39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kemampuan
Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dalam mereduksi Perak Nitrat menjadi Nanopartikel Perak
Pembuatan nanopartikel perak dalam penelitian ini menggunakan metode green chemistry
dengan cara sintesis menggunakan bakteri. Larutan AgNO
3
direduksi Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 Gambar 16. Setelah diamati selama 5 hari, awalnya warna larutan putih susu berubah menjadi
kuning kecoklatan yang ditunjukkan oleh Gambar 17.
Gambar 16. Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 pada Pengamatan Mikroskopik Perbesaran 1000x
Gambar 17. Koloid Nanopartikel Perak
40 Koloid nanopartikel perak hasil reduksi dari larutan AgNO
3
berwarna kuning kecoklatan menunjukkan telah terbentuknya nanopartikel perak. Hal
tersebut merujuk pada Zielinska et al. 2009: 1566 menyatakan bahwa koloid nanopartikel perak mempunyai warna kuning transparan, krem, hitam, abu-
abu, dan ragam warna lainnya. Koloid nanopartikel perak menunjukkan warna
berbeda karena penyerapan cahaya dan hamburan di daerah tampak berdasarkan resonansi plasmon. Frekuensi elektron berosilasi dalam
menanggapi medan listrik dan terjadi radiasi elektromagnetik, namun hanya elektron bebas seperti Ag yang memiliki resonansi plasmon yang
menimbulkan warna intens Zielinska et al., 2009: 1560
. Warna yang muncul
tergantung pada bentuk dan ukuran nanopartikel serta konstanta dielektrik dari media
Sneha et al., 2010: 993. Karakterisasi larutan AgNO
3
dan nanopartikel perak dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV-vis. Menurut Sileikaite et al. 2006: 289
menyatakan bahwa koloid nanopartikel perak memiliki panjang gelombang dengan rentang 350-550 nm pada analisis spektrofotometer UV- Vis. Analisis
larutan AgNO
3
dan nanopartikel perak pada penelitian ini dilakukan pada panjang gelombang 200-800 nm.
Hasil spektrum UV-Vis pada Gambar 18 a menunjukkan ada dua puncak yaitu, absorbansi larutan perak nitrat 0,006 M sebesar 0,016 pada panjang
gelombang 305,50 nm, dan 2,743 pada panjang gelombang 224 nm. Hasil spektrum UV-Vis pada Gambar 18 b menunjukkan adanya 5 puncak, yaitu
absorbansi koloid nanopartikel perak yang sudah direduksi dari larutan AgNO
3
41 0,006 M oleh C. glutamicum FHCC-0062 sebesar 2,919 pada panjang
gelombang 397,50 nm, 2,937 pada panjang gelombang 385 nm, 2,957 pada panjang gelombang 378 nm, dan 2,999 pada panjang gelombang 362 nm.
Solomon et al. 2007: 322 menyatakan bahwa koloid nanopartikel perak dengan panjang gelombang 397,50 nm mempunyai ukuran partikel sebesar 10
sampai 14 nm dan Zielinska et al. 2009: 1565 menyatakan bahwa koloid nanopartikel perak berwarna kuning mempunyai ukuran partikel sebesar 12
nm.
a
42 b
Gambar 18. Spektrum UV-Vis a Larutan AgNO
3
0,006 M, dan b Nanopartikel Perak Hasil Preparasi
C. glutamicum FHCC-0062 mereduksi
Ag
+
menjadi Ag secara
ekstraseluler Li et al., 2011: 4
. Sneha mengungkapkan bahwa proses reduksi
Ion Ag
+
menjadi Ag melalui proses biosorbsi dan selanjutnya terjadi
bioreduksi. Ion Ag
+
tereduksi menjadi ion Ag karena, d
inding sel C. glutamicum
FHCC-0062 terdiri atas senyawa kimia dengan gugus fungsi
karboksilat, hidroksil, amida dan kelompok fosfat dalam berbagai polimer dinding selnya menjadi bersifat anion
Sneha et al., 2010: 991. Anion adalah
ion negatif yang terbentuk ketika atom nonlogam memperoleh satu atau lebih elektron. Anion tertarik ke arah anoda bidang positif dalam medan listrik,
anion bermuatan negatif karena jumlah proton dalam nukleoinya kurang dibandingkan jumlah elektron. Ketika logam kehilangan elektron, ada energi
yang diperlukan untuk menghilangkan elektron itu. Elektron dapat menambah kulit terluar pada unsur yang baru
Kharisma Syaefuloh, 2015: 4 , sehingga
43 pada proses tersebut terjadi penyerapan ion Ag
+
oleh C. glutamicum
FHCC- 0062
. B.
