UBAH SAMPAH JADI BERKAH The Amazing Eco-Enzyme KIMIA KONTEKSTUAL Green Chemistry & Nilai Islam Anis Mugitsah
The Amazing Eco-Enzyme kimia kontekstual Buku ini dibuat sebagai produk tugas akhir untuk menyelesaikan pendidikan jenjang S1 pada Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung Penulis: Anis Mugitsah Dosen Pembimbing: Dra. Cucu Zenab Subarkah, M. Pd. Sari, M.Pd. The Amazing Eco-Enzyme
Daftar Isi 1 Kata Pengantar 2 Peta Konsep #1 Pendahuluan #2 Karakterisasi 10 Jendela Motivasi 10 Uji pH 12 Isu Busa Detergen 12 Uji Spektrofotometri 14 Pembangunan Inramerah Berkelanjutan 14 Uji Metabolit Sekunder 16 Integrasi 16 Uji Antimikroba QS. Al-Hasyr : 18 12 Green Chemistry 44 Uji Enzyme Assay 12 Pendidikan Kimia 77 Resep penggunaan Berkelanjutan Eco-Enzyme #3 Eco-Enzyme #4 Pencemaran Air 10 Isu Sampah Organik 10 Indikator Pencemaran Air 12 Konsep Biorefeneri 12 Klasifikasi 14 Integrasi Pencemar Air QS. An-Nahl:11 14 Kriteria kualitas air 16 Fermentasi Anaerob 16 Integrasi QS. Al-A'raf: 56 17 Penemu Eco-Enzyme 22 Integrasi HR. Tirmidzi 17 Pembuatan 77 Eco-Enzyme untuk Eco-Enzyme menanggulangi 12 Cuka vs Alkohol pencemaran air
Daftar Isi #4 Pencemaran Tanah #5 Pencemaran Udara 10 Komponen pencemar 10 Zat kimia pencemar darat udara 12 Zat kimia pencemar 12 Indeks standar tanah Pencemaran udara 14 Kriteria baku 14 Baku mutu udara kerusakan tanah 16 Isu pencemaran tanah 16 Baku tingkat kebauan 12 Siklus biogeokimia 12 Isu pencemaran udara 23 Integrasi HR 88 Kabut foto kimia Bukhari 12 Penggunaan 12 Penggunaan Eco-Enzyme Eco-Enzyme untuk untuk agrikultur penanganan pencemaran udara 10 Glosarium 10 Daftar Pustaka 10 Profil Penulis
Kata Pengantar Urgensi bahan ajar kontekstual berbasis Green Chemistry terintegrasi nilai Islam dan Pembangunan Berkelanjutan Puji berserta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas kasih sayang dan petunjuk-Nya buku ini dapat tersusun. Shalawat beriring salam tercurahkan kepada baginda Rasulullah SAW yang menjadi teladan terbaik dalam menjalankan tugas manusia sebagai khalifah di muka bumi. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia berupaya membuat beragam inovasi untuk menunjang kemudahan dalam berbagai lini kehidupannya. Namun seiring dengan perkembangan tersebut, penggunaan berbagai bahan kimia berbahaya dan pemanfaatan sumber daya yang tidak terbarukan menimbulkan pencemaran lingkungan Menyikapi permasalahan tersebut, lingkungan pendidikan merupakan sarana yang efektif untuk menerapkan kesadaran akan pentingnya menjaga kelestarian lingkungan, implementasi ilmu pengetahuan atau sains. Hal tersebut selaras dengan Permendikbud nomor 68 tahun 2013, yang menyatakan bahwasannya pendidikan sains menekankan pada pemahaman lingkungan dan kekayaan alam, serta tentang apa yang harus dilestarikan dan dipelihara. Sehingga dalam proses pembelajarannya mengedepankan pelajaran sains secara kontekstual. Proses pembuatan dan pemanfaatan Eco-Enzyme sejalan dengan prinsip Green Chemistry yang dapat berkontribusi dalam upaya antisipasi ataupun penanggulangan risiko dan bencana lingkungan, meningkatkan citra sosial kimia, serta sebagai platform yang tepat untuk mengajarkan tanggung jawab sosial. Selain itu, tipologi pendidikan sains di universitas Islam tidak hanya melibatkan aspek kognitif pada pengetahuan konten, melainkan diintegrasikan dengan nilai-nilai Islam. Sehingga dapat meningkatkan aspek afektif serta pengetahuan metakognitif. Dengan demikian, dibutuhkankan bahan ajar kontekstual berbasis Green Chemistry yang terintegrasi nilai Islam serta selaras dengan tujuan pembangunan berkelanjutan. Buku ini disusun berdasarkan observasi, eksperimen dan studi literatur mengenai pembuatan Eco-Enzyme beserta kandungan zat dan beragam manfaatnya yang memuat konten kimia. Sehingga dapat disusun menjadi bahan ajar yang mennyajikan konten kimia kontekstual secara faktual, konseptual, prinsipal, dan prosedural. The Amazing Eco-Enzyme 1
Peta Konsep 2 The Amazing Eco-Enzyme
BAGIAN 1 Pendahuluan Jendela Motivasi Isu Busa Detergen Pembangunan Berkelanjutan Integrasi QS. Al-Hasyr : 18 Green Chemistry Pendidikan Kimia Berkelanjutan
Jendela Motivasi Romantisme sejarah kejayaan sains-sains Islam beberapa abad lampau patut untuk selalu dimunculkan guna menghidupkan kembali gairah tradisi intelektual di kalangan masyarakat muslim. Keinginan dan harapan akan bangkitnya kembali peradaban baru yang berlandaskan nilai-nilai Islam merupakan tantangan bagi setiap muslim untuk mewujudkannya. Satu hal yang pasti bahwa kemajuan peradaban Islam harus ditopang oleh kemajuan sains dan teknologi yang tetap berazaskan nilai-nilai Ilahiah, sehingga terwujud Islam yang rahmatan lil `alamin. Alkimia yang diwarisi dari ilmuwan muslim pada abad keemasan peradaban Islam adalah embrio dari ilmu kimia modern yang dinikmati pada masa sekarang. Islam berhasil menciptakan ilmu pengetahuan yang baru, unik dan terpadu melalui penyesuaian dengan nilai-nilai Islam. Para ahli alkimia muslim berusaha mengungkap fenomena alam yang kadangkala bagi sebagian orang masih misteri dan sulit dimengerti menjadi sesuatu yang dapat dipelajari. Sehingga alkimia dalam genggaman ilmuwan muslim mengalami kemajuan besar karena berhasil merumuskan metode eksperimen dalam mengembangkan kerangka keilmuannya serta menghasilkan produk-produk kimiawi yang manfaatnya dirasakan hingga masa sekarang. Tidak kurang 200 judul buku telah tersebar di berbagai perpustakaan nasional beberapa negara. Di antara buku-buku tersebut yang paling mahsyur adalah: Al-khawassul Kabir (Inti-inti yang Besar) di museum Britania Inggris Al-Ahjaar (Batu-batuan) di perpustakaan nasional Perancis. Kitab Al-Ushul al-Kimya-i (Buku susunan Kimia) karya Jabir bin Hayyan telah diterjemahkan dalam bahasa Inggris Kitab Al-`Asah (The Nerves) dan Al-Jami (The Universal) karya Ar-Razi diterbitkan dalam bahasa Latin dengan judul Gebri Arabic 4 The Amazing Eco-Enzyme
Sepak Terjang KIMIAWAN MUSLIM Jabir bin Hayyan (720-808 M) Bapak kimia modern yang hidup pada masa khalifah Harun al-Rasyid. Beliau membuat timbangan yang mampu menimbang benda yang beratnya 6.480 kali lebih kecil dari satu kilogram. Temuan timbangan inilah yang melandasi prinsip keseimbangan dan berbagai eksperimen kimia. Muhammad bin Zakariya Ar-Razi (865-925 M) Ahli kedokteran dan sains yang hidup setelah masa Jabir bin Hayyan. Beliau mengklasifikasikan sifat bahan dasar asam sulfat yaitu unsur belerang secara lebih sistematis dengan membedakan antara yang alami ditemukan di alam dengan mineral yang berhasil dibuat di laboratorium berdasarkan reaksi dekomposisinya. Izz al-Din al-Jaldaki (--1360 M) Beliau menemukan bahwa gas yang dihasilkan dari reaksi kimia supaya dihindari dengan masker; perak dapat dipisahkan dari emas dengan cara melarutkannya dalam asam nitrat yang tidak mempengaruhi emas; pencucian air tecemar adalah dengan penguapan dan pengembunan tidak sekedar disaring, karena penyaringan hanya menghilangkan kotoran besar yang terlihat. The Amazing Eco-Enzyme 5
