Bahan Pengemas Antimikroba Berbasis Nanokomposit Film Pati Tapioka, Montmorilonit, Dan Nanopartikel Perak

Abstract

Nanokomposit film antimikroba merupakan salah satu cara untuk menghasilkan film yang bebas dari mikroba yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sistem kemasan, biomedis dan sensor. Tujuan penelitian ini adalah membuat nanokomposit film antimikroba dari biopolimer pati tapioka dengan penyisipan nanopartikel perak (AgNPs) untuk memberikan sifat antimikroba pada film dan montmorilonit (MMT) untuk meningkatkan sifat mekanik film serta mengidentifikasi sifat mekanik, fisik, dan kemampuan antimikrobanya. Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2014 sampai Mei 2015 di Laboratorium Anorganik IPB. Rancangan penelitian yang digunakan adalah sintesis AgNPs dan penciriannya dilanjutkan dengan pembuatan nanokomposit film dan penciriannya serta uji kemampuan antimikroba. Sintesis AgNPs dilakukan menggunakan metode reduksi dan penciriannya dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan particle size analyzer (PSA). Dalam pembuatan nanokomposit film terdapat empat perlakuan, yaitu film pati tapioka (PT), pati tapioka+AgNPs (PTA), pati tapioka+montmorilonit (MMT, PTM), pati tapioka+MMT+AgNPs (PTMA). Penambahan AgNPs dalam pembuatan nanokomposit film dilakukan dengan menggunakan variasi volume. Film yang terbentuk di analisa ketebalan, sifat mekanik, transparansi, water vapour permeability (WVP), karakterisasi menggunakan differential scanning calorimetry (DSC), spektrofotometer difraksi sinar-x (XRD), spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR), dan mikroskop elektron payaran (SEM) serta kemampuan antibakterinya. Hasil penelitian menunjukkan penambahan AgNPs memberikan sifat antimikroba pada nanokomposit film mencapai 99.37% dan memiliki ketahanan terhadap pertumbuhan jamur hingga 8 bulan. Film pati tapioka/MMT (PTM) menunjukkan peningkatan kuat tarik dan persen elongasi dibandingkan dengan PT. Peningkatan kuat tarik juga dihasilkan ketika dikomposit dengan kedua MMT dan AgNPs. Hasil pencirian DSC menunjukkan nanokomposit film memiliki homogenitas yang tinggi dan titik leleh tinggi. Nilai WVP nanokomposit film menurun dengan penambahan MMT dan AgNPs karena sifatnya yang impermeabel dan mampu menyebabkan jalur berliku sehingga menghalangi jalur difusi uap air. Berdasarkan pencirian menggunakan FTIR tidak terdapat puncak baru yang muncul sehingga dapat dikatakan ikatan antara pati tapioka, MMT dan AgNPs merupakan ikatan fisik. Adanya AgNPs dalam nanokomposit film dibuktikan dengan pencirian menggunakan XRD dengan puncak intensif pada 2θ=32.8°; 44.4°; 64.8°; 78.2° dimana nilai hkl [111], [200], [220], [311] yang merupakan serapan khas dari AgNPs dan menunjukkan bahwa struktur kristal AgNPs adalah kubus pusat muka (fcc). Hasil pencirian SEM menunjukkan bahwa morfologi permukaan film adalah homogen tanpa adanya gelembung.