Kain Spandek Kajian Pustaka

14 Poliester dibuat dalam bentuk chips kemudian dipintal dengan metode pemintalan leleh menjadi benang filamen poliester Delima Suardiningsih, 2013:11. Karakteristik serat poliester dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Karakteristik Serat Poliester Noerati dkk., 2013: 17. Daya serap Hidrofobik, Moisture regain : 0,4 Elastisitas Pada penarikan 8 dapat kembali kebentuk semula sampai 80 Sifat kimia Tidak tahan terhadap alkali kuat, tahan terhadap asam Kemuluran 25 sampai 11 Secara umum serat poliester berbentuk silinder lurus untuk penampang membujur dan bulat untuk penampang melintangnya yang menyebabkan serat lebih nyaman dipakai karena banyak menyimpan udara di sela-sela permukaannya, seperti yang disajikan pada Gambar 6. Gambar 6. Penampang membujur dan melintang serat poliester pada perbesaran 1000x Noerati dkk., 2013: 17.

d. Kain Spandek

Spandek merupakan serat polimer yang mempunyai ciri adanya gugus fungsi uretan -NHCOO- dalam rantai utama polimer. Gugus fungsi uretan dihasilkan dari reaksi antara senyawa yang mengandung gugus hidroksil -OH dengan senyawa yang mengandung gugus isosianat -NCO- Noerati dkk., 2013: 23. Struktur poliuretan dapan dilihat pada Gambar 7. 15 Gambar 7. Struktur Poliuretan Noerati dkk., 2013: 23. Spandek mirip dengan karet alam, tetapi serat spandek berwarna putih dan dapat dicelup serta tahan terhadap minyak. Elastisitas yang dimiliki serat spandek lebih kecil dari karet, spandek hanya kembali 93 setelah ditarik sebesar 50, sedangkan karet dapat kembali 100 meskipun ditarik sampai 100. Karakteristik Spandek dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Karakteristik Kain Spandek Noerati dkk., 2013: 24. Daya serap Hidrofobik, Moisture regain : 0,5-1,5 Elastisitas Sangat baik, dapat ditarik sampai 500 Sifat kimia Tahan terhadap zat kimia kecuali hipoklorit Kemuluran 400-600 Spandek digunakan sebagai isolator, termasuk laminat-laminat tekstil untuk pakaian musim dingin, panel pelindung pada mobil, dan kain pelapis. Spandek mempunyai penampang memanjang silinder lurus dan penampang melintang berbentuk tulang anjing, ketika dibuat benang, permukaan antar serat cenderung menempel satu sama lain, seperti terlihat pada Gambar 8. Gambar 8. Penampang membujur dan melintang Serat Spandek pada perbesaran 100x Noerati dkk., 2013: 23. 16 2. Nanopartikel Perak Perak adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik memiliki lambang Ag Argentum dan nomor atom 47 Sugiarto, 1998: 75. Perak merupakan sebuah logam transisi lunak yang berwarna putih mengkilap, memiliki konduktivitas listrik dan panas tertinggi di antara logam lain Morones et al., 2005: 16. Unsur ini sangat lunak sehingga mudah dibentuk, sangat stabil di udara murni dan air Agus Haryono dan Sri Budi Amami, 2010: 34. Perak dapat diaplikasikan dalam bidang nanoteknologi. Nanoteknologi adalah teknologi rekayasa material dalam skala nanometer dari atom-atom atau partikel-partikel untuk mendapatkan sifat-sifat yang dapat dikontrol sesuai keinginan Morones, 2005: 203 –204. Nanopartikel merupakan dispersi partikulat dengan ukuran 10-100 nm. Nanopartikel memiliki sifat fisik dan kimia unik karena ukurannya kecil, sifat tersebut berbeda dengan partikel berukuran makro. Ukuran partikel dan distribusinya merupakan karakteristik penting dari sistem nanopartikel Darwis, 2008: 133. Prekursor yang umum digunakan dalam pembentukan nanopartikel perak adalah AgNO 3 perak nitrat Elumalai et al., 2011: 88. Sintesis nanopartikel perak menggunakan bahan ramah lingkungan menawarkan banyak manfaat dalam aplikasi farmasi dan biomedis lainnya, karena tidak menggunakan bahan kimia beracun untuk protokol sintesis. 