STUDI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PLASTIK KEMASAN POLIPROPILEN TERGRAFTING 4-VINILPIRIDIN TERHADAP BAKTERI Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis
ABSTRAK
STUDY OF ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF POLIPROPILEN PACKAGING
PLASTIC IS GRAFTED 4-VINYLPYRIDINE TO BACTERIA
Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis
By
Tomi Sutrisno
A study for antibacteria activity of packaging plastic have be investigated. Commercial
plastic commonl used for packaging beverages was grafted 4-vinyl pyridine to bacteria
Staphylococcus aureus (S.aureus) and Bacillus subtilis (B.subtilis) in nutrient agar, raw
water, animal milk, and vegetable milk medium. The polypropylene plastic packaging
was grafted with 4-vinyl pyridine, than quaternization by 1-bromobutane to increase the
antibacteria activity, and it was caracterization used Fourier Transform Infrared (FTIR)
to pure PP, polypropylene grafted 4-vinyl pyridine (PP-g-4VP) and polypropilene
grafted 4-vinyl piridine have been quaternization (PP-g-4VP+) to identify functional
change on surface of polypropilene as the result of grafting and quaternization process.
The characterization used FTIR showed that 4-vinyl pyridine can be grafted to the
showed that the polypropilene plastic packaging grafted 4-vinyl pyridine has
antibacterial activity to S.aureus and B.subtiilis in nutrient agar, raw water, animal milk,
and vegetable milk medium. The average percent inhibition obtained in the raw water
medium for bacteria B.subtilis that 63,06%, 79,44%, and 90,36% respectively for PP-g4VP 0,65%, PP-g-4VP 0,80%, and PP-g-4VP+ 0,86%. The average percent inhibition
obtained in the animal milk for bacteria B.subtilis that 53,72% (PP-g-4VP 0,53%),
53,44% (PP-g-4VP 0,72%), and 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), and to bacteria bakteri
S.aureus that 33,35% (PP-g-4VP 0,65%), 44,69% (PP-g-4VP 0,88%), and 35,79% (PPg-4VP+ 0,88%). Than in a vegetable milk medium, percent inhibition was obtained for
bacteria B.subtilis 35,72% (PP-g-4VP 0,68%), 40,74% (PP-g-4VP 0,80%), and 56,28%
(PP-g-4VP+ 1,25%), and to bacteria S.aureus that are 34,61% (PP-g-4VP 0,70%),
44,35% (PP-g-4VP 0,82%), and 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Antibacterial properties
increasing with the treatment quaternization that is given.
Keyword: Polypropylene, grafting, 4-vinyl pyridine, quaternization, antibacterial,
S.aureus, B.subtilis
ABSTRAK
STUDI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PLASTIK KEMASAN POLIPROPILEN
TERGRAFTING 4-VINILPIRIDIN TERHADAP BAKTERI
Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis
Oleh
Tomi Sutrisno
Telah dilakukan studi aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen, plastik
komersial yang umum digunakan untuk kemasan minuman, tergrafting 4-vinil piridin
terhadap bakteri Staphylococcus aureus (S.aureus) dan Bacillus subtilis (B.subtilis)
dalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Plastik kemasan
polipropilen tersebut digrafting dengan 4-vinil piridin kemudian dikuaternasi dengan 1bromobutana dengan tujuan untuk meningkatkan aktivitas antibakteri, lalu
dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) terhadap PP murni,
polipropilen tergrafting 4-vinil piridin (PP-g-4VP), dan polipropilen tergrafting 4-vinil
piridin yang sudah dikuaternasi (PP-g-4VP+) untuk mengatahui perubahan fungsional
pada permukaan polipropilen akibat proses grafting dan kuaternasi. Uji karakterisasi
dengan FTIR menunjukkan bahwa 4-vinil piridin dapat digrafting ke permukaan PP dan
tidak merusak struktur dasar PP. Hasil penelitian menunjukkan bahwa plastik kemasan
polipropilen tergrafting 4-vinil piridin memiliki aktivitas antibakteri terhadap S.aureus
dan B.subtiilis dalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Persen
inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media air baku untuk bakteri B.subtilis yaitu
63,06%, 79,44%, dan 90,36% masing-masing untuk PP-g-4VP 0,65%, PP-g-4VP 0,80%,
dan PP-g-4VP+ 0,86%. Persen inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media susu
hewani untuk bakteri B.subtilis yaitu 53,72% (PP-g-4VP 0,53%), 53,44% (PP-g-4VP
0,72%), dan 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 33,35%
(PP-g-4VP 0,65%), 44,69% (PP-g-4VP 0,88%), dan 35,79% (PP-g-4VP+ 0,88%).
