19-167 BIOEMIDIASI LIMBAH CAIR TAHU MENJADI NATA DE SOYA SEBAGAI PENGEMBANGAN BAHAN AJAR IPA TERAPAN KELAS XI DI SMK NEGERI 1 JOMBANG Bioremediation of waste Liquid Know be Nata De Soya as the material development of Materials Science Applied Class XI in SMK Negeri 1 Jombang 1
1
2
Santoso , Mohamad Amin , Endang Suarsini 1
Pendidikan Biologi, Pascasarjana Universitas Negeri Malang-Jln.Semarang No. 5 Malang 2
SMK Negeri 1 Jombang-Jln. Dr. Sutomo No. 15 Jombang Email:
[email protected], 085648525316
Abstract: Cellulose is a carbohydrate-shaped fibers that are very abundant in nature and have an important role as raw material for various types of industries. This research used on liquid waste bacteria growth media knows as aA xylinum for cellulose synthesis of nata de soya with addition of granulated sugar and molasses as carbon source in a different concentration. Want to know the influence range of carbon sources and concentration of heavy, thick and heavy rough fiber layers of nata de soya as well as carbon sources and concentration of the best produce heavy, thick and heavy rough fiber. Two kinds of carbon sources examined granulated sugar with molasses and carbon sources, each with three concentrations, i.e. 5%, 7.5% and 10%. Observation of heavy, thick and heavy rough fiber produced is carried out on the 14th. Results of the study showed that the higher the concentration of the carbon source both granulated sugar and molasses that is given it will be the greater weight of the heavy, thick and coarse layer of cellulose fibers produced significant weight differences and demonstrate, thick and weighs roughly after fiber held ujo Anava. Carbon source of granulated sugar 10% generate heavy, thick, and coarse Cellulose fiber weight of the most high. The research results developed into learning materials in the form of handouts on Applied SCIENCE subjects in class XI CMS. in KD. 3.14:
Components
description of ecosystems, pollution, and the impact of living beings and KD. 4.14: Do the handling of waste in the environment Keywords: carbon source, nata de soya, handouts
PENDAHULUAN
limbah berupa limbah padat dan limbah
Makanan tahu sebagai makanan
cair (whey). Limbah padat (ampas tahu)
enak , sehat dan terjangkau sangat dikenal
digunakan untuk pakan ternak seperti sapi,
dan digemari oleh peserta didik di SMK
kambing, ayam, dan lain-lain maupun diolah
Negeri 1 Jombang maupun masyarakat
menjadi tempe (‘tempe embus’), sedangkan
pada umumnya. Sehingga banyak industri
limbah cair dari pengolahan tahu belum
besar maupun industri rumah tangga
sama sekali dimanfaatkan. Limbah cair tahu
pembuatan tahu banyak ditemukan di
umumnya langsung dibuang ke sungai
kabupaten Jombang, Jawa Timur. Proses
tanpa melalui pengolahan lebih dulu atau
pembuatan
dibuang
1012
tahu
akan
menghasilkan
dengan
Biologi, Sains, Lingkungan, dan Pembelajarannya_
mengalirkan
secara
terbuka di sekitar rumah . Limbah cair tahu
1991), umumnya menggunakan gula pasir
sangat
lingkungan
karena harganya relatif murah. Gula pasir,
(Darsono, 2007). Bila limbah ini dibuang ke
gula meja, atau gula putih merupakan
perairan akan menyebabkan gangguan pada
sukrosa
ekosistem perairan, mencemari air tanah
gabungan dua gula lain yang lebih
dan air permukaan juga mengganggu
sederhana yaitu fruktosa dan glukosa
kesehatan masyarakat sekitar (Damayanti,
(Pakpahan, 2012). Sumber karbon yang
et al., 2004).
Agar tidak menimbulkan
lain dapat digunakan molase, yaitu hasil
permasalahan lingkungan limbah cair tahu
samping yang berasal dari pembuatan gula
diperlukan penanganan. Nisa, et al, (2001)
tebu. Molase merupakan cairan kental dan
telah
berpotensi
merusak
merupakan
tahu
diperoleh dari tahap pemisahan kristal gula
produksi
nata.
dan tidak dapat dibentuk lagi menjadi
Penggunaan limbah cair tahu sebagai
sukrosa namun masih mengandung gula
medium pertumbuhan bakteri merupakan
dengan kadar tinggi 50-60%, asam amino
teknik bioremidiasi yaitu proses yang
dan mineral. Molase atau dikenal dengan
menggunakan
atau
tetes tebu adalah produk samping industri
atau
pengolahan gula yang masih mengandung
pencemar.
