Perbedaan Aktivitas Antibakteri Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak yang dipreparasi oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062.

i

PERBEDAAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI BAHAN TEKSTIL DILAPISI NANOPARTIKEL PERAK YANG DIPREPARASI OLEH

Corynebacterium glutamicum FHCC-0062

SKRIPSI

Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta

untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Oleh: Agustin Erviana NIM. 12308141011

PROGRAM STUDI BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

v

MOTTO

“Orang Yang Sukses Adalah

Orang Yang Tahan

Terhadap Proses”

-Agustin Erviana-

“Kemenangan Yang Seindah

-Indahnya Dan

Sesukar-Sukarnya Yang Boleh Direbut Oleh Manusia Ialah

Menundukkan Diri Sendiri”

-Raden Ajeng Kartini-

“I Have No Special Talent, I Am Only Passionately

Curious”

-Albert Einstein-

“The Greatest Glory In Living Lies Not In Never Falling,

But In Rising Every Time We Fall”

vi

PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimahkan rahmatNya, sehingga karya sederhana ini dapat kupersembahkan untuk:

1. Babeku Suharto dan Ibuku Rusminah tercinta sebagai ungkapan rasa bakti dan terimakasih atas segala kasih sayang, dukungan serta doa yang tiada henti

2. Adikku Wahyu Hesti Rusdiana dan Tri Aprilia Darawati tersayang terimakasih atas semangat dan dukungannya

3. Mbah Uti terimakasih atas segala doa dan dukungannya

4. Muhammad Fajar Fathu Rhohman terimakasih atas doa, semangat dan dukungannya yang luar biasa

5. Keluarga BSG, Riemas, Yanik, Marbel, Rendro, Ida, Irsyat, Desy, Suryo, Nurul yang menemani di laboratorium mikrobiologi dan terimakasih selalu menularkan semangatnya

6. Teman-teman seperjuangan Biologi B 2012 sukses untuk kita semua, thanks for all guys

7. Gincuers Helda, Lia, Ari terimakasih karena selalu menularkan semangat dan menghibur disela kesibukan masing-masing

8. Almamaterku tercinta yang menjadi kebanggaan dan menjadi tempatku menuntut ilmu

vii

Perbedaan Aktivitas Antibakteri Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak yang dipreparasi oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062

Oleh : Agustin Erviana

12308141011

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dalam mereduksi perak nitrat menjadi nanopartikel perak, kemampuan antibakteri bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218,

perbedaan aktivitas antibakteri di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924, serta mengetahui perbedaan aktivitas antibakteri di antara kain katun, nilon, poliester, dan spandek yang dilapisi nanopartikel perak terhadap Escherichia coli ATCC 35218.

Pembuatan nanopartikel perak dalam penelitian ini menggunakan metode green chemistry dengan cara larutan AgNO3 direduksi Corynebacterium glutamicum FHCC-0062. Pelapisan nanopartikel perak pada bahan tekstil dilakukan dengan memasukkan sampel bahan tekstil steril ke dalam koloid nanopartikel perak dan digojok kemudian dikeringkan. Uji aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 pada bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak menggunakan metode Kirby Bauer. Pengamatan zona hambat untuk mengetahui aktivitas antibakteri dilakukan setiap 6 jam sekali selama 48 jam waktu inkubasi. Data zona hambat dianalisis menggunakan one way ANOVA dan uji lanjut LSD.

Hasil penelitian menunjukkan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dapat mereduksi perak nitrat menjadi nanopartikel perak. Hasil uji zona hambat menunjukan bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak mempunyai sifat antibakteri terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218. Terdapat perbedaan aktivitas antibakteri di antara kain katun, nilon, poliester, spandek dilapisi nanopartikel perak terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218. Bahan tekstil mempunyai daya hambat paling besar terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218 adalah kain nilon, kemudian poliester, katun, dan yang terkecil adalah spandek.

Kata kunci: Corynebacterium glutamicum FHCC-0062, Escherichia coli ATCC 35218, katun, nanopartikel perak, nilon, poliester, spandek, Staphylococcus aureus ATCC 25924

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas kelimpahan rahmat dan karuniaNya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Perbedaan Aktivitas Antibakteri Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak yang dipreparasi oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-0062”. Shalawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.

Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan, bantuan, serta bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Dr. Hartono, M.Si. sebagai Dekan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberi izin pelaksanaan skripsi.

2. Dr. Paidi, M.Si. selaku Ketua Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.

3. Dr. Tien Aminatun selaku Ketua Program Studi Biologi yang telah membantu kelancaran dalam melaksanakan kegiatan skripsi.

4. Anna Rakhmawati, M.Si dan Dr. Eli Rohaeti selaku pembimbing telah membimbing, memberikan ilmu, saran, dan nasehatnya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.

5. Evy Yulianti, M.Sc. Dan Dr. Astuti selaku penguji TAS telah memberikan ilmu dan saran

ix

6. Teman-teman Biologi B 2012 dan Keluarga BSG tercinta yang selalu mendukung dan memberi semanggat

7. Seluruh staf dosen dan karyawan Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta. yang telah membantu selama kuliah.

8. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu, terimakasih.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan dan keterbatasan ilmu yang penyusun miliki, maka penyusun berharap kritik dan saran yang berguna demi penyempurnaan pada karya tulis selanjutnya. Akhirnya penyusun berharap semoga karya sederhana ini bermanfaat bagi pihak membutuhkan. Amin.

Yogyakarta,

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

PERSETUJUAN ... ii

SURAT PERNYATAAN ... iii

PENGESAHAN ... iv

MOTTO ... v

PERSEMBAHAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang ... 1

B. Identifikasi Masalah ... 4

C. Pembatasan Masalah ... 5

D. Perumusan Masalah ... 5

E. Tujuan Penelitian ... 6

F. Manfaat Penelitian ... 6

G. Batasan Operasional ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kajian Pustaka ... 10

1. Bahan Tekstil ... 10

a. Kain Katun ... 10

b. Kain Nilon ... 12

c. Kain Poliester ... 13

d. Kain Spandek ... 14

xi

3. Corynebacterium glutamicum ... 19

4. Bahan Tekstil Antibakteri ... 20

5. Bakteri Uji ... 24

a. Staphylococcus aureus ... 26

b. Escherichia coli ... 28

B. Kerangka Berfikir ... 30

C. Hipotesis Penelitian ... 30

BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian ... 31

B. Populasi dan Sampel Penelitian ... 31

C. Waktu dan Tempat Penelitian ... 31

D. Variabel Penelitian ... 32

E. Rancangan Penelitian...…33

F. Alat dan Bahan ... 33

G. Prosedur Penelitian... 34

H. Teknik Analisis Data ... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kemampuan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dalam mereduksi Perak Nitrat menjadi Nanopartikel Perak ... 39

B. Kemampuan Antibakteri Bahan Tekstil yang dilapisi Nanopartikel Perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 ... 43

C. Perbedaan Aktivitas Antibakteri di antara Kain Katun, Nilon, Poliester, dan Spandek yang dilapisi Nanopartikel Perak terhadap Staphylococcus aureus ATCC 25924 ... 53

D. Perbedaan Aktivitas Antibakteri di antara Kain Katun, Nilon, Poliester, dan Spandek yang dilapisi Nanopartikel Perak terhadap Escherichia coli ATCC 35218 ... 58

BAB VI SIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 63

B. Saran ... 64

xii

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kain berdasarkan Jenis Serat dan Sumbernya ... 10

Tabel 2. Komposisi Kimia Kain Katun ... 11

Tabel 3. Karakteristik Kain Katun ... 11

Tabel 4. Karakteristik Serat Poliamida ... 13

Tabel 5. Karakteristik Serat Poliester ... 14

Tabel 6. Karakteristik Kain Spandek ... 15

Tabel 7. Ukuran dan Karakteristik Spektrum Nanopartikel Perak ... 18

Tabel 8. Data Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218 ... 45

Tabel 9. Analisis ANOVA Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218 ... 48

Tabel 10. Hasil uji lanjut LSD Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218 ... 48

Tabel 11. Hasil uji lanjut LSD Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap S. aureus ATCC 25924 ... 57

Tabel 12. Hasil uji lanjut LSD Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap E.coli ATCC 35218 ... 61

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur Selulosa ... 11

Gambar 2. Penampang membujur dan melintang serat kapas pada perbesaran 1000x ... 12

Gambar 3. Struktur Kain Nilon ... 12

Gambar 4. Penampang membujur dan melintang serat poliamida pada perbesaran 1000x ... 13

Gambar 5. Struktur Poliester ... 14

Gambar 6. Penampang membujur dan melintang serat poliester pada perbesaran 1000x ... 14

Gambar 7. Struktur Poliuretan ... 15

Gambar 8. Penampang membujur dan melintang Serat Spandek pada perbesaran 100x ... 16

Gambar 9. Koloni C. glutamicum ... 19

a. _{pada Pengamatan SEM ... 19}

b. _{pada Pengamatan mikroskopi ... 19}

Gambar 10. Metode Disc Diffusion ... 23

Gambar 11. Skema Dinding Sel Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif ... 25

Gambar 12. Koloni S. aureus ... 27

a. _{pada Pengamatan Mikroskopik ... 27}

b. _{pada Pengamatan SEM ... 27}

Gambar 13. Koloni E. coli ... 28

a. _{pada Pengamatan Mikroskopik ... 28}

b. _{pada Pengamatan SEM ... 28}

Gambar 14. Skema Kerangka Berfikir ... 30

Gambar 15. Metode Kirby Bauer ... 38

Gambar 16. Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 pada Pengamatan Mikroskopik Perbesaran 1000x ... 39

xv

Gambar 18. Spektrum UV-Vis ... 41

a. _{Larutan AgNO3 0,006 M ... 41}

b. _{Nanopartikel Perak Hasil Preparasi ... 42}

Gambar 19. Pengamatan Mikroskopik Perbesaran 1000x ... 43

a. _{Staphylococcus aureus ATCC 25924 ... 43}

b. _{Escherichia coli ATCC 35218 ... 43}

Gambar 20. Uji zona hambat ... 44

a. _{kain katun S2 ... 44}

b. _{kain nilon S2 ... 44}

c. _{kain poliester S2 ... 44}

d. _{kain spandek S2 ... 44}

e. _{semua kain S1 ... 44}

f. _{semua kain S3 ... 44}

Gambar 21. Grafik Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S. aureus ATCC 25924 berdasarkan Jam Pengamatan ... 46

Gambar 22. Grafik Zona Hambat Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap E. coli ATCC 35218 berdasarkan Jam Pengamatan ... 46

Gambar 23. Bakteri staphylococcus aureus pada Pengamatan SEM ... 50

a. _{Bakteri Sehat ... 50}

b. _{Bakteri yang diberi Nanopartikel Perak ... 50}

Gambar 24. Bakteri Escherichia coli pada Pengamatan SEM ... 51

a. _{Bakteri Sehat ... 51}

b. _{Bakteri yang diberi Nanopartikel Perak ... 51}

Gambar 25. Grafik Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap S. aureus ATCC 25924 berdasarkan Jenis Bahan Tekstil ... ₅₃

Gambar 26. Grafik Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap E. coli ATCC 35218 berdasarkan Jenis Bahan Tekstil ... ₅₈

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Dokumentasi Sterilisasi Alat yang digunakan dalam Penelitian ... 70

Lampiran 2. DokumentasiPreparasi Media ... 70

Lampiran 3. Dokumentasi Preparasi Nanopartikel Perak oleh C. glutamicum FHCC- 0062 ... 71

Lampiran 4. Dokumentasi Pelapisan Nanopartikel Perak pada Bahan Tekstil ... 72

Lampiran 5. DokumentasiUji Antibakteri pada Bahan Tekstil ... 72

Lampiran 6. Dokumentasi HasilUji Antibakteri Bahan Tekstil pada Escherichia coli ATCC 35218 ... 73

Lampiran 7. Dokumentasi Hasil Uji Antibakteri Bahan Tekstil pada S. aureus ATCC 25924 ... 74

Lampiran 8. Hasil Uji UV – Vis Larutan AgNO3 ... 75

Lampiran 9. Hasil Uji UV – Vis Koloid Nanopartikel Perak ... 76

Lampiran 10. Data Hasil Pengukuran Zona Hambat ... 77

Lampiran 11. Hasil Uji Analisis Statistik ... 79

a. Tabel Analisis ANOVA dengan Taraf 5% Bahan Tekstil terdeposit Nanopartikel Perak terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218 ... 79

b. Tabel Uji Lanjut LSD dengan Taraf 5% Semua Perlakuan pada Bahan Tekstil terhadap S. aureus ATCC 25924 dan E. coli ATCC 35218... 79

c. Tabel Uji Lanjut LSD dengan Taraf 5% Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap S. aureus ATCC 25924 ... 80

d. Tabel Uji Lanjut LSD dengan Taraf 5% Zona Hambat Bahan Tekstil dilapisi Nanopartikel Perak terhadap E.coli ATCC 35218 ... 81

1

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

2

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, salah-satunya bakteri. Zhang et al. (2005: 285) menyatakan bahwa Corynebacterium

3

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).

4

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.

5

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 ?

6

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

7

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

8

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

9

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.

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kajian Pustaka

1. Bahan Tekstil

Kain merupakan jenis bahan tekstil yang diolah dengan cara menyilangkan benang lusi dan benang pakan. Serat tekstil dapat dikelompokkan atas serat alam dan serat buatan (Goet Poespo, 2005: 9). Menurut Noerati dkk. (2013: 1 dan 2) katun merupakan kain yang berasal dari serat alam, sedangkan nilon, poliester dan spandek merupakan kain yang berasal dari serat buatan. Jenis kain berdasarkan jenis serat dan sumbernya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kain berdasarkan Jenis Serat dan Sumbernya

Jenis Kain Jenis Serat Sumber Serat

Katun Selulosa Kapas

Nilon Polimer sintetik Poliamida

Poliester Polimer sintetik Ester

Spandek Polimer sintetik Poliuretan

a. Kain Katun

Katun merupakan salah satu jenis serat alam yang berasal dari tumbuhan digunakan sebagai bahan baku industri tekstil. Katun bersumber dari serat kapas, di mana kandungan utamanya adalah selulosa. Struktur selulosa dapat dilihat pada Gambar 1.

11

Sifat kimia katun mirip sifat selulosa. Serat katun akan menggembung dalam larutan alkali kuat. Komposisi kimia kain katun disajikan pada Tabel 2. Kain katun sangat populer karena memiliki sifat menguntungkan seperti kuat dalam keadaan basah, dapat menyerap air (higroskopis), tahan panas, dan lembut. Karakteristik kimia kain katun dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 2. Komposisi Kimia Kain Katun (Noerati dkk., 2013: 7).

Senyawa Kandungan (%)

Selulosa 94

Protein 1,3

Pektin 1,2

Lilin 0,6

Abu 1,2

Pigmen dan zat lain 1,7

Tabel 3. Karakteristik Kain Katun (Noerati dkk., 2013: 8). Daya serap Hidrofilik, moisture regain: 8,5% Elastisitas Kurang baik

Sifat kimia Tidak tahan terhadap asam yang kuat, alkali, dan bahan kimia yang berlebihan

Kemuluran Mulur serat kapas rata-rata sekitar 7%

Berdasarkan permukaan yang besar dan kemampuannya menjaga kelembutan, menjadikan kain katun sebagai media yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme (Agus Haryono dan Sri Budi Amami, 2010: 5). Morfologi serat kapas jika dilihat di bawah mikroskop mempunyai penampang membujur dan melintang dapat dilihat pada Gambar 2. penampang membujur seperti pita yang terpilin dan penampang melintang seperti ginjal dengan lubang ditengah yang disebut lumen.

