p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Pengolahan Air Limbah Betalaktam Menggunakan Reagen Kaporit, PAC, dan Alum Sulfat
Gede H. Cahyana 1,* , Gilang Gumilar 2 , Tri Mulyani 3
1,2,3 Prodi Teknik Lingkungan Universitas Kebangsaan, Indonesia *Koresponden email : ghcahyana@gmail.com
Diterima: 23 Juni 2020 Disetujui: 29 Juni 2021

## Abstract
Beta lactam  antibiotics are pollutant in water bodies such as lakes and rivers. Beta lactam rings may have a negative impact on living beings  in lakes and rivers. Beta lactam rings also cause resistance or bacterial resistance to antibiotics. If human beings are  exposed to beta lactam ring, this  could negatively impact on their health. This study attempted  to break down the beta lactam rings  with several chemical reagents. These reagents hydrolyze the beta lactam ring and are then  analyzed using the  HPLC (High Performance Liquid  Chromatography)  instrument.  This  study  aims  to  determine  the  how  effective    the  reagent  for breaking the beta lactam ring. The research was conducted in  three stages: preliminary research, research on reagent effectiveness  , and research on β-lactamase degradation  using reagents. The results showed that calcium hypochlorite was able to  break the beta lactam cycle  with 100% efficiency.

## Keywords : antibiotic, betalactam, reagent, HPLC

## Abstrak
Antibiotik Betalaktam  adalah pencemar di dalam badan air seperti danau, sungai. Cincin Betalaktam  dapat mengakibatkan dampak buruk pada kehidupan di dalam air danau dan sungai. Cincin  Betalaktam  dapat menimbulkan resistensi atau kekebalan bakteri terhadap antibiotik. Apabila manusia terkena paparan cincin Betalaktam  maka  dapat  berdampak  buruk  pada  kesehatan.  Penelitian  ini  mencoba  memutus  cincin Betalaktam menggunakan reagen. Reagen menghidrolisis cincin Betalaktam kemudian dianalisis dengan HPLC ( High Peformance Liquid Chromatography ). Penelitian bertujuan mengetahui reagen yang efisien untuk pemutus cincin Betalaktam. Ada tiga tahap dalam penelitian, yaitu pendahuluan, penelitian efisiensi reagen, dan penelitian pemecahan cincin β-lactamase menggunakan reagen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kalsium hipoklorit dapat memecahkan cincin Betalaktam dengan efisiensi 100%. Kata Kunci : antibiotik, Betalaktam , reagen, HPLC
1. Pendahuluan
Antibiotika  ( anti: lawan, bios: hidup)  adalah  zat  kimia  yang  dihasilkan  oleh  fungi  dan  bakteri, memiliki  khasiat  mematikan  atau  menghambat  pertumbuhan  kuman,  tetapi  toksisitasnya  kecil  bagi manusia.  Berdasarkan  tinjauan  lapangan  ke  pabrik  farmasi,  air  limbah  yang  dihasilkan  dari  produksi Betalaktam  ialah  antibiotik  golongan  penisilin.  Golongan  penisilin  memiliki  persamaan  sifat  kimia, mekanisme  kerja,  farmakologi  dan  karakteristik  imunologis  dengan  sefalosporin,  monobaktam, karbapenem dan penghambat β-lactamase [1]. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di lokasi penelitian memiliki  bak  yang  berasal  dari  produksi  Betalaktam  yang  mengolah  pemutusan  cicin β-lactamase menggunakan hidrolisis dengan basa kuat yaitu NaOH sampai pH 12 lalu bereaksi selama 30 menit untuk pemecahan cincin β-lactamase tersebut, kemudian dinetralkan dengan asam kuat HCL sampai pH netral. Oleh  sebab  itu  perlu  dilakukan  penelitian  perihal  pemutusan  cincin β-lactamase untuk  menekan seminimal mungkin dampak pencemaran lingkungan oleh limbah yang berasal dari limbah indutri farmasi khususnya  dari  air  limbah  produksi  antibiotik  (penisilin).  Solusi  pemecahan  cincin β-lactamase selain menggunakan sodium hydroxide (NaOH) adalah menggunakan sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) atau koagulan seperti polyaluminium  chloride (PAC),  aluminium  sulfat  Al 2 (SO 4 ) 3 dan calcium  hypochlorite Ca(ClO 2 ). Penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberikan  kontribusi  dalam  proses  pengolahan  air  limbah  farmasi khususnya limbah Betalaktam. Penelitian ini menawarkan penerapan teknologi kromatografi cair tingkat tinggi  atau HPLC  (High  Peformance  Liquid  Chromatography) untuk  mengetahui  apakah  cincin β- lactamase dalam  limbah  farmasi  sudah  aman  bagi  lingkungan  dan  jenis  reagen  yang  efisien  dalam pemutusannya.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934

## 2. Tinjauan Pustaka
Setiap perusahaan farmasi pasti memiliki cara untuk menangani buangan hasil produksi obatnya agar memenuhi  baku  mutu  yang  dipersyaratkan  untuk  baku  mutu  limbah  farmasi.  Maka  dibuatlah  IPAL (Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah)  agar  tercipta  lingkungan  yang  bersih  dan  sehat[2].  Antibiotik  jenis penisilin  pertama  kali  ditemukan  oleh Alexander  Fleming di  Inggris  pada  tahun  1928.  Temuan  ini dikembangkan  dan  digunakan  pada  permulaan  perang  dunia  II  tahun  1941  ketika  obat-obat  antibakteri diperlukan untuk menanggulangi infeksi akibat pertempuran [3].