Ahmad Zewail (1946-2016 M) IIlmuwan kimia dari Mesir yang berhasil memperoleh Nobel bidang kimia tahun 1999. Beliau menciptakan sebuah laser Femtosecond transition-state spectroscopy (FTS) yang memadukan 2 sinar yang dihasilkan molekul molekul dalam sebuah ruang vakum, bagaikan sebuah kamera yang mampu meng-capture gerakan molekul dalam skala 5 triliun perdetik.. Untuk mengetahui perkembangan ilmu kimia dalam sejarah peradaban umat Islam, scan kode QR berikut! Saat ini muncul teori dan tema-tema baru dalam kimia modern yang berperan dalam memajukan peradaban. Namun, banyak kalangan menilai dan mengkritik, sejumlah kemajuan sains modern secara umum justru sebagai ancaman terhadap nilai-nilai kemanusiaan, termasuk kualitas hidup manusia, bahkan kelangsungan hidup planet bumi beserta isinya. Sebuah kondisi yang ironis telah terjadi di dunia Islam pada umumnya, bahwa kemajuan sains yang gemilang pada abad lampau seakan terhenti sekian lama tanpa diketahui kapan akan berjaya kembali. Semangat memajukan kembali sains-sains inilah telah membuka pekerjaan baru bagi beberapa kalangan muslim untuk terus menerus melakukan riset-riset termasuk dalam bidang ilmu kimia. Idealnya seorang muslim patut memilki rasa ingin tahu yang tinggi dalam mempelajari ayat-ayat Allah. Disamping untuk membubuhi hati dengan tauhid, mentadaburi tanda-tanda kebesaran Allah dengan sains dapat mengemban amanah sebagai khalifah di muka bumi. Sudah saatnya umat Islam bangkit kembali, menguasai ilmu pengetahuan berlandaskan kalam Ilahi. \"Mari berkontribusi dan mengambil peran. Mulai dari diri sendiri, mulai dari hal-hal kecil dan terdekat, dan mulai dari sekarang.\"
INVESTIGASI FAKTA DI LAPANGAN POLUTAN DALAM RUMAH > BUSA DETERGEN YANG JADI TONTONAN > BAHAYA DI SEKITAR KITA \"SALJU\" BKT DURET SAWIT JAKARTA TIMUR R umah kerap kali dianggap sebagai tempat yang aman. Namun nyatanya rumah juga dapat tercemar oleh bahan kimia beracun dari berbagai produk yang digunakan di dalamnya. Berdasarkan penelitian oleh Natural resources Defense Council di California, AS, Rumah B usa menyerupai salju menjadi pemandangan menyimpan setidaknya 45 unik warga saat Hari Bebas Kendaraan Bermotor bahan kimia beracun pada di kawasan Banjir Kanal Timur (BKT), Duren debu dalam ruangan. Sawit, Jakarta Timur, Kandungan ini dikaitkan Menurut keterangan dari Dinas Lingkungan dengan masalah Hidup setempat, fenomena tersebut perkembangan bayi, diakibatkan oleh penutupan pintu air yang gangguan hormon dan sistem menimbulkan arus dari arah berlawanan reproduksi. Paparan debu sehingga aliran mengalami pergerakan yang yang sudah terkontaminasi ini kuat hingga detergen yang terendap cukup sebenarnya bisa dikurangi lama di dasar naik ke permukaan. Detergen dengan beberapa cara. menjadi komponen yang sangat umum dalam Misalnya, dengan produk kebutuhan rumah tangga. Kemasan dari membersihkan debu lantai, produk- produk tersebut juga mencemari mencuci tangan dengan lingkungan, karena hanya sebagian kecil yang sabun dan air sebelum makan, didaur ulang (hanya < 9% kemasan yang didaur membersihkan lantai atau ulang). Bahkan sebagian besar daerah di permukaan furnitur dengan indonesia belum, memilki regulasi pengelolaan lap basah dan kain lembap. sampah yang memadai. JANGAN MAU DITIPU BUSA DETERGEN > sebagaian besar produk pembersih yang digunakan di rumah kerap mengandung bahan kimia sintetis yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan seperti Sodium Lauryl Sulfate (SLS) dan Metilen Blue Active Surfactan (MBAS). Kedua zat tersebut termasuk \"surfaktan\" yang bekerja dengan cara menurunkan tensi permukaan antar bahan dan memproduksi banyak busa. Padahal banyaknya busa tidak menjadi patokan hasil pencucian bisa lebih bersih. Sebaliknya, detergen yang menghasilkan banyak busa kurang ramah bagi lingkungan karena berpotensi merusak ekosistem sungai. The Amazing Eco-Enzyme 7
Pengenalan Green Chemistry PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN Agenda 2030 untuk Pembangunan Berkelanjutan (the 2030 Agenda for Sustainable Development atau SDGs) merupakan kesepakatan pembangunan baru yang mendorong perubahan-perubahan ke arah pembangunan berkelanjutan. hal tersebut didasarkan pada hak asasi manusia dan kesetaraan untuk mendorong pembangunan sosial, ekonomi dan lingkungan hidup. Tujuan ini diberlakukan dengan prinsip-prinsip universal, integrasi dan inklusif untuk meyakinkan bahwa tidak akan ada seorang pun yang terlewatkan atau “No-one Left Behind”. SDGs terdiri dari 17 Tujuan dan 169 target dalam rangka melanjutkan upaya dan pencapaian Millennium Development Goals (MDGs) yang berakhir akhir pada tahun 2015. Gambar 1. Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (TPB) Upaya suksesi TPB/ SDGs di Indonesia dikategorisasi dengan empat pilar pembangunan, yakni pembangunan lingkungan, pembangunan sosial, pembangunan ekonomi, serta pembangunan hukum dan tata kelola. Pada bahan ajar ini, fokus utama yang akan dikaji berkenaan dengan pilar pembangunan lingkungan meliputi tujuan/goals 6 (air bersih dan sanitasi layak), tujuan 11 (kota dan pemukiman yang berkelanjutan, konsumsi dan produks yang bertanggung jawab), tujuan 12 (penanganna perubahan iklim), tujuan 14 (ekosistem lautan), dan tujuan 15 (ekosistem daratan). Konsep Pembangunan Berkelanjutan (Sustainable Development) yang dicanangkan oleh PBB atau United Nation ini dilaksanakan dengan dasar pemikiran: “.... Meeting the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.” 8 The Amazing Eco-Enzyme
Allah Subhanahu wa Ta'ala berfirman: ٰﻳٓﺎَﻳﱡ َﻬﺎ اﻟﱠ ِﺬ ْﻳ َﻦ ٰا َﻣ ُﻨﻮا اﺗﱠ ُﻘﻮا َﱣﷲ َو ْﻟ َﺘ ْﻨ ُﻈ ْﺮ ﻧَ ْﻔ ٌﺲ َۗ ﱠﻣﺎ َﻗ ﱠﺪ َﻣ ْﺖ ﻟِ َﻐ ٍۚﺪ َواﺗﱠ ُﻘﻮا ﷲﱣ اِ ﱠن َﷲﱣ َﺧ ِﺒ ْﻴﺮٌ ۢﺑِ َﻤﺎ ﺗَ ْﻌ َﻤﻠُ ْﻮ َن \"Wahai orang-orang yang beriman! Bertakwalah kepada Allah dan hendaklah setiap orang memperhatikan apa yang telah diperbuatnya untuk hari esok (akhirat), dan bertakwalah kepada Allah. Sungguh, Allah Mahateliti terhadap apa yang kamu kerjakan. \" QS. Al-Hasyr [59] : 18
NILAI MORAL DAN SPIRITUAL Konsep pembangunan berkelanjutan sesungguhnya tidak jauh dari nilai Islam dan sarat akan nilai moral. Sebagaimana tersirat dalam QS. Al-Hasyr ayat 18: \"Hai orang- orang yang beriman, Gambar 2. Pemangku bertakwalah kepada Allah dan hendaklah kepentingan tiap diri mencermati apa yang sudah (stakeholders) utama diperbuatnya untuk hari kemudian yang berpartisipasi aktif (akhirat); serta bertakwalah kepada Allah, dalam pelaksanaan dan sesungguhnya Allah Maha Mengenali apa pencapaian SDGs di yang kalian kerjakan.” Indonesia Dari ayat tersebut tersirat bahwa memikirkan Kerjasama seluruh pihak kemaslahatan umat, utamanya generasi yang (dari unsur pemerintah, akan datang, merupakan tanggung jawab setiap akademisi, pelaku usaha, pribadi seorang muslim. Dalam perspektif hingga ormas dan warga pembangunan industri, pembangunan yang sipil) dapat membentuk diharapkan merupakan pembangunan yang regulasi pembangunan berkelanjutan, atau populer dengan istilah berkelanjutan yang lebih sustainable development. Yakni pembangungan jelas, diimbangi dengan yang mempertemukan ketercukupan kebutuhan rasa peduli, maka saat ini dengan kebutuhan generasi mendatang. keberlanjutan/ Olek karena itu, setiap insan perlu menyadari sustainability dapat bahwa sumber energi alam ini bukan terwujud di Indonesia peninggalan, melainkan titipan bagi generasi penerus di masa depan. Pembangunan lingkungan berkelanjutan amat erat hubungannya dengan peranan kimia dalam pembagunan terutama sektor industri pangan dan kesehatan. Green chemistry merupakan pendekatan yang sangat efektif untuk mencegah terjadinya polusi yang selaras dengan dasar pemikiran TPB. Konsep ini lebih memfokuskan pada cara pandang seorang peneliti untuk menempatkan aspek lingkungan pada prioritas utama. Area penelitian dalam Green Chemistry ini meliputi pengembangan cara sintesis yang lebih ramah lingkungan, penggunaan bahan baku yang terbarukan, merancang bahan kimia yang ramah lingkungan, serta penggunaan bioteknologi sebagai alternatif dalam industri. 10 The Amazing Eco-Enzyme
