25

FIKSASI KITOSAN PADA KAIN KATUN SEBAGAI ANTIBAKTERIAFFIXATION CHITOSAN AS AN ANTIBACTERIAL AGENT TO COTTON

FABRIC

Wiwin Winiati, Cica Kasipah, Rizka Yulina, Tatang Wahyudi,Agus Surya Mulyawan, Wulan Septiani

Balai Besar Tekstil, Jalan Jenderal Ahmad Yani No. 390 BandungE-mail: winiati@bdg.centrin.net.id; texirdti@bdg.centrin.net.id

Tanggal diterima: 28 Maret 2014, direvisi: 30 April 2014, disetujui terbit: 19 Mei 2014

ABSTRAK

Tujuan penelitian adalah mendapatkan metode fiksasi/pembubuhan kitosan pada kain katun untukmemperoleh kain katun yang bersifat antibakteri, penelitian dilakukan dilaboratorium dan selanjutnya metodayang ditemukan di uji-coba dengan skala pilot di industri tekstil. Pada penelitian ini fiksasi kitosan pada kain katundilakukan dengan metoda kimia, yaitu modifikasi kovalen pada serat kapas yang merupakan serat selulosa denganpembentukan gugus aldehida yang akan berikatan dengan gugus amina pada kitosan yang dilakukan dengan caraperendaman. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses oksidasi selulosa pada kain katun hingga memiliki gugusaldehida yang kemudian berikatan dengan gugus amina pada kitosan telah menghasilkan fiksasi kitosan pada kainkatun, sehingga memberikan sifat antibakteri pada kain katun. Penggunaan kitosan dengan BM 171.790 Da sebagaizat antibakteri pada kain katun telah menghasilkan kain katun antibakteri yang memiliki ketahanan terhadap prosespencucian, dan pemanasan (setrika), tidak menurunkan parameter kualitas tekstilnya seperti kekuatan dankenampakannya, serta cocok (compatible) dengan zat-zat kimia tekstil yang digunakan pada proses tekstil yaituproses pencelupan. Hasil percobaan pembuatan kain katun antibakteri di laboratorium, telah diaplikasikan di industridan memberikan hasil yang baik.

Kata kunci: kitosan, kain katun, fiksasi, perendaman, aktivitas antibakteri.

ABSTRACT

This research is addressed to get a method to affix chitosan to cotton fabric in order to get an antibacterialcotton fabric, research is done in the laboratory and the acquired method is attempted at pilot scale in textileindustry. The selected method have been done is chemical method by covalent modification of cellulose in cottonfabric to get aldehyde units along the polymer chain, afterwards the aldehyde units will react with amine unit ofchitosan which was carried out in exchaus process. The result indicated that oxidation process of cellulose incotton fabric up to generate aldehyde units continued by reaction between thise aldehyde unit with amine unit ofchitosan has yielded an affixation chitosan to cotton fabric, that has produced an antibacterial cotton fabric. Byusing chitosan in moleculer weight 171.790 as an antibacterial agent, the antibacterial cotton fabric which havewashing and heat durability, have no significant effect to textile quality characteristics such as tensile andappearance, and compatible with textile chemicals such as dyeing chemicals has been produced. The acquiredmethod from research in the laboratory has been carried out at pilot scale in textile industry and showed a goodresult.

Keywords: chitosan, cotton fabric, affixation, exshaus, antibacterial activity.

PENDAHULUAN

Pertumbuhan mikroorganisme pada materialtekstil dapat mengakibatkan penurunan kualitasmaterial tekstil tersebut seperti pemudaran warnadan penurunan kekuatannya. Selain penurunankualitas pada material tekstil tersebut, pertumbuhanmikroorganisme pada tekstil juga dapat memberidampak buruk pada kesehatan manusia (pemakai).Pada saat ini dengan meningkatnya kesadaran akangaya hidup yang higienis, konsumen tekstil

terutama di negara-negara maju memilikikecenderungan untuk menggunakan tekstil yangtelah mengalami perlakuan penyempurnaan denganzat antibakteri, agar tekstil yang digunakan tidakditumbuhi bakteri yang berdampak pada timbulnyabau yang berasal dari zat-zat kimia hasil penguraiankeringat. Saat ini dipasaran telah ada tekstilantibakteri yang dikenal sebagai antibacterial clothatau disebut juga sebagai E-Cloth diantaranyadigunakan sebagai tekstil rumah tangga (householdtextile) yaitu sebagai tekstil untuk membersihkan/

