## AKTIVITAS ANTIMIKROBA SELULOSA BAKTERI TERMODIFIKASI EKSTRAK TUMBUHAN

## ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF BACTERIAL CELLULOSE MODIFIED WITH PLANT EXTRACTS
Riza Apriani * , Nina Utami
Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Garut, Jalan Jati No. 42B, Tarogong Kaler, Kabupaten Garut, Indonesia
* Corresponding Author : aprianiriza@uniga.ac.id
Submitted: 04 Maret 2023 Accepted: 26 Mei 2023 Publish: 30 Mei 2023

## ABSTRAK
Selulosa  bakteri  (BC)  banyak  diaplikasikan  di berbagai  sektor  seperti  industri  kosmetik, biomedis  dan pengemasan.  Namun, BC  tidak  memiliki  aktivitas  antimikroba  dan  perlu  dimodifikasi  dengan  agen  antimikroba,  salah  satunya  dengan  ekstrak tanaman.  Artikel review ini  bertujuan  untuk  mengkaji  informasi  terkait  aktivitas  antimikroba  BC  yang  telah  dimodifikasi dengan  penambahan  beberapa  ekstrak  tanaman,  baik  dengan  metode in-situ maupun ex-situ .  Metode  yang  digunakan  pada penelitian ini yaitu systematic literature review . Artikel diperoleh dari jurnal publikasi internasional yang termasuk ke dalam kategori Q1 sampai Q3 pada penerbitan 10 tahun terakhir. Berdasarkan hasil penelusuran, jenis tanaman yang telah digunakan untuk  memodifikasi  BC,  di  antaranya  ekstrak  temu-temuan,  ekstrak    etanol  batang  dan  daun  gwarri,  daun  oregano,  daun rosemari, daun lovage, daun peterseli, daun teh hijau, kelopak rosella, bunga kembang sepatu varian merah dan merah muda, biji pare, daun gletang, kopi arabika, dan buah andaliman, ekstrak dimetil sulfoksida temu kunci, ekstrak NaOH daun murbei, ekstrak  air  kulit  delima,  daun  teh  hijau  dan  daun  rosemari.  Aktivitas  antimikroba  menunjukkan  terdapat  peningkatan  yang paling signifikan pada BC yang dimodifikasi ekstrak etanol kelopak rosella pada konsentrasi 500 ppm dengan OD600 sampai 0%  terhadap Pseudomonas  aeruginosa .  Analisis  FTIR  dan  SEM  dari  BC  murni  dan  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tumbuhan menunjukkan  perbedaan  kandungan  gugus  fungsi  dan  struktur  fibrillar  jaringan  tiga  dimensi.  Artikel review ini  akan memberikan pandangan dan perspektif lebih lanjut pada modifikasi BC dan pengembangan ide-ide baru di bidang ini.
Kata kunci : Aktivitas antimikroba, ekstrak tanaman, selulosa bakteri

## ABSTRACT
Bacterial  cellulose  (BC)  is  utilized  in  numerous  industries,  including  the  cosmetic,  biomedical,  and  packaging  industries. Nonetheless,  BC  lacks  antibacterial  activity  and  must  be  combined  with  antimicrobial  agents,  including  plant  extracts.  This article aims to review information on the antibacterial activity of BC that has been modified by the addition of plant extracts, both by in-situ and ex-situ methods. The method used in this study is systematic literature review. Articles were selected from Q1-Q3 category international journals published within the recent decade. Based on the results, extracts of rhizomes, ethanol extracts of gwarri stems and leaves, oregano leaves, rosemary leaves, lovage leaves, parsley leaves, green tea leaves, rosella petals, and red and pink variants of hibiscus flowers, bitter melon seeds, gletang leaves, arabica coffee, and andaliman fruit, temu Kunci dimethyl sulfoxide extract, mulberry leaf NaOH extract, pomegranate skin water extract, and rosemary leaves have been used to modify BC. Antimicrobial activity showed the most significant increase in BC-modified ethanol extract of rosella petals at a concentration of 500 ppm with an OD600 of 0% against Pseudomonas aeruginosa . FTIR and SEM investigations of pure  BC  and  BC  modified  with  plant  extracts  revealed  variations  in  functional  group  content  and  three-dimensional  fibrillar network  structure.  This  review  article  will  provide  further  challenges  and  perspectives  on  BC  modification  and  the development of new ideas in this field.
Keywords : Antimicrobial activity, bacterial cellulose, plant extract
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License .

## PENDAHULUAN
Selulosa  bakteri  (BC)  adalah  polisakarida  ekstraseluler  yang  disintesis  terutama  oleh  strain Gluconacetobacter,  Sarcina, dan Acetobacter. Struktur  BC  mirip  selulosa  dari  tumbuhan  dengan  rumus  molekul (C 6 H 10 O 5 ) n yang  dibentuk  oleh  rantai  linier  monosakarida-D-glukosa  yang  dihubungkan  oleh  ikatan  (β-1→4) glikosida [1]. Namun, bila dibandingkan dengan selulosa dari tanaman, BC memiliki keunggulan seperti kemurnian tinggi,  bebas  dari    kandungan  lignin,  pektin,  dan  hemiselulosa,  kristalinitas  tinggi,  serta  biokompatibilitas  yang sangat baik [2].
