Judul: Bionanocomposite Films with ZnO Nanoparticles as A Filler: A Meta-analysis Study
Abstrak: Bionanokomposit film berbasis biopolimer yang dikombinasikan dengan filler nanopartikel ZnO sedang banyak dikembangkan. Namun, terdapat hasil penelitian yang beragam diantara studi individu dimana sebagian penelitian menunjukkan hasil positif yang mampu memperbaiki sifat kemasan, namun sebagian penelitian lain menunjukkan hasil sebaliknya. Di samping itu, perbedaan parameter nanopartikel ZnO, seperti bentuk, ukuran, metode sintesis, dan jumlah konsentrasi yang digunakan dapat memengaruhi sifat bionanokomposit film yang dihasilkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian yang menyeluruh dan sistematis dengan meta-analisis untuk mengetahui pengaruh perbedaan parameter nanopartikel ZnO yang ditambahkan pada bahan pembentuk kemasan berbasis biopolimer terhadap karakteristik bionanokomposit film. Kajian meta-analisis ini dibatasi pada objek meta-analisis berupa karakteristik bionanokomposit film dasar, seperti kuat tarik, elongasi, permeabilitas uap air, penghalang sinar ultraviolet (UV), dan antimikroba. Kontrol yang digunakan pada kajian ini adalah bionanokomposit film tanpa penambahan nanopartikel ZnO. Penelitian ini dilakukan dalam 6 tahapan, yaitu perumusan pertanyaan penelitian, penelitian pendahuluan, penentuan kriteria inklusi dan eksklusi, pengumpulan sumber studi, ekstraksi data, dan analisis data. Berdasarkan pencarian sumber studi yang dilakukan pada 10 database jurnal internasional terindeks Scopus, diperoleh sebanyak 47 artikel untuk dilakukan meta-analisis. Dalam melakukan pengolahan data digunakan software OpenMEE dengan metode meta-analisis yang digunakan sebagai ukuran efek (effect size) adalah Standardized Mean Difference (SMD) yang berupa Hedges’ d. Effect size merupakan luaran utama yang dihasilkan pada olahan data meta-analisis karena dapat mengukur perbedaan antara film yang ditambahkan dengan nanopartikel ZnO dengan film kontrol. Di samping itu, dilakukan pengujian heterogenitas studi, bias publikasi, analisis subkelompok (subgroup), dan meta-regresi untuk melengkapi hasil meta-analisis. Hasil penelitian pada analisis utama menunjukkan bahwa penambahan ZnO-NPs meningkatkan semua karakteristik film yang diamati secara signifikan (p <0,05) karena nilai p semua parameter < 0,001. Nilai keseluruhan ukuran efek (overall effect size) beserta 95% CI untuk sifat kuat tarik, elongasi, WVP, penghalang sinar UV, dan antimikroba secara berurutan, yaitu 2,014 (1,453 s.d. 2,575); -1,534 (-2,121 s.d. -0,948); -3,624 (-4,408 s.d. -2,840); -15,861 (-22,494 s.d. -10,948); dan -27,217 (-31,970 s.d. -22,463). Selain itu, nilai I2 pada semua parameter bernilai >50% dengan nilai p < 0,001. Hal tersebut menandakan terdapat heterogenitas yang cukup tinggi sehingga diamati pengaruh variabel moderator ZnO-NP (bentuk, ukuran, metode sintesis, dan jumlah konsentrasi ZnO-NP) terhadap seluruh parameter bionanokomposit film menggunakan analisis subgroup dan meta-regresi. Hasil analisis subgroup menunjukkan bahwa penggunaan ZnO dengan kisaran ukuran 1-100 nm yang disintesis secara komersial, fisik, atau kimia dengan morfologi batang dan tidak beraturan mampu meningkatkan semua karakteristik film yang diamati. Selanjutnya, penambahan ZnO-NPs pada tingkat konsentrasi tertentu dapat mempengaruhi karakteristik bionanokomposit film yang dihasilkan. Hasil meta-regresi menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi ZnO-np yang ditambahkan mampu menurunkan nilai elongasi film secara signifikan. Selain itu, penggunaan matriks biopolimer polilaktat mampu menghasilkan sifat mekanik yang unggul, sedangkan polisakarida mampu memberikan sifat penghalang uap air, sinar UV, dan antimikroba yang optimal ketika digunakan bersama dengan nanopartikel ZnO dengan teknik solution casting. Hasil analisis bias publikasi dengan Rosenthal’s fail-safe-number menyatakan bahwa meta-analisis yang dilakukan kuat (robust) terhadap adanya bias publikasi karena nilai Nft pada seluruh parameter bionanokomposit film yang diamati lebih dari 5N+10. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa hasil temuan dari kajian meta-analisis ini dapat digunakan sebagai pedoman untuk mengambil suatu keputusan
Keyword: Active packaging, Bionanocomposite films, Meta-analysis, Zinc oxide nanoparticles, ZnO morphology