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

26

melap tumpahan, kotoran dan minyak/lemak selainjuga membasmi bakteri. E-cloth textile inimenggunakan senyawa perak sebagai bahanantibakteri.1,2

Zat-zat antibakteri yang digunakan untuktekstil idealnya harus memenuhi beberapapersyaratan yaitu Zat antibakteri yang digunakanpada tekstil harus memiliki ketahanan terhadapproses pencucian, dan pemanasan (setrika); tidakmenurunkan parameter kualitas tekstilnya sepertikekuatan, pegangan dan kenampakannya; haruscocok (compatible) dengan zat-zat kimia tekstilyang digunakan pada proses tekstil; dan harusbersifat selektif dalam arti bahwa zat antibakteritersebut hanya akan membunuh mikroba yang tidakmenguntungkan (patogen), dan di sisi lain tetapmampu memelihara pertumbuhan bakteri non-patogen yang bermanfaat bagi pemeliharaan kulit.Berbagai bakteri non-patogen (bakteri genera)diketahui tumbuh pada kulit manusia menghasilkanantibiotik yang berguna untuk mengatasipertumbuhan bakteri patogen.3

Zat antibakteri yang dapat digunakan padatekstil antara lain senyawa fenol, organo logam,turunan formaldehid dan senyawa amina. Beberapalogam berat dalam bentuk bebas dan bentuksenyawanya pada konsentrasi rendah bersifat toksikterhadap bakteri. Logam-logam yang menarikperhatian untuk digunakan dalam tekstil adalahtembaga (Cu), seng (Zn), kobal (Co) dan perak(Ag). Senyawa amina yang dapat digunakansebagai zat antibakteri pada tekstil adalah senyawaamonium kuaterner terutama yang mengandungrantai atom karbon 12-18. Aktivitas antibakterisenyawa amonium kuartener ditentukan olehmuatan positif pada atom N-nya. Atom N yangbermuatan positif tersebut akan berdampak padaterjadinya kerusakan dinding sel, denaturasiprotein bakteri. Contoh senyawa amoniumkuartener yang mempunyai aktivitas antibakteriadalah 3-trimethoxisililpropildimetiloktadesilamonium klorida dan Triklosan ( 2,4,4’-trikloro-2’-hidroksidifenil eter) juga dapat digunakan sebagaizat antibakteri pada tekstil dikarenakan mempunyaiaktivitas dengan spektrum yang luas. Namundemikian di beberapa negara Eropa saat inipenggunaannya telah dilarang dikarenakan triklosandiketahui apabila terkena sinar matahari dapatterurai menghasilkan senyawa dioksin yang bersifattoksik yakni 2,8-diklorodibenzo-p-dioksin.2,3

Pada saat ini, senyawa lainnya yang menjadiperhatian untuk dijadikan sebagai zat antibakteriadalah kitosan [β(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glikopiranosa]. Kitosan merupakan turunan darikitin[β(1,4)-2-asetomido-2-deoksi-D-glikopiranosa]terdeasetilasi. Struktur kitin dan kitosan disajikanpada Gambar 1. Kitosan merupakan polimer alamyang dapat diperoleh dari kulit crustacea sepertiudang, kepiting dan lobster. Kitosan diketahui dapat

menghambat pertumbuhan bakteri.4,5 Mekanismeaktivitas antibakteri dari kitosan adalah atom N(gugus amina) yang bermuatan positif yangterkandung dalam kitosan akan berikatan denganresidu muatan negatif yang terdapat dalampermukaan bakteri sehingga menyebabkanterjadinya perubahan permukaan dan permeabilitassel dan akhirnya sel bakteri menjadi rusak.6,7,8