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 17 sumber daya dapat diperbaharui, peningkatan efisiensi atom, penggunaan pelarut ramah lingkungan. Preparasi nanopartikel perak dapat diperoleh secara Green chemistry dengan sintesis biologis. Sintesis biologis memberikan kemajuan atas metode kimia dan fisika karena biaya yang murah, ramah lingkungan, dapat digunakan dalam sintesis skala besar sebagaimana diungkap oleh Maria Ulfa, Praptining Rahayu, Lussana Rossita Dewi 2013: 1. Sintesis biologi dapat dilakukan menggunakan mikroorganisme, salah-satunya bakteri. Zhang et al. 2005: 285 menyatakan bahwa Corynebacterium dapat mengabsorpsi dan mereduksi perak. Hasil preparasi nanopartikel perak berupa koloid. Koloid nanopartikel perak mempunyai warna kuning, transparan, krem, hitam, abu-abu, dan ragam warna lainnya Zielinska et al., 2009: 1566. Warna muncul tergantung pada bentuk dan ukuran dari nanopartikel serta konstanta dielektrik dari media Sneha et al., 2010: 993 . Nanopartikel perak dapat dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis Agus Haryono dkk, 2008: 158. Spektroskopi UV-Vis merupakan metode analisis kimia berdasarkan interaksi antar zat kimia dengan energi berupa penyerapan sinar tampak atau cahaya ultra violet Baker, 2005: 155. Radiasi sinar ultraviolet UV atau cahaya tampak Visible = Vis menyebabkan elektron dalam suatu molekul organik tereksitasi dan terjadi transisi elektron. Penyerapan senyawa organik pada spektrokopis didasarkan pada transisi. Transisi ini terjadi pada daerah spektrum 200 - 700 nm yang cocok digunakan dalam eksperimen. Analisis absorbansi dapat sekaligus 18 menunjukkan sifat optis dari suatu material. Selain itu, analisis absorbansi ini juga merupakan jenis analisis tercepat dan termudah untuk mengetahui keberhasilan terbentuknya nanopartikel Chong et al., 2004: 300. Menurut Sileikaite et al. 2006: 289 menyatakan bahwa koloid nanopartikel perak memiliki panjang gelombang dengan rentang 350-550 nm pada analisis spektrofotometer cahaya tampak. Menurut Allen, D.T., 2008: 13 panjang gelombang dari absorbansi maksimum digunakan untuk memprediksi ukuran partikel. Semakin besar ukuran partikel maka puncak serapan akan bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih besar seperti terlihat pada Tabel 7. Tabel 7. Ukuran dan Karakteristik Spektrum Nanopartikel Perak Solomon et al. 2007: 322. Ukuran partikel nm λ max nm 10-14 395-405 35-50 420 60-80 438 3. Corynebacterium glutamicum Kedudukan Corynebacterium glutamicum dalam taksonomi menurut Willey et al., 2008: 496, 592, 596, sebagai berikut: Domain : Bacteria Kingdom : Bacteria Phylum : Actinobacteria Ordo : Actinomycetales Sub ordo : Corynebacterineae Family : Corynebacteriaceae 19 Genus : Corynebacterium Species : Corynebacterium glutamicum a b Gambar 9. a Koloni C. glutamicum pada pengamatan SEM, dan b Koloni C. glutamicum pada pengamatan mikroskopik Federal Agriculture Research Centre , 2007 C. glutamicum merupakan bakteri gram positif yang tidak bergerak, bersifat anaerob