Karena  sifatnya  yang  unik,  BC  banyak  digunakan  sebagai  bahan  baru  dalam  industri  makanan,  sebagai kemasan  yang  dapat  dimakan,  dan  produk  industri,  seperti  tekstil  untuk  mengembangkan  fesyen  [3].  Selain  itu, selulosa  bakteri  dieksplorasi  secara  ekstensif  untuk  aplikasi  biomedis  seperti  pembalut  luka,  rekayasa  jaringan organ,  organ  sintesis,  pembuluh  darah  buatan,  pembawa  obat  dan  beberapa  lainnya  [4].  Namun,  dari  banyaknya potensi  pengaplikasian tersebut, BC  memiliki keterbatasan dalam penggunaannya karena  tidak memiliki aktivitas antimikroba, sehingga perlu dimodifikasi dengan beberapa agen antimikroba agar dapat diterapkan dalam aplikasi kesehatan dan lain-lain [2]. Material yang sangat umum digunakan untuk modifikasi BC yaitu ion logam. Logam perak merupakan logam yang paling sering digunakan sebagai komposit selulosa bakteri karena memiliki aktivitas antimikroba yang baik [5]. Beragam bentuk logam perak yang telah digunakan di antaranya dalam bentuk garam [6], terikat pada zeolit [7] atau montmorillonit [8] dan perak sulfadiazine [9]. Selain perak, logam lain juga telah dieksplorasi untuk memodifikasi  selulosa bakteri, di antaranya seng dan seng oksida [9,10], serta titanium oksida [11,12]. Namun, penggunaan ion logam tergolong mahal dan dapat berbahaya bagi tubuh manusia [13,14]. Selain dengan logam, penggunaan agen antimikroba dengan penambahan polimer seperti kitosan [6] dan alginat [15] pun sudah banyak dilakukan. Walaupun memiliki keunggulan karena preparasi komposit selulosa bakteri-kitosan cukup sederhana, namun hasil aktivitas antimikroba kitosan cenderung ringan dan sulit mencapai efek antimikroba yang diinginkan [6]. Oleh karena itu, diperlukan strategi lain untuk memodifikasi BC yang melibatkan kombinasi dengan material lain yang lebih aman dan efektif.
Penambahan ekstrak tanaman dinilai lebih aman dengan efek toksisitas yang minimal pada penggunaannya [17].  Terdapat  beberapa  ektrak  tanaman  yang  dilaporkan  memiliki  aktivitas  antimikroba,  seperti  tanaman  yang kaya akan kandungan bioaktif seperti flavonoid, alkaloid, terpen, dan berbagai senyawa fenolik [16]. Maka dari itu, perlu  dilakukan  studi  literatur  untuk  menelusuri  jenis  tanaman  yang  memiliki  aktivitas  antimikroba  paling  tinggi setelah  dikombinasikan  dengan  BC  dan  mengidentifikasi  metode  modifikasi  BC  dengan  ekstrak  tanaman  serta mengidentifikasi  karakteristik  BC  meliputi  struktur  morfologi  permukaan  yang  diuji  dengan Scanning  Electron Microscope (SEM)  dan  analisis  gugus  fungsi  yang  diperoleh  dari  spektrofotometer Fourier  Transform  Infrared (FTIR)  pada  BC  murni  dan  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tanaman  pada  penelitian-penelitian  yang  telah  ada sebelumnya.
Manfaat  dari review ini  diharapkan  dapat  memberikan  informasi  terkait  pemanfaatan  ekstrak  tanaman sebagai  pengembangan  aktivitas  antimikroba  pada  selulosa  bakteri,  serta  karakteristiasi  selulosa  bakteri  hasil modifikasi dengan ekstrak tanaman.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilaksanakan  dengan  metode systematic  literature review .  Tahap  perancangan  dilakukan dengan  menyusun  rumusan  masalah  terlebih  dahulu.  Selanjutnya  tahap  pengumpuan  data  dilakukan  dengan mengumpulkan  artikel yang diperoleh dari penyedia jurnal di internet. Artikel yang  digunakan merupakan artikel yang dipublikasikan pada jurnal internasional ber-ISSN serta telah terindeks scopus Q1 sampai Q3, dengan bantuan mesin  pencari Google  Scholar dan Science  Direct .  Artikel  dicari  dengan  kata  kunci  “ Bacterial  Cellulose”, “Antibacterial Activity”, dan “ Plant Extract”. Setelah diperoleh hasil pencarian, selanjutnya dilakukan penentuan artikel utama dan artikel penunjang. Kriteria artikel utama adalah artikel yang membahas secara intens mengenai aktivitas antibakteri ekstrak tumbuhan yang ditambahkan pada selulosa bakteri serta karakterisasinya menggunakan SEM dan FTIR. Selanjutnya dilakukan screening dengan seksama yang disesuaikan dengan rumusan masalah dan tujuan  dari  penelitian,  sehingga  dipilih  10  artikel  sebagai  acuan  utama.  Kemudian  dilakukan  pengambilan  data mengenai cara pembuatan bakteri selulosa, metode pengembangan aktivitas antimikroba bakteri selulosa, hasil dari pengembangan  tersebut  dan  karakteristik  bakteri  selulosa  yang  meliputi  struktur  morfologi  permukaan,  dan kandungan senyawa yang terdapat di dalamnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Metode Modifikasi Selulosa Bakteri
Modifikasi  BC  bertujuan  untuk  meningkatkan  sifat  dan  memperluas  aplikasi  BC  dalam  berbagai  bidang. Modifikasi dapat dilakukan dengan dua metode yaitu ex situ dan in situ . Pada modifikasi ex situ dilakukan setelah proses  pemurnian  BC  dengan  penyerapan  bahan  seperti  ekstrak  tanaman  oleh  matriks  polimer  BC.  Sementara modifikasi in situ , ekstrak tanaman ditambahkan ke media kultur di awal produksi [1]. Dari 10 artikel acuan yang digunakan, 7 di antaranya menggunakan metode modifikasi ex situ , sedangkan 3 jurnal lainnya menggunakan metode modifikasi in situ .
