1. BIOKIMIA
“SISTEM DEGRADASI MATERIAL DAN TRANSFORMASI KIMIA
DARI MATERIAL BIOLOGIS DAN BAHAN ORGANIK”
OLEH
ALFI NUR AINI 175080107111014
ANINDYAH DESTRI K 175080107111015
RATNA DZILLIL USWAH 175080107111016
PUNTO APRI SEMBODO 175080107111017
Dosen Pengampu : Dr. Yuni Kilawati, S.Pi M.Si
2. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Biodegradasi dan Degradasi
Degradasi kimia adalah suatu reaksi perubahan kimia atau
peruraian komponen suatu polimer karena reaksi dengan
polimer sekitarnya berupa tindakan atau proses penyederhanaan
atau meruntuhkan sebuah molekul menjadi lebih sederhana
(kecil) baik secara alami maupun buatan. Sesuai dengan
penyebabnya, kerusakan atau degradasi polimer ada beberapa
macam. kerusakan termal (panas), fotodegradasi (cahaya),
radiasi (energi tinggi), kimia, biologi (biodegradasi) dan
mekanis
3. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Biodegradasi dan Degradasi
Biodegradasi merupakan proses perombakan
senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang
lebih sederhana oleh aktifitas mikroorganisme.
Bahan organik bisa didegradasikan secara aerob
dengan oksigen ataupun secara anaerob tanpa
oksigen
4. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Biodegradasi dan Degradasi
Segala bahan yang dapat diuraikan menjadi
komponen-komponen penyusunnya disebut
Bahan Biodegradable.
Bahan biodegradable umumnya memiliki
jenis ikatan asetal, amida, atau ester, dan
memiliki berat molekul, kristalinitas rendah
serta hidrofilitas tinggi.
5. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Berbagai macam bahan organik mudah
terdegradasi dalam kondisi aerobik. Dalam
metabolisme aerobik, O2 adalah terminal
akseptor elektron. Ketika biodegradasi
terjadi, populasi mikroba cepat beradaptasi
dan mencapai kepadatan tinggi. Akibatnya,
laju biodegradasi yang semula cepat menjadi
terbatas oleh laju pasokan oksigen, bukan
kapasitas mikroba yang melekat untuk
menurunkan polimer atau kontaminan
lainnya.
Biodegradasi dan Degradasi
6. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Mikroorganisme membantu menguraikan
bahan organik di lingkungan. Banyak faktor yang
mempengaruhi kekuatan potensial dan laju yang
terjadi secara alami di situs tertentu, seperti: kadar
air tanah, porositas, temperatur tanah, pH tanah,
ketersediaan O2, kehadiran mikroba yang cocok,
kehadiran kontaminan dan konsentrasi mereka, dan
ketersediaan nutrisi .
(Matsunaga, 2000).
7. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Khusus untuk polimer biodegradable dalam tanah,
tingkat di biodegradasi yang terjadi tergantung pada
kondisi tanah seperti suhu, kadar air (ukuran dari
konsentrasi air), tingkat aerasi (ukuran konsentrasi
oksigen), keasaman (ukuran konsentrasi asam) dan
konsentrasi mikroorganisme sendiri.
8. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Sutanto (2005), menyebutkan bahwa senyawa organik dibedakan atas:
Karbohidrat, yaitu gula dan pati (mengandung sel), pektin,
hemiselulosa, selulosa (dinding sel). Karbohidrat merupakan
penyusun senyawa organik terbesar penyusun bahan organik (>50%
dari berat kering total bahan organik)
Lignin, yaitu bahan kayu (dinding sel), menyusun 10%-40% berat
kering organik
Senyawa nitrogenus, yaitu protein sederhana dan kompleks, asam
amino, asam nukleat. Senyawa ini terdapat <20% dari berat kering
bahan organik.