Kemudian dalam media susu nabati persen inhibisi yang diperoleh untuk bakteri
B.subtilis 35,72% (PP-g-4VP 0,68%), 40,74% (PP-g-4VP 0,80%), dan 56,28% (PP-g4VP+ 1,25%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 34,61% (PP-g-4VP 0,70%), 44,35%
(PP-g-4VP 0,82%), dan 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Sifat antibakteri semakin
meningkat dengan perlakuan kuaternasi yang dilakukan.
Kata Kunci: Polipropilen, grafting, 4-vinil piridin, kuaternasi, antibakteri, S.aureus,
B.subtilis
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Plastik kemasan polipropilen yang telah digrafting dengan 4-vinil piridin
mempunyai aktivitas antibakteri.
2. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin dapat dikuaternasi
dengan menggunakan 1-bromobutana.
3. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat
terhadap bakteri B.subtilis dalam media nutient agar.
4. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat
terhadap bakteri S.aureus dan B.subtilis dalam media air baku, susu
hewani, dan susu nabati.
5. Kuaternasi dengan 1-bromobutana pada polipropilen yang telah tergrafting
4-vinil piridin mampu meningkatkan daya hambat pertumbuhan bakteri.
5.2. Saran
Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, penulis memberikan saran sebagai
berikut:
87
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kemampuan
antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+ terhadap beberapa bakteri gram
positif dan gram negatif yang lainnya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui sifat antibakteri
dari turunan piridin lainnya seperti 3-vinil piridin dan 2-vinil piridin.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh
panjang rantai alkil pada kuaternasi PP-g-4VP, misalnya dengan
bromoheksana, bromoheptana, dan lainnya.
4. Pengaruh gugus tergrafting terhadap bakteri probiotik yang terdapat dalam
substrat.
5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui seberapa lama
kemampuan antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+.
6. Dilakukan penelitian lebih lanjut hingga diperoleh plastik kemasan skala
komersil.
I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Kemasan merupakan suatu polimer yang digunakan sebagai wadah atau tempat
untuk mengemas makanan atau minuman sehingga dapat memberikan
perlindungan sesuai dengan tujuannya. Pengemasan bertujuan untuk
mencegah/mengurangi kerusakan, sebagai identitas produk, dan melindungi bahan
yang ada di dalamnya dari gangguan fisik seperti gesekan, benturan dan getaran.
Bahan kemasan yang umum digunakan adalah polipropilen (Nurminah dan
Julianti, 2006). Hal ini disebabkan polipropilen memiliki sifat yang tahan
terhadap zat kimia, memiliki daya bentur yang baik, mudah dibentuk dan dicetak,
ringan, serta biaya produksinya murah (Peacock, 2000).
Saat ini, kemasan hanya berfungsi untuk melindungi bahan pangan yang ada di
dalamnya dari gangguan fisik seperti yang dijelaskan diatas, tetapi tidak menutup
kemungkinan terkontaminasinya bahan pangan yang ada dalam kemasan oleh
bakteri patogen yang dapat menyebabkan penyakit sesuai dengan jenis bakteri
tersebut. Misalnya, bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis (bakteri
gram positif), merupakan bakteri patogen utama pada manusia yang menyebabkan
berbagai penyakit secara luas yang berhubungan dengan toxic schock syndrome
sebagai akibat dari keracunan pangan. Manifestasi klinis Staphylococcus aureus
pada manusia antara lain adalah impetigo, scalded skin syndrome, pneumonia
(infeksi paru-paru), osteomielitis (radang tulang), pioartrosis, endokarditis,
2
metastasis staphylococcal, keracunan makanan, meningitis dan sepsis (Joklik et
al., 1992; Ena et al., 1994; Grahatika, 2009).