12

Gambar 2. Penampang membujur dan melintang serat kapas pada perbesaran 1000x (Noerati dkk., 2013: 7).

b. Kain Nilon

Nilon adalah serat sintetik hasil kopolimerasi dari asam adipat dan heksametildaniamin membentuk polimer dengan struktur supermolekuler kristalin (Zubaidi A. Kailani, 2005: 510). Struktur kimia nilon dapat dilihat pada Gambar 3. berupa rantai senyawa yang panjang dari poliamida sintetik dengan gugus berulang -CONH, sebagai suatu bagian terpadu dari rantai polimernya. Nilon juga mempunyai komponen gugus fungsi berupa amina (NH2) dan karboksilat (COOH) (Kuntari dan Gde P. Astawa, 2007: 164).

Gambar 3. Struktur Kain Nilon (Noerati dkk., 2013: 18).

Poliamida dibuat dari hasil reaksi senyawa diamina dan dikarboksilat. Karakteristik serat poliamida dapat dilihat pada Tabel 4. Serat poliamida memiliki ketahanan kimia yang baik sehingga penggunaannya cukup luas, seperti bahan pakaian dalam, baju olah raga, benang penguat ban, terpal, dan sabuk penarik (Noerati dkk., 2013: 19). Serat poliamida mempunyai penampang melintang bermacam macam, tetapi yang paling umum adalah

13

bentuk trilobal dan bulat. Kenampakan morfologi serat poliamida secara membujur dan melintang dapat dilihat pada Gambar 4.

Tabel 4. Karakteristik Serat Poliamida (Noerati dkk., 2013: 19). Daya serap Hidrofobik, moisture regain sekitar 4%

Elastisitas Cukup baik, pada penarikan 16% masih kembali ke semula sebesar 97%

Sifat kimia Sangat tahan basa, rusak oleh asam kuat

Kemuluran 18-40%

Gambar 4. Penampang membujur dan melintang serat poliamida pada perbesaran 1000x (Noerati dkk., 2013: 19).

c. Kain Poliester

Poliester merupakan serat yang tersusun atas senyawa ester sebagai unit ulang. Serat poliester dibuat dari hasil reaksi antara asam terftalat dengan etilena glikol menjadi ester etilenaglikol tereftalat, selanjutnya dipolimerisasikan secara kondensasi menjadi poliester (Noerati dkk., 2013: 15, dan 16). Struktur poliester dapat dilihat pada Gambar 5.

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 AgNO3 (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 Ag0 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.se/en/labmed/christian-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 60oC 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 -CH2OH- 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

Kedudukan Escherichia coli dalam taksonomi menurut Willey et al., (2008: 496, 552), sebagai berikut :

Domain : Bacteria Kingdom : Eubacteria Phylum : Proteobacteria

Class : Gammaproteobacteria Ordo : Enterobacteriales

Family : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia

Species : Escherichia coli

(a) (b)

Gambar 13. E. coli pada Pengamatan Mikroskopik (a) (Ted dan Cristine, 2010 : 44) dan (b) (Michael et al. 2009: 866-867).

E. coli merupakan bakteri gram negatif berbentuk batang seperti terlihat pada Gambar 13 (a) dan (b), bersifat motil atau non motil dengan flagella peritrikat dan bersifat anaerobik fakultatif. Kisaran suhu pertumbuhannya adalah 10-40 oC dengan suhu optimum 37 oC. Nilai pH medium optimum pertumbuhannya 7,0 – 7,5 (Jawets, Gerard, dan Rudd, 1996: 305-306).

Setengah atau lebih rantai glikan E. coli tidak berikatan dan dapat bebas dari bagian atau semua unit tetrapeptida. Oleh karena itu, ikatan peptidoglikan

29

pada mikroba tersebut hanya sekitar 30 – 70 %. E. coli mengandung 106 pengulangan unit tetrapeptida disakarida, atau cukup untuk dua atau tiga lapisan peptidoglikan. Lipoprotein E. coli berbentuk bola lonjong dan menghasilkan peptidoglikan serupa (Fardiaz, 1992: 83).

E. coli dapat tumbuh di media nutrien sederhana dan dapat memfermentasikan laktosa dengan menghasilkan asam dan gas (Pelczar dan Chan, 2005: 169). E. coli adalah bakteri normal di dalam usus. Bakteri ini menjadi patogen ketika mereka mencapai jaringan di luar keadaan normal. Kecepatan berkembang biaknya pada interval ±20 menit jika faktor media, derajat keasaman dan suhu tetap sesuai. E. coli tersebar 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).

Penelitian di bidang biokimia dan biologi molekuler sering menggunakan bakteri Escherichia coli, karena bakteri ini memiliki beberapa kelebihan, antara lain: memiliki struktur sederhana, kecepatan dan kemudahan pertumbuhan sel tinggi, mekanisme sederhana dalam produksi dan transmisi informasi genetik, memiliki kemampuan tinggi menyesuaikan diri terhadap lingkungan, serta menunjukkan resistensi dan kekebalan terhadap beberapa zat antibakteri (M. H. Anshari, 2011: 27).