Green Chemistry Green Chemistry atau “kimia hijau” merupakan bidang kimia yang berfokus pada pencegahan polusi. Pada awal 1990-an, Green Chemistry mulai dikenal secara global setelah Environmental Protection Agency (EPA) mengeluarkan Pollution Prevention Act yang merupakan kebijakan untuk mencegah atau mengurangi polusi. Green Chemistry merupakan pendekatan untuk mengatasi masalah lingkungan baik itu dari segi bahan kimia yang dihasilkan, proses ataupun tahapan reaksi yang digunakan. Konsep ini menegaskan tentang suatu metode yang didasarkan pada pengurangan penggunaan dan pembuatan bahan kimia berbahaya baik itu dari sisi perancangan maupun proses. Bahaya bahan kimia yang dimaksudkan dalam konsep Green Chemistry ini meliputi berbagai ancaman terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, termasuk toksisitas, bahaya fisik, perubahan iklim global, dan penipisan sumber daya alam. Anastas dan Warner (1998) mengusulkan konsep “The Twelve Principles of Green Chemistry” yang digunakan sebagai acuan oleh para peneliti untuk melakukan penelitian yang ramah lingkungan. Berikut adalah ke-12 prinsip kimia hijau yang diusulkan oleh Anastas dan Warner : g Gambar 1. Prinsip kimia hijau/ Green Chemistry (GC) The Amazing Eco-Enzyme 11
Bagaimana Skema een Chemistry? Kedua belas prinsip Green Chemistry secara simultan akan menjadi panduan dalam pegembangan aplikasi-aplikasi kimia dalam industri dan lingkungan. Prinsip-prinsip tersebut bermuara pada keberlanjutan (sustainability) dari sumber daya alam dan energi. Sebab jika tidak dikendalikan maka ketersediaannya semakin hari semakin menurun, dan diprediksi dapat punah dikemudian hari. Secara sedernaha, muara dari prinsip Green Chemistry terangkum dalam sebuah skema terpadu, meliputi pengurangan, keamanan, dan keberlanjutan. Adapun hubungan hubungan antar komponennya disajikan dalam gambar berikut: Gambar 1. Skema kimia hijau/ Green Chemistry (GC) Terdapat beberapa hal yang dapat menjadi refleksi seorang muslim dalam pengembangan kimia hijau.Yakni pembuangan dan pengololaan sampah secara bijak, penghematan air, penggunaan energi terbarukan, dan secara spesifik memanfaatkan bahan kimia yang berkelanjutan/terbarukan dalam upaya pelestarian lingkungan. Hal terg sebut sudah sepatutnya menjadi hal yang ditafakuri oleh seorang muslim, sebagaimana firman Allah dalam QS. Ali Imran ayat 190-191. Salah satu upaya penggunaan bahan kimia terbarukan adalah dengan memanfaatkan biomassa melalui metode biorefeneri. Penjelasan mengenai biorefeneri akan dijelaskan pada bab lain dalam buku ini. 12 The Amazing Eco-Enzyme
Pendidikan Kimia Berkelanjutan Green Chemistry (GC) berkembang dari laboratorium akademis ke industri sebagai cara untuk mengurangi biaya, serta resiko lingkungan, kesehatan dan keselamatan. Penerapan 12 prinsip GC dipadukan pada skala kecil dan besar, mulai dari pemilihan bahan yang minim limbah dan risiko, hingga metrik yang mengukur limbah dan efisiensi proses. Teknik dan desain prosesnya pun mengarahkan ahli kimia untuk melacak penggunaan energi selama produksi, mencari bahan baku yang berkelanjutan, dan membangun produk yang dapat terurai atau didaur ulang untuk mencegah timbulnya limbah. Penerapan GC pada pendidikan kimia berkelanjutan tentu melibatkan metodologi yang berbeda dalam mengajarkan konsep kimia fundamental terhadap peserta didik. Misalnya, topik inti termodinamika perlu dibahas dalam kaitannya dengan efisiensi energi dalam proses kimia, disamping energetika dan spontanitas reaksi kimia. Topik inti kinetika perlu dibahas dalam hal katalis selektif, yang memaksimalkan hasil produk dengan mengurangi pembentukan produk sampingan. Diskusi semacam itu menghubungkan pengetahuan inti kimia dengan prinsip-prinsip Green Chemistry dan membentuk fondasi untuk kemajuan dan keberlanjutan kimia di kemudian hari. Gambar 2. Dimensi Keberlanjutan dalam pendidikan kimia Pendidikan kimia untuk keberlanjutan dapat mendukung siswa dalam memahami secara mendalam bagaimana sistem sosial, ekonomi dan lingkungan terhubung g dalam dunia yang berkelanjutan dan juga, untuk mengevaluasi dan berpikir kritis tentang hubungan tersebut. The Amazing Eco-Enzyme 13
Kimia berkelanjutan secara intuitif mengembangkan proses ramah lingkungan secara energi, produksi dan konversi, untuk memajukan produktivitas pertanian, pemurnian dan desalinasi air, pengolahan makanan, konstruksi bangunan, pemantauan kesehatan dan pengendalian hama. Dengan demikian, kimia berkelanjutan secara langsung terlibat dengan kelestarian lingkungan dengan menyediakan proses dan produk yang secara langsung bermanfaat bagi umat manusia tanpa merusak lingkungan. Namun, semua dimensi kimia berkelanjutan ini menghadirkan tantangan yang berat bagi pendidikan kimia, dalam hal arah dan ruang lingkup di masa depan. Jelas bahwa 'kimia berkelanjutan' tidak dapat dianggap sebagai kursus akademik tunggal, tetapi membutuhkan konsep dan filosofi keberlanjutan untuk diperkenalkan secara progresif ke dalam semua pembelajaran kimia, baik di tingkat menengah maupun di perguruan tinggi. Selain itu, kompleksitas kimia berkelanjutan dan keragaman yang melekat pada implementasinya menuntut metodologi pengajaran yang fleksibel, seperti pembelajaran berbasis masalah yang mengarah pada hasil pembelajaran yang dirancang dengan cermat. Kimia berkelanjutan juga memiliki karakter multi-dimensi, merangkul disiplin ilmu dengan cakupan yang lebih luas seperti ekonomi, akuntansi, humaniora, sosiologi, budaya, ilmu kesehatan, ilmu pangan dan ilmu pertanian. Oleh karena itu, keterlibatan sukses pendidikan kimia yang keberlanjutan melibatkan pengembangan kemitraan dengan disiplin ilmu lain dalam membentuk platform pendidikan terpadu untuk mewujudkan kelestarian lingkungan. Kontribusi kimia dalam pembangunan berkelanjutan akan terwujud ketika pendidikan kimia mempersiapkan peserta didik di semua tingkatan untuk mempraktikkan seni kimia dari perspektif kimia hijau dan berkelanjutan/ (Green and Sustainable Chemistry). 14 The Amazing Eco-Enzyme
BAGIAN 2 Eco-Enzyme Isu Sampah Organik Konsep Biorefeneri Integrasi QS. An-Nahl:11 Fermentasi Anaerob Penemu Eco-Enzyme Pembuatan Eco-Enzyme Cuka vs Alkohol
INVESTIGASI FAKTA DI LAPANGAN SAMPAH ORGANIK > BELAJAR DARI KISAH PILU DI TPA > DIBUANG DAN TERABAIKAN TRAGEDI LEDAKAN TPA LEUWI GAJAH P engelolaan sampah L ongsoran sampah TPA Leuwigajah yang masih menjadi PR besar berlokasi di Kampung Adat Cireundeu, bagi Indonesia, dengan 65 juta ton produksi sampah Kelurahan Leuwigajah, Kec. Cimahi Selatan, Kota per hari. Riset Sustainable Waste Indonesia (SWI) Cimahi 2005 silam menghilangkan 157 nyawa, menunjukan bahwa 60% sampah yang dihasilkan 137 rumah, 2 desa, dan 8,4 hektar lahan merupakan sampah organik. lebih parah lagi, hanya pertanian. Gunungan sampah sepanjang 200 sekitar 7,5% dari total sampah yang dikelola meter dengan tinggi 60 meter goyah karena dengan baik, dan 69% lainnya hanya ditimbun diguyur hujan deras. Akumulasi gas metan dari atau dibakar. Artinya, terdapat lebih dari 15 juta tumpukan sampah meledak dan membuat ton sampah organik yang mengotori ekosistem dan gundukan sampah longsor bak ombak lingkungan karena tidak ditangani. Sampah organik menerjang tubuh-para pemulung malang. di TPA menimbulkan bau \"Sudah cukup 20 tahun kami menderita tidak sedap di lingkungan, karena tempat tinggal kami yang sarat mengurangi tingkat budaya, adat, dan sejarah, jadi tempat daurulang plastik, serta sampah. Dulu anak-anak kami malu kalau memberi resiko terjadinya pergi keluar, karena pakaiannya pasti bau ledakan TPA. sampah, Kampung Adat Cireundeu dulu lebih dikenal sebagai kampung sampah,\" ujar sesepuh kampung. METANA > BOM WAKTU YANG TERTIMBUN A hli Geofisika Eksplorasi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Dr. Edi Utomo, mengatakan, Longsor dapat terjadi karena material sampah organik dan nonorganik yang belum kompak menyebabkan air masuk di sela-sela sampah yang renggang. Saat tekanan air semakin berat, kestabilan bukit sampah pun hilang. Selain itu juga didorong oleh ledakan akibat gas metana (CH4) dalam jumlah besar yang terperangkap di dalam gundukan sampah. Analoginya sederhana, seperti septic tank yang ditutup rapat-rapat, dan suatu saat dapat meledak. 16 The Amazing Eco-Enzyme
