EduChemia (Jurnal Kimia dan Pendidikan)
Vol.1, No.2, Juli 2016
e-ISSN 2502-4787
UJI KUALITATIF DAN KUANTITATIF EKSTRAK Sargassum sp. DAN Gracilaria sp. SEBAGAI INHIBITOR BIO-KOROSI PADA BAJA KARBON Isriyanti Affifah1, Fida Madayanti Warganegara2, Bunbun Bundjali3 1
Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Jl. Raya Ciwaru No. 25 Serang-Banten, Indonesia 2 Laboratorium Biokimia, Program Studi Kimia, Institut Teknologi Bandung, Bandung, Indonesia 3 Laboratorium Kimia Fisika dan Material, Program Studi Kimia, Institut Teknologi Band ung, Bandung, Indonesia E-mail :
[email protected] m
Abstract: Corrosion is a process of metal oxidation by air or electrolyte which the air or electrolyte will be reduced, so that the process of corrosion is an electrochemical process. In the previous study is known that corrosion caused by microorganisms oxidizing iron (Thiobacillus ferooxidans) has a significant role towards the economic losses for industry. Biofilm on metal surface caused by microorganism can alter the electrochemical characteristics of the metal surface and can induce the occurrence of corrosion. To overcome these problems, extraction of Sargassum sp. and Gracilaria sp. that is suspected as an antimicrobial agent is used in this study. Yield of exctraction macroalgal using methanolchloroform (1:1) as solvent was 44,5% for Sargassum sp and 36,5% for Gracilaria sp. Those extract was tested to inhibit the growth of Thiobacillus ferooxidans qualitatively (visible) and quantitatively (weight-loss method). Through the growth curve is known that T. ferooxidans was able to grow until day 7 and had a stationary phase on day 8. Analysis of weight-loss method is performed using a coupon with a surface area of 3,6 cm2 . The analysis showed that extract of Gracilaria have antibacterial activity against the growth of T. ferooxidans 29.3% more effective then commercial biocide. Keyword: anti corrosion; bioactivity; macroalgae; T. ferooxidans Abstrak: Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi suatu logam dengan udara atau elektrolit. Udara atau elektrolit tersebut akan mengalami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia. Pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa korosi yang disebabkan mikroorganisme pengoksidasi besi (Thiobacillus ferooxidans) memiliki peranan yang cukup signifikan terhadap kerugian ekonomi bagi industri. Lapisan biofilm yang dihasilkan mikroorganisme pada permukaan logam dapat mengubah karakteristik elektrokimia permukaan logam tersebut dan dapat menginduksi terjadinya korosi. Untuk mengatasi masalah tersebut, pada penelitian ini dilakukan ekstraksi Sargassum sp. dan Gracilaria sp. yang diduga efektif menginhibisi pertumbuhan mikroba pengoksidasi besi (Thibacillus ferooxidans) yang biasanya terdapat di bangunan bawah laut. Hasil ekstraksi Sargassum sp. dan Gracilaria sp. menggunakan pelarut metanol-kloroform (1:1) memberikan yield terhadap berat basah sebesar 44,5% dan 36,5%. Ekstrak tersebut diuji bioaktivitasnya terhadap pertumbuhan T. ferooxidans secara kualitatif (kasat mata) dan kuantitatif (metode weight-loss). Melalui kurva pertumbuhan diketahui bahwa T. ferooxidans
110
111 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
mampu tumbuh sampai hari ke-7 dan mengalami fasa stasioner pada hari ke-8. Analisis metode weight-loss dilakukan menggunakan coupon dengan luas permukaan 3,6 cm2 . Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak Gracilaria sp mampu menginhibisi 29,3% lebih efektif daripada biocide komersial. Kata kunci : anti korosi; bioaktivitas; makroalga; T. ferooxidans
PENDAHULUAN Korosi
bahan,
adalah
akibat
kerusakan
berinteraksi
logam dengan
bentuk
kristal,
unsur-unsur
kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran
bahan
dan
sebagainya.
Korosi atau perkaratan
Faktor dari lingkungan meliputi beberapa
logam merupakan proses oksidasi logam
faktor, yaitu gas terlarut, temperatur, pH,
dengan
udara
bakteri, dan padatan terlarut.
dimana
udara
lingkungannya.
atau
elektrolit
atau
elektrolit
lainnya, akan
Korosi yang
terjadi pada
mengami reduksi, sehingga proses korosi
berbeda-beda
merupakan proses elektrokimia (Akhadi
penyebab terjadinya korosi tersebut. Ada
2000). Korosi dapat terjadi oleh air yang
beberapa tipe korosi yang terjadi pada
mengandung garam, karena logam akan
logam (Halimatuddahliana 2003), yaitu:
bereaksi
1. Uniform Corrosion
secara
elektrokimia
dalam
bergantung
logam
pada faktor
larutan garam (elektrolit). Proses korosi
Korosi pada permukaan logam yang
logam
akuatik
berbentuk pengikisan permukaan logam
dalam
larutan
(mengandung
air)
merupakan
reaksi
secara merata sehingga ketebalan logam
elektrokimia
yang
meliputi
proses
berkurang
perpindahan
massa
muatan.
