## PENGARUH BIODEGRADASI DENGAN TEKNIK PENANAMAN TERHADAP PRODUK LATEKS KARET ALAM BERPENGISI TEPUNG KULIT PISANG YANG DIPUTIHKAN DENGAN HIDROGEN PEROKSIDA
Erick Kamil, Emelya Khoesoema, Hamidah Harahap Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jalan Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email: erick.kamil@gmail.com

## Abstrak
Produk  lateks  karet  alam  yang  berpengisi  tepung  kulit  pisang  yang  diputihkan  dengan  hydrogen  peroksida telah  diidentifikasi  dengan  cara  penanaman  sampel  di  dalam  tanah.  Penanaman  dilakukan  dengan pemupukan dengan pupuk NPK dan tanpa pemupukan. Pengujian dilakukan dengan melakukan perhitungan kehilangan  berat.  Hasil  yang  diperoleh  menunjukan  bahwa  produk  lateks  karet  alam  dengan  pembebanan pengisi  tepung  kulit  pisang  yang  diputihkan  lebih  cepat  terbiodegradasi  dibandingkan  produk  lateks  karet alam  yang  tidak  diberi  pengisi.  Pemupukan  juga  mempercepat  biodegradasi.  Pengujian  yang  lain  adalah dengan uji FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Hasil uji dari FTIR menunjukan bahwa terjadi perubahan  struktur  produk  lateks  karet  alam  yang  menunjukan  bahwa  lateks  karet  alam  telah terbiodegradasi.
Kata kunci : biodegradasi, pemutihan, tepung kulit pisang, lateks karet alam, hidrogen peroksida

## Abstract
Natural rubber latex products filled with bleached banana skin powder were identified by burying samples in soil. Soil burial was carried out by adding NPK fertilizer and without fertilizer. One of the tests which was carried  out  was  weight  loss  calculation.  Weight  loss  calculation showed  that  natural  rubber  latex  products filled with bleached banana skin powder biodegraded faster than natural rubber latex products without filler. The addition of fertilizer also contributed to biodegradability of samples. The other test was FTIR (Fourier Transform  Infrared  Spectroscopy)  test.  The  results  of  FTIR  test  showed  there  were  structure  changes  in natural rubber latex which indicated natural rubber latex had been biodegraded.
Keywords : biodegradation, bleaching, banana skin powder, natural rubber latex, hydrogen peroxide

## Pendahuluan
Masalah  utama  yang  perlu  diperhatikan  dari penggunaan  karet  adalah  limbah  produk  karet  dan pembuangan material karet yang dapat menyebabkan  pencemaran  lingkungan.  Salah  satu usaha  untuk  mengatasi  pencemaran  lingkungan  ini adalah dengan biodegradasi. Biodegradasi memainkan  peran  penting  dalam  penanganan limbah  produk  karet  alam.  Konstituen  utama  karet alam adalah cis-1,4-poliisoprena. Karet alam relatif resistan  terhadap  dekomposisi  bakteri.  Kendati demikian,telah banyak laporan biodegradasi produk karet alam oleh bakteri seperti bakteri Xanthomonas [1], Pseudomonas  aeruginosa [2],  dan Bacillus  sp.
[3]. Pemberian  pengisi  ada  berbagai  tujuan  yaitu sebagai  penguat,  dan  untuk  mengurangi  biaya  [4]. Anhwange melaporkan bahwa kulit pisang mengandung  serat  sekitar  31,7%  [6]  yang merupakan  potensi  sumber  serat  alami  untuk digunakan  sebagai  pengisi.  Pemanfaatan  tepung kulit  pisang  sangat  memungkinkan  untuk  menjadi alternatif  sebagai  pengisi  bagi  produk  lateks  karet alam.  Selain  itu,  kulit  pisang  sangat  mudah dijumpai  dan  merupakan  limbah  yang  di  buang. Penggunaan  kulit  pisang  yang  merupakan  sampah organik  dari  buah  pisang  juga  bisa  mengurangi
volume  sampah  atau  limbah  yang  akan  mencemari lingkungan.
Hamidah Harahap et al melaporkan bahwa karet alam  berpengisi  tepung  kulit  pisang  dapat terbiodegradasi  [7].Pemutihan  tepung  kulit  pisang dilakukan  karena  tepung  kulit  pisang  yang digunakan  berwarna  hitam  sehingga  menyebabkan karet  alam  berpengisitepung  kulit  pisang  berwarna hitam.Tepung  kulit  pisang  yang  diputihkan  dengan hidrogen  peroksida  digunakan  sebagai  pengisi lateks  karet  alam.  Karet  alam  bisa  terbiodegradasi, tetapi  jika  dibandingkan  dengan  polimer  alam lainnya,  karet  alam  lebih  resistan  terhadap biodegradasi  mikroba  pada  kondisi  ekologi  normal [5]. Karena tepung kulit pisang yang diputihkan dan karet  alam  sama-sama  dapat  terbiodegradasi,  maka komposit  yang  terbuat  dari  karet  alam  berpengisi tepung  kulit  pisang  yang  diputihkan  diharapkan dapat terbiodegradasi juga.