Mekanisme kerja antibiotik adalah (1) Menghambat biosintesis dinding sel (penisilin, sefalosporin, sikloserin,  basitrasin).  (2)  Meninggikan  permeabilitas  membran  sitoplasma  (sefalosporin,  sikloserin, basitrasin).  (3) Mengganggu  sintesis  protein  normal  bakteri  (tetrasiklin,  kloramfenikol,  eritromisin, antibiotika aminoglikosida) [4]. Umumnya antibiotik yang mempengaruhi pembentukan dinding sel  atau permeabilitas  membran  sel  bekerja  bakterisida  sedangkan  yang  bekerja  pada  sintesis  protein,  bekerja bakteriostatik. Golongan penisilin mempunyai persamaan sifat kimia, mekanisme kerja, farmakologi dan karakteristik  imunologis  dengan  sefalosporin,  monobaktam,  karbapenem,  dan  penghambat β-lactamase . Penisilin diperoleh dari jamur Penicillium chrysogenum dari berbagai jenis yang dihasilkan. Perbedaannya terletak pada gugus samping-R ( Gambar 1 ) [5].
Gambar 1. Struktur rantai penisilin Sumber: [5]
Setiap  perusahaan  farmasi  memiliki  cara  khusus  dalam  pengolahan  limbah  cair  dari  produksi Betalaktam (β-lactamase) agar limbah antibiotik ini aman bagi lingkungan. Inlet pengolahan air limbah Betalaktam (β-lactamase) berasal  dari  sanitasi  peralatan  produksi  dan gedung  produksi, water  scrubber dust collector, limbah cuci pakaian dan limbah padat Betalaktam (β-lactamase) baik produk gagal maupun sisa proses bahan baku sisa [2].
Pengolahan  limbah  Betalaktam (β-lactamase) harus  ditangani  secara  khusus  dan  dipisahkan  dari limbah  non  Betalaktam.  Hal  utama  pengolahan  air  limbah  Betalaktam  ialah    pemecahan  cincin (β- lactamase) pada  tangki  hidrolisis  dengan  penambahan  natrium  hidroksida  pada  pH 12 dengan penicilin sebagai parameter antibiotiknya. Adapun cara pemecahannya adalah (1) Hidrolisa dengan menaikkan pH sampai 10-12 dengan menggunakan natrium hidroksida (NaOH). (2) Hidrolisa dengan penambahan asam (HCl). (3) Hidrolisa dengan penambahan merkuri klorida (HgCl 2 ) . Alasan berbagai perusahaan memakai natrium hidroksida karena ekonomis dan ramah lingkungan serta aman bagi peralatan IPAL. Jika hidrolisis menggunakan  asam  dikhawatirkan  merusak  unit  IPAL  karena  korosif  dan  jika  menggunakan  merkuri klorida (HgCl 2 ) dikhawatirkan merusak lingkungan dari sisa merkuri hasil hidrolisa.
Antibiotik  disinfektan  dan  bakteri  yang  resisten  sudah  terdeteksi  di  dalam  air  buangan,  air permukaan, dan air tanah. Antibiotik masuk ke lingkungan dari limbah farmasi, rumah sakit dan juga dalam bidang  kedokteran  yang  spesifiknya  limbah  kedokteran  hewan  yang  digunakan  untuk  penggerak pertumbuhan  hewan  dalam  peternakan,  budidaya  ikan.  Muncul  kekhawatiran  tingkat  resistensi  bakteri patogen dan efek toksisitas patogen di lingkungan akibat kekebalan antibiotik dari limbah farmasi.
Pengolahan  air  limbah  rumah  sakit  dan  pabrik  farmasi  belum  didesain  untuk  antibiotik  sehingga perlu dikembangkan teknologi alternatif  untuk mengatasinya. Membran merupakan salah satu teknologi terbaru  dalam  pengolahan  air  limbah.  Membran  dapat  diintegrasikan  baik  antar  jenis  membran  maupun
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
antar sistem pengolahan (hibrid membran). Membran yang digunakan adalah selulosa asetat dan komposit poliamid.  Seiring  dengan  perkembangannya  proses  membran  dapat  dikombinasikan  dengan  metode membran  nano  filtrasi  dan  reverse  osmosis.  Proses  nanofiltrasi  yang  dikombinasikan  dengan  reverse osmosis  dapat  memisahkan  komponen  pengotor  yang  mengandung  residu  obat-obatan  sebesar  94%  - 100%. Hibrid membran nanofiltrasi dan reverse osmosis adalah teknologi membran yang terkini dan belum banyak dimanfaatkan dalam pengolahan air limbah rumah sakit dan pabrik farmasi [6].