fakultatif, berbentuk batang, tidak membentuk endospora, dan irregular seperti yang terlihat pada Gambar 9 a dan b. C. glutamicum mengandung katalase dan menggunakan metabolisme fermentasi untuk memecah karbohidrat, seperti glukosa, fruktosa, mannosa, maltosa, sukrosa, trehalosa, selain itu bakteri ini juga positif terhadap uji urea. C. glutamicum mampu mensintesis produk seperti serin, glutamat, dan lisin asam amino Holt et al., 1994: 576. C. glutamicum adalah bakteri non-patogen yang banyak berkontribusi untuk lingkungan. C. glutamicum sering digunakan untuk mereduksi nitrat Holt et al., 1994: 576. Li et al. 2011: 4 menyatakan bahwa C. glutamicum dapat mereduksi Ag + menjadi Ag secara ekstraseluler dengan produk berupa nanopartikel perak berukuran 5 nm sampai 50 nm. Dinding sel C. glutamicum terdiri dari karboksil, fosfat dan kelompok amida, di mana kelompok 20 bermuatan negatif dapat dengan mudah menyerap ion yang bermuatan positif seperti ion Ag + Sneha et al., 2010: 990 . 4. Bahan Tekstil Antibakteri Aplikasi perak pada serat kain untuk mendapatkan sifat antimikroba telah dilakukan beberapa waktu lalu. Beberapa bakteri menunjukkan meningkat daya tahannya terhadap antibiotik, sehingga aplikasi perak sebagai antibakteri semakin banyak dipelajari Agus Haryono dan Sri Budi Amami, 2010: 2 Nanopartikel perak telah banyak digunakan karena memiliki spektrum luas aktivitas antibakteri dan menunjukkan toksisitas rendah terhadap sel mamalia Agus Haryono dan Sri Budi Harmami, 2010: 1. Berlawanan dengan efek bakteri partikel perak, antimikroba partikel perak dipengaruhi oleh ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikel semakin besar efek antimikroba Cheng, Karim, dan Seow, 2003: 666. Sifat unik tersebut menyebabkan aplikasi nanopartikel sangat luas seperti untuk bahan tekstil antibakteri Zielinska et al., 2009: 1566. Durat et al. 2007: 203 dan 205 melakukan pelapisan nanopartikel perak pada bahan tekstil katun dengan cara mencelupkan kain pada koloid nanopartikel perak, dimana sebelum dicelupkan kain terlebih dahulu di cuci, disterilkan, dan dikeringkan. Proses pencelupan dilakukan selama 24 jam dan dalam kondisi digojok menggunakan shaker. Setelah 24 jam kain dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 70 °C. Hasil penelitian Durat, et al. adalah kain katun dilapisi nanopartikel perak menunjukkan aktivitas antibakteri yang signifikan terhadap S. aureus. 21 Antibakteri adalah zat yang dapat menggangu pertumbuhan atau bahkan mematikan bakteri dengan cara menggangu metabolisme bakteri merugikan Michael et al., 2009: 786. Antibakteri hanya dapat digunakan jika mempunyai sifat toksik selektif Rhoades, Murray, dan Myllarinen, 2007: 35- 38 artinya dapat membunuh bakteri yang menyebabkan penyakit tetapi tidak beracun bagi penderitanya. Menurut Sylvia T. Pratiwi 2008: 154 berdasarkan spektrum atau kisaran kerja, antibakteri dibedakan menjadi: 1. Antibakteri berspektrum sempit, yaitu antibakteri hanya mampu menghambat segolongan jenis bakteri saja. Contohnya hanya mampu membunuh bakteri gram positif atau gram negatif saja. 2. Antibakteri berspektrum luas, yaitu antibakteri dapat menghambat atau membunuh bakteri dari golongan gram positif maupun gram negatif. Brooks, Janet, dan Stephen 2005: 79-80, berdasarkan mode aksinya, antibakteri dibagi ke dalam beberapa jenis yaitu: 1. Merusak DNA, perusakan DNA tersebut akan mengganggu replikasi sehingga sel dapat terbunuh. 