## JURNAL INTEGRASI PROSES

## Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip
Submitted : 1 March 2024 Revised : 5 May 2024 Accepted : 8 June 2024

## PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS POLIVINIL ALKOHOL (PVA)/KARBOKSIMETIL SELULOSA (CMC)/MINYAK ASIRI SERAI MENGGUNAKAN METODE CHEMICAL CROSSLINKED
Tuti Indah Sari * , Prahady Susmanto, Muhammad Hatta Dahlan, Natasya Islami Kamega, Amalia Pratiwi
Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Universitas Sriwijaya, South Sumatera, 30862, Indonesia
* Email: tutiindahsari@ft.unsri.ac.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk membuat hidrogel pembalut luka berbasis polivinil alkohol (PVA)/karboksimetil selulosa (CMC)/minyak asiri serai dengan asam sitrat sebagai agen pengikat silang (crosslink agent) . Penambahan minyak asiri serai dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap hidrogel. Penggunaan asam sitrat sebagai crosslink agent untuk meningkatkan sifat mekanik hidrogel yang dihasilkan. Formulasi hidrogel yang digunakan adalah  PVA  10%  (v/v) dan  CMC  6%  (v/v)  dengan  variasi  jumlah  minyak  asiri  serai  dan  asam  sitrat.  Hidrogel dikarakterisasi dengan fourier transform infrared (FTIR) dan scanning electron microscope (SEM) serta dianalisis dengan  uji  kuat  tarik,  daya  serap  air  ( swelling ),  dan  aktivitas  antibakteri. Pengujian  kemampuan  antibakteri dilakukan  pada  bakteri Staphylococcus  aureus. Hasil  penelitian  menunjukkan  peningkatan  jumlah  asam  sitrat mengakibatkan  nilai tensile  strength yang  semakin  tinggi  dan elongation  at  break yang  menurun . Peningkatan minyak  asiri  serai  menyebabkan  penurunan  nilai tensile  strength dan elongation  at  break .  Persentase swelling menurun dengan peningkatan jumlah minyak asiri serai dan asam sitrat. Hidrogel pembalut luka menunjukkan potensi yang baik ditandai dengan kemampuan antibakteri yang tinggi, yaitu dengan diameter zona bening rata- rata tertinggi sebesar 11,39 mm. Hasil tertinggi terdapat pada hidrogel dengan minyak asiri sebanyak 0,4 mL dan asam  sitrat  2  %  yang  menunjukkan  semakin  banyak  jumlah  minyak  asiri  serai  dan  asam  yang  ditambahkan, semakin baik sifat antibakteri pada hidrogel.
Kata Kunci : Chemical crosslink ; CMC; Hidrogel; Minyak asiri serai; PVA

## Abstract
This study aims to make polyvinyl alcohol (PVA)/carboxymethyl cellulose (CMC)/ citronella essential oil-based wound dressing hydrogel with citric acid as  a crosslinking agent. Citric acid was used as a crosslinking agent to improve mechanical properties, and lemongrass essential oil was added to determine its effect on the hydrogel. The hydrogel formulation was 10% (v/v) PVA and 6% (v/v) CMC with varying amounts of citronella essential oil and citric acid. Hydrogels were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) and Scanning Electron Microscope (SEM) and analyzed by tensile strength test, water absorption (swelling), and anti-bacterial activity. Analysis of anti-bacterial ability was carried out on Staphylococcus aureus bacteria. The results showed that increasing the amount of citric acid resulted in higher tensile strength values and decreased elongation at break. The increase in citronella essential oil caused a decrease in the value of tensile strength and elongation at break. The swelling percentage decreased with increasing citronella essential oil and citric acid. The wound dressing hydrogel showed good potential characterized by high antibacterial ability, with the highest average clear zone diameter of 11.39 mm. The highest result was found in the hydrogel with 0.4 mL of citronella essential oil and 2 % citric acid, indicating that the greater the amount of lemongrass essential oil and acid added, the better the antibacterial of the hydrogel.
Keywords : Chemical crosslink; Citronella essential oil; CMC; Hydrogel; PVA

## 1. PENDAHULUAN
Prevalensi  dari  luka  iris,  sobek  atau  tusuk  di Indonesia  mencapai  20,1%  (Kementerian  Kesehatan Republik Indonesia, 2018). Banyaknya kasus luka pada kulit  ini  mengakibatkan  teknologi  untuk  perawatan serta  penyembuhan  luka  terus  dikembangkan. Penyembuhan  luka  akan  memperbaiki  jaringan  kulit yang terjadi setelah luka. Secara umum, perawatan luka dilakukan  dengan  sederhana  menggunakan  pembalut luka untuk menghindari kontaminasi bakteri.
Teknologi  perkembangan  pembalut  luka  kini sudah  mulai  memanfaatkan  polimer  dalam  bentuk hidrogel  yang  dapat  meningkatkan  respon  terhadap jaringan  kulit.  Hidrogel  dianggap  ideal  sebagai pembalut  luka  karena  memiliki  permeabilitas  dan biokompatibilitas  yang  baik,  serta  mampu  untuk menyediakan lingkungan lembab untuk perbaikan luka (Su et al, 2021).
