1 BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Bahan tekstil
advertisement
BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Bahan tekstil merupakan salah satu kebutuhan pokok masyarakat yang digunakan sebagai pelindung tubuh. Bahan tekstil yang umum beredar di pasaran adalah katun, nilon, poliester, dan spandek. Fenomena kecenderungan permintaan pasar terhadap produk tekstil multifungsi yang memenuhi syarat kesehatan dan memiliki ketahanan terhadap serangan mikroba merupakan salah satu pendorong penerapan teknologi nano pada bahan tekstil, terutama yang mempunyai sifat antibakteri (Jeong, 2005: 5407-5408). Bahan tekstil dengan sifat antibakteri dapat dikembangkan malalui pelapisan nanopartikel perak, nanopartikel perak dapat membunuh berbagai jenis mikroba dalam spektrum cukup luas (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010: 1-4). Aplikasi nanopartikel perak pada bahan tekstil telah terbukti efektif dan hemat biaya untuk meningkatkan kinerja sifat antibakteri serat kain terhadap bakteri Escherichia coli (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010: 5). Nanopartikel perak berinteraksi dengan membran sel bakteri yang mengandung protein dengan gugus fungsi sebagai komponen utamanya, kemudian senyawa perak menyerang rantai metabolisme bakteri, dan juga berinteraksi dengan molekul DNA hingga pada akhirnya sel bakteri mengalami kerusakan dan mengalami kematian (Song et al., 2006: 58). Nanopartikel perak telah banyak digunakan karena memiliki spektrum luas 1 aktivitas antibakteri dan menunjukkan toksisitas rendah terhadap sel mamalia (Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010: 5). Namun demikian, nanopartikel perak biasanya disintesis secara kimia menggunakan reduktor dan bahan penstabil tertentu. Metode sintesis kimia yang memakai bahan-bahan kimia memiliki efek negatif berupa sifat toksik pada produk dan menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan (Margareta Dian Permatasari, 2015: 11). Berdasarkan hal tersebut, perlu adanya alternatif bahan antibakteri yang dipreparasi secara ramah lingkungan dan tidak bersifat toksik bagi lingkungan. Nanopartikel perak dapat dipreparasi secara green chemistry meggunakan sintesis biologis. Green chemistry adalah penerapan prinsip penghilangan dan pengurangan senyawa berbahaya dalam aplikasi produk kimia. Aspek Green Chemistry adalah meminimalisasi zat berbahaya pada penggunaan katalis reaksi, penggunaan reagen tidak beracun, penggunaan sumber daya dapat diperbaharui, peningkatan efisiensi atom, penggunaan pelarut ramah lingkungan, dan dapat didaur ulang sebagai mana diungkapkan oleh Maria Ulfa, Praptining Rahayu, Lussana Rossita Dewi (2013: 1). Sintesis biologis memberikan kemajuan metode kimia dan fisika karena biaya murah, ramah lingkungan, dapat digunakan dalam sintesis skala besar, dan dalam metode ini tidak perlu menggunakan tekanan tinggi, energi, suhu, dan bahan kimia beracun (Elumalai et al., 2011: 88). Sintesis biologi dapat dilakukan menggunakan mikroorganisme, salahsatunya bakteri. Zhang et al. (2005: 285) menyatakan bahwa Corynebacterium 2 dapat mengabsorpsi dan mereduksi perak. Selain itu, menurut Sneha et al. (2010: 989) Corynebacterium glutamicum merupakan bakteri bersifat tidak patogen pada manusia dan dapat membentuk nanokristal perak bersifat antibakteri. Uji aktivitas antibakteri biasanya dilakukan terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Penggunaan kedua bakteri dikarenakan bakteri tersebut patogen pada manusia. Staphylococcus aureus sering ditemukan sebagai penyebab infeksi kulit dan selaput lendir pada manusia. Infeksi kulit pada manusia oleh bakteri ini dapat menyebabkan bisul, borok, serta nanah pada luka (Brooks, Janet, dan Stephen, 2005: 317-322). Escherichia coli mudah berkembang di banyak tempat dan kondisi, oleh karena itu bakteri ini dapat hidup pada tubuh manusia dan vertebrata lainnya sebagai bakteri patogen (Dwidjoseputro, 2008: 82-83). Staphylococcus aureus dan Escherichia coli memiliki fase-fase pertumbuhan sama meliputi fase lag, fase log, fase eksponensial, dan fase stasioner. Selain itu, kedua jenis bakteri patogen ini merepresentasikan karakteristik bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Mengacu pada pernyataan Kane dan Kandel (2006: 385) kedua tipe bakteri ini memiliki perbedaan spesifik pada komposisi lapisan penyusun dinding sel. Struktur dinding sel dapat digunakan sebagai indikator resistensi mikroba karena di bagian inilah terjadi kontak langsung dengan zat-zat atau senyawa dari luar sel (Dwidjoseputro, 2008: 17). 3 Berdasarkan uraian tersebut, maka dilakukan penelitian mengenai aktivitas antibakteri dari bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak yang dipreparasi oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062. Sifat antibakteri pada bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak diuji dengan bakteri patogen yaitu Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218. Bahan tekstil yang digunakan dalam penelitian ini meliputi katun, nilon, poliester dan spandek. B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang, maka dapat diidentifikasi permasalahannya sebagai berikut : 1. Bahan tekstil katun, nilon, poliester, dan spandek tidak bersifat antibakteri 2. Fenomena kecenderungan permintaan pasar terhadap produk tekstil multifungsi yang memenuhi syarat kesehatan dan memiliki ketahanan terhadap serangan mikroba 3. Metode sintesis kimia yang memakai bahan-bahan kimia memiliki efek negatif berupa sifat toksik pada produk dan menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan 4. Staphylococcus aureus dan Escherichia coli merupakan bakteri patogen pada manusia yang tersebar di banyak tempat dalam segala macam kondisi. 