Bila
dan
perpindahan
suatu logam dicelupkan
dalam larutan elektrolit, terjadi dua lokasi yang disebut anoda dan katoda. Pada anoda terjadi reaksi oksidasi dan pada katoda terjadi reaksi reduksi.
sebagai
akibat
permukaan
terkonversi oleh produk karat. 2. Pitting Corrosion Korosi
yang
berbentuk
lubang-lubang
pada permukaan logam karena hancurnya film dari proteksi logam yang disebabkan oleh laju korosi yang berbeda antara satu
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua,
tempat dengan tempat yang lainnya pada permukaan logam tersebut.
yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi
kemurnian
bahan,
struktur
3. Stress Corrosion Cracking Korosi berbentuk retak-retak yang tidak mudah dilihat, terbentuk di permukaan
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 112
logam
sampai
bagian
dalam
logam.
berbagai jenis inhibitor yang dikenal, dan
Korosi tipe ini banyak terjadi pada logam
diklasifikasikan
yang
ini
dasarnya, reaksi yang dihambat, serta
disebabkan oleh kombinasi dari tegangan
mekanisme inhibisinya (Priandani 2001).
tarik
Inhibitor menurut bahan dasarnya:
mendapat
dan
tekanan.
lingkungan
Hal
yang
korosif
sehingga struktur logam melemah.
berdasarkan
Inhibitor
Organik:
bahan
Menghambat
4. Errosion Corrosion
korosi
dengan
Korosi yang terjadi akibat terhambatnya
kimiawi
pada
pembentukan
melalui
ikatan
disebabkan oleh kecepatan alir fluida
Inhibitor
ini
yang tinggi, misalnya abrasi pasir,
organik. Contohnya adalah : gugus
film
pelindung
yang
cara
teradsorpsi
permukaan
logam,
logam-heteroatom.
terbuat
dari
bahan
amin, tio, fosfo, dan eter. Gugus amin 5. Galvanic Corrosion Korosi
yang
biasa dipakai di sistem boiler.
terjadi karena
hubungan
antara
disambung
dan
dua
terdapat
logam
terdapat
yang
Inhibitor
Anorganik: Inhibitor yang
terbuat
perbedaan
dari
mineral-mineral
yang
tidak mengadung unsur karbon dalam
potensial antara keduanya.
senyawanya
(bahan
anorganik).
6. Crevice Corrosion
Material dasar dari inhibitor inorganic
Korosi yang terjadi di sela-sela gasket,
ini adalah nitrit, kromat, silikat dan
sambungan bertindih, sekrup-sekrup atau
posfat.
kelingan yang terbentuk oleh kotoran-
Inhibitor menurut reaksi yang dihambat:
kotoran endapan atau timbul dari produk-
Inhibitor katodik
produk karat.
Inhibitor katodik menghambat reaksi
7. Selective Leaching
reduksi.
Korosi ini berhubungan dengan lepasnya
teradsorpsi
suatu elemen dari campuran logam.
sehingga
mengurangi
hidrogen
menuju
permukaan
elektroda.
Dengan
berkurangnya
akses
hidrogen
Inhibitor korosi adalah zat yang bila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan, secara sinambung atau berkala, dapat menurunkan
laju
korosi
logam.
Pemakaian inhibitor korosi adalah salah satu upaya untuk mencegah korosi. Ada
Molekul di
ion
organik
netral
permukaan
logam,
akses
yang
ion
menuju
permukaan elektroda, maka hydrogen overvoltage
akan
meningkat,
sehingga menghambat reaksi evolusi hidrogen yang berakibat menurunkan
e-ISSN 2502-4787
113 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016 laju
korosi.
dibedakan inhibitor
Inhibitor
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
katodik
menjadi inhibitor racun, presipitasi
katodik,
yang
membentuk
suatu lapisan
pasif pada permukaan logam. (4) Inhibitor
menghilangkan
komponen
yang agresif dari lingkungannya.
Inhibitor Anodik Inhibitor
Anodik
inhibitor
Korosi merupakan suatu fenomena
reaksi oksidasi.
alam yang tidak dapat dihindari. Masalah
adalah
menghambat
membentuk
ini akan terus terjadi, baik pada bangunan
lapisan pasif pada permukaan logam
di darat maupun di laut. Pada penelitian
agar logam tersebut tidak teroksidasi.
sebelumnya diketahui bahwa 70% korosi
Inhibitor campuran
yang terjadi pada pipa di laut adalah
Campuran dari inhibitor katodik dan
akibat pertumbuhan mikroba (Bazes, A
anodik.
dkk. 2009). Mikroba tersebut merupakan
Inhibitor
tersebut
dan
oxygen scavenger.
peristiwa adsorpsi dari produk korosi
Adapun
ini
biasanya
mekanisme
kerja inhibitor
mikroba
pereduksi
sulfat
dan
dapat dibedakan sebagai berikut:
pengoksidasi besi yang menempel dan
(1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan
tumbuh pada bangunan di bawah laut dan
logam dan membentuk suatu lapisan
memproduksi
asam
tipis
Aktivitas
mikroorganisme
menginduksi
terjadinya
dengan
molekul
ketebalan
beberapa
inhibitor. Lapisan ini tidak
(Priandani 2001). dapat
korosi
dan
dapat dilihat oleh mata biasa, namun
menyebabkan kerugian ekonomi serius
dapat
bagi industri (Li, Songmei dkk. 2008).
menghambat
penyerangan
Saat
lingkungan terhadap logamnya. (2) Melalui pengaruh lingkungan pH)
menyebabkan
mengendap
(misal
inhibitor dapat
dan
selanjutnya
mikroorganisme
permukaan
mengadsorpsi
material,
ekstraseluler
yang
bakteri
(seperti
polimer
disekresikan
oleh
polisakarida
teradsopsi pada permukaan logam
ekstraseluler) akan menyebabkan bakteri
serta melidunginya terhadap korosi.
tersebut dan hasil metabolitnya berikatan
Endapan yang terjadi cukup banyak,
dengan substrat dan membentuk lapisan
sehingga lapisan yang terjadi dapat
biofilm (Li, Songmei dkk. 2008). Lapisan
teramati oleh mata.
biofilm yang dihasilkan mikroorganisme
(3) Inhibitor logamnya,
lebih
dulu
mengkorosi
dan menghasilkan suatu
zat kimia yang kemudian melalui
pada permukaan logam dapat mengubah karakteristik
elektrokimia
permukaan
logam tersebut dan dapat menginduksi
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 114
terjadinya
korosi.
Untuk
mengatasi
Keragaman
jenis
makroalga
masalah tersebut, telah dilakukan studi
kandungan
mengenai
tergantung
dari
berasal dari logam berat, booster biocide
geografis,
musim,
dan
temperatur
dan inhibitor anorganik untuk mencegah
(Manivannan
dkk.
2008).
Kandungan
biokorosi tersebut.
antibakteri
biokimia antara lain karbohidrat, protein,
tersebut memiliki toksisitas yang tinggi
lipid bervariasi tergantung jenis spesies,
sehingga tidak ramah lingkungan (Bazes
letak geografis, dan cuaca (Nelson dkk.
A dkk. 2009).
2002).
senyawa
Makroalga Indonesia
antibakteri
Namun,
dalam
jenis
bervariasi
spesies,
lokasi
bahasa
Rumput laut merupakan salah satu
sering disebut rumput laut,
sumber devisa negara dan pendapatan
merupakan
atau
yang
biokimianya
dan
gangang
multiseluler
yang
bagi
masyarakat
pesisir.
Selama
ini
termasuk divisi
Thallophyta. Berbeda
rumput laut dimanfaatkan untuk berbagai
dengan
tanaman
tingkat
keperluan
batang
dan
memiliki
daun
fungsi
tinggi,
pada
yang
akar,
rumput laut
sama.
Bentuk
(salad,
antara lain untuk agar-agar),
makanan
makanan
pertanian
hewan,
(pupuk,
hidroponik,
14
rumput laut beragam, ada yang bulat,
akuaponik), serta bahan baku di bidang
pipih,
tabung atau seperti ranting dahan.
kesehatan, medis, dan kosmetik (Lee dkk.
Habitat makroalga antara lain laut, air
2008). Selain itu, pada dekade terakhir ini
payau, tanah, dan tambak.
telah dilakukan beberapa studi mengenai
Rumput laut berperan penting dalam ekosistemnya
karena
berfotosintesis.
kemampuannya
anti bakteri, anti jamur, anti inflamasi dan
Selain
mengandung
anti
laut
mengandung
menunjukkan
klorofil,
rumput
beberapa
pigmen lain seperti pigmen
merah,
kemampuan ekstrak makroalga sebagai
cokelat,
bahwa
terbaru
makroalga
dari
genus Sargassum sp. memiliki aktivitas sebagai anti biofouling (Bazes, A dkk,
Berdasarkan pigmen yang dikandungnya,
2009). Hal ini merupakan suatu nilai
alga
istimewa bagi makroalga itu sendiri di
menjadi
biru
Penelitian
kehijauan.
atau
dan
oksidan.
ganggang empat
Rhodophyceae Phaeophyceae Chlorophyceae
dikelompokkan kelas,
(alga
merah),
(alga (alga
cokelat), hijau),
Cyanophyceae (alga biru-hijau).
e-ISSN 2502-4787
yaitu
dan
bidang industri farmasi dan kedokteran. Namun,
pemanfaatan
Indonesia
masih
rumput
belum
laut
optimal
di dan
masih terbatas pada industri makanan. Untuk
itu
perlu
dilakukannya
usaha
115 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016 pemanfaatan
ekstrak
rumput
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
laut
di
ini diawali dengan ekstraksi rumput laut
berbagai bidang mengingat melimpahnya
secara fisik (maserasi) dengan pelarut
ketersediaan rumput laut di Indonesia.
metanol. Ekstraksi menggunakan soxhlet
Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan
studi
antibakteri
ramah
makroalga Gracilaria
mengenai lingkungan
menginhibisi
yang
minyak
terekstrak.