Tabel 1. Jenis tanaman dan metode modifikasi BC yang digunakan
Ex situ In situ ● Famili Lamiaceae : Oregano ( Oreganum vulgare ), Rosemari ( Salvia rosmarinus )
● Famili Apiaceae : Lovage ( Levisticum officinale ), Peterseli ( Pertoselinum crispum )
● Famili Ebenaceae : Gwarri ( Euclea shimperi )
● Famili Theaceae : Teh hijau ( Camellia sinensis )
● Famili Punicaceae : Delima ( Punica granatum )
● Famili Zingiberaceae : Temu kunci ( Boesenbegia notunda )
● Famili Cucurbitaceae : Pare ( Momordica charantia )
● Famili Asteraceae : Gletang ( Tridax procombens )
● Famili Rubiaceae : Kopi arabika ( Coffea Arabica ) ● Famili Moraceae : Murbei ( Morus ) ● Famili Rutaceae : Andaliman ( Zanthoxylum acanthopodium )
● Famili Theaceae : Teh hijau ( Camellia sinensis )
● Famili Malvaceae : Rosella rosella ( Hibiscus sabdariffa ), Kembang sepatu ( H. rosasinensis )
Metode  modifikasi  BC  secara ex  situ lebih  banyak  digunakan  dibandingkan  metode in  situ karena penyerapan  ekstrak  tanaman  lebih  sederhana  dan  lebih  fleksibel  daripada  metode  modifikasi in  situ .  Sementara untuk  metode in  situ terdapat  hal  yang  harus  diperhatikan  yaitu  penambahan  bahan  aditif  di  awal  produksi  yang dapat membatasi pertumbuhan serat fibril BC [1]. Metode ex  situ dapat  mengubah  komposisi  kimia  dari  BC  dengan  adanya  penyerapan  bahan  aditif  yang ditambahkan  melalui  pori  BC,  sedangkan  metode  modifikasi in  situ hanya  dapat    mengubah  sifat  fisiko  kimia, mekanik,  dan  morfologi  dari  BC  dengan  mempengaruhi  pertumbuhan  serat  fibril  BC.  Berdasarkan  hal  tersebut metode  modifikasi  BC  dapat  disesuaikan  dengan  tujuan  dari  pengaplikasian  BC  selanjutnya.  Salah    satu pengaplikasian  BC  yaitu  sebagai  pembalut  luka,  selain  harus  memiliki  sifat  antimikroba  untuk  menghindari kontaminasi  patogen,  pembalut  luka  juga  diharapkan  dapat  menyerap  eksudat  berlebih  pada  luka.  Maka  dari  itu diperlukan mikro pori BC lebih banyak sehingga dapat menyerap eksudat tersebut [1].

## Analisis Aktivitas Antimikroba
Aktivitas  antimikroba  dari  BC  murni  dan  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tanaman  dianalisis  terhadap pertumbuhan  bakteri  gram  negatif,  yaitu Escherichia  coli,  Salmonella typhimurium,  Pseudomonas  aeruginosa , bakteri gram positif Staphylococcus aureus, Bacillus cereus , dan fungi Candida albicans , dimana mikroba tersebut merupakan  mikroba  paling  umum  ditemukan  pada  luka  [18].  Analisis  dilakukan  dengan  beberapa  metode  uji,  di antaranya metode difusi, metode Optical density (OD600), metode Count Forming Unit (CFU), metode minimum inhibitory concentration (MIC) dan minimum bactericidal concentration (MBC).

## Tabel 2. Hasil aktivitas antimikroba
Artikel Sampel Metode modifikasi Metode uji Konsen trasi Hasil aktivitas antimikroba Klasifi kasi E. coli S. typhimu rium P. aerugi nosa S. aureus B. Cer eus C. albic ans Bodea dkk, 2022 BC - - R - - R - R TA BC + ekstrak etanol oregano ( O. Ex Situ Difusi (diamet er zona hambat) - R - - 1,15 ± 0,5 mm - R L
vulgare )
BC+ ekstrak
etanol
Rosemari
( S. rosmarinus ) - R - - 5,15  ± 0,5 mm - R L BC+ ekstrak etanol Lovage ( L. officinale ) - R - - 2,15  ± 0,5 mm - R L BC+ ekstrak etanol Peterseli ( P. crispum ) - R - - R - R TA Fatima dkk, 2021 BC - - R - - R - - TA BC + ektrak etanol daun gwarri ( E. shimperi ) Ex situ Difusi (diamet er zona hambat) - R - - 2 mm - - L Moradia n dkk, 2017 BC - - R - - R - - TA BC + ekstrak air rosemary ( S. rosmarinus) Ex situ Difusi (diamet er zona hambat) 25% 17,5 mm - - 20 mm - - K 50% 20,5 mm - - 24,5 mm - - SK BC+ ekstrak air teh hijau ( C. sinensis ) 25% 16 mm - - 20 mm - - K 50% 18 mm - - 24 mm - - K, SK BC+ ekstrak air kulit delima ( P. granatum ) 25% 21 mm - - 25 mm - - SK 50% 24,7 mm - - 31,52 mm - - SK Sajjad dkk, 2020 BC - - R R R R - - TA BC + ekstrak kurkumin Ex situ Difusi (diamet er zona hambat) - 15±0 mm 16±0 mm 16,3±0 ,4 mm 15,5±0 ,4 mm K Siddhan dkk, 2016 BC - - R - - R - - TA BC+ ekstrak etanol pare ( M. charantia ) Ex situ Difusi (diamet er zona hambat) - 24 mm - - 25 mm - - SK BC+ ekstrak
etanol gletang ( T. procumbens
) - 20 mm - - 21 mm - - SK Jonsiriv BC - - R - - R - - TA
