Karbofuran digunakan secara luassebagai insektisida, nematisida dan akarisida yangdigunakan dalam pengawetan benih tanaman, aplikasipada lahan
tanaman, dan secara langsung atau padadaun tanaman pangan seperti jeruk, jagung, alfalfa,padi, kentang, tomat, kedelai dan tembakau Indraningsih, 2008.
2.4 Degradasi Pestisida
Pestisida adalah bahan kimia yang digunakan untuk mengendalikan perkembanganpertumbuhan dari hama, penyakit dan gulma Afriyanto, 2008.
Pestisida yang paling banyak menyebabkan kerusakan lingkungan danmengancam kesehatan manusia adalah pestisida sintetik, yaitu golonganorganoklorin. Tingkat
kerusakan yang disebabkan oleh senyawa organoklorinlebih tinggi dibandingkan senyawa lain, karena senyawa ini peka terhadapsinar matahari dan tidak mudah
terurai Sa’id, 1994. Sebagian besar bahan-bahankimia pertanian yang disemprotkan jatuh ke tanah dan didekomposisioleh mikroorganisme. Sebagian
menguap dan menyebar di atmosfer dimanaakan diuraikan oleh sinar ultraviolet atau diserap hujan dan jatuh ke tanahUehara, 1993.
Biodegradasi sempurna dari pestisida melibatkan proses oksidasi dari senyawa utama membentuk karbondioksida dan air. Proses ini menyediakan
karbon dan energi untuk pertumbuhan dan reproduksi mikroba. Setiap tahapan degradasi dikatalis oleh spesifik enzim yang diproduksi melalui degradasi sel atau
enzim yang ada pada lingkungan eksternal sel. Degradasi pestisida melalui salah satu enzim eksternal atau internal akan berhenti pada tahapan tertentu jika tidak
terdapat enzim yang tepat untuk mendegradasinya. Ketidaktersediaan enzim yang tepat merupakan salah satu alasan mengapa suatu pestisida daat bertahan lama
persisten di dalam tanah. Jika mikroorganisme yang sesuai tidak ada di dalam tanah atau jika populasi mikroorganisme pendegradasi jumlahnya berkurang maka
mikroorganisme spesifik dapat ditambahkan atau diintroduksi ke dalam tanah untuk meningkatkan aktivitas atau kemampuan mikroorganisme yang sudah ada
dalam mendegradasi pestisida Nawaz et al., 2011. Pestisida yang bersifat persisten di lingkungan dapat diketahui daristruktur
kimianya. Struktur kimia tersebut juga bisa membantu untuk mengetahuikelarutan pestisida tersebut. Pestisida yang mempunyai ikatan labil akan lebihmudah dan
Universitas Sumatera Utara
cepat didegradasi. Penambahan air bisa memecah ikatan yang labiltersebut dengan proses hidrolisis atau enzimatik. Malathion merupakan contohinsektisida yang
mempunyai ikatan labil dan dapat terdegradasi dengan enzimhidrolitik misalnya esterase dan fosfatase Singer et al.,2002.
Menurut Rozo et al 2013, proses hidrolisis karbofuran terjadi melalui dua tahap, yaitu pemutusan ikatan ester pada gugus karbonil dari asam N-
metilkarbamat yang menempel pada fenol atau ikatan amida dari asam N- metilkarbamat yang keduanya akan menghasilkan senyawa karbofuran-7-fenol
2,3-dihidro-2,2-dimetil-7-benzofuranol hasil metabolit yang toksisitasnya lebih rendah daripada karbofuran, karbon dioksida dan metilamin. Hasil metabolit
tersebut kemudian akan digunakan sebagai sumber karbon dan nitrogen oleh sejumlah bakteri yang menghidrolisis karbofuran.
Sedangkan menurut Porto et al 2012, sejumlah bakteri dapat mendegradasi pestisida jenis karbofuran, di antaranya adalah Pseudomonas,
Flavobacterium, Achromabacterium, Sphingomonas dan Arthrobacter. Bakteri Sphingomonas sp. dapat mendegradasi karbofuran dengan membentuk karbofuran
fenol dan selanjutnya akan didegradasi membentuk 2-hidroksi-3-3-metilpropan- 2-ol fenol.
Menurut Ortiz-Hernández 2011, esterase adalah enzim yang menghidrolisis senyawa karboksil ester karboksiesterase, amida amidase,
fosfat ester fosfatase dan lain-lain. Dalam proses katalisis oleh esterase, hidrolisis secara luas dari substrat ester terjadi dalam gugus alkohol dan
komponen asam yang dimilikinya dengan skema: R = O-OCH
3
+ H
2
O ↔ R = O-OH + CH
3
OH Banyak insektisida golongan organofosfat, karbamat salah satunya adalah
karbofuran dan pyrethroid yang mengandung gugus karboksil ester. Enzim yang biasanya dapat menghidrolisis ikatan ester dikenal dengan nama
karboksilesterase. Karbofuran dapat didegradasi oleh beberapa kelompok enzim Gambar 2.2. Pertama, enzim karbofuran furanhidrolase memecah karbofuran
menjadi senyawa 2-hidroksi-3-3-metilpropan-2-ol benzen-N-metilkarbamat yang kemudian dengan bantuan enzim enzim 2-hidroksi-3-3-metilpropan-2-ol
benzen-N-metilkarbamat hidrolase, senyawa tersebut diubah menjadi 3-2-
Universitas Sumatera Utara
hidroksi-2-metilpropil benze-1,2-diol yang tidak bersifat toksik lagi. Kedua, enzim karbofuran hidrolase dapat memecah karbofuran membentuk senyawa
karbofuran-7-fenol dan metilamin dan dengan bantuan enzim karbofuran-7-fenol hidrolase, senyawa tersebut diubah menjadi 3-2-hidroksi-2-metilpropil benze-
1,2-diol. Ketiga, karbofuran dapat didegradasi dengan enzim karbofuran hidroksilase dan memecahnya menjadi senyawa 4-hidroksikarbofuran dan
selanjutnya akan menghasilkan karbon dioksida sebagai hasil metabolitnya.
Gambar 2.2 Jalur Degradasi Pestisida Karbofuran Ortiz-Hernández, 2011.
BAB 3
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