Bacillus subtilis dikenal sebagai penyebab keasaman dari makanan kaleng karena
fermentasi gula yang dikandung bahan pangan tersebut (Buckle, 1985). Bacillus
subtilis menyebabkan penyakit pada manusia dengan fungsi imun terganggu,
misalnya meningitis (radang selaput otak dan saraf tunjang) dan gastroenteritis
(radang perut dan usus) akut (Jawetz et al., 1986).
Beberapa upaya pencegahan pertumbuhan bakteri dalam plastik kemasan yang
sudah dilakukan antara lain penggunaan teknologi ozon, sterilisasi (memanaskan
kemasan dalam air mendidih pada suhu 100 oC selama 5 menit), metode
pasteurisasi, penambahan bahan-bahan kimia (natrium benzoat, asam propionat,
asam sitrat, garam sulfat, dan lain-lain), metode UHT, serta penambahan
antiseptik dan desinfektan (Winarno dkk, 1974; Fardiaz, 1993; Dwidjoseputro,
2005).
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk pencegahan pertumbuhan bakteri
adalah metode grafting/pencangkokan dengan penempelan gugus pengemban sifat
antibakteri pada permukaan polimer sehingga polimer tersebut dapat digunakan
sebagai bahan pengemas yang memiliki sifat antibakteri. Misalnya, telah
dilakukan pengikatan kitosan pada asam akrilat (AA) yang telah digrafting pada
film poli etilen (PE) menghasilkan PE-g-AA-kitosan yang memiliki aktivitas
antibakteri terhadap bakteri E. Coli (Irwan dkk, 2010). Penelitian lain
menunjukkan bahwa polimer antibakteri dapat diperoleh dengan menggrafting 4vinil piridin pada permukaan polimer (Tiller et al., 2002; Cen et al.,2004).
3
Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukan grafting kitosan pada film polietilen
(Widyastuti, 2010), 4-vinil piridin dan GMA pada film polietilen (Apriati, 2010)
dengan penekanan pada kajian faktor-faktor yang mempengaruhi persen grafting,
antara lain dosis radiasi, konsentrasi monomer, jenis pelarut, suhu, waktu, dan
menunjukkan hasil yang baik untuk uji aktivitas antibakterinya. Herlina (2011)
juga telah menggrafting 4-vinil piridin pada plastik kemasan Polipropilen. Plastik
kemasan tergrafting 4-vinil piridin yang telah dihasilkan menunjukkan aktivitas
antibakteri terhadap bakteri Salmonela typhosa dan Eschericia coli.
Dalam penelitian ini akan dikaji lebih lanjut aktivitas antibakteri plastik kemasan
polipropilen dengan menggrafting 4-vinil piridin pada kemasan polipropilen
menggunakan sinar gamma sebagai inisiator. Gugus piridin dari senyawa 4-vinil
piridin merupakan senyawa polikationik yang diketahui memiliki aktivitas
antibakteri terhadap beragam bakteri patogen (Juan et al., 2000; Cen et al., 2004;
Herlina, 2011). Polipropilen tergrafting kemudian diuji aktivitas antibakteri
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis menggunakan
subtrat bahan minuman, yakni nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu
nabati dengan metode difusi agar (untuk substrat nutrient agar) dan metode coloni
counting (untuk substrat air baku, susu hewani, dan susu nabati). Aktivitas
antibakteri kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin yang dikuaternasi juga
diselidiki karena penelitian lain menyebutkan kuaternasi atom N pada cincin
piridin dapat meningkatkan aktivitas antibakteri (Sahiner, 2009; Stratton et al.,
2009; Herlina, 2011)
Untuk mengevaluasi reaksi polimerisasi PP-g-4-vinil piridin, dikarakterisasi
dengan IR yang mampu menunjukkan perubahan gugus yang terjadi pada
4
permukaan polipropilen baik sebelum maupun setelah digrafting dengan 4-vinil
piridin.
B.
Tujuan Penelitian
1.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin terhadap bakteri Bacillus subtilis dalam media nutrient agar.
2.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
air baku.
3.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
susu hewani.
4.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
susu nabati.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah tentang aktivitas
antibakteri polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terhadap bakteri Staphylococcus
aureus dan Bacillus subtilis sehingga dapat digunakan sebagai landasan untuk
pengembangan plastik kemasan antibakteri hingga skala komersil.
