease, katalase, isomerase

dan penisilin asilase.

0. :nzim-enzim yang digunakan untuk keperluan analisis, seperti glukosa oksidase,

galaktosa oksidase, alkohol dehidrogenase, heksokinase, muramidase,dan cholesterol

oksidase.

(. :nzim-enzim yang digunakan di bidang kedokteran, seperti asparaginase, protease,

lipase, danstreptokinase.

Berikut ini merupakan dua contoh enzim yang sering digunakan dalam industri dan

bersifat sangat komersial. Pertama, amilase. :nzim ini merupakan enzim yang menghidrolisis

pati, digunakan dalam pro duksi gula untuk keperluan industri pangan. #elain itu, amilase


12/24

juga digunakan dalam industri alkohol, roti, kertas, tekstil, dan deterjen. 2enis

mikroorganisme yang digunakan dalam produksi amilase, yaitu Bacillus subtilis, Bacillus

cereus, Lado penecillium, Rhizopus, Mucor dan Neurospora. Kedua, protease. :nzim ini

digunakan terutama dalam industri deterjen, pengolahan susu, obat-obatan, penyamakan

kulit, pembuatan makanan, dan pengolahan limbah. Beberapa mikroorganisme yang

digunakan dalam produksi protease, diantaranya Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus,

Streptomyces jradioe, Streptococcus rectus, danspergillus.

Akhirnya, dapatlah dikatakan seiring dengan perkembangan rekayasa genetika

mikrobial, optimalisasi kondisi fermentasi metode ekstraksi enzim-enzim intraseluler, proses

pemurnian enzim, perkembangan imobilisasi enzim dan perkembangan proses produksi yang

kontinyu de%asa ini, maka prospek pemanfaatan enzim mikrobial ini secara komersial

sungguh menjanjikan.

?erkadang kita ingin membatasi tingkat aktiitas sebuah enzim yang ditambahkan

tetapi tidak bisa dengan mudah menonaktifkan enzim tanpa mempengaruhi makanan. #alah

satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan mengimobilisasi enzim melalui perlekatan ke

permukaan sebuah membran atau objek lembam !iner" lainnya yang bersentuhan dengan

makanan yang sedang diolah. engan cara ini, %aktu reaksi bisa diregulasi tanpa enzim

menjadi bagian dari makanan. :nzim-enzim yang diimobilisasi seperti ini sekarang

digunakan untuk menghidrolisis laktosa susu menjadi glukosa dan galaktosa, untuk

mengisomerisasi glukosa dari starch jagung menjadi fruktosa, dan pada berbagai proses

makanan industri lainnya.

En$i% &ala% *eng(lahan *angan

Ada dua cara penggunaan enzim dalam pengolahan pangan, yaitu memanfaatkan

enzim yang alami ada dalam produk pangan !enzim endogenus" dan menambahkan enzim

dari luar ke dalam bahan pangan yang diolah !enzim eksogenus". :nzim endogenus dapat

berasal dari bahan baku pangan !nabati atau he%ani" maupun dari mikroorganisme yang

digunakan dalam proses fermentasi produk pangan. :nzim eksogenus sudah banyak

diproduksi secara komersial untuk dapat dimanfaatkan dalam proses pengolahan pangan.

#ecara alami enzim terdapat dalam sel dari mikroorganisme, jaringan tanaman dan

jaringan he%an. Keterlibatan enzim dalam pengolahan pangan tidak semua menguntungkan.:nzim yang merugikan dapat menyebabkan kerusakan pangan seperti pembusukan,


13/24

perubahan flaor, %arna, tekstur dan kandungan gizi pangan. Untuk itu, dalam pengolahan

pangan, inaktiasi enzim yang tidak menguntungkan tersebut perlu dilakukan. ;amun

beberapa enzim alami pada makanan apabila dikonsumsi segar dapat membantu kerja

pencernaan dan kerja pankreas untuk sekresi enzim tidak bekerja berat. Bahan pangan yang

melalui pemasakan !pemanasan" akan menginaktifkan enzim-enzim alami yang terdapat

dalam makanan segar. Apabila kita selalu mengonsumsi makanan yang dimasak dalam %aktu

yang lama, maka akan terjadi kekurangan enzim yang kronis !chronic enzyme deficiency"

yang memberi kecendrungan pada penyakit kanker.

