Judul: Rekayasa Proses Produksi Antimicrobial Pads Berbasis Selulosa dan Nanoselulosa
Abstrak: Kemasan aktif antimikroba dalam pads muncul karena tuntutan jaminan mutu dan keamanan produk pangan segar oleh konsumen untuk meningkatkan umur simpan produk pangan segar. Penelitian ini dilakukan dalam mengisolasi nanoserat selulosa (CNF), memproduksi bantalan berbasis selulosa, formulasi nanoemulsi antimikroba, menentukan model kinetika laju pelepasannya yang mana bantalan selulosa di spray dengan nanoemulsi antimikroba dan aplikasi umur simpan daging ayam dengan menambahkan antimicrobial pads. Serat TKKS mengandung selulosa, hemiselulosa dan lignin masing-masing 58,32%, 21,61% dan 8,79%. Serat ini berpotensi digunakan sebagai bahan selulosa. Proses isolasi selulosa dilakukan dalam dua tahap yaitu proses delignifikasi dan bleaching. Proses delignifikasi menggunakan konsentrasi NaOH 10% (b/v) selama 1 jam, pada suhu 100 oC dan dilanjutkan dengan proses bleaching 1 menggunakan hidrogen peroksida selama 1,5 jam pada suhu 90 oC dan bleaching 2 menggunakan alkali hidrogen peroksida selama 30 menit, sehingga dihasilkan selulosa TKKS. Proses ini mampu meningkatkan kemurnian selulosa yang ditandai dengan peningkatan kadar selulosa dari 58,32% menjadi 91,1%, sedangkan kadar lignin menurun dari 8,79% menjadi 1,66% dan hemiselulosa dari 21,61% menjadi 1,66%. Karakteristik ini berpotensi digunakan sebagai agen penguat dan slow release dari bahan nanofibrillated cellulose (NFC). Nanoserat selulosa telah berhasil diisolasi dengan perlakuan mekanik dengan menggunakan ultra-fine grinder dengan kecepatan 1500 rpm gap level -10 (5 kali proses), -20 (5 kali proses), gap level -30 (5 kali proses), -40 (5 kali proses), gap level -50 (5 kali proses) dan gap level -60 (5 kali proses) secara bertahap. Selanjutnya suspensi diultrasonikasi dengan 80% amplitudo selama 60 menit sehingga diperoleh nanoselulosa dengan karakteristik ukuran serat yaitu 96 nm dan panjang lebih 1000 nm, derajat kristalinitas 74% dan stabilitas termal 350 0C. Nanoserat selulosa ini berpotensi sebagai matriks komposit antimicrobial pads, dimana komponen utama terdiri dari cellulosic pads dan nanoemulsi antimikroba. Aplikasi NFC pada komposit cellulosic pads menunjukkan bahwa penambahan NFC berpengaruh positif terhadap sifat mekanik cellulosic pads. Perlakuan terbaik dari percobaan produksi komposit cellulosic pads adalah penambahan nanofiber selulosa 8% dengan nilai tensile strength 0,152 KgF/cm2, elongasi 4,134%, tear strength 0,074 KgF/cm2, kadar air 8%, tebal 0,766 mm, gramasi 155,98 gsm, volume bulk 4,95 cm3/g. Formulasi nanoemulsi antimikroba dengan perlakuan konsentrasi nano serat selulosa berpengaruh signifikan terhadap viskositas, namun tidak berpengaruh signifikan pada respon densitas dan pH. Hasil kinerja terbaik dari daya hambat perlakuan formulasi nanoemulsi antimikroba yang di spray coating pada cellulosic pads adalah konsentrasi nanoselulosa 3% dengan respon daya hambat E. coli 17,25 mm dan daya hambat S. aureus 21,5 mm. Karakteristik nanoemulsi antimikroba adalah ukuran nanoemulsi 232,03 nm, PdI 0,383 dan zeta potential 26,7 mV. Model pelepasan senyawa aktif dari antimicrobial pads mengikuti Model Korsmeyer-Peppas dengan persamaan y =0,5784x+1,2043 melalui mekanisme relaksasi rantai polimer dengan laju pelepasan per hari sebesar 0,5784 %/hari. Aplikasi umur simpan pada daging ayam yang dikemas dalam bentuk kemasan ritel menunjukkan masa simpan dengan perlakuan penambahan antimicrobial pads bisa bertahan hingga 9 hari, sedangkan tanpa penambahan antimicrobial pads hanya 6 hari mengacu pada SNI 3924-2009.
Keyword: cellulosic pads, chicken meat, mechanical properties, nanoemulsion