1 I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang. Bahan pewarna

I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang.
Bahan pewarna merupakan bahan kimia dengan penggunaan yang luas di
bidang industri baik industri farmasi, percetakan kertas, kulit, kosmetik,
makanan, terutama bidang industri tekstil. Pesatnya perkembangan industri
tekstil berkaitan dengan tren masyarakat serta perubahan ide sosial dan gaya,
yang kemudian memacu produksi zat warna yang lebih beragam, aplikatif dan
lebih efektif dalam mewarnai berbagai jenis kain. Struktur kimia zat warna
dimodifikasi agar lebih stabil, dan tidak mudah terdegradasi (Wallace, 2001).
Menurut Selvam et al., (2003), sekitar 10.000 jenis pewarna digunakan pada
industri tekstil dan lebih dari 7 x 105 ton bahan pewarna diproduksi setiap
tahunnya. Selama proses pewarnaan, 10-15% dari zat warna tekstil yang
digunakan akan terbuang bersama limbah industri, dari sekian banyak industri
tekstil hanya beberapa industri yang mampu mengolah limbah sebelum
dibuang ke badan air, terutama industri kecil dan menengah, yang umumnya
tidak memiliki instalasi pengolahan limbah yang baik.
Proses pengolahan limbah industri dapat dilakukan melalui proses fisika
maupun kimiawi. Pengolahan limbah secara fisik dapat dilakukan dengan
adsorpsi, stripping udara, flokulasi, dan pengendapan. Namun, proses ini hanya
mengubah bentuk limbah dan pada akhirnya akan menyebabkan masalah baru
yaitu terbentuknya secondary pollution, sehingga dibutuhkan mekanisme
pengolahan yang lain untuk menghindari penumpukan secondary pollution
1
tersebut. Pengolahan limbah secara kimia yaitu kimia adsorpsi, koagulasi, dan
pengoksidasian dengan ozon. Pengolahan limbah ini lebih efektif dibandingkan
dengan cara fisik karena dapat mengolah limbah dalam skala besar dengan
menggunakan zat kimia. Namun, penggunaan zat kimia ini menimbulkan
beberapa efek samping, yaitu pencemaran lingkungan dan penggunaan dalam
skala besar untuk mengolah limbah dalam jumlah besar dapat menyebabkan
harga pengolahan limbah menjadi lebih mahal dan tidak ekonomis. Seperti
yang telah dijelaskan di atas, proses pengolahan limbah baik secara fisik
maupun kimiawi memiliki kelemahan sehingga diperlukan metode yang lebih
efektif yaitu secara biologi (biodegradasi).
Biodegradasi
merupakan
mekanisme
untuk
mengolah
limbah
menggunakan agensia biologis, yaitu mikroorganisme. Biodegradasi dalam
pengolahan limbah zat warna tekstil dapat dilakukan dengan menggunakan
agensia bakteri. Spesies yang diketahui dapat mendegradasi zat warna tekstil
diantaranya beberapa bakteri dari genus Bacillus misalnya, Bacillus sp.
(Olukanni et al., 2006; Dubey et al., 2010), B. subtilis (Manikandan et al.,
2009; Pereira et al., 2009), B. cereus (Ola et al., 2010), B. sterothermophilis
(Senan dan Abraham, 2004). Genus Pseudomonas misalnya, Pseudomonas sp.
(Olukanni et al., 2006; Senan dan Abraham, 2004; Rajaguru et al., 2000), P.
Putida (Manikandan et al., 2009), P. Mendocrina (Ola et al., 2010) dan P.
Fluorescens (Pandey dan Upadhyay, 2010). Spesies lainnya seperti,
Sphingomonas xenophaga (Ola et al., 2010), Kocuria rosea (Parshetti et al.,
2
2006), Acinetobacter sp., Legionella sp., Staphyllococcus sp. (Olukanni et al.,
2006).
Mikroorganisme yang digunakan dalam biodegradasi, memproduksi
enzim yang memodifikasi polutan toksik dengan mengubah struktur kimia
polutan tersebut sehingga menjadi tidak kompleks dan kadar toksisitasnya
berkurang, dan menjadi metabolit yang tidak berbahaya. Enzim ekstraselular
yang umumnya diproduksi oleh bakteri pendegradasi pewarna tekstil
diantaranya enzim laccase, hidroksilase, dehidrogenase, dan peroksidase.