Kitin

Kitosan

Gambar 1. Struktur kitin dan kitosan6

Teknik mengaplikasikan zat antibakteri kedalam tekstil dapat dilakukan dengan berbagai carabergantung pada sifat zat antibakteri dan jenis serattekstilnya. Untuk aplikasi pada serat sintetik, zatantibakteri dapat ditambahkan ke dalam bahanpolimer sebelum proses pembuatan serat. Cara inimerupakan yang terbaik karena zat antibakteriterikat secara fisik di dalam serat sehingga memilikiketahanan yang cukup kuat.9 Cara lain adalahdengan pelapisan, yaitu cara pad-dry-cure yangjuga pernah dilakukan dalam mengaplikasikan zatantibakteri seperti triklosan baik pada kain dariserat alam maupun serat sintetik. Cara berikutnyaadalah dengan melakukan modifikasi permukaanmelalui pembentukan jaringan interpenetrasi. Liu’sdkk berhasil melakukan immobilisasi poliamidayaitu poliakrilamida (PAM) dan polimetaakrilamida(PMAM) ke dalam polietilenatereftalat (PET)melalui pembentukan jaringan interpenetrasi.Monomer akrilamida (AM) dan cross-linker N,N-metilena-bisakrilamida (MBA) yang terdifusi danfotoinisiator benzofenon kemudian dikopolimeri-sasi dengan irradiasi ultraviolet, terjadi interkoneksikedua rantai polimer membentuk struktur hibridabaru. PAM terimobilisasi ini dapat terkonversimenjadi asilik N-halamina yang telah terbuktisebagai biosida yang efektif.10 Metoda kimiamerupakan cara yang banyak dikembangkan pula,yaitu dengan melakukan grafting polymerization,pembentukan ikatan kovalen dan ion-exchange/chelation.9 Metoda kimia dengan carapembentukan ikatan kovalen hanya terbatas dapatdilakukan pada serat alam dan serat regenerasiseperti katun, wool dan viscose. Karena

Fiksasi Kitosan pada Kain Katun sebagai Antibakteri (Wiwin winiati, dkk)

27

beragamnya kondisi reaksi grafting, maka hanyareagen yang reaktif tinggi seperti aldehida, gugusalkil terhalogenasi, epoxida, asilklorida yang dapatdigunakan untuk modifikasi kovalen.9,11

Tujuan penelitian ini adalah mendapatkanmetode aplikasi kitosan pada kain katun untukmemperoleh kain katun bersifat antibakteri yangdilakukan dilaboratorium, selanjutnya metoda yangditemukan di uji-coba dengan skala pilot di industritekstil. Cara yang dilakukan pada penelitian iniadalah modifikasi kovalen pada serat kapas yangmerupakan serat selulosa dengan pembentukangugus aldehida yang dilakukan denganmenggunakan oksidator Natrium/Kalium periodat.Selanjutnya gugus aldehida yang terbentuk akanberikatan dengan gugus amina pada kitosan yangakan menghasilkan fiksasi kitosan pada serat kapas.Reaksi yang terjadi pada cara ini disajikan padaGambar 2. berikut.

Gambar 2. Reaksi fiksasi kitosan pada selulosa12,13

METODE

BahanKain katun dan bahan kimia grade teknis

diperoleh dari pasaran, kitosan teknis diperoleh dariPT. Biotech Surindo Cirebon. Bahan kimia gradep.a diperoleh dari Merck. Data kitosan yangdigunakan diperoleh dari sertifikat produk yangdikeluarkan oleh produsen dan dari hasilpengukuran. Kitosan berwarna putih ke kuningan(off white), ukuran partikel 20-30 #, kadar air<10%, kadar abu <1,5%, pH 7-8, DerajatDeasetilasi (DD) sekitar 90%, dan Berat Molekul171.790 Da dari hasil pengukuran menggunakanPersamaan (1)

PeralatanPeralatan yang digunakan di laboratorium

meliputi mesin exhaus, oven microwave. Mesinyang digunakan di industri meliputi Jet-dyeing,pengering Calander dan Stenter. Alat Brookfieldviscometer digunakan untuk mengukur viskositaslarutan kitosan, alat FTIR merek ShimadzuPrestige digunakan untuk analisa gugus fungsikitosan dan kain katun, alat Textechno Statimat ME

Test digunakan untuk mengukur sifat tarik kainkatun, alat Scanning Electron Microscope (SEM)merek JEOL JSM-6510/LV/A/LA digunakan untukmengamati morfologi kain katun yang belum dantelah difiksasi kitosan.

PengujianUji ketahanan bakteri dilakukan dengan

menggunakan standar AATCC 147-2004,14,15 danuji ketuaan warna dilakukan dengan cara CIE Lab:D65-10

CaraAplikasi kitosan pada kain katun dilakukan

melalui cara kimia yaitu diawali proses oksidasikain katun menggunakan periodat hinggamempunyai gugus aldehida, dilanjutkan reaksigugus aldehida tersebut dengan gugus amina darikitosan, hingga terjadi fiksasi/penempelan kitosanpada kain katun. Proses dilakukan satu tahapdengan cara perendaman

Untuk mengetahui keberhasilan penelitiandilakukan pengujian baik terhadap bahan yangdigunakan maupun terhadap hasil kain katun yangdiperoleh. Terhadap kitosan yang digunakandilakukan pengujian berat molekul (BM). Beratmolekul kitosan diukur melalui pengukuranviskositas larutan kitosan, dan BM dihitung denganmenggunakan persamaan Mark Houwink(Persamaan 1) sebagai berikut:10,16

