idewagedewiraadiyasa pkm-gt undiksha

18
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER ENZIM PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL BIDANG KEGIATAN : PKM ARTIKEL ILMIAH Diusulkan Oleh : I Dewa Gede Wira Adiyasa NIM 1303051013 /TA : 2013 Ni Made Novianti Dewi NIM 1303051014 /TA : 2013 I Made Griya Adi Parta NIM 1203051006 /TA : 2012 UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2015

Upload: wera-aretheyhasa

Post on 01-Feb-2016

36 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

pkm ai tentang pemanfaatan limbah kulit ari biji kedelai

TRANSCRIPT

Page 1: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER ENZIM

PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL

BIDANG KEGIATAN :

PKM – ARTIKEL ILMIAH

Diusulkan Oleh :

I Dewa Gede Wira Adiyasa NIM 1303051013 /TA : 2013

Ni Made Novianti Dewi NIM 1303051014 /TA : 2013

I Made Griya Adi Parta NIM 1203051006 /TA : 2012

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2015

Page 2: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

PENGESAHAN PKM – ARTIKEL ILMIAH

1. Judul Kegiatan : SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER

ENZIM PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN

KADAR FENOL

2. Bidang Kegiatan : PKM-Artikel Ilmiah

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : I Dewa Gede Wira Adiyasa

b. NIM : 1303051013

c. Jurusan : Analis Kimia

d. Universitas : Universitas Pendidikan Ganesha

e. Alamat Rumah dan No.Telp/Hp : Jl. Ayani Gg. Narendra No. 11

Singaraja 0857 3767 9151

f. Alamat email : [email protected]

4. Anggota Pelaksana Kagiatan/Penulis : 2 orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : I Nyoman Sukarta, S.Pd., M.Si.

b. NIP : 197602 0620050 11 002

a. Alamat rumah dan No.Telp/Hp : Perum. Asri Agung Persada B.4

Jl.Tribata Singaraja 0857 3715 6950

Menyetujui, Singaraja, 30 Maret 2014

Ketua Jurusan Analis Kimia, Ketua Pelaksana Kegiatan

( Dr. I Made Gunamantha, S.T.,M.MT ) (I Dewa Gede Wira Adiyasa)

NIP. 19680828 200212 1 001 NIM. 1303051013

Pembantu Rektor III, Dosen Pembimbing,

( Dr. I Gusti Ngurah Pujawan, M.Kes. ) ( I Nyoman Sukarta S.Pd.,M.Si )

NIP. 19601231 198601 1003 NIDN. 0006027609

DAFTAR ISI

ii

Page 3: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii

DAFTAR ISI .............................................................................................. iii

ABSTRAK ................................................................................................ 1

PENDAHULUAN ...................................................................................... 2

TUJUAN ................................................................................................ 4

METODE ................................................................................................ 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 6

KESIMPULAN ........................................................................................... 9

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 10

iii

Page 4: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER ENZIM

PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL

I Dewa Gede Wira Adiyasa, Ni Made Novianti Dewi, Made Griya Adi Parta ,

Analis Kimia, Universitas Pendidikan Ganesha

ABSTRAK

Fenol merupakan senyawa kimia yang belakangan ini menjadi permasalahan

bagi lingkungan karena dapat menyebabkan berbagai gangguan kesehatan. Fenol

banyak terdapat dalam limbah migas dan tekstil dengan kandungan rata-rata 10 –

3000 mg/L, sedangkan ambang batas fenol yang aman bagi lingkungan 0,5 – 1 mg/L.

Banyak upaya sudah dilakukan, tetapi tidak efektif dan efisien karena bahan yang

digunakan sulit ditemukan, biaya mahal dan butuh waktu yang lama dalam

treatmentnya. Oleh karena itu dikembangkan metode biologis dengan enzimatik yang

lebih baik karena beberapa enzim dapat bekerja pada range pH dan suhu yang luas

serta mudah dikontrol. Salah satunya adalah enzim peroksidase dari sisa kulit ari biji

kedelai. Enzim peroksidase diekstrak dan difraksinasi dengan menggunakan aseton.

Enzim yang telah termurnikan dan H2O2 kemudian dimasukkan ke dalam larutan

fenol 100 ppm dengan variasi pH dan variasi suhu. Pengukuran kadar fenol

menggunakan instrument spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 510 nm

berdasarkan SNI. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan bahan kajian untuk

pengolahan limbah (terutama yang mengandung fenol) dan menambah informasi

serta ilmu pengetahuan.