\"Hari Peduli Sampah Nasional itu karena kejadian nahas di kampung kami. Dari situ kita ambil kesimpulan, sampah bukan cuma tanggung jawab pemerintah. Tapi tanggung jawab semua pihak,\" Abah Widi, Sesepuh Kampung Adat Cireundeu The Amazing Eco-Enzyme 17
Allah Subhanahu wa Ta'ala berfirman: ﻳُ ْۢﻨ ِﺒ ُﺖ ﻟَﻜُ ْﻢ ﺑِ ِﻪ اﻟﺰﱠ ْر َع َواﻟﺰﱠ ْﻳ ُﺘ ْﻮ َن َواﻟ ﱠﻨ ِﺨ ْﻴ َﻞ َوا ْﻻَ ْﻋ َﻨﺎ َب َو ِﻣ ْﻦ ُﻛ ﱢﻞ اﻟ ﱠﺜ َﻤ ٰﺮ ِۗت اِ ﱠن ِﻓ ْﻲ ٰذﻟِ َﻚ َ ٰﻻﻳَ ًﺔ ﻟﱢ َﻘ ْﻮ ٍم ﻳﱠ َﺘ َﻔﻜﱠﺮُ ْو َن \"Dengan (air hujan) itu Dia menumbuhkan untuk kamu tanam- tanaman, zaitun, kurma, anggur dan segala macam buah-buahan. Sungguh, pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda (kebesaran Allah) bagi orang yang berpikir.\" QS. An-Nahl [16] : 11
INTEGRASI QS. An-nahl : 11 Hujan merupakan rahmat dari Allah SWT. Dengan hujan itu pula, Allah ﷻmenumbuhkan tanam-tanaman yang buahnya dapat memenuhi kebutuhan hidup manusia. Dari jenis rumput-rumputan, manusia memperoleh bahan makanan bagi ternak mereka, dari zaitun mereka memperoleh minyak yang diperlukan oleh beragam kebutuhan, lalu manusia dapat mengkonsumsi kurma, anggur, dan buah-buahan sebagai penyempurna asupan gizi makanan mereka. Kemudian disebut pula segala macam buah-buahan, agar manusia dapat mengetahui kekuasaan-Nya yang tidak terbatas. Dari air yang sama, Allah ﷻberkuasa menumbuhkan tanam-tanaman yang beraneka ragam dan mengeluarkan buah-buahan yang beraneka ragam bentuk, warna, dan rasanya. Segala macam tumbuh-tumbuhan menghasilkan bahan yang dapat memenuhi kebutuhan hidup manusia merupakan nikmat yang diberikan oleh Allah, sekaligus sebagai bukti keesaan-Nya. Pada akhir ayat ini dijelaskan bahwa segala macam nikmat yang diturunkan baik secara langsung ataupun tidak langsung merupakan bukti kebenaran bahwa sesungguhnya tidak ada tuhan kecuali Allah. Bukti-bukti itu dapat diketahui oleh orang-orang yang memperhatikan dan memikirkan tanda-tanda kekuasaan Allah serta memikirkan hukum– hukum yang berlaku di dalamnya. Bukti-bukti kekuasaan Allah yang terdapat di alam ini cukup memberikan kepuasan pada orang yang perpikir. Yakni orang-orang benar-benar memperhatikan kekuasaan-Nya dan mempercayai keesaan- Nya dengan mentadabburi setiap ayat-Nya, baik ayat Qauliyah maupun kauniyah. Sebagai contoh, perhatikanlah biji-bijian, baik biji tunggal ataupun berkeping dua, yang terletak di permukaan tanah yang dibasahi air hujan. Lama kelamaan biji itu merekah dan akarnya keluar menembus permukaan tanah. Kemudian tumbuh batang dan dedaunan, lalu berkembang menjadi besar, berbunga, dan berbuah. Satu hal yang menarik perhatian, ialah biji-bijian yang hampir sama bentuknya menghasilkan tumbuh-tumbuhan yang beraneka ragam dan menghasilkan buah-buahan yang bermacam-macam bentuk, warna, dan rasanya. The Amazing Eco-Enzyme 19
Tak hanya daging buah yang dapat dijadikan sebagai asupan nutrisi, kulit buah yang kerap dibuang sebagai sampah pun dapat dimanfaatkan. Salah satunya dengan menjadikan sampah organik seperti sisa buah dan sayur (tanaman) menjadi cairan multiguna yang disebut Eco-Enzyme. Eco-Enzyme dibuat dari sampah organik , gula, dan air melalui proses fermentasi anaerob (tanpa oksigen bebas). Pada proses tersebut terjadi penguraian polimer makromolekul gula sehingga pada bulan pertama diperoleh alkohol. sedangkan pada bulan kedua diperoleh cuka, dan pada bulan ketiga diperoleh enzim. Eco-Enzyme yang dihasilkan dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga, agrikultur, antibakteri, dan beragam kegunaan lainnya yang lebih ramah lingkungan. Tumbuhnya beragam tumbuhan, bahkan sampah buah dan sayuran pun dapat dimanfaatkan, merupakan salah satu dari tanda kebesaran Allah. Fenomena tersebut merupakan perkara yang patut ditafakuri oleh umat manusia. egala sesuatu itu pasti memiliki manfaat tersendiri, tergantung dari seberapa besar makhluk hidup terutama manusia menggunakan akalnya untuk memanfaatkan hasil alam secara optimal. Dengan demikian, orang-orang yang perpikir tentu akan melihat bahwa pencipta dari segala macam tumbuh-tumbuhan itu pasti Zat Yang Mahasempurna yang tidak bisa disaingi oleh zat-zat yang lain. Dialah yang berhak dipertuhan dan disembah. 20 The Amazing Eco-Enzyme
BIOREFENERI Berdasarkan data dari Food and Agricultural Organization (FAO), sepertiga dari total konsumsi manusia secara global (setara dengan 1,3 miliyar ton) terbuang pada proses pengolahan makanan. Padahal, dengan kandungan komponen organik dan nutrien alami yang kaya, secara teoritis sampah makanan dapat diolah menjadi produk yang lebih bernilai (seperti etanol, enzim, asam organik, ataupun bahan bakar) berdasarkan konsep biorefineri. yakni sebuah proses eksplorasi biomassa yang potensial untuk dikonversi menjadi bahan bahan yang kaya manfaat. Berikut diagram sederhana yang menggambarkan pengolahan sampah makanan berdasarkan konsep biorefeneri: Gambar 3. Skema metode Biorefeneri The Amazing Eco-Enzyme 21
Terdapat 5 metode alternatif untuk mengolah sampah organik sisa makanan, di antaranya dijadikan sebagai pakan ternak, penimbunan dipermukaan tanah, penguburan, insinerasi, pengompoasan, dan fermentasi anaerob. Metode fermentasi anaerob banyak digunakan karena memiliki keunggulan dari segi produk dan proses. Beberapa keuntungan tersebut: • Penggunaan sumber energi terbarukan • Otomatisasi tingkat tinggi dan biaya operasional yang relatif rendah • Tidak ada gangguan bau • Persyaratan ruang yang kecil • Kemungkinan menggunakan sisa bahan lembam sebagai pengisi atau pengkondisi tanah • Menghasilkan biogas untuk produksi energi • Mencegah limbah yang membusuk dari penimbunan dan akibatnya dapat membantu mengurangi produksi gas landfill dan leachate • Mengurangi permintaan akan TPA dan pengelolaan serta kapasitas sampah lainnya Dalam proses fermentasi, disintegrasi zat organik dilakukan pada kondisi tanpa oksigen di dalam digester berkapsul lengkap. Fermentasi membutuhkan media cair dengan kandungan bahan kering 8-12%. Bio- limbah memiliki kandungan bahan kering rata-rata 20-25%, harus tersuspensi dalam air sebelum fermentasi. Proses ini dibagi menjadi dua fase utama yang terdiri dari empat tahap berikut: Gambar 3. Skema metode Biorefeneri 22 The Amazing Eco-Enzyme