:;H$3 PAA $;U#?7$ B$7

Pembuatan bir !bahasa $nggris5 bre%ing, dibaca9 bru%ing" adalah proses yang

menghasilkan minuman beralkohol melalui fermentasi. 3etode ini digunakan dalam produksi

bir, sake, dan anggur. Bre%ing memiliki sejarah yang panjang, dan bukti arkeologi

menunjukkan bah%a teknik ini telah digunakan di 3esir kuno. Berbagai resep bir ditemukan

dalam tulisan-tulisan #umeria. ?empat pembuatan bir dinamakan bre%ery !bahasa $nggris"

atau brauerei !bahasa 2erman". ?eknologi pembuatan bir mengalami perubahan yang cukup

besar dari abad ke abad, dan bahkan de%asa ini setiap pembuat punya caranya sendiri. ?etapi,

secara umum, hampir semua bir mengandung empat bahan dasar5 barli, hop, air dan ragi.

#eluruh proses pembuatan bir dapat dibagi menjadi empat tahap5 pembuatan malt,

pengolahan %ort, fermentasi dan pematangan. Pembuatan malt 5 semua bir dibuat dari malt.

3alt ini, tergantung kebiasaan, dibuat dari bulir jelai, gandum, atau kadang gandum hitam.

#elama tahap ini, barli disortir, ditimbang, dan dibersihkan. #etelah itu, barli direndam dalam

air dengan tujuan supaya barli itu berkecambah. Prosesnya memakan %aktu antara lima

sampai tujuh hari pada suhu sekitar &1o>.


14/24

Pada suhu tertentu, enzim-enzimnya mulai mengubah sarinya menjadi gula sederhana.

?etapi ini berlangsung lebih dari empat jam dan menghasilkan %ort yang kemudian disaring

sampai bersih. Berikutnya adalah proses pendidihan, yang menghentikan kegiatan enzim.

#elama pendidihan, hop ditambahkan ke dalam %ort untuk menghasilkan rasa pahit bir yang

khas. #etelah kira-kira dua jam dididihkan, %ort didinginkan sampai suhu tertentu.

ermentasi inilah tahap terpenting dalam proses pembuatan bir. engan bantuan ragi, gula

sederhana dalam %ort diubah menjadi alkohol dan karbon dioksida. 8ama fermentasi yang

berlangsung tidak lebih dari seminggu, dan suhu proses itu bergantung pada jenis bir

misalnya ale !bir keras" atau lager !bir ringan" yang dihasilkan.

Bir mentah itu kemudian dipindahkan ke dalam tangki-tangki di ruang penyimpanan

ba%ah tanah untuk dimatangkan. #elama tahap ini, terbentuklah rasa serta aroma bir yangkhas dan juga gelembung-gelembung dari karbon dioksida. Bir mengalami pematangan

selama suatu periode dari tiga minggu sampai beberapa bulan, bergantung pada jenis bir.

Akhirnya, bir yang telah jadi itu dikemas dalam gentong atau botol dan siap dikirim ke

tempat tujuan akhir.

:;H$3 PAA P7UK#$ ?#: >7; #7UP !#"

Pembuatan # !orn #yrup" dapat dilakukan dengan tersediaanya

substrat pati jagung dan enzim isomerase yang mampu merubah glukosa menjadi fruktosa.

Kini telah berkembang penggunaan *immobilized enzymes+, suatu enzim yang dikurung

dalam sejenis kapsul, sehingga substrat dan produknya saja yang dapat masuk ke luar, sedang

enzimnya tidak ke luar !immobilize" dari kapsulnya. engan demikian penggunaannya dapat

berulang-ulang, sampai mengalami stadium *fatigue+.

#alah satu produk # !yang pertama diproduksi" mengandung F& persen padatan

terlarut, dengan susunan 10 persen fruktosa, E0 persen dekstrosa !glukosa" dan ) persen gula-

gula lain. Karena kandungan dektrosanya, suhu penyimpanan sebaiknya dilakukan pada '/ L

//, untuk mencegah terjadinya kristalisasi glukosa. #kema produksi # terlihat pada

4ambar &.


15/24

4ambar &. #kema produksi # 10

Untuk per ton pati diperlukan enzym liMuefaction amylase sebanyak &.&E kg, enzim

sacharifikasi /.'E kg, enzim isomerase /.F/ kg, filter a% E.E1, *actie carbon+ ).// kg. ;a>$

&/. kg dan $ E).0/ kg. Untuk perhitungan tahun &'( biaya bahan tambah tersebut

meliputi 7p. '/.///,- per ton #.

a. Lik'ifikasi

Kanji pati jagung !1/ L 1E" dimasukkan ke dalam pompa dengan dicampur enzim

amilase dan cofaktor. P< diatur sampai sekitar ).' sebelum ditambah dengan enzim. an

kemudian dinjeksikan uap air panas sehingga mencapai suhu reaksi enzim yaitu &/1/>.

engan tekanan uap, mampu sekaligus mengocok sehingga mempercepat reaksi.