Kata kunci : degradasi fenol, kulit ari biji kedelai, enzim peroksidase

Phenol is a chemical compound that has recently become a problem for the

environment because it can lead to various health problems. Phenol is widely

available in the oil and gas waste and textiles with an average content of 10-3000 mg

/ L, whereas phenol safe threshold for the environment from 0.5 to 1 mg / L. Many

efforts have been made, but it is not effective and efficient because of the materials

used are hard to find, expensive and take a long time in treatmentnya. Therefore

developed a biological method with enzymatic better because some enzymes can work

in the range of pH and temperature extensive and easily controlled. One is the

enzyme peroxidase from soybean seed epidermis rest. Peroxidase enzyme extracted

and fractionated by using acetone. The enzyme has been purified and H2O2 were

then put into a solution of phenol 100 ppm with variation of pH and temperature

variations. Measurements of phenol using UV-Vis spectrophotometer instrument at a

wavelength of 510 nm based on SNI. The results of this study can be used as study

materials for waste treatment (particularly those containing phenol) and add

information and knowledge.

1

Page 5: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

PENDAHULUAN

Fenol merupakan salah satu senyawa kontaminan yang akhir-akhir ini

menjadi permasalahan utama dalam pencemaran lingkungan dan kesehatan manusia.

Fenol yang tidak berwarna dan sangat higroskopis dapat menimbulkan sifat toksik

yaitu korosif pada kulit dan lambung, juga bersifat karsinogenik. Dalam konsentrasi

tertentu senyawa ini dapat memberikan efek yang buruk terhadap manusia, antara lain

berupa kerusakan hati dan ginjal, penurunan tekanan darah, dan pelemahan detak

jantung. Jika limbah yang dibuang keperairan tentunya akan mempengaruhi

komponen abiotik dan biotik.

Senyawa fenol dapat ditemukan pada beberapa limbah industri seperti pabrik

kimia, pabrik kertas, pabrik tekstil, pabrik minyak zaitun dan pabrik pengolahan

minyak bumi dengan kisaran konsentrasi dari 0.01 mg/L – 10.000 mg/L

(Piakong,2006). Konsentrasi fenol yang terdapat dalam limbah migas dan tekstil

sangat bervariasi dengan kisaran 10-3000 mg/L (Shetty et al,2007). Senyawa fenol

dapat dikatakan aman bagi lingkungan jika konsentrasinya berkisar antara 0.5-1.0

mg/L sesuai dengan KEP No. 51/MENLH/ 10/1995.

Pengolahan limbah cair yang mengandung senyawa fenol tentu sangat penting

dilakukan untuk mencegah dan mengurangi dampak yang terjadi sebelum limbah

dibuang ke badan air. Penelitian untuk menurunkan kadar fenol telah banyak

dilakukan, baik dengan cara kimia maupun fisik. Penurunan kadar fenol secara kimia

dilakukan dengan fotolisis (Nola,2012) sedangkan secara fisika dilakukan dengan

metode adsorpsi. Namun, cara tersebut kurang efektif karena biaya yang mahal dan

sumber adsorben yang sulit untuk ditemukan.Metode adsorpsi juga menimbulkan

masalah baru dari adsorben yang telah mengadsorpsi fenol, adsorben ini tentu harus

mendapatkan treatmen kembali karena senyawa fenol yang diserapnya.

Degradasi terhadap senyawa fenolat sebelumnya juga dilakukan dengan

memanfaatkan bakteri sebagai pendegradasi tetapi, metode ini memerlukan waktu

yang lama dalam proses degradasinya. Metode enzimatik untuk degradasi mulai

banyak dikembangkan. Proses enzimatik lebih menguntungkan daripada proses

biologi yang menggunakan mikroorganisme, kimia dan fisika karena mendegradasi

secara selektif, laju reaksi tinggi, dapat beroperasi pada range pH yang luas serta

prosesnya lebih mudah dikontrol ( Kinsley and Nicell, 2000 dalam Zusfahair dan

Santi, 2008).

Enzim peroksidase merupakan jenis enzim yang dapat digunakan sebagai

biokatalis pada penurunan kadar fenol dalam air. Enzim peroksidase terdapat hampir

di semua tanaman, namun tanaman tertentu seperti, akar horseradish, kedelai dan

jamur Coprinus cinereus merupakan sumber enzim peroksidase yang komersial.

Ketiga sumber tersebut sulit didapatkan dalam jumlah yang banyak karena masih

2

Page 6: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

bernilai jual tinggi, sehingga perlu dikembangkan alternative lain dari limbah yang

tidak dimanfaatkan namun masih memiliki daya guna.

Di Indonesia tahu dan tempe merupakan makanan yang banyak diproduksi.

