37 BAB IV Hasil dan Pembahasan IV.1 Karakterisasi Pewarna Sintetis Reactive Black 5 dan Reactive Red 2 Jenis pewarna yang digunakan pada penelitian ini adalah pewarna Reactive Black 5 (Remazol Deep Black RGB) dan Reactive Red 2 (Chemifix Red C5B) yang berasal dari PT Oriental Embroidery. Kedua pewarna tersebut dilakukan karakterisasi dengan penentuan panjang gelombang maksimum menggunakan spektofotometer serta analisis gugus kimia dalam senyawa pewarna melalui hasil uji FT-IR. Hasil penentuan panjang gelombang maksimum menunjukan RB5 memiliki panjang gelombang maksimum adalah 600 nm dan RR2 adalah 525 nm (Gambar IV.1). Gambar IV.1 Panjang gelombang maksimum Reactive Black 5 dan Reactive Red 2 Berdasarkan Dojcinovic dkk., . (2012) dan NCBI (2022), Reactive Black 5 memilki rumus kimia adalah C 26H21N5Na4O19S6, berat molekul adalah 991.8 g/mol, dan gugus fungsional utama adalah dua gugus reaktif chromophore kelas azo dan turunan dari anthraquinone, anthranol, berupa hidrazin tautomer, kemudian struktur kimia yang diberikan untuk senyawa RB 5 adalah auxochrome berupa kelompok amina, sulfonate, dan sulfon (García, dkk., 2017). Hal ini ditunjukkan pada hasil FT-IR bubuk senyawa RB5. Dari hasil tersebut, puncak gelombang 3448,72 cm -1 yang diikutin dengan puncak gelombang 1342.46 cm -1 , 1132.21 cm - 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 Absorbance Wavelenght (nm) Reactive Black 5 Reactive Red 2 38 1 , dan 665.44 cm -1 menunjukkan adannya keberadaan gugus hidroksil (-OH) serta ikatan (-NH) yang sebenarnya cukup sulit dibedakan. Kemunculan puncak gelombang 1629,85 cm -1 dan 1492,90 cm -1 juga menunjukkan adanya respon gugus cincin aromatik ikatan rangkap C (-C=C-) dan juga keberadan rantai terbuka azo (- N=N-), kemudian diikutin dengan kemunculuan puncak di 842.89 cm -1 dan 740.67 cm -1 yang menandakan cincin aromatik orto dan para. Puncak 1415.75 cm -1 dan 1342.46 cm -1 juga menandakan keberadaan organik sulfat dan sulfonate (-S(=O)2- O-) sebagai auxochrome pewarna (Gambar IV.2). Banyaknya puncak gelombang menandakan pewarna sintetis ini memilki struktur yang cukup kompleks (Coates, 2000 dan Nandiyanto dkk., 2019). Gambar IV.2 Hasil FTIR Senyawa Reactive Black 5 RR2 memiliki rumus kimia C 19H10Cl2N6Na2O7S2 dengan berat molekul 615.33 g/mol serta gugus fungsional utama senyawa RR2 adalah gugus reaktif chromophore adalah rangkap azobenzene dan auxochrome berupa napthalen-1- ylamino (Wang dkk., 2017 dan NCBI, 2022). Hasil FT-IR bubuk senyawa Reactive Red 2 menunjukkan puncak gelombang 3446.79 cm -1 yang mendadakan adanya keberadaan gugus hidroksil (-OH) serta ikatan -NH. Kemunculan puncak 39 gelombang 1624.06 cm -1 dan 1541.12 cm -1 menunjukkan adanya respon gugus cincin aromatik amina sekunder dan juga keberadan rantai terbuka azo (-N=N-), kemudian 794.67 cm -1 juga menandakan keberadaan alifatik klorin (C-Cl) (Gambar IV.3). Puncak gelombang 1190.08 cm -1 dan 1313.52 cm -1 menandakan keberadaan amina tersier (Coates, 2000 danNandiyanto dkk., 2019). Persis dengan RB5, banyak puncak gelombang menandakan memilki struktur kompleks (Coates, 2000 dan Nandiyanto dkk., 2019). Gambar IV.3 Hasil FTIR Senyawa Reactive Red 2 