Amoksisilin  dalam  limbah  farmasi  memiliki  dampak  toksik  terhadap  alga  dan  organisme  rendah lainnya dalam jaring makanan. Adsorpsi, sebagai proses yang efisien untuk menurunkan kadar amoksisilin dari air khususnya dengan bentonit dan karbon aktif sebagai adsorban. Karbon aktif telah banyak digunakan untuk menghilangkan kontaminan organik dalam air limbah skala industri. Aplikasi ini memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi nilai efisiensinya untuk menghilangkan zat organik tertentu. Dalam beberapa aplikasi, efisiensi penurunan nilai zat organik dalam air  dapat mencapai 100%. Oleh karena itu, adsorban alternatif yang  murah  dan  tersedia  dalam  jumlah  yang  banyak  secara  alami,  bentonit.  Bentonit  sebagai  alternatif adsorban  dapat  dimanfaatkan  untuk  menyerap  amoksisilin  dari  air  limbah  sintetis.  Sebelum  digunakan sebagai adsorban, bentonit dan karbon aktif disiapkan dengan ukuran partikel 60/80 mesh. Analisis bentonit (murni dan setelah adsorpsi) dilakukan dengan spektrofotometer serapan atom [7].
Antibiotik adalah kontaminan berbahaya karena efek buruknya pada hewan dan tumbuhan air serta manusia. Masalah yang mungkin ditimbulkan oleh adanya antibiotik di lingkungan ialah resistensi terhadap bakteri.  Metode  pemecahan  cincin β-lactamase dapat  dilakukan  dengan foto-fenton  yang  menghasilkan pelepasan  dan  mineralisasi  karbon  organik  dan  nitrogen  dalam  molekul  antibiotik.  Pereaksi  fenton didasarkan  pada  radikal  hidroksil  (OH - )  yang  diproduksi  oleh  dekomposisi  katalitik  hidrogen  peroksida dalam reaksi dengan ion besi. Dalam proses foto-fenton, reaksi menghasilkan radikal hidroksil. Sudah ada studi  tentang  pengolahan  limbah  cair  amoksisilin  dan  formulasi  penicillin  oleh  AOP.  Kinetika  reaksi ozonasi amoksisilin telah dipelajari. Namun, tidak ada penelitian tentang degradasi amoksisilin, antibiotik ampicillin dan cloxacillin dalam larutan air oleh foto-fenton [8].
Belum  ada  konsentrasi  aman  antibiotik  yang  masuk  ke  lingkungan.  Apabila  lingkungan  yang tercemar oleh bakteri yang resisten masuk ke dalam tubuh manusia dampaknya manusia terpapar, maka sulit  sembuh  karena  bakteri  yang  kuat  terhadap  antibiotik,  bagi  orang  yang  alergi  antibiotik  akan mengalami ruam dan gatal-gatal pada kulitnya [9]. Resistensi terhadap antibiotik adalah kekebalan bakteri pada jenis antibiotik tertentu. Jika bakteri di lingkungan terpapar terus menerus oleh limbah antibiotik akan berdampak negatif bagi lingkungan dan makhluk hidup. Peneliti mengusulkan pemantauan pada industri antibiotik, rumah sakit dan lainnya yang menghasilkan limbah antibiotik. Resistensi antibiotik pada bakteri patogen merupakan tantangan di seluruh dunia yang terkait dengan tingginya angka resistensi. Pola resisten pada bakteri gram negatif dan gram positif menghasilkan infeksi yang sulit diobati karena identifikasi awal dari kerentanan resisten antibiotik [10].
Kromatografi  adalah  teknik  pemisahan  satu  atau  lebih  komponen  dari  suatu  sampel  yang  dibawa fase  gerak  melewati  fase  diam  (dapat  berbentuk  padat  atau  cairan).  Istilah  kromatografi  berasal  dari gabungan kata “ chroma ” (warna) dan “ graphein ” (menuliskan). Kromatografi Cair Kinerja Tinggi atau High  Performance  Liquid  Chromatography (HPLC)  adalah  kromatografi  cair  kolom  modern,  teori dasarnya  bukanlah  baru  tetapi  pengembangan  dari  kromatografi  cair  kolom  klasik.  Kemajuan  dalam teknologi  kolom,  pompa  tekanan  tinggi  dan  detektor  yang  peka  telah  menyebabkan  perubahan kromatografi  kolom  cair  menjadi  suatu  sistem  pemisahan  yang  cepat  dan  efisien.  Pada  KCKT diperkenalkan penggunaan fase diam yang berdiameter kecil dalam kolom yang efisien. Teknologi kolom partikel  kecil  (3-5  μm)  ini  memerlukan  sistem  pompa  bertekanan  tinggi  yang  mampu  mengalirkan  fase gerak dengan tekanan tinggi agar tercapai laju aliran 1-2 ml/menit. Oleh karena sampel yang digunakan sangat kecil (<20 μg) maka diperlukan detektor yang peka. Dengan teknologi ini, pemisahan berlangsung sangat cepat dengan daya pisah sangat tinggi [11].
