Formulasi Deterjen Berbahan Aktif Etil Ester Sulfonat dari Minyak Biji Ketapang (Terminalia cattapa) dengan Penambahan Enzim Papain Moch. Chasani, Purwati, Senny Widyaningsih, Bina Larasati Program Studi Kimia MIPA, Fakultas Sains dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman ABSTRAK Enzim papain merupakan salah satu enzim protease yang dapat dijadikan sebagai additive pada formulasi deterjen. Protease dalam deterjen secara spesifik membantu menghilangkan protein yang menodai pakaian. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan enzim papain terhadap karakteristik deterjen berbahan aktif etil ester sulfonat dari minyak biji ketapang (Terminalia cattapa). Karakteristik deterjen yang ditentukan meliputi: Bahan tidak larut dalam air, Stabilitas emulsi, dan Stabilitas busa. Hasil penelitian merupakan bahan tidak larut dalam air dari deterjen tanpa papain dan deterjen dengan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) berturut-turut sebesar 6; 6; 5; 4; 5, dan 4%. Stabilitas emulsi deterjen tanpa papain dan deterjen dengan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) berturut-turut adalah 93,05; 90,20; 90,70; 94,55; 94,60 dan 96,05% dan Stabilitas busa deterjen tanpa penambahan papain dan deterjen enzimatik dengan penambahan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) berturut-turut adalah 83,33; 70,00; 78,33; 78,59; 73,64, dan 77,50%. Penambahan enzim papain pada deterjen hasil formulasi menggunakan surfaktan etil ester sulfonat dari minyak biji ketapang berpengaruh terhadap karakteristik deterjen yang meliputi bahan tidak larut dalam air, stabilitas emulsi, dan stabilitas busa Kata kunci: Deterjen, Terminalia cattapa, papain. ABSTRACT Papain enzym is a type of protease enzym that can be utilised as an addive in the formulation of detergents. Protease in detergents may specifically assist the removal of stains on clothes. In this research, the effect of addition of papain enzym to the characteristics of ethyl esthersulphonate detergent prepared from Terminalia cattapa was investigated. It was found that the addition of papain enzym affected the detergent characteristics, such as solubility, emulsion stability, and foam stability. Keywords: Detergent, Terminalia cattapa, papain. 142
Jurnal Sains dan Teknologi Kimia ISSN 2087-7412 Volume 4. No. 2 Oktober 2013, hal 142-146 PENDAHULUAN Minyak biji ketapang akhir-akhir ini sudah mulai banyak dikembangkan, seperti Ilmiyatin (2011) telah membuat deterjen dari minyak biji ketapang sebagai bahan baku surfaktan namun deterjen tersebut masih banyak mengandung di-salt yang akan mengganggu kinerja etil ester sulfonat (EES). Hal ini mendorong peneliti lain melakukan kajian lanjutan. Penelitian oleh Chasani, dkk (2012) telah berhasil mengurangi produksi di-salt dengan penambahan etanol dan telah berhasil memformulasi deterjen EES murni dan diperoleh data bahwa formulasi deterjen paling optimum diperoleh dengan kadar EES murni 20 %. Formulasi pada pembuatan deterjen tidak lepas dari penambahan bahan aditif untuk meningkatkan kualitas deterjen yang dihasilkan. Menurut Kumar (1998) sebanyak 29% dari pemasaran global enzim dikuasai oleh industri deterjen untuk digunakan sebagai bahan additif. Enzim papain merupakan salah satu enzim protease yang dapat dijadikan sebagai additif. Kamelia, dkk (2005) menyebutkan bahwa protease adalah enzim yang menguasai 60% pemasaran enzim di dunia yang banyak diaplikasikan dalam industri makanan, industri kulit, industri farmasi, dan industri deterjen. Penghilangan kotoran berprotein oleh deterjen nonenzimatik menimbulkan noda permanen yang disebabkan oksidasi dan denaturasi akibat pemutihan dan pengeringan (Hasan et al., 2010). Protease dalam deterjen secara spesifik membantu menghilangkan protein yang menodai pakaian seperti noda darah dan telur. Menurut Sumarlin et