[ η = K.ma ], untuk K = 1,64 x 10-30 x DD14 (1)a = - 1,02 x 10-2 DD + 1,82DD = derajat deasetilasi dalam persenm = berat molekul , Da

Keberhasilan fiksasi kitosan pada kain katundievaluasi dengan melakukan pengujian dengan alatFTIR untuk mengetahui terjadinya ikatan kimiaantara katun dan kitosan, pengujian dengan alatScanning Electron Microsope (SEM) untukmengetahui morfologi serat katun serta pengujianketahanan bakteri terhadap kain yangdihasilkan.10,14,17

Persyaratan zat antibakteri yang digunakanpada tekstil adalah zat antibakteri tidak menurunkanparameter kualitas tekstilnya, zat antibakteri haruscocok (compatible) dengan zat-zat kimia tekstilyang digunakan pada proses tekstil dan zatantibakteri harus memiliki ketahanan terhadapproses pencucian, dan pemanasan (setrika). Untukmengetahui pemenuhan terhadap persyaratantersebut dilakukan uji mekanik (kuat tarik) untukmembuktikan tidak terjadi penurunan parameterkualitas tekstilnya, dilakukan pencelupan terhadapkain yang difiksasi kitosan untuk membuktikankitosan cocok (compatible) dengan zat-zat kimiatekstil yang digunakan pada proses tekstil dalam halini proses pencelupan, dan uji pencucian berulangterhadap kain yang telah difiksasi kitosan dan telah

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

28

dicelup untuk membuktikan bahwa kitosanmemiliki ketahanan terhadap proses pencucian, danpemanasan (setrika)

Salah satu syarat zat antibakteri yangdigunakan pada bahan tekstil adalah zat antibakteriharus cocok (compatible) dengan zat-zat kimiatekstil yang digunakan pada proses tekstil. Untukmengetahui kecocokan kitosan dengan zat-zat kimiatekstil dilakukan pencelupan kain katun yangdifiksasi kitosan dengan zat warna reaktif.

Pencelupan dilakukan pada skala pilot di industridengan kondisi proses pencelupan yang dilakukanadalah sebagai berikut:

Zat warna Novacron Lemon S-3G 0,013%dan Drimaren Turquise 0,041% . Zat pembantuKostik soda 30 g/l, Soda ash 13 g/l , Chelating0,5 g/l , Anti crease 0,5 g/l. Temperatur celup80oC, Waktu pencelupan 45 menit. Mesin celup Jetdyeing, Pengeringan Stenter dan Callander. Alurpenelitian dilakukan menurut diagram berikut:

Gambar 3. Alur penelitian

Pelarutan kitosan

Uji viskositas, dan BM kitosan

Fiksasi kitosan pada kain katun cara perendaman diLab: oksidator , kitosan 1,0-2,0%, suhu80-900C, vlot 1:40 , waktu 80-90 menit

Cuci dan keringkan

Uji FTIR, antibakteri dengan metodestandar AATCC 147-2004, kekuatan, SEM

Pencelupan, skala Lab

Fiksasi kitosan pada kain katun cara ekshausdi industri (skala industri), kitosan 1%,suhu 80oC, volt 1:40 waktu 90 menit

Uji ketahanan antibakteri

Pencelupan, skala industri

Uji FTIR, antibakteri dengan metode standar AATCC 147-2004, kekuatan, SEM, pencucian berulang, ketuaan warna

berulang ketuaan warna

Kitosan

Kain katunOksidator

Kain katunOksidatorLarutan kitosan

Kain katun putihantibakteri

Kain katun berwarnaantibakteri

Fiksasi Kitosan pada Kain Katun sebagai Antibakteri (Wiwin winiati, dkk)

29

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

30

40

50

60

70

80

90

100

%T

3439

.08

3415

.93

3381

.21

3342

.64

2883

.58

1641

.42

1598

.99

1425

.40

1381

.03

1323

.17

1253

.73

1151

.50

1099

.43

1033

.85

999.

13

896.

90

667.

3762

1.08

590.

2252

4.64

439.

77

7

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%T

3414

.00

3379

.29

3356

.14

2900

.94

1633

.71

1427

.32

1371

.39

1336

.67

1317

.38

1282

.66

1236

.37

1161

.15

1112

.93

1058

.92

1031

.92

896.

90

707.

8866

7.37 61

5.29 56

1.29

522.