Karboksimetil selulosa (CMC) sebagai turunan dari selulosa,  secara  fisiologis  tidak  beracun  dan  bersifat kompatibel  dengan  membran,  tulang,  dan  kulit (Djumaev  &  Tashmukhamedova,  2020).  CMC  dalam pembalut luka memiliki sifat fleksibilitas yang baik dan mampu  menyerap  eksudat  luka.  CMC  dalam  bentuk 44hidrogel dapat membantu proses penyembuhan luka karena  dapat  menjaga  kelembaban  lingkungan  di sekitar  luka,  yang  membantu  ploriferasi  dan keratinosit  (Kanikireddy  et  al,  2020).  Penambahan CMC  berperan  pada  bentuk  gel  yang  dihasilkan  dan memengaruhi karakteristik hidrogel seperti fraksi gel, swelling , dan sifat mekanik (Haryanto & Aeni, 2017). CMC memiliki sifat hidrofilik yang memungkinkan untuk  bercampur  dengan  bahan  lain,  seperti  polimer sintetik,  polimer  alami,  dan  bahan  anorganik,  serta memungkinkan untuk pembuatan biomaterial inovatif untuk  pembalut  luka  (Prete  et  al,  2023).  CMC  dapat bercampur  dengan  polimer  lain,  seperti  polivinil alkohol  (PVA)  yang  biokompatibel,  kurang  beracun, dan  bersifat  hidrofilik.  CMC  memiliki  tingkat biodegrabilitas  dan  biokompabilitas  yang  lebih  tinggi pada  PVA,  namun  sifat  mekaniknya  kurang  baik.  PVA memiliki stabilitas kimiawi, durabilitas yang tinggi, dan derajat swelling yang tinggi jika dilarutkan ke dalam air atau biological fluids (Demappa & Shivakumara, 2019). Sifat  mekanik  pada  PVA  yang  lebih  baik  memberikan hubungan  sinergis  antara  dua  polimer  tersebut  dan mengembangkan  campuran  baru  dengan  sifat  lebih baik (Khorambadi et al, 2020).
Metode chemical  crosslinked atau  ikatan  silang merupakan  proses  modifikasi  dengan  penambahan ikatan  kimia  pada  suatu  jaringan.  Metode chemical crosslinked memiliki  prinsip  pergantian  gugus  OH - dengan gugus fungsi yang lain, seperti gugus eter atau gugus  fosfat  (Tian  et  al,  2022).  Proses  pembuatan hidrogel  dari  PVA-CMC  dapat  dimodifikasi  karena kedua  bahan  tersebut  memiliki  karakteristik kompatibilitas dari hasil ikatan hidrogen antara gugus hidroksil pada PVA dan gugus karboksimetil pada CMC (Khorambadi et al, 2020). Metode chemical crosslinked dalam prosesnya membutuhkan agen crosslinked yang akan  memfasilitasi  efek  pengikatan  silang  dan plastisisasi untuk meningkatkan sifat film.
Asam  sitrat banyak  digunakan  sebagai  agen crosslinked karena murah, tidak beracun, dan memiliki kemampuan  antimikroba  (Farid  et  al,  2022). Mekanisme  pengikatan  silang  oleh asam  sitrat terjadi melalui  reaksi  esterifikasi  dengan asam  sitrat membentuk anhidrida siklik diikuti dengan esterifikasi gugus  hidroksil  dari  polimer  yang  mengarah  pada pembentukan  ikatan  silang  (Ghorpade  et  al,  2019). Polimer  yang  diketahui  bisa  berikatan  dengan  asam sitrat diantaranya  adalah  kolagen,  selulosa,  kitosan, polivinil alkohol, pati, dan gelatin (Lee et al, 2020).
Luka yang terjadi di kulit menyebabkan integritas pertahanan  kulit  terganggu  dan  menjadi  tempat bakteri.  Mikroorganisme  dan  bakteri  tersebut  dapat menghambat proses penyembuhan luka. Citronella oil terdiri  dari  sitronelal  32-45%,  sitronelol  11-15%, geraniol 10-12%, geranil asetat 3-8%, sitronelal asetat 2-4%  (Murni  &  Rustin,  2020).  Kandungan  senyawa flavonoid  yang  terdapat  pada  serai  wangi  dapat berfungsi  sebagai  antibakteri  dengan  membentuk senyawa  kompleks  dengan  protein  ekstraseluler (Supria et al, 2022).
Banyak  peneliti  yang  mengembangkan  hidrogel PVA/CMC,  namun  belum  ada  yang  membahas  terkait penambahan  minyak  asiri  serai  sebagai  bahan antibakteri  di  pembalut  luka.  Penelitian  ini  dilakukan dengan  tujuan  untuk  membuat  hidrogel  PVA/CMC melalui  metode chemical  crosslinked menggunakan asam  sitrat  disertai  penambahan  minyak  asiri  serai untuk  pembalut  luka.  Pembuatan  film  hidrogel memperhatikan  konsentrasi  asam  sitrat sebagai  agen pengikat silang dan minyak asiri serai yang digunakan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap sifat fisik dan mekanik, serta sifat antibakteri hidrogel.

## 2. METODOLOGi PENELITIAN

## 2.1 Bahan
Polimer  alami  yaitu  karboksimetil  selulosa  (Na- CMC 0,5%), polivinil alkohol (99,6% mol hydroliyzed ), dan  asam  sitrat monohidrat dari  Sigma  Aldrich,  USA. Minyak asiri serai dari APHP SMK PP Negeri Sembawa, dan akuadest dari toko kimia lokal.
2.2 Preparasi Bahan dan Pembuatan Hidrogel
Pembuatan  hidrogel  diawali  dengan  preparasi larutan  PVA  10%  dan  larutan  CMC  6%.  Larutan  PVA (10%v/v)  dibuat  dengan  melarutkan  PVA  dalam akuades disertai pengadukan konstan pada temperatur 80°C.  Preparasi  larutan  CMC  (6%  v/v)  dilakukan dengan  melarutkan  6  g  bubuk  CMC  dalam  100  mL akuades disertai pengadukan konstan selama dua jam pada  suhu  ruang.  Larutan  PVA  dan  CMC dikombinasikan  dengan  asam  sitrat dengan  variasi konsentrasi dan ketika telah bercampur ditambahkan minyak asiri serai dengan variasi jumlah. Pencampuran dilakukan  dengan  kecepatan  pengadukan  1000  rpm. Campuran  hidrogel  kemudian  dituang  dalam  cawan petri  dan  dikeringkan  menggunakan  oven  pada temperatur 40-50°C selama 7 jam (Altaf et al., 2020).