STUDY OF ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF POLIPROPILEN PACKAGING
PLASTIC IS GRAFTED 4-VINYLPYRIDINE TO BACTERIA
Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis
By
Tomi Sutrisno
A study for antibacteria activity of packaging plastic have be investigated. Commercial
plastic commonl used for packaging beverages was grafted 4-vinyl pyridine to bacteria
Staphylococcus aureus (S.aureus) and Bacillus subtilis (B.subtilis) in nutrient agar, raw
water, animal milk, and vegetable milk medium. The polypropylene plastic packaging
was grafted with 4-vinyl pyridine, than quaternization by 1-bromobutane to increase the
antibacteria activity, and it was caracterization used Fourier Transform Infrared (FTIR)
to pure PP, polypropylene grafted 4-vinyl pyridine (PP-g-4VP) and polypropilene
grafted 4-vinyl piridine have been quaternization (PP-g-4VP+) to identify functional
change on surface of polypropilene as the result of grafting and quaternization process.
The characterization used FTIR showed that 4-vinyl pyridine can be grafted to the
showed that the polypropilene plastic packaging grafted 4-vinyl pyridine has
antibacterial activity to S.aureus and B.subtiilis in nutrient agar, raw water, animal milk,
and vegetable milk medium. The average percent inhibition obtained in the raw water
medium for bacteria B.subtilis that 63,06%, 79,44%, and 90,36% respectively for PP-g4VP 0,65%, PP-g-4VP 0,80%, and PP-g-4VP+ 0,86%. The average percent inhibition
obtained in the animal milk for bacteria B.subtilis that 53,72% (PP-g-4VP 0,53%),
53,44% (PP-g-4VP 0,72%), and 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), and to bacteria bakteri
S.aureus that 33,35% (PP-g-4VP 0,65%), 44,69% (PP-g-4VP 0,88%), and 35,79% (PPg-4VP+ 0,88%). Than in a vegetable milk medium, percent inhibition was obtained for
bacteria B.subtilis 35,72% (PP-g-4VP 0,68%), 40,74% (PP-g-4VP 0,80%), and 56,28%
(PP-g-4VP+ 1,25%), and to bacteria S.aureus that are 34,61% (PP-g-4VP 0,70%),
44,35% (PP-g-4VP 0,82%), and 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Antibacterial properties
increasing with the treatment quaternization that is given.
Keyword: Polypropylene, grafting, 4-vinyl pyridine, quaternization, antibacterial,
S.aureus, B.subtilis
ABSTRAK
STUDI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PLASTIK KEMASAN POLIPROPILEN
TERGRAFTING 4-VINILPIRIDIN TERHADAP BAKTERI
Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis
Oleh
Tomi Sutrisno
Telah dilakukan studi aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen, plastik
komersial yang umum digunakan untuk kemasan minuman, tergrafting 4-vinil piridin
terhadap bakteri Staphylococcus aureus (S.aureus) dan Bacillus subtilis (B.subtilis)
dalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Plastik kemasan
polipropilen tersebut digrafting dengan 4-vinil piridin kemudian dikuaternasi dengan 1bromobutana dengan tujuan untuk meningkatkan aktivitas antibakteri, lalu
dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) terhadap PP murni,
polipropilen tergrafting 4-vinil piridin (PP-g-4VP), dan polipropilen tergrafting 4-vinil
piridin yang sudah dikuaternasi (PP-g-4VP+) untuk mengatahui perubahan fungsional
pada permukaan polipropilen akibat proses grafting dan kuaternasi. Uji karakterisasi
dengan FTIR menunjukkan bahwa 4-vinil piridin dapat digrafting ke permukaan PP dan
tidak merusak struktur dasar PP. Hasil penelitian menunjukkan bahwa plastik kemasan
polipropilen tergrafting 4-vinil piridin memiliki aktivitas antibakteri terhadap S.aureus
dan B.subtiilis dalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Persen
inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media air baku untuk bakteri B.subtilis yaitu
63,06%, 79,44%, dan 90,36% masing-masing untuk PP-g-4VP 0,65%, PP-g-4VP 0,80%,
dan PP-g-4VP+ 0,86%. Persen inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media susu
hewani untuk bakteri B.subtilis yaitu 53,72% (PP-g-4VP 0,53%), 53,44% (PP-g-4VP
0,72%), dan 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 33,35%
(PP-g-4VP 0,65%), 44,69% (PP-g-4VP 0,88%), dan 35,79% (PP-g-4VP+ 0,88%).
Kemudian dalam media susu nabati persen inhibisi yang diperoleh untuk bakteri
B.subtilis 35,72% (PP-g-4VP 0,68%), 40,74% (PP-g-4VP 0,80%), dan 56,28% (PP-g4VP+ 1,25%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 34,61% (PP-g-4VP 0,70%), 44,35%
(PP-g-4VP 0,82%), dan 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Sifat antibakteri semakin
meningkat dengan perlakuan kuaternasi yang dilakukan.
Kata Kunci: Polipropilen, grafting, 4-vinil piridin, kuaternasi, antibakteri, S.aureus,
B.subtilis
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Plastik kemasan polipropilen yang telah digrafting dengan 4-vinil piridin
mempunyai aktivitas antibakteri.
2. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin dapat dikuaternasi
dengan menggunakan 1-bromobutana.
3. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat
terhadap bakteri B.subtilis dalam media nutient agar.
4. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat
terhadap bakteri S.aureus dan B.subtilis dalam media air baku, susu
hewani, dan susu nabati.
5. Kuaternasi dengan 1-bromobutana pada polipropilen yang telah tergrafting
4-vinil piridin mampu meningkatkan daya hambat pertumbuhan bakteri.
5.2. Saran
Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, penulis memberikan saran sebagai
berikut:
87
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kemampuan
antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+ terhadap beberapa bakteri gram
positif dan gram negatif yang lainnya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui sifat antibakteri
dari turunan piridin lainnya seperti 3-vinil piridin dan 2-vinil piridin.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh
panjang rantai alkil pada kuaternasi PP-g-4VP, misalnya dengan
bromoheksana, bromoheptana, dan lainnya.
4. Pengaruh gugus tergrafting terhadap bakteri probiotik yang terdapat dalam
substrat.
5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui seberapa lama
kemampuan antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+.
6. Dilakukan penelitian lebih lanjut hingga diperoleh plastik kemasan skala
komersil.
I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Kemasan merupakan suatu polimer yang digunakan sebagai wadah atau tempat
untuk mengemas makanan atau minuman sehingga dapat memberikan
perlindungan sesuai dengan tujuannya. Pengemasan bertujuan untuk
mencegah/mengurangi kerusakan, sebagai identitas produk, dan melindungi bahan
yang ada di dalamnya dari gangguan fisik seperti gesekan, benturan dan getaran.
Bahan kemasan yang umum digunakan adalah polipropilen (Nurminah dan
Julianti, 2006). Hal ini disebabkan polipropilen memiliki sifat yang tahan
terhadap zat kimia, memiliki daya bentur yang baik, mudah dibentuk dan dicetak,
ringan, serta biaya produksinya murah (Peacock, 2000).
Saat ini, kemasan hanya berfungsi untuk melindungi bahan pangan yang ada di
dalamnya dari gangguan fisik seperti yang dijelaskan diatas, tetapi tidak menutup
kemungkinan terkontaminasinya bahan pangan yang ada dalam kemasan oleh
bakteri patogen yang dapat menyebabkan penyakit sesuai dengan jenis bakteri
tersebut. Misalnya, bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis (bakteri
gram positif), merupakan bakteri patogen utama pada manusia yang menyebabkan
berbagai penyakit secara luas yang berhubungan dengan toxic schock syndrome
sebagai akibat dari keracunan pangan. Manifestasi klinis Staphylococcus aureus
pada manusia antara lain adalah impetigo, scalded skin syndrome, pneumonia
(infeksi paru-paru), osteomielitis (radang tulang), pioartrosis, endokarditis,
2
metastasis staphylococcal, keracunan makanan, meningitis dan sepsis (Joklik et
al., 1992; Ena et al., 1994; Grahatika, 2009).