4 C. Pembatasan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah, maka pembatasan permasalahannya sebagai berikut : 1. Bahan tekstil yang digunakan dalam penelitian adalah katun, nilon, poliester, dan spandek 2. Terbentuknya nanopartikel perak dari larutan perak nitrat yang direduksi oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dilihat dengan UV-Vis spectrophotometer 3. Bakteri yang digunakan untuk menguji sifat antibakteri pada bahan tekstil yang sudah dilapisi nanopartikel perak adalah Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218. D. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, maka perumusan permasalahannya sebagai berikut: 1. Apakah Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dapat mereduksi larutan perak nitrat menjadi nanopartikel perak? 2. Bagaimanakah kemampuan antibakteri bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218? 3. Apakah terdapat perbedaan zona hambat di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 ? 5 4. Apakah terdapat perbedaan zona hambat di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Escherichia coli ATCC 35218 ? E. Tujuan Penelitian Berdasarkan rumusan masalah, maka tujuan dalam penelitian sebagai berikut: 1. Mengetahui kemampuan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dalam mereduksi perak nitrat menjadi nanopartikel perak 2. Mengetahui kemampuan antibakteri bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 3. Mengetahui perbedaan aktivitas antibakteri di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 4. Mengetahui perbedaan aktivitas antibakteri di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Escherichia coli ATCC 35218. F. Manfaat Penelitian Berdasarkan tujuan penelitian, maka manfaat penelitian sebagai berikut: 1. Bagi Universitas a. Meningkatkan minat para civitas akademika untuk melakukan penelitian dibidang sains khususnya pengembangan bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak dan teknologi khususnya pada bidang mikrobiologi 6 b. Sebagai referensi dalam penelitian di bidang sains dan khususnya mikrobiologi dan pengembangan bahan tekstil nanopartikel perak. 2. Bagi Masyarakat a. Memberikan informasi bagi masyarakat mengenai bahan tekstil bersifat antibakteri. b. Memberikan informasi bagi masyarakat mengenai nanopartikel perak bersifat antibakteri. c. Memberikan informasi bagi masyarakat mengenai kebermanfaatan nanopartikel perak yang disintesis oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062. d. Menjadi solusi bagi permasalahan yang dialami masyarakat khususnya dalam bidang pengembangan bahan tekstil yang bersifat antibakteri. G. Batasan Operasional Berdasarkan uraian tersebut maka batasan operasional dalam penelitian sebagai berikut: 1. Bahan tekstil yang digunakan dalam penelitian ini adalah katun, nilon, poliester, spandek dengan karakteristik gugus fungsi dan hidrofilitas berbeda 2. Bahan tekstil antibakteri diperoleh dengan cara pelapisan nanopartikel perak pada bahan tekstil 3. Corynebacterium glutamicum merupakan jenis bakteri gram positif berbentuk batang. Penelitian ini menggunakan bakteri Corynebacterium 7 glutamicum strain FHCC-0062 berasal dari koleksi PAU Universitas Gajah Mada 4. Nanopartikel perak merupakan senyawa perak dengan ukuran nano (permiliar/1x10-9), dalam penelitian ini digunakan nanopartikel perak diperoleh dari proses reduksi larutan perak nitrat (AgNO3) oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 5. Spektroskopi UV- Vis adalah teknik yang digunakan untuk melihat keberhasilan produk berupa nanopartikel perak 6. Escherichia coli merupakan jenis bakteri gram negatif berbentuk batang. Penelitian ini menggunakan bakteri Escherichia coli strain ATCC 35218 berasal dari koleksi Fakultas Kedokteran Universitas Gajah Mada 7. Staphylococcus aureus jenis bakteri gram positif, berbentuk bulat. Penelitian ini menggunakan Staphylococcus aureus strain ATCC 25924, berasal dari koleksi Fakultas Kedokteran Universitas Gajah Mada 8. Kloramfenikol adalah zat antibakteri yang digunakan sebagai kontrol positif antibakteri, yaitu dengan cara bahan tekstil dilapisi kloramfenikol dan dilihat zona hambatnya pada Escherichia coli ATCC 35218 dan Staphylococcus aureus ATCC 25924 9. Bahan tekstil tanpa dilapisi apapun dijadikan kontrol negatif yang dilihat zona hambatnya pada pada Escherichia coli ATCC 35218 dan Staphylococcus aureus ATCC 25924 8 10. Zona hambat merupakan zona bening atau jernih yang terbentuk di sekitar sampel uji diletakkan pada permukaan medium NA (Nutrient Agar) yang telah ditanami dengan biakan bakteri uji. 9