7145

7.13

1b

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil uji FTIRPengujian FTIR dilakukan untuk mengetahui

terjadinya ikatan kimia antara selulosa/katundengan kitosan. Pengujian FTIR dilakukanterhadap kitosan, kain katun, kain katun yangdifiksasi kitosan dan kain katun yang difiksasikitosan dilanjutkan dengan pewarnaan (dicelup).

Data hasil uji FTIR disajikan pada Gambar 4sampai Gambar 9.Gambar 5 dan 6 yaitu FTIR kain katun dan FTIRkain katun yang telah di bleaching menunjukkanpuncak-puncak pada posisi bilangan gelombangyang sama, hanya pada kain katun yang telahdibleaching berada pada %T yang lebih rendah, halini menunjukkan bahwa tidak ada perubahanstruktur pada kain katun karena proses bleaching

Gambar 4. FTIR kitosan

Gambar 5. FTIR kain katun

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

30

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

0

15

30

45

60

75

90

%T

3412

.08

3377

.36

3352

.28

2900

.94

1637

.56

1429

.25

1371

.39

1317

.38

1282

.66

1238

.30

1163

.08

1114

.86

1058

.92

1029

.99

896.

90

705.

9566

7.37

613.

36 559.

3652

2.71

455.

20

2

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

0

15

30

45

60

75

90

%T

3414

.00

3377

.36

3352

.28

2900

.94

1637

.56

1429

.25

1371

.39

1319

.31

1282

.66

1238

.30

1163

.08

1114

.86

1056

.99

1029

.99

896.

90

705.

9566

7.37

615.

29 561.

2952

2.71

439.

77

3

Gambar 6. FTIR kain katun bleaching

Gambar 7. FTIR Kain katun fiksasi kitosan

hanya untuk menghilangkan pengotor sehinggadiperoleh %T yang lebih rendah atau absorbansiyang lebih tinggi dari kandungannya yang lebihtinggi. Puncak puncak pada bilangan gelombang3300-3500 cm-1 menunjukkan stretching vibrasiOH- demikian pula pada bilangan gelombang 1637cm-1 menunjukkan bending vibrasi OH- danpuncak pada 2910 cm-1 menunjukkan vibrasiasimetris dari -CH2.18

Gambar 7 yaitu FTIR kain katun fiksasi kitosanmenunjukkan puncak-puncak, yaitu pada bilangangelombang 3300-3500 cm-1 menunjukkan gugusOH- dan NH2 , serta 1325 cm-1 juga untuk amina ;1730 cm-1 lemah dari stretching vibrasi C=O darigugus aldehid; dan 1641 cm-1 untuk gugus C=Nyang terbentuk antara aldehid dan kitosan yangmenunjukkan terjadinya fiksasi kitosan pada kainkatun tersebut.12,13,18 Oksidasi kain selulosa/katun

Fiksasi Kitosan pada Kain Katun sebagai Antibakteri (Wiwin winiati, dkk)

31

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

0

15

30

45

60

75

90

%T

3441

.01

3415

.93

3406

.29

3379

.29

2900

.94

1639

.49

1429

.25

1369

.46

1317

.38

1280

.73

1236

.37

1201

.65

1163

.08

1112

.93

1058

.92

1029

.99

896.

90

707.

8866

7.37

613.

3656

1.29

518.

8545

7.13

5

150015251550157516001625165016751700172517501/cm

%T

1633

.71

1641

.42

Multipoint BaselinecorrectionMultipoint Baselinecorrection

ti

menggunakan periodat memberikan oksidasi yangselektif pada gugus hidroksil C2 dan C3menghasilkan unit 2,3 dialdehida sepanjang rantaipolimer. Reaksi ini ditunjukkan pada Gambar 2.Gambar 8 yaitu FTIR kain katun fiksasi kitosanyang telah dicelup (diberi warna) menunjukkanpuncak-puncak yang sama dengan puncak-puncakpada Gambar 7, menunjukkan terjadinya fiksasikitosan pada kain katun tersebut.

Gambar 9 menunjukkan overlay dari kain katunfiksasi kitosan (kurva bawah) dengan kain katuntanpa kitosan (kurva atas), yang lebih jelasmenunjukkan terjadi perbedaan pada 1730 cm-1

terjadi puncak lemah dari stretching vibrasi C=Odari gugus aldehida; dan 1641 cm-1 untuk gugusC=N yang terbentuk antara aldehida dan kitosanyang menunjukkan terjadinya fiksasi kitosan padakain katun tersebut.12,13,18

Gambar 8. FTIR Kain katun kitosan berwarna

Keterangan: Kurva atas kain katun, kurva bawah kain katun fiksasi kitosan berwarna

