6 tuti hartati

Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan Vol. 5 No. 2, Desember 2010

135

*) Peneliti pada Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan, KKP;E-mail:[email protected]

EFEKTIVITAS KMK DAN NA2EDTA DALAM MENGABSORBSI PAPARAN

MERKURI PADA IKAN LELE (Clarias batrachus)

Tuti Hartati Siregar*), Nandang Priyanto*), dan Dwiyitno*)

ABSTRAK

Penelitian ini dilaksanakan untuk mengamati efektivitas karboksimetil kitosan (KMK) sebagaibahan pengkelat alami dan Na

2EDTA sebagai bahan pengkelat sintetis logam berat merkuri (Hg)

pada ikan lele. Ikan lele yang digunakan adalah jenis lele dumbo yang diperoleh dari Bogor. Ikandipelihara dalam kolam berukuran 380 x 150 x 60 cm3. Air kolam sebanyak 570 L yang berisi 200ekor ikan lele dipapar dengan Hg 6090 ppb secara bertahap selama 1 bulan dan penggantianair kolam dilakukan setiap minggu. Sebelum pemaparan dengan Hg dilakukan, ikan leledikondisikan pada kolam percobaan selama 1 minggu. Pada minggu ke dua ikan dipapar merkuri60 ppb, kemudian konsentrasi merkuri dinaikkan 15 ppb setiap minggu sampai dengan mingguke empat. Pemaparan dihentikan setelah minggu ke empat. Setelah itu ikan dipanen kemudiandifilet dan dikelat dengan cara direndam dalam larutan KMK dan Na

2EDTA masing-masing pada

konsentrasi 0; 0,5; 1,0; dan 1,5% selama 0, 30, 60, dan 90 menit. Perendaman dalam air digunakansebagai kontrol terhadap perlakuan tersebut. Setiap perlakuan diulang sebanyak 3 kali.Pengamatan yang dilakukan meliputi kandungan awal dan kandungan akhir Hg setelah perlakuanperendaman. Analisis dilakukan menggunakan instrumen AAS (Perkin Elmer tipe Aanalyst 800).Hasil pengamatan menunjukkan bahwa perendaman dalam KMK dan Na

2EDTA 0,5% selama 30

menit memberikan hasil yang terbaik, dan tidak ada perbedaan antara KMK dan Na2EDTA dalam

fungsinya sebagai absorben logam berat.

ABSTRACT: Effectiveness of carboxymethyl chitosan and Na2EDTA in the absorbtion of

mercury exposed on catfish (Clarias batrachus). By: Tuti Hartati Siregar,Nandang Priyanto and Dwiyitno

This research was conducted to observe the effectiveness of carboxymethyl chitosan (CMCts)as a natural chelating agent and Na

2EDTA as synthetic chelating agent for heavy metal mercury

(Hg) in catfish. Catfish used in this experiment was Clarias batrachus obtained from Bogor. Twohundreds catfish were reared in a pond 380 x 150 x 60 cm3 filled with 570 L of water and exposedto 6090 ppb mercury gradually over a month and water was changed every week. Firstly, catfishwere placed in the pond without addition of Hg. After one week, water was exposed to 60 ppb of Hg.Furthermore, concentration of Hg was increased gradually by 15 ppb every week until week 4th. Atthe end of the fourth week, catfish were harvested, filleted, and immersed in CMCts and Na

2EDTA

solution at concentration of 0; 0.5; 1.0 and 1.5% for 0, 30, 60 and 90 minutes. Immersion in waterwas used as control. The treatment was done in 3 replicates. The observations were conducted onHg content before and after treatment. Analysis of Hg content was performed using AAS instrument(Perkin Elmer type Aanalyst 800). Results showed that the best treatment was immersion in either0.5% CMCts or 0.5% Na

2EDTA for 30 min, and no significant differences observed between

CMCts and Na2EDTA in their function as Hg absorbent.

KEYWORDS: African catfish, carboxymethyl chitosan, Na2EDTA, mercury

PENDAHULUAN

Pembuangan limbah industri yang tidak terkontrolke lingkungan perairan akan berdampak padakehidupan organisme yang berada dalam lingkungantersebut. Salah satu pencemaran air adalahmasuknya logam berat berbahaya seperti merkuri (Hg)ke dalam air tersebut. Palar (1994) menyatakan bahwakeracunan yang diakibatkan oleh logam merkuri dalamtubuh umumnya bersifat permanen serta dapatmengakibatkan keracunan akut dan keracunan kronis.