30

B. Kerangka berfikir

Berdasarkan latar belakang dapat disusun suatu kerangka pemikiran yang disajikan dalam Gambar 14.

Gambar 14. Skema Kerangka Berfikir

C. Hipotesis Penelitian

Hipotesis penelitian ini adalah Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 mampu mereduksi larutan AgNO3 menjadi nanopartikel perak. Bahan tekstil (katun, nilon, poliester, dan spandek) yang dilapisi nanopartikel perak memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda.

Bahan tekstil umum di pasaran katun, nilon, poliester, dan spandek

Tidak bersifat antibakteri

Sifat antibakteri dapat dikembangkan malalui pelapisan nanopartikel perak pada bahan tekstil

Nanopartikel perak bersifat antibakteri

Metode sintesis kimia memiliki efek negatif berupa sifat toksik pada produk dan menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan, sehingga digunakan metode green chemistry dengan menggunakan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062

Bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak

Nanopartikel perak dideteksi dengan spertrofotometer UV- Vis

Uji sifat antibakteri pada bahan tekstil diuji dengan Escherichia coli ATCC 35218 dan Staphylococcus aureus ATCC 25924

31

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen.

B. Populasi dan Sampel Penelitian

1. Populasi

Populasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah nanopartikel perak yang dipreparasi Corynebacterium glutamicum FHCC-0062.

2. Sampel

Sampel dalam penelitian ini adalah nanopartikel perak yang didepositkan pada kain katun, kain nilon, kain poliester, kain spandek yang berukuran 6 mm x 6 mm.

C. Waktu dan Tempat Penelitian

1. Waktu

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2016 hingga November 2016. 2. Tempat

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY dan Laboratorium Analisis Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY. Pelaksanaan preparasi nanopartikel perak, pelapisan nanopartikel perak pada bahan tekstil, dan uji antibakteri pada bahan tekstil dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY, sedangkan pengukuran keberhasilan pembentukan nanopartikel

32

perak dengan spektrofotometer UV-Vis dilaksanakan di Laboratorium Analisis Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY.

D. Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah variabel bebas, variabel terikat dan variabel kontrol.

1. Variabel Bebas

a. Jenis bahan tekstil

Katun, nilon, poliester, dan spandek b. Jenis bakteri uji

Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218

2. Variabel Terikat

Diameter zona hambat bahan tekstil yang telah dilapisi nanopartikel perak terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218.

3. Variabel Kontrol

a. Bahan tekstil yang dilapisi kloramfenikol guna kontrol positif b. Bahan tekstil yang tidak dilapisi guna kontrol negatif

c. Waktu inkubasi dalam uji antibakteri

d. Sampel bakteri Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 untuk mereduksi AgNO3 menjadi nanopartikel perak

33

E. Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) tiga faktorial. Faktor pertama adalah variasi jenis bahan kain, faktor ke dua adalah variasi bakteri uji dan faktor ke tiga adalah variasi perlakuan pada bahan tekstil.

F. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah botol ukur merk Pyrex, Erlenmeyer 500 mL merk Pyrex, Erlenmeyer 250 mL merk Pyrex, lampu Bunsen, keranjang, hot plate, magnetic stirer, laminar air flow (LAF), rak tabung reaksi, tabung reaksi merk Pyrex, Shaker, autoklaf merk Omron, sentrifugasi merk H-103 N Kokusan, tabung appendorf merk falcon dan iwaki, gelas beker 1000 mL merk Pyrex, gelas beker 500 mL merk pyrex, oven merk Uchida, tabung reaksi, tabung falkon merk Iwaki, cawan petri merk Pyrex dan Iwaki, labu ukur merk Pyrex, paper disk, jarum ose bulat, jarum ose runcing, spektrofotometer merk Spectronic 20 Genesys, tip mikropipet 1 mL, tip mikropipet 5 mL, tip mikropipet 10 mL, mikropipet 1 mL, mikropipet 5 mL, mikropipet 10 mL, jangka sorong ketelitian 0,001 mm, timbangan analitik merk DAN HR-250 A, inkubator merk Eyela SL-1600N.

Bahan yag digunakan dalam penelitian ini adalah kain katun, kain nilon, kain poliester, kain spandek, tisu, kapas, kertas payung, karet gelang, alumunium foil, kloramfenikol, media Nutrient Agar (NA) merk Oxoid, media Nutrient Broth (NB) merk Oxoid, akuades steril, AgNO3, Staphylococcus

34

aureus ATCC 25924, Escherichia coli ATCC 35218, dan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062.

G. Prosedur Penelitian

1. Sterilisasi alat

Sterilisasi alat yang digunakan dalam penelitian ini dilakukan secara berbeda-beda. Alat-alat yang terbuat dari kaca, seperti tabung reaksi pyrex, cawan petri pyrex, Erlenmeyer pyrex, beaker glass pyrex dibungkus dengan kertas payung kemudian disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121 ºC tekanan 1 atm selama 15 menit. Tip mikropipet dimasukkan ke dalam beker glass pyrex dan dibungkus dengan kertas payung kemudian disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121 ºC tekanan 1 atm selama 15 menit. Sterilisasi jarum ose kolong, ose jarum, cukup dipanaskan dengan api Bunsen.

