Perpustakaan Digital ITB

Ketergantungan global terhadap bahan bakar fosil telah mendorong pencarian sumber energi alternatif berkelanjutan, dengan biodiesel sebagai salah satu solusi menjanjikan. Sintesis biodiesel secara konvensional menghadapi tantangan terkait limbah dan efisiensi, yang dapat diatasi melalui biokatalisis enzimatik menggunakan lipase. Namun, reaksi esterifikasi lipase seringkali terbatas oleh kelarutan reaktan. Penelitian ini mengeksplorasi penggunaan cairan ion turunan piridinium sebagai media ko-pelarut inovatif untuk sintesis etil oleat, sebuah komponen biodiesel berkualitas tinggi, yang dikatalisis oleh lipase dari Candida rugosa (CRL). Enam jenis cairan ion turunan piridinium (N-butil-, N-heksil-, N-oktilpiridinium bromida dan tetrafluoroborat) berhasil disintesis dan dikarakterisasi menggunakan spektroskopi NMR. Hasil skrining aktivitas enzimatik menunjukkan bahwa semua cairan ion turunan piridinium secara signifikan meningkatkan aktivitas esterifikasi lipase dibandingkan n-heksana. N-heksilpiridinium bromida (6PyBr) memberikan aktivitas tertinggi, hampir lima kali lipat dari n-heksana, mengindikasikan biokompatibilitas optimalnya. Optimasi kondisi reaksi menggunakan Response Surface Methodology (RSM) mengidentifikasi kondisi optimum (perbandingan asam oleat:etanol 1:2,203, konsentrasi 6PyBr 22,433 mM, dan temperatur 38,399 °C) yang menghasilkan aktivitas eksperimental 51,25 ± 0,9 Unit/mg, sangat sesuai dengan prediksi model (51,459 Unit/mg). Studi simulasi dinamika molekul (MD) selama 250 ns memberikan wawasan mekanistik. Analisis Root Mean Square Deviation (RMSD) menunjukkan bahwa CRL mempertahankan stabilitas konformasi global terbaik dalam 6PyBr (1,95 Å) dibandingkan n-heksana (2,62 Å). Analisis Root Mean Square Fluctuation (RMSF) lebih lanjut mengkonfirmasi bahwa 6PyBr mampu menjaga fleksibilitas lokal CRL, khususnya pada lid domain (residu 61-96), pada tingkat yang lebih terkontrol (RMSF 2-3 Å) dibandingkan n-heksana (RMSF 4-7 Å). Jarak rata-rata antara residu PHE87 (lid) dan PHE344 (inti) yang lebih jauh dalam 6PyBr mengindikasikan lid CRL lebih cenderung dalam konformasi terbuka, memfasilitasi akses substrat. Interaksi yang menguntungkan antara kation heksilpiridinium dengan permukaan enzim diduga berkontribusi pada stabilitas dan dinamika lid yang optimal ini. Penelitian ini menunjukkan bahwa cairan ion turunan piridinium, khususnya 6PyBr, adalah media reaksi yang sangat efektif untuk sintesis etil oleat enzimatik. Integrasi hasil eksperimental dan komputasi telah memberikan pemahaman komprehensif tentang hubungan antara struktur cairan ion, dinamika lipase, dan kinerja katalitik, membuka jalan bagi pengembangan proses biodiesel yang lebih efisien dan ramah lingkungan.