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Gambar 2. Instrumen HPLC Sumber: [11]

## 3. Metode Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian skala laboratorium untuk menganalisis efisiensi pemecahan cincin β- lactamase air limbah produksi antibiotik dengan metode instrumen HPLC dengan reagen NaOH, Na 2 CO 3, Al 2 (SO 4 ) 3 ,  PAC  dan  Ca(ClO 2 ).  Penelitian  terdiri  dari  tiga  tahap:  penelitian  pendahuluan,  analisis laboratorium untuk mengetahui air limbah  Betalaktam yang mengandung cincin β-lactamase . Penelitian kedua yaitu mencari reagen yang efisien dan efektif untuk memecah cincin β-lactamase . Penelitian ketiga yaitu pemecahan cincin β-lactamase menggunakan koagulan.
Variabel bebas yaitu variabel yang akan dilihat pengaruhnya terhadap variabel tidak bebas. Sebagai independen variable adalah reagen kimia untuk netralisasi NaOH, Na 2 CO 3, koagulan Al 2 (SO 4 ) 3 , PAC dan Ca(ClO 2 ). Variabel dependen atau variabel yang dipengaruhi adalah cincin β-lactamase dalam air limbah antibiotik.  Variabel  pengganggu  adalah  variabel  yang dapat  mempengaruhi  variabel  dependen.  Variabel pengganggu  adalah  pH.  Pengambilan  sampel  dilakukan  secara grab sampel  (sampel  sesaat).  Proses penelitian mulai dari temuan masalah di pabrik farmasi kemudian dikuatkan dengan studi pustaka. Tahap persiapan  alat  dan  bahan,  identifikasi  karakteristik  jenis-jenis    antibiotik  yang  ada  di  dalam  air  limbah Betalaktam  dan konsentrasi cincin β-lactamase dalam air limbah tersebut. Hal ini untuk memperoleh data primer karakteristik awal air limbah Betalaktam.

## 3.1 Bahan
Air  murni (purified  water), kalium  fosfat  monobasa  (KH 2 PO 4 ),  asetonitril  digunakan  untuk campuran  pembuatan  fase  gerak  dalam  sistem  HPLC.  Kalium  hidroksida  (KOH)  digunakan  untuk mengatur pH fase gerak menjadi 5. Working standard Amoxicilin digunakan sebagai standar pembanding dengan  sampel  air  limbah  Betalaktam    yang  menggandung  cincin β-lactamase. Natrium  hidroksida (NaOH),  natrium  karbonat  (Na 2 CO 3 ),  PAC , kalsium  hypoklorit  Ca  (ClO 2 ),  alumunium  sulfat  Al 2 (SO 4 ) 3 digunakan sebagai reagen pemecah cincin β-lactamase.

## 3.2 Alat
Botol 100 ml, neraca analitis, pH-meter, HPLC , pompa vacum, kolom HPLC ukuran 150 mm  x 4.6 cm (L1 pendek) , magnetic stirrer, labu ukur 50 ml.

## 4. Hasil dan Pembahasan
Pada penelitian ini identifikasi karakteristik  dan konsentrasi awal nilai cincin β-lactamase dengan penicilin sebagai parameter antibiotiknya. Sampel yang dianalisis berasal dari pengolahan limbah farmasi sebagaimana dalam Tabel  1.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Tabel 1. Uji pendahuluan air limbah Betalaktam
Tabel 2. Pemutusan cincin β-lactamase menggunakan NaOH
Berdasarkan Tabel 2 konsentrasi Betalaktam setelah penambahan NaOH  hasilnya cukup konsisten serta  penurunannya  cukup  signifikan,  nilai  terkecil  0,53  ppm  dan  terbesar  0,57  ppm  dan  eefisiensinya 99,42%. Hal ini disebabkan oleh konsentrasi cincin ß-lactamase di dalam penisilin terhidrolisis oleh basa kuat yaitu dengan cara reaksi nukleofilik [11]. Akan tetapi karena OH - pada NaOH sangat kuat daya ikatnya terhadap struktur dalam penisilin, maka serangan OH - terhadap cincin ß-lactamase tidak hanya pada gugus keton  di  cincin ß-lactamase, sebagian  OH - menyerang  gugus  lainnya  pada  struktur  penisilin  yang mengakibatkan cincin ß-lactamase dalam air limbah farmasi belum terpecah.kan [12].
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  [6]  diperoleh  hasil  tentang  penurunan  antibiotik  dalam  air limbah  akan  tetapi  jenis  antibiotik  yang  diteliti  adalah ciproloxacin bukan  golongan  penisilin  ataupun amoxicilin . Alatnya adalah membran nanofiltrasi dan reverse osmosis yang dibantu dengan tekanan sebesar 80  psi  untuk  menghilangkan  air  dari  kontaminan  organik  dan  anorganik  yang  mampu  mengurangi konsentrasi ciproloxacin senilai 98,40%. Namun demikian, penggunaan membran ini membutuhkan biaya tinggi.