Bahan baku utamanya adalah kedelai. Selama proses pembuatannya, kedelai yang

digunakan menghasilkan limbah berupa kulit ari dan ampas tahu yang memiliki nilai

jual rendah. Kedelai merupakan sumber enzim peroksidase yang komersial, sehingga

berdasarkan penelitian mengenai aktivitas biokatalis enzim peroksidase pada kulit ari

biji kedelai yang dilakukan oleh F.Ghaemmaghami,2010, et al, kulit ari biji kedelai

masih mengandung enzim peroksidase yang dapat menurunkan kadar fenol.

Berdasarkan pemaparan di atas penelitian ini akan menggunakan peroksidase dari

kulit ari biji kedelai untuk mendegradasi fenol.

Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti konsentrasi, pH,dan

suhu. Berdasarkan latar belakang dan faktor-faktor tersebut. Adapun rumusan

masalah adalah sebagai berikut.

1. Berapakah pH optimum yang diperlukan oleh enzim peroksidase kulit ari biji

kedelai (SBP) untuk mendegradasi fenol?

2. Berapakah suhu optimum yang diperlukan oleh enzim peroksidase kulit ari

biji kedelai untuk mendegradasi fenol?

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat atau kegunaan sebagai

1. Informasi suhu dan pH yang diperlukan oleh enzim peroksidase kulit ari biji

kedelai untuk mendegradasi senyawa organik fenol.

2. Bahan kajian untuk penerapan pengolahan limbah tekstil dan migas sehingga

dapat mengurangi masalah lingkungan.

3. Untuk menambah khazanah ilmu pengetahuan

Menurut (Nola,2012) fenol merupakan limbah cair industri seperti Industri tekstil

dan migas, merupakan limbah yang banyak mengandung zat organic maupun

anorganik berbahaya, salah satunya adalah senyawa fenol. Limbah cair dari industri

tekstil berasal dari proses pencucian, pencelupan, dan pengolahan akhir.Pada proses

pencucian dan pewarnaan pabrik tekstil menghasilkan limbah cair yang mengandung

senyawa fenol. Senyawa fenol dihasilkan pada industri migas ketika proses

pemurnian minyak bumi. Berikut disajikan tabel jumlah kontaminan fenol pada

industry migas, tekstil dan beberapa industri lain yang menghasilkan limbah fenol.

Gambar 1. Struktur fenol

3

Page 7: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Fenol merupakan zat yang sangat berbahaya jika tertelan dapat menyebabkan

muntah, gangguan sistem peredaran darah, kelumpuhan,hipotermia, kebutaan dan

koma. Keracunan yang fatal disebabkan oleh kontak dengan kulit dan dapat

menyebabkan luka bakar, nanah, pembengkakan dan lainnya. Fenol dapat bersifat

karsinogenik bagi manusia pada konsentrasi 5-25 mg/L (El-Naas et al. 2009).

Kedelai sudah dikenal sejak berabad-abad dan berasal dari Asia Timur yaitu Cina,

Manchuria, Korea dan di Indonesia sudah ditanam sejak tahun 1875. Kedelai

(Glycine max) merupakan sumber protein nabati yang efisien(Anis,2003). Kedelai

seringkali diolah menjadi berbagai bentuk olahan seperti kecap, tauco, susu, tahu dan

tempe. Selama proses pengolahan tersebut kulit ari biji kedelai yang tidak digunakan

dibuang sebagai limbah. Kulit ari kacang kedelai mempunyai kandungan zat nutrisi

cukup tinggi yaitu mengandung protein 11,45-12,44%, serat kasar 34,74-42,29%,

lemak kasar 2,67-4,03% dalam bahan kering (Yefri,2006).Limbah kulit ari biji

kedelai ini banyak ditemukan pada industri tahu dan tempe.

Biodegradasi Fenol dengan Enzim Peroksidase yang berasal dari kulit ari biji

kedelai enzim ini dapat digunakan untuk mendegradasi senyawa fenol dengan

memanfaatkan H2O2 sebagai oksidator.Peroksidase yang dihasilkan tumbuhan

mempunyai protorpyrin IX sebagai gugus protestik. Peroksidase membentuk suatu

kompleks dengan hidrogen peroksida, yang kemudian pecah menjadi dua radikal

bebas. Setelah itu terjadi pengambilan dua hidrogen terjadi berurutan, maka akan

terjadi radikal intermediet, yang kemudian meluruh secara spontan (Yohan

Hidayat,1998). Penambahan peroksida dan enzim peroksidase pada fenol tidak dapat

membentuk kompleks dengan 4-aminoantipirin secara sempurna karena sebagian

fenol telah terombak menjadi benzokuinon dan menghasilkan H2O

TUJUAN

Tujuan dari penulisan artikel ilmiah ini adalah untuk mengulas informasi tentang

pH optimum yang diperlukan oleh enzim peroksidase kulit ari biji kedelai untuk

mendegradasi fenol dan mengetahui suhu optimum yang diperlukan oleh enzim

peroksidase kulit aribiji kedelai untuk mendegradasi fenol

METODE

Subjek artikel ini adalah enzim peroksidase yang ada pada kulit ari biji kedelai.