## Teori
Lateks karet alam merupakan cis-1,4- poliisoprena,  yang  dapat  disintesa  oleh  lebih  dari 2000  spesies  tanaman  yang  tergolong  kepada Euphorbiaceae. Karet alam diproduksi dalam secara besar-besaran  (hingga  10 7 ton/tahun)  dari  pohon karet Hevea  brasiliensis .  Cis-1,4-poliisoprena merupakan  konstituen  utama  (>90%  berat  kering)
mengandung  minimum  90%  hidrokarbon  karet dengan  sebagian  kecil  pengotor  seperti  resin,  asam lemak,  gula,  dan  mineral  [9].  Pengotor  organik dalam  karet  juga  dapat  membantu  pertumbuhan bakteri [10]. Bakteri Actinomycetes dapat menguraikan  karet  alam.  Mekanisme  biodegradasi karet  alam  oleh  bakteri  Actinomycetes  adalah pemutusan ikatan rangkap pada cis 1,4-poliisoprena oleh  oksigen  dan  menghasilkan  gugus  karbonil yaitu  aldehida  dan  keton  di  mana  terdapat  satu molekul oksigen pada masing-masing sisi [1].

## Metodologi Penelitian
Pengisi yang digunakan adalah kulit pisang yang terlebih dahulu dikeringkan. Kulit pisang yang telah kering  dihancurkan  dan  diayak  hingga  diperoleh tepung  kulit  pisang  berukuran  100  mesh  dan diputihkan  dengan  larutan  hidrogen  peroksida  pada suhu  80 o C  selama  1  jam.  Sistem  pemutih  dibuat dengan  mengencerkan  larutan  hidrogen  peroksida 50%  menjadi  larutan  hidrogen  peroksida  6% dengan penambahan air. pH larutan dinaikan hingga 11  dengan  penambahan  larutan  natrium  hidroksida 10%.  Tepung  kulit  pisang  yang  telah  diputihkan dicuci dengan air dan dibuat menjadi sistem dispersi. Sistem dispersi dibuat dari tepung kulit pisang yang diputihkan,  air  dan  polivinil  pirolidon  dengan perbandingan berat 15 berbanding 83 berbanding 2.
Bahan-bahan  kuratif  dan  lateks  karet  alam amonia tinggi, seperti yang ditampilkan pada Tabel 1,  di-pra-vulkanisasi  pada  suhu  70 o C  selama  15 menit.  Lateks  karet  alam  pra-vulkanisasi  dicampur dengan  sistem  dispersi  pengisi  dan  diaduk. Persenyawaan  lateks  divulkanisasi  pada  suhu  100 o C  selama  15  menit,  dengan  teknik  pencelupan menggunakan pembentuk. Pembentuk yang digunakan  berupa  pelat  tipis  yang  dicelupkan  ke dalam persenyawaan karet.
Untuk  proses  biodegradasi,  produk  lateks  karet alam  berpengisi  tepung  kulit  pisang  yang  telah diputihkan  dengan  hidrogen  peroksida  ditimbang dan  dicatat  massa  dari  setiap  sampel  yang  akan diuji.  Kemudian  sampel  tersebut  ditanam  dengan kedalaman  20  cm  dari  permukaan  tanah,  dan dilakukan  variasi  pada  tanah  dimana  ada  tanah yang  diberikan  pupuk  dan  ada  yang  tidak menggunakan  pupuk.  Proses  penanaman  dan penggantungan  sampel  dilakukan  dari  1  hingga  16 minggu.
Tabel  1.  Bahan-bahan  senyawaan  latex  pra- vulkanisasi Bahan Berat basah (gr) High Ammonia Lateks 166,67 Larutan Sulfur  50 % 3 Larutan ZDEC † 50 % 3 Larutan ZnO  30 % 0,83 Larutan Antioksidan  50 % 2 Larutan KOH  10 % 3 Pengisi (tepung kulit pisang) 0, 5, 10, 15, 20, 25
†ZDEC: Zinc Diethylditiocarbamate