Tanggal Pengujian Luas Area Standar Luas Area Sampel Konsentrasi Awal (ppm) 01 Oktober 2018 9.741.134 1.039.157 106,68 No. Tanggal Sampling Waktu Sampling Konsentrasi standar (ppm) Konsentrasi sampel (ppm) 1. 08 Okt 2018 10.00 91,24 0,57 2. 09 Okt 2018 11.00 91,35 0,55 3. 10 Okt 2018 10.30 92,14 0,55 4. 11 Okt 2018 10.25 91,53 0,55 5. 12 Okt 2018 10.40 91,42 0,54 6. 13 Okt 2018 11.00 91,41 0,53 7. 14 Okt 2018 10.45 91,32 0,53 8. 15 Okt 2018 10.15 91,3 0,53 9. 16 Okt 2018 11.15 91,18 0,53 10. 17 Okt 2018 10.00 91,07 0,53 11. 18 Okt 2018 11.00 94,52 0,53 12. 19 Okt 2018 10.25 94,33 0,53 13. 20 Okt 2018 10.30 94,34 0,54 14. 21 Okt 2018 10.35 94,24 0,53 15. 22 Okt 2018 10.40 94,22 0,54 16. 23 Okt 2018 10.20 94,15 0,53 17. 24 Okt 2018 10.45 94,14 0,53 18. 25 Okt 2018 11.00 94,16 0,53 19. 26 Okt 2018 10.45 94,19 0,53 20. 27 Okt 2018 10.25 94,2 0,53 21. 28 Okt 2018 10.45 94,21 0,57 22. 29 Okt 2018 11.00 94,23 0,57 23. 30 Okt 2018 10.45 94,21 0,57 24. 31 Okt 2018 11.00 94,16 0,57 25. 01 Nov 2018 10.45 94,06 0,57 26. 02 Nov 2018 11.00 94,08 0,56 27. 03 Nov 2018 10.00 94,11 0,57 28. 04 Nov 2018 10.45 94,09 0,56 29. 05 Nov 2018 10.40 94,02 0,56 30. 06 Nov 2018 11.00 93.97 0,56
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Tabel 3. Pemutusan cincin β-lactamase menggunakan Na 2 CO 3
No. Tanggal Sampling Waktu Sampling Konsentrasi standar (ppm Konsentrasi sampel (ppm) 1. 08 Okt 2018 10.00 91,24 0,29 2. 09 Okt 2018 11.00 91,35 0,28 3. 10 Okt 2018 10.30 92,14 0,29 4. 11 Okt 2018 10.25 91,53 0,28 5. 12 Okt 2018 10.40 91,42 0,28 6. 13 Okt 2018 11.00 91,41 0,28 7. 14 Okt 2018 10.45 91,32 0,27 8. 15 Okt 2018 10.15 91,3 0,27 9. 16 Okt 2018 11.15 91,18 0,27 10. 17 Okt 2018 10.00 91,07 0,27 11. 18 Okt 2018 11.00 94,52 0,27 12. 19 Okt 2018 10.25 94,33 0,27 13. 20 Okt 2018 10.30 94,34 0,27 14. 21 Okt 2018 10.35 94,24 0,28 15. 22 Okt 2018 10.40 94,22 0,27 16. 23 Okt 2018 10.20 94,15 0,28 17. 24 Okt 2018 10.45 94,14 0,28 18. 25 Okt 2018 11.00 94,16 0,28 19. 26 Okt 2018 10.45 94,19 0,28 20. 27 Okt 2018 10.25 94,2 0,28 21. 28 Okt 2018 10.45 94,21 0,30 22. 29 Okt 2018 11.00 94,23 0,31 23. 30 Okt 2018 10.45 94,21 0,30 24. 31 Okt 2018 11.00 91,24 0,30 25. 01 Nov 2018 10.45 94,16 0,30 26. 02 Nov 2018 11.00 94,06 0,31 27. 03 Nov 2018 10.00 94,08 0,30 28. 04 Nov 2018 10.45 94,11 0,30 29. 05 Nov 2018 10.40 94,09 0,31 30. 06 Nov 2018 11.00 94,02 0,30
Berdasarkan Tabel  3 konsentrasi  air  limbah  Betalaktam  setelah  penambahan  Na 2 CO 3 hasilnya cukup  konsisten  serta  penurunannya  cukup  signifikan,  terkecil  0,27    ppm  dan  terbesar  0,29  ppm. Efisiensinya 99,70%.  Hal ini karena cincin ß-lactamase di dalam penisilin terhidrolisis oleh basa lemah dengan cara reaksi nukleofilik[11]. Akan tetapi basa yang digunakan sifatnya basa lemah jadi OH - dalam Na 2 CO 3 tidak terionisasi sempurna dalam air, maka serangan OH - terhadap gugus keton yang ada di struktur cincin ß-lactamase tidak sebaik basa kuat meskipun serangannya sudah terfokus pada cincin ß-lactamase . Oleh sebab itu OH - dalam Na 2 CO 3 kurang kuat dalam menghidrolisis semua cincin ß-lactamase dalam air limbah Betalaktam  [12] .