Sedangkan objeknya adalah pH dan suhu yang diperlukan enzim untuk mendegradasi

senyawa organik fenol.

Untuk memperoleh data, dilakukan 2 (dua) tahap penelitian yaitu tahap persiapan

dan tahap pelaksanaan penelitian. Tahap persiapan meliputi penyediaan alat dan

bahan yang digunakan. Tahap pelaksanaan penelitian terdiri dari esktraksi enzim

peroksidase kedelai dan uji degradasi fenol pada variasi kondisi lingkungan

4

Page 8: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Pada tahap persiapan, peralatan yang digunakan adalah spektrofotometer UV-

Vis, sentrifuge, neraca, kaca arloji, corong, spatula, pipet tetes, batang pengaduk,

gelas kimia 50 mL, inkubator, labu ukur 50mL, 100mL ,1000mL, Erlenmeyer 100

mL, pH meter,pipet volumetri, pipet ukur,botol,Blender,gelas ukur,dan Water Bath.

Adapun bahan-bahan kimia yang digunakan antara lain: 4-Aminoantipirin, K3F(CN)6,

sisa kulit ari biji kedelai, aseton, fenol, aquades, aluminium foil, wrapping plastic,

alkohol 90%, indikator pH universal, kapas, H2O2, NH4OH, buffer phosphate pH 4, 5,

6, dan 7.

Pada tahap pelaksanaan, ekstraksi enzim peroksidase dilakukan dengan

meninbang 25 gram sisa kulit ari biji kedelai kemudian dihomogenasi dengan 200 mL

buffer phospat dalam blender selama 30 menit. Campuran dibiarkan kurang lebih

selama 1-2 jam pada suhu 5˚C. Homogenat disarinng dengan kertas saring, filtratnya

disentrifuse dengan kecepatan 5000 rpm selama 30 menit. Supernatan yang didapat

merupakan enzim kasar. Aseton dibuat sesuai dengan yang dibutuhkan untuk tiap

fraksinasi. Aseton yang sudah dibuat dengan kejenuhan 0-10% (F1) dimasukkan

dalam supernata sedikit demi sedikit sambil diaduk. Pengadukan dilakukan pada suhu

rendah. Campuran dibiarkan dalam keadaan dingin selama 2 jam, lalu disentrifuse

dengan kecepatan 5000 rpm selama 10 menit hingga diperoleh endapan filtrat. Filtrat

difraksinasi dengan tingkat kejenuhan aseton 10-20% (F2), lalu diperlakukan sama

untuk kejenuhan aseton 20-40% (F3) dan 40-65% (F4). Larutan enzim kemudian

diuapkan untuk menghilangkan aseton.

Selanjutnya pengujian degradasi fenol pada variasi kondisi lingkungan. Pertama

dilakukan dengan degradasi pada variasi pH dengan cara 20 mL larutan fenol pada

konsentrasi 100 ppm dimasukkan ke dalam Erlenmeyer variasi pH 5,5 ; 5,0 ; 6,0 ; 6,5

; 7,0, masing-masing dilakukan duplo. Kontrol diperlakukan setelah 3 jam perlakuan

sampel. Variasi pH dilakukan dengan penambahan buffer. Sampel kemudian

ditambahkan 20 mL hydrogen peroksida dan 5 mL enzim. Larutan diletakkan pada

water bath dengan suhu 37˚C. Penurunan kadar fenolnya ditentukan dengan

spektrofotometer UV-Vis.

Kedua dilakukan dengan degradasi fenol pada variasi suhu dengan cara 20 mL

larutan fenol pada konsentrasi 100 ppm dan pH optimum dimasukkan ke dalam

Erlenmeyer, ditambahkan 5 mL enzim dan 20 mL hidrogen peroksida, masing-

masing dilakukan duplo. Larutan diletakkan pada water bath pada suhu 55°C, 60°C,

65°C, 70°C, 75°C, 80°C. Kontrol diperlakukan setelah 3 jam perlakuan sampel

Penurunan kadar fenolnya diukur dengan spektrofotometer UVVis.