2. Preparasi media

Media yang digunakan adalah Nutrient Agar (NA) dengan komposisi per liternya adalah powder NA 1 gr, yeast extract 2 gr, pepton 5 gr, natrium klorida 5 gr, agar 15 gr, dan media Nutrient Broth (NB) dengan komposisi per liternya adalah powder NB 1 gr, yeast extract 2 gr, pepton 5 gr, natrium klorida 5 gr. Bahan dilarutkan dalam akuades kemudian dididihkan di atas hot plate. Setelah media mengalami proses pelarutan, kemudian disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121 ºC dengan tekanan 1 atm selama 15 menit (Alfred Brown dan Heidi Smith, 2015: 139)

35

3. Reisolasi Corynebacterium glutamicum FHCC-0062

Perbanyakan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dilakukan pada media Nutrient Agar (NA) miring yang dilakukan di laminar air flow (LAF). 4. Preparasi Nanopartikel perak oleh Corynebacterium glutamicum FHCC-

0062

Langkah awal yang dilakukan dalam tahap preparasi ini pembuatan starter Corynebacterium glutamicum FHCC-0062. C. glutamicum FHCC-0062 diinokulasikan dengan jarum ose kolong sebanyak 3 full loop pada 100 mL Nutrient Broth (NB) secara aseptik, selanjutnya digojok menggunakan shaker selama 24 jam pada suhu ruangan dengan kecepatan 121 rpm. Selanjutnya starter dilihat nilai OD (Optical Density) apakah sudah bernilai 1 atau belum dengan menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 645 nm (Nam, 2011: 21). Penggunaan OD sebagai satuan hitung ini disebabkan karena dalam mikrobiologi, OD sebanding dengan kepekatan sel dalam suspensi biakan bakteri. Nilai OD 1 bermakna dalam 1 mL biakan terdapat 1x108 bakteri (Sylvia, T. Pratiwi, 2008: 101). Setelah itu melakukan perbanyakan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 pada media Nutrient Broth (NB) dengan perbandingan 1:10, dimana dalam 250 mL NB diberi 25 mL starter, yang kemudian digojok menggunakan shaker selama 240 jam dengan kecepatan 121 rpm pada suhu ruangan. Selanjutnya dilakukan pemanenan bakteri dengan cara mensentrifus pada kecepatan 2500 rpm selama 35 menit. Filtrat (Corynebacterium glutamicum FHCC-0062) yang telah diperoleh kemudian didiamkan selama 24 jam, dan selanjutnya dibilas menggunakan

36

akuades steril dengan cara disentrifus selama 15 menit pada kecepatan 2500 rpm, dimana pembilasan dilakukan sebanyak 2 kali (Sneha, 2010: 990).

Filtrat Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 hasil sentrifus ditambahkan AgNO3 (0,006M) yang digojok menggunakan shaker pada suhu ruangan selama 6 jam dengan kecepatan 121 rpm dalam kondisi tanpa cahaya. Kondisi tanpa cahaya dimaksudkan supaya dalam proses reduksi Ag+ _menjadi Ag0 tidak terjadi pemutusan ikatan, radikal bebas, maupun aglomerasi oleh cahaya (Sneha, 2010: 990). Setelah itu keberadaan produk berupa nanopartikel perak dikarakterisasi menggunakan UV-Vis spectrophotometer.

5. Pelapisan Nanopartikel Perak pada Bahan Tekstil

Bahan tekstil berupa katun, nilon, poliester, dan spandek dipotong dengan ukuran 6 mm x 6 mm dengan menggunakan paper disk. Bahan tekstil yang telah dipotong disterilkan dengan cara dicuci, dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 70 °C, dan kemudian UV pada LAF selama 15 menit. Sampel bahan tekstil yang sudah steril dimasukkan dalam koloid nanopartikel perak dalam Erlenmeyer, kemudian dishaker pada kecepatan 121 rpm selama 24 jam dan dikeringkan dengan oven pada suhu 70 0C (Duran et al., 2007: 206). 6. Uji Antibakteri pada Bahan Tekstil

Sifat antibakteri pada bahan tekstil dilapisi nanopartikel perak diuji dengan bakteri Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 dengan kontrol negatif berupa kain tanpa dilapisi apapun, serta kontrol positif berupa kain yang dilapisi kloramfenikol.

37

Tahapan awal dalam uji antibakteri adalah penyiapan suspensi bakteri uji. Isolat murni Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 ditanam dalam media Nutrient broth (NB) menggunakan ose kolong secara aseptik, kemudian diinkubasi pada suhu 30 oC, selama 24 jam dan diukur OD-nya (Nam, 2011: 21).

Tahap kedua yaitu penanaman bakteri uji. Hasil suspensi bakteri uji sebanyak 0,1 mL dituangkan pada permukaan medium Nutrient Agar (NA) dengan pipet secara aseptik dan diratakan dengan drygalsky steril. Sampel uji diletakkan pada permukaan media yang sudah ditanami bakteri uji, diinkubasikan pada suhu ruang (Michael et al., 2009: 785).