Tahap pertama adalah proses hidrolisasi di mana bakteri anaerob fakultatif memulai prosesnya hidrolisasi dan disintegrasi zat organik yang mudah menguap. Senyawa organik kompleks dipecah di bawah produksi asam organik, CO2, H2S dan alkohol. Oksigen terlarut dikonsumsi oleh bakteri, nitrat dan sulfat berkurang. Nilai pH diturunkan. Pada fase kedua, bakteri metana mencerna produk metabolisme fase 1. Akhir Produk dari proses tersebut adalah gas metana, CO2, dan garam mineral. Karena pengurangan atmosfer di dalam fermentor dan produksi amonium keluar secara anaerobik degradasi protein, nilai pH terus meningkat. Nilai pH substrat yang difermentasi berkisar antara 7,5 hingga 8,5. Pabrik fermentasi dapat dirancang sebagai fermentor satu tahap, di mana kedua fase tersebut proses tersebut dilakukan dalam satu ruang reaksi, atau sebagai fermentor dua tahap, di mana pengasaman dan produksi metana dilakukan di tangki terpisah. Berbeda dengan bakteri aerob yang tumbuh cepat, bakteri metana tidak ada di dalam substrat awal, tetapi harus dikembangbiakkan di dalam fermentor. Tingkat degradasi organik zat sangat tinggi di antara rentang suhu di mana bakteri metana berada pada aktivitas maksimal. Bakteri metan mesofilik memiliki suhu optimum sekitar 32 ° C hingga 35 ° C, sedangkan batang termofilik membutuhkan suhu substrat 50 ° C hingga 55 ° C. Selain suhu, laju degradasi bergantung terutama pada volatilitas organik zat, beban organik spesifik fermentor (kg bahan kering organik per meter kubik volume fermentor) dan waktu retensi bagian dalam media fermentor. Hasil gas berkorelasi langsung dengan tingkat dekomposisi. Setiap substrat memiliki spesifikasinya hasil gas dinyatakan dalam liter produksi biogas per kg bahan organik yang membusuk. Limbah fermentor adalah homogen, cairan hampir tidak berbau dengan kandungan bahan kering sekitar 5-8% dan suhu 35 ° C. Ada saja sedikit pengurangan volume (sekitar 2%). Sebagai hasil dari mineralisasi, nutrisi tanaman diubah garam mineral, yang tersedia dengan baik untuk tanaman. Substrat dapat digunakan secara langsung sebagai cairan pupuk atau kompos. Sehingga dapat dikatakan bahwa hampir 100% proses tersebut bersifat ramah lingkungan dan berkelanjutan (sustainable) 23The Amazing Eco-Enzyme
Secara keseluruhan, proses pencernaan anaerobik menghasilkan tiga produk yang bermanfaat: • Pertama, biogas, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik. • Kedua, cairan yang bisa digunakan sebagai pupuk pertanian. • Ketiga, padatan yang dapat digunakan sebagai pengkondisi tanah. Namun, proses pengolahan sampah makanan (bahan organik) dengan metode fermentasi anaerobik memiliki beberapa kekurangan, dinataranya: Memerlukan penyaringan yang cermat untuk menghilangkan kontaminan, terutama logam Memerlukan kondisi yang terkontrol dan manajemen yang cermat untuk mengoptimalkan produksi gas Menghasilkan residu yang mungkin memerlukan penimbunan lahan jika mengandung senyawa berbahaya Gas mungkin perlu dibersihkan sebelum digunakan Residu padat pada akhirnya mungkin memerlukan penimbunan lahan jika pasar tidak tersedia Selain itu, metode fermentasi anaerobik tersebut memerlukan peralatan khusus yang cukup menelan banyak biaya. Pembuatan Eco-Enzyme merupakan cara alternatif yang lebih ekonomis dan praktis untuk mengolah sampah makanan/ bahan organik melalui proses fermentasi anaerob. Proses fermentasi anaerob pada pembuatan Eco-Enzyme tidak memerlukan peralatan khusus, dan bahan yang digunakan pun relatif murah dan mudah di dapat, sehingga dapat dilakukan dalam skala kecil (di rumah, sekolah, komunitas, dsb.) 24 The Amazing Eco-Enzyme
Eco-Enzyme Eco-Enzyme merupakan larutan zat organik kompleks yang diproduksi dari proses fermentasi bahan organik, gula, dan air. Eco-Enzyme dikembangkan dalam upaya efesiensi bahan kimia sintetis dan perlindungan lingkungan berkelanjutan, yang diterapkan pada kimia ramah lingkungan atau Green Chemistry (GC). Prinsip Green Chemistry menggunakan bahan ramah lingkungan dengan sumber bahan terbarukan seperti limbah domestik sisa sayuran dan kulit buah-buahan. Gagasan proyek ini dicetuskan dalam upaya mencerna enzim dari sampah organik yang umumnya dibuang ke dalam tempat sampah menjadi produk berupa cairan multiguna. Eco-Enzyme pertama kali ditemukan dan dikembangkan oleh ilmuwan berkebangsaan Thailand bernama Dr.Rosukan Poompanvong yang aktif dalam riset mengenai enzim selama lebih dari 30 tahun. Atas penemuan tersebut, pada tanggal 16 Oktober 2003 beliau memperoleh penghargaan dari FAO PBB dalam rangkaian perayaan Hari Pangan Sedunia tahun 2003 di Bangkok, Thailand. Eco-Enzyme merupakan senyawa organik yang secara alami disintesis dengan protein nabati, mineral dan juvenile hormone. Melalui fermentasi, bahan baku akan saling bereaksi membentuk ekosistem enzimatik yang kompleks namun stabil. Eco- Enzyme dapat menghambat aktivitas organisme berbahaya, khususnya patogen dan bakteri, serta menutrisi tanaman untuk tumbuh dengan baik. \"Jika setiap rumah membuat dan memanfaatkan Eco-Enzyme, polusi akan lebih mudah diatasi, dan kita dapat hidup dengan lebih sehat\" Dr. Rosukan Poompanvong 25The Amazing Eco-Enzyme
Eco-Enzyme Eco-Enzyme adalah sumber daya yang bisa kita bagikan. Setiap tahap dalam pembuatan Eco-enzyme berguna untuk melindungi lingkungan. Para perempuan dapat membuat perubahan dari rumah, sebagai anak, istri, juga orang tua. Dr, Joean Oon, Director of the \"Kita harus bekerjasama dan Centre for Naturopathy and bekerja keras untuk Protection of Families di Malaysia, membantu Dr. Rosukon dalam membuat Eco-Enzyme dan menyebarluaskan ragam manfaat menjaga bumi demi dan keajaiban Eco-Enzyme ke berbagai belahan dunia generaasi penerus di masa yang akan datang\". Pembuatan Eco-Enzyme dinilai sangat menguntungkan, karena dapat meningkatkan daya guna sampah menjadi produk yang kaya manfaat. Cairan Eco-Enzyme dapat dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan meliputi rumah tangga, pertanian, dan peternakan, serta upaya pelestarian lingkungan. Pada dasarnya, Eco-Enzyme dihasilkan dari fermentasi pati dan gula organik secara anaerob dengan memacu reaksi biokimia di alam. Reaksi tersebut menghasilkan rantai protein alami, garam mineral, dan tentu saja enzim. Cairan Eco-Enzyme memiliki sifat disinfektan dan dapat digunakan sebagai pembersih dan beragam manfaat lainnya. Sifat disinfektan di dalam eco enzyme adalah karena kandungan alkohol dan / atau asam asetat dalam cairan ini. Alkohol (etanol) dan / atau asam asetat diproduksi oleh proses metabolisme bakteri yang secara alami terdapat pada sisa buah atau sayuran. Dalam pembuatan eco enzyme, baik alkohol, asam asetat, atau keduanya diproduksi, tergantung pada jenis mikroorganisme yang ada pada potongan buah atau sayuran. Kedua zat tersebut memiliki sifat disinfektan. 26 The Amazing Eco-Enzyme
FERMENTASI ANAEROB Fermentasi anaerob terjadi pada wadah fermentasi setelah oksigen habis dan diganti dengan N2, CO2, atau produk sampingan lain dari proses fermentasi. Fermentasi Anaerobik biasanya berlangsung yang lebih lambat daripada proses aerobik. Anaerob dapat tumbuh dalam kondisi yang tidak menguntungkan yang digunakan untuk meminimalkan kontaminasi selama fermentasi karena mereka memiliki enzim dan jalur katabolik yang tidak biasa (khusus). Dengan demikian fermentasi anaerobik hanya membutuhkan sedikit energi untuk menjaga sel dalam suspensi. Karena lebih sedikit biomassa diproduksi dalam fermentasi anaerobik, makan akan lebih banyak karbon yang dapat diubah sampai akhir produk, dan hasil produk yang lebih tinggi tercapai. Anaerob dapat memanfaatkan berbagai jenis substrat, termasuk aliran limbah pertanian dan sampah organik yang berasal dari dapur. Hal tersebut dapat mengurangi biaya keseluruhan dari proses fermentasi dan telah diterapkan pada banyak industri penting fermentasi, seperti produksi etanol oleh ragi, pengawetan asam laktat makanan, pencernaan anaerobik bahan organik dalam budidaya ruminansia dan pengolahan limbah. Dalam proses fermentasi bahan organik, makromolekul terurai menjadi mikromolekul secara perlahan. polimer secara bertahap menjadi monomer, lalu dikonversi menjadi piruvat. Respirasi anaerob, atau disebut juga fermentasi, dilakukan oleh bakteri untuk mendapatkan energi dari karbohidrat/protein/lipid dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen) dan dengan alkohol atau asam asetat (tergantung jenis mikroorganisme) sebagai produk sampingannya. Ragi dan beberapa jenis bakteri menghasilkan alkohol melalui fermentasi, sedangkan sebagian besar bakteri menghasilkan asam asetat. Proses fermentasi ini merupakan hasil aktivitas enzim dari mikroorganisme. 27The Amazing Eco-Enzyme