2. Denaturasi protein, perusakan protein tersebut mudah terjadi terutama pada struktur protein tersier. Struktur protein ini dapat diganggu dengan cepat oleh sejumlah agen fisik atau kimia menyebabkan protein menjadi tidak berfungsi. 1. Gangguan membran atau dinding sel, substansi yang terkonsentrasi pada permukaan sel menyebabkan perubahan fisik dan kimiawi membran, 22 sehingga mencegah fungsi normalnya dan membunuh atau menghambat sel. 2. Pemindahan kelompok sulfhidril bebas, enzim dan koenzim yang mengandung gugus sulfhidril bebas seperti koenzim-A dan dihidrolipoat tidak dapat berfungsi apabila gugus sulfhidril tidak dalam keadaan bebas. Gangguan fungsi enzim dan koenzim dapat diakibatkan keberadaan agen pengoksida dan logam yang berikatan dengan gugus sulfhidril pada rantai disulfida. Aktivitas antibakteri dibagi menjadi tiga Michael et al., 2009: 786, yaitu: 1. Aktivitas bakteriostatik Menghambat pertumbuhan tetapi tidak membunuh patogen 2. Aktivitas bakteriosidal Membunuh patogen dalam kisaran luas. 3. Aktivitas bakteriolitik Menghambat sintesis dinding sel, sehingga kemungkinan isi sel sitoplasma akan keluar lisis. Pengujian aktivitas antibakteri dapat dilakukan dengan metode in vivo dan in vitro. Metode-metode tersebut memiliki prinsip kerja yang sama nanum berbeda dalam penggunaan jenis bahan. Metode in vitro paling sering digunakan karena relatif mudah dalam pengerjaannya dan hanya membutuhkan isolat bakteri sedikit. Metode ini meliputi MIC Minimum Inhibitory Concentration atau TDT Tube Dilution Technique dan metode Kirby Bauer atau DDT Disk Difution Technique Michael et al., 2009: 786. 23 Metode difusi Tes Kirby dan Bauer merupakan metode pengujian antimikroba yang menggunakan piringan yang berisi agen antimikroba diletakkan pada permukaan media agar yang telah ditanami dengan mikroorganisme yang akan berdifusi pada media agar tersebut. Area jernih mengindikasikan adanya hambatan pertumbuhan mikroorganisme oleh agen antimikroba pada permukaan media agar seperti Gambar 10 Sylvia T. Pratiwi, 2005: 188. Gambar 10. Metode Disc Diffusion Uji Kirby Bauer Kronvall, http:ki.seenlabmedchristian-giske-group . 5. Bakteri Uji Bakteri merupakan sel prokariotik yang memiliki informasi genetik berupa DNA, tetapi tidak terlokalisasi dalam tempat khusus nukleus dan tidak ada membran inti. Bentuk DNA bakteri adalah sirkuler dan panjang yang disebut nukleoid. Bakteri memiliki DNA ekstrakromosomal yang tergabung menjadi plasmid berukuran kecil Koes Irianto, 2013 34. Sel bakteri dikelilingi oleh membran sitoplasma, berfungsi untuk mengendalikan keluar masuknya suatu bahan ke dalam sel. Bagian luar sitoplasma dikelilingi oleh dinding sel yang mengandung peptidoglikan yang bersifat kaku Brooks, Janet, dan Stephen, 2005: 6. 24 Bakteri dibedakan menjadi dua jenis yaitu, bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Pelczar dan Chan 2008: 116 menjelaskan, bahwa pengelompokkan bakteri tersebut didasarkan pada respon terhadap pewarnaan gram. Bakteri gram positif dan bakteri gram negatif akan memberikan respon berbeda pada proses pewarnaan gram. Perbedaan warna pada pengecatan gram dipengaruhi oleh struktur dan komposisi dinding sel bakteri. Bakteri gram positif dan bakteri gram negatif memiliki komponen khusus pada dinding selnya