ABSTRAK
STUDY OF ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF POLIPROPILEN PACKAGING PLASTIC IS GRAFTED 4-VINYLPYRIDINE TO BACTERIA
Staphylococcus aureusandBacillus subtilis
By Tomi Sutrisno
A study for antibacteria activity of packaging plastic have be investigated. Commercial plastic commonl used for packaging beverages was grafted 4-vinyl pyridine to bacteria Staphylococcus aureus(S.aureus)and Bacillus subtilis (B.subtilis)in nutrient agar, raw water, animal milk, and vegetable milk medium. The polypropylene plastic packaging was grafted with 4-vinyl pyridine, than quaternization by 1-bromobutane to increase the antibacteria activity, and it was caracterization used Fourier Transform Infrared(FTIR) to pure PP, polypropylene grafted 4-vinyl pyridine (PP-g-4VP) and polypropilene grafted 4-vinyl piridine have been quaternization (PP-g-4VP+) to identify functional
change on surface of polypropilene as the result of grafting and quaternization process. The characterization used FTIR showed that 4-vinyl pyridine can be grafted to the showed that the polypropilene plastic packaging grafted 4-vinyl pyridine has antibacterial activity toS.aureusandB.subtiilisin nutrient agar, raw water, animal milk, and vegetable milk medium. The average percent inhibition obtained in the raw water medium for bacteriaB.subtilisthat 63,06%, 79,44%, and 90,36% respectively for PP-g-4VP 0,65%, PP-g-PP-g-4VP 0,80%, and PP-g-PP-g-4VP+ 0,86%. The average percent inhibition
obtained in the animal milk for bacteria B.subtilis that 53,72% (PP-g-4VP 0,53%), 53,44% (PP-g-4VP 0,72%), and 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), and to bacteria bakteri
S.aureusthat 33,35% g-4VP 0,65%), 44,69% g-4VP 0,88%), and 35,79% (PP-g-4VP+0,88%). Than in a vegetable milk medium, percent inhibition was obtained for
bacteriaB.subtilis35,72% (PP-g-4VP 0,68%), 40,74% (PP-g-4VP 0,80%), and 56,28% (PP-g-4VP+ 1,25%), and to bacteria S.aureus that are 34,61% (PP-g-4VP 0,70%),
44,35% (PP-g-4VP 0,82%), and 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Antibacterial properties
increasing with the treatment quaternization that is given.
ABSTRAK
STUDI AKTIVITAS ANTIBAKTERI PLASTIK KEMASAN POLIPROPILEN TERGRAFTING 4-VINILPIRIDIN TERHADAP BAKTERI
Staphylococcus aureusdanBacillus subtilis
Oleh Tomi Sutrisno
Telah dilakukan studi aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen, plastik komersial yang umum digunakan untuk kemasan minuman, tergrafting 4-vinil piridin terhadap bakteri Staphylococcus aureus (S.aureus) dan Bacillus subtilis (B.subtilis) dalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Plastik kemasan polipropilen tersebut digrafting dengan 4-vinil piridin kemudian dikuaternasi dengan 1-bromobutana dengan tujuan untuk meningkatkan aktivitas antibakteri, lalu dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) terhadap PP murni, polipropilen tergrafting 4-vinil piridin (PP-g-4VP), dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin yang sudah dikuaternasi (PP-g-4VP+) untuk mengatahui perubahan fungsional
pada permukaan polipropilen akibat proses grafting dan kuaternasi. Uji karakterisasi dengan FTIR menunjukkan bahwa 4-vinil piridin dapat digrafting ke permukaan PP dan tidak merusak struktur dasar PP. Hasil penelitian menunjukkan bahwa plastik kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin memiliki aktivitas antibakteri terhadap S.aureus danB.subtiilisdalam media nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati. Persen inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media air baku untuk bakteri B.subtilis yaitu 63,06%, 79,44%, dan 90,36% masing-masing untuk PP-g-4VP 0,65%, PP-g-4VP 0,80%, dan PP-g-4VP+ 0,86%. Persen inhibisi rata-rata yang diperoleh dalam media susu
hewani untuk bakteri B.subtilis yaitu 53,72% (PP-g-4VP 0,53%), 53,44% (PP-g-4VP 0,72%), dan 76,15% (PP-g-4VP+ 1,2216%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 33,35%
(PP-g-4VP 0,65%), 44,69% (PP-g-4VP 0,88%), dan 35,79% (PP-g-4VP+ 0,88%).
Kemudian dalam media susu nabati persen inhibisi yang diperoleh untuk bakteri B.subtilis 35,72% 4VP 0,68%), 40,74% 4VP 0,80%), dan 56,28% (PP-g-4VP+ 1,25%), dan untuk bakteri S.aureus yaitu 34,61% (PP-g-4VP 0,70%), 44,35%
(PP-g-4VP 0,82%), dan 66,60% (PP-g-4VP+ 0,95%). Sifat antibakteri semakin
meningkat dengan perlakuan kuaternasi yang dilakukan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Plastik kemasan polipropilen yang telah digrafting dengan 4-vinil piridin mempunyai aktivitas antibakteri.
2. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin dapat dikuaternasi dengan menggunakan 1-bromobutana.
3. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat terhadap bakteriB.subtilisdalam media nutient agar.
4. Polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin memiliki daya hambat terhadap bakteriS.aureusdanB.subtilisdalam media air baku, susu hewani, dan susu nabati.