Gambar 9. Overlay FTIR Kain katun dan Kain katun fiksasi kitosan berwarna

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

32

a. Kain katun b. Kain katun fiksasi kitosan c. Kain katun fiksasi kitosanberwarna

Gambar 10. Analisa SEM fiksasi kitosan pada kain katun

Analisa scanning electron microscope (SEM)Analisa SEM dilakukan untuk melihat

apakah ada perbedaan antara struktur permukaankain katun yang telah mendapat fiksasi kitosan danyang telah mendapat fiksasi kitosan dilanjutkandengan proses pewarnaan dibandingkan terhadapstruktur permukaan kain katun awal . Hasil citraSEM yang ditunjukkan pada Gambar 10,memperlihatkan bahwa tidak terjadi perbedaanstruktur permukaan yang signifikan antara kainkatun yang difiksasi kitosan serta kain katun yangdifiksasi kitosan berwarna terhadap kain katunsemula, yang juga menunjukan tidak terjadikerusakan pada permukaan serat.

Hasil uji kuat tarikPengujian kekuatan tarik dilakukan untuk

mengetahui pengaruh fiksasi kitosan pada kainkatun terhadap kualitas kain katun tersebut, karenamerupakan suatu persyaratan bahwa zat antibakteriyang dibubuhkan tidak mengakibatkan penurunanparameter kualitas tekstilnya seperti kekuatan,pegangan dan kenampakannya. Hasil pengujiankekuatan tarik disajikan pada Gambar 11 dan 12.

Data pada Gambar 11 diperoleh dari hasilpercobaan di laboratorium (skala lab.) menunjuk-kan bahwa kekuatan tarik kain katun arah lusisetelah fiksasi kitosan malah cenderung naiksedangkan kekuatan tarik arah pakan cenderungkonstan walaupun pada fiksasi dengan temperatur80oC ada sedikit penurunan. Data pada Gambar 12diperoleh dari percobaan di industri (skala pilot diindustri), memperlihatkan bahwa kekuatan tarikarah lusi kain katun setelah fiksasi kitosancenderung konstan dan setelah dilanjutkan denganproses penceluan dengan zat warna reaktif adasedikit penurunan sedangkan kekuatan tarik arahpakan setelah proses fiksasi kitosan sedikitmenurun dan naik kembali setelah pencelupan.Dari kedua gambar tersebut diperoleh bahwapembubuhan kitosan pada kain katun sebagai zatantibakteri tidak mengakibatkan penurunansignifikan pada kekuatan tarik yang merupakansuatu parameter kualitas tekstil.

Gambar 11. Kuat tarik kain katun, dan kain katundengan fiksasi kitosan pada 70oC, 80oCdan 90oC

Gambar 12. Kuat tarik kain katun bleaching (B),bleaching kitosan (BK) dan bleachingkitosan warna (BKW)

Hasil uji ketahanan bakteri

Hasil uji ketahanan bakteri yang dilakukanterhadap kain katun yang difiksasi kitosan, kainkatun difiksasi kitosan yang dicelup serta kainkatun difiksasi kitosan yang mengalami prosespencucian berulang, untuk mengetahui bahwakitosan pada kain katun memiliki ketahananterhadap proses pencucian, dan pemanasan(setrika), disajikan pada Tabel 1 s/d 3.

0

5

10

15

20

25

Katun 70 80 90

Kuat

tarik

, Kg

LusiPakan

0

5

10

15

20

25

30

B BK BKW

Kuat

tarik

, Kg

LusiPakan

Fiksasi Kitosan pada Kain Katun sebagai Antibakteri (Wiwin winiati, dkk)

33

Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa padapercobaan dengan konsentrasi larutan kitosan 2%pada suhu 80oC dan 90oC diperoleh kain katunyang mempunyai ketahanan bakteri Escherichiacoli dan bakteri Staphylococcus aureus hampir100%, dengan pada suhu 80oC sedikit lebih tinggi.Selanjutnya dilakukan percobaan pada suhu 80oCdengan konsentrasi larutan kitosan 1% ternyata kainkatun yang diperoleh juga mempunyai ketahananbakteri 100%, sehingga percobaan selanjutnyadilakukan pada kondisi suhu 80oC dengankonsentrasi larutan kitosan 1% saja sudah cukup.Data pada Tabel 2 menunjukkan bahwa kain katunyang telah difiksasi kitosan dan diberi warna(dicelup) masih tetap mempunyai ketahanan bakteriEscherichia coli dan bakteri Staphylococcus aureushampir 100%. Dalam hal ini kitosan sebagai bahanantibakteri cocok (compatible) dengan zat warnatekstil dengan tidak kehilangan sifat antibakterinya.