masing-masing. Peptidoglikan bakteri gram negatif hanya 1 hingga 2 dari berat kering sel sedangkan bakteri gram positif mencapai 20 dari berat kering sel. Perbedaan struktur dinding sel bakteri gram negatif dan gram positif mempengaruhi daya hambat suatu antibakteri. Peptidoglikan terdiri dari disakarida berulang-ulang melekat pada polipeptida dan membentuk suatu pola dari molekul-molekul kecil mengelilingi seluruh sel disebut dengan N- Asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat Pelczar dan Chan 2008: 117. 25 Gambar 11. Skema Dinding Sel Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif Kane dan Kandel, 2006: 411 dan 507. Dinding sel bakteri gram negatif lebih kompleks dan tipis dibandingkan dengan struktur dinding sel bakteri gram positif Gambar 11. Dinding sel bakteri gram negatif mengandung tiga komponen khusus yang terletak pada lapisan luar peptidoglikan yaitu: lipoprotein, membran luar dan lipopolisakarida. Dinding sel bakteri gram positif memiliki kandungan peptidoglikan yang besar dibandingkan dengan bakteri gram negatif Gambar 11. Bakteri gram positif memiliki asam teikoat, polimer yang bersifat asam yang mengandung ribitol fosfat atau gliserol fosfat. Asam teikoat bermuatan negatif, sehingga mengakibatkan muatan negatif pada permukaan sel bakteri Gram positif Brooks, Janet, dan Stephen, 2005: 33. 26 a. Staphylococcus aureus Kedudukan Staphylococcus aureus dalam taksonomi menurut Willey et al . 2008: 496, 573, sebagai berikut : Domain : Bacteria Kingdom : Eubacteria Phylum : Firmicutes Class : Bacilli Ordo : Bacillales Family : Staphylococcae Genus : Staphylococcus Species : Staphylococcus aureus S. aureus merupakan bakteri gram positif yang berbentuk kokus dengan tipe seperti anggur staphylo seperti pada Gambar 12 a dan b, koloni bakterinya berwarna kuning keemasan. Bakteri ini bersifat non motil, tidak berspora, mampu membentuk kapsul, dan bersifat aerob dan anaerobik fakultatif Jawets, Gerard, dan Rudd, 1996: 37-38. S. aureus merupakan bakteri yang tahan pada pemanasan 60 o C selama 30 menit. Bakteri ini memproduksi enterotoksin yang stabil terhadap pemanasan termostabil, tahan terhadap aktivitas pemecahan oleh enzim-enzim pencernaan, dan relatif resisten terhadap pengeringan serta radiasi Sylvia T. Pratiwi, 2008: 204. 27 a b Gambar 12. a Koloni S. aureus pada Pengamatan Mikroskopik Ted dan Cristine, 2010 : 44, dan b Koloni S. aureus pada beberapa perbesaran Michael et al., 2009 : 566 dan 588 Dinding sel S. aureus terdiri dari sebagian besar peptidoglikan dan asam teikoat yang dihubungkan unit-unit gugus -CH 2 OH- sebagai molekul pengikat Jawets, Gerard, dan Rudd, 1996: 51-52. Membran sel bakteri tersusun oleh asam lipoteikoat merupakan polimer gliserol fosfat berakhir pada glikolipid yang menembus membran sitoplasma. Glikan S. aureus menyimpan semua unit tetrapeptidanya Rhoades, Murray, dan Myllarinen, 2007: 344. Suatu sel gram positif, dapat mengandung peptidoglikan 20 kali, cukup untuk 40 lapisan atau lebih Fardiaz, 1992: 83. S. aureus mampu bertahan hidup pada media mengandung NaCl dengan kadar lebih dari 10. Hal tersebut menjelaskan bagaimana S. aureus dapat bersifat toleran terhadap kandungan garam pada kulit manusia yang dihasilkan oleh kelenjar keringat Bauman, Elisabeth, dan Ian, 2007: 530. 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. 28

b. Escherichia coli