Selanjutnya
dalam
ditambahkan MgSO4 anhidrat (Merck)
sp.
dan
untuk menarik sisa air yang ada dalam
diduga
efektif
(Sargassum sp.)
senyawa
dilakukan selama 4 jam sampai semua
pertumbuhan
ekstrak
lipid.
Pelarut
diuapkan
mikroba
menggunakan alat destilasi pada suhu
pengoksidasi besi yang biasanya terdapat
pelarut. Semua ekstrak yang dihasilkan
di pipa bawah laut.
disimpan pada suhu -20°C.
METODE
Kultivasi Bakteri ferrooxidans
Penelitian
ini
dilakukan
Laboratorium Biokimia Kimia
Institut
di
Program Studi
Teknologi
Bandung.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rumput laut Sargassum sp. dan Gracilaria sp. yang diperoleh dari Pantai Sayang kultur
Heulang
Pameungpeuk
Thiobacillus
ferooxidans
Garut, yang
diperoleh dari laboratorium Mikrobiologi ITB dan bahan kimia yang diperoleh dari gudang bahan Program Studi Kimia ITB. Peralatan
yang
digunakan
Thiobacillus
dalam
penelitian ini diperoleh dari gudang alat
Bakteri diperoleh
Thiobacillus dari
koleksi
ferrooxidans Laboratorium
Mikrobiologi SITH ITB dalam bentuk cair. Bakteri ini lalu diremajakan dengan komposisi media
: K 2 HPO 4
0,04%;
MgSO 4 7H2 O 0,04%; (NH4 )2 SO4 0,04%, FeSO 4 7H2 O 3,34%, H2 SO4 2M 0,4% (agar 3% untuk media padat) dalam pelarut
aquades.
Media
di
adjust
menggunakan NaOH 2M sampai pH 2,53. Bakteri ini tumbuh optimal dalam keadaan gelap (tidak terkena cahaya) dalam waktu 3 hari, ditandai dengan
Laboratorium Biokimia ITB.
berubahnya warna media menjadi warna jingga pekat.
Ekstraksi makroalga Ekstraksi
rumput
laut
menggunakan
soxhlet
dengan
dilakukan
Uji Kualitatif Ekstrak Makroalga
pelarut
kloroform p.a (Merck) dan metanol p.a (Merck) dengan perbandingan 1:1. Proses
Uji kualitatif dilakukan pada media padat dalam cawan petri dengan paku
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 116
sebagai sumber besi. Sebanyak 10µL
50
bakteri di spread ke dalam media padat
kondisi cuaca mendung, suhu air laut ±
cawan petri yang sudah mengandung
26°C dan pH 6. Pada saat sampling,
masing-masing 10µL ekstrak alga dalam
kelimpahan Sargassum sp. lebih banyak
berbagai fraksi.
dibandingkan
Pengamatan dilakukan
cm dari permukaan laut dengan
dengan
kelimpahan
secara kasat mata terhadap banyaknya
Gracilaria sp.. Hal ini dikarenakan di
korosi yang terdapat pada paku besi
pantai
tersebut.
terumbu
karang
banyak
sebagai
Uji Kuantitatif Ekstrak Makroalga dan Penentuan Laju Inhibisi Korosi Uji kuantitatif dilakukan pada media cair dengan menggunakan coupon besi
Sayang
Heulang dengan
ini
terdapat
jumlah
tempat
yang
tumbuhnya
Sargassum sp., sedangkan Gracilaria sp. menggunakan tumbuhnya
pasir yang
sebagai
dasar
jumlahnya
relatif
sedikit.
2
dengan luas permukaan 3,6 cm . Pada awalnya ditentukan nilai dosis optimum untuk
menginhibisi
pertumbuhan
T.
Ekstraksi Sargassum sp. dan Gracillaria sp.
ferooxidans melalui variasi konsentrasi
Ekstraksi
makroalga
dilakukan
ekstrak pada selang waktu yang sama.
dengan menggunakan pelarut kloroform
Selanjutnya
methanol
dengan
dosis
tersebut,
yang
memiliki
tingkat
ditentukan laju inhibisi korosi dengan
kepolaran yang sesuai dengan tingkat
variasi
ekstrak
kepolaran asam palmitat (Gambar 1)
makroalga terhadap korosi pada coupon
yang diduga memiliki aktivitas anti bio-
ditentukan melalui metode pengurangan
korosi (Bazes, dkk,. 2009).
hari.