## Hasil
Pada  penanaman  dengan  pupuk,  dapat  dilihat dari  Gambar  1  bahwa  persentase  kehilangan  berat yang  paling  besar  adalah  karet  alam  dengan pembebanan  pengisi  10  bsk,  yaitu  40,4692%. Persentase  kehilangan  berat  yang  paling  sedikit adalah lateks karet alam yang tidak berpengisi yaitu 27,2966%.  Persentase  kehilangan  berat  karet  alam dengan pembebanan pengisi  5 bsk; 15 bsk; dan 20 bsk  masing-masing  adalah  35,5903%;  39,0947%; dan 38,0451%.
Dari  Gambar  1  secara  keseluruhan,  karet  alam dengan  pembebanan  pengisi  10  bsk  memiliki persentase  kehilangan  berat  yang  paling  besar. Sedangkan  karet  alam  yang  tidak  berpengisi memiliki  kehilangan  berat  yang  paling  kecil. Penambahan  beban  pengisi  5  bsk  meningkatkan laju biodegradasi dibandingkan dengan pembebanan  pengisi  0  bsk.  Penambahan  beban pengisi  hingga  10  bsk  juga  meningkatkan  laju biodegradasi,  hal  ini  karena  produk  lateks  karet alam  tahan  terhadap  serangan  mikroba  [8]. Peningkatan beban pengisi lebih lanjut yaitu 15 bsk; dan  20  bsk  justru  mengurangi  laju  biodegradasi produk  lateks  karet  alam.  Hal  ini  disebabkan Pengisi yang digunakan adalah tepung kulit pisang yang  telah  diputihkan  dengan  hydrogen  peroksida dengan  ukuran  100  mesh.  Tepung  kulit  pisang mudah  berinteraksi  dengan  sesamanya  sehingga ketika dilakukan penambahan pembebanan pengisi, tepung  kulit  pisang  akan  mengalami  aglomerasi membentuk  partikel  yang  berukuran  lebih  besar, sehingga  memperkecil  luas  permukaan  untuk pertumbuhan  mikroba, sehingga biodegradasi akan menurun.
Gambar  1.  Pengaruh  pembebanan  pengisi  terhadap biodegradasi  produk  lateks  karet  alam  dengan penanaman dengan pemupukan
Gambar  2.  Pengaruh  pembebanan  pengisi  terhadap biodegradasi  produk  lateks  karet  alam  dengan penanaman tanpa pemupukan
Pada penanaman tanpa pupuk, dapat dilihat dari Gambar 2 bahwa persentase kehilangan berat yang paling besar adalah karet alam dengan pembebanan pengisi  10  bsk,  yaitu  39,5028%.  Persentase kehilangan  berat  yang  paling  sedikit  adalah  lateks karet  alam  yang  tidak  berpengisi  yaitu  25,000%. Persentase  kehilangan  berat  karet  alam  dengan pembebanan  pengisi  5  bsk;  15  bsk;  dan  20  bsk masing-masing  adalah  32,4561%;  37,1324%;  dan 34,7122%.
Dari  Gambar  2  karet  alam  tanpa  pengisi menunjukan  kehilangan  berat  yang  paling  kecil dibandingkan dengan karet alam dengan pembebanan  pengisi.  Secara  keseluruhan,  karet alam dengan pembebanan pengisi 10 bsk  memiliki persentase  kehilangan  berat  yang  paling  besar. Penambahan  beban  pengisi  5  bsk  meningkatkan
laju biodegradasi dibandingkan dengan pembebanan  pengisi  0  bsk.  Penambahan  beban pengisi  hingga  10  bsk  juga  meningkatkan  laju biodegradasi,  hal  ini  karena  produk  lateks  karet alam  tahan  terhadap  serangan  mikroba  [8].  Pada penanaman tanpa pupuk, hal yang sama juga dapat diperhatikan  dari  kehilangan  berat  sampel  yaitu apabila  beban  pengisi  ditingkatkan  lebih  lanjut yaitu hingga 15 bsk; dan 20 bsk, hal tersebut justru mengurangi  laju  biodegradasi  produk  lateks  karet alam.  Hal  ini  disebabkan  pengisi  tepung  kulit pisang  yang  telah  diputihkan  dengan  hidrogen peroksida  dengan  ukuran  100  mesh  mudah berinteraksi  dengan  sesamanya  dan  ini  akan mengalami  aglomerasi  membentuk  partikel  yang berukuran  besar  sehingga  memperkecil  luas permukaann pertumbuhan mikroba sehingga biodegradasi akan menurun.