beberapa bahan yang berguna. Menurut
Mikroorganisme yang digunakan adalah
Paturau (1982) dalam Mulyanto (2006),
bakteri Acetobacter xylinum .Pengolahan
molase mengandung kadar gula sekitar 50%
limbah cair tahu menjadi nata de soya
- 60%, sejumlah asam amino, dan mineral.
media
organisme
untuk
mikroorganisme
untuk
mengurangi
limbah
yang
cair
sebagai
menggunakan
murni,
menghilangkan racun
dimungkinkan dilakukan karena air tahu
Penelitian diharapkan diperoleh
masih mengandung bahan organik (protein,
konsentrasi gula pasir dan molase serta
lemak,
sumber
dan
karbohidrat)
yang
bisa
karbon
yang
tepat
digunakan sebagai media pertumbuhan
menumbuhkan
bakteri nata (Sarwono dan Saragih, 2001).
secara optimal yang ditunjukkan dengan
Limbah
media
menghasilkan kualitas nata dari segi berat,
merupakan
ketebalan, dan berat serat kasar yang
cair
pertumbuhan
tahu nata
sebagai yang
adaptasi dari penelitian sejenis tentang nata yang biasanya diproduksi dari air
Acetobacter
dapat xylinum
optimal. Hasil
penelitian
bioremidiasi
kelapa atau air buah sebagai media
limbah cair tahu menjadi nata de soya
fermentasi
dikembangkan
mengandung
karena bahan
sama-sama organik.
menjadi
bahan
ajar
Pada
berbentuk handout IPA Terapan kelas XI
penelitian ini adalah menggunakan teknik
SMK bidang keahlian Pariwisata, pada
bioremidiasi pada limbah cair tahu menjadi
kompetensi
nata de soya.
Mendiskripsikan
Sumber karbon bagi pertumbuhan A.xylinum yang menghasilkan selulosa
dasar
(KD)
komponen
3.14: ekosistem,
pencemaran dan dampaknya bagi makhluk hidup dan
kompetensi dasar (KD) 4.14:
dapat berasal dari berbagai sumber (Ross,
Seminar Nasional XI Pendidikan Biologi FKIP UNS
1013
Melakukan penanganan limbah yang ada di
2.
lingkungan.
Pengambilan molase Molase diambil dari Pabrik Gula Cukir
Dengan
praktikum
bioremidiasi
Jombang
sebanyak
1,5
liter
dan
limbah cair tahu menjadi nata de soya
ditempatkan dalam botol bekas wadah air
diharapkan proses pembelajaran materi
mineral.
komponen ekosistem, pencemaran dan
3.
dampaknya bagi makhluk
hidup dengan
Langkah bioremidiasi limbah cair tahu oleh bakteri Acetobacter xylinum
melakukan penanganan limbah yang ada di
Limbah cair tahu 2 liter yang sudah
lingkungan dapat mencakup ranah sikap,
ditambah 2 x 0,25 gram yeast dan 2 x 5
pengetahuan serta keterampilan. Menurut
gram amonium sulfat (ZA) per liter direbus
Permendikbud RI Nomor 65 tahun 2013,
sampai mendidih ditambahkan sumber
untuk mendorong kemampuan peserta
karbon gula pasir 10% dan asam cuka
didik
karya
secukupnya untuk menjaga pH 3-4 terus
maupun
dimasukkan loyang plastik (per loyang 0,5
disarankan
liter). Proses yang sama dilakukan dengan
menggunakan pendekatan pembelajaran
penambahan sumber karbon gula pasir
yang
berbasis
7,5%, 5% maupun sumber karbon molase
based
10%, 7,5%, dan 5%. Campuran tersebut
untuk
konstektual, kelompok
menghasilkan baik
maka
individual sangat
menghasilkan
pemecahan
karya
masalah
(project
learning). Peserta didik yang memiliki
kemudian
pengetahuan dan keterampilan pembuatan
kemudian kultur air Acetobacter xylinum
nata de soya dapat menjadi bekal hidup
1/10 larutan kemudian dimasukkan. Loyang
berwirausaha
plastik ditutup dengan kertas sampul coklat
di
masyarakat
kelak
kemudian hari.
dibiarkan
menjadi
dingin,
dan diikat dengan karet gelang. Pemeraman dilakukan selama 14 hari pada suhu kamar.