Direktorat Jenderal POM dalam Kep. Ditjen POMNo. 03725/B/SK/1989 menetapkan batas maksimumakumulasi logam Hg dalam tubuh ikan dan organisme

untuk dikonsumsi sebesar 0,5 ppm (Anon., 1989).

OConnel et al. (2008) mengatakan bahwa reduksilogam berat dalam lingkungan perairan dapatdilakukan dengan berbagai metode seperti absorbsi,pengendapan, penukar ion, filtrasi membran danreduksi elektrokimia. Di antara semua metode yangtersedia, metode absorbsi merupakan metode yang

136

T.H. Siregar, N. Priyanto, dan Dwiyitno

terbaik karena pengoperasiannya lebih cepat danbiayanya lebih ekonomis.

Penelit ian dan modif ikasi absorben untukmengurangi cemaran logam berat dalam perairan telahbanyak dilakukan. Wang et al. (2003), mengabsorbsiCo dan Zn dari air dengan berbagai absorben sepertiFe

2O

3, Fe

3O

4, FeS, pelet Mg, Cu, Zn, Al, dan Fe.

Uheida et al. (2006) membuat nanopartikel dari Fe2O

4

dan g-Fe2O

3 dalam berbagai variasi pH dan waktu

untuk mengabsorbsi Co2+ dari larutan. Girginova etal. (2010) mencoba memanfaatkan teknik pemisahanmagnetik untuk menarik ion Hg2+ dari air dengan caramembuat silika yang dilapisi dengan partikel magnet.

Kitin dan kitosan merupakan produk samping darilimbah perikanan khususnya limbah krustasea (udangdan kepiting) yang berpeluang untuk dimanfaatkandalam industri. Gugus amino dan hidroksil yang terikatpada kitin dan kitosan serta turunannya menyebabkansenyawa-senyawa tersebut mempunyai kreatifitaskimia yang tinggi dan sifat polielektrolit kation yangdapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger),serta dapat berperan sebagai absorben logam beratdalam air limbah (Rinaudo & Domard, 1989).

Kitosan hanya larut dalam asam (umumnya dalamasam lemah) dan kelarutannya menurun seiringdengan kenaikan pH (Koide,1998). Hal ini menjadikendala dalam pemanfaatannya secara luas terutamadalam industri farmasi, kosmetik, dan pangan, karenabanyak produk aplikasi dari industri-industri tersebutyang menuntut penggunaan kitosan yang bersifat larutdalam air. Modifikasi kitosan dapat meningkatkankelarutannya dalam pH netral. Chung et al. (2005)memodifikasi kitosan menjadi maltosa-kitosan melaluireaksi Maillard. Zhang et al. (2003) menambahkangugus o-suksinil untuk meningkatkan kelarutankitosan dalam media air. Bader & Birkholz (1997)mereaksikan kitosan dengan monokloro asetat untukmenghasilkan KMK yang larut dalam air. Berdasarkansifat-sifat yang dimiliki, kitosan dan turunannya dapatdigunakan sebagai absorben logam berat yang larutdalam air.

Percobaan untuk membandingkan efektifitasgaram dari NTA, EDTA, DDTA, DTPA, dan DDC dalammengkelat logam berat secara in vivo pada ikanNotopterus notopterus, telah dilakukan dan hasilnyamenunjukkan bahwa Na

2EDTA memberikan hasil yang

lebih baik dalam mengkelat Hg dibanding bahanpengkelat lainnya (Verma et al., 1981).

Tujuan dari penel i t ian ini adalah untukmembandingkan efektifitas KMK dan Na

2EDTA dalam

mengkelat logam berat Hg, serta mengetahuikonsentrasi keduanya dan lama waktu perendamanyang efektif untuk menurunkan kandungan logam beratHg dalam daging ikan.

BAHAN DAN METODE

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahikan lele (Clarias batrachus) berukuran + 250 gramper ekor yang diperoleh dari pembudidaya ikan di Bogor,Jawa Barat. Kitin yang berasal dari limbah udangsebagai bahan baku untuk membuat KMK diperolehdari CV. Dinar, Bogor dengan nilai derajat deasetilasisebesar 37%.

Prosedur Pemaparan Merkuri pada IkanLele

Percobaan dilakukan dengan pemaparan logammerkuri pada ikan yang masih hidup untukmemastikan daging ikan yang digunakan dalampenelitian mengandung logam berat dan diketahuikonsentrasinya secara pasti. Pemaparan logam beratdilakukan dengan mengacu metode Verma et al.(1981) dengan modifikasi pada konsentrasi merkuriyang digunakan selama pemaparan. Pada percobaanini pemaparan merkuri dilakukan secara bertahapuntuk menghindari stres pada ikan lele sedangkanpada metode Verma et al. (1981) pemaparan dilakukandengan konsentrasi yang sama dari awal sampai akhiryaitu 90 ppb.

