Fungsionalisasi Nanofibril Selulosa dari Limbah Pengolahan Agar dengan Nanopartikel Perak untuk Pembuatan Antibacterial Hydrogel

Abstract

Limbah padat pengolahan agar ditransformasi menjadi nanoselulosa untuk diaplikasikan dalam berbagai bidang. Penelitian bertujuan mendapatkan nanofibril selulosa dari limbah padat pengolahan agar-agar, menentukan pengaruh fikosianin sebagai reducting agent dalam fungsionalisasi nanoselulosa dengan nanopartikel perak (CNF/AgNPs), menentukan aktivitas antibakteri dari hidrogel alginat yang diimobilisasi CNF/AgNPs. Nanofibril selulosa (CNF) telah berhasil diperoleh dengan perlakuan Hydated Deep Eutectic Solvent (choline chloride:oxalic acid) dengan diameter fiber dan nilai kristalinitas masing-masing sebesar 80,37±1,06 nm dan 85,66%. Nanofibril selulosa berhasil difungsionalisasikan dengan nanopartikel perak (AgNPs) menggunakan fikosianin sebagai reducting agent. Gugus fungsi aldehida (C=O) pada bilangan gelombang 1729 cm-1 dalam nanofibril selulosa berhasil berikatan dengan AgNPs. Hidrogel alginat yang diimobilisasi perlakuan CNF/AgNPs 20% memiliki aktivitas antibakteri tertinggi pada bakteri Gram negatif Pseudomonas aeruginosa, namun aktivitas antibakteri terhadap bakteri Gram positif Propionibacterium acne dan Staphylococcus aureus tidak berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Imobilisasi CNF/AgNPs pada hydrogel alginate memiliki potensi untuk diaplikasikan sebagai antibacterial wound dressing.

Solid agar processing waste is transformed into nanocellulose for various applications. The research aim to obtain cellulose nanofibrils from solid agar processing waste, determine the influence of phycocyanin as a reducting agent in the functionalization of nanocellulose with silver nanoparticles (CNF/AgNPs), and assess the antibacterial activity of alginate hydrogel immobilized with CNF/AgNPs. Cellulose Nanofibrils (CNF) were successfully obtained through treatment with a Hydrated Deep Eutectic Solvent (chlorine chloride:oxalic acid), with fiber diameter and crystalinity index (CI) values of 80.37±1.06 nm and 85.66% respectively. Nanofibril cellulose was successfully functionalized with silver nanoparticles (AgNPs) using phycocyanin as a reducting agent. The aldehyde functional group (C=O) at the wavenumber of 1729 cm-1 in nanocellulose successfully bonded with AgNPs. Alginat hydrogel immobilized with 20% CNF/AgNPs treatment exhibited the highest antibacterial activity against Gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa, while the antibacterial activities against Gram-positive Propionibacterium acne and Staphylococcus aureus did not significantly differ from other treatment. Immobilized of CNF/AgNPs in alginate hydrogel holds potential for application as an antibacterial wound dressing.