METODE PENELITIAN
Setelah 14 hari lapisan nata yang terbentuk
Penelitian bersifat ekperimen dan pengembangan
ajar.
media
dikeluarkan
dari
Penelitian
loyang. Setelah itu dilakukan penimbangan
eksperimen akan menguji pengaruh macam
berat basah, pengukuran tebal lapisan nata,
dan konsentrasi sumber karbon gula pasir
dan diambil sampel untuk diukur berat
maupun molase terhadap kualitas nata de
kering serta berat serat kasarnya
soya dari segi berat, tebal dan berat serat
4.
kasar. Untuk
bahan
dipermukaan
Analisa Data
penelitian pengembangan
Data berat, tebal dan berat serat
adalah mengembangkan bahan ajar IPA
kasar lapisan yang dihasilkan dirata-rata.
Terapan kelas XI SMK berbasis penelitian .
Bila ada perbedaan akan dilakukan analisis
1.
faktorial anova untuk mengetahui apakah
Pengambilan limbah cair tahu
Limbah cair tahu diambil dari industri
perbedaan itu nyata atau tidak, bila
rumah tangga tahu milik bapak Iksan yang
perbedaannya nyata dilanjutkan dengan uji
berlokasi di desa Bandung, kecamatan
Tukey
Diwek, kabupaten Jombang Jawa Timur.
nyatanya.
1014
untuk
mengetahui
Biologi, Sains, Lingkungan, dan Pembelajarannya_
letak
beda
HASIL DAN PEMBAHASAN Kualitas
nata
dan macam serta konsentrasi sumber de
soya
yang
karbon
yang
digunakan.
Macam
terbentuk dari aktivitas bakteri Acetobacter
konsentrasi sumber karbon adalah
xylinum dipengaruhi oleh oleh beberapa hal
mempengaruhi
antara lain pH, suhu, kandungan oksigen
mensintesa selulosa.
bakteri
dan akan
tersebut
Tabel 1 Hasil Pengukuran Berat Lapisan Nata de soya PERLAKUAN
Berat Lapisan Nata de soya (gr) Pada Ulangan
Macam Sumber Karbon
Konsentrasi Sumber Karbon
1
2
3
4
Gula pasir
5% 7.5% 10%
5,45 14,48 23,41
6,18 10,80 20,05
5,36 12,41 22,96
Molase
5% 7.5% 10%
2,58 4,85 10,09
2,57 4,28 9,93
2,96 5,63 10,02
Hal ini membuktikan bahwa semakin
∑
Rerata
5,51 13,50 19,55
22,49 51,18 85,96
5,62 12,80 21,49
2,09 5,83 10,34
10,20 20,58 40,38
2,55 5,14 10,09
nata, begitu juga semakin tinggi konsentrasi
tinggi konsentrasi gula pasir semakin berat
molase semakin meningkat beratnya.
Tabel 2 Hasil Pengukuran Tebal Lapisan Nata de soya Tebal Lapisan Nata DeSoya (mm) Pada Ulangan
PERLAKUAN Macam Sumber Karbon Gula pasir
Konsentrasi Sumber Karbon 5% 7.5% 10% 5% 7.5% 10%
Molase
∑
Rerata
1
2
3
2,3 5,0 5,5
2,5 3,3 5,5
2,5 5,0 4,5
3,0 4,5 5,5
10,25 17,75 21
2,6 4,4 5,3
3 2,5 4,5
2 2,5 4,5
2 3 4,1
2 2,5 4,5
9 10,5 17,6
2,3 2,6 4,4
Hal ini membuktikan bahwa semakin
4
nata, begitu juga semakin tinggi konsentrasi
tinggi konsentrasi gula pasir semakin tebal
molase semakin meningkat ketebalannya.