Bacillus subtilis dikenal sebagai penyebab keasaman dari makanan kaleng karena
fermentasi gula yang dikandung bahan pangan tersebut (Buckle, 1985). Bacillus
subtilis menyebabkan penyakit pada manusia dengan fungsi imun terganggu,
misalnya meningitis (radang selaput otak dan saraf tunjang) dan gastroenteritis
(radang perut dan usus) akut (Jawetz et al., 1986).
Beberapa upaya pencegahan pertumbuhan bakteri dalam plastik kemasan yang
sudah dilakukan antara lain penggunaan teknologi ozon, sterilisasi (memanaskan
kemasan dalam air mendidih pada suhu 100 oC selama 5 menit), metode
pasteurisasi, penambahan bahan-bahan kimia (natrium benzoat, asam propionat,
asam sitrat, garam sulfat, dan lain-lain), metode UHT, serta penambahan
antiseptik dan desinfektan (Winarno dkk, 1974; Fardiaz, 1993; Dwidjoseputro,
2005).
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk pencegahan pertumbuhan bakteri
adalah metode grafting/pencangkokan dengan penempelan gugus pengemban sifat
antibakteri pada permukaan polimer sehingga polimer tersebut dapat digunakan
sebagai bahan pengemas yang memiliki sifat antibakteri. Misalnya, telah
dilakukan pengikatan kitosan pada asam akrilat (AA) yang telah digrafting pada
film poli etilen (PE) menghasilkan PE-g-AA-kitosan yang memiliki aktivitas
antibakteri terhadap bakteri E. Coli (Irwan dkk, 2010). Penelitian lain
menunjukkan bahwa polimer antibakteri dapat diperoleh dengan menggrafting 4vinil piridin pada permukaan polimer (Tiller et al., 2002; Cen et al.,2004).
3
Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukan grafting kitosan pada film polietilen
(Widyastuti, 2010), 4-vinil piridin dan GMA pada film polietilen (Apriati, 2010)
dengan penekanan pada kajian faktor-faktor yang mempengaruhi persen grafting,
antara lain dosis radiasi, konsentrasi monomer, jenis pelarut, suhu, waktu, dan
menunjukkan hasil yang baik untuk uji aktivitas antibakterinya. Herlina (2011)
juga telah menggrafting 4-vinil piridin pada plastik kemasan Polipropilen. Plastik
kemasan tergrafting 4-vinil piridin yang telah dihasilkan menunjukkan aktivitas
antibakteri terhadap bakteri Salmonela typhosa dan Eschericia coli.
Dalam penelitian ini akan dikaji lebih lanjut aktivitas antibakteri plastik kemasan
polipropilen dengan menggrafting 4-vinil piridin pada kemasan polipropilen
menggunakan sinar gamma sebagai inisiator. Gugus piridin dari senyawa 4-vinil
piridin merupakan senyawa polikationik yang diketahui memiliki aktivitas
antibakteri terhadap beragam bakteri patogen (Juan et al., 2000; Cen et al., 2004;
Herlina, 2011). Polipropilen tergrafting kemudian diuji aktivitas antibakteri
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis menggunakan
subtrat bahan minuman, yakni nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu
nabati dengan metode difusi agar (untuk substrat nutrient agar) dan metode coloni
counting (untuk substrat air baku, susu hewani, dan susu nabati). Aktivitas
antibakteri kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin yang dikuaternasi juga
diselidiki karena penelitian lain menyebutkan kuaternasi atom N pada cincin
piridin dapat meningkatkan aktivitas antibakteri (Sahiner, 2009; Stratton et al.,
2009; Herlina, 2011)
Untuk mengevaluasi reaksi polimerisasi PP-g-4-vinil piridin, dikarakterisasi
dengan IR yang mampu menunjukkan perubahan gugus yang terjadi pada
4
permukaan polipropilen baik sebelum maupun setelah digrafting dengan 4-vinil
piridin.
B.
Tujuan Penelitian
1.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin terhadap bakteri Bacillus subtilis dalam media nutrient agar.
2.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
air baku.
3.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
susu hewani.
4.
Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi
terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dalam media
susu nabati.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah tentang aktivitas
antibakteri polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terhadap bakteri Staphylococcus
aureus dan Bacillus subtilis sehingga dapat digunakan sebagai landasan untuk
pengembangan plastik kemasan antibakteri hingga skala komersil.