ilai dkk, 2022 BC+ ekstrak dimetil sulfoksida temu kunci ( B. rotunda ) Ex situ Mikrodi lusi, MIC (konsen trasi ekstrak mg/mL) - 6,4 ± 0,00 mg/m L - - <0,05± 0,00 mg/ mL - - Mikrodi lusi, MBC (konsen trasi ekstrak mg/mL) - 12,8 ± 0,00 mg/m L - - <0,05± 0,0 mg/mL - - Difusi (diamet er inhibisi) - Tidak terlihat zona hamba t namun memb unuh sel-sel bakteri yang berada dalam kontak dekat denga n disk - - Tidak terlihat zona hambat namun memb unuh sel-sel bakteri yang berada dalam kontak dekat dengan disk - - L Chen dkk , 2019 BC - - R - - R - - TA BC+ ekstrak NaOH daun murbei ( Morus ) In situ Difusi (diamet er zona hambat) - Terdap at area bening disekit ar cakra m - - Terdap at area bening disekit ar cakram - - L
OD600 (% pertumb uhan mikroba ) - 0,25 % (6jam) ; 0,52 % (12 jam) - - 0,22 % (6 jam); 0,43% (12 jam) - - Gea dkk, 2022 BC - - R - - - R - TA BC+ ekstrak etanol Andaliman
( Z. acanthopod ium ) In situ Difusi (diamat er zona hambat) mL 0,53 mm - - - 10,8 mm - L, S El- wakil dkk, 2019 BC - - R - - R - - TA BC + ektrak etanol kopi arabika ( Coffea Ex situ CFU, MIC (% inhibisi) 0,5 g 18,29 % - - 28,25 % - - 1,0 g 39,51 % - - 63,38 % - -
arabica ) 1,5 g 79,27 % - - 80,28 % - - 2,0 g 86,59 % - - 97,18 % - - Indriani ngsih dkk, 2020 BC - - R R R R - - BC + ekstrak etanol Teh hijau ( C. sinensis ) In situ OD600 (% pertumb uhan mikroba ) 125 ppm 90% 90% 90% 90% - - 500 ppm 35% 70% 50% 35% - - BC + ekstrak etanol Rosella ( H. sabdariff a) 125 ppm 90% 90% 90% 85% - - 500 ppm 15% 20% 0% 15% - - BC+ ekstrak etanol Kembang
sepatu ( H.
rosasinensi s ) varian merah 125 ppm 95% 97% 95% 90% - - 500 ppm 70% 95% 60% 88% - - BC+ ekstrak etanol Kembang sepatu ( H.
Rosasinensi s) varian merah muda 125 ppm 95% 97% 95% 95% - - 500 ppm 90% 95% 60% 90% - -
Ket: R = resisten; TA = tidak ada; L = lemah; S = sedang; K = kuat; SK = sangat kuat.
Berdasarkan  Tabel  2,  diketahui  bahwa  ekstrak  tanaman  dapat  meningkatkan  aktivitas  antimikroba  pada  selulosa bakteri  (BC).  Peningkatan  aktivitas  antimikroba  yang  paling  signifikan  untuk  metode  uji  difusi  dihasilkan  dari ekstrak air kulit delima pada konsentrasi 50% dengan metode modifikasi ex situ yaitu zona hambat sebesar 31,52 mm untuk bakteri S. aureus dan 24,7 mm untuk bakteri E. Coli . Metode MIC menunjukkan konsentrasi minimum pada  ekstrak  dimetil  sulfoksida  temu  kunci  dengan  metode  modifikasi ex  situ yaitu  <0,05  ±  0  mg/mL  terhadap bakteri S. aureus dan 6,4 mg/mL terhadap bakteri E. coli . Metode MBC menunjukkan hasil pada ekstrak dimetil sulfoksida  temu  kunci  <0,05  ±  0  mg/mL  terhadap  bakteri S.  aureus dan  12,8  mg/mL  terhadap  bakteri E.  coli . Pengujian  dengan  metode  OD600  menunjukkan  persen  (%)  pertumbuhan  mikroba  terkecil  pada  ekstrak  etanol rosella 500 ppm dengan metode modifikasi in situ yaitu 0% terhadap bakteri P. aeruginosa . Sementara BC murni tidak menunjukkan aktivitas antimikroba.
Aktivitas  antimikroba  ekstrak  tanaman  dikaitkan  dengan  fitokimianya.  Ekstrak  etanol  rosella  yang  mempunyai aktivitas terbesar mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, tanin, saponin, triterpenoid sebagai antimikroba [19]. Diikuti oleh ekstrak air kulit delima karena kulit delima mengandung senyawa tanin, flavonoid, alkaloid, dan asam organik.  Untuk  kandungan  senyawa  flavonoid  pada  kulit  delima  diketahui  sebagai  catechin,  epichatechin, epigallocatechin-3-gallate, flavan-3-ol, kaempferol, kaempferolerol-3-O-glucoside, kaempferol-3-O- rhamnoglucoside, luteolin, luteolin 7-O-glucoside, naringin, pelargonidin, prodelphindin, quercetin dan rutin yang berperan sebagai antimikroba [20]. Selanjutnya, ekstrak dimetil sulfoksida temu kunci menghasilkan nilai MIC dan MBC  paling  potensial  sebagai  antimikroba  karena  kandungan minyak atsiri, flavonoid, boesenbergin,  krachaizin, panduratin A, panduratin B, pinonstrobin, isoprenoid yang memberikan sifat antimikroba [21,22].
Dari  data  tersebut  juga  diketahui  bahwa  aktivitas  antimikroba  lebih  efektif  terhadap  bakteri  gram  positif dibandingkan  bakteri  gram  negatif.  Selain  karena  dinding  sel  bakteri  gram  negatif  lebih  tebal,  hal  tersebut dikarenakan bakteri gram negatif dapat memproduksi enzim laktamase secara konstitutif, sementara bakteri gram positif memproduksi enzim laktamase karena adanya proses induksi dari antimikroba. Maka bakteri gram negatif
lebih  resisten  daripada  bakteri  gram  positif.  Enzim  laktamase  ini  adalah  enzim  yang  berfungsi  untuk menginaktivasi antimikroba, sehingga antimikroba tidak dapat bekerja [23].