Tahap selanjutnya yaitu pengukuran kadar fenol hasil treatment ( SNI 06-

6989.21,2004). Pengukuran kadar fenol dilakukan setelah menentukan kurva standar

dengan mengukur standar fenol pada konsentrasi 0, 50, 75, 100, 125, dan 150 ppm.

Absorbansi diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang

5

Page 9: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

510nm. Masukkan 10 ml larutan fenol hasil treatmen ke dalam gelas beaker secara

duplo, tambahkan 0,25 mL larutan NH4OH 5 Ndan atur pH 7,9±0,1 dengan

penambahan buffer. Campuran ditambahkan 0,1 mL 4-Aminoantipirin sambil diaduk,

dan tambahkan 0,1 mL larutan kalium ferisianida sambil diaduk, biarkan selama 15

menit, larutan dimasukkan ke dalam kuvet pada alat spektrofotometer dengan panjang

gelombang 500 nm.

Pada analisis data berdasarkan dari pengukuran konsentrasi fenol dengan

menggunakan spektrofotometer UV-Vis, akan diperoleh data absorbansi. Dari data

absorbansi yang diperoleh dapat diketahui konsentrasi fenol yang terdegradasi dalam

sampel dengan menggunakan persamaan garis lurus yang sebelumnya didapat dari

pengukuran absorbansi standar. Data disajikan dalam bentuk kurva yaitu aliran %

efisiensi perombakan (sumbu Y) terhadap suhu dan pH (sumbu X). Data tersebut

kemudian dianalisis secara deskriptif untuk melihat profil perombakan fenol terhadap

variasi suhu dan pH.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Degradasi fenol dengan peroksidase dari kulit ari biji kedelai dilakukan pada

rentangan pH 4–8 dan suhu kamar 25–30oC. Perlakuan ini bertujuan untuk

mengetahui pH optimum peroksidase dari kulit ari biji kedelai untuk mendegradasi

senyawa fenol. Efisiensi degradasi fenol oleh ekstrak peroksidase dari kulit ari biji

kedelai ditunjukkan pada Gambar 2. Berdasarkan hasil tersebut degradasi fenol

berlangsung optimum pada pH 6 dengan nilai efisiensi tertinggi yaitu 54,9%.

Gambar 2. Efisiensi Degradasi Fenol oleh Peroksidase dari Kulit Ari Biji Kedelai

pada Variasi pH

32,7

44,3

54,9 51,0

45,1

0

10

20

30

40

50

60

4 5 6 7 8

Efi

sien

si D

egra

dasi

( %

)

pH

6

Page 10: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Degradasi fenol dengan peroksidase dari kulit ari biji kedelai pada variasi suhu

dilakukan pada rentangan 55 – 85oC dengan kenaikan 5

oC. Perlakuan ini bertujuan

untuk mengetahui suhu optimum peroksidase dari kulit ari biji kedelai untuk

mendegradasi senyawa fenol. Efisiensi degradasi fenol oleh peroksidase dari ekstrak

kulit ari biji kedelai ditunjukkan pada Gambar 3. Berdasarkan hasil tersebut degradasi

senyawa fenol berlangsung optimum pada suhu 65oC dengan nilai efisiensi tertinggi

yaitu 62,3%.

Gambar 3. Efisiensi Degradasi Fenol oleh Peroksidase dari Ekstrak Kulit Ari Biji

Kedelai pada Variasi Suhu

Degradasi fenol menunjukkan efisiensi tertinggi pada pH 6 sebesar 54,9%. Pada

pH ini fenol terdegradasi lebih dari setengahnya. Tingkat keasaman atau pH optimum

didefinisikan sebagai pH saat enzim memiliki aktivitas katalitik maksimum. Aktivitas

katalitik peroksidase yang bergantung pada pH menunjukkan bahwa tingkat

keasaman memainkan peran penting dalam reaksi enzimatik. Ada residu asam amino

kunci pada sisi aktif peroksidase, yang terlibat dalam katalisis yaitu histidin dan

arginin. Keadaan protonasi residu tersebut mempengaruhi efisiensi katalitik. Histidin

distal harus dalam bentuk terprotonasi untuk bertindak sebagai sisi katalitik,

sedangkan arginin harus dalam bentuk terdeprotonasi agar dapat berfungsi sebagai

penstabil muatan (Maxwell, 2011). Pada pH 6 keadaan ini dapat tercapai karena

pengaruh ion H+ tidak menyebabkan adanya pengikatan H

+ berlebih pada salah satu

residu yang dapat menghalangi reaksi.