Data pada Tabel 3 menunjukkan bahwa kain katunyang telah difiksasi kitosan setelah dilakukan ujipencucian 3X yang setara dengan 15X pencucianrumah tangga ketahanan bakterinya masih tetapbaik walaupun ada sedikit penurunan yang tidakterlalu signifikan. Hal ini disebabkan kitosanberikatan secara kimia dengan katun (selulosa padakain katun) sehingga menghasilkan ikatan yangkuat. dengan makin kecil nilai YI menunjukkanwarna yang makin tua. Hasil pengukuran tersebutdisajikan pada Tabel 4.

Hasil Uji Ketuaan WarnaUntuk mengetahui ketuaan warna kain yang

dicelup dilakukan pengukuran nilai tristimulus (X,Y, Z) pada illuminant C, dan perhitungan YellowIndex (YI) dengan menggunakan persamaan dariASTM E 313, yaitu :YI = 100 x [ 1 – , ] (2)

Tabel 1. Ketahanan bakteri kain katun fiksasi pada suhu 80oC dan 90oC

KonsentrasiKitosan, %

Suhu(°C)

Bakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureusInkubasi

0 jamInkubasi48 jam % R Inkubasi

0 jamInkubasi48 jam % R

0 - 550,000,000 545,000,000 0.91 1,070,000,000 1,060,000,000 0.93

2 80 1,058,500,000 6,600 99.99 968,200,000 60,000 99.99

2 90 1,058,500,000 1,620,000 99.8 968,200,000 73,000 99.99

1 80 74.000.000 770.000 99,0 65.300.000 0 100

Keterangan: Kondisi proses fiksasi pada Vlot 1:40, waktu 90 menit

Tabel 2. Ketahanan bakteri kain katun fiksasi kitosan yang dicelup dan tidak dicelup

Kitosan,% CelupBakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureus

Inkubasi0 jam

Inkubasi48 jam % R Inkubasi

0 jamInkubasi48 jam % R

1,0 Tidak 74.000.000 710.000 99,0 65.300.000 0 100

1,0 Ya 74.000.000 770.000 99,0 65.300.000 0 100

Keterangan: Kondisi proses fiksasi Vlot 1:40, waktu 90 menit, suhu 80oC

Tabel 3. Ketahanan bakteri kain katun fiksasi kitosan setelah pencucian berulang

Pencucian dilaboratorium

Bakteri Escherichia coli Bakteri Staphylococcus aureusInkubasi

0 jamInkubasi48 jam

%R

Inkubasi0 jam

Inkubasi48 jam % R

1 X 72.510.000 942.630 98,7 116.910.000 1.052.190 99,1

2 X 72.510.000 1.015.140 98,6 116.910.000 1.402.920 98,8

3 X 72.510.000 1.160.160 98,4 116.910.000 1.753.650 98,5

Keterangan: Kondisi proses fiksasi Vlot 1:40, waktu 90 menit, suhu 80oC

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

34

Tabel 4. Nilai tristimulus dan yellow index kainkatun fiksasi kitosan

Sampel kainberwarna X Y Z YI

Kain katun tanpakitosan 62,165 72,906 76,452 11,180

Kain katun dengankitosan 58,590 69,177 73,211 10,360

Dari data pada Tabel 4. terlihat bahwa kain katundifiksasi larutan kitosan 1 % dapat dicelup, yangmembuktikan bahwa kitosan sabagai zat antibaktericocok (compatible) dengan zat-zat kimia tekstilyang digunakan pada proses pencelupan tekstil.Dari nilai tristimulus X, Y, Z dan nilai YI terlihatmakin besar fiksasi kitosan dan makin rendah beratmolekul kitosan (depolimerisasi) memberikannilai tristimulus X, Y, Z dan nilai YI yang makinkecil yang menunjukkan warna yang makin tua.