Penambahan enzim dilakukan dan produk dibiarkan pada suhu (/> selama )/ menit

sehingga proses likuifikasi berlangsung lengkap. Pada tahap tersebut seluruhpati telah

dirubah sehingga mencapai dekstrose-eMialen !:" sekitar &E L 0/.

). Sa,harifikasi

>ampuran didinginkan sehingga mencapai )//>, suhu yang optimal untuk proses

sacharifikasi. Karena reaksinya eCotherm maka ada kecenderungan proses menyebabkan

bertambahnya suhu, karena itu harus diturunkan dan dikendalikan. Pengendalian suhu sangat

penting pada tahap sacharifikasi. Produk akhir mencapai : E L '.

Nhitaker !&F0" mengatakan dalam kurun %aktu E/ tahun mendatang, khususnya

dalam penelitian daging, perkembangan teknologi enzim akan mengarah ke masalah

pemanfaatan enzim selama pemeraman daging !kaskas" sehingga dapat dicapai sesingkat


16/24

mungkin. engan teknologi enzim yang maju misalnya dengan pengendalian enzim dalam

daging, digabung dengan penambahan enzim yang spesifik akan dapat mencernakan polimer-

polimer yang bertanggung ja%ab terhadap keempukan daging berbagai enzim daging

tersebut, enzim kolagenase akan banyak berperan, diharapkan daging yang memenuhi mutu

yang dikehendaki tanpa mengalami proses pemeraman. engan demikian cara tersebut akan

sangat lebih ekonomis dibanding harus menunggu proses pemeraman yang lamanya 0 L (

minggu atau lebih.

Pada hakekatnya yang menyebabkan kekerasan daging itu bukan jumlahnya kolagen

tetapi mutu atau jenis kolagen yang menentukan kekerasan daging. :nzim spesifik tersebut

!kolagenase" diperlukan untuk mencegah pemeraman dan terjadinya penuaan.


17/24

:nzim kolagenase tersebut dapat diperoleh dari mikroba khususnya yang diisolasi dari

kulit yang telah disamak >. histolyticum, yang memiliki keaktifan enam kali lebih aktif dari

kolagenase ternak.

Bahkan enzim kolagenase tersebut telah berkembang penggunaannya untuk mencegah

proses penuaan pada manusia sehingga dapat lebih a%et muda. Usaha-usaha mencari enzim

anti crosslink tersebut akan berkembang maju di masa depan. Bjorksten !&FF" dalam

mencari jenis enzim tersebut telah menemukan dan mengisolasi >a-actiated !*micro-

protease+" dari B. ceresu, yang istime%a dari enzim tersebut adalah ukurannya yang sangat

kecil, dengan demikian memungkinkan memasuki dan menembus serat-serat kolagen.

:nzim-enzim yang mampu memecah ikatan >-; akan besar perannya dalam memecahkan

cross-link.

:nzim yang mampu menghambat bahkan menyetop terjadinya senescen O kelayuan

dan penuaan pada buah khususnya memantapkan kemudaan, kelayuan dan kerenyahan

produk hortikultura akan terus mendapat perhatian khususnya enzim yang berasal dari

mikroba.

,. "efining sir'* &ekstr(sa

Proses refining dimulai dengan proses filtrasi. iltrasi dilakukan secara akum yangmampu menjaring protein, serat atau padatan lain dengan cara sirup ampas dikeringkan untuk

kemudian dibuat pellet untuk makanan ternak.

#irup yang telah disaring tersebut dipompakan ke dalam kolom karbon aktif dan ion

eCchange dalam bentuk seri untuk lebih memurnikan sirup. Kolom karbon aktif biasanya

terdiri dari dua buah kolom yang mampu menampung aliran sirup dnegan *retention time+

1// jam, yang diperlengkapi dengan alat distributor yang menjamin distribusi sehomogen

mungkin.

#etelah melalui karbon aktif, sirup tersebut dialirkan dalam tangki-tangki *ion

eCchange+ dan kemudian disaring lagi untuk memisahkan adanya karbon yang terikut dalam

sirup.

ungsi *ion-eCchange+ ialah untuk menghilangkan zat-zat mineral dalam sirup dan

residu protein atau zat-zat %arna yang mungkin lolos dari kolom karbon aktif.

?ahap berikutnya adalah pengentalan kembali dengan dilakukan eaporator.