Laju
inhibisi
berat sampel (weight loss). O
HASIL DAN PEMBAHASAN HO
Kelimpahan Rumput Laut Sampel rumput pantai Sayang Garut
laut
diambil dari
Heulang,
Pameungpeuk
Gambar 1. Struktur Asam Palmitat
mewakili dua kelas makroalga
Hasil ekstraksi soxhlet menunjukkan
yaitu Gracilaria sp.. (Rhodophyta) dan
adanya dua fasa baik pada Sargassum sp.
Sargassum
maupun Gracilaria sp (Tabel 1).
sp.. (Phaeophyta). Sampel
diambil di pagi hari pada kedalaman 20-
e-ISSN 2502-4787
117 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
Tabel 1. Yield Ekstraksi Makroalga Terhadap Berat Basah % (w/w) Yield (% ) Hasil ekstraksi soxhlet
Yield (% ) Fasa Fasa Fasa Hasil Makroalga Klorofom Metanol Air Destilasi Fasa Metanol Gracilaria 70 25 5 36,5 sp. Sargassum 15 82 3 44,5 sp.
Kultivasi Bakteri ferrooxidans Bakteri
bakteri
ditumbuhkan
memiliki
nilai
Thiobacillus
kultivasi
pada
media
padat,
dapat
diketahui bahwa koloni tunggal dari T. ferooxidans membentuk koloni satu sama lain dan berwarna putih bening.
ferrooxidans
asidofilik
obligat,
sehingga selama proses kultivasi, bakteri ini
Fe2+ menjadi Fe3+ (Gambar 2). Melalui
Thiobacillus
Thiobacillus
merupakan
mendapatkan energinya melalui oksidasi
dalam pH
media
2,5-3.
ferrooxidans
yang
Gambar 2 Hasil Kultivasi Thiobacillus ferrooxidans pada Media Cair. Blanko media (kiri), media + T. ferooxidans (kanan)
Bakteri
Berikut
memperoleh
peremajaan
adalah
gambar
Thiobacillus
hasil
ferrooxidans
sumber nitrogen dari ammonium sulfat
pada media padat cawan petri (Gambar
yang ditambahkan sebanyak 0,04% ke
3).
dalam media dan sumber energi dari FeSO 4 7H2 O
(Lazaroff 1962).
Waktu
optimal pertumbuhannya adalah 72 jam dengan aerasi yang cukup baik. Selama pertumbuhannya,
bakteri ini diinkubasi
pada
suhu
shaker
ruang
dengan
kecepatan 150 rpm dan ditutupi kantong plastik
warna
hitam untuk
mencegah
adanya adanya cahaya yang masuk. Pertumbuhan
Thiobacillus
ferrooxidans pada media cair ditandai dengan
berubahnya
warna
medium
menjadi kuning karat (Hazra dkk. 2004). Hal
ini
dikarenakan
bakteri
ini
Gambar 3. Hasil Kultivasi Thiobacillus ferrooxidans pada Media Padat
Masa hidup T. ferooxidans dapat diketahui dengan cara membuat kurva pertumbuhan
T.
ferooxidans
yang
diinkubasi pada shaker suhu ruang 150
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 118
rpm
dengan
mengukur
Optical
ekstrak memiliki daya inhibisi yang lebih
Density (OD) pada panjang gelombang
besar daripada fasa kloroform. Hal ini
600 nm. Melalui kurva tersebut dapat
dilihat
diketahui
ditimbulkan
bahwa
T.
nilai
ferooxidans
dari
jumlah
pada Media
paku yang
korosi
yang
dalam media
mengalami fasa lag selama tiga hari
tersebut.
mengandung
sedangkan fasa log berlangsung sampai
ekstrak dalam fasa metanol memberikan
hari ke-7. Fasa saturated berlangsung
efek korosif yang lebih rendah daripada
singkat yaitu pada hari ke-8 & 9. Bakteri
media dengan ekstrak fasa kloroform.
ini mulai mengalami kematian sel pada hari
ke-10.
Berikut
adalah
kurva
pertumbuhan T. ferooxidans (Gambar 4).
Gambar 4. Kurva Pertumbuhan Thiobacillus ferrooxidans
Uji Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Makroalga Terhadap Bakteri T. ferooxidans
A
B
C
D
E
F
Gambar 5. Uji Kualitatif pada media padat. (A) media + bakteri + paku, (B) media + bakteri + paku+ methanol, (C) media + bakteri + paku + ekstrak Sargassum fasa methanol, (D) media + bakteri + paku + ekstrak Sargassum fasa kloroform, (E) media + bakteri + paku + ekstrak Gracilaria fasa kloroform, (F) media + bakteri + paku + ekstrak Gracilaria fasa metanol
Uji kualitatif dilakukan pada media padat yang berisi paku dengan enam kondisi
berbeda
berdasarkan
ekstrak
yang diperoleh.
variasi
(Gambar 5).