Ikan lele sebanyak 200 ekor masing-masingberukuran + 250 g ditempatkan pada kolam berukuran380 x 150 x 60 cm3 yang diisi air 570 L. Pada minggupertama ikan dikondisikan pada kolam percobaantanpa pemaparan merkuri. Setelah satu minggudiambil 10 ekor ikan lalu dipelihara pada akuariumuntuk selanjutnya digunakan sebagai kontrol.Pemaparan merkuri dilakukan secara bertahap setiapminggu dari minggu kedua sampai minggu keempatberturut-turut sebesar 60, 75, dan 90 ppb.Penggantian air kolam dilakukan setiap minggu saatdilakukan peningkatan konsentrasi paparan merkuri.Pada minggu pertama merkuri berbentuk HgCl

2

ditimbang sebanyak 34,2 mg lalu dilarutkan dalamair, kemudian dimasukkan dalam kolam dan airnyaditepatkan sampai 570 L. Pada minggu ketiga dankeempat, jumlah HgCl

2 yang ditambahkan berturut-

turut adalah 42,75 mg dan 51,3 mg. Pada minggukelima ikan dipanen untuk kemudian dianalisiskandungan merkurinya.

Prosedur Pembuatan Kitosan

Pembuatan kitosan dari kitin dilakukan denganmenggunakan metode Dwiyitno et al. (2004).

Prosedur Pembuatan Karboksimetil Kitosan

Pembuatan KMK dilakukan dengan menggunakanmetode Bader & Birkholz (1997) yang telahdimodif ikasi oleh Dwiyitno et al. (2004).


137

Derajat deaset i lasi kit in, ki tosan, dan KMKyang digunakan dalam penelitian ini dianalisismenggunakan alat spektrometer FTIR (Perkin Elmertype Spectrum One).

Perlakuan Percobaan

Analisis kadar merkuri dalam daging ikan dilakukanmenggunakan metode analisis biota oleh Hutagalunget al. (1997). Daging ikan lele difilet, kemudianditimbang untuk masing-masing perlakuan 150 gram.Daging ikan direndam masing-masing dalam larutanKMK dan Na

2EDTA dengan konsentrasi 0; 0,5; 1,0;

dan 1,5% selama 30, 60, dan 90 menit. Setiapperlakuan diulang sebanyak 3 kali. Preparasi sampeldilakukan dengan menggunakan metode Hulagalunget al. (1997). Pengukuran kadar merkuri menggunakanalat AAS (Atomic Absorbtion Spectrophotometry)Perkin Elmer Aanalyst 800. Sampel yang berupa filetdaging ikan lele sebelum dan sesudah perlakuandianalisis dengan menggunakan alat AAS untukmengetahui besarnya kandungan merkuri. Prinsipmetode penentuan kadar logam berat dengan AASdidasarkan pada Hukum Lambert-Beer, yaitubanyaknya sinar yang diserap berbanding lurusdengan kadar zat. Pengatoman dilakukan denganmenambahkan zat kimia yang bersifat reduktor yaituNaBH

4. Pengukuran dengan AAS dilakukan dengan

menggunakan detektor deuterium.

Analisis Data

Pengaruh konsentrasi dan lama perendamanlarutan KMK dan Na

2EDTA pada daging ikan lele

dianalisis dengan uji F, yang kemudian dilanjutkandengan uji Duncan pada taraf kepercayaan 95% untukmengetahui adanya perbedaan antar perlakuan.

HASIL DAN BAHASAN

Karakteristik Karboksimetil Kitosan

Kitosan yang diperoleh mempunyai derajatdeasetilasi 47%. Nilai ini belum masuk dalam standarderajat deasetilasi (Li et al., 1992) karena masihberada di bawah 55%. Nilai derajat deasetilasiberhubungan dengan kemampuan kitosan untuk larut

dalam asam lemah. Kitosan yang dihasilkan larutdalam asam asetat 1% dalam waktu satu malam.Hasil analisis KMK dapat dilihat pada Table 1.