18/24

&. Is(%erisasi

4lukosa dan fruktosa adalah merupakan isomer satu dengan yang lainnya, artinya

memilih berat molekul dan susunan atom yang sama tetapi dengan struktur konfigurasi yang

berbeda.

4lukosa dapat dirubah strukturnya menjadi fruktosa atau sebaliknya, fruktosa dapat

dirubah menjadi glukosa dengan pertolongan enzim yang sama yaitu glukosa-isomerase.

Proses perubahan tersebut disebut *enzymatic glucose-isomerization+.

Karena enzim tersebut *reersible+ artinya dapat mengkatalis ke aksi bolak-balik

maka produk akhir selalu merupakan campuran dari biak glukosa maupun fruktosa. 7elatif

komposisi campuran dari kedua jenis gula tersbut dapat berariasi tergantung kondisi reaksi,

suhu dan keasaman dimana proses isomerasi berlangsung. " diatur secara cermat, dilakukan di aerasi dalam kolom sehingga mencapai

keakuman 0E1 mm


19/24

#irup


20/24

spergillus niger adalah mould dari klas fungi imperfecti, tersebar dimana-mana pada

bermacam substrat antara lain terdapat pada buah-buahan, sayur-sayuran dan makanan lain

yang telah busuk. 2amur ini berperan dalam mendekomposisi polisakarida di dalam kayu,

mempunyai suhu pertumbuhan (//> - (F/>, p< 5 1 L ) dan aerob.

3enurut tinjauan umum.niger diklasifikasikan sebagai berikut5

iisi 5%ungi imperfecti

#ub kelas 5&yphomyces

rdo 5Monoliales

amili 5Monoleaceae

4enus 5spergillus

#pesies 5Niger

!%ijoseputro, &'1"

Pe%anfaatan ilanase Se)agai 'la il(sa

Gilanase juga dapat digunakan untuk menghidrolisis Cilan !hemiselulosa" menjadi

gula Cilosa. Gilan banyak diperoleh dari limbah pertanian dan industri makanan.

Pengembangan proses hidrolisis secara enzimatis merupakan prospek baru untuk penanganan

limbah hemiselulosa !Biely, &'E9 7ani dan ;and, &)9Beg et al., 0//&".

4ula Cilosa banyak digunakan untuk konsumsi penderita diabetes. i 3alaysia gula Cilosa

banyak diguna-kan untuk campuran pasta gigi karena dapat berfungsi memperkuat gusi.

engan beragamnya kegunaan gula Cilosa maka perlu adanya inoasi ke arah produksi Cilosa

tersebut.$noasi tersebut muncul diantaranya apabila enzim penghidro-lisis lignoselulosa

tersebut sudah tersedia.

Adakalanya untuk mem-proses gula Cilosa belum diminati karena kurang ekonomis

meng-ingat kandungan Cilan sangat rendah dibandingkan dengan selulosa. ;amun demikian,

perlu dipertimbangkan untuk melakukan proses multienzim sehingga hasilnya tidak hanya

Cilosa saja !dari Cilan" tetapi juga glukosa !dari selulosa dan oligo sakarida lainnya".

#edangkan adanya teknologi baru seperti teknologi membran, di mana dapat memisahkan

komponen sesuai ukuran molekul maupun berat molekul maka dapat dilakukan fraksinasi

glukosa dan Cilosa dengan mudah.

Pe%anfaatan ilanase 'nt'k !akanan Ternak

an Paridon et al. !&0" telah melakukan penelitian pemanfaatan Cilanase untukcampuran makanan ayam boiler, dengan melihat pengaruhnya terhadap berat yang dicapai


21/24

dan efisiensi konersi makanan serta hubungannya dengan iskositas pencernaan. lassen !&0", yang melaporkan bah%a campuran

makanan ayam boiler dengan Cilanase yang berasal dari $.longibrachiatum ternyata mampu

mengurangi iskositas pencernaan, sehingga meningkatkan pencapaian berat dan efisiensi

konersi makanan.

Pe%anfaatan ilanase 'nt'k !akanan &an !in'%an

Gilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan juice, ekstraksi kopi, minyak

nabati, dan pati !Nongdan #addler, &(". Kombinasi dengan selulase dan pektinase dapat

untuk penjernihanjuice dan likuifikasi buah dan sayuran !Beg et al.,0//&".

:fisiensi Cilanase dalam perbaikan kualitas roti yang telah dilakukan, yaitu Cilanase yang

berasal dari spergillus niger #ar a'amori yang ditambahkan ke dalam adonan roti

menghasilkan kenaikan olume spesifik roti dan untuk lebih meningkatkan kualitas roti maka

perlu dilakukan kombinasi penambahan amilase dan Cilanase !3aatet al., &0".