Media tanpa ekstrak digunakan sebagai blanko
sedangkan methanol digunakan
hasil
uji
kualitatif
dapat
diketahui bahwa fasa metanol dari kedua
e-ISSN 2502-4787
dilaporkan memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri tertentu (Selvin dkk. 2004). Oleh karena itu, pada uji ini dilakukan pula uji media + metanol yang berfungsi
sebagai kontrol. Melalui
Pada penelitian sebelumnya, metanol
sebagai
kontrol.
Namun,
ternyata korosi yang ditimbulkan pada media
dengan
metanol lebih
banyak
119 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
daripada korosi yang ditimbulkan pada
pengaruh
kedua ekstrak dalam fasa metanol. Hal
korosi
ini
suatu
bahwa media yang digunakan merupakan
senyawa lain dalam ekstrak fasa metanol
media asam yang memiliki pH ~2,5 - 3.
yang mampu menginhibisi pertumbuhan
Pada kondisi ini tentu ada sebagian kecil
bakteri
dari coupon
menunjukkan
sehingga
bahwa
ada
Thiobacillus korosi
yang
ferooxidans ditimbulkannya
lebih sedikit.
lingkungan yang
kondisi
ini
(media)
ditimbulkan,
mengingat
yang terkorosi sehingga digunakan
sebagai faktor
koreksi dalam penelitian
Selanjutnya dilakukan uji kuantitatif
terhadap
ini.
Kondisi
kedua adalah media berisi T. ferooxidans
pada media cair dengan fraksi aktif
dan
coupon
yang
berperan
tersebut. Uji dilakukan dengan 5 kondisi
kontrol
berbeda. (Gambar 6).
besarnya korosi yang ditimbulkan oleh
sehingga
dapat
sebagai diketahui
bakteri pengoksidasi tersebut, sedangkan kondisi
ketiga
dan
keempat
adalah
kondisi media yang berisi T. ferooxidans, coupon dan ekstrak makroalga. Kondisi kelima adalah kondisi dimana ekstrak makroalga Hari pertama
digantikan
oleh
biocide
komersial. Biocide ini digunakan sebagai pembanding
efektivitas
makroalga
tersebut
biokorosi.
dari
ekstrak
sebagai
inhibitor
Hasil
pengamatan
menunjukkan bahwa pada hari pertama, Hari kelima
diketahui bahwa media tanpa ekstrak
Gambar 6. Uji Kuantitatif Thiobacillus ferrooxidans dalam Media Padat 1.Media+coupon, 2.Media+coupon+T. ferooxidans, 3. Media+coupon+T. ferooxidans+ekstrak Gracilaria, 4. Media+coupon+T. ferooxidans+ekstrak Sargassum, 5.Media+coupon+T. ferooxidans+Biocide
berwarna kuning jingga sedangkan media lainnya
pada media yang hanya berisi coupon. Hal
ini
dilakukan
untuk
kuning
pucat sama
dengan warna blanko (media + coupon). Hal ini mengindikasikan bahwa bakteri T. ferooxidans signifikan
Pada kondisi pertama, dilakukan uji
berwarna
memberikan
terhadap
korosi pada tahap ferooxidans
ini
efek
terjadinya
yang proses
awal. Bakteri T. memperoleh
energi
mengetahui
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 120
melalui reaksi oksidasi Fe2+ menjadi
lebih kecil dibandingkan dengan media
Fe3+.
tanpa ekstrak.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai Tabel 2. Hasil Pengamatan Uji Kuantitatif setelah 5 hari
berikut. Fe2+
Anoda
: Fe + 2e-
Katoda
: 2H+ + 2e- H2
Sampel
Reaksi yang dikatalisis T. ferooxidans: 4Fe2+ + 2e- 4Fe3+ 4H+ + O2 + 4e- 2H2 O Fe3+ + 3H2 O Fe(OH)3 + 3H+ Reaksi metabolisme T. ferooxidans : 4ADP+ 4ADP 4 ATP 4ADP + O2 + 4H+ 2H2 O + 4ADP+
Pengurangan Berat coupon (g) Media + coupon (lingkungan) 0,0103 Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,0122 Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,0112 + ekstrak Gracillaria sp. 10µL Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,00845 + ekstrak Gracillaria sp. 100µL Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,0535 + ekstrak Sargassum sp. 10µL Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,0110 + ekstrak Sargassum sp. 100µL Media+ T. ferooxidans+ coupon 0,0093 + Biocide 10µL
4ADP+ + H 4ADP + H+ Efisiensi Pada
hari
ke-5
semua
media
inhibisi
ditentukan
melalui
perhitungan sebagai berikut.
menunjukkan warna kuning jingga yang menunjukkan telah terjadi proses korosi pada semua media. Untuk mengetahui pengaruh
penambahan
Sargassum terhadap
sp.
dan
korosi
ekstrak
Gracilaria
yang
kg0 = laju korosi tanpa inhibitor (mg/m2 hari) kg = laju korosi dengan inhibitor (mg/m2 hari)
sp.
