Bisurfaktan dalam Operasi Teknik Lingkungan
Tinjauan Umum Surfaktan
Surfaktan adalah molekul amphipatik yang terdiri atas gugus hidrofilik dan hidrofobik, sehingga dapat berada di antara cairan yang memiliki sifat polar dan ikatan hidrogen yang berbeda, seperti minyak dan air. Hal ini menyebabkan surfaktan mampu mereduksi tegangan permukan dan membentuk mikroemulsi sehingga hidrokarbon dapat larut di dalam air, dan sebaliknya.
Surfaktan memegang peranan penting dalam berbagai aplikasi praktis dan produksi deterjen, emulsifier, cat, tinta, untuk formulasi herbisida dan insektisida dalam bidang argokimia, serta industri kosmetik. Dalam bidang teknik lingkungan, tujuan penggunaan surfaktan adalah untuk meningkatkan bio-availability senyawa polutan yang memiliki kadar solid yang tinggi sehingga dapat menjadikannya lebih mudah larut terhadap pelarut atau media.
Definisi dan Klasifikasi Biosurfaktan
Biosurfaktan merupakan surfaktan yang disintesis oleh mikroorganisme, terutama jika mereka ditumbuhkan pada substrat yang tidak larut dalam air. Tidak seperti surfaktan berbahan dasar minyak yang diklasifikasikan berdasarkan grup polar natural-nya, biosurfaktan dikategorikan berdasarkan struktur kimia dan bakteri penghasilnya. Pada umumnya, struktur kimiawi biosurfaktan terdiri atas gugus hidrofilik yang mengandung asam amino atau anion dan kation peptida, mono-, di-, atau polisakarida; dan gugus hidrofobik yang mengandung asam lemak jenuh dan tak jenuh.
Berdasarkan ukuran molekularnya, biosurfaktan dapat dibagi menjadi biosurfaktan dengan berat molekul rendah dan berat molekul tinggi. Glikolipid seperti rhamnosa dan sophorolipid, dan lipopeptida seperti surfactin dan polymyxin merupakan biosurfaktan dengan berat molekul rendah, yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antar permukaan. Sedangkan biosurfaktan dengan berat molekul tinggi seperti lipoprotein, lipopolisakarida, dan amphipatik polisakarida sangat efektif untuk menstabilkan emulsi minyak dalam air.
Berdasarkan struktur kimianya, biosurfaktan diklasifikasikan sebagai glikolipid; lipopeptida atau lipoprotein; asam lemak, fosfolipid, biosurfaktan polimerik; dan biosurfaktan partikulat.
Tabel 1 Biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroorganisme
Jenis
Biosurfaktan
Mikroorganisme Penghasil
Referensi
Berat molekul tinggi
Alasan
Acinetobacter radioresistens
Navon-Venezia et al., 1995
Emulsan
Acinetobacter calcoaceticus
Rosenberg, 1993
Biodispersan
Acinetobacter calcoaceticus
Rosenberg et al., 1988
Liposan
Candida lipolytica
Cirigliano dan Carman, 1984
Emulsifier makanan
Candida utilis
Shepherd et al., 1994
Emulsifier insektisida
Pseudomonas tralucida
Anu Appaiah dan Karanth, 1981
Sulfated polysaccharide
Halomonas eurihalina
Martinez Checa et al., 2002
Acetyl heteropolysaccharide
Sphingomonas paucimobilis
Ashtaputre dan Shah, 1995
Eksopolisakarida
Azotobacter chroococcum
Bacillus cereus,
Pseudomonas sp, Azotobacter vinelandii
Suryatmana (2006)
Muchtasjar (2006)
N-acetyl and O-pyruvil
heteropolysaccharide
Pseudomonas fluorescens
Bonilla et al., 2005
Jenis
Biosurfaktan
Mikroorganisme Penghasil
Referensi
Berat molekul rendah
Rhamnolipid
Pseudomonas aeruginosa,
Serratia rubidea
Benincasa et al., 2004
(Hydroxyalkanoyloxy) alkanoic acids (HAAs) Rhamnolipid precursor
Pseudomonas aeruginosa
Déziel et al., 2003
Trehalose lipids
Arthrobacter paraffineus, Rhodococcus,erythropolis, Mycobacterium
Uchida et al., 1989
Sophorose lipids
Candida lipolytica, Torulopsis bombicola
Hommel et al., 1994
Cellobiose lipids
Ustilago maydis
Fiechter, 1992
Viscosin
Pseudomonas fluorescens
Neu et al., 1990
Surfaktin
Bacillus subtilis, Bacillus pumilus
Carrillo et al., 2003
Polymixins
Bacillus polymyxa
Falagas dan Kasiakou, 2005
Gramicidin Soviet
Bacillus brevis
Azuma dan Demain, 1996
Fosfolipid Acinetobacter
Thiobacillus thiooxidans
Lemke et al., 1995
Flavolipid
Flavobacterium sp.
Bodour et al., 2004
Lipopeptida
Bacillus subtilis (Iturin A), Bacillis pumilis,
Bacillus licheniformis, Pseudomonas
syringae, Pseudomonas fluorescens
de Souza et al., 2003, Hutchison dan Gross, 1997, Kuiper et al. 2004, Pedras et al., 2003, Roongsawang et al., 2002,
Thimon et al. 1995
Ornithin, peptide lysine
Gluconobacter cerinus, Thiobacillus
thiooxidans, Streptomyces tendae
Richter et al., 1998
Polyol lipids
Rhodotorula glutinis, Rhodotorula graminis
Yoon dan Rhee, 1983
Surfaktan adalah molekul amphipatik yang terdiri atas gugus hidrofilik dan hidrofobik, sehingga dapat berada di antara cairan yang memiliki sifat polar dan ikatan hidrogen yang berbeda, seperti minyak dan air. Hal ini menyebabkan surfaktan mampu mereduksi tegangan permukan dan membentuk mikroemulsi sehingga hidrokarbon dapat larut di dalam air, dan sebaliknya.