## Tabel 1 . Kode sampel
2.3 Fourier Transform Infrared (FTIR) Analisis  FTIR  digunakan  untuk  mengidentifikasi senyawa,  gugus  fungsi,  dan  menganalisis  campuran sampel  yang  dilakukan  dengan  menyerap  spektrum inframerah pada  sampel.  Analisis  FTIR  dilakukan  di Laboratorium Fisika dan Kimia Pusat Penelitian Karet Bogor.
2.4 Tensile Strength dan Elongation at Break Pengukuran tensile  strength dan elongation  at break dilakukan untuk mengetahui besarnya gaya yang dicapai  untuk  memperoleh  tarikan  maksimum  pada setiap  satuan  luas  area  film untuk  merenggang  atau memanjang.  Analisis  ini  dilakukan  di  Laboratorium Teknik  Kimia  Politeknik  Negeri  Sriwijaya  (POLSRI) Sumatera Selatan dengan Metode Uji JIS K762-2 DIN EN ISO 527-2.

## 2.5 Swelling
Hidrogel yang telah kering direndam dalam larutan penyangga fosfat (pH 7,4) pada suhu ruang selama satu hari.  Larutan  berlebih  pada  permukaan  sampel dihilangkan menggunakan tisu dan ditimbang. Swelling dapat  dihitung  dengan  metode  perhitungan  oleh Rahayuningdyah et al. (2020), yaitu sebagai berikut: Swelling (%) = (Ws – Wd)/Wd x 100                             (1) Dengan  Wd  adalah  berat  awal  hidrogel  (g)  dan  Ws adalah berat hidrogel setelah direndam (g)

## 2.6 Aktivitas Antibakteri
Analisis  aktivitas  antibakteri  dilakukan  untuk menguji  kemampuan  hidrogel  dalam  mengatasi bakteri.  Metode  yang  digunakan  ialah  metode  difusi cakram  dengan  menebarkan  10µL  inokulum Staphylococcus  aureus (108  CFU/mL)  pada  media mueller hinton agar (MHA). Sampel hidrogel dioleskan pada paper  disc steril  yang  akan  diletakkan  di  atas media  MHA.  Cawan  petri  diinkubasi  pada  suhu  37°C selama  24  jam  dan  kemudian  dilakukan  perhitungan diameter  zona  bening  yang  terbentuk.  Pengujian aktivitas  antibakteri  dilakukan  dengan  merujuk  pada penelitian yang dilakukan oleh Magvirah et al. (2019).
2.7 Scanning Electron Microscope (SEM) Pengujian  SEM  dilakukan  untuk  mengamati morfologi  permukaan  objek  solid  secara  langsung dengan  perbesaran.  Pengamatan  morfologi  hidrogel dilakukan  untuk  mengamati  tingkat  kehalusan,  pori, dan crack pada  permukaan  hidrogel.  Analisis  SEM dilakukan di Puslabfor Sentul Bogor.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Karakterisasi Fourier  Transform  Infrared (FTIR)
Analisis gugus fungsi yang terdapat dalam hidrogel menggunakan  alat Fourier  Transform  Infrared (FTIR) sehingga  diperoleh  hasil  berupa peak atau  puncak- puncak  frekuensi  adsorpsi  pada  rentang  frekuensi tertentu sebagai karakteristik suatu senyawa. Senyawa PVA  memiliki  gugus  hidroksil  (-OH)  menghasilkan
Asam sitrat (%) Jumlah minyak asiri serai (mL) Kode Sampel (A: %Swelling , B: Zona Bening (mm), C: Tensile Strength , D: % Elongation , E: FTIR, F: SEM) 0 0,0 A1/B1/C1/D1/E1/F1 0,1 A2/B2/C2/D2/E2/F2 0,2 A3/B3/C3/D3/E3/F3 0,3 A4/B4/C4/D4/E4/F4 0,4 A5/B5/C5/D5/E5/F5 1 0,0 A6/B6/C6/D6/E6/F6 0,1 A7/B7/C7/D7/E7/F7 0,2 A8/B8/C8/D8/E8/F8 0,3 A9/B9/C9/D9/E9/F9 0,4 A10/B10/C10/D10/E10/F10 2 0,0 A11/B11/C11/D11/E11/F11 0,1 A12/B12/C12/D12/E12/F12 0,2 A13/B13/C13/D13/E13/F13 0,3 A14/B14/C14/D14/E14/F14 0,4 A15/B15/C15/D15/E15/F15
ikatan  hidrogen  antar  dan  intramolekul.  Menurut penelitian Ghaffar & Ali (2021), karakteristik senyawa CMC  muncul  pada  3291  cm -1 dan  1592  cm -1 berupa gugus  hidroksil  dan  karbonil.  Kisaran  panjang gelombang 3500-3000
cm -1 menunjukkan karakteristik  vibrasi  gugus  hidroksil  (-OH) yang  pada film  hidrogel  dengan  konsentrasi  asam  sitrat dan minyak asiri serai yang berbeda.
Gambar  1  menunjukkan  karakterisasi  FTIR film hidrogel dengan PVA 10% dan CMC 6%. Pada  3257,2 cm -1 terbentuk overlapping antara  gugus  hidroksil  (- OH) dari senyawa PVA dan CMC. Ikatan antara PVA dan CMC  terlihat  pada  2940,44  cm -1 yang  menunjukkan stretching  vibration C-H  alifatik  dan bending alkana normal. Spektrum menunjukkan puncak pada 1646,36 cm − 1 menandakan  gugus  ester  serta  peregangan karbonil  asam  karboksilat.  Gugus  karbonil  dari senyawa PVA dan CMC muncul pada 1592,83 cm -1 . Ini menunjukkan  adanya  ikatan  silang  ester  dalam  film hidrogel. Pembentukan ikatan eter dapat dilihat pada peak 1041,38 cm -1 .