Tahap terakhir dalam uji aktivitas antibakteri pada bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak adalah pengamatan dan pengukuran zona. Pengujian aktivitas antibakteri dilakukan dengan metode in vitro jenis Kirby Bauer yang terlihat pada Gambar 15. Pengamatan dilakukan setiap 6 jam sekali selama 48 jam inkubasi. Pengukuran zona hambat dilakukan pada bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak, tanpa dilapisi apapun, dan yang dilapisi kloramfenikol. Pengukuran diameter zona hambat dilakukan dengan mengukur jarak dari tepi sampel uji ke batas lingkaran zona hambat menggunakan jangka sorong (ketelitian 0,02 mm) pada 3 sisi sampel uji (Michael et al., 2009: 786). Kemudian data yang diperoleh dirata-rata. Sifat antibakteri diketahui dengan melihat zona hambatnya dan kemudian mengukur diameter zona hambatnya dan dibandingkan dengan kontrol negatif maupun positif.

38

Gambar 15. Metode Kirby Bauer (Lay, 2004: 632).

Uji antibakteri dalam penelitian ini menggunakan dua kontrol, yaitu kontrol negatif dan kontrol positif. Kontrol negatif berupa bahan tekstil tidak dilapisi, sedangkan kontrol positif berupa bahan tekstil dilapisi kloramfenikol. Penggunaan kloramfenikol dalam kontrol positif karena kloramfenikol mempunyai spektrum antibakteri yang luas seperti nanopartikel perak (Pawit Indriyana, 2014: 64)

H. Teknik analisis data

Data kemampuan Corynebacterium glutamicum FHCC-0062 dalam mensintesis larutan perak nitrat menjadi nanopartikel perak dianalisis secara deskriptif. Data kemampuan antibakteri bahan tekstil yang dilapisi nanopartikel perak pada Staphylococcus aureus ATCC 25924 dan Escherichia coli ATCC 35218 dianalisis menggunakan One Way Analysis of Variance (ANOVA) dengan Uji lanjut LSD (Least Significance Different) dengan taraf 5% pada SPSS versi 20.

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 AgNO3 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

40

Koloid nanopartikel perak hasil reduksi dari larutan AgNO3 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 AgNO3 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 AgNO3 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 AgNO3

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.

42 (b)

Gambar 18. Spektrum UV-Vis (a) Larutan AgNO3 0,006 M, dan (b) Nanopartikel Perak Hasil Preparasi

C. glutamicum FHCC-0062 mereduksi Ag+ _{menjadi Ag}0 _secara ekstraseluler (Li et al., 2011: 4). Sneha mengungkapkan bahwa proses reduksi Ion Ag+ menjadi Ag0 melalui proses biosorbsi dan selanjutnya terjadi bioreduksi. Ion Ag+ tereduksi menjadi ion Ag0 karena, dinding 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 25924dan 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 0 0 0 0 0 0 0 0

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 0 0 0 0 0 0 0 0

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 0 0 0 0 0 0 0 0

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 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 7,1 6,8 7,4 7,1 7,9 8,8 8,2 8,3

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 Ag0 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

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

76

77

Lampiran 10.

Data Hasil Pengukuran Zona Hambat

Jenis kain perlakuan ulangan E. coli

6 12 18 24 30 36 42 48 Rata-rata

katun S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 7.1 7.6 7.8 8.1 8.3 9.3 9.8 9.8 8.5 U2 8 8.4 8.4 8.8 9 9.5 9.5 9.5 8.9 U3 6.8 7.4 7.5 7.8 8.7 8.8 8.9 8.9 8.1 S3 U1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 U2 4.5 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.4 U3 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.6 6.6 6.5

Nilon S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 8.7 9.1 9.2 9.8 10 10.5 10.9 10.9 9.9 U2 9.4 9.4 9.5 9.7 9.9 10.8 10.8 10.8 10 U3 6.5 6.6 6.8 7 7.4 7.8 8.1 8.1 7.3 S3 U1 4.2 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 U2 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 U3 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4

Poliester S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 6.5 8.1 8.1 9.1 9.2 9.5 10.1 10.1 8.8 U2 6.7 6.7 6.7 7.1 7.4 7.7 7.7 7.7 7.2 U3 9.2 9.6 9.6 9.6 10 10.2 10.3 10.3 9.9 S3 U1 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 U2 6.3 6.7 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.7 U3 2.3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4

Spandek S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 6.6 6.7 6.9 7.3 7.3 7.3 7.4 7.4 7.1 U2 6.5 6.6 6.7 6.8 6.8 7.1 7.1 7.1 6.8 U3 6.5 6.9 6.9 7.7 7.8 7.8 7.8 7.8 7.4 S3 U1 2.2 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3 2.4 2.4 2.3 U2 6.5 6.6 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 U3 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2

78

Jenis kain

perlakuan ulangan S. aureus

6 12 18 24 30 36 42 48 Rata-rata

katun S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 6.6 7 7.6 7.8 8.3 8.4 8.4 8.4 7.8 U2 8.3 8.6 9.1 9.1 10.1 10.3 10.3 10.3 9.5 U3 7.7 8.3 8.4 9.7 9.7 9.7 9.7 9.7 9.1 S3 U1 6.4 6.4 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.7 U2 7.1 7.2 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.4 U3 6.6 6.7 6.8 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.8

