BAHAN DAN METODE Alat dan bahan Adapun instrumen analitik yang digunakan pada penelitian ini di antaranya, difraktometer sinar-x (DSX) (Shimadzu 4.5, filter Ni, sumber radiasi Cu-Kα, λ = 1.54060 Å, V = 40 kv, I = 30.0 ma), mikroskop pemayaran elektron (MPE) (Zeiss-7000), ph-meter (TOA HM-20S), spektrofotometer TFIM (Vector-33), dan spektrofotometer UV/Vis (Spectronic 20D+). Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya berupa Sg (~26% amilosa) yang dibeli dari pasar tradisional Laladon, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Reagen Hg(NO 3 ) 2.H 2 O, NaH 2 PO 4.H 2 O, dan Na 2 HPO 4.2H 2 O, diperoleh dari Merck (Darmstadt, Jerman). Enzyplex (α-amilase) diperoleh dari PT Medifarma Laboratories (Westmont Pharmaceuticals Ltd, USA). Semua reagen kimia umum yang digunakan pada penelitian ini memenuhi standar laboratorium. Lokasi penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bersama, Kimia Anorganik, dan Kimia Fisik-Lingkungan, Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Waktu pelaksanaan penelitian berlangsung dari bulan Maret- Juni 2011. Metode Penelitian Metode penelitian ini dibagi ke dalam dua tahap (Lampiran 1). Tahap pertama adalah sintesis dan karakterisasi fisikokimia SgP sebelum proses adsorpsi. Tahap kedua adalah aplikasi SgP sebagai bioadsorben Hg(II), baik dalam larutan berair maupun dalam sistem pencernaan manusia secara in vitro.
Fosforilasi pati sagu taut silang fosfat (SgP) (Romengga dkk. siap terbit) Sg disuspensikan menjadi 35% dalam larutan 0,1 M Na 2 HPO 4 dan larutan 0,1 M NaH 2 PO 4 (3:2) (ph awal 6,89), serta diatur ph-nya hingga 6,50 dengan penambahan beberapa tetes 0,01 M HCl dan 0,01 M NaOH. Suspensi tersebut dipanaskan pada suhu 40 o C dan diaduk dengan kecepatan 300 rpm selama 20 menit. Selanjutnya, endapan yang terbentuk dipisahkan dari filtrat dengan disaring menggunakan kertas saring Whatmann 40. Endapan tersebut dikeringkan di dalam oven (80 + 5 o C) selama 24 jam, dan diayak dengan ayakan 10 μm. Butiran SgP yang diperoleh selanjutnya disimpan dalam wadah kedap udara sebelum digunakan lebih lanjut selama penelitian berlangsung. Penentuan nilai derajat substitusi fosfat (DSp) (Igura & Okazaki 2010, dengan sedikit modifikasi) Penentuan nilai DSp juga dapat dihitung berdasarkan rasio absorbansi relatif regangan C-O-P yang didapat pada spektra TFIM SgP dengan menggunakan DSp = A1200 cm -1 /1325 cm -1 A990 cm -1 /1325 cm -1 Persamaan 7 Pembuatan larutan stok Hg(II) Sebanyak 1,71 g Hg(NO 3 ) 2.H 2 O dan 10 g NaCl dilarutkan ke dalam wadah berisi 1 L akuades disertai penambahan beberapa tetes 0,1 M HNO 3. Variasi konsentrasi setiap larutan sampel berkisar 50-250 mg/l diperoleh dengan metode pengenceran. Konsentrasi sampel sebelum dan sesudah adsorpsi ditentukan dengan spektrofotometer UV/Vis pada λ maks = 575 nm dengan penambahan larutan KI-I 2 2%. Pembuatan larutan stok α-amilase (Alias et al. 2008, dengan modifikasi pada komposisi larutan). Sebanyak 1 butir salut Enzyplex (α-amilase ~10.000 IU) dilarutkan dalam air deionisasi hingga volume 500 ml. Selanjutnya, larutan tersebut ditambah 1 g NaCl-KCl (3:2), dan larutan buffer fosfat (ph = 6,60-6,80). Larutan tersebut diinkubasi dalam lemari es pada suhu 4 o C dan dipanaskan pada suhu 38 o C selama 30 menit sebelum digunakan dalam bioadsorpsi Hg(II) oleh SgP secara in vitro.