Hidrogel  dengan  penambahan  asam  sitrat (AS) sebagai  agen crosslinked dengan  konsentrasi  yang berbeda  tidak  menunjukkan  perbedaan  yang signifikan. Hidrogel tanpa penambahan AS menunjukkan  gugus  hidroksil  pada  3267,06  cm -1 . Penambahan AS 1 g pada hidrogel menunjukkan gugus hidroksil 3280,4 cm -1 , sedangkan penambahan AS 2 g menunjukkan  gugus  hidroksil  3286,78  cm -1 . Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ghorpade et  al  (2019),  terbentuknya  ikatan  silang  dalam  film hidrogel  PVA/CMC  dapat  ditandai  dengan  adanya puncak  pada  1690 – 1760  cm -1 .  Hal  tersebut menandakan  terdapat  ikatan  silang  ester  (C=O)  yang terbentuk dalam komposit film hidrogel.
Gambar 3 menunjukkan hasil analisis spektra FTIR dengan  komposisi  minyak  asiri  serai  0  dan  0,4  mL. Broad peak terlihat pada kisaran 3000-3500 cm -1 yang disebabkan oleh adanya gugus -OH yang meluas karena adanya gugus karboksil dari gugus asetat. Puncak pada 1600-1800 cm -1 menunjukkan adanya ikatan rangkap C=O  dan  C-C  yang  berasal  dari  karakteristik  minyak.
Gambar 2. Karakterisasi FTIR film hidrogel PVA/CMC/minyak asiri serai 0,4 mL dengan variasi asam sitrat (AS)
Pada  2937,29  cm -1 terdapat stretching dan bending ikatan C-H yang bergeser ke 1413,36 cm -1 dan 1416,51 cm -1 . Menurut Altaf et al (2020), semakin baik puncak membran hidrogel maka semakin tinggi kecenderungan  hidrogel  dalam  menyerap  luka. Perbedaan  yang  terbentuk  pada  setiap  puncak akibat penambahan minyak pada hidrogel dapat disebabkan oleh perbedaan transmitansi pada berbagai konsentrasi.
3.2 Pengaruh  Penambahan  Konsentrasi  Minyak Asiri  Serai  dan  Asam  Sitrat terhadap  Sifat Mekanik Hidrogel
Sifat  mekanik  hidrogel  sebagai  polimer  yang digunakan  untuk  membalut  luka  harus  memiliki biokompabilitas  yang  tinggi  karena  hidrogel diharuskan  memenuhi  standar  dengan  tegangan permukaan  yang  rendah  terhadap  cairan  biologi  dan jaringan  (Kartika  et  al,  2015).  Pengaruh  penambahan minyak asiri serai dan asam sitrat terhadap nilai tensile strength ditunjukkan  pada  Gambar  4.  Berdasarkan hasil  analisis,  peningkatan  konsentrasi  asam  sitrat dalam  komposit  film  hidrogel  menyebabkan peningkatan tensile  strength pada  hidrogel  yang dihasilkan. Asam sitrat memiliki gugus karboksil yang akan  berikatan  dengan  gugus  hidroksil  membentuk gugus  ester.  Ikatan  yang  terbentuk  antara  gugus karboksil  dan  gugus  hidroksil  menyebabkan terbentuknya rekristalisasi pada polimer CMC sehingga kuat  tarik  film  yang  terbentuk  akan  meningkat (Hardjono et al, 2016).
Gambar 4. Nilai tensile strength hidrogel PVA/CMC/minyak asiri serai dengan variasi konsentrasi asam sitrat
Penambahan  asam  sitrat  dapat  meningkatkan tensile strength hingga 1164,93 kPa yaitu pada sampel hidrogel (AS 2 / MS 0). Berdasarkan penelitian Fadiana dan  Haryanto  (2021),  nilai tensile  strength yang semakin  kecil  menunjukkan  rendahnya  ketahanan akibat kerusakan karena peregangan dan kualitas fisik yang dihasilkan semakin turun.
Penambahan  minyak  asiri  serai  pada  formulasi hidrogel  menyebabkan  penurunan  nilai tensile strength . Hal tersebut serupa dengan penelitian Altaf et al (2020) yang menunjukkan penurunan ikatan silang seiring penambahan minyak asiri serai. Penurunan ini
disebabkan  karena  berkurangnya  mobilitas  rantai panjang  polimer  pada  komposit  hidrogel.  Interaksi rantai  terputus  karena  adanya  penggabungan  emulsi yang  menyebabkan  munculnya  interaksi  baru  antara komponen  emulsi  dengan  gugus  -OH  pada  polimer (Lamarra  et  al,  2020).  Nilai tensile  strength terbesar ditunjukkan pada sampel (MS 0) yaitu 1164,93 kPa dan nilai tensile  strength terkecil  ditunjukkan  sampel  (MS 0,3) yaitu 490,5 kPa.
Gambar 5. Nilai % elongation film hidrogel PVA/CMC/minyak asiri serai dengan variasi konsentrasi asam sitrat
Gambar 5 menunjukkan pengaruh nilai %elongation terhadap  konsentrasi  penambahan minyak asiri serai dan asam sitrat sebagai crosslinked agent . Nilai %elongation at break yang paling tinggi dari sampel (AS0/MS0) sebesar 114,11%, dan yang paling rendah adalah dari sampel (AS 2/MS 0,3) dan (AS 2/ MS 0,4) dengan nilai %elongation at break sebesar 5,71%. Sampel yang memiliki % elongation yang tinggi bersifat fleksibel  dan  tidak  mudah  putus  (Farikha,  2022). Diperoleh  nilai  %e longation  at  break berbanding terbalik dengan nilai tensile strength . Penambahan  AS  memberikan  penurunan  nilai % elongation  at  break yang  signifikan,  karena  AS sebagai crosslinked agent memiliki tiga gugus karboksil yang akan berikatan dengan gugus hidroksil sehingga menghasilkan  gugus  ester,  sehingga  semakin  tinggi persen  asam  sitrat  yang  diberikan  akan  membuat ikatan semakin kuat dan mempengaruhi perpanjangan hidrogel  (Hardjono  et  al,  2016).  Pengaruh  variasi konsentrasi minyak asiri serai terhadap %elongation at break adalah  penurunan %elongation  at  break beriringan  dengan  peningkatan  konsentrasi  minyak asiri  serai.  Penurunan  nilai  tersebut  disebabkan  oleh penurunan panjang rantai dan mobilitas rantai polimer akibat penggabungan minyak asiri. Konsentrasi minyak yang  meningkat  akan  membuat  ukuran  pori-porinya mengecil  sehingga  membran  akan  semakin  rapuh (Altaf et al, 2020).