Isolat bakteri dan enzim yang digunakan secara langsung pada
pengolahan limbah berdampak pada tingginya biaya pengolahan limbah,
karena baik isolat bakteri maupun enzim tidak dapat dipisahkan dari limbah
sehingga tidak dapat digunakan secara berulang. Immobilisasi dengan metode
penjerapan memungkinkan isolat bakteri dan enzim dapat dipisahkan dari
limbah setelah proses pengolahan limbah selesai dan diharapkan dapat
digunakan lagi pada pengolahan limbah berikutnya, sehingga dapat menghemat
biaya.
B.
Perumusan Masalah
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka perumusan masalah pada penelitian
ini adalah:
1. Adakah isolat bakteri dari lingkungan alami yang mempunyai enzim
lignolitik dan mendegradasi zat warna azo Orange G?
3
2. Bagaimana kaitan antara pertumbuhan bakteri dengan produksi enzim
lignolitik, dalam kaitannya terhadap kemampuan dekolorisasi limbah
pewarna tekstil Orange G ?
3. Bagaimana kemampuan enzim lignolitik terimmobilisasi dalam
mendegradasi zat warna tekstil Orange G ?
C.
Keaslian Penelitian
Penelitian mengenai degradasi zat warna tekstil telah dilakukan oleh
beberapa peneliti dengan berbagai metode baik fisik, kimia, maupun biologi
(Saratale et al., 2011). Proses degradasi zat warna diamati berdasarkan
dekolorisasi yang terjadi, namun metode fisik mau pun kimia diketahui kurang
efektif dan memiliki banyak kelemahan. Sejumlah bakteri lignolitik mampu
mendekolorisasi zat warna dengan menghasilkan enzim lignolitik, sehingga
dengan menggunakan agensia biologi terutama bakteri yang diisolasi dari
daerah yang terpapar limbah diharapkan dapat mendekolorisasi zat warna
tekstil. Penggunaan enzim lignolitik secara langsung pada pengolahan limbah
industri tekstil menimbulkan kendala yaitu biaya pengolahan limbah yang
tinggi, karena enzim tidak dapat dipisahkan dari limbah sehingga tidak
memungkinkan penggunaan berulang. Berdasarkan paparan tersebut maka
penelitian yang mengungkap biodegradasi pewarna azo Orange G dengan
teknik immobilisasi isolat bakteri perlu dilakukan.
4
Penelitian ini difokuskan pada upaya mendapatkan isolat bakteri
indigenous yang telah teradaptasi terhadap zat warna tekstil sehingga dapat
mendegradasi bahan pewarna azo. Kajian penelitian meliputi:
1.
isolasi dan seleksi bakteri lignolitik indigenous yang dapat
mendekolorisasi zat warna tekstil Orange G, dari lokasi industri
batik dan industri tekstil di Sokaraja dan Pekalongan, Jawa Tengah.
2.
optimasi produksi enzim lignolitik.
3.
applikasi enzim lignolitik terimmobilisasi pada pewarna tekstil
Orange G.
4.
identifikasi isolat unggul yang mampu mendegradasi zat warna
Orange G.
D.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. mendapatkan isolat bakteri lignolitik pendekolorisasi zat warna tekstil
Orange G.
2. mengetahui kondisi optimal isolat bakteri terpilih dalam memproduksi
enzim lignolitik.
3. mengetahui kemampuan degradasi zat warna Orange G dengan teknik
immobilisasi.
4. mengetahui
identifikasi
isolat
bakteri
unggul
yang
mampu
mendegradasi zat warna Orange G.
5
E.
Manfaat
Manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. pengembangan penelitian mengenai biodegradasi limbah industri
tekstil dengan memanfaatkan agensia bakteri lignolitik yang diisolasi
dari lingkungan alami yang terpapar bahan kimia dan zat warna
tekstil.
2. pengembangan penelitian mengenai isolat bakteri lignolitik yang
mampu mendegradasi zat warna dengan menguji enzim lignolitik
yang dihasilkan oleh isolat bakteri akan membuka kemungkinan
produksi enzim yang optimal.
3. pengembangan
optimalisasi
produksi
enzim
memungkinkan
diperolehnya enzim dengan kemampuan yang optimal, sehingga
diharapkan enzim yang terproduksi juga dapat mendekolorisasi zat
warna dengan optimal.
4. enzim lignolitik yang diproduksi memungkinkan aplikasi pada zat
warna tekstil sehingga dapat terdegradasi, selain itu enzim dalam
bentuk terimobilisasi sehingga dapat dipisahkan dari substrat zat
warna dan dapat digunakan sebagai alternatif perlakuan dalam
bioproses untuk memperbaiki kualitas limbah pewarna pada industri
tekstil sehingga tidak mencemari lingkungan.
6