5. Kuaternasi dengan 1-bromobutana pada polipropilen yang telah tergrafting 4-vinil piridin mampu meningkatkan daya hambat pertumbuhan bakteri.
5.2. Saran
87
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kemampuan antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+terhadap beberapa bakteri gram
positif dan gram negatif yang lainnya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui sifat antibakteri dari turunan piridin lainnya seperti 3-vinil piridin dan 2-vinil piridin. 3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh
panjang rantai alkil pada kuaternasi PP-g-4VP, misalnya dengan bromoheksana, bromoheptana, dan lainnya.
4. Pengaruh gugus tergrafting terhadap bakteri probiotik yang terdapat dalam substrat.
5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui seberapa lama kemampuan antibakteri dari PP-g-4VP dan PP-g-4VP+.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kemasan merupakan suatu polimer yang digunakan sebagai wadah atau tempat untuk mengemas makanan atau minuman sehingga dapat memberikan
perlindungan sesuai dengan tujuannya. Pengemasan bertujuan untuk
mencegah/mengurangi kerusakan, sebagai identitas produk, dan melindungi bahan yang ada di dalamnya dari gangguan fisik seperti gesekan, benturan dan getaran. Bahan kemasan yang umum digunakan adalah polipropilen (Nurminah dan Julianti, 2006). Hal ini disebabkan polipropilen memiliki sifat yang tahan
terhadap zat kimia, memiliki daya bentur yang baik, mudah dibentuk dan dicetak, ringan, serta biaya produksinya murah (Peacock, 2000).
2
metastasis staphylococcal, keracunan makanan, meningitis dan sepsis (Jokliket
al., 1992; Enaet al., 1994; Grahatika, 2009).
Bacillus subtilisdikenal sebagai penyebab keasaman dari makanan kaleng karena fermentasi gula yang dikandung bahan pangan tersebut (Buckle, 1985). Bacillus subtilismenyebabkan penyakit pada manusia dengan fungsi imun terganggu, misalnyameningitis(radang selaput otak dan saraf tunjang) dangastroenteritis (radang perut dan usus) akut (Jawetzet al., 1986).
Beberapa upaya pencegahan pertumbuhan bakteri dalam plastik kemasan yang sudah dilakukan antara lain penggunaan teknologi ozon, sterilisasi (memanaskan kemasan dalam air mendidih pada suhu 100oC selama 5 menit), metode
pasteurisasi, penambahan bahan-bahan kimia (natrium benzoat, asam propionat, asam sitrat, garam sulfat, dan lain-lain), metode UHT, serta penambahan
antiseptik dan desinfektan (Winarno dkk, 1974; Fardiaz, 1993; Dwidjoseputro, 2005).
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk pencegahan pertumbuhan bakteri adalah metode grafting/pencangkokan dengan penempelan gugus pengemban sifat antibakteri pada permukaan polimer sehingga polimer tersebut dapat digunakan sebagai bahan pengemas yang memiliki sifat antibakteri. Misalnya, telah dilakukan pengikatan kitosan pada asam akrilat (AA) yang telah digrafting pada film poli etilen (PE) menghasilkan PE-g-AA-kitosan yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteriE. Coli(Irwan dkk, 2010). Penelitian lain
3
Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukan grafting kitosan pada film polietilen (Widyastuti, 2010), 4-vinil piridin dan GMA pada film polietilen (Apriati, 2010) dengan penekanan pada kajian faktor-faktor yang mempengaruhi persen grafting, antara lain dosis radiasi, konsentrasi monomer, jenis pelarut, suhu, waktu, dan menunjukkan hasil yang baik untuk uji aktivitas antibakterinya. Herlina (2011) juga telah menggrafting 4-vinil piridin pada plastik kemasan Polipropilen. Plastik kemasan tergrafting 4-vinil piridin yang telah dihasilkan menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap bakteriSalmonela typhosadanEschericia coli.
Dalam penelitian ini akan dikaji lebih lanjut aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen dengan menggrafting 4-vinil piridin pada kemasan polipropilen menggunakan sinar gamma sebagai inisiator. Gugus piridin dari senyawa 4-vinil piridin merupakan senyawa polikationik yang diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap beragam bakteri patogen (Juanet al., 2000; Cenet al., 2004; Herlina, 2011). Polipropilen tergrafting kemudian diuji aktivitas antibakteri terhadap bakteriStaphylococcus aureusdanBacillus subtilismenggunakan subtrat bahan minuman, yakni nutrient agar, air baku, susu hewani, dan susu nabati dengan metode difusi agar (untuk substrat nutrient agar) dan metodecoloni counting(untuk substrat air baku, susu hewani, dan susu nabati). Aktivitas antibakteri kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin yang dikuaternasi juga diselidiki karena penelitian lain menyebutkan kuaternasi atom N pada cincin piridin dapat meningkatkan aktivitas antibakteri (Sahiner, 2009; Strattonet al., 2009; Herlina, 2011)
4
permukaan polipropilen baik sebelum maupun setelah digrafting dengan 4-vinil piridin.
B. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terhadap bakteriBacillus subtilisdalam media nutrient agar. 2. Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting
4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi terhadap bakteriStaphylococcus aureusdanBacillus subtilisdalam media air baku.
3. Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi terhadap bakteriStaphylococcus aureusdanBacillus subtilisdalam media susu hewani.
4. Mengetahui aktivitas antibakteri plastik kemasan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin dan polipropilen tergrafting 4-vinil piridin terkuaternasi terhadap bakteriStaphylococcus aureusdanBacillus subtilisdalam media susu nabati.
