Pembuatan material selulosa bakteri S+gliserol G

Membran kitosan 2 diduga memberikan aktivitas antimikroba dan menghasilkan zona hambat terhadap bakteri S. aureus Gambar 9. Membran kitosan E. Pembuatan material selulosa bakteri S+gliserol G Hasil dari limbah cair ketela pohon diproses lagi untuk membuat membran selulosa bakteri. Pada tahap ini, perlu dilakukan penambahan gula dan urea ke dalam larutan limbah cair. Alasan perlu dilakukan penambahan gula pasir dan urea karena sebagai sumber nutrisi tambahan bagi kehidupan bakteri Acetobacter xylinum . Gula pasir digunakan sebagai sumber karbon sedangkan urea digunakan sebagai sumber nitrogen bagi Acetobacter xylinum. Sumber karbon penting bagi bakteri karena digunakan oleh bakteri untuk proses metabolisme dari bakteri tersebut sedangkan nitrogen merupakan komponen utama penyusun protein yang digunakan untuk metabolisme sel Chawla et. al, 2009. Pada tahap ini dilakukan penambahan gliserol sebanyak 0,5 g untuk 100 mL limbah cair ketela pohon. Dilakukan pada saat pelarutan campuran gula dan urea dalam limbah cair. Penambahan gliserol sebanyak 0,5 g ini mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Pardosi 2008 yang menemukan bahwa dengan pemberian 0,5 g gliserol ini sudah mampu memberikan peningkatan sifat mekanik dari selulosa bakteri. Tanaka, Iwata, Sanguandekul, Handa, Ishizaki, 2001 melaporkan adanya pengaruh penambahan gliserol sebagai plasticizer terhadap fungsi ikatan dalam rantai – rantai polimer, yaitu berupa peningkatan mobilitas, fleksibilitas, dan elastisitas material. Gliserol dipilih sebagai plasticizer karena bahan ini bersifat biokompatibel terhadap sistem vaskular, ramah lingkungan, mudah mengalami degradasi dalam suasana aerob dan dapat menurunkan degradasi termal material seperti yang dilaporkan Carvalho, Zambon, Curvelo, Gandini, 2003. Larutan didinginkan dan dituang pada nampan yang sudah ditutup koran sebagian. Ditunggu beberapa saat hingga dingin, kemudian masukkan 25 mL A. xylinum per 100 mL limbah cair. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan membran selulosa adalah kondisi lingkungan tumbuh dari bakteri Acetobacter xylinum . Dikarenakan bakteri ini hanya bisa tumbuh pada pH asam, dengan range pH 4-5. Untuk mendapatkan pH 4-5 maka setelah ditambahkan bakteri perlu adanya pengecekan pH, bila belum mencapai pH 4-5, maka perlu ditambahkan asam asetat hingga mencapai pH yang diinginkan. Bila kondisi lingkungan bakteri baik untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri akan dapat memetabolisme glukosa menjadi selulosa, sehingga didapatkan membran selulosa, bila bakteri tidak tumbuh, maka tidak akan terbentuk membran, melainkan masih dalam bentuk cair. Kemudian tutup rapat nampan dengan koran yang direkatkan selotip. Inkubasikan selama 7-14 hari. Lapisan pelikel SG akan terbentuk pada hari ketujuh, namun akan terlihat sempurna dan lebih kuat pada hari ke 10. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan Gama 2012 bahwa pertumbuhan kultur Acetobacter xylinum optimum membentuk lapisan pelikel selama periode 7 – 14 hari inkubasi. Gambar 10 menunjukkan terbentuknya lapisan pelikel setelah 10 hari inkubasi dengan tekstur lembut, berwarna putih, kenyal, dan elastis yang kemudian akan dicuci. Pelikel ini dicuci beberapa kali dengan aquadest, air panas, direndam dalam larutan NaOH 3 selama 48 jam serta HCl 3 selama 15 menit lalu dicuci kembali dengan aquadest. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dikemukakan oleh Chawla et. al. Menurut Chawla et. al. 2009 setelah pelikel selulosa bakteri terbentuk, dilakukan proses purifikasi dengan mencuci pelikel tersebut dengan aquadest, air panas, larutan NaOH 3 selama 48 jam serta HCl 3 selama 15 menit. Gambar 10. Lapisan pelikel membran selulosa+gliserol Setelah melewati proses pencucian, SG kemudian dikeringkan dengan menjemur dibawah kain hitam selama ± 14 hari. Pada proses pengeringan, pelikel akan mengalami penyusutan kandungan air. Gambar 11. Selulosa bakteri+gliserol SG Gambar 11 menunjukkan hasil dari pengeringan dapat membentuk membran selulosa bakteri+gliserol SG yang elastis dan tipis berwarna kuning kecoklataan. Selulosa bakteri dengan penambahan gliserol SG digunakan sebagai kontrol negatif. Diduga bahwa membran selulosa bakteri+gliserol SG tidak memberikan aktivitas antimikroba pada bakteri Staphylococcus aureus. Gambar 12. Bagan Biosintesis Selulosa Czaja et al, 2006 Menurut Holmes 2004 jalur biosintesis meliputi fosforilasi glukosa menggunakan enzim glukokinase, isomerisasi glukosa-6-fosfat menjadi glukosa- Glukosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat Glukosa Glukosa-6-fosfat Fruktosa Asam Fosfoglukonat Fruktosa-1-fosfat Fruktosa-6-fosfat Siklus TCA UDP-Glukosa Selulosa 1-fosfat oleh enzim fosfoglukomutase, sintesis UDP-glukosa oleh enzim UDPG- pirofosforilase, dan sintesis selulosa oleh enzim selulosa sintase. Jalur biosintesis dapat ditunjukkan melalui bagan berikut. Gambar 12 menunjukkan bahwa glukosa dan fruktosa diperlukan sebagai prekursor pembentukan selulosa sekaligus sebagai sumber karbon bagi metabolisme bakteri. Glukosa dan fruktosa merupakan hasil hidrolisis dari sukrosa. C 12 H 22 O 11 + 2H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Sukrosa Glukosa Fruktosa F. Pembuatan material selulosa bakteri S + gliserol G + kitosan K