Tabel 1 menunjukkan bahwa kadar air KMK yangdihasilkan sudah memenuhi standar yaitu di bawah10% (Li et al., 1992). Kadar air tersebut bisadipertahankan dengan pengemasan yang baik karenakecenderungan KMK yang menarik uap air darilingkungannya. Kelarutan KMK yang dihasilkan cukuptinggi yaitu 98%. Hal ini menunjukkan bahwa KMKtersebut dapat larut dengan baik dalam air walaupunbelum larut sempurna. Derajat deasetilasi KMK yangdihasilkan juga sama dengan produk kitosan awalyaitu 47%. Tidak ada nilai standar derajat deasetilasiuntuk KMK karena yang umum digunakan untukmenentukan kualitas KMK adalah kelarutannya dalamair dan derajat substitusi.

Kandungan Merkuri Ikan Lele

Hasil analisis kandungan merkuri pada daging ikansebelum dan setelah pemaparan selama 4 mingguberturut-turut adalah 3,96 dan 16,60 ppb. Hal inimenunjukkan bahwa ikan lele yang digunakan dalamsampel telah tercemar oleh logam merkuri walaupunmasih dalam jumlah yang kecil. Setelah pemaparanselama 4 minggu kandungan logam merkuri padadaging ikan lele meningkat dari 3,96 menjadi 16,60ppb atau mengalami peningkatan sekitar 4 kali.Dengan nilai ini dipastikan bahwa sampel yangdigunakan dalam penelitian telah mengandung kadarmerkuri yang cukup untuk dikelat.

Hasil analisis kandungan merkuri dalam dagingikan lele menggunakan AAS setelah dikelat selama30 menit dapat dilihat pada Gambar 1. Dari gambartersebut terlihat bahwa kandungan merkuri dalamdaging ikan setelah direndam dalam air selama 30menit cenderung tidak berubah, yaitu dari 16,60 ppbmenjadi 15,25 ppb. Hal ini terjadi karena merkuriterikat kuat dengan daging ikan sementara air tidakbisa mengkelat merkuri tersebut (Mulyono, 2000).

Dari Gambar 1 juga terlihat bahwa baik KMKmaupun Na

2EDTA mampu mengkelat logam berat

sekitar 4050%. Hasil perhitungan statistikmenggunakan uji F yang dilanjutkan dengan uji

Tabel 1. Hasil analisis karboksimetil kitosanTable 1. The property of carboxymethil chitosan

Parameter/Parameter Nila i/Values

Kadar air/W ater content 5%

Kelarutan/Solub ility 98%

Derajat deasetilas i/Deacetylation degree 47%

138


5.0

8.0

11.0

14.0

17.0

20.0

0.5% 1.0% 1.5% 0.5% 1.0% 1.5%

Air/ KMK/

Konsentr

asi H

g/

Hg C

oncentr

ation (

ppb)

WaterCMCtsNa

2EDTA

Duncan menunjukkan bahwa peningkatan jumlahkonsentrasi pengkelat baik Na

2EDTA maupun KMK

cenderung tidak berbeda nyata dalam mengkelatlogam merkuri. Kandungan merkuri dalam daging ikansetelah dikelat dengan Na

2EDTA dan KMK pada

konsentrasi 0,5; 1,0; dan 1,5% tidak berbeda secarasignifikan, tetapi berbeda secara signifikan jikadibandingkan dengan kontrol atau absorbsi merkurimenggunakan air.

Hasil analisis kandungan merkuri dalam dagingikan lele setelah dikelat dengan Na

2EDTA dan KMK

selama 60 dan 90 menit dapat dilihat pada Gambar 2dan 3.

Seperti halnya perlakuan pertama (perendaman 30menit), dari Gambar 2 dan 3 terlihat bahwa air tidak

Gambar 1. Kandungan merkuri pada ikan lele setelah dikelat selama 30 menit.Picture 1. Mercury content in catfish after 30 minute chelating process.

efektif digunakan untuk mengurangi logam berat dalamdaging ikan lele. Kemampuan Na

2EDTA dan KMK

dalam mengabsorbsi merkuri setelah perendamanselama 60 dan 90 menit cenderung sama denganperlakuan perendaman selama 30 menit, yaitu sekitar4050%. Hasil perhitungan statistik dengan uji F yangdilanjutkan dengan uji Duncan juga menunjukkan tidakada perbedaan nyata antara perendaman selama 30,60, maupun 90 menit. Berdasarkan waktu yangdibutuhkan untuk mengkelat dan konsentrasi merkuriyang bisa dikelat, perendaman selama 30 menitmerupakan waktu yang lebih efektif untuk mengurangikandungan logam berat dalam daging ikan lele.Konsentrasi merkuri yang terpapar dalam daging ikanlele masih jauh di bawah ambang batas. Ditjen POMmelalui peraturan Kep. Ditjen POM No. 03725/B/SK/