Sifat mekanik hidrogel meliputi uji tensile strength dan  % elongation at  break.  Standar  mekanik  hidrogel sebagai  pembalut  luka  adalah  mengikuti  standar mekanik dari kulit. Tendon memiliki kuat tarik antara 5000-15000  KPa,  sedangkan  tumit  memiliki  kuat
0 300 600 900 1200 1500 0 1 2 3 4 T ens ile s tr eng th (k Pa ) Konsentrasi Asam Sitrat (%) 0 20 40 60 80 100 120 0 0.1 0.2 0.3 0.4 % E lo ng ati on at b re ak Konsentrasi Minyak Asiri Serai (mL) AS 0 AS 1 AS 2
mekanik 300-25000 KPa (Fadiana & Haryanto, 2021). Berdasarkan  standar  tersebut,  nilai tensile  strength untuk  hidrogel  berbasis  PVA/CMC/minyak  asiri  serai dengan asam sitrat telah memenuhi standar pembalut luka. Standar untuk nilai %elongation at break hidrogel sebagai material pembalut luka mengacu pada standar oleh  Maganaris  tahun  1999  adalah  sebesar  1-25%. Maka sampel yang memiliki %elongation at break ideal adalah sampel (AS 1/MS 0,2), (AS 1/MS 0,3), (AS 2/MS 0), (AS 2/MS 0,1), (AS 2/MS 0,2), (AS 2/MS 0,3), dan (AS 2/MS 0,4).

## 3.3 Pengaruh  Penambahan  Konsentrasi  Minyak
Asiri  Serai  dan  Asam  Sitrat terhadap Persentase Swelling Persentase swelling merupakan parameter penting untuk menentukan standar hidrogel sebagai pembalut luka.  Larutan  yang  digunakan  berupa  larutan penyangga  fosfat  dengan  pH  7,5  sehingga  diperoleh nilai swelling yang sesuai untuk aplikasi pembalut luka di tubuh manusia.
Gambar 6. Persentase swelling hidrogel PVA/CMC/minyak asiri serai dengan variasi konsentrasi asam sitrat
Gambar  6  menunjukkan  persentase swelling hidrogel  PVA/CMC  dengan  pengaruh  penambahan konsentrasi  minyak  asiri  serai  dan  asam  sitrat. Berdasarkan  Gambar  6,  nilai  persentase swelling mengalami penurunan akibat peningkatan konsentrasi minyak  asiri  serai  maupun  peningkatan  konsentrasi asam  sitrat sebagai  agen  pengikat  silang.  Hidrogel dengan kandungan minyak asiri serai 0 mL dan  asam sitrat  0%  merupakan  sampel  dengan  persentase swelling tertinggi  yaitu  sebesar  300,64%,  sedangkan hidrogel dengan kandungan 0,4 mL minyak asiri serai dan  2  %  asam  sitrat dengan  persentase swelling terendah  sebesar  51,53%.  Hasil  persentase swelling tersebut  menunjukkan  data  yang  lebih  baik  dari penelitian dari Mahmood et al (2021) dengan hidrogel berbasis selulosa dan penambahan minyak asiri yaitu sebesar 71% hingga 85%.
Perilaku swelling yang  mengalami  penurunan dengan  peningkatan  konsentrasi  minyak  asiri  serai linear  dengan  penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh Wang  et  al  (2021)  mengenai  pengaruh  penambahan
essential oil pada hidrogel yang mengalami penurunan setelah penggabungan essential oil. Hal ini dikarenakan minyak  asiri  serai  merupakan  senyawa  hidrofobik sehingga dengan peningkatan konsentrasi penambahan  minyak  asiri  serai  akan  meningkatkan hidrofobisitas hidrogel dan membuat molekul air atau larutan sulit masuk melalui ikatan hidrogen (Wang et al,  2021).  Hidrogel  pada  sampel  (AS  0  g/MS  0,4  mL), (AS 1 g/MS 0,4 mL), dan (AS 2 g/MS 0,4 mL) memiliki nilai  persentase swelling terendah  dibandingkan dengan  sampel  hidrogel  lainnya  jika  ditinjau  sesuai dengan  variasi  konsentrasi  asam  sitrat yang ditambahkan.

## 3.4 Pengaruh  Penambahan  Konsentrasi  Minyak Asiri Serai terhadap Aktivitas Antibakteri
Hidrogel  sebagai  aplikasi  pemanfaatan  polimer dalam  bidang  medis  harus  memiliki  pelindung  dari aktivitas  antibakteri  sebagai  standar  pembalut  luka. Hidrogel berbasis minyak asiri serai dan agen pengikat silang berupa asam sitrat memiliki karakteristik yang baik dalam menghambat aktivitas antibakteri. Bakteri yang diujikan dalam analisis ini adalah Staphylococcus aureus .  Minyak asiri serai diketahui memiliki beberapa senyawa. Minyak asiri serai dalam konsentrasi rendah diketahui  cukup  dapat  menghambat  pertumbuhan spesies planktonic  S.  aureus dan Candida (Gao  et  al, 2020).