KESIMPULAN

Proses oksidasi selulosa pada kain katunhingga memiliki gugus aldehida yang akanberikatan dengan gugus amina pada kitosan telahmenghasilkan fiksasi kitosan pada kain katun,sehingga memberikan sifat antibakteri pada kainkatun. Penggunaan kitosan dengan BM 171.790sebagai zat antibakteri pada kain katun telahmenghasilkan kain katun antibakteri yang memilikiketahanan terhadap proses pencucian, danpemanasan (setrika), tidak menurunkan parameterkualitas tekstilnya seperti kekuatan dankenampakannya, serta cocok (compatible) denganzat-zat kimia tekstil yang digunakan pada prosestekstil yaitu proses pencelupan. Hasil percobaanpembuatan kain katun antibakteri di laboratorium,telah diaplikasikan di industri dan memberikanhasil yang baik

PUSTAKA

1 Gouveia, I.C. (2010). Nanotechnology: A NewStrategy to Develop Non-toxic AntimicrobialTextiles. In A. Mendez-Vilaz ((ED.), AppliedMicrobiologycal Microbial Biotechnology(408-414). Formatex

2 Chattopadhyay, D. And Inamdar, M.S. (2013).Improvement in Properties of Cotton Fabricthrough Synthesized Nano-ChitosanApplication, Indian Journal of Fibre & TextileResearch, 38: 14-21

3 Liu, S. and Sun, G. (2011). Bio-functional Textiles:In V.T. Bartels (Ed.), Handbook of MedicalTextiles (336-359). Cambridge: WoodheadPublishing Ltd.

4 Mohanasrinivasan, V., et. al . (2013). Study onHeavy Metal Removal Efficiency andAntibacterial Activity of Chitosan Prepared

from Shrimp Shell Waste, Springerlink.comopen access

5 Aranaz, I., et. al. (2009). Functional Characterizationof Chitin and Chitosan. Current ChemicalBiology, 3:203-230

6 Islam, M.M., et.al. (2011). Preparation of Chitosanfrom Shrimp Shell and Investigation of ItsProperties, IJBAS 7 IJENS, 11 (1) : 77-80

7 Fouda M.M.G., Abdel Halim E.S., Al-Deyab, S.(2013). Antibacterial Modification of CottonUsing Nanotechnology. CarbohydratePolymers, 92: 943-954.

8 Gao Y., Cranston R. (2008). Recent Advances inAntimicrobial Treatment of Textiles, TextileResearch Journal , 78 (1): 60-72.

9 Joshi, M., Ali, S. W., Purwar,R. (2009). EcofriendlyAntimicrobial Finishing of Textiles usingBioactive Agent Based on Natural Products.Indian Journal of Fiber & Textiles Research,34: 295-304.

10Liu, N., et.al. (2006). Effect of MW andConcentration of Chitosan on AntibacterialActivity of Escherichia coli, CarbohydratePolymers, 64 : 60-65

11Myllytie, P., Salmi, J., and Laine, J. (2009). TheInfluence of pH on Adsorption and Interactionof Chitosan with Cellulose, BioResources, 4(4): 1647-1662

12Prashanth, K.V.H. and Tharanathan, R.N. (2007).Chitin/chitosan: Modifications and TheirUnlimited Application Potential-An Overview,Trens in Food Science & Technology, 18: 117-131.

13Ramadan, M.A., Samy, S., Abdulhady, M., andHebeish, A.A. (2011). Eco-FriedlyPretreatment of Cellulosic Fabrics withChitosan and Its Influence on DyeingEfficiency. In. Emiye Akcakola Kumbasar(Ed.), Natural Dye (3-12), In Tech

14Rajendran, R., et.al. (2012). Synthesis andCharacterization of Neem ChitosanNanocomposites for Development ofAntimicrobial Cotton Textiles. Journal ofEngineering Fibers and Fabrics, 7 (1): 136-141

15AATCC Test Method 147-1998, AntibacterialActivity Assessment of Textile Materials,AATCC Technical Manual, 2004.

16Chen, J.L., Zhao, Y., (2012). Effect of MolecularWeight, Acid, Plasticizer on thePhysicochemical and Antibacterial Propertiesof β-Chitosan based Films. Journal of FoodScience, 77 (5): 127-136

17Shanmugasundaran, O.L. (2006). Chitosan CoatedCotton Yarn and It’s Effect on AntimicrobialActivity, Journal of Textile ApparelTechnology and management, 5 (3):1-6

18Abidi, N., Hequet, E. and Cabrales, L. (2011).Applications of Fourier Transform InfraredSpectroscopy to Study Cotton Fibers. In AGoran Nikolic (Ed.), Fourier Transforms - NewAnalytical Approaches and FTIR Strategies,

Fiksasi Kitosan pada Kain Katun sebagai Antibakteri (Wiwin winiati, dkk)

35

ISBN: 978-953-307-232-6, InTech, Availablefrom: http://www.intechopen.com/books/fourier-transforms-new-analytical-approaches-

and ftirstrategies/applications-of- fourier-transform-infrared-spectroscopy-to-study-cotton-fiber

Arena Tekstil Vol. 29 No. 1, Juni 2014: 25-36

36