Analisis spektrofotometer TFIM Penentuan gugus fungsi dari sampel diuji dengan spektrofotometer TFIM dalam pelet KBr yang mengandung 1% sampel pada panjang gelombang 4000-400 nm. Mikroskopi pemayaran elektron (MPE) Pemayaran objek sampel diamati dengan perbesaran 500-1500. Analisis difraktometri sinar-x (DSX) Sampel dilekatkan pada lempeng aluminium dengan ditambahkan beberapa tetes etanol dan dimampatkan ke dalam kaca objek. Selanjutnya, sampel tersebut dibiarkan mengering pada suhu ruang selama 20 menit sebelum pemayaran sampel dilakukan. Adapun derajat kristalinitas sampel ditentukan dengan metode Gaussian terhadap luas area di bawah pola DSX kedua sampel. Efek parameter adsorpsi Hg(II) dalam larutan berair (Amitava 2010, dengan sedikit modifikasi) a. Efek konsentrasi adsorbat Sebanyak 25 ml larutan Hg(II) (50, 100, 150, 200, dan 250 ppm) pada wadah terpisah diatur pada ph 4,00. Larutan tersebut ditambahkan sebanyak 0,1 gram SgP dan diaduk dengan kecepatan 150 rpm selama 1 jam. Sebanyak 0,1 M larutan HNO 3 digunakan untuk mengatur nilai ph larutan tersebut. Setelah proses adsorpsi, supernatan disaring dan konsentrasi Hg(II) ditentukan secara spektrofotometri UV/Vis pada λ maks 575 nm. Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi oleh SgP dihitung berdasarkan selisih konsentrasi Hg(II) yang tersisa di dalam filtrat. Persentase adsorpsi Hg(II) oleh SgP dihitung berdasarkan Hg(II) teradsorpsi = 100% x [Hg(II)] teradsorpsi (mg/l) [Hg(II)] awal(mg/l) Persamaan 8 b. Efek massa adsorben Sebanyak 0,05; 0,075; 0,10; 0,15; dan 0,20 g SgP diaduk dalam 25 ml larutan sampel Hg(II) (konsentrasi optimum poin (a)) diatur pada ph 5,0, kecepatan 150 rpm, dan waktu kontak selama 1 jam pada wadah terpisah. Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi tersebut dihitung dengan cara yang sama pada
c. Efek ph wadah terpisah diatur pada variasi ph 2,0; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; dan 6,0. Larutan tersebut ditambahkan massa optimum SgP yang didapat pada poin (b). suspensi tersebut diaduk dengan laju pengadukan 150 rpm selama 1 jam. Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi tersebut dihitung dengan cara yang sama pada d. Efek waktu agitasi wadah terpisah masing-masing diatur ph-nya pada kondisi optimum pada poin (c) dengan penambahan sejumlah massa optimum SgP yang didapat pada poin (b). Larutan tersebut diaduk pada kecepatan 150 rpm selama 0, 5, 10, 20, 30, 45, dan 60 menit. Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi tersebut dihitung dengan cara yang sama pada e. Efek laju agitasi wadah terpisah dan diatur ph-nya pada kondisi optimum (poin (c)). Larutan tersebut ditambahkan SgP sebanyak massa optimum (poin (b)), diaduk dengan variasi laju agitasi 50, 100, 150, 200, dan 400 rpm selama waktu kontak optimum (poin (d)). Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi tersebut dihitung dengan cara yang sama pada Kinetika adsorpsi Hg(II) Sebanyak 0,1 g SgP dilarutkan ke dalam 50 ml larutan Hg(II) 100 ppm, diatur ph-nya = 3,00 dengan interval waktu 0-60 menit. Selanjutnya, larutan tersebut disaring dan diambil filtratnya untuk menentukan konsentrasi Hg(II) secara kolorimetrik. Adapun persamaan yang digunakan, yaitu Persamaan 9 untuk orde I dan Persamaan 10 untuk orde II. ln (Q e Q t ) = ln Q e - k 1 t Persamaan 9 t/q t = 1/(k 2 Q 2 e ) + t/q e Persamaan 10
Kesetimbangan adsorpsi Sebanyak 50 ml larutan Hg(II) dengan variasi konsentrasi awal (0-250) ppm diatur pada ph = 3,00 sambil diaduk dengan laju pengadukan selama 1 jam. Larutan tersebut selanjutnya disaring dan ditentukan konsentrasi akhirnya ditentukan secara spektrofotometri UV/Vis pada λ maks 575 nm. Jumlah kapasitas adsorpsi Hg(II) oleh SgP dihitung berdasarkan Persamaan 4. Data yang diperoleh selanjutnya dihitung dan diolah secara grafik berdasarkan Persamaan 1, 2, dan 3. Bioadsorpsi Hg(II) oleh SgP dalam sistem pencernaan tiruan Sebanyak 5 ml larutan Hg(II) (100 ppm) ditambahkan 0,300 g SgP dan diencerkan hingga 100 ml. Selanjutnya, ph media bioadsorpsi Hg(II) yang dijaga konstan pada ph 1,50 selama 3 jam; 6,80 selama 2 jam (dengan penambahan 500 IU α-amilase); 5,80 selama 2 jam; dan 8,60 selama 1 jam, secara berturut-turut. Suspensi tersebut diaduk dengan laju 300 rpm pada suhu 38 o C. Selanjutnya, suspensi tersebut disaring untuk memisahkan filtrat dan residunya. Residu yang didapat dikeringanginkan dan dilarutkan ke dalam larutan HNO 3 (0,1 M; 25 ml) pada suhu ruang selama 1 jam. Konsentrasi Hg(II) teradsorpsi dalam SgP tersebut setara dengan konsentrasi Hg(II) yang terdesorpsi ke dalam larutan 0,1 M HNO 3. Jumlah Hg(II) yang teradsorpsi tersebut dihitung dengan cara yang sama pada Analisis data Semua data yang didapat dalam penelitian ini dianalisis secara statistik menggunakan Microsoft Excel 2007, Windows XP Professional, Microsoft Inc., USA dengan prosesor Intel Pentium Dual Core.