Tabel 4 . Pemutusan cincin β-lactamase menggunakan PAC No. Tanggal Sampling Waktu Sampling Konsentrasi standar (ppm Konsentrasi sampel (ppm) 1. 08 Okt 2018 10.00 91,24 0,15 2. 09 Okt 2018 11.00 91,35 0,13 3. 10 Okt 2018 10.30 92,14 0,13 4. 11 Okt 2018 10.25 91,53 0,13 5. 12 Okt 2018 10.40 91,42 0,13 6. 13 Okt 2018 11.00 91,41 0,13 7. 14 Okt 2018 10.45 91,32 0,14 8. 15 Okt 2018 10.15 91,3 0,14 9. 16 Okt 2018 11.15 91,18 0,13 10. 17 Okt 2018 10.00 91,07 0,13 11. 18 Okt 2018 11.00 94,52 0,14 12. 19 Okt 2018 10.25 94,33 0,14
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
13. 20 Okt 2018 10.30 94,34 0,14 14. 21 Okt 2018 10.35 94,24 0,14 15. 22 Okt 2018 10.40 94,22 0,14 16. 23 Okt 2018 10.20 94,15 0,14 17. 24 Okt 2018 10.45 94,14 0,14 18. 25 Okt 2018 11.00 94,16 0,13 19. 26 Okt 2018 10.45 94,19 0,14 20. 27 Okt 2018 10.25 94,2 0,14 21. 28 Okt 2018 10.45 94,21 0,15 22. 29 Okt 2018 11.00 94,23 0,15 23. 30 Okt 2018 10.45 94,21 0,15 24. 31 Okt 2018 11.00 91,24 0,15 25. 01 Nov 2018 10.45 94,16 0,16 26. 02 Nov 2018 11.00 94,06 0,15 27. 03 Nov 2018 10.00 94,08 0,15 28. 04 Nov 2018 10.45 94,11 0,15 29. 05 Nov 2018 10.40 94,09 0,15 30. 06 Nov 2018 11.00 94,02 0,15 .
Berdasarkan Tabel 4 konsentrasi air limbah Betalaktam  setelah penambahan PAC hasilnya cukup konsisten  serta  penurunannya  cukup  signifikan,  terkecil  0,13  ppm  dan  terbesar  0,15  ppm.  Hasil  ini efisiensinya  cukup  baik  yaitu  99,85  %.  Hal  ini  disebabkan  oleh  cincin ß-lactamase di  dalam  penisilin terhidrolisis oleh asam dengan cara reaksi nukleofilik [12].
Dalam  suasana  asam  cincin ß-lactamase akan  terhidrolisis  optimal  pada  pH  di  bawah  3,  ion  H + menyebabkan  protonasi  atom  nitrogen  pada  cincin ß-lactamase, diikuti  serangan  nukleofilik  dari  atom oksigen  asli  pada  atom  C karbonil ß-lactamase lalu  cincin ß-lactamase terbuka  dan  terjadi  destabilisasi cincin  tiadzolidin    sehingga  cincin  terbuka  membentuk  asam  penisilen,  karena  asam    yang  digunakan jenisnya asam lemah pH 4,5 maka serangan H + terhadap gugus keton yang ada dalam struktur cincin ß- lactamase kurang kuat dalam menghidrolisis semua kandungan cincin tersebut sehingga mengakibatkan kandungan cincin tersebut masih ada di dalam air limbah dalam konsentrasi kecil [14].
Tabel 5. Pemutusan cincin β-lactamase menggunakan Aluminium Sulfat No. Tanggal Sampling Waktu Sampling Konsentrasi standar (ppm) Konsentrasi sampel (ppm) 1. 08 Okt 2018 10.00 91,24 0,10 2. 09 Okt 2018 11.00 91,35 0,08 3. 10 Okt 2018 10.30 92,14 0,08 4. 11 Okt 2018 10.25 91,53 0,08 5. 12 Okt 2018 10.40 91,42 0,08 6. 13 Okt 2018 11.00 91,41 0,09 7. 14 Okt 2018 10.45 91,32 0,08 8. 15 Okt 2018 10.15 91,3 0,08 9. 16 Okt 2018 11.15 91,18 0,08 10. 17 Okt 2018 10.00 91,07 0,08 11. 18 Okt 2018 11.00 94,52 0,08 12. 19 Okt 2018 10.25 94,33 0,09 13. 20 Okt 2018 10.30 94,34 0,09 14. 21 Okt 2018 10.35 94,24 0,08 15. 22 Okt 2018 10.40 94,22 0,08 16. 23 Okt 2018 10.20 94,15 0,08 17. 24 Okt 2018 10.45 94,14 0,08 18. 25 Okt 2018 11.00 94,16 0,08 19. 26 Okt 2018 10.45 94,19 0,08 20. 27 Okt 2018 10.25 94,2 0,08 21. 28 Okt 2018 10.45 94,21 0,09 22. 29 Okt 2018 11.00 94,23 0,09 23. 30 Okt 2018 10.45 94,21 0,09 24. 31 Okt 2018 11.00 91,24 0,09 25. 01 Nov 2018 10.45 94,16 0,09 26. 02 Nov 2018 11.00 94,06 0,09
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
27. 03 Nov 2018 10.00 94,08 0,10 28. 04 Nov 2018 10.45 94,11 0,09 29. 05 Nov 2018 10.40 94,09 0,09 30. 06 Nov 2018 11.00 94,02 0,09
Berdasarkan Tabel  5 konsentrasi  air  limbah  Betalaktam  setelah  penambahan  Al 2 (SO4) 3 hasilnya cukup konsisten dan penurunannya cukup signifikan, terkecil 0,08  ppm dan hasil terbesar 0,10 ppm serta efisiensinya  99,91%.  Hal  ini  karena  konsentrasi  cincin ß-lactamase di  dalam  penisilin  terhidrolisis  oleh asam  lemah  dengan  cara  reaksi  nukleofilik.  Berbeda  dengan  PAC,  Al 2 (SO4) 3 lebih  kuat  serangannya terhadap cincin ß-lactamase, karena Al 2 (SO4) 3 yang dilarutkan dalam air melepaskan 6H + [15]. Nilai pH- nya  3,5,  serangan  H + terhadap  gugus  keton  yang  ada  di  dalam  struktur  cincin ß-lactamase lebih  kuat dibandingkan dengan PAC , karena pH optimal untuk pemecahan cincin ß-lactamase di bawah 3, ion H + menyebabkan  protonasi  atom  nitrogen  pada  cincin ß-lactamase, diikuti  serangan  nukleofilik  dari  atom oksigen  asli  pada  atom  C karbonil ß-lactamase lalu  cincin ß-lactamase terbuka  dan  terjadi  destabilisasi cincin tiadzolidin  sehingga cincin terbuka membentuk asam penisilenat. Hal ini menyebabkan konsentrasi air limbah Betalakatam hasilnya mendekati angka 0 karena pH alumunium sulfat sudah mendekati nilai optimal pada pemecahan cincin ß-lactamase [14].
