Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama Al Ghazali Cilacap / UNUGHA Cilacap)
Selulosa bakteri (BC) telah lama dikenal sebagai salah satu bahan polimer terbarukan alami yang menawarkan berbagai keunggulan struktural dan fungsional. Dengan struktur nanonetwork berpori, tingkat polimerisasi dan kristalinitas yang tinggi, serta sifat mekanik dan biokompatibilitas yang luar biasa, BC menjadi bahan yang sangat menjanjikan untuk berbagai aplikasi. Namun, kelemahan utamanya adalah ketiadaan sifat antibakteri, yang membatasi penggunaannya, terutama dalam bidang pengemasan makanan dan material medis, di mana perlindungan terhadap kontaminasi mikroba menjadi sangat penting.
Dalam penelitian terbaru ini, inovasi menarik telah dilakukan dengan mengkombinasikan BC dengan montmorillonite (MMT) dan eksopolisakarida (EPS) yang diproduksi oleh Weissella confusa H2 untuk mengatasi keterbatasan tersebut. Kombinasi ini menghasilkan membran komposit baru yang tidak hanya mempertahankan keunggulan struktural BC, tetapi juga memberikan sifat antibakteri yang kuat, sehingga membuka peluang baru dalam aplikasi pengemasan pangan dan bahan medis.
Melalui analisis spektroskopi inframerah Fourier (FT-IR) dan difraksi sinar-X (XRD), telah dikonfirmasi bahwa membran komposit BC-EPS, BC-MMT, dan BC-EPS-MMT tetap mempertahankan struktur selulosa tipe I yang khas. Ini penting karena struktur selulosa tipe I dikenal dengan kestabilannya, yang berdampak langsung pada performa material. Lebih jauh, hasil mikroskop elektron pemindaian (SEM) menunjukkan bahwa membran komposit ini memiliki porositas yang lebih rendah dan struktur yang lebih kompak dibandingkan dengan membran BC murni. Struktur yang lebih padat ini dapat memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap penetrasi mikroba dan meningkatkan efektivitas pengemasan.
Sifat fisik membran komposit juga menunjukkan keunggulan lain yang signifikan. Membran BC-EPS, BC-MMT, dan BC-EPS-MMT memiliki transmitansi uap air yang lebih rendah, yang merupakan sifat yang diinginkan dalam kemasan makanan untuk mengurangi laju perpindahan uap air dan memperpanjang umur simpan produk. Selain itu, rasio pembengkakan yang lebih rendah pada membran BC-MMT dan BC-EPS-MMT menunjukkan bahwa material ini lebih stabil dalam kondisi lembab, yang sangat penting dalam aplikasi pengemasan dan medis di mana lingkungan seringkali memiliki kelembapan tinggi.
Salah satu keunggulan yang paling menonjol dari membran komposit ini adalah stabilitas termal yang lebih tinggi. Dengan suhu degradasi termal yang mencapai hingga 352 °C pada membran BC-EPS, stabilitas ini memungkinkan penggunaan material pada berbagai kondisi suhu tinggi, yang sering ditemui dalam proses pengemasan atau sterilisasi material medis.
Lebih penting lagi, penambahan MMT dan EPS ke dalam BC secara signifikan meningkatkan sifat antibakteri membran. Baik membran BC-MMT maupun BC-EPS-MMT menunjukkan kemampuan penghambatan yang kuat terhadap berbagai bakteri patogen, termasuk Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella paratyphi A, dan Bacillus subtilis. Sifat antibakteri ini menjadikan membran komposit sebagai pilihan yang sangat menarik untuk digunakan dalam kemasan makanan yang membutuhkan perlindungan ekstra terhadap kontaminasi mikroba, serta dalam aplikasi medis di mana pencegahan infeksi merupakan prioritas utama.
Dengan berbagai sifat unggul yang dimiliki oleh membran komposit BC-EPS-MMT, jelas bahwa material ini menawarkan solusi inovatif untuk tantangan yang selama ini dihadapi dalam pengemasan pangan dan aplikasi material medis. Pengembangan ini tidak hanya meningkatkan fungsi protektif dari kemasan makanan, tetapi juga berpotensi mengurangi ketergantungan pada bahan kimia sintetik untuk sifat antibakteri, yang sering kali menimbulkan masalah keamanan pangan.
Selain itu, dalam aplikasi medis, membran komposit ini dapat digunakan sebagai bahan untuk perban, implan, atau material medis lainnya yang membutuhkan biokompatibilitas tinggi dan sifat antibakteri yang efektif. Dengan meningkatnya permintaan akan bahan-bahan yang lebih aman dan ramah lingkungan, membran komposit BC-EPS-MMT ini berpotensi untuk menjadi standar baru dalam industri pengemasan pangan dan medis.
Ke depan, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan formula dan proses produksi material ini, serta untuk mengevaluasi dampaknya terhadap berbagai jenis produk pangan dan aplikasi medis yang spesifik. Namun, temuan ini jelas menunjukkan bahwa penggabungan teknologi nanomaterial dengan bahan alami seperti BC dapat membuka jalan baru bagi inovasi material yang lebih aman, efektif, dan berkelanjutan dalam industri pangan dan medis.