Kemampuan Antibakteri Bahan Tekstil yang dilapisi Nanopartikel Perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924
dan Escherichia coli
ATCC 35218
Bahan tekstil katun, nilon, poliester, dan spandek dilapisi dengan nanopartikel perak guna diuji sifat antibakteri pada Staphylococcus aureus
ATCC 25924 Gambar 19 a dan Escherichia coli
ATCC 35218 Gambar 19 b. Warna kuning kecoklatan pada sampel bahan tekstil dilapisi nanopartikel
perak berasal dari warna koloid nanopartikel perak. Hal tersebut menandakan nanopartikel perak berhasil menempel pada bahan tekstil. Kemampuan
antibakteri bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak ditunjukkan dengan terbentuknya zona jernih atau zona hambat pada media Nutrient Agar NA
yang telah diberi suspensi Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli
ATCC 35218 seperti yang terlihat pada Gambar 20.
a b Gambar 19. Pengamatan Mikroskopik Perbesaran 1000x pada a
Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan b
Escherichia coli ATCC 35218
44 a
b
c d
e f
Gambar 20. Uji zona hambat, a kain katun S2, b kain nilon S2, c kain poliester S2, d kain spandek S2, e semua kain S1, f semua kain S3
45 Tabel 8. Data Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S.
aureus ATCC 25924 dan
E. coli ATCC 35218
Keterangan: S1: bahan tekstil yang tidak dilapisi apapun kontrol negatif S2: bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak
S3: bahan tekstil yang dilapisi kloramfenikol kontrol positif. U1: ulangan 1
U2: ulangan 2 U3: ulangan 3
Jenis kain
Perlakuan E. coli
ATCC 35218 S. aureus
ATCC 25924 Rerata Zona Hambat
Bahan Tekstil Rerata Zona Hambat
Bahan Tekstil U1
U2 U3
Rata2 U1
U2 U3
Rata2 Katun
S1 S2
8,5 8,9
8,1 8,5
7,8 9,5
9,1 8,8
S3 2,2
6,4 6,5
5 6,7
7,4 6,8
6,9 Nilon
S1 S2
9,9 10
7,3 9
8,9 11
7,7 9,2
S3 4,3
6,4 4,4
5 7,3
6,8 6,7
6,9 Poliester S1
S2 8,8
7,2 9,9
8,6 8,3
9,5 9,7
9,3 S3
6,6 6,7
2,4 5,2
7 7,2
6,7 6,9
Spandek S1 S2
7,1 6,8
7,4 7,1
7,9 8,8
8,2 8,3
S3 2,3
6,7 2,2
3,7 6,4
6,4 6,9
6,5
46 Gambar 21. Grafik Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil
terhadap S. aureus ATCC 25924 berdasarkan Jam Pengamatan
Gambar 22. Grafik Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap
E. coli ATCC 35218 berdasarkan Jam Pengamatan
47 Berdasarkan data pada Tabel 8 diketahui bahwa bahan tekstil dilapisi
nanopartikel perak mempunyai aktivitas antibakteri. Rerata diameter zona hambat keempat bahan tekstil antibakteri terhadap S. aureus ATCC 25924 dan
E. coli ATCC 35218 menggunakan metode Kirby Bauer pada ketiga bahan uji
S1, S2, S3 memperlihatkan bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak mempunyai rata-rata zona hambat paling besar jika dibandingkan pada kontrol
negatif maupun kontrol positif seperti terlihat pada Gambar 21 dan Gambar 22. Bahan tekstil tidak dilapisi apapun sebagai kontrol negatif tidak mempunyai
aktivitas antibakteri, yang ditunjukkan dengan tidak adanya zona hambat pada semua sampel kain terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218.