Efisiensi pada pH 7 menunjukkan penurunan sekitar 3 % dari efisiensi pH

optimum menjadi sekitar 51,0%. Pada pH 8, dengan pola yang sama, pH

menunjukkan penurunan menjadi 45,1%. Tingkat kebasaan akan menyebabkan

31,1

51,6

62,3

47,1 44,8

30,8 28,4

0

10

20

30

40

50

60

70

55 60 65 70 75 80 85

Efi

sien

si D

egra

da

si (

%)

Suhu (oC)

7

Page 11: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

terdeprotonasinya asam amino arginin oleh OH- (Arg 38) yang merupakan penyusun

sisi aktif enzim sehingga, tidak dapat menstabilkan muatan di sekitarnya seperti saat

terdeprotonasi oleh H2O2. Arginin yang berfungsi sebagai penstabil muatan

(Maxwell, 2011) akan terganggu sehingga, akan berdampak pada kestabilan bentuk

enzim. Semakin kuat pH basa saat reaksi berlangsung maka, muatan pada sisi aktif

bagian sisi pengikatan akan terganggu sehingga berdampak pada pengikatan substrat.

Sisi aktif histidin akan berikatan dengan H, sedangkan O akan berikatan dengan Fe

sehingga, terjadi kompetisi seperti ditunjukkan pada Gambar 4

Gambar 4. Pengikatan Ion OH- oleh Histidin

Pada pengujian dengan variasi suhu, didapatkan data bahwa efisiensi optimum

tercapai pada suhu 65oC dengan nilai efisiensi sebesar 62,3%, pada suhu ini energi

kinetik yang mempengaruhi probabilitas tumbukan substrat dan enzim mencapai nilai

optimumnya. Energi kalor yang diterima mampu mengaktifkan sisi aktif enzim untuk

mengikat substrat lebih banyak.

Pada suhu 70oC efisiensi mulai menurun menjadi 47,1%. Efisiensi pada suhu ini

mengalami penurunan 15,1% dari suhu optimum. Peningkatan suhu menjadi 75oC

menurunkan efisiensi sebesar 1,6%. Pengaruh suhu yang mulai meningkat setelah

melewati suhu optimum mempengaruhi konsistensi dan stabilitas enzim pada sistem

sehingga mengganggu proses pembentukan produk. Suhu yang tinggi mempengaruhi

frekuensi tabrakan antara substrat dan enzim. Meskipun mempercepat energi kinetik,

tetapi kecepatan energi yang tinggi juga tidak akan dapat menyatukan substrat dan

enzim secara tepat. Suhu yang tinggi akan mempengaruhi muatan pada sisi aktif

sehingga, substrat tidak dapat berikatan pada sisi aktif.

Pada suhu 80oC efisiensi kembali mengalami penurunan yang signifikan sebesar

14% menjadi 30,8%, sedangkan pada suhu 85oC efisiensi mengalami penurunan 2%

dari suhu 80oC dan merupakan efisiensi terkecil dari seluruh variasi suhu dan pH. Hal

ini menunjukkan penurunan aktivitas enzim secara drastis pada kedua suhu ini.

Kenaikan suhu memberikan energi yang terlalu besar sehingga enzim mengalami

denaturasi, walaupun tidak 100% dilihat dari masih adanya aktivitas enzim. Suhu

tinggi memecah ikatan hidrogen pada rantai enzim sehingga enzim, terutama pada

residu histidin yang memiliki ikatan hidrogen rusak, diikuti oleh lepasnya gugus

heme, serta struktur sekunder dan tersiernya rusak secara perlahan (Maxwell, 2011)

sehingga, tidak dapat mengikat substrat.

8

Page 12: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Efisiensi dari suhu optimum ke suhu 70oC mengalami penurunan drastis,

sedangkan pada kenaikan suhu menjadi 75oC efisiensi degradasi fenol cenderung

stabil. Pada suhu 80oC efisisiensi degradasi fenol kembali mengalami penurunan

drastis, sedangkan pada kenaikan 85oC penurunan efisiensi degradasi fenol cenderung

stabil. Hal ini menunjukkan pada suhu yang tinggi ikatan-ikatan pada permukaan

enzim mulai terganggu stabilitasnya. Pola penurunan yang drastis dari hasil yang

didapat pada kedua variasi suhu tersebut disebabkan oleh terbukanya lipatan yang

melindungi bagian hidrofobik oleh karena terlepasnya ikatan hidrogen terlebih dahulu

oleh panas (Vladimir, 2007). Pola keteraturan penurunan efisiensi pada kenaikan

suhu 5oC setelahnya disebabkan oleh ikatan kovalen antara residu histidin dengan

gugus heme dan ikatan antara jembatan disulfida yang sulit dipecah dengan suhu

tinggi (Maxwell, 2011).