Eco-Enzyme Dalam pembuatan Eco-Enzyme pati dan gula adalah bahan utama pembuatan Eco-Enzyme. Setelah melarut dalam air, bahan tersebut akan terurai menjadi karbohidrat, lemak, protein dan asetil-CoA. Kemudian dihasilkan turunannya berupa senyawa asam asetat. kemudian ozon akan terstabilisasi CH3COOH (aq) + O1 (g) + 5O2 (g) --> O3 (g) + H2CO3 (aq) + H2O (l) Bikarbonat / karbonat merupakan inhibitor yang sepenuhnya dapat menghambat rantai reaksi radikal dan bahkan membentuk kembali ozon 28 The Amazing Eco-Enzyme
Cara Membuat Eco-Enzyme 1 23 10 bagian 1 bagian 3 bagian air gula bahan organik Eco-Enzyme dapat dibuat dengan empat langkah mudah, dari penuangan air, penambahan gula, penambahan bahan organik, lalu ditutup rapap untuk difermentasi. Namun, untuk memperoleh Eco-Enzyme yang baik, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Berikut tips untuk membuat Eco- Enzyme yang berkualitas: 1. Persiapan Siapkan wadah dengan kapasitas 20-30% lebih besar dari total bahan Eco-Enzyme, dengan kriteria berikut: wadah berbahan kaca tidak boleh digunakan karena rentan pecah wadah bermulut sempit tida disarankan karena rentan meledak wadah disarankan bermulut lebar dan berbahan plastik (untuk mengantisipasi terjadinya ledakan dan mempermudah proses panen), baik berukuran besar maupun kecil Setelah itu, siapkan bahan baku dengan perbandingan sebagai berikut: The Amazing Eco-Enzyme 29
Siapkan 10 bagian air (dari total Eco-Enzyme yang hendak dibuat) dengan ketentuan berikut: Pada pembuatan Eco-Enzyme, air yang hendak digunakan didiamkan selama 24 jam agar segala kontaminan seperti pasir, lumpur, kaporit, ataupun suspensi dalam air dapat mengendap. Durasi pengendapan air disesuaikan dengan kualitas air yang digunakan. 2. Penambahan Gula Gula merupakan zat pemanis yang dibuat dari nira (cairan berupa getah) yang diperoleh dari tandan bunga kelapa, aren, atau siwalan. Cairan ini mengandung gula 10-15 % yang penyusun utamanya dari jenis gula sukrosa kemudian gula glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang lebih kecil. 30 The Amazing Eco-Enzyme
Tambahkan gula sebanyak 1 bagian dari total Eco-enzyme yang hendak dibuat, dengan kriteria berikut: Gula pasir dan gula yang telah melalui proses kimiawi, seperti penambahan zat pengeras sodium metabisulfit ataupun penambahan kalsium hidroksida, dapat mengkontaminasi produk Eco-Enzyme dan mereduksi kandungan serta fungsinya, sehingga sangat tidak disarankan dalam pembuatan Eco-Enzyme. Sodium metabisulfit Kalsium hidroksida The Amazing Eco-Enzyme 31
3. Penambahan Bahan organik Siapkan 3 bagian bahan organik (dari total Eco-Enzyme yang hendak dibuat) dengan ketentuan berikut: ~ Kriteria Bahan Organik ~ Semua jenis sayur dan buah (kulit/biji/sisa daging buah) dapat digunakan untuk membuat Eco-Enzyme, kecuali: Sudah dimasak (direbus/digoreng/dikukus/ditumis) Busuk/berulat/berjamur Penibunan sampah organik sangat tidak disarankan, karena berpeluang mengalami pembusukan. Sayur ataupun buah yang segar, tidak busuk, dan belum melalui proses pemasakan digunakan agar tidak mereduksi kandungannya, terutama menjaga struktur protein dan pati (bahan utama penyusun enzim) agar tidak mengalami denaturisasi. Jika bahan organik belum terkumpul sesuai dengan jumlah yang diinginkan, pembuatan Eco-Enzyme dapat diawali dengan pelarutan air dan gula, dan penambahan bahan organik secara perlahan (dicicil). Takaran bahan pada pembuatan Eco-Enzyme dapat ditentukan berdasarkan perbandingan massa (melalui proses penimbangan) ataupun berdasarkan perbandingan volume wadah , seperti dijelaskan pada gambar berikut: Gambar 2. Pembuatan Eco- Enzyme dengan menggunakan perbandingan massa ataupun perbandingan volume dapat dicicil. Perhitungan waktu fermentasi dapat dimulai ketika perbandingan gula, bahan organik, dan air mencapai perbandingan 1:3:10 sesuai jumlah yang diinginkan Sejatinya, semakin beragam bahan organik yang digunakan, maka kualitas Eco-enzyme semakin baik dan kandungannya semakin kaya. Namun, pada beberapa kasus, terkadang aroma dari Eco-Enzyme yang dihasilkan tidak begitu sedap. Pemilihan jenis bahan organik beraroma segar dapat menjadi alternatif, agar produk Eco-Enzyme yang dipanen memiliki bau yang segar pula. 32 The Amazing Eco-Enzyme
Untuk menghasilkan Eco-Enzyme aromatik yang beraroma segar, dapat digunakan bahan organik dari kulit buah famili jeruk-jerukan, seperti jeruk lokal, jeruk nipis, lemon, jeruk bali, jeruk purut, dan lain sebagainya. selain itu, untuk memperkaya aroma, setelah 2 bulan (2/3 total waktu fermentasi) dapat pula ditambahkan 10% bahan aromatiik lain seperti daun jeruk purut, mint, sereh, rosemary, pandan, memangi, ataupun beragam jenis bunga. Sebagaimana pembuatan Eco-Enzyme pada umumnya fermentasi dilakukan hingga 3 bulan untuk di daerah tropis, dan 6 bulan untuk daerah substropis. Sehingga ketika dipanen diperoleh produk Eco-Enzyme yang juga dapat dimanfaatkan sebagai pengharum dan aroma terapi untuk memulihkan gangguan pernafasan. Salah satu cara pemanfaatan Eco- Enzyme aromatik adalah dengan memnyusun ranjang Eco-enzyme seperti pada gambar berikut: Gambar 2. Ranjang Eco-Enzyme. 1 tong Eco-Enzyme dapat menghasilkan ion negatif setara dengan 10 pohon Larutan Eco-Enzyme bisa ditempatkan di kamr tidur untuk memperbaiki kualitas tidur dan memulihkan gangguan kesehatan Selain menjadi aroma terapi, Eco-Enzyme juga dapat dimodifikasi menjadi sambun cair alami dengan menambahkan lerak kering tanpa biji. Pembuatan sabun cair Eco-Enzyme dapat dilihat pada gambar berikut: Scan kode QR berikut untuk melihat proses pembuatan, panen, hingga uji pH Eco-Enzyme aromatik dari limbah kulit jeruk lokal The Amazing Eco-Enzyme 33
4. Proses Fermentasi Setelah semua bahan dimasukan, aduk gula hingga melarut sempurna, lalu tutup wadah dengan rapat. Kemudian wadah tersebut disimpan di tempat dengan kriteria berikut: ~ Kriteria Lokasi Penyimpanan~ Tidak terkena sinar matahri langsung Memiliki sirkulasi udara yang baik Jauh dari Wi-Fi, WC, tong sampah, tempat pembakaran, dan bahan-bahan kimia *untuk memastikan tidak terjadi pembusukan, wadah dapat dibuka- tutup pada hari ke-7, hari ke-30, dan hari ke-90 (waktu panen) Kriteria tempat penyimpanan wadah ditujukan agar laju pembentukan Eco-Enzyme berlangsung secara optimal, dan Eco-Enzyme yang dihasilkan berkualitas baik (tidak mengandung kontaminan yang dapat merusak ataupun mengurangi kandungan dan manfaatnya) Proses fermentasi berlangsung selama 3 bulan di daerah tropis dan 6 bulan di daerah sub-tropis, hingga akhiran Eco-Enzyme dapat dipanen Jika terjadi pembusukan, Eco-Enzyme dapat diperbaiki dengan cara berikut: masalah: Solusi: larutan berbau perbaiki kerapatan got/terdapat jamur wadah. Tempatkan hitam wadah (tertutup) di penyebab: bawah sinar matahari kontaminasi mikroba pagi selama 30 menit \"tidak baik\" dalam 3 hari, dan kemungkinan akibat periksa kembali lokasi penempatan setelah 7 hari wadah kurang baik Solusi lanjutan: masalah: Apabila bau got tidak belatung tumbuh hilang setelah 3 hari di dalam wadah penjemuran dan total 7 penyebab: hari perbaikan, wadah kurang masukan gula sejumlah tertutup takaran awal pembuatan. setelah itu, fermentasi kembali selama 1 bulan. 34 The Amazing Eco-Enzyme