Tabel 3 Hasil Pengukuran Berat Serat Kasar Lapisan Nata de soya Berat Serat Kasar Nata de soya (gr) Pada Ulangan
PERLAKUAN Macam Sumber Karbon Gula pasir
Molase
∑
Rerata
2,06 4,68 4,30
6,65 18,15 19,64
1,66 4,54 4,91
0,94 2,34 3,55
4,40 8,89 14,96
1,1 2,22 3,74
Konsentrasi Sumber Karbon 5% 7.5% 10%
1
2
3
4
1,50 5,24 5,24
1,78 3,74 4,86
1,31 4,49 5,24
5% 7.5% 10%
0,94 2,06 3,55
0,84 1,68 3,93
1,68 2,81 3,93
Seminar Nasional XI Pendidikan Biologi FKIP UNS
1015
Hal ini membuktikan bahwa semakin tinggi
tabel (3,56) atau nilai signifikansi (0,02)
konsentrasi gula pasir semakin meningkat
lebih kecil dari alpha 5% (0,05), sehingga
berat serat kasar nata, begitu juga semakin
dinyatakan bahwa terdapat perbedaan yang
tinggi
semakin
nyata antar interaksi perlakuan faktor
meningkat berat serat kasarnya. Hal ini
macam dan konsentrasi sumber karbon
disebabkan
dengan
tersebut. Berdasarkan pengujian lanjutan,
molase
diketahui bahwa nata de soya pada sumber
konsentrasi
penambahan
nata gula
molase de
soya
pasir
dan
memiliki kepadatan yang berbeda. Nata de
karbon
soya
pasir
mempunyai tebal lapisan terbesar, dan nata
memiliki tektur yang kenyal, padat, dan
de soya pada sumber karbon molase
kompak sehingga memiliki berat, tebal dan
konsentrasi 5,0% mempunyai tebal lapisan
berat serat kasar yang lebih tinggi. Nata de
terkecil. Berdasarkan berat serat kasar
soya dengan penambahan molase memiliki
lapisan nata de soya menghasilkan nilai F
tektur yang kurang kenyal, padat, dan
hitung (8.5) dan lebih besar dari nilai F tabel
kompak sehingga memiliki berat, tebal dan
(3,56) atau nilai signifikansi (0,01) lebih kecil
berat serat kasar yang lebih rendah
dari alpha 5% (0,05), sehingga dinyatakan
daripada nata de soya yang ditambah
bahwa terdapat perbedaan yang nyata
dengan gula pasir. Hasil penelitian ini
antar interaksi perlakuan faktor macam dan
didukung dengan hasil uji lanjut yang
konsentrasi sumber karbon tersebut.
dengan
penambahan
gula
gula
pasir
konsentrasi
10%
menunjukkan bahwa perlakuan dengan
Hasil penelitian ini dengan interaksi
penambahan sumber karbon gula pasir
perlakuan antara macam dan konsentrasi
konsentrasi 10% memberikan pengaruh
sumber
paling tinggi terhadap rerata berat, tebal
perbedaan pada kualitas nata yang terbuat
dan lapisan nata yang terbuat dari limbah
dari limbah cair tahu berdasarkan berat
cair tahu dan berbeda nyata dengan
serat kasar lapisan nata yang terbentuk. Hal
perlakuan penambahan molase.
ini menunjukkan perlakuan macam sumber
karbon
menunjukkan
adanya
Berdasarkan hasil uji statistik faktorial
karbon yang ditambahkan yaitu gula pasir
anova terhadap interaksi perlakuan faktor
dan molase serta konsentrasi sumber
macam dan konsentrasi sumber karbon
karbon berpengaruh signifikan terhadap
berdasarkan berat kering lapisan nata de
berat
soya menghasilkan nilai F hitung (28,98) dan
dihasilkan. Hasil uji lanjut menunjukkan
lebih besar dari nilai F tabel (3,56) atau nilai
bahwa semakin tinggi konsentrasi gula pasir
signifikansi (0,00) lebih kecil dari alpha 5%
dan molase yang ditambahkan pada proses
(0,05), sehingga dinyatakan bahwa terdapat
pembuatan nata de soya, semakin tinggi
perbedaan yang nyata antar interaksi
berat
perlakuan faktor macam dan konsentrasi
Pembuatan
sumber karbon tersebut. Berdasarkan tebal
penambahan sumber karbon gula pasir
lapisan nata de soya menghasilkan nilai F
konsentrasi 10% paling tinggi berat serat
hitung (5,01) dan lebih besar dari nilai F
kasarnya.
1016
serat
serat
kasar
nata nata
Biologi, Sains, Lingkungan, dan Pembelajarannya_
lapisan
nata
yang de
soya
yang
dihasilkan. dengan
Hasil ini sama dengan penelitian
SIMPULAN DAN SARAN
Sulistyo et al.(2010) yang memvariasikan
SIMPULAN
gula pasir dan molase sebagai sumber
1.
Perbedaan macam dan konsentrasi
karbon. Hasil yang mereka dapatkan adalah
sumber karbon gula pasir dan molase
variasi konsentrasi molase dan gula akan
dalam bioremidiasi limbah cair tahu
memberikan
menjadi nata de soya mempengaruhi
terhadap
pengaruh yang signifikan
berat
yang
berat, tebal dan berat serat kasar nata
menurut
de soya. Semakin tinggi konsentrasi
Sulistyo et al.(2010) hasil berat nata dengan
gula pasir maka semakin tinggi berat,
menggunakan molase 10% hampir sama
tebal dan berat serat kasar nata de
dengan menggunakan gula 10%, sedangkan
soya yang dihasilkan.
dihasilkan.
lapisan
Namun
selulosa
berbeda,
pada penelitian ini sangat berbeda nyata.