Melalui
perhitungan
di
atas,
ditimbulkan,
diketahui bahwa efisiensi inhibisi ekstrak
dilakukan uji kuantitatif dalam media cair
Gracilaria sp 10µL dan 100 µL dalam 10
melalui metode weight-loss. Data hasil
ml media berturut-turut adalah 8, 2% dan
pengamatan setelah lima hari disajikan
30, 74%. Sedangkan ekstrak Sargassum
pada Tabel 2.
sp 10µL dan 100 µL berturut-turut adalah
Tabel 2 menjelaskan bahwa kedua ekstrak
makroalga dengan konsentrasi
-338, 52% dan 9, 84%. Biocide 10µL memberikan
efisiensi
inhibisi
sebesar
100 µL dalam 10 ml media memberikan
23,77%. Ekstrak Gracilaria sp memiliki
efek
signifikan
nilai inhibisi yang lebih besar daripada
dibanding dengan konsentrasi 10 µL. Hal
ekstrak Sargassum sp pada konsentrasi
ini dilihat dari pengurangan berat yang
yang sama. Namun, dengan konsentrasi
inhibisi
yang
e-ISSN 2502-4787
cukup
121 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
10 kali lipatnya, ekstrak Gracilaria sp
tersebut
mampu menginhibisi 29,3% lebih efektif
menggunakan
daripada biocide komersial. Dari hasil
setelah diinkubasi. Lapisan pasif tersebut
tersebut
dapat melindungi logam dari serangan
dapat
penambahan
disimpulkan
bahwa
konsentrasi
makroalga
dapat
ekstrak
meningkatkan
laju
inhibisi.
lingkungan korosi.
yang
corrosion,
berbentuk
terjadi yaitu
merupakan korosi yang
lubang-lubang
pada
susah
cairan
yang
Namun
mengalami
Korosi pitting
yang
dihilangkan
penghapus
dapat
karat
menyebabkan
kelemahannya,
korosi
logam
terlebih
dahulu
sebelum terbentuk lapisan pasif tersebut, sehingga
terdapat
pengurangan
berat
yang cukup memberikan pengaruh pada
permukaan logam karena hancurnya film
kerugiaan
ekonomi
akibat
korosi.
dari proteksi logam. Hal ini terlihat dari
Namun, pada ekstrak Gracilaria sp, tidak
adanya lubang-lubang kecil pada coupon
terdapat lapisan pasif berwarna merah
yang terkorosi (Gambar 7).
keunguan
tersebut.
mekanisme
inhibisi
Gracilaria
sp,
Kemungkinan pada
ekstrak
adalah
melalui
pembentukan suatu lapisan tipis tak kasat mata dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. KESIMPULAN Ekstrak makroalga Gracilaria sp. dan Sargassum sp. memiliki potensi sebagai agen anti korosi yang disebabkan oleh Gambar 7. Permukaan Logam yang terkorosi
pertumbuhan bakteri T. ferooxidans . Dilihat
Dilihat ekstrak
dari mekanisme inhibisinya,
makroalga
inhibisinya,
Sargassum
sp
menginhibisi dengan membentuk lapisan
menginhibisi dengan membentuk lapisan
pasif di permukaan logam, sedangkan
pasif di permukaan logam. Hal ini terlihat
mekanisme
dari
Gracilaria
adanya bata
suatu
Sargassum
ekstrak
mekanisme
sp
merah
makroalga
dari
lapisan
keemasan
berwarna
pada
logam
inhibisi sp.
pada
melalui
ekstrak
pembentukan
suatu lapisan tipis tak kasat mata.
e-ISSN 2502-4787
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Ekstrak Sargassum sp. 122
DAFTAR RUJUKAN Akhadi, M. 2000, Korosi pada Alat Elektronika.
Elektro
Indonesia,
Tahun VI, no. 32, hh.32.
Inoculum
Formulation
of
Thiobacillus sp.p. Jurnal Tanah dan Lingkungan, vol. 9, no. 2, hh. 71-76.
Bazes, A., Silkina, A., Douzenel, P., Fay,
Indriani, H, dan E. Suminarsih 2004,
F., Kervarec, N., Morin, D., Berge,
Rumput Laut, PT. Penebar Swadaya,
JP.,
Bogor, IPTEKnet, Sentra Informasi
Bourgougnon,
Investigation
of
N. the
2009, antifouling
constituents from the brown alga Sargassum Fensholt,
muticum Journal
of
IPTEK, BPPT, Jakarta. Isa, I. 2004, Bioleaching of Heavy Metals
(Yendo)
from Sediments Using Thiobacillus
Applied
ferrooxidans, JBP, vol. 6, no. 2, hh.