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dengan menggunakan peroksidase

dari kulit ari biji kedelai, pH optimum yang didapat adalah pH 6. Hal ini sesuai

dengan penelitian Ghaemmagami (2010) mengenai karakterisasi peroksidase dari

kulit ari biji kedelai dengan suhu tetap dan variasi pH dengan hasil yang

menunjukkan rentang pH 5–6,5 sebagai pH dengan aktivitas enzim tertinggi.

Zusfahair (2008) juga melaporkan bahwa pH optimum untuk mendegradasi

senyawa fenol dengan peroksidase dari sisa kulit batang ketela pohon adalah pH 8

dengan efisiensi 12,5%, sedangkan Handayani (2008) melaporkan pH optimum untuk

mendegradasi senyawa fenol dengan peroksidase dari daun mangkokan adalah pH 7

dengan efisiensi 15,6 %. Perbedaan pH optimum dapat disebabkan oleh letak asam

amino histidin dan arginin yang berikatan pada sisi aktif sehingga mempengaruhi

stabilisasi muatannya. Pengaruh atom H dari ion OH- yang dapat berikatan dengan

histidin dapat menggantikan peran H2O2 sehingga masih dapat membentuk Fe-O

untuk tahapan reaksi selanjutnya, tetapi muatannya tidak stabil. Selain itu,

penggunaan ekstrak kasar mempengaruhi pH optimum untuk mendegradasi fenol

secara optimum. Bila dibandingkan, peroksidase dari kulit ari biji kedelai yang

diperoleh dari penelitian ini memiliki efisiensi degradasi yang lebih besar hingga 4

kali lipat dari pada hasil penelitian Zusfahair (2008) yang menggunakan peroksidase

dari sisa kulit batang ketela pohon pada pH optimum 8, serta hasil penelitian

Handayani (2008) yang menggunakan daun mangkokan dengan pH optimum 7.

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan kulit

ari biji kedelai peningkatan aktivitas ditunjukkan pada suhu 60 – 70oC dengan

aktivitas tertinggi pada suhu 65oC.

9

Page 13: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kepada I Gede Dana Santika yang memberikan saran dan tips

dalam membuat karya ini. Terima kasih kepada Pande Kadek Yusika Ryanita yang

membantu dalam pengumpulan data dalam artikel ini dan tak lupa terima kasih

kepada I Nyoman Sukarta S.Pd.,M.Si selaku dosen pembimbing yang telah

membimbing dan merevisi artikel ini.

DAFTAR PUSTAKA

El-Naas M, Al-Muhtaseb SA, Makhlouf S. 2009. Biodegradation of phenol by

Pseudomonas putida immobilized in polyvinyl alcohol (PVA) gel. J Hazard

Mat 164:720-725.

Hidayat,Yohan.1998.Pemanfaatan Peroksidase dari Lobak Sebagai Katalis untuk

Penanganan Limbah Fenol dengan Hidrogen Peroksida. Semarang : Fakultas

MIPA, Jurusan Kimia, Universitas Diponegoro.

Marganingsari, Anis.2003.Isolasi dan Penentuan Aktivitas Spesifik Enzim

Peroksidase dari Kedelai (Glycine max). Semarang : Fakultas MIPA, Jurusan

Kimia, Universitas Diponegoro.

Shetty KV, Kalifathulla I, Srinikethan G. 2007. Performance of pulsed plate

bioreactor for biodegradation of phenol. J Hazard Mat 140:346-352.

Wilhamdari Herdianto,Yefri.2006. Penggemukan Domba Ekor Tipis Dengan

Pemberian Pakan Kulit Ari Kacang Kedelai (Ampas Tempe) Dan Rumput

Lapang. Bogor : Fakultas Peternakan, Jurusan Teknologi Produksi Ternak,

Institut Pertanian Bogor.

Yulia Kasuma, Nola. 2012. Degradasi Senyawa Fenol Pada Limbah Rumah Sakit

Secara Fotolisis Dengan Bantuan Katalis TiO2. Padang: Pasca Sarjana,

Jurusan Kimia, Universitas Padang.

Zusfahair, dkk. 2008. Pemanfaatan Kulit Batang Ubi Kayu Sebagai Sumber Enzim

Peroksidase Untuk Penurunan Kadar Fenol. Seminar Nasional Aplikasi Sains

dan Teknologi 2008. IST AKPRIND Yogyakarta.