Bahan tekstil dilapisi kloramfenikol sebagai kontrol positif menunjukkan adanya zona hambat, tetapi rerata zona hambatnya masih di bawah rerata zona
hambat bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak. Berdasarkan Gambar 21 diketahui bahwa zona hambat bahan tekstil katun,
nilon, poliester, spandek dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus
ATCC 25924 dari pengamatan jam ke-6 hingga jam ke-36 terus mengalami peningkatan dan jam ke-36 hingga jam ke-48 mempunyai rerata
zona hambat sama. Berdasarkan Gambar 22 diketahui bahwa zona hambat bahan tekstil katun, nilon, poliester, spandek dilapisi nanopartikel perak
terhadap Escherichia coli
ATCC 35218 dari pengamatan jam ke-6 hingga jam ke-42 mengalami peningkatan dan jam ke-48 mempunyai nilai sama dengan
jam ke-42. Peningkatan diameter zona hambat merupakan aktivitas eksponensial bakteri, sedangkan zona hambat mengalami stagnasi karena
48 koloni bakteri sudah dalam posisi death cell program Kane dan Kandel, 2006:
385. Tabel 9. Analisis ANOVA Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap
S. aureus ATCC 25924 dan
E. coli ATCC 35218
Df mean square
F Sig.
Di antara grup 7
11,866 9,433
,000 Di dalam grup
184 1,258
Selanjutnya, dikarenakan penelitian ini menggunakan disain rancangan acak lengkap, maka untuk melihat pengaruh variasi bahan tekstil yang dilapisi
nanopartikel perak terhadap zona hambat pada bakteri uji S. aureus ATCC 25924 dan
E. coli ATCC 35218, maka perlu dilakukan analisis ANOVA
menggunakan program SPSS. Hasil uji one way ANOVA dengan taraf 5 dapat dilihat pada Tabel 9. Uji one way ANOVA menunjukkan nilai F hitung
sebesar 9,433 dengan Sig. = 0,000 . Oleh karena nilai sig. 0,05 maka Ho ρ =
0 ditolak I Putu Sampurna dan Tjokorda Sari Nindhia, 2013: 40, yang artinya variasi bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak secara simultan memiliki
pengaruh yang signifikan terhadap zona hambat pada bakteri uji S. aureus ATCC 25924 dan
E. coli ATCC 35218.
Tabel 10. Hasil uji lanjut LSD Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S. aureus
ATCC 25924 dan E. coli
ATCC 35218 Perlakuan
Perbedaan Rerata Zona Hambat S1 terhadap S2 dan S3
Signifikan S2 terhadap S1 dan S3
Signifikan S3 terhadap S1 dan S2
Signifikan Berdasarkan uji lanjut LSD Least Significance Different dengan taraf
5, yang digunakan untuk menguji beda nyata antar beberapa rerata zona
49 hambat pada semua perlakuan pada bahan tekstil terhadap S. aureus ATCC
25924 dan E. coli
ATCC 35218 dapat dilihat pada Tabel 10. Bahan tekstil yang tidak dilapisi mempunyai perbedaan zona hambat yang signifikan terhadap
bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak dan bahan tekstil dilapisi kloramfenikol. Bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak mempunyai
perbedaan zona hambat yang signifikan terhadap bahan tekstil tidak dilapisi dan bahan tekstil dilapisi kloramfenikol. Bahan tekstil yang dilapisi
kloramfenikol mempunyai perbedaan zona hambat yang signifikan terhadap bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak dan bahan tekstil tidak dilapisi. Hal
tersebut dapat bermakna bahwa bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak mempunyai pengaruh antibakteri yang nyata terhadap kedua bakteri uji
tersebut. Menurut Song et al. 2006: 58, mekanisme antibakteri dapat dijelaskan
melalui interaksi nanopartikel perak mendekat pada membran sel bakteri uji selama proses difusi sel berjalan dan masuk ke dalam sel bakteri. Nanopartikel
perak berinteraksi dengan membran sel bakteri yang mengandung protein dengan gugus fungsi sulfhidril 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. Feng et al. 2000: 668, melaporkan bahwa mekanisme penghambatan
nanopartikel perak terhadap pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Escherichia coli
dapat terjadi karena ion perak berpengaruh terhadap
50 denaturasi protein dan menyebabkan molekul DNA bakteri menjadi kental dan
bakteri kehilangan kemampuan untuk melakukan replikasi. Pengamatan langsung menunjukkan adanya perubahan morfologi dan struktur baik pada
bakteri Staphylococcus aureus maupun bakteri Escherichia coli setelah perlakuan dengan nanopartikel perak dapat dilihat pada Gambar 23 dan 24.
Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli sehat memiliki molekul DNA tersebar acak pada hampir seluruh bagian sel. Sel bakteri Staphylococcus
aureus dan Escherichia coli diberi perlakuan dengan nanopartikel perak
memiliki DNA menggumpal pada bagian tepi sel. Gumpalan DNA tersebut terbentuk akibat adanya interaksi yang terjadi antara ion Ag
dengan molekul DNA. Hal tersebut yang mungkin menyebabkan nanopartikel perak dapat
menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218.
Gambar 23. Bakteri staphylococcus aureus pada Pengamatan SEM a Bakteri Sehat dan b Bakteri yang diberi Nanopartikel Perak Feng
et al ., 2000: 667.
51 Gambar 24. Bakteri Escherichia coli pada Pengamatan SEM a Bakteri
Sehat, dan b Bakteri yang diberi Nanopartikel Perak Feng et al
., 2000: 664. Aktivitas antibakteri bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak terhadap
Staphylococcus aureus ATCC 25924 menunjukkan rerata zona hambat lebih
besar dibandingkan dengan Escherichia coli
ATCC 35218 dapat dilihat pada Tabel 8. Hal tersebut tidak sesuai dengan pernyataan Cappuccino dan Sherman
2001: 385 bahwa bakteri gram negatif memiliki viabilitas lebih rendah dibandingkan dengan bakteri gram positif.
Perbedaan pernyataan Cappuccino dan Sherman 2001: 385 dengan hasil penelitian ini karena sel
E. coli cepat dan mudah tumbuh, memiliki kemampuan
tinggi dalam menyesuaikan diri terhadap lingkungan, serta menunjukakkan resistensi dan kekebalan terhadap beberapa zat antibakteri M. H. Anshari,
2011: 27. Selain itu, M. H. Anshari 2011: 46 menyatakan bahwa S. aureus hanya mempunyai membran plasma tunggal yang dikelilingi dinding sel tebal
berupa petidoglikan. Sekitar 90 dari dinding sel tersebut tersusun atas peptidoglikan, sedangkan sisanya berupa molekul lain berupa asam teikhoat.
Di sisi lain E. coli memiliki sistem membran ganda, dimana membran
52 plasmanya diselimuti oleh membran luar permeabel. E. coli mempunyai
dinding sel tebal berupa peptidoglikan, yang terletak di antara membran luar dan membran dalam, sehingga partikel nanopartikel perak lebih mudah
melakukan difusi pada S. aureus, karena mempunyai hambatan lebih kecil dimana sel bakteri tersebut sebagian besar tersusun oleh plasma tunggal
dibandingkan dengan E. coli. Berdasarkan deskripsi tersebut dapat disimpulkan bahwa aktivitas
antibakteri pada bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak termasuk dalam aktivitas bakteriosidal berspektrum luas. Aktivitas bakteriosidal adalah
aktivitas antibakteri yang membunuh bakteri patogen dalam kisaran luas Michael et al., 2009: 786 dan antibakteri berspektrum luas yaitu antibakteri
dapat menghambat atau membunuh bakteri dari golongan gram positif maupun gram negatif Sylvia T. Pratiwi, 2008: 154. Hal tersebut dibuktikan dengan
bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak dalam membentuk zona hambat pada bakteri uji Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan
Escherichia coli ATCC
35218. Aktivitas bakteriosidal berspektrum luas pada bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak dipengaruhi oleh ukuran partikel nano, dalam penelitian ini
nano yang digunakan dimungkinkan berukuran 12 nm. Menurut Agus Haryono dan Sri Budi Harmami 2010: 4, aktivitas antibakteri pada nanopartikel perak
didukung oleh luas permukaan partikel besar, sehingga memungkinkan terjadinya kontak sangat baik dengan mikroorganisme. Antimikroba partikel
perak dipengaruhi oleh ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikel semakin besar efek antimikroba Cheng, Karim, dan Seow, 2003: 666.
53
C. Perbedaan Aktivitas Antibakteri di antara Kain Katun, Nilon, Poliester,
Kategori