## Gambar  3.  Perbandingan  Kehilangan  Massa  Produk Lateks  Karet  Alam  Dengan  dan  Tanpa  Pemupukan dengan Variasi Pembebanan
Laju  dan  lama  biodegradasi  karet  alam dipengaruhi  oleh  kandungan  pengisinya,  mikroba dan  interaksi  dengan  lingkungan  [3].  Berdasarkan proses  kehilangan  berat  pada  Gambar  3,  produk yang terbiodegradasi terjadi lebih baik pada produk yang dibiodegradsi dengan penanaman menggunakan  pemupukan.  Secara  keseluruhan pada grafik menunjukkan bahwa proses penanaman tanpa menggunakan pupuk mengalami  laju biodegradasi  yang  lebih  lambat  dibanding  yang dibiodegradasi  dengan  penanaman  menggunakan pupuk.
(a) (b)

## (c)
Gambar  4.  Spektrum  FTIR  dari  Produk  Lateks  Karet  Alam  Berpengisi  Tepung  Kulit  Pisang  yang  Diputihkan dengan  Hidrogen  Peroksida  20  bsk  Sebelum  Penanaman  (a)  dan  Penanaman  dengan  Pupuk  (b),  dan  Penanaman Tanpa Pupuk (c)
Gambar  4(a)  menunjukan  spektra  FTIR  karet alam berpengisi tepung kulit pisang yang diputihkan sebelum ditanam.  Hasil  uji FTIR sampe yang telah ditanam ditampilkan pada Gambar 4 (b) dan  4  (c).  Dapat  dilihat  pada  Gambar  4  bahwa  ada kemunculan  dan  kehilangan  dari  beberapa  puncak pada  spektrum  FTIR.  Pada  Gambar  4(a)  terdapat puncak 2908,65 cm -1 yang merupakan gugus alkana (CH 3 ),  sedangkan  pada  Gambar  4(b)  terdapat puncak  2954,95  cm -1 yang  juga  merupakan  gugus alkana  (CH 3 ).  Sebelum  penggantungan,  gugus alkana  menunjukan  puncak  yang  tajam,  sementara sesudah  penggantungan,  puncak  menjadi  datar  dan kehilangan  intensitas.  Gugus  polisakarida  pada puncak 1031,92 cm -1 dan 1002,98 cm -1 pada sampel sebelum penanaman juga hilang. Setelah penanaman, muncul puncak yang lebar 3570,24 cm - 1 (b),  dan  3562,52  cm -1 dan  3541,31  cm -1 (c)  yang merupakan gugus hidroksil (O-H) yang menandakan  bahwa  mikroba  telah  menembus matriks  karet  dan  menguraikan  polisakarida menjadi alkohol. Pada Gambar 4(c) terdapat puncak 2873,29  cm -1 