IV.2 Karakterisasi Medium Pertumbuhan Jamur Potato Dextrose Broth Medium yang digunakan pada penelitian ini adalah Potato Dextrose Broth (PDB). PDB merupakan medium selektif pertumbuhan standar yang umum untuk fungi (Wongjiratthiti dan Yottakot, 2017). Komposisi Potato Dextrose Broth berupa dextrose 20 g/L dan potato infusion 4 g/L (Altas, 1995). Dextrose merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C6H14O7 yang merupakan gula sederhana monohidrat dan menjadi sumber nutrisi penting untuk pertumbuhan jamur yang dapat mengontrol tekanan osmotik cairan (Glittenberg, 2012). Potato infuse tersusun dari campuran hasil ekstrak kentang, ekstrak daging, dan peptic digest dari 40 jaringan hewan yang juga tersusun dari peptone, HM peptone B, dan mikronutrien lain (Himedia, 2022). Gambar IV.4 Hasil FT-IR medium pertumbuhan jamur PDB Kandungan ekstrak kentang terdiri dari makro dan mikro nutrien yang cukup baik untuk pertumbuhan jamur, seperti karbohidrat (19 g/100 g), protein (2 g/100 g), lemak (0,1 g/ 100 g), vitamin B1 (0,09 mg/ 100 g), vitamin B2 (0,03 mg/100 g), vitamin B3 (1,4 mg/100 mg), vitamin B6 (0,25 mg/100 mg), vitamin C (15 mg/100 g), kalium (421 mg/100 mg), besi (0,7 mg/100 mg), kalsium (12 mg/100 g), natrium (6 mg/100 g), dan fosfor (57 mg/100 g) (Stephanie, 2019). Dextrose dapat dijadikan sumber senyawa karbon dan potato infuse menjadi sumber nitrogen serta unsur mikro nutrient lain yang dapat menunjang pertumbuhan jamur. Komponen organik yang cukup ini juga ditunjukkan dengan hasil konsentrasi Chemical Oxygen Demand medium cair PDB 24 g/L sebesar 22.200 ppm. Konsentrasi organik ini terbilang cukup besar yang nanti dapat memengaruhi pertumbuhan biomassa jamur. Hasil analisis FT-IR juga menunjukkan puncak 3388.93 cm -1 keberadaan komponen hidroksil (-OH), 2922.16 cm -1 untuk ikatan C-H, 1653.00 cm -1 untuk ikatan aromatik karbon (C=C), 1149.57 cm -1 untuk ikatan C-O, dan 1149.57 cm -1 41 untuk ikatan amina sekunder (Gambar VI.4). Gugus-gugus tersebut merupakan komponen yang ditemukan pada susunan dextrose dan peptone yang juga merupakan komponen utama di PDB. Konsentrasi yang digunakan berdasarkan metode standar untuk medium PDB adalah 24 g/L (Himedia, 2022). Medium cair ini perlu dilakukan sterilisasi menggunakna autoclave supaya proses pertumbuhan jamur tidak terkontaminasi dan proses penyisihan dapat berlangsung optimum. Proses penyisihan jamur dilakukan dengan sistem batch pada shake-flask aerobic dengan tujuan homogenisasi subtrat, menghindari kontaminasi, dan mempercepat pertumbuhan (García-Cruz dkk., 2020 dan Dudekula dkk., 2020). Aplikasi ini dapat menghasilkan metabolit bioaktif (BAMs) serta enzim yang terlibat karena adanya pengaruh putaran di sistem (Petre dkk., 2013 dan Dudekula dkk., 2020). Berdasarkan Dudekula dkk., (2022) sistem yang terendam dan teragitasi terus menerus dapat menghasilkan metabolit bioaktif dan enzim terproduksi secara optimum. Maka dari itu, sistem secara batch diimplementasikan untuk mendapatkan kondisi optimum dalam proses penyisihan warna yang seiring dengan petumbuhan jamur dan produksi enzim yang optimal. Saat proses fermentasi berlangsung, terdapat dua komponen organik