10

Page 14: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Lampiran 1 Biodata Ketua dan Anggota

Ketua Pelaksana

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap (dengan gelar) I Dewa Gede Wira Adiyasa

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi Analis Kimia Program D3

4 NIM 1303051013

5 Tempat dan Tanggal Lahir Singaraja, 05 Juli 1995

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telepon/HP 085737679151

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SD Lab

UNDIKSHA SMP N 1 Singaraja SMA N 1 Singaraja

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2001-2007 2007-2010 2010-2013

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai

ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Program Kreativitas Mahasiswa.

Singaraja, 30 Maret 2015

Ketua Pelaksana ,

I Dewa Gede Wira Adiyasa

NIM. 1303051013

Page 15: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Anggota Pelaksana I

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap (dengan gelar) Ni Made Novianti Dewi

2 Jenis Kelamin Perempuan

3 Program Studi Analis Kimia Program D3

4 NIM 1303051014

5 Tempat dan Tanggal Lahir Galiukir, 24 Maret 1995

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telepon/HP 087860294924

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SD NO 2 Kebon

Padangan SMP N 1 Tabanan

SMA N 1

Tabanan

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2001-2007 2007-2010 2010-2013

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai

ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Program Kreativitas Mahasiswa.

Singaraja, 30 Maret 2015

Anggota Pelaksana I,

Ni Made Novianti Dewi

NIM. 1303051014

Page 16: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Anggota Pelaksana II

C. Identitas Diri

1 Nama Lengkap (dengan gelar) I Made Griya Adi Parta

2 Jenis Kelamin Laki – Laki

3 Program Studi D3 Analis Kimia

4 NIM 1203051006

5 Tempat dan Tanggal Lahir [email protected]

6 E-mail Kupang 26 Juli 1994

7 Nomor Telepon/HP 085737368722

D. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SD N. 2 Baturiti SMP 1 Kerambitan SMA 1 Kerambitan

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai

ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Program Kreativitas Mahasiswa.

Singaraja, 30 Maret 2015

Anggota Pelaksana II,

I Made Griya Adi Parta

NIM. 1203051006

Page 17: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Lampiran 2. Surat Pernyataan Ketua Peneliti

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

Sekretariat : Jalan Udayana, Singaraja, 81117 Telepon (0362)

25072

SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI

Yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : I Dewa Gede Wira Adiyasa

NIM : 1303051013

Program Sutdi : Analis Kimia Program D3

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM-Artikel Ilmiah saya dengan judul :

“SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER ENZIM

PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL” yang diusulkan

untuk tahun anggaran 2015 bersifat original dan belum pernah dibiayai oleh lembaga

atau sumber dana lain.

Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka

saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan

mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas Negara.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan sebenar-benarnya.

Singaraja, 30 Maret 2015

Mengetahui

Pembantu Rektor III, Ketua Pelaksana

Kegiatan,

Page 18: Idewagedewiraadiyasa Pkm-gt Undiksha

Lampiran 3. Surat Pernyataan Sumber Tulisan PKM-AI

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

Sekretariat : Jalan Udayana, Singaraja, 81117 Telepon (0362)

25072

Saya yang menandatangani Surat Pernyataan ini:

- Nama : I Dewa Gede Wira Adiyasa

- NIM : 1303051013

Menyatakan bahwa PKM-AI yang saya tuliskan bersama anggota tim lainnya

benar

bersumber dari kegiatan yang telah dilakukan:

- Artikel ini bersumber dari PKM-Penelitian yang lolos didanai dikti tahun 2014 yang

berjudul “SISA KULIT ARI BIJI KEDELAI SEBAGAI SUMBER ENZIM

PEROKSIDASE UNTUK MENURUNKAN KADAR FENOL” yang telah

dilakukan sendiri oleh penulis bukan oleh pihak lain.

- Kegiatan ini membahas bagaimana kulit ari biji kedelai dapat diolah untuk

menghasilkan enzim peroksidase untuk mendegradasi senyawa fenol pada limbah

migas dan tekstil

- Kegiatan ini telah dilaksanakan tahun 2014 dan bbertembat di Laboratorium D3

Analis Kimia UNDIKSHA

Naskah ini belum pernah diterbitkan/dipublikasikan dalam bentuk prosiding

maupun

jurnal sebelumnya.

Demikian Surat Pernyataan ini dibuat dengan penuh kesadaran tanpa paksaan

pihak manapun juga untuk dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Singaraja, 30 Maret 2015 Menyetujui,

Yang membuat pernyataan Ketua Jurusan Analis Kimia

I Dewa Gede Wira Adiyasa Dr. I Made Gunamantha, S.T.,M.MT

NIM. 1303051013 NIP. 19680828 200212 1 001