I. PENDAHULUAN. yang kemudian memacu produksi zat warna yang lebih beragam, aplikatif dan

Transkripsi

1 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 jenis pewarna digunakan pada industri tekstil dan lebih dari 7 x 10 5 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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