Lemak, lilin, resin, kulit, dan bahan pewarna dalam jumlah yang
kecil. Kadar senyawa ini <10% dari berat kering bahan organi
9. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Proses perombakan bahan organik mengalami dua
hal penting, yaitu dekomposisi dan humifikasi
Sutanto (2005) menuliskan bahwa terdapat 3 proses
utama yang tumpang tindih pada proses
dekomposisi, yaitu:
1. Proses Biokimia
2. Proses Peruraian
3. Proses Peruraian oleh mikroorganisme
heterotrofik dan saprofitik
10. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Menurut Sutanto (2005), humifikasi adalah proses
menghasilkan senyawa humin. Dalam proses
humifikasi terdapat 2 hal penting, yaitu:
Pembentukan senyawa humin melalui proses
penguraian senyawa organik yang telah
mempunyai struktur (lignin, protein).
Neoformasi senyawa humin dari residu
karbohidrat linier dan protein melalui
pembentukan cincin dan polimerasi.
11. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
PROSES HUMIFIKASi
Proses humifikasi terjadi melalui:
Reaksi kimia senyawa-senyawa tertentu,
mikroorganisme tanah berperan aktif pada awal
pembentukan senyawa tersebut. Reaksi kimia
kemungkinan besar terjadi pada kondisi asam,
kandungan hara rendah, dan tanah gambut
dengan aktivitas mikroorganisme yang rendah.
Metabolisme biologi dan autolysis yang terjadi di
dalam pencernaan fauna (makrofauna dan
mesofauna). Proses humifikasi biologi terjadi pada
kondisi pH agak masam sampai netral, tanah
yang memiliki banyak kandungan hara, dan
aktivitas mikroorganisme yang tinggi.
12. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Jenis Hidrokarbon yang Didegradasi
Mikroba
1. Hidrokarbon Alifatik
Mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon rantai lurus dalam minyak bumi ini
jumlahnya relatif kecil dibanding mikroba pendegradasi hidrokarbon aromatik.
Mikroorganisme ini menggunakan hidrokarbon tersebut untuk
pertumbuhannya. Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses
aerobik (menggunakan oksigen). Tanpa adanya O2, hidrokarbon ini tidak
didegradasi oleh mikroba. Langkah pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh
oleh mikroorganisme meliputi oksidasi molekuler (O2) sebagai sumber reaktan
dan penggabungan satu atom oksigen ke dalam hidrokarbon teroksidasi
13. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
2. Hidrokarbon Aromatik
Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara
aerobik oleh mikroorganisme seperti bakteri dari genus
Pseudomonas. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali
dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau
senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini
14. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Biodegradasi Protein
Degradasi protein merupakan suatu proses pemecahan protein dari
ikatan-ikatan yang terdapat di dalamnya. Degradasi ini dapat terjadi
akibat adanya pemanasan atau kontaminasi dengan zat kimia. Pada
eukariot kebanyakan gangguan terjadi pada sistem tunggal yang
meliputi ubiquitin dan proteosom. Ubiquitin pada degradasi protein
memperlihatkan bahwa keberadaan 76 protein asam amino yang
sangat berlimpah dan melibatkan reaksi proteolisis yang tergantung
pada energi, dimana energi tersebut dapat membantu proses
ubiquitin dalam degradasi protein.
15. BIOKIMIA
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FPIK - UB
Biodegradasi Lemak
Lemak merupakan senyawa organik yang tidak larut
dalam air akan tetapi larut dalam pelarut organik. Lemak
disintesa dari 1molekul gliserol dan 3 molekul asam
lemak. Sehingga dalam perombakannya lemak akan
dirombak menjadi gliserol dan asam-asam lemak. Jenis
mikroba yang bersifat lipolitik. Contoh bakteri
Pseudomonas, Alcaligenes, dan Stapylococcus. Kapang:
Rhizopus, Geotrichum, Aspergillus dan Penicillium.
Contoh khamir: Candida, Rhodotarula, Hansemula