Secara umum Eco-Enzyme merupakan cairan enzim dari bahan organik yang diperoleh melalui proses fermentasi anaerobik (tanpa membutuhkan oksigen bebas). Pada proses tersebut terjadi penguraian polimer makromolekul gula sehingga pada bulan pertama diperoleh alkohol, bulan kedua diperoleh cuka, dan pada bulan ketiga diperoleh enzim. Jika fermentasi berlangsung dengan baik, larutan fermentasi akan beraroma alkohol setelah 1 bulan, dan beroma asam segar seperti cuka setelah 2 bulan. Pada beberapa kasus, ketika proses fermentasi berlangsung timbul jamur berwarna putih (pitera) dan atau lapisan berwarna coklat seperti jeli (Mama- Enzyme). Lain halnya dengan jamur hitam akibat kontaminasi mikroba \"tidak baik\", pitera adalah sejenis jamur baik yang dihasilkan dari pembuatan Eco-Enzyme. adapun Mama Enzyme adalah “biang” penghasil enzyme itu sendiri dari limbah organik yang berbentuk seperti jeli karena tersusun dari serat selulasa dari bahan organik. Namun kemunculan jamur pitera dan mama-enzyme ini bersifat tentatif dan bukan acuan dari keberhasihan pembuatan Eco-enzyme. Lapisan jamur pitera dapat digunakan untuk masker wajah dan bahan kosmetik. Lapisan Mama-Enzyme atau Mother enzyme ini bentuknya seperti jelly nata de coco, memiliki kandungan zat anti inflamasi dan anti gatal, sering digunakan untuk pereda demam masker wajah atau pengobatan luka luar. 35The Amazing Eco-Enzyme
Setelah 3 bulan atau pada hari ke-90 Eco-Enzyme dapat dipanen, dengan teknik berikut: Setelah dipanen, Eco-enzyme dapat disimpan dalam botol bekas dengan beragam ukuran (sesuai dengan ketersediaan dan kebutuhan) untuk mempermudah penggunaan. Untuk mengetahui kualitas Eco-Enzyme, dapat dilakukan dengan identifikasi sederhana dari segi aroma (uji bau) dan tingkat keasaman (uji pH). Analisis yang lebih rinci terhadap Eco- Enzyme dapat di lakukan melalui karakterisasi dengan serangkaian pengujian di laboratorium. 36 The Amazing Eco-Enzyme
Apakah Produk Fermentasi Halal? Alkohol vs Cuka dalam pembuatan Eco-Enzyme Cuka telah lama dikenal. Bahkan di zaman Rasulullah Muhammad SAW. Zat berbentuk cair ini kerap digunakan sebagai teman makanan. Pada suatu riwayat, Rasulullah SAW menggunakan sambal cuka untuk teman makan roti. Para juru masak juga menggunakannya sebagai pelengkap makanan atau masakan. Makin luasnya penggunaan cuka, membuat kita terkadang lalai mengenai status kehalalan cuka itu sendiri. Menurut Anton Apriyantono, Dosen Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, \"jangan salah membedakan antara cuka dengan khamar\". Pada saat ini, cuka atau karib disebut vinegar berasal dari bahan kaya gula seperti anggur, apel, nira kelapa, dan malt. Gula sendiri, seperti sukrosa dan glukosa, serta sejumput fruktosa, dalam pembuatannya melibatkan proses fermentasi alkohol dan fermentasi asetat secara berkesinambungan. Secara kimiawi, perubahan utama yang terjadi mula-mula gula diubah menjadi alkohol (etanol) lalu menjadi asetat secara terus menerus. Apabila cuka terbuat dari bahan-bahan tersebut pada umumnya disebut cuka atau vinegar saja. Selain itu, cuka dapat juga dibuat dari bahan minuman beralkohol, baik cider maupun wine. Kedua jenis bahan ini diubah menjadi vinegar melalui proses fermentasi. Pada akhirnya proses fermentasi tersebut mampu mengubah alkohol menjadi asam asetat. Hasilnya adalah cider vinegar atau wine vinegar. Wine vinegar biasanya digunakan dalam pembuatan saus, contohya saus tomat. Lalu cuka jenis apa yang dapat dikatakan halal maupun haram? Hadits Muslim Nomor 3824 37The Amazing Eco-Enzyme
\"Pada dasarnya cuka akan berstatus halal jika bahan bakunya adalah halal. Meski dalam pembuatannya terjadi proses fermentasi yang menyisakan alkohol yang berkadar kurang dari satu persen\" jelas Anton Apriyantono. Pada masa Rasulullah, pembuatan cuka menggunakan bahan utama yang kaya akan gula. Selain itu juga menghasilkan proses fermentasi yang merupakan fermentasi alkohol (fermentasi yang hasil utamanya alkohol) serta fermentasi asetat secara terus menerus.Tetapi bila cuka dibuat dari khamar seperti wine dan cider yaitu wine vinegar, rice vinegar,cider vinegar dan sherry vinegar maka umat Islam tak diperbolehkan mengonsumsinya. Dalam riwayat lain, Dari Ibnu Al-Dailami dari ayahnya berkata :” Kami bertanya kepada Rasulullah, Wahai Rasulullah, kami memiliki anggur -apa yang harus kami lakukan dengannya ? Beliau menjawab: ‘Buat kismis”, Kami bertanya :”Apa yang harus kami lakukan dengan kismis ?”, Beliau menjawab : “Rendam (dengan air) pagi hari dan minum di sore hari, rendam di sore hari dan minum di pagi hari “, Saya bertanya : “Bolehkan saya rendam lebih lama agar lebih kuat ?” beliau menjawab :”Jangah ditaruh dalam wadah yang terbuat dari tanah (keramik) tetapi taruhlah dalam wadah dari kulit,dia akan bertahan lama, dan berubah menjadi cuka” (Sunan An-Nasai, dan Sunan Abu Dawud dengan narasi yang berbeda). Selain atas dasar Hadis di atas, untuk mengubah minuman keras menjadi cuka tak dapat terjadi jika tak ada campur tangan manusia. Maksudnya, khamar harus dikeluarkan dari wadahnya ke wadah yang terbuka. Dan dibiarkan dalam suhu ruang. Sebaliknya bila minuman keras itu tetap saja dalam botol maka kecil kemungkinannya untuk dapat berubah menjadi cuka. dalam pembuatan Eco-enzyme, asam asetat atau cuka diperoleh pada bulan kedua, dan dihasilkan dari bahan organik alami, bukan cider. Dari Ummu Sa'd berkata: \"Rasulullah Shallallahu 'Alaihi Wasallam memasuki rumah Aisyah ketika saya sedang bersamanya, dan bertanya: \"Adakah makanan?\", dia menjawab: \"kami punya roti, kurma dan cuka (hasil fermentasi buah)\", Rasulullah Shallallahu 'Alaihi wasallam berkata \"Betapa berkahinya lauk dari cuka, Ya Allah berkahilah cuka karena dia adalah lauk pauk para Nabi sebelumku, dan tidak akan pernah ada rumah yang menjadi miskin yang di dalamnya ada cuka\" (Sunan Ibnu Majah). 38 The Amazing Eco-Enzyme
Integrasi Nilai Islam Apa mukjizat yang tersimpan dalam petunjuk Nabi tentang tata cara membuat cuka tersebut? Perhatikan wadah yang digunakan. Lebih dari seribu tahun setelah hadits tersebut, manusia baru bisa membedakan apa itu ragi dan apa itu bakteri. Ragi melakukan fermentasi tanpa udara (anaerob) dan menghasilkan Alkohol plus CO2, sementara bakteri melakukan fermentasi dengan udara (aerob) dan hasilnya adalah cuka. Anggur bila direndam di tempat tanpa udara seperti pada wadah yang terbuat dari tanah liat atau keramik yang dihasilkan adalah alkohol yang haram. Bila disimpan dalam wadah dari kulit (Qirbah), bakteri yang ada di dalamnya tetap berespirasi dengan udara, fermentasinya dengan cara aerob dan hasilnya cuka yang menjadi lauk terbaik di atas. Dari mana Nabi tahu cara kerja jasad renik yang sangat berbeda satu sama lain tersebut sedangkan mikroskop pun baru ditemukan berabad-abad kemudian? Itulah mukjizat, Nabi memperoleh ilmunya langsung dari Allah tanpa perlu eksperimen maupun uji laboratorium, kita tinggal mengikutinya saja. Di jaman modern ini alat yang kita gunakan bisa saja berbeda, tetapi harus mengikuti cara kerja yang sama. Proses pembuatan cuka yang halal tidak boleh mengikuti cara kaum non muslim yang membuatnya dari alkohol, harus dari awal dibuat dengan yang dijelaskan dalam hadits tersebut di atas. Kalau tidak punya wadah dari kulit, bisa diganti dengan wadah dari kaca yang ditutup kain, sehingga fermentasinya tetap aerob. Tidak boleh dipercepat dengan dibuat alkohol dahulu baru dijadikan cuka, karena hal inipun pernah ditanyakan ke beliau dan dijawab tidak boleh. Dari Anas bin Malik berkata: \"Abu Thalhah bertanya kepada Nabi Shallallahu 'Alaihi Wasallam tentang beberapa anak yatim yang mewarisi khamr dari anggur. Jawab Nabi: Tuang (buang ke tanah). Dia bertanya: \"Bolehkah aku buat cuka darinya?\" Nabi Menjawab: \"Tidak\" (Sunan Abu Daud).Dari rangkaian hadits ini satu sisi umat Islam harus ekstra hati-hati ketika membeli cuka organik sekalipun, karena kalau prosesnya melalui khamar dahulu jatuhnya tidak boleh seperti dalam hadits tersebut. Di sisi lain, inilah peluang untuk membuat cuka yang benar-benar halal sesuai panduan dalam hadits sebelumnya. wallahu a'lam. The Amazing Eco-Enzyme 39