## Analisis Karakteritik Selulosa Bakteri
Tabel 3. Hasil morfologi pemukaan selulosa bakteri Artikel
Mikrograf SEM
Fatima dkk , 2021
Ket: BCB: BC dari media dasar; BCW: BC dari media tomat busuk; BCW/PE: BC ditambah ekstrak tanaman
Sajjad dkk ,2020
Ket: BC = BC murni; BC-Cur = BC diperkaya ekstrak kurkumin.
Artikel Mikrograf SEM
Jonsirivilai dkk , 2022
Ket: a) BC pembesaran X50000, b) BC-FT pembesaran X50000
Chen dkk , 2019
Ket: (a) LA-BC = BC murni (5 µm); (b) LA-BC = BC murni (1 µm); (c) MH-BC = BC diperkaya ekstrak murbei (5 µm); (d) MH-BC = BC diperkaya ekstrak murbei (1 µm).
Diameter serat LA-BC Gambar b sekitar 60 nm, dan yang dalam Gambar 3d adalah sekitar 200 nm.
El-wakil dkk , 2019
Artikel
Mikrograf SEM
(Kombucha/Coffe extract)  (c), penampang KBC/CE (kombucha BC/ coffe extract) pembesaran berbeda (d,e)
KBC terdiri dari nanofibers dengan diameter mulai dari 22 hingga 32 nm.
Analisis  morfologi  permukaan menggunakan  SEM  dan  FE-SEM  menunjukkan  bahwa  BC  terdiri  dari  serat fibril yang bertumpuk membentuk lapisan 3D. Selain itu, mikrograf serat BC juga menunjukkan jaringan berpori yang  memungkinkan  penyerapan  bahan  lain  seperti  ekstrak  tanaman  [24].  Dari  data  di  atas  diketahui  bahwa karakteristik  BC  murni  dan  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tanaman  menunjukkan  perbedaan  dari  serat  fibrillarnya. Hasil  mikrograf  dari  BC  yang  diperkaya  ekstrak  etanol  gwarri  [16], BC  diperkaya  ekstrak  kurkumin  [25],  BC diperkaya dimetil  sulfoksida  temu  kunci  [21],  dan  BC  diperkaya  ekstrak  etanol  kopi  [26]  memperlihatkan keberhasilan  impregnasi  ekstrak  tanaman  yang  menggunakan  metode  modifikasi ex  situ, menunjukkan  fibril selulosa  ditutupi  oleh  partikel  kecil  ekstrak  tanaman.  Hasil  yang  sama  juga  ditunjukkan  oleh  BC  yang  ditambah ekstrak  NaOH  daun  murbei  melalui  metode  modifikasi in  situ ,  ukuran  serat  BC-MH  lebih  besar  yaitu  200  nm dibandingkan BC murni yang berukuran 60 nm [24].

## Tabel 4 .   Hasil analisis FITR
Artikel
Spektrum FTIR
Bodea dkk , 2022
Ket: BC = BC murni; R1BC = BC diperkaya ekstrak rosemary; L1BC = BC diperkaya ekstrak lovage; O1BC = BC diperkaya ekstrak oregano; P1BC = BC diperkaya ekstrak peterseli.
1800 – 1500 cm -1 : C-C , C=O aromatik 1514 cm -1 : C=C fenol
1490 – 1100 cm -1 : CH 2 , C=C, CH 3, COO-, C-H, C-O-C
Artikel
Spektrum FTIR
Sajjad dkk ,2020
Ket: BC = BC murni; BC-Cur = BC diperkaya ekstrak kurkumin
1512 – 1518 cm -1 : aromatik cincin benzen kurkumin Jonsirivilai dkk , 2022
Ket. Spektrum atas BC-FT, spekrum bawah BC murni 1015 cm -1 , 984 cm -1 dan 950 cm -1 getaran tekuk C–H dari isoprenoid di fingerroot.
Artikel

## Spektrum FTIR
Chen dkk , 2019
Ket: LA-BC = BC murni; MH-BC = BC diperkaya ekstrak murbei
1600 – 1500 cm -1 : cincin benzene
1170 cm -1 : C-O-H 1600 cm -1 : C=O komponen hidrosilat dari struktur flavonoid El-wakil dkk , 2019
Ket: a) KBC (kombucha BC), b) KBC/CE (kombucha BC/ Coffe extract) 1542 cm -1 : C=C cincin aromatik asam klorogenat
1578 cm -1 : C=N kafein 1206 dan 1280 cm -1 : C–O dari gugus fenolik dan karboksilat
Artikel Spektrum FTIR
Indrianingsih dkk ,
2020
Ket: A: BC + teh hijau; B: BC + Rosella; C: BC + kembang sepatu pink; D: BC + kembang
sepatu merah
1635 cm -1 : C=C, C=O polifenol 1800 – 1380 cm -1 : aglikon antosianin
2369-2337 cm -1 : cincin aromatic yang didukung dengan adanya puncak serapan pada 1064 cm -1 gugus fungsi COC 2931 cm -1 : senyawa suberin 1111 cm -1 : CC dan CO polisakarida
Analisis  gugus  fungsi  pada  BC  yang  dilakukan  dengan  instrumen  spektrofotometer  FTIR  menunjukkan bahwa  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tanaman  memiliki  tambahan  puncak  serapan  selain  pada  BC  murni.  Hal  ini mengungkapkan  keberhasilan  impregnasi  ekstrak  tanaman  ke  dalam  jaringan  BC.  Ekstrak  tanaman  yang ditambahkan  ke  dalam  BC  akan  berikatan  dengan  gugus  fungsi  OH  dan  membentuk  ikatan  hidrogen  yang  kuat [26].