Tabel 1. Pengaruh konsentrasi minyak asiri serai terhadap aktivitas antibakteri dengan variasi
konsentrasi asam sitrat Kode Sampel Konsentrasi asam sitrat (%) Jumlah Minyak Asiri Serai (%) Diameter Zona Bening Rata-rata (mm) B1 0 0,0 0,0000 B2 0 0,1 2,8333 B3 0 0,2 4,2500 B4 0 0,3 6,0833 B5 0 0,4 6,5000 B6 1 0,0 0,8333 B7 1 0,1 0,9167 B8 1 0,2 2,6667 B9 1 0,3 3,1333 B10 1 0,4 11,3886 B11 2 0,0 7,6667 B12 2 0,1 0,8333 B13 2 0,2 1,1333 B14 2 0,3 7,0000 B15 2 0,4 7,3333
Hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian  aktivitas antibakteri  berdasarkan  variasi  konsentrasi  minyak asiri  serai  menunjukkan  hasil  yang  linear  dengan penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Cepeda  et  al (2019)  yang  menyatakan  bahwa  semakin  tinggi konsentrasi  minyak  asiri  yang  digunakan  dapat meningkatkan  kandungan  fitokimia  dengan  sifat antibakteri dalam larutan minyak asiri sehingga dapat meningkatkan diameter zona hambat.  Diameter zona bening tertinggi dihasilkan oleh sampel B10 (AS1/MS
0% 100% 200% 300% 400% 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Sw el lin ng (% ) Minyak Asiri Serai (mL) AS 0 AS 1 AS 2 400 300 200 100 0
0,4) sebesar  11,39  mm.  Rata-rata  data  diameter  zona bening setiap konsentrasi minyak asiri serai meningkat seiring  dengan  meningkatnya  konsentrasi  minyak serai,  terdapat  data  yang  fluktuatif  dari  sampel  B11 (AS2/MS0).  Data  B11  (AS2/MS0)  menghasilkan diameter  zona  bening  yang  lebih  tinggi  dari  B12 (AS2/MS0,1) dikarenakan sampel tersebut mengandung komposisi asam sitrat tertinggi, sehingga lebih dipengaruhi dari konsentrasi asam sitrat sebagai komponen antibakteri.
Asam  sitrat  sebagai crosslinked  agent juga berperan sebagai antibakteri dalam hidrogel (Su et al, 2014). Hasil percobaan menunjukkan sampel hidrogel dengan  peningkatan  konsentrasi  asam  sitrat memberikan  peningkatan  yang  signifikan  terhadap diameter  zona  bening.  Peningkatan  konsentrasi  asam sitrat  akan  mempengaruhi  pH  hidrogel,  semakin rendah  pH  hidrogel  maka  akan  menghambat pertumbuhan  bakteri.    Asam  sitrat melepaskan  ion hidrogen  (H + )  dalam  larutan,  yang  dapat  merusak dinding  sel  mikroorganisme.  Perubahan  pH  dan konsentrasi ion H + dalam lingkungan mikroorganisme dapat mengganggu proses metabolisme sel, menghambat  pertumbuhan,  dan  menyebabkan kematian sel. Hal ini linear dengan penelitian oleh Su et al (2014) bahwa penambahan asam sitrat dalam suatu polimer akan memberikan sifat antibakteri yang tinggi.
3.5 Pengujian  Morfologi  Permukaan  Hidrogel pada Scanning Electron Microscope (SEM) Scanning electron microscopy (SEM) menunjukkan morfologi  permukaan  dari  hidrogel  PVA-CMC  yang berikatan silang dengan asam sitrat dan penambahan minyak  asiri  serai.  Ikatan  silang  antar  rantai  polimer akan  membentuk  pori-pori,  sehingga  menghasilkan permukaan  hidrogel  yang  tidak  beraturan.  Morfologi permukaan hidrogel PVA, CMC, minyak asiri serai dan asam  sitrat menunjukkan  permukaan  yang  kasar  dan berpori.
Hasil  SEM  untuk  hidrogel  yang  dihasilkan  sesuai dengan analisis oleh Shin et al (2021) yang menyatakan permukaan  hidrogel  berbasis  polimer  CMC  memiliki struktur  kasar,  kecil,  dan  berpori.  Gambar  7  dan Gambar  8  menunjukkan  morfologi  permukaan  film hidrogel dengan konsentrasi asam sitrat yang berbeda. Konsentrasi PVA dan CMC yang digunakan pada setiap film  hidrogel  memiliki  jumlah  yang  sama,  sehingga perbedaan  morfologi  diantara  sampel  hidrogel dipengaruhi oleh pembentukan ikatan silang oleh asam sitrat . Konsentrasi  asam  sitrat  pada  Gambar  7  lebih kecil  dari  Gambar  8  menunjukkan  morfologi permukaan  dengan  pori  yang  lebih  teratur  dan  lebih kecil.  Hal  ini  dapat  disebabkan  tingkat  pengikatan silang  yang  lebih  rendah.  Peningkatan  konsentrasi asam  sitrat dapat  meningkatkan  gugus  -COOH  yang akan  berikatan  dengan  gugus  -OH  dari  PVA  sehingga terjadi peningkatan kerapatan pada komposit hidrogel. Berdasarkan penelitian Farid et al (2022), peningkatan gugus  -COOH  bebas  dari  asam  sitrat menyebabkan banyak  pori  terbentuk  dan  proses  penyerapan  air terbatas pada hidrogel.