Phycology, vol. 21, no. 4, hh. 395403.
59-62. Lazaroff, N. 1962, Sulfate Requirement
Cetrullo, S., Tantini, B., Flamigni, F.,
For Iron Oxidation By Thiobacillus
Pazzini, C., Facchini, A., Stefanelli,
ferrooxidans,
C.,
Research Council, hh. 78-83.
Caldarera,
2012,
CM.,
Pignatti, C.
Antiapoptotic
Antiautophagic
and
Effects
of
British
Columbia
Lee, B. 2008, Seaweed Potential as a marine
vegetable
and
Eicosapentaenoic Acid in Cardiac
Opportunities,
Myoblasts Exposed to Palmitic Acid.
no.08/009, ISSN 1440-6845, hh.3-19.
Nutrients, vol. 4, hh. 78-90.
Korosi,
Program
Publication
Li, Songmei., Zhang, Yuanyuang., Liu,
Dalimunthe, Indra S. 2004, Kimia dari Inhibitor
RIRDC
other
Studi
Jianhua., Yu, Mei. 2008, Corrosion Behavior of Steel A3 Influenced by
Teknik Kimia, Universitas Sumatera
Thiobacillus
Utara.
Physico-Chimica Sinica, vol. 24, no.
Halimatuddahliana
2003,
Pencegahan
Korosi Dan Scale Pada Proses Produksi Minyak Studi
Teknik
Bumi, Program
Kimia,
Universitas
Sumatera Utara Hazra,
F.,
Isolation,
dan
Carriers
e-ISSN 2502-4787
E.
Selection
2004,. and
Acta
9, hh. 1553-1557. Liu, Jianhua., Liang, Xin., Li, Songmei. 2007, Corrosion Behavior of Steel A3
Exposed
Ferooxidans, Widyati,
Ferooxidans,
to Journal
Thiobacillus Material
Science and Technology, vol. 24, no. 5, hh. 766-770.
123 EduChemia,Vol.1, No.2, Juli 2016 Manivannan,
K.,
Thirumaran,
Affifah, Warganegara, dan Bundjali
G.,
Pronk, J.T., Bruyn, C De., Bos, P., and
Karthikai, G.E., Hemalatha, A. and
Kuenen,
Anantharaman,
Growth of Thiobacillus ferrooxidans,
P.
Biochemical
2008,
Composition
of
J.G.
Applied
1992,
And
Anaerobic
Environmental
Seaweeds from Mandapam Coastal
Microbiology, vol. 58, no. 7, hh.
Regions along Southeast Coast of
2227-2230.
India,
American-Eurasian Journal
of Botany, vol. 1, no. 2, hh. 32-37.
Molecular Genetics of Thiobacillus
Nelson, M., Phleger, C. F., Nichols, P.D., 2002, Seasonal Lipid Composition in Macroalgae
of
the
Rawling, DE and Kusano, T. 1994,
ferrooxidan,
Microbiological
Reviews, vol. 58, no. 1, hh. 39-55.
Northeastern
Purwadi, Stevani O. 2012, Karakterisasi
Pacific Ocean, Botanica Marina vol.
Komponen Rumput Laut Gracilaria
45, hh. 58-65.
sp. Tesis, Program Studi Kimia. ITB.
Nowaczyk, K., Juszczak, A., Domka, F., Siepaket,
J.
1998,
Thiobacillus in
the
The Use of
Ferrooxidans
Process
Leaching,
of
Polish
J
and
Antifouling
Bacteria
substances
Chalcopyrite
Holothuria
Journal
of
Environmental Studies, vol. 7, No. 5, hh. 307-312.
Lipton, activity
A.P.
2004.
of
bioactive
extracted
from
scabra.
Hydrobiologia
513, hh. 251-253. Tsuyoshisugio,. Domatsu, C., Tano, T., Imai, K. 1984, Role of Ferrous Ions
Priandani, M. 2001, Studi Pengaruh Inhibitor
Selvin,
Formaldehid
Terhadap
in
Synthetic
Leaching
Cobaltous of
Sulfide
Thiobacillus
Korosi Baja Karbon ASTM A 283
ferrooxidans, American Society for
oleh Bakteri Pereduksi Sulfat (SRB)
Microbiology, vol. 48, no. 3, hh. 461-
di dalam Air Laut, Master Thesis,
467.
Program Khusus Rekayasa Korosi, Program Pertambangan, Bandung.
Studi Institut
Wiraswati, Hesti L. 2011, Isolasi dan
Rekayasa
Identifikasi Lipid dari Rumput Laut
Teknologi
untuk
Produksi
Biodiesel,
Tesis,
Program Studi Kimia, ITB.
e-ISSN 2502-4787