#ekalipun potensi penggunaan enzim Cilanase cukup beragam tetapi untuk

memproduksi juga masih menghadapi beberapa kendala, antara lain tidak tersedianya strain

mikroorganisme unggul dan kurangnya pengetahuan tentang teknologiproduksi enzim. i

lain pihak, pakar dari negara maju mengakui bah%a negara yang kaya akan keanekaragaman

hayati, termasuk $ndonesia, merupakan sumber mikroorganisme maupun tanaman yang

potensial untuk bioproses !oC, &1".

3elihat potensi bahan limbah berlignoselulosa yang melimpah, serta kekayaan

sumber keanekaragaman hayati mikroorganisme di $ndonesia, maka perlu dilakukan inoasi

ke arah industri enzim. Gilanase yang sangat beragam penggunaannya dapat diproduksi

sendiri di $ndonesia seandainya memiliki strain mikroorganisme unggul penghasil Cilanase

dan menguasai teknologi produksinya.

:kstraksi secara mekanis memiliki keuntungan dalam pengambilan sari buah dari daging

buahnya karena caranya yang sederhana, biaya murah, tekanan dapat disesuaikan dengan

jenis bahan, dan alat pengempa dapat untuk bermacam-macam bahan.

:;H$3 PAA P7#:# P:;2:7;$


22/24

buah yang diperoleh biasanya masih mengandung partikel padat. #ehingga perlu dihilangkan

agar mendapatkan sari buah yang jernih. Penghilangan dapat dilakukan dengan penyaringan.

Pemisahan dengan didiamkan beberapa %aktu akan terjadi pengendapan padat karena adanya

gaya graitasi partikel padat, kemudian dapat diambil bagian jernihnya. Proses penjernihan

yang lebih efisien dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan enzim, yaitu enzim

pektinase.

(nzyme treatment

Perlakuan pemberian enzim dapat membantu proses penjernihan sari buah. :nzim

yang digunakan adalah pektinase, yaitu enzim yang memecah pektin, suatu substrat

polisakarida yang ditemukan di dinding sel tumbuhan. #alah satu pektinase yang banyakdigunakan secara komersial adalah poligalakturonase.


23/24

pada juice jeruk, glukosa oksidase untuk mencegah reaksi pencoklatan pada produk tepung

telur dan lain-lain.

#umber-sumber enzim lipase antara lain 5 bakteri !#. aureus", kapang !Aspergillus

niger, 7hizopus arrhizus", tanaman yang menghasilkan trigliserida !kacang-kacangan",

pancreas, susu.

Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senya%a organik semakin banyak dikembangkan,

terutama karena reaksi menggunakan enzim lipase bersifat regioselektif dan enansioselektif.

Aktifitas katalitik dan selektiitas enzim, tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi,

jenis pelarut, dan penggunaan air dalam media.>ontohnya biosintesis senya%a pentanol,

heCanol D benzyl alkohol ester, serta biosintesis senya%a terpene ester menggunakan enzim

lipase yang berasal dari >andida antartica dan 3ucor miehei.


24/24

7eferensi

http5QQ%%%.%iley-ch.deQbooksQsampleQ(E0F(&)F0'Rc/&.pdf

https5QQselyfransisca.files.%ordpress.comQ0/&&Q/FQenzim-dalam-industri-pangan.docC

http5QQdo%nload.portalgaruda.orgQarticle.phpS

articleO'F'0(DalO1/0DtitleOPemanfaatan0/:nzim0/3ikrobial

http5QQrickhalsaputra.blogspot.co.idQ0/&0Q/Qketerlibatan-enzim-dalam-bahan-

pangan.html
http://www.wiley-vch.de/books/sample/3527316728_c01.pdfhttps://selvyfransisca.files.wordpress.com/2011/07/enzim-dalam-industri-pangan.docxhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=87823&val=4902&title=Pemanfaatan%20Enzim%20Mikrobialhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=87823&val=4902&title=Pemanfaatan%20Enzim%20Mikrobialhttp://www.wiley-vch.de/books/sample/3527316728_c01.pdfhttps://selvyfransisca.files.wordpress.com/2011/07/enzim-dalam-industri-pangan.docxhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=87823&val=4902&title=Pemanfaatan%20Enzim%20Mikrobialhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=87823&val=4902&title=Pemanfaatan%20Enzim%20Mikrobial

bab i dan ix

Documents