Diketahui puncak serapan selulosa bakteri murni di antaranya pada bilangan gelombang sekitar 3424 - 3265 cm -1 terdapat gugus fungsi OH, 2895 - 2859 cm -1 gugus fungsi C-H, 1640-1671 cm -1 gugus fungsi –CO, 1428 cm -1 untuk CH 2, 1167 – 1055 cm -1 untuk C-O-C, dan 1200 – 900 cm -1 gugus fungsi C-O dan C-C, 896-898 cm -1 getaran simetris dari ikatan β-glikosida [2, 21, 24, 25, 27]. Sementara untuk BC yang diperkaya ekstrak tanaman terdapat penambahan  puncak  serapan.  Pada  artikel  Bodea, dkk [16]  ditunjukkan  pada  serapan  puncak  1800-1500  cm -1 adanya C-C dan C=C aromatik. Puncak serapan pada bilangan gelombang 1276 – 1280 cm -1 untuk Ar-O pada aril eter  ditunjukkan  oleh  semua  sampel  kecuali  BC  murni,  1514  cm -1 untuk  C=C  fenol,  1112-1114  cm -1 vibrasi alkohol(C-OH),  C-O  ester.  Fenol  memiliki  aktivitas  antibakteri  yang  bekerja  dengan  mekanisme  kerja  kerusakan membran bakteri, penghambatan faktor virulensi seperti enzim dan racun [28].
Pada artikel Sajjad, dkk [24], serapan puncak 1512-1518 cm -1 menunjukkan adanya cincin aromatik benzen dari kurkumin. Kurkumin sendiri memiliki sifat antimikroba yang dapat menghambat replikasi DNA mikroba dan merusak membran sel bakteri dan mengurangi motilitas mikroorganisme [29].
Pada  artikel  Jonsirivilai, dkk [30],  serapan  puncak  1015,  984,  950  cm -1 menunjukkan  adanya  C-H  dari isoprenoid temu kunci. Isoprenoid yang mencangkup triterpenoid dan fitosterol dianggap sebagai senyawa penting sumber daya alam potensial untuk senyawa obat. Beberapa aktivitas biologis telah dibuktikan salah satu nya yaitu antimikroba [30].
Pada artikel Chen, dkk [23], serapan puncak 1500 – 1600 cm -1 menunjukkan adanya cincin benzen, 1170 cm -1 untuk C-O-H, dan 1600 cm -1 untuk C=O komponen hidrosilat dari struktur flavonoid. Kandungan flavonoid pada tumbuhan  diketahui  memiliki  sifat  antibakteri  dengan  cara  melepaskan  energi  tranduksi  terhadap  membrane sitoplasma bakteri dan menghambat motilitas bakteri [31]. Adapula mekanisme lainnya yaitu gugus hidroksil pada struktur flavonoid mengakibatkan perubahan komponen organik dan transport nutrisi yang akhirnya menimbulkan efek toksik terhadap bakteri [32].
Pada  artikel  El-wakil, dkk [25],  serapan  puncak  1542  cm -1 untuk  cincin  aromatik  dalam  asam  klorogenat, 1578  cm -1 untuk  C=N  kafein,  1206-1280  cm -1 untuk  C-O  gugus  fenolik  dan  karboksilat.  Kandungan  asam
klorogenat,  kafein  dan  fenolik  pada  kopi  arabika  berhasil  memberikan  sifat  antimikroba  pada  BC  dengan mekanisme mengubah struktur membrane sitoplasma, mengganggu gaya motif proton, aliran electron dan transport aktif  mikroorganisme.  Aktivitas  antimikroba  kopi  tidak  disebabkan  oleh  satu  mekanisme  spesifik  dan  mengarah pada beberapa target sel [33,34].
Pada artikel Indrianingsih, dkk [2], puncak serapan 1635 cm -1 untuk C=C dan C=O senyawa polifenol dari sampel  BC  diperkaya  ekstrak  etanol  teh  hijau.  BC  yang  diperkaya  dengan  ekstrak  etanol  rosella  menunjukkan puncak  serapan pada  bilangan  gelombang  1800-1380  cm -1 dari  kandungan  senyawa  aglikon antosianin  dan  2369- 2337 cm -1 untuk cincin aromatik yang didukung dengan adanya puncak serapan pada 1064 cm -1 dari gugus fungsi COC.  BC  yang  diperkaya  ekstrak  etanol  kembang  sepatu  varian  merah  dan  merah  muda  mempunyai  puncak serapan yang hampir mirip, pada bilangan gelombang 2931 cm -1 untuk gugus fungsi CH dari suberin dan 1111 cm -1 untuk  CC  dan  CO  polisakarida.  Polifenol  dari  teh  hijau  merupakan  turunan  senyawa  flavonoid  yang  diketahui mempunyai  sifat  antimikroba  melalui  tiga  cara  yaitu,  pembunuhan  langsung  bakteri,  aktivitas  sinergis  antibiotik, dan  pelemahan  patogenisitas  bakteri  [35].  Kandungan  aglikon  antosianin  pada  rosella  diketahui  mempunyai  sifat antimikroba yang disebabkan oleh kerusakan sel atau pertumbuhan sel yang tidak bisa dikendalikan dan berujung pada  kematian  sel  [36].  Kandungan  polisakarida  pada  kembang  sepatu  varian  merah  dan  varian  merah  muda memberikan  sifat  antimikroba  pada  BC  dengan  mekanisme    penghambatan  mengubah  permeabilitas  dinding  sel dan membrane, merusak protein membrane yang mengakibatkan kerusakan struktural dan pelepasan komponen sel termasuk protein dan elektrolit.
Dari  data  di  atas  diketahui  bahwa  karakteristik  BC  murni  dan  BC  yang  diperkaya  ekstrak  tanaman menunjukkan  perbedaan  struktur  fibrillar  jaringan  tiga  dimensi  yang  dianalisis  dengan  SEM  dan  perbedaan kandungan gugus fungsi yang dianalisis dengan FTIR.