dan  2746,63  cm -1 yang  merupakan gugus aldehida (C-H). Puncak 1176,58 cm -1 (b) dan 1157,29 cm -1 (c) yang merupakan gugus keton (C-C) sebelumnya  tidak  ada  pada  Gambar  4(a)  juga muncul yang menandakan bahwa cis-1,4- poliisoprena  karet  alam  telah  diurai  oleh  mikroba menjadi aldehida dan keton [1].

## Kesimpulan
Penambahan  pembebanan  tepung  kulit  pisang yang  diputihkan  akan  meningkatkan  kemampuan biodegradasi produk lateks karet alam. Pembebanan pengisi  10  bsk  adalah  pembebanan  dengan  sifat biodegradasi yang paling bagus, sementara
pembebanan pengisi lebih lanjut malah menurunkan kemampuan  biodegradasi.  Proses  biodegradasi produk  yang  ditanam  dengan  pemupukan  lebih cepat  dibanding  produk  yang  tanpa  pemupukan. Hasil FTIR menunjukan bahwa cis-1,4-poliisoprena berhasil  digunakan  sebagai  sumber  karbon  dan diuraikan oleh mikroba.

## Daftar Pustaka
[1] A.  Tsuchii,  T.  Suzuki,  dan  K.  Takeda.  Appl. Environ. Microb. 50 (4), pp.965 – 970, 1985.
[2] A.  Linos,  M.M.  Berekaa,  R.  Reichelt,  U. Keller,  J.  Schmitt,  H.  C.  Fleming,  R.  M. Kroppenstedt,  dan    A.  Steinbuchel. Appl. Environ. Microb. 66 (4), pp.1639-1645, 2000.
[3] E.  Cheriandan  K.  Jayachandran.  Int.  J. Environ. Res. 3(4), pp.599-604, 2009.
[4] N.  Rattanasom,  T.  Saowapark,  dan  C. Deeprasertkul.  Polym.  Test.  26  pp.  369-377, 2006.
[5] K.  Rose,  dan  A.  Steinbuchel.  Appl.  Environ. Microb. 71, p.2803-2812, 2005.
[6] B.  A.  Anhwange,  T.  J.  Ugye  dan  T.  D. Nyiaatagher. E.  J.  of  Env.,  Agri.,  and  Food Chem. 8(6), pp.437-442, 2008.
[7] H.  Harahap,  A.  Boy  dan  N.  Sitorus . J.  Ilmu Pengetahuan  dan  Terapan  Reintek  6(1), pp.23-30, 2011.
[8] H.  M.  Rifaat,  dan  M.  A.  Yosery.  Appl.  Eco. Environ. Res. 2(1), pp.63-70. 2004.
[9] B.  J.  Zyska. Microbial  Biodeterioration, Economic  Microbiology .  Penerbit  Academy Press, London. pp.323-385, 1981.
[10] C.  E.  Zobell,  dan  J.  D.  Beckwith. J.  Am. Water Work Associat. 36, pp.439-453,1994.