al. (2011) enzim papain termasuk sistein protease golongan endopeptidase dimana papain dapat memecah protein pada tempattempat tertentu dalam molekul protein. Penelitian ini telah mengkaji karakterisasi deterjen berbahan dasar Etil Ester Sulfonat (EES) minyak biji ketapang dengan penambahan enzim papain. Formulasi deterjen dengan penambahan enzim papain diharapkan dapat mengangkat kotoran berprotein dan berlemak pada kain lebih sempurna. METODE PENELITIAN Bahan penelitian Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah EES murni dari minyak biji ketapang, etanol, xylena, Natrium karbonat (NaCO 3 ), STPP (Sodium tripolyphosphate), SLS (Sodium Lauril Sulphate), CMC (Carboxymethyl celulose), akuades, Natrium sulfat (Na 2 SO 4 ), Natrium Silikat (NaSiO 3 ), Enzim papain, deterjen komersial A, deterjen komersial B, parfum. Alat Penelitian Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas, seperangkat alat refluk, seperangkat alat destilasi, ph meter, magnetic stirer, oven, termometer, kertas saring, alumunium foil. Prosedur formulasi deterjen tanpa penambahan enzim papain Formula deterjen yang digunakan diadopsi dari formula Tyas (2012) seperti terlihat pada Tabel 3.1 dengan kadar EES murni 20%. Formulasi deterjen tanpa penambahan enzim digunakan sebagai kontrol dalam penelitian ini. Suhu pencampuran yang digunakan pada proses pembuatan deterjen adalah 60-70 ο C. Produk deterjen bubuk kemudian dikarakterisasi. 143
Tabel 3.1. Formula detergen Formula Bahan Baku % Massa (g) Surfaktan EES 20 20 STPP 15 15 Natrium karbonat 15 15 Natrium sulfat 15 15 Natrium silikat 7 7 SLS 6 6 CMC 3 3 Parfum 1 1 Air 15 15 Prosedur formulasi deterjen dengan penambahan enzim papain Formulasi deterjen dengan variasi penambahan enzim papain dibuat dengan konsentrasi enzim papain yang ditambahkan sebesar 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) ke dalam formulasi pada Tabel di atas. Suhu pencampuran yang digunakan pada proses pembuatan deterjen adalah 60-70 ο C. Produk deterjen bubuk kemudian dikarakterisasi. Karakterisasi Deterjen Karakterisasi deterjen hasil formulasi meliputi: Bahan tidak larut dalam air (SNI 06-4594-1998), stabilitas emulsi (ASTM 1436, 2000), dan stabilitas busa (Hui,1996) HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan deterjen enzimatis dalam penelitian ini menggunakan variasi konsentrasi enzim papain yaitu 1, 3, 5, 7, dan 9%. Deterjen tanpa penambahan enzim papain dibuat sebagai kontrol. Perbedaan penggunaan konsentrasi enzim papain dalam formulasi bertujuan untuk mengetahui tingkat konsentrasi enzim papain yang mampu menghasilkan karakteristik deterjen bubuk paling baik. Bahan Tidak Larut Air Pengukuran bahan tidak larut dalam air dilakukan untuk mengetahui kemampuan kelarutan deterjen bubuk dalam air dan kandungan benda asing yang terdapat dalam deterjen bubuk hasil formulasi. Berdasarkan Gambar 1, hasil uji bahan tidak larut dalam air untuk deterjen tanpa papain dan deterjen dengan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) secara berturutturut sebesar 6, 6, 5, 4, 5, dan 4%. Deterjen komersial A dan B memiliki jumlah bahan tidak larut dalam air berturut-turut adalah 4% dan 2%. Menurut SNI jumlah bahan tidak larut dalam air untuk deterjen bubuk tidak boleh melebihi 1%. Berdasarkan data Gambar 1 menunjukkan semua deterjen enzimatik dan komersial tidak memenuhi nilai SNI. Secara umum nilai bahan tidak larut dalam air turun seiring naiknnya konsentrasi papain yang ditambahkan. Menurut Aprillia (2013) enzim papain memiliki sifat mudah larut dalam air. Hal ini dapat meningkatkan kelarutan deterjen dalam air sehingga nilai bahan tidak larut dalam air deterjen enzimatik rata-rata semakin kecil seiring naiknnya konsentrasi papain yang ditambahkan. 144