Surfaktan memegang peranan penting dalam berbagai aplikasi praktis dan produksi deterjen, emulsifier, cat, tinta, untuk formulasi herbisida dan insektisida dalam bidang argokimia, serta industri kosmetik. Dalam bidang teknik lingkungan, tujuan penggunaan surfaktan adalah untuk meningkatkan bio-availability senyawa polutan yang memiliki kadar solid yang tinggi sehingga dapat menjadikannya lebih mudah larut terhadap pelarut atau media.
Definisi dan Klasifikasi Biosurfaktan
Biosurfaktan merupakan surfaktan yang disintesis oleh mikroorganisme, terutama jika mereka ditumbuhkan pada substrat yang tidak larut dalam air. Tidak seperti surfaktan berbahan dasar minyak yang diklasifikasikan berdasarkan grup polar natural-nya, biosurfaktan dikategorikan berdasarkan struktur kimia dan bakteri penghasilnya. Pada umumnya, struktur kimiawi biosurfaktan terdiri atas gugus hidrofilik yang mengandung asam amino atau anion dan kation peptida, mono-, di-, atau polisakarida; dan gugus hidrofobik yang mengandung asam lemak jenuh dan tak jenuh.
Berdasarkan ukuran molekularnya, biosurfaktan dapat dibagi menjadi biosurfaktan dengan berat molekul rendah dan berat molekul tinggi. Glikolipid seperti rhamnosa dan sophorolipid, dan lipopeptida seperti surfactin dan polymyxin merupakan biosurfaktan dengan berat molekul rendah, yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antar permukaan. Sedangkan biosurfaktan dengan berat molekul tinggi seperti lipoprotein, lipopolisakarida, dan amphipatik polisakarida sangat efektif untuk menstabilkan emulsi minyak dalam air.
Berdasarkan struktur kimianya, biosurfaktan diklasifikasikan sebagai glikolipid; lipopeptida atau lipoprotein; asam lemak, fosfolipid, biosurfaktan polimerik; dan biosurfaktan partikulat.
Tabel 1 Biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroorganisme
Jenis
Biosurfaktan
Mikroorganisme Penghasil
Referensi
Berat molekul tinggi
Alasan
Acinetobacter radioresistens
Navon-Venezia et al., 1995
Emulsan
Acinetobacter calcoaceticus
Rosenberg, 1993
Biodispersan
Acinetobacter calcoaceticus
Rosenberg et al., 1988
Liposan
Candida lipolytica
Cirigliano dan Carman, 1984
Emulsifier makanan
Candida utilis
Shepherd et al., 1994
Emulsifier insektisida
Pseudomonas tralucida
Anu Appaiah dan Karanth, 1981
Sulfated polysaccharide
Halomonas eurihalina
Martinez Checa et al., 2002
Acetyl heteropolysaccharide
Sphingomonas paucimobilis
Ashtaputre dan Shah, 1995
Eksopolisakarida
Azotobacter chroococcum
Bacillus cereus,
Pseudomonas sp, Azotobacter vinelandii
Suryatmana (2006)
Muchtasjar (2006)
N-acetyl and O-pyruvil
heteropolysaccharide
Pseudomonas fluorescens
Bonilla et al., 2005
Jenis
Biosurfaktan
Mikroorganisme Penghasil
Referensi
Berat molekul rendah
Rhamnolipid
Pseudomonas aeruginosa,
Serratia rubidea
Benincasa et al., 2004
(Hydroxyalkanoyloxy) alkanoic acids (HAAs) Rhamnolipid precursor
Pseudomonas aeruginosa
Déziel et al., 2003
Trehalose lipids
Arthrobacter paraffineus, Rhodococcus,erythropolis, Mycobacterium
Uchida et al., 1989
Sophorose lipids
Candida lipolytica, Torulopsis bombicola
Hommel et al., 1994
Cellobiose lipids
Ustilago maydis
Fiechter, 1992
Viscosin
Pseudomonas fluorescens
Neu et al., 1990
Surfaktin
Bacillus subtilis, Bacillus pumilus
Carrillo et al., 2003
Polymixins
Bacillus polymyxa
Falagas dan Kasiakou, 2005
Gramicidin Soviet
Bacillus brevis
Azuma dan Demain, 1996
Fosfolipid Acinetobacter
Thiobacillus thiooxidans
Lemke et al., 1995
Flavolipid
Flavobacterium sp.
Bodour et al., 2004
Lipopeptida
Bacillus subtilis (Iturin A), Bacillis pumilis,
Bacillus licheniformis, Pseudomonas
syringae, Pseudomonas fluorescens
de Souza et al., 2003, Hutchison dan Gross, 1997, Kuiper et al. 2004, Pedras et al., 2003, Roongsawang et al., 2002,
Thimon et al. 1995
Ornithin, peptide lysine
Gluconobacter cerinus, Thiobacillus
thiooxidans, Streptomyces tendae
Richter et al., 1998
Polyol lipids
Rhodotorula glutinis, Rhodotorula graminis
Yoon dan Rhee, 1983