Rahayu, Fadhilla Setya (2018) Optimasi Media Sol-gel untuk Imobilisasi Enzim Asetilkolinesterase dengan Teknik Entrapment sebagai Aplikasi Biosensor Pendeteksi Pestisida. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Sayuran merupakan salah satu komoditas holtikultura yang rentan terserang hama dan penyakit tanaman. Akibatnya, banyak petani di Indonesia yang menggunakan pestisida secara berlebihan untuk menjaga mutu sayuran. Hal ini dapat meninggalkan residu pestisida pada sayuran. Apabila sayuran dengan residu pestisida tersebut dikonsumsi, akan menimbulkan akumulasi di dalam tubuh yang menimbulkan peningkatan aktifitas syaraf seperti sesak nafas, kejang otot hingga mengakibatkan kelumpuhan. Sehingga keberadaan residu pestisida penting dilakukan, salah satunya yaitu menggunakan alat GC-MS, spray mass spectroscopy dan HPLC. Namun ketiga metode tersebut memiliki kelemahan diantaranya alat mahal, membutuhkan waktu yang lama, dan umumnya dilakukan oleh teknisi laboratorium. Oleh karena itu, diperlukan inovasi alat deteksi residu pestisida dengan aplikasi lebih mudah dan terjangkau untuk masyarakat. Salah satunya yaitu dengan memanfaatkan teknologi biosensor kolorimetri. Enzim asetilkolinesterase merupakan salah satu biomolekul yang dapat mendeteksi keberadaan pestisida. Imobilisasi enzim dengan teknik entrapment (penjebakan) dalam media sol-gel merupakan salah satu metode yang dapat mempertahankan aktivitas enzim. Untuk mengoptimalkan media sol-gel dalam mempertahankan jumlah dan aktivitas enzim asetilkolinesterase, maka dilakukan optimasi rasio molar TEOS dan H2O serta konsentrasi NaOH sebagai katalis pembentukan silika dalam sol-gel. Optimasi tersebut dilakukan dengan menggunakan Response Surface Methodology (RSM) metode Central Composite Design (CCD). Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa optimasi sol-gel untuk faktor rasio molar TEOS:H2O adalah 1:8,58 sedangkan untuk faktor konsentrasi NaOH adalah 4,09 mM. Dari optimasi sol-gel tersebut didapatkan jumlah enzim asetilkolinesterase yang terimobilisasi sebesar 84,09 ± 3,21% sedangkan aktivitas enzim yang didapat yaitu 70,45 ± 3,81%. Enzim asetilkolinesterase yang diimobilisasi dengan sol-gel tersebut kemudian diaplikasikan untuk biosensor pendeteksi pestisida dan didapatkan hasil limit deteksi pestisida profenofos sebesar 1 ppm, waktu respon minimal untuk bereaksi dengan substrat yaitu 4 menit. Suhu terbaik untuk penyimpanan biosensor yaitu pada suhu -40C. Setelah dilakukan penyimpanan selama 5 hari, jumlah dan aktvitias relatif enzim asetilkolinesterase mengalami penurunan masing-masing sebanyak 2,02% dan 2,40%.
English Abstract
Vegetable is one of holticulture commodities that susceptible to pest and disease. Therefore, many holticulture farmers in Indonesia tend to use a lot of pesticide to maintain their vegetables quality. This action action could leave pesticide residues in vegetables. If pesticide residue was consume, it can make accumulation in human body and increased nerve activity such as shortness of breath, muscle spasms to cause paralysis. So, it is important to analyze pesticide residue in vegetables. One of the detector that can analyze pesticide residue are GC-MS, spray mass spectroscopy and HPLC. But, these three detector have disadvantages such as the detector is expensive, the analysis takes a long time, and generally done by a laboratory technician. Therefore, it is necessary to make a new innovation of pesticide residue detector with simple application and affordable for consumer. Colorimetric biosensor is one of the technology that more simple and easy to use by consumer. Acetylcholinesterase is a biomolecule that can detect pestiside residue. Immobilization of enzyme with entrapment techinique in sol-gel media is a method that can maintain the enzyme activity. To develop sol-gel media in order to maintain the amount and activity of immobilized acetylcholinesterase enzyme, the optimization of molar ratio TEOS and H2O and NaOH concentration as a catalyst of silica should be studied. The optimization used Response Surface Methodology (RSM) with Central Composite Design (CCD) method. Based on the result of the research, the optimum molar ratio of TEOS and H2O was 1:8,58, while the optimum concentration of NaOH was 4,09 mM. The optimum sol-gel obtained amounts of immobilized enzyme was 84,09 ± 3,21% and relative activity of immobilized enzyme was 70,45 ± 3,81%. An immobilized acetylcholinesterase was then applied to a pesticide biosensor and the limit of detection of profenofos pesticide was 1 ppm, the minimum response time to react with the substrate was 4 minutes. The best temperature for biosensor storage was at -40C. After 5 days of storage, the amounts and relative activity of immobilized acetylcholinesterase decreased by 2.02% and 2.40%, respectively.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | SKR/FTP/2018/31/051802431 |
| Uncontrolled Keywords: | Asetilkolinesterase, Biosensor, Pestisida, Sol-gel |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 632 Plant injuries, diseases, pests |
| Divisions: | Fakultas Teknologi Pertanian > Teknologi Hasil Pertanian |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 25 May 2018 06:51 |
| Last Modified: | 18 Oct 2021 02:39 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/11073 |
Preview |
Text
Fadhilla.pdf - Published Version Download (4MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |