PENELITIAN PEMBUATAN KAIN ANTIBAKTERI MENGGUNAKAN KITOSAN
Wiwin Winiati, Cica Kasipah, Wulan Septiani, Rizka Yulina, Eva Novarini
ZAT ANTIBAKTERI UNTUK TEKSTIL
Existing :
Senyawa fenol, organo logam, turunan formaldehida dan senyawa amina.
• Logam-logam yang digunakan dalam tekstil adalah tembaga (Cu), seng (Zn), kobal (Co) dan perak (Ag).
• Senyawa amina adalah senyawa amonium kuaterner terutama yang mengandung rantai atom karbon 12-18. 3-trimethoxi sililpropildimetiloktadesil amonium klorida dan Triklosan (2,4,4’- trikloro-2’-hidroksidifenil eter)
Tetapi di beberapa negara Eropa saat ini penggunaannya telah dilarang dikarenakan triklosan diketahui apabila terkena sinar matahari dapat terurai menghasilkan senyawa dioksin yang bersifat toksik yakni 2,8-diklorodibenzo-p-dioksin.10,11
SUMBER KITOSAN
Sumber Kitin (%) CaCO3 (%) Kulit Kepiting 15 – 30 40 – 50
Kulit Udang 30 – 40 20 – 30
Tulang Cumi-cumi 20 – 40 *
Kulit Kerang 3 – 6 85 – 90
Kulit Serangga 5 – 25 *
Dinding Sel Jamur 10 – 25 *
STRUKTUR KIMIA KITOSAN
Kitin ideal, β -(1,4) N-acetyl-2-amino- 2-deoxy- D-glucose
Kitosan ideal, β (1→4) 2 amino-2- deoxy-D-glucose
Kopolimer Kitin-Kitosan
AKTIVITAS ANTIBAKTERI KITOSAN
• Mekanisme pertama menyatakan bahwa sifat polikationik kitosan yang berinteraksi dengan gugus anion dalam permukaan sel, menyebabkan terbentuknya lapisan yang impermeable (kedap) disekitar sel sehingga menghalangi perpindahan larutan esensial.
• Mekanisme kedua melibatkan inhibisi RNA dan protein yang disintesis melalui penetrasi ke dalam inti sel. Liu et al. mengamati kitosan oligomer dengan BM 5 – 8 kDa di dalam sel E.coli dan menunjukkan aktifitas antibakteri yang baik.
• Mekanisme lain, kitosan menghambat pertumbuhan mikroba dengan cara bertindak sebagai chelating agent yang
menyebabkan logam-logam, trace elemen atau nutrisi esensial tidak tersedia untuk pertumbuhan normal mikroba.
REAKSI FIKSASI KITOSAN PADA SELULOSA
METODE
Pelarutan Kitosan
Fiksasi kitosan pada kain kapas cara ekshaus (perendaman) di laboratorium dan di industri
Pengujian ketahanan bakteri, SEM, FTIR, kuat tarik, ketuaan warna
Kain antibakteri Larutan kitosan
Kitosan
Kain kapas/ kapas-PE Pencelupan
KAIN DAN KITOSAN YANG DIGUNAKAN
1. Kain kapas 100% , gramasi 105,9 g/m²
2. Kain kapas 100% , gramasi 236 g/m²
3. Kain grey poliester-kapas 65:35 , gramasi ± 220 g/m²
4. Kain grey poliester-rayon 70:30 , gramasi ± 220 g/m²
5. Kain hijau AD poliester-rayon 70:30 , gramasi ± 220 g/m²
6. Kain loreng TNI poliester-kapas 65:35 , gramasi ± 220 g/m²
1. Kitosan BM 170.000 Da
2. Kitosan BM 70.000 Da
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Sifat antibakteri kain kapas fiksasi kitosan yang dicelup dan tidak dicelup warna menggunakan standar AATCC 147-2004
Jenis kain BM Kitosan
(Da)
Celup
Bakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureus Inkubasi
0 jam
Inkubasi
48 jam % R Inkubasi 0 jam
Inkubasi 48 jam % R
Kain tipis, gramasi = 105,9 g/m²
Blanko Tidak 550.000.000 545.000.000 0,91 1.070.000.000 1.060.000.000 0,93
171.790 Tidak 74.000.000 710.000 99,0 65.300.000 0 100 79.500 Tidak 74.000.000 510.000 99,3 65.300.000 0 100 171.790 Ya 74.000.000 770.000 99,0 65.300.000 0 100 79.500 Ya 74.000.000 770.000 99,0 65.300.000 0 100
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Jenis kain
Pencucian di Laborato-
rium*)
Bakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureus Inkubasi
0 jam
Inkubasi
48 jam % R Inkubasi 0 jam
Inkubasi 48 jam % R
Kain tipis, gramasi = 105,9 g/m²
1 X 72.510.000 797.610 98,9 116.910.000 0 100
2 X 72.510.000 870.120 98,8 116.910.000 67.760 99,9
3 X 72.510.000 942.630 98,7 116.910.000 92.111 99,9
Sifat antibakteri kain kapas fiksasi kitosan setelah pencucian berulang menggunakan standar AATCC 147-2004
*) 1 X pencucian di laboratorium = 5 X pencucian rumah tangga (SNI-ISO 105-C06: 2010)
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Kurva CIELab hasil pencelupan warna pada kain kapas
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Uji Ketuaan Warna HasilPencelupan
Sampel kain berwarna % R K/S Kain kapas blanko
tanpa kitosan 36,42 0,555
Kain kapas-kitosan
BM 171.790 Da 36,24 0,561
Kain kapas-kitosan
BM 79.500 Da 33,57 0,657
Nilai %R dan K/S kain kapas berwarna
HASIL CITRA SEM
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Kain kapas Kain kapas
mengandung kitosan
Kain kapas mengandung kitosan setelah dicelup warna
Tidak terjadi kerusakan serat karena penambahan kitosan
HASIL PERCOBAAN KAPAS 100%
Uji kuat tarik
Pembubuhan kitosan pada kain kapas sebagai zat antibakteri tidak mengakibatkan penurunan kekuatan tarik yang signifikan yang merupakan suatu parameter kualitas tekstil
HASIL PERCOBAAN POLIESTER-KAPAS
UJI FTIR
No λ, cm-1
A A
Kain Grey P-K 65:35
Kain Grey P-K 65:35 + kitosan 1%
Kain Grey P-R 70:30
Kain Grey P-R 70:30 + kitosan 1%
1 1712 0,571 0,810 0,538 0,605
2 1409 0,442 0,671 0,427 0,489
3 1240 0,624 0,942 0,570 0,698
4 1097 0,759 1,101 0,696 0,830
Penambahan kitosan pada kain poliester-kapas telah meningkatkan serapan (A) pada bilangan gelombang 1409 cm-1 dari vibrasi C=N dan serapan pada bilangan gelombang 1240 cm-1 dan 1097 cm-1 dari vibrasi C-O, dan serapan pada bilangan gelombang 1712 cm-1 dari vibrasi C=O dalam gugus ester. Hal ini menunjukkan bahwa kitosan dengan gugus –NH2 sebagai gugus aktifnya telah berikatan dengan poliester-kapas.