Tabel 6. Pemutusan cincin β-lactamase menggunakan kaporit No. Tanggal Sampling Waktu Sampling Konsentrasi standar (ppm Konsentrasi sampel (ppm) 1. 08 Okt 2018 10.00 91,24 0,00 2. 09 Okt 2018 11.00 91,35 0,00 3. 10 Okt 2018 10.30 92,14 0,00 4. 11 Okt 2018 10.25 91,53 0,00 5. 12 Okt 2018 10.40 91,42 0,00 6. 13 Okt 2018 11.00 91,41 0,00 7. 14 Okt 2018 10.45 91,32 0,00 8. 15 Okt 2018 10.15 91,30 0,00 9. 16 Okt 2018 11.15 91,18 0,00 10. 17 Okt 2018 10.00 91,07 0,00 11. 18 Okt 2018 11.00 94,52 0,00 12. 19 Okt 2018 10.25 94,33 0,00 13. 20 Okt 2018 10.30 94,34 0,00 14. 21 Okt 2018 10.35 94,24 0,00 15. 22 Okt 2018 10.40 94,22 0,00 16. 23 Okt 2018 10.20 94,15 0,00 17. 24 Okt 2018 10.45 94,14 0,00 18. 25 Okt 2018 11.00 94,16 0,00 19. 26 Okt 2018 10.45 94,19 0,00 20. 27 Okt 2018 10.25 94,20 0,00 21. 28 Okt 2018 10.45 94,21 0,00 22. 29 Okt 2018 11.00 94,23 0,00 23. 30 Okt 2018 10.45 94,21 0,00 24. 31 Okt 2018 11.00 91,24 0,00 25. 01 Nov 2018 10.45 94,16 0,00 26. 02 Nov 2018 11.00 94,06 0,00 27. 03 Nov 2018 10.00 94,08 0,00 28. 04 Nov 2018 10.45 94,11 0,00 29. 05 Nov 2018 10.40 94,09 0,00 30. 06 Nov 2018 11.00 94,02 0,00
Pada Tabel  6 ditampilkan  hasil  penurunan  pemecahan  cincin ß-lactamase dengan  penambahan calcium  hypoklorit. Hasil  pada Tabel  6 menunjukkan  bahwa  data  sangat  konsisten  dari  konsentrasi  air limbah awal yang berkonsentrasi 91  - 94,52 ppm menjadi 0 ppm dan efisiensinya 100% menghilangkan cincin ß-lactamase dari  air  limbah  farmasi  produksi  Betalaktam.  Hasil  ini  sangat  efisien  dibandingkan dengan  semua reagen yang  digunakan  pada  saat  penelitian  untuk  memecah  cicin ß-lactamase. Hal  ini disebabkan  oleh calcium  hypoklorit yang  berguna  untuk  inaktivasi  patogen  dapat  merusak  sepenuhnya
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
kandungan cincin ß-lactamase dalam air limbah Betalaktam  karena cicin ß-lactamase tersusun dari hasil metabolisme sekunder mikroorganisme dari bakteri [16].
Tabel 7 . Rekapitulasi pemutusan cincin β-lactamase Jenis Reagen Efisiensi (%) (Sodium hydroxide) NaOH 99,42 % (Sodium carbonate) Na 2 CO 3 99,70 % (Polyalumunium Chloride) PAC 99,85 % (Aluminium Sulfat) Al 2 (SO 4 ) 3 99,91 % (Calcium Hypochlorite) Ca(ClO 2 ) (kaporit) 100 %
Pada Tabel  7 diberikan  rekapitulasi,  yaitu  efisiensi  pemecahan  cincin ß-lactamase setiap reagen . Reagen calcium hypoklorit memiliki efisiensi pemecahan cincin ß-lactamase terbesar jika dibandingkan dengan reagen lain seperti sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), polyaluminum chloride (PAC),  alumunium  sulfat.  Penambahan  kaporit  pada  air  limbah  Betalaktam    yaitu  senilai  1%  diperoleh efisiensi  100%.  Hal  ini  karena calcium  hypoklorit mampu  memecahkan  kandungan  cincin ß-lactamase dalam air limbah. Hal ini karena calcium hypoklorit mempunyai daya bunuh bakteri yang baik sehingga mengakibatkan antibiotik yang terbuat dari hasil fermentasi bakteri mati oleh serangan calcium hypoklorit secara biologi.