5.0

8.0

11.0

14.0

17.0

20.0

0.5% 1.0% 1.5% 0.5% 1.0% 1.5%

Air/ KMK/

Konsentr

asi H

g/

Hg C

oncentr

ation (

ppb)

WaterCMCtsNa

2EDTA


139

1989 mensyaratkan ambang batas maksimum merkuriyang dibolehkan ada dalam bahan pangan adalah 500ppb atau 0,5 ppm (Anon., 1989)

KESIMPULAN

Na2EDTA dan KMK cukup efektif untuk mengurangi

cemaran merkuri dalam daging ikan lele yaitu sekitar4050%.Peningkatan konsentrasi Na

2EDTA dan KMK,

serta lama perendaman cenderung tidak menambahefektifitas kedua bahan tersebut dalam mengurangicemaran merkuri. Perendaman dalam larutanNa

2EDTA maupun KMK pada konsentrasi 0,5%

selama 30 menit sudah cukup efektif mengurangicemaran merkuri dalam daging ikan lele.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1989. Batas Maksimum Akumulasi Logam Hgdalam Tubuh Ikan dan Organisme untukDikonsumsi. Kep. Ditjen POM No. 03725/B/SK/1989.

Bader, H.J., and Birkholz, E., 1997. Teaching chitinchemistry. In Muzzareli and Peter, M.G. (eds.). ChitinHandbook. European Chitin Society. p. 507519.

Chung,Y.C., Kuo, C.L., and Chen,C.C. 2005. Preparationand important functional properties of water-solublechitosan produced through Maillard reaction.Bioresour. Technol. 96(13): 14731482.

Dwiyitno, Basmal, J., dan Mulyasari. 2004. Pengaruhsuhu esterifikasi terhadap karakteristik karboksimetilkitosan (CMCts). J. Penel. Perik. Indonesia. EdisiPasca Panen. 10(3): 6773

Girginova, P.I., Daniel-da-Silva,A.L., Lopes, C.B., Figueira,P., Otero, M., Amaral, V.S., Pereira,E. and Trindade, T.2010. Silica coated magnetite particles for magnetic

removal of Hg2+ from water J. Colloid Interface Sci.345(2): 234240.

Hutagalung H.P., Setiapermana, D., dan Riyono, S.H.1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen dan Biota.Buku 2. Puslitbang Oceanologi LIPI. Jakarta. p.5979.

Koide, S.S. 1998. Chitin-chitosan: properties, benefitsand risks. Nutr. Res. 18(6): 10911101.

Li, Q., Dunn, E.T., Grandmaison, E.W., and Goosen, M.F.A.1992. Applications and properties of chitosan. J.Bioact. Compat. Polym. 7(4): 370397.

Mulyono, D. 2000. Teluk Jakarta dan kualitas hasilperikanan. Lingkungan dan Pembangunan. 20(2):117123.

OConnell, D.W., Birkinshaw, C., and Odwyer, T.F. 2008.Heavy metal absorbents prepared from themodification of cellulose: A review. Bioresour.Technol. 99(15): 67096724.

Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi LogamBerat. Rineka, Jakarta. 152 pp.

Rinaudo, M. and Domard, A. 1989. Solution properties ofchitosan. In Braek, G.S., Anthonsen, T., and Stanford,P. (eds.). Chitin and Chitosan. Elsevier SciencePublisher Ltd, NYC, US

Uheida, A., Salazar-Alvarez, G., Bjrkman, E., Yu, Z.,Muhammed, M. 2006. Fe

3O

4 and -Fe

2O

3

nanoparticles for the absorbtion of Co2+ from aqueoussolution. J. Colloid Interface Sci. 298(2): 501507.

Verma, S.R., Jain, M., and Dalela, R.C. 1981. In vivoremoval of a few heavy metals in certain tissues ofthe fish Notopterus notopterus. Environ. Res. 26: 328334.

Wang, Y.H., Lin, S.H., and Juang, R.S. 2003. Removal ofheavy metal ions from aqueous solutions usingvarious low cost absorbents. J. Hazard. Mater. 102(2-3): 291302.

Zhang, C., Ping, Q., Zhang, H., and Shen, J. 2003.Synthesis and Characterization of Water Soluble O-Succinyl Chitosan. Eur. Poly. J. 39: 16291634.

5.0

8.0

11.0

14.0

17.0

20.0

0.5% 1.0% 1.5% 0.5% 1.0% 1.5%

Air/ KMK/

Konsentr

asi H

g/

Hg C

oncentr

ation (

ppb)

WaterCMCtsNa

2EDTA


140


6 tuti hartati

Documents