BAGIAN 3 Karakterisasi Eco-Enzyme Uji pH Uji Spektrofotometri IR Uji Metabolit Sekunder Uji Antimikroba Uji Enzyme Assay Resep penggunaan EE Testimoni Penggunaan EE
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Spektroskopi Inframerah spektroskopi inframerah merupakan suatau metode analisis instrumentasi untuk mengetahui gugus fungsi pada senyawa organik dengan menggunakan radiasi sinar inframerah atau infrared (IR).Radiasi sinar IR merupakan spektrum elektromagnetik yang terletak di antara sinar tampak dan gelombang mikro. Rentang panjang gelombang IR yang umumnya digunakan untuk analisis adalah bilangan gelombang 500 - 4000 Cm-1. Ketika senyawa mendapatkan radiasi sinar IR, sebagian sinar akan diserap oleh senyawa tersebut, dan sebagian lainnya diteruskan. serapan ini disebabkan oleh ikatan molekul senyawa yang bervibrasi. Masing-masing ikatan memiliki sifat yang khas (berbeda satu sama lain). Berikut beberapa daerah serapan pada spektrum inframerah: The Amazing Eco-Enzyme 41
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Spektroskopi Inframerah Penelitian oleh Vama & Cherekar (2020), yang membuat Eco-Enzyme dari kulit buah sitrus (jeruk, lemon, dan jeruk nipis), kemudian dikarakterisasi dengan instrumen FTIR Shimadzu IRAffinity-1S Berikut spektrum inframerah yang diperoleh: Spektrum IRSampel kasar disaring dari filter membransehingga tidak ada mikroba yang masuk ke dalam cairan. IRspektra cairan yang disaring dilakukan itumewakili keberadaan -OH dan -COOH kelompok fungsional (pita 3303,83 / cm dan pitadari 1637,45 / cm diamati masing-masing Hasil tersebut menunjukan bahawa eco-Enzyme tersebut mengandung gugus hidroksil (alkohol) dan gugus karboksil (asam karboksilat). Deangan kandungan tersebut, Eco-Enzyme dapat dijadikan sebagai bahan disinfektan yang ramah lingkungan 42 The Amazing Eco-Enzyme
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Titrasi Asam asetat Setelah mengetahui kandungan asam asetat melalui spektroskopi IR, karakterisasi Eco-Enzyme dilanjutkan dengan kuantifikasi asetat melalui tirasi asam basa. Sebanayak 10 mL sampel Eco-Enzyme dititrasi dengan NaOH 1M, dan ditambahakan indikator phenolphthalein. Titrasi merupakan metode untuk menentukan konsentrasi suatu larutan dengan cara mereaksikan sejumlah volume larutan tertentu terhadap sejumlah volume larutan lain yang konsentrasinya sudah diketahui. pada Titrasi asam basa, kadar suatu larutan asam dengan larutan basa yang diketahui, dengan didasarkan pada reaksi netralisasi. Titrasi harus dilakukan hingga mencapai titik ekivalen, yaitu keadaan di mana asam dan basa tepat habis bereaksi secara stoikiometri. Titik ekivalen umumnya dapat ditandai dengan perubahan warna dari indikator. Keadaan di mana titrasi harus dihentikan tepat pada saat indikator menunjukkan perubahan warna disebut titik akhir titrasi. Jadi, untuk memperoleh hasil titrasi yang tepat, maka selisih antara titik akhir titrasi dengan titik ekivalen harus diusahakan seminimal mungkin. Hal ini dapat diupayakan dengan memilih indikator yang tepat pada saat titrasi, yakni indikator yang mengalami perubahan warna di sekitar titik ekivalen. Larutan indikator yang digunakan dalam titrasi asam-basa biasanya adalah jenis larutan asam/basa lemah organik. Komponen dalam larutan indikator ini dalam keadaan kesetimbangan memiliki warna berbeda antara larutan asam/basa dengan konjugatnya. Oleh karena itu dapat digunakan sebagai petunjuk (indikator) bila ia ditambahkan ke dalam campuran pada proses titrasi. 43The Amazing Eco-Enzyme
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Titrasi Asam asetat Pada penelitian Vama & Cherekar (2020) indikator yang digunakan pada kuantifikasi kandungan asam asetat dalam eco-Enzyme adalah phenolphthalein. Yaitu senyawa kimia dengan rumus molekul C20H14O4 dan sering ditulis sebagai \"HIn\" atau \"pp\" dalam notasi singkat. Fenolftalein sedikit larut dalam air dan biasanya dilarutkan dalam alkohol untuk digunakan dalam berbagai percobaan. Senyawa ini bersifat asam lemah yang dapat membebaskan ion H+ dalam larutan. Molekul fenolftalein tidak berwarna, dan ion fenolftalein berwarna merah muda. Jika basa ⇌ditambahkan ke dalam fenolftalein, kesetimbangan molekul ion bergeser ke kanan, menyebabkan ionisasi lebih banyak karena pembebasan ion H+ Fenolftalein tidak akan berwarna (bening) dalam keadaan zat yang asam atau netral, namun akan berwarna kemerahan dalam keadaan zat yang basa. Tepatnya pada titik pH di bawah 8,3 fenolftalein tidak berwarna, namun jika mulai melewati 8,3 maka warna merah muda yang semakin kemerahan akan muncul. Berikut spektrum inframerah yang diperoleh: Kuantifikasi asam asetat: hasil dari kuantifikasi asam asetat melalui titrasi menunjukan bahwa 10 mL Eco-Enzyme mengandung 0,084 mL asam asetat, atau setara dengan sekitar 42,25 mL asam asetat dalam 500 mL Eco-Enzyme sehingga pH Eco-Enzyme bersifat asam 44 The Amazing Eco-Enzyme
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Uji pH (tingkat keasaman) pH (Power of Hydrogen) adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut dalam larutan berpelarut air. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoretis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH- nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Secara eksperimen derajat keasaman suatu senyawa dapat didentifikasi dengan menggunakan indikator pH. Yakni senyawa halokromik yang ditambahkan dalam jumlah kecil ke dalam sampel, umumnya adalah larutan yang akan memberikan warna sesuai dengan kondisi pH larutan tersebut. Terdapat beragam jenis indikator yang tersedia di alam maupun yang diproduksi secara sintetis, dengan rentang pH tertentu. Namun, untuk mengetahui nilai pH secara spesifik, disarankan menggunakan indikator universal yang akan menunjukan warna tertenrtu, dan dicocokan dengan urutan warna dan nilai pada trayek pH. penentuan nilai pH secara lebih spesifik dapat menggunakan alat bernama pH meter. Untuk mengetahui cara kerja beragam indikator alami, indikator universal, dan pH meter, scan kode QR berikut! Berikut adalah hasil uji pH Eco-enzyme aromatik dari kulit jeruk dan sereh 45The Amazing Eco-Enzyme
KARAKTERISASI ECO-ENZYME #Enzyme Assay identifikasi aktivitas enzimatik, terutama kinetika dan inhibisi enzim yang terkandung dalam suatu sampel dapat dilakukan dengan metode yang disebut Enzyme Assay. Aktivitas enzim sebagai biokatalisator umumnya mengacu pada substrat target alami yang diasumsikan dari enzim. Aktivitas enzim juga dapat diberikan seperti pada substrat standar tertentu, seperti gelatin, kemudian diukur dalam unit pencernaan gelatin/Gelatin Digesting Unit (GDU), atau menggunakan protein susu, kemudian diukur dalam unit pembekuan susu/ Milk Digesting Unit (MCU). Unit GDU dan MCU didasarkan pada seberapa cepat satu gram enzim mencerna gelatin atau protein susu. 1 GDU setara dengan sekitar 1,5 MCU. Peningkatan jumlah substrat akan meningkatkan laju reaksi dengan enzim, namun begitu melewati titik tertentu, laju reaksi akan mendatar karena jumlah situs aktif yang tersedia tetap konstan. Aktivitas biokatalitik dapat diuji dengan menggunakan metode enzyme assay untuk mengidentifikasi kandungan enzim hidrolitik pada Eco- Enzyme. Enzim hidrolitik adalah enzim yang mengkatalisis hidrolisis suatu ikatan kimia. Enzim-enzim ini biasanya memiliki spesifisitas yang luas seperti Esterase yang mengkatalisis pemecahan semua ikatan ester, karena ini tingkatnya sangat dimoderasi dalam sel. 46 The Amazing Eco-Enzyme
Search