Nilon S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 7.6 8.1 8.1 8.4 9.1 9.9 9.9 9.9 8.9 U2 9.8 10.1 10.8 11 11.1 11.4 11.4 11.4 11 U3 6.7 6.7 7 7.4 7.8 8.7 8.7 8.7 7.7 S3 U1 6.9 7.3 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.3 U2 6.7 6.7 6.7 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 U3 6.5 6.6 6.6 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7

Poliester S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 6.8 7.1 7.8 8.2 8.8 9.1 9.1 9.1 8.3 U2 7.8 8.8 9.6 9.6 10 10 10 10 9.5 U3 8 8.8 9 9.7 10.3 10.5 10.5 10.5 9.7 S3 U1 6.5 6.9 7.1 7.1 7.1 7.2 7.2 7.2 7

U2 6.9 6.9 7.2 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3 7.2 U3 6.5 6.6 6.6 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7

Spandek S1 U1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S2 U1 7.4 7.6 7.7 7.7 8.1 8.1 8.1 8.1 7.9 U2 7.3 8.2 8.8 9.1 9.2 9.2 9.2 9.2 8.8 U3 6.3 6.9 7.5 7.9 8.2 9.5 9.5 9.5 8.2 S3 U1 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 U2 6.3 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 U3 6.8 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

Keterangan:

S1 : kain tanpa dilapisi apapun

S2 : kain dilapisi nanopartikel perak

S3 : Kain dilapisi kloramfenikol

79

Lampiran 11.

Hasil Uji Analisis Statistik

A.

Tabel

Analisis ANOVA dengan Taraf 5% Bahan Tekstil

terdeposit Nanopartikel Perak terhadap

S. aureus

ATCC 25924 dan

E. coli

ATCC 35218

Sum of Squares

df

Mean

Square

F

Sig.

Between

Groups

83.062

7

11.866 9.433

.000

Within

Groups

231.445

184

1.258

Total

314.507

191

B. Tabel Uji Lanjut LSD dengan Taraf 5% Semua Perlakuan pada

Bahan Tekstil terhadap

S. aureus

ATCC 25924 dan

E. coli

ATCC

35218

(I) perlakuan (J) perlakuan Mean Difference (I-J)

Std. Error Sig. 95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

LSD

s1

s2 -8.5833* _{.11418 .000 -8.8078 -8.3588}

s3 -5.8057* _{.11418 .000 -6.0302 -5.5812}

s2

s1 8.5833* _{.11418 .000 8.3588 8.8078}

s3 2.7776* _{.11418 .000 2.5531 3.0021}

s3

s1 5.8057* _{.11418 .000 5.5812 6.0302}

s2 -2.7776* _{.11418 .000 -3.0021 -2.5531}

Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = 1.252. *. The mean difference is significant at the 0.05 level.

80

(I) JENISKAIN (J)

JENISKAIN

Mean Difference (I-J)

Std. Error

Sig. 95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

LSD Katun

nilon -.4625* _{.21173 .030 -.8806 -.0444}

poliester -.2313 .21173 .276 -.6494 .1869

spandek .9604* _{.21173 .000 .5423 1.3786}

Nilon

katun .4625* _{.21173 .030 .0444 .8806}

poliester .2312 .21173 .276 -.1869 .6494

spandek 1.4229* _{.21173 .000 1.0048 1.8411}

Poliester

katun .2313 .21173 .276 -.1869 .6494

nilon -.2312 .21173 .276 -.6494 .1869

spandek 1.1917* _{.21173 .000 .7735 1.6098}

Spandek

katun -.9604* _{.21173 .000 -1.3786 -.5423}

nilon -1.4229* _{.21173 .000 -1.8411 -1.0048}

poliester -1.1917* _{.21173 .000 -1.6098 -.7735}

Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = 1.076. *. The mean difference is significant at the 0.05 level.

C. Tabel Uji Lanjut

LSD dengan Taraf 5% Zona Hambat Bahan Tekstil

dilapisi Nanopartikel Perak terhadap

S. aureus

ATCC 25924

81

D. Tabel Uji Lanjut LSD dengan Taraf 5% Zona Hambat Bahan Tekstil

dilapisi Nanopartikel Perak terhadap

E.coli

ATCC 35218

(I) JENISKAIN (J)

JENISKAIN

Mean Difference (I-J)

Std. Error

Sig. 95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

LSD katun

nilon -.5833 .31393 .068 -1.2105 .0438

poliester -.1458 .31393 .644 -.7730 .4813

spandek 1.3708* _{.31393 .000 .7437 1.9980}

nilon

katun .5833 .31393 .068 -.0438 1.2105

poliester .4375 .31393 .168 -.1896 1.0646

spandek 1.9542* _{.31393 .000 1.3270 2.5813}

poliester

katun .1458 .31393 .644 -.4813 .7730

nilon -.4375 .31393 .168 -1.0646 .1896

spandek 1.5167* _{.31393 .000 .8895 2.1438}

spandek

katun -1.3708* _{.31393 .000 -1.9980 -.7437}

nilon -1.9542* _{.31393 .000 -2.5813 -1.3270}

poliester -1.5167* _{.31393 .000 -2.1438 -.8895}

Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = 1.183. *. The mean difference is significant at the 0.05 level.