## KESIMPULAN
Modifikasi terhadap BC menjadi hal yang penting untuk pengembangan BC untuk berbagai aplikasi. Selain meningkatkan  sifat  yang  ada,  modifikasi  ini  juga  akan  menghasilkan  sifat  yang  baru.  Pendekatan  pengembangan strategi  sintetik  telah  menyebabkan  metode  baru  sintesis  komposit.  Sifat  fisik,  kimia,  dan  biologi  yang  telah diperbaiki  akan  meningkatkan  aplikasi  BC  pada  bidang  biomedis,  elektronik,  dan  lingkungan.  Dalam  review  ini, sifat  antimikroba  telah  ditambahkan  dalam  BC  dengan  pendekatan  metode in-situ dan ex-situ menggunakan beberapa  ekstrak  tanaman.  Dengan  demikian,  informasi  yang  tercantum  dalam  artikel  ini  akan  memberikan wawasan tentang perkembangan dan aplikasi BC termodifikasi di masa depan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Stumpf,  T.  R.,  Yang,  X.,  Zhang,  J.,  Cao,  X.  (2016).  In  situ  and  ex  situ  modification  of  bacterial cellulose for application in tissue engineering. Materials Science and Engineering C . 32374-8.
[2]   Indrianingsih,  A. W., Rosyida, V. T., Apriyana,  W., Hayati, N. S., Darsih, C., Nisa, K., Ratih, D. (2020).  Antioxidant  and  antibacterial  properties  of  bacterial  cellulose-  Indonesian  plant  extract composites for mask sheet. Journal of Applied Pharmaceutical Science. I10(07):037-042.
[3]   Jozala, A. F., Pertile, R. A. N., Santos,  C., Ebinuma, V. (2014). Bacterial  cellulose production by Gluconacetobacter  xylinus by  employing  alternative  culture  media. Applied  Microbiology  and Biotechnology. 99: 1181-1190.
[4]   Fatima,  A.,  Yasir,  S.,  Khan,  M.  S.,  Manan,  S.,  Ullah,  M.  W.,  UI-Islam,  M.  (2021).  Plant  extract- loades  bacterial  cellulose  composite  membrane  for  potential  biomedical  applications. Journal  of Bioresources and Bioproducts. 26-32.
[5]   Orlando,  I.,  Basnett,  P.,  Nigmatulllin,  R.,  Wang,  W.,  Knowles,  J.C.,  Roy,  I.  (2020)  Chemical Modification  of  Bacterial  Cellulose  for  the  Development  of  an  Antibacterial  Wound  Dressing. Front. Bioeng. Biotechnol . 8.
[6]   Chen,  J.,  Chen,  C.,  Xunran,  X.G.L.,  Hao,  Q.,  Sun,  D.  (2019).  In  situ  preparation  of  bacterial cellulose  with  antimicrobial  properties  from  bioconversion  of  mulberry  leaves. Carbohydrate Polymers . 170-175.
[7] Gupta,  A.,  Low,  W.L.,  Radecka,  I.,  Britland,  S.T.,  Mohd  Amin,  M.C.I.,  Martin,  C.  (2016). Characterisation and in vitro antimicrobial activity of biosynthetic silver-loaded bacterial cellulose hydrogels. J. Microencapsul. 33(-): s725–734.
[8] Horue,  M.,  Cacicedo,  M.L.,  Fernandez,  M.A.,  Rodenak-Kladniew,  B.,  Torres  Sánchez,  R.M.,
doi : 10.30872/jkm.v20i2.1203
Castro,  G.R.  (2020).  Antimicrobial  activities  of  bacterial  cellulose-Silver  montmorillonite nanocomposites for wound healing. Mater. Sci. Eng. C . 116:111152.
[9] Faisul, A.F.A., Mohd Fauzi, F.N.A., Tong, W.Y., Syed Abdullah, S.S. (2019). Interaction of silver sulfadiazine  wıth  bacterial  cellulose  via  ex-situ  modification  method  as  an  alternative  diabetic wound healing. B iocatal. Agric. Biotechnol . 21(-):101332.
[10]  Janpetch, N., Saito, N., Rujiravanit, R. (2016). Fabrication of bacterial cellulose-ZnO composite via solution plasma process for antibacterial applications. Carbohydr. Polym . 148(-): 335–344.
[11]  Shahmohammadi,  J.F.,  Almasi,  H.  (2016).  Morphological,  physical,  antimicrobial  and  release properties of ZnO nanoparticles-loaded bacterial cellulose films. Carbohydr. Polym . 149(-): 8–19.
[12]  Khan, S., Ul-Islam, M., Khattak, W.A., Ullah, M.W., Park, J.K. (2015). Bacterial cellulose-titanium dioxide nanocomposites: nanostructural characteristics, antibacterial mechanism, and biocompatibility. Cellulose . 22(1): 565–579.
[13]  Ullah, M.W., Ul-Islam, M., Khan, S., Kim, Y., Jang, J.H., Park, J.K. (2016). In situ synthesis of a bio-cellulose/titanium dioxide nanocomposite by using a cell-free system. RSC Adv . 6(27): 22424– 22435.
[14]  Kamal,  T.,  Ul-Islam, M., Khan,  S.B., Bakhsh, E.M., Chani, M.T.S.  (2022).  Development  of plant extract impregnated bacterial cellulose as a green antimicrobial composite for potential biomedical applications. Industrial Crops and Products . 187.
[15]  Liu,  T.,  Liu,  Y.,  Liu,  M.,  Wang,  Y.,  He,  W.,  Shi,  G.  et  al.  (2018).  Synthesis  of  graphene  oxide- quaternary  ammonium  nanocomposite  with  synergistic  antibacterial  activity  to  promote  infected wound healing. Burn. Trauma . 6: 115.
[16]  Siddhan,  P.  K.  S.,  Basavaraj,  J.  (2016).  Biosynthesis  of  bacterial  cellulose  imparting  antibacterial property through novel Bio-Agents. Research Journal of  Biotechnology. 11(9).