5. Kesimpulan
Proses  pengujian  pemutusan  cincin β-lactamase efektif  dengan  metode instrumen HPLC  karena dapat  mendeteksi  hasil  pemecahan  cincin β-lactamase dengan  cara  dibandingkan dengan waktu  detensi standar amoxicilin yang telah diketahui konsentrasi dan kemurniannya dengan benar. Proses pemecahan cincin β-lactamase menggunakan beberapa reagen yaitu NaOH, Na 2 CO 3 , PAC ( polyaluminuum chloride , alum  sulfat  (tawas)  Al 2 (SO 4 ) 3 ,  dan  ( calcium  hypoklorit )  Ca(ClO 2 ).  Hasil  yang  paling  efisien  adalah menggunakan  kaporit  Ca(ClO 2 )  karena  mampu  menurunkan  konsentrasi  cincin β-lactamase dalam  air limbah Betalaktam dari 106,68 ppm menjadi 0 ppm.

## 6. Daftar Pustaka
[1] Katzung, B. G (2012). Basic and Clinical Pharmacology. Edisi 10. Jakarta, Indonesia: EGC.
[2] Sumiyati, & Prabarani,  (2008). Pengolahan Limbah Cair dan Limbah Betalaktam  PT Phapros, Tbk Semarang. Jurnal Presipitasi, 5, 22-30.
[3] Tjay, T. H. (2006). Obat-Obat Penting Khasiat, Penggunaan dan Efek-Efek Sampingnya. Edisi ke 6. Jakarta, Indonesia : PT.Elex Media Komputindo.
[4] Mutschler,  E.  (1991).  Dinamika  Obat:  Farmakologi  dan  Toksikologi.  Edisi  ke  5.  Bandung, Indonesia: Institut Teknologi Bandung.
[5] Depkes  RI.  (2014).  Farmakope  Indonesia.  Edisi  5.  Jakarta,  Indonesia:  Departemen  Kesehatan Republik Indonesia.
[6] Kurniawan,  I.,  Nasir,  S.,  Hermasyah.,  Mardiyanto.  (2017).  Kinerja  Proses  Hibrid  Membran (Nanofiltrasi- Reverse  Osmosis) dalam  Pengolahan  Air  Mengandung  Ciprofloxacin  Antibiotik. Seminar Nasional AvoER.
[7] Putra,  E.  K.,  Pranowo,  R.,  Sunarso,  J.,  Indraswati,  N.,  &  Ismadji,  S.  (2009). Performance  Of Activated  Carbon  and  Bentonite  for  Adsorption  of  Amoxicillin  from  Wastewater:  Mechanisms, Isotherms and Kinetics. Water Research. 43, 2419-2430.
[8] Elmolla,  E.  S.,  Chaudhuri,  M.  (2009). Degradation  of  Antibiotics  Amoxicillin,  Ampicillin, Cloxacillin in Aqueous Solution by Photofenton. Journal of Hazard Material. 172, 1476-1481.
[9] Kummerer, (2004). Resistance in the Enviro. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 54, 2.
[10]   Talogo,  A.  S.  M.  (2014).  Pengaruh  Waktu  Dan  Temperatur  Penyimpanan  Terhadap  Tingkat Degradasi Kadar Amoksisilin Dalam Sediaan Suspensi Amoksisilin-Asam Klavulanat.
[11]   Frieri, M., Kumar, K., Boutin ., A. (2016). Antibiotic Resistance. Journal of Infection and Public Health, 08, 07.
[12]   Page, M. I ., Proctor, P. (1984). Mechanism of β-Lactam Ring Opening in Cephalosporins. J . Am. Chem. SOC, 106, 3820-3825.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
[13]   Page,  M,  I.  (1992). The  Chemistry  of  β-Lactams .  Dordrecht,  Belanda:  Blackie  Academic  dan Professional.
[14]   Siswodihardjo S. (2017). Kimia Medisinal. Edisi ke 2. Surabaya, Indonesia: Airlangga University Press.
[15]   Budiman,  Candra,  Irawati,  Hindarso, Herman.  (2008).  Kinerja  Koagulan  PAC dalam  Penjernihan Air Sungai Kalimasa Surabaya Menjadi Air Bersih. Widya Teknik, 7, 25-34.
[16]   Rachman,  S.  D.,  Safari,  A.,  Fajli.,  Kamara,  D.  S.,  Sidik,  A.,  Udin,  L.  Z.,  Ishmayana,  S.  (2016). Produksi Penicillium  chrysogenum L112 Dengan Variasi  Kecepatan  Agitasi  Pada  Fermentor  1 L. Jurnal Ilmiah Farmasi, 4, 1-6.