HASIL PERCOBAAN POLIESTER-KAPAS
Uji Antibakteri
Sampel
Jenis bakteri
E.Coli S. Aureus
Blanko Bakteri
Sampel Kain
% R Blanko Bakteri
Sampel Kain
% R
PE-R + K 1,0 530.000.000 0 100,00 308.000.000 0 100,00 PE-R + K 2,0 530.000.000 0 100,00 308.000.000 0 100,00 PE-K + K 1,0 530.000.000 0 100,00 308.000.000 54.000 99,98 PE-K + K 2,0 530.000.000 0 100,00 308.000.000 82.000 99,97
HASIL PERCOBAAN PE-K BERWARNA
Uji Antibakteri
Sampel
Jenis bakteri
E.Coli S. Aureus
Blanko Bakteri
Sampel Kain
% R Blanko Bakteri
Sampel Kain
% R
Hijau AD+K 0,5 530.000.000 420.000 99,92 308.000.000 75.600.000 75,45 Hijau AD+K 1,0 530.000.000 1.110.000 99,79 308.000.000 48.200.000 84,35 Hijau AD+K 2,0 530.000.000 1.110.000 99,79 308.000.000 0 100,00 Loreng+K 0,5 530.000.000 0 100,00 308.000.000 47.600.000 84,55 Loreng+K 1,0 530.000.000 43.600.000 91,77 308.000.000 40.400.000 86,88
HASIL UJI WARNA KAIN HIJAU AD
Sampel kain % R pada 440 nm K/S
Kain hijau AD awal 6,071 7,252
Kain hijau AD + kitosan 0,5 % 6,088 7,243 Kain hijau AD + kitosan 1,0 % 6,053 7,275 Kain hijau AD + kitosan 2,0 % 5,923 7,456
Nilai %R dan K/S kain Hijau AD setelah dibubuhi kitosan Tidak terjadi penurunan ketuaan warna (K/S) yang signifikan
HASIL UJI WARNA KAIN LORENG
Warna pada kain loreng
λ nm
% R K/S
Awal + Ki 0,5%
+ Ki
1,0% Awal + Ki 0,5% + Ki 1,0%
Coklat 500 3,084 2,876 2,825 15,213 16,385 16,698
Coklat tua 570 3,505 3,360 3,285 13,268 13,814 14,153
Hijau 420 2,944 2,794 2,719 16,033 16,894 16,915
Krem 420 16,116 14,779 14,555 2,168 2,442 2,250
Nilai %R dan K/S kain Loreng setelah dibubuhi kitosan Tidak terjadi penurunan ketuaan warna (K/S) yang signifikan
Kain Hijau AD Awal Kain Hijau AD + Kitosan
HASIL CITRA SEM KAIN HIJAU AD DAN KAIN LORENG
KESIMPULAN
Fiksasi kitosan pada kain grey poliester-rayon dan kain poliester-rayon hijau AD telah berhasil memberikan sifat antibakteri pada kain grey poliester-rayon dan kain hijau AD, tidak mengakibatkan terjadinya kerusakan pada serat poliester maupun serat rayon pada kain, dan tidak mengakibatkan kerusakan/penurunan ketuaan warna hijau malah makin banyak kitosan yang diberikan akan meningkatkan ketuaan warna hijau.
KESIMPULAN
Fiksasi kitosan pada kain grey poliester-kapas dan kain poliester-kapas loreng telah berhasil memberikan sifat antibakteri pada kain grey poliester-kapas dan kain loreng, tidak mengakibatkan terjadinya kerusakan pada serat poliester maupun serat kapas pada kain, dan tidak mengakibatkan kerusakan/penurunan ketuaan setiap warna pada kain loreng yaitu warna coklat, coklat tua, hijau dan krem yang difiksasi kitosan dengan konsentrasi 0,5 % dan 1,0 % malah makin banyak kitosan yang diberikan akan meningkatkan ketuaan setiap warna pada kain loreng yaitu warna coklat, coklat tua, hijau dan krem tersebut.
PRODUK HASIL PENELITIAN
Produk hasil penelitian
Potensi aplikasi fiksasi kitosan pada kain kapas antibakteri
Handuk
Kaos kaki
Pakaian bayi