[17]   Mosiewicki,  M.  A.,  Marcovich,  N.  E.,  Aranguren,  M.  I.  (2011).  Charecterization  of  fiber  surface treatments in natural fiber composites by infrared and Raman spectroscopy – interface engineering of  natural  fiber  composite  for  maximum  performance  (interface  engineering  of  natural  fiber composite for maximum performance) ed. Zaferopoulos N, (Cambridge: Woodhead Publishing) pp: 117-45.
[18]   Koboyashi, M., Zhu, Y., Nichols, N., Lampen, O. (1987). A second regulatory encoding a penicillin binding protein reguired for induction of betalactamase. J of Bacteriology, 169(9):3873-76.
[19]   Moradian,  S.,  Almasi,  H.,  Moin,  S.  (2017).  Development  of  bacterial  cellulose-based  active membranes  containing  herbal  extracts  for  shelf  life  extension  of  button  mushrooms  ( Agaricus bisporus). J Food Process Preserv. (3):1–13.
[20]   Jonsirivilai, B., Torgbo, S., Sukyai, P. (2022). Mutifunctional filter membrane for face mask using bacterial cellulose for highly efficient particulate matter removal. Cellulose, 29(21): 1-20.
[21]   Ongwisespaiboon,  O.,  Jiraungkoorskul,  W.  (2017).  Fingerroot, Boosenbergia  rotunda and  its aphrodisiac activity. Pharmacognosy Review. 11(21):27.
[22]   Hayati,  Z.,  Yulia,  W.,  Karmil,  T.  F.,  Azmy,  A.  (2012).  Anti-bacterial  activity  of  rosella  flowers extract ( Hibiscus sabdariffa linn ) ininhibiting bacterial growth methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Uninet biosciences conference,. (2)1:22-24.
[23]   Chen,  J.,  Chen,  C.,  Xunran,  X.  G.  L.,  Hao,  Q.,  Sun,  D.  (2019).  In  situ  preparation  of  bacterial cellulose  with  antimicrobial  properties  from  bioconversion  of  mulberry  leaves. Carbohydrate Polymers, 170-175.
[24]   Sajjad,  W.,  He,  F.,  Ullah,  M.  W.,  Ikram,  M.,  Shah,  S.,  Khan,  R.,  Khan  T.,  Khalid,  A.,  Yang,  G., Wahid,  F.  (2020).  Fabrication  of  bacterial  cellulose-curcumin  nanocomposite  as  a  novel  dressing for partial thickness skin burn. Front. Bioengineering and Biotechnology. 8: 553037.
[25]   El-Wakil,  N.  A.,  Hassan,  E.  A.,  Hassan,  M.  L.,  El-Salam,  S.  S.  (2019).  Bacterial cellulose/phytochemical’s  extract  biocomposites  for  potential  ective  wound  dressings. Environmental Science and Pollution Research. 26(26):26529–41.
[26]   Bodea,  I. M., Catunescu, G. M.,  Pop, C. R.,  Fit, N.  I., David,  A. P.,  Dudescu, M. C., Stanila,  A.,
Rotar,  A.  M.,  Beteg,  F.  L.  (2022).  Antimicrobial  properties  of  bacterial  cellulose  films  enriched with bioactive herbal extracts obtained by microwave-assisted extraction. Polymers. 14: 1435.
[27]   Majdanik, M. M., Kepa, M., Wojtyczka, R. D., Idzik, D., Wasik, J. T. (2018). Phenolic compound diminish  antibiotic  resistance  of Staphylococcus  aureus clinical  strain. Int  J  Environ  Res  Public Health. 15(10): 2321.
[28]   Adamczak,  A.,  Ozarowski,  M.,  Karpinski,  T.  M.  (2020).  Curcumin,  a  natural  antimicrobial  agent with strain-spesific activity. Pharmaceuticals. 13(7):153.
[29]   Bandaranayake,  W.  M.  (2002).  Bioactivities,  bioactive  compound  and  chemical  constituents  of mangrove plant. Wetland ecology and management, 10:421-452.
[30]   Mirzoeva, O. K., Grishanin, R. N., Calder, P. C. (1997). Antimicrobial action of propolis and some of  its  components:  the  effect  on  growth,  membrane  potential  and  motility  of  bacteria. Microbial. 152(5):239-46.
[31]   Di  carlo,  D.,  Macolo,  N.,  Izzo,  A.  A.,  Capasso,  F.  (1999).  Flavonoids:  old  and  new  aspects  of  a class of natural therapeutic drugs. Life sci. 64(4):337-53.
[32]   Martinez-Tome,  M.,  Jimenez-Monreal,  A.  M.,  Garcia-jimenez,  L.,  Almela,  L.,  Garcia-Diz,  L., Mariscal-Arcas, M.,  Murcia, M.  A. (2021). Assement of antimicrobial activity of coffe brewed in three different ways from different origins. Eur Food Res Technol. 223:497-505.
[33]   Wijaya, W., Ridwan, R. D., Budi, H. S. (2017). Antibacterial ablility of Arabica ( coffe Arabica) and robusta ( coffe canenphora ) coffe extract on Lactobacillus acidophilus , Dental Journal. 49(2):99.
[34]   Xie,  Y.,  Chen,  J.,  Xiao,  A.,  Liu,  L.  (2017).  Antibacterial  activity  of  olyphenols:  structure-activity relationship and influence of hyperglycemic condition. 22(11):1913.
[35]   Westfall, A. (2015). Evaluation of the  efficacy of anthocyanins ada biologically active ingredients in lipstick formulation. Thesis, Ohio: Ohio State University.
[36]   Zhang,  Y.,  Wu,  Y.  T.,  Zheng,  W.,  Han  X.  X.  (2017).  The  antibacterial  activity  and  antibacterial mechanism of polysaccharide from Cordyceps cicadae. Journal of functional foods. 38:273-279.