(a) (b)
Gambar 7 . Hasil pengujian SEM untuk film hidrogel PVA 10% / CMC 6% dan asam sitrat 1 g dengan perbesaran (a) 500x (b) 1000x
(a)
(b)
Gambar 8. Hasil pengujian SEM untuk film hidrogel PVA/ CMC dan asam sitrat 2 % dengan perbesaran (a) 500x; (b) 1000x
(a) (b)
Gambar 9. Hasil pengujian SEM untuk film hidrogel PVA/CMC/minyak asiri serai 0,4 mL dan asam sitrat 1 % dengan perbesaran (a) 500x ; (b) 1000x
Minyak  asiri  serai  memiliki  sifat  hidrofobik  dan tidak  dapat  larut  sempurna  pada  komposit  hidrogel PVA,  CMC,  minyak  asiri  serai  dan  asam  sitrat  (AS). Minyak  asiri  serai  memiliki  struktur carvacrol yang berarti memiliki gugus fenolik yang diiringi gugus metil dan hidroksil. Ketiga gugus tersebut tidak larut dalam senyawa  polar  sehingga  menyebabkan  minyak  tidak larut  sempurna  pada  komposit  hidrogel.  Kondisi tersebut menyebabkan partikel dari minyak tampak di permukaan  hidrogel.  Gambar  8  tidak  mengandung minyak  asiri  serai  memiliki  struktur  lebih  padat dibandingkan  dengan  Gambar  9  dengan  konsentrasi minyak  yang  lebih  tinggi.  Morfologi  permukaan komposit  hidrogel  dengan  minyak  asiri  serai  terlihat lebih  kasar.  Hal  serupa  juga  diamati  pada  penelitian Altaf  et  al  (2020)  yang  menunjukkan  morfologi
permukaan  yang  kasar  dan  berpori  karena  minyak tidak bercampur.

## 4. KESIMPULAN
Hidrogel  pembalut  luka  berbasis  PVA/CMC/ minyak  asiri  serai  dengan  asam  sitrat sebagai crosslinked agent  dapat  menghasilkan  pembalut  luka yang  cukup  efektif.  Peningkatan  konsentrasi  asam sitrat  menunjukkan tensile  strength yang  semakin tinggi  dan elongation  at  break yang  menurun. Persentase swelling tertinggi  sebesar  300,64  %  pada sampel AS 0 %. Semakin tinggi konsentrasi asam sitrat yang  ditambahkan  maka  semakin  tinggi  aktivitas antibakteri  hidrogel  yang  dihasilkan.  Peningkatan minyak  asiri  serai  menyebabkan  penurunan  nilai tensile  strength dan elongation  at  break .  Persentase swelling menurun  dengan  peningkatan  konsentrasi minyak  asiri  serai. Aktivitas  antibakteri  tertinggi  dari hidrogel  dengan  minyak  asiri  sebanyak  0,4  mL  dan asam sitrat 2 %.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada pihak terkait  yang  membantu  penelitian  ini.  Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Lembaga Penelitian Universitas Sriwijaya yang telah membiayai penelitian ini  melalui  Anggaran  DIPA  Badan  Layanan  Umum Universitas Sriwijaya Tahun Anggaran 2023. SP DIPA- 023.17.2.677515/2023,  tanggal  30  November  2022.
Sesuai dengan SK Rektor Nomor: 0188/UN9.3.1/SK/2023 tanggal 18 April 2023.
6. DAFTAR PUSTAKA
Altaf, F., Niazi, M. B. K., Jahan, Z., Ahmad, T., Akram, M.
A., Safdar, A., Butt, M. S., Nor, T., & Sher, F. (2020). Synthesis  and characterization  of  PVA/starch hydrogel  membranes  incorporating  essential  oils aimed  to be  used  in wound  dressing  application. Journal of Polymers and the Environment. 29: 156- 174.
Cepeda,  G.N.,  Lisangan,  M.M.,  &  Silamba,  I.  (2019). Aktivitas antibakteri minyak atsiri kulit kayu akway (Drymis  Piperita  Hook.  F.)  pada  beberapa  tingkat konsentrasi, keasaman, (pH) dan kandungan garam. Jurnal  Aplikasi  Teknologi  Pangan.  Vol.  8(4):  149- 154.
Demappa, T., & Shivakumara, L.R. (2019). Synthetic and swelling  behavior  of  sodium  alginate/poly  (vinyl alcohol) hydrogels. Turkish Journal of Pharmaceutical Science. 16(3), 252-260.
Djumaev, A., & Tashmukhamedova, S. (2020). Physical and  chemical  properties  of  PVA-CMC  based hydrogel  carrier  loaded  with  herbal  hemostatic agent for application as wound dressings. National Journal of Physiology, Pharmacy and Pharmacology. 10(10), 905-909.
Fadiana,  U.  L.,  &  Haryanto.  (2021).  Pengaruh  kitosan terhadap  karakterisasi  hidrogel  film  PVA  untuk aplikasi pembalut luka. Jurnal Techno. 22(2), 177- 184.
Farid, E., Kamoun, E. A., Taha, T. H., Dissouky, A. E., & Khalil,  T.  E.  (2022).  PVA/CMC/attapulgite  clay
composite  hydrogel  membranes  for biomedical applications: Factors afecting hydrogel membranes crosslinking  and bio-evaluation  tests.  Journal  of Polymers and the Environment. 30, 4675-4689. Farikha,  A.  (2022).  Pengaruh  berbagai  konsentrasi kitosan terhadap karakteristik mekanik edible film pati  kacang  merah  sebagai  sumber  belajar. [SKRIPSI]. Universitas Muhammadiyah Malang. Gao, S., Liu, G., Li, J., Chen, J., Li, L., Li, Z., Zhang, X., Zhang, S.,  Thorne,  R.  F.,  &  Zhang,  S.  (2020).  Antimicrobial activity  of  lemongrass  essential  oil  (cymbopogon flexuosus) and its active Component Citral Against Dual-Species  biofilms  of  staphylococcusaureus and candida species. Original Research. 10.
Ghaffar,  A.  M.  A.,  &  Ali,  H.  E.  (2021).  Effect  of  gamma radiation  on  the  properties  of  novel  polyvinyl alcohol/carboxymethyl cellulose/citric acid
/glyscerol  bioblend  film.  Polymer  Bulletin.  79(7), 5105-5119. Ghorpade,  V.  S.,  Dias,  R.  J.,  Mali,  K.  K.,  &  Mulla,  S.  I. (2019). Citric acid crosslinked carboxymethylcellulose-polyvinyl alcohol hydrogel films  for  extended  release  of  water  soluble  basic drugs.  Journal  of  Drug  Delivery  Science  and Technology, 52, 421-430.