Jurnal Sains dan Teknologi Kimia ISSN 2087-7412 Volume 4. No. 2 Oktober 2013, hal 142-146 Bahan tidak larut air 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% Gambar 1. Grafik bahan tidak larut air deterjen enzimatik dan komersial Stabilitas Emulsi Pengujian stabilitas emulsi dilakukan untuk menguji kemampuan surfaktan sebagai salah satu bahan penyusun deterjen bubuk dalam mempertahankan emulsi air-xylene. Berdasarkan hasil penelitian pengujian stabilitas emulsi deterjen hasil formulasi dapat dilihat pada Gambar 2. Stabilitas emulsi 97.00% 96.00% 95.00% 94.00% 93.00% 92.00% 91.00% 90.00% 89.00% 88.00% 87.00% Gambar 2. Grafik stabilitas emulsi deterjen enzimatik dan komersial Berdasarkan Gambar 2 hasil uji stabilitas emulsi untuk deterjen tanpa papain dan deterjen dengan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) secara berturut-turut adalah 93,05, 90,20, 90,70, 94,55, 94,60, dan 96,05%. Deterjen komersial A dan B memiliki nilai stabilitas emulsi sebesar 96,04%, dan 95,02%. Deterjen dengan konsentrasi memiliki stabilitas emulsi paling tinggi. Stabilitas Busa Hasil pengukuran stabilitas busa deterjen tanpa penambahan papain dan deterjen enzimatik dengan penambahan konsentrasi papain 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) secara berturut-turut adalah 83,33, 70,00, 78,33, 78,59, 73,64, dan 77,50%. Berdasarkan hasil penelitian pengukuran stabilitas busa dapat dilihat pada Gambar 3. Stabilitas busa 85.00% 80.00% 75.00% 70.00% 65.00% 60.00% Gambar 3. Grafik stabilitas busa deterjen enzimatik dan komersial Standar menurut SNI untuk larutan deterjen bubuk pada konsentrasi 10-20% (b/b) memiliki nilai stabilitas busa antara 60-80%. Gambar 4.4 menunjukkan bahwa deterjen enzimatik dengan penambahan papain 1, 3, 5, 7, dan 9% memenuhi standar SNI, sedangkan deterjen tanpa penambahan enzim dan deterjen komersial tidak memenuhi standar SNI. 145
KESIMPULAN Penambahan enzim papain pada deterjen hasil formulasi menggunakan surfaktan etil ester sulfonat dari minyak biji ketapang berpengaruh terhadap karakteristik deterjen yang meliputi bahan tidak larut dalam air, stabilitas emulsi, dan stabilitas busa. DAFTAR PUSTAKA Antania, M.D.,( 2012), Pemurnian dan Karakterisasi Surfaktan Etil Ester Sulfonat (EES) dari Minyak Biji Ketapang (Terminalia cattappa), Skripsi, Fakultas Sains dan Teknik, MIPA UNSOED, Purwokerto. (Tidak Dipublikasikan) ASTM D 1436, (2000), Standard Test Methods for Surface and Interfacial Tension of Solutions of Surface-Active Agents, Annual Book of ASTM standards, Vol 15.04. Easton, MD, USA. Attwood, D., and A. T Florence, (1983), Surfactant System : Their Chemistry Pharmacology and Biology, Champan and Hall, New York. Chasani, M. Senny, W, Purwati. (2012). Optimasi Kualitas dan Daya Kerja Produk Deterjen Berbahan Dasar Minyak Biji Ketapang (Terminalia catappa) yang Ramah Lingkungan. Laporan Penelitian. UNSOED Hasan, F., A.A. Shah, S. Javed, and A. Hameed, Enzymes Used in Detergents: Lipases, Faculty of Biological Science, Quaid-i-Azam University, Pakistan. Sumarlin, L.O., S Nurbayti, dan F Syifa, (2011), Penghambatan Enzim Pemecah Protein (Papain) oleh Ekstrak Rokok, Minuman Beralkohol dan Kopi Secara In Vitro, Valensi Vol.2 (3), 449-458. Tyas, I.A., (2012), Pembuatan dan karakterisasi Deterjen dengan Bahan Aktif Surfaktan Etil Ester Sulfonat (EES) Hasil Pemurnian dari Minyak Biji Ketapang (Terminalia Catappa), Skripsi, Fakultas Sains dan Teknik, MIPA UNSOED, Purwokerto. (Tidak Dipublikasikan). Ilmiyatin, S., (2011), Pembuatan dan Karakterisasi Deterjen dengan Bahan Aktif Surfaktan Etil Ester Sulfonat (EES) dari Minyak Biji Ketapang (Terminalia Catappa), Skripsi, Fakultas Sains dan Teknik, MIPA UNSOED, Purwokerto. (Tidak Dipublikasikan) Kumar CG, Malik RK, Tiwari MP, (1998). Novel enzyme-based detergents: An Indian perspective. Curr. Sci. 75: 1312-1318. SNI, (1998), Metil Ester, Badan Standarisasi Nasional, Standar Nasiona Indonesia, 06-4594-1998. 146