yang diproduksi di medium PDB 2- methyl-butanal dan 3-methyl butanal yang merupakan hasil turunan pemutusan senyawa dextrose (Jiang, dkk., 2021). IV.3 Analisis Penyisihan Pewarna Sintetis Reactive Black 5 dan Reactive Red 2 Analisis penyisihan pewarna sintetis dilakukan dengan beberapa tahap dari penelitian pandahuluan dengan variasi konsentrasi untuk memperoleh kapasitas konsentrasi maksimum. Kemudian, penelitian dilanjutkan dengan variasi putaran shaker. IV.3.1 Perlakuan Variasi Konsentrasi Sebagai Penelitian Pendahuluan Penyisihan pewarna oleh jamur Aspergillus niger dipengaruhi oleh beberapa faktor eksternal, seperti suhu, pH, dan kecepatan putaran shaker. Proses penyisihan 42 dilakukan dengan 4 variasi konsentrasi awal pewarna 200, 100, 50, dan 25 ppm sebagai penelitian pendahuluan. Namun, konsentrasi awal ini bukan nilai mutlak karena adanya faktor larutan stock pewarna yang diencerkan (Lampiran C). Suhu dan pH optimum yang digunakan adalah hasil literatur review penelitian sebelumnya suhu 30 o C dan pH 5 (Bankole dkk., 2019; Ekanayake dan Manage, 2022). Kondisi suhu yang optimum dapat meningkatkan biosorpsi yang akan terus aktif seiring peningkatan suhu karena pengaruh interaksi biomassa sel dengan pewarna (Tian dkk., 2013 dan Bankole dkk., 2019). Pengaruh suhu melebihi 30 o C menunjukkan penurunan kemampuan degradasi berdasarkan penelitian Bankole dkk., (2019) dan Asses dkk., (2018). Hal ini berdampak pada viabilitas sel yang semakin menurun seiring dengan peningkatan suhu yang berdampak pada inkativasi enzim pendegradasi (Asses dkk., 2018). Rentang pH asam antara 2 hingga 6 juga dapat meningkatkan proses adsorpsi yang memengaruhi permukaan sel menjadi aktif membentuk adsorbate dan adanya gaya van der waal antara anion negatif perwana dengan kation positif sel biomassa (Kaushik dan Malik, 2019; Tian dkk., 2013; Bankole dkk., 2019). Penelitian Asses dkk., (2018) juga menunjukkan aktivitas mangan peroksidase dan lignin peroksidase optimum di rentang pH 5-6. Aktivitas enzim berkorelasi dengan kondisi pH yang mana pH menjadi faktor utama dalam mengkatalis reaksi enzim dengan subtrat (Ilyas dan Rehman, 2013). Maka dari itu, kondisi optimum dalam proses penyisihan pewarna dipilih pada pH awal 5 dan dijaga suhunya pada 30 o C. Enzim yang diproduksi nanti juga memiliki peran dalam proses degradasi senyawa organik pada pewarna. Variasi konsentrasi warna awal untuk pewarna RB5 menunjukkan penurunan warna mencapai efisiensi penyisihan 96%, 97%, 99%, dan 99% untuk setiap masing-masing konsentrasi awal pewarna 200 ppm, 100 ppm, 50 ppm, dan 25 ppm sampai hari ke-6. Pada grafik penurunan warna dan %penyisihan warna (Gambar IV.5) menunjukkan, variasi konsentrasi 25 ppm sudah menunjukkan penurunan warna yang cukup signifikan di hari ke-2 dengan efisiensi 44%, variasi konsentrasi 50 ppm di hari ke-3 dengan efisiensi 50%, sedangkan variasi konsentrasi 100 ppm 43 dan 200 ppm di hari ke-5. Kemudian, konsentrasi warna awal untuk pewarna RR2 juga menunjukkan penurunan warna mencapai efisiensi 97%, 98%, 99%, dan 100% untuk setiap masing-masing konsentrasi awal pewarna 200 ppm, 100 ppm, 50 ppm, dan 25 ppm sampai hari ke-6 (Gambar IV.6).