Hardjono, Suharti, P. H., Permatasari, D. A., & Sari, V. A. (2016).  Pengaruh  penambahan  asam  sitrat terhadap  karakteristik  film  plastik  biodegradable dari  pati  kulit  pisang  kepok  (Musa  Acuminata Balbisiana  Colla).  Jurnal  Bahan  Alam  Terbarukan. 5(1), 22-28.
Haryanto., & Aeni, A. N. (2017). Pengaruh penambahan karboksimetil  selulosa  (CMC)  terhadap  Tingkat crosslinking  dan  kuat  tarik  PEO  hidrogel  film. Techno.18(21), 117-120.
Kanikireddy,  V.,  Varaprasad,  K.,  Jayaramudu,  T., Karthikeyan, C., & Sadiku, R. (2020). Carboxymethyl cellulose-based materials for infection control and wound  healing:  A  review.  International  Journal  of Biological Macromolecules. 64, 963-975.
Kartika,  R.,  Gadri,  A.,  &  Darma,  E.  (2015).  Formulasi basis sediaan pembalut luka hidrogel dengan teknik beku leleh menggunakan polimer kappa karagenan. Prosiding Farmasi, 643-648.
Kementerian  Kesehatan  Republik  Indonesia.  (2018). Laporan  nasional  Riskesdas  2018.  Kementerian Kesehatan RI, Jakarta.
Khorambadi,  H.  N.,  Arefian,  M.,  Hojjati,  M.,  Tajzad,  I.,
Mokhtarzad, A., Mazhar, M., & Jamavari, A. (2020). A review of polyvinyl alcohol/aarboxymethyl cellulose  (PVA/CMC)  composites  for  various applications. Journal of Composites and Compounds. 2(3), 60-76.
Lamarra, J., Bucci, P., Giannuzzi, L., Montanari, J., Rivero, S., & Pinotti, A. (2020). Biomaterial-based dressings as  vehicle  for  chitosan-encapsulated  cabreuva essential oil: Cytotoxicity and regenerative activity. Reactive and Functional Polymers, 156, 104728. Lee. S. H., Tahir. P. M., Lum, W. C., Tan, L. P., Bawon, P.,
Dae, T. B., Edrus, S. S. A. O., & Abdullah, U. H. (2020). A  review  on  asam  sitratas  green  modifying  agent and binder for wood. Journal Polymers. 12(8), 1692.
Maganaris,  C.  N.,  &  Paul,  J.  P.  (1999).  In  vivo  human tendon  mechanical  properties.  Journal  of
Physiology. 521(1), 307-313. Magvirah, T., Marwati., &  Ardhani, F. (2019). Uji  daya hambat bakteri
Staphylococcus aureus
menggunakan  ekstrak  daun  tahongai  (Kleinhovia hosita  L.)  Jurnal  Peternakan  Lingkungan  Tropis. 2(2), 41-40.
Mahmood, H., Khan, I.U., Asif, M., Khan, R.U., Ashgar, S., Khalid,  U.,  Khalid,  S.H.,  Irfan,  M.,  Rehman,  F., Shahzad, Y. (2021). In vitro and in vivo evaluation of gellan gum hydrogel films: Assessing the co impact of therapeutic oils and ofloxacin on wound healing. Int. J. Biol. Macromol. Vol. 166: 483-495. Murni,  Rustin,  L.  (2020).  Karakteristik  kandungan minyak  atsiri  tanaman  sereh  wangi  (Cymbopogon nardus  L.).  Prosiding  Seminar  Nasional  Biologi  di Era  Pandemi  Covid-19.  Gowa,  Ruang  LT.  Fakultas Sains  dan  Teknologi  UIN  Alauddin  Makassar,  19 September 2020. Hal. 227-231.
Prete,  S.,  Dattilo,  M.,  Patitucci,  F.,  &  Pezzi,  G.  (2023). Natural  and  synthetic  polymeric  biomaterials  for application  in  wound  management.  Hournal  of Functional Biomaterials. 14(9), 455.
Rahayuningdyah,  D.  W.,  Lyrawti,  D.,  Widodo,  F.,  & Puspita,  O.  E.  (2020).  Pengembangan  formula hidrogel  balutan  luka  menggunakan  komninasi polimer  galaktomanan  dan  PVP.  Pharmaceutcal Journal of Indonesia. 5(2), 117-122.
Shin, Y., Kim, D., Hu, Y., Kim, Y., Hong, I. K., Kim.  M. S., & Jung,  S.  (2021).  pH-responsive  succinoglycan- carboxymethyl  cellulose  hydrogels  with  highly improved mechanical  strength  for  controlled  drug delivery systems. Polymer (Basel). 13(18), 3197.
Su, J., Li, J., Liang, J., Zhang, K., & Li, J. (2021). Hidrogel preparation  methods  and  biomaterials  for  wound dressing. Life, 11(10), 1016.
Su, L., Xie, Z., Zhang, Y., Nguyen, K. T., & Yang, J. (2014).
Study  on  the  antimicrobial  properties  of  citrate- based  biodegradable  polymers.  Frontiers  in Bioengineering and Biotechnology. 2(23), 1-9.
Supria, R. M., Handayani, R. P., & Djamaludin, A. (2022). Pembuatan  dan  uji  organoleptik  sediaan  spray antiseptik  alami  kombinasi  ekstrak  daun  kirinyuh (chromolaena odorata) & sereh wangi (cymbopogon  nardus).  Journal  of  Holistic  and health Sciences. 6(1), 9-16.
Tian, P., Zhao, X., Liu, W., & Zhang, J. (2022). Preparation and  application  of  cross-linked  PVA  microspheres with  narrow  particle  size  distribution  by suspension  polymerization  using  uniform  porous tube. Reactive  and  Functional  Polymers.  171, 105153.
Wang, H., Liu, Y., Cai, K., Zhang, B., Tang, S., Zhang, W., & Liu, W. (2021). Antibacterial polysaccharide-based hydrogel dressing containing plant essential oil for burn wound healing. Burns & Trauma. 9, 1-14.