2.
Sumber
karbon
gula
pasir
pada
Hasil validasi ahli mikrobiologi ahli
konsentrasi 10% dalam bioremidiasi
mikrobiologi yaitu sebesar 95,9% dan oleh
limbah cair tahu menjadi nata de soya
ahli bahan ajar sebesar 91.7% termasuk
menghasilkan berat, tebal dan berat
dalam kualifikasi sangat baik sehingga tidak
serat kasar lapisan
perlu dilakukan revisi secara mendasar,
paling tinggi
nata de soya
tetapi tetap dilakukan perbaikan/ revisi
SARAN
sesuai dengan komentar serta saran yang
1. Bagi guru pengajar IPA kelas XI SMK
diberikan oleh validator. Keunggulan dari
materi penanganan limbah yang ada di
handout ini adalah praktis, berisi prosedur
lingkungan perlu menerapkan handout
bioremiadiasi limbah cair tahu yang sudah
hasil
dilakukan pengujian melalui penelitian,
pembelajaran pembuatan nata de soya
sehingga harapannya peserta didik dapat
di sekolah, karena dapat memberikan
mempunyai
contoh
keterampilan
melakukan
bioremidiasi limbah cair tahu menjadi nata de soya. Dengan keterbatasan praktikum di
penelitian
dan
ini
pada
melatih
kegiatan
keterampilan
peserta didik dalam menangani limbah. 2. Bagi
peserta
didik
perlu
sekolah belum dapat mengatasi adanya
mengembangkan
limbah cair tahu yang ada di lingkungan,
menangani limbah cair tahu dengan
untuk itu berharap melalui pembelajaran
teknik bioremidiasi menjadi nata de
praktikum ini peserta didik termotivasi di
soya kelak setelah berada di tengah-
masa yang akan dapat mengembangkan
tengah masyarakat menjadi usaha yang
menjadi usaha yang lebih besar, sehingga
lebih
permasalahan limbah cair tahu dapat
limbah cair tahu dapat teratasi.
teratasi.
besar
keterampilan
sehingga
permasalahan
3. Bagi masyarakat hasil penelitian ini dapat untuk
digunakan usaha
sebagai
informasi
mengatasi
limbah
khususnya limbah cair tahu agar tidak menimbulkan pencemaran lingkungan
Seminar Nasional XI Pendidikan Biologi FKIP UNS
1017
dan dapat meningkat pemberdayaan potensi serta pendapatan di masyarakat.
Lapuz, M., Gallardo, E.G., dan Palo, M.A., 1967. The Nata
Organism
Cultural
DAFTAR PUSTAKA
Requirements,
BPPT, 1997b, Teknologi Pengolahan Limbah
Identity. Philippines Journal Sci., 96: 91–
Tahu-Tempe Dengan Proses Biogilter Anaerob
dan
and
100
aerob,
Nisa, F.C., R.H. Hani., T. Wastono., B. Baskoro
LaporanKegiatan,http://www.enviro.bpp
dan Moestijanto. 2001. Produksi Nata
t.go.id/-Kel-1(tgl.23 Agustus 2013)
Dari Limbah Cair Tahu (Whey):
Dumbrepatil A, M. Adsul, Chaudhari, J.Khire, &
Penambahan
Sukrosa
Dan
Kajian Ekstrak
Gokhale, 2008, Utilization of Molasses
Kecambah. Jurnal Teknologi Pertanian. 2:
Sugar for Lactic Acid Production by
74 – 78.
Lactobacillus Delbrueckii
delbrueckii Mutant
Fermentation,
Uc-3
in
Applied
subsp.
Pambayun, R., L.Widodo, Parwiyanti, dan N.
Batch
Malahayati. 1997.” Perbaikan Proses
and
Pengolahan
Nata
Environmental Mikrobiology Vol.74, No.1
Laporan
p.333-335
UNSRI. Palembang.
Hastuti,
S.U.
2007.
Mikrobiologi
Penuntun untuk
Vucer
Praktikum
Program
S2
Pendidikan Biologi PPS-UM. Malang: Universitas Negeri Malang.
1018
Characteristic,
Biologi, Sains, Lingkungan, dan Pembelajarannya_
de
Coco”
Ditbinlitabmas
dalam: LPM
