Pembentukan nanosfera selulosa dan potensinya sebagai pembawa lisozim

Abstract

Lisozim merupakan enzim semula jadi yang memiliki sifat antimikrob. Fungsi lisozim dipengaruhi oleh keadaan persekitaran seperti suhu, pH, dan kehadiran agen denaturasi (seperti urea). Oleh itu, penggunaan lisozim terbebas terbatas kerana ia mudah dipengaruhi oleh keadaan persekitaran yang menyebabkan ketidakstabilan dan aktiviti yang tidak konsisten. Bagi menangani isu tersebut, kajian ini memperkenalkan nanosfera selulosa (NS) sebagai pembawa kepada lisozim kerana kelebihan yang dimiliki oleh selulosa sendiri. Kaedah kajian dibahagikan kepada tiga bahagian utama iaitu (i) penghasilan NS, (ii) lisozim terimpregnasi NS (NS-Lis) serta (iii) penilaian aktiviti dan sifat antibakteria bagi NS-Lis. Penghasilan NS dilakukan melalui kaedah emulsi air dalam minyak (W/O) dengan menggunakan linter kapas selulosa tanpa rawatan (LK) dan linter kapas terawat (LKT). Pencirian sifat fizikal bagi sampel LK dan LKT dikaji. Kesan kepekatan selulosa (1 hingga 3 bt%) dan nisbah W/O (1:7, 1:9 dan 1:11) terhadap NS terbentuk daripada LK dan LKT diciri bagi memperolehi purata saiz, indeks kepoliserakan (PDI), potensi zeta (ZP), morfologi dan struktur bentuk. Bagi penghasilan NS-Lis pula, NS diimpregnasikan ke dalam larutan lisozim yang berbeza kepekatan (0.2 hingga 1.0 mg/mL) serta berlainan nisbah lisozim kepada NS (1:3, 1:5 dan 1:7). Aktiviti enzim pula dijalankan dengan mengkaji kesan suhu (25, 40, 55 dan 70 ℃), pH (3 hingga 8) dan kepekatan urea (2 hingga 6M) terhadap lisozim terbebas dan NS-Lis. Sifat antibakteria diuji melalui kaedah zon perencatan terhadap bakteria Gram positif iaitu Bacillus subtilis. Kajian mendapati berat molekul (Mw) dan darjah pempolimeran (DP) bagi LK telah menurun sejumlah sepuluh kali ganda, lalu menjadikan sampel LKT memiliki keterlarutan yang tinggi berbanding LK. Morfologi bagi sampel LK adalah berbentuk gentian panjang manakala LKT pula bersaiz lebih kecil dan berbentuk sfera. Penghasilan NS daripada LKT mempamerkan purata saiz dan PDI yang lebih terkawal serta ZP yang lebih tinggi berbanding LK. Didapati, NS daripada 3 bt% LKT bernisbah 1:11 W:O merupakan sampel yang terbaik. Kecekapan impregnasi lisozim menunjukkan purata penurunan sehingga 20% apabila kepekatan lisozim meningkat kepada 1.0 mg/mL. Bagi aktiviti enzim, NS-Lis mempamerkan aktiviti yang lebih tiggi dengan memiliki empat kali ganda peningkatan aktiviti enzim berbanding lisozim terbebas pada suhu denaturasi enzim (70 ℃ ). NS-Lis turut menunjukkan tiga kali ganda peningkatan aktiviti enzim pada pH ekstrem iaitu pH 3. Manakala, lisozim terbebas pula tidak mempamerkan sebarang aktiviti pada suhu 70 ℃ dan hanya mengekalkan aktiviti sebanyak 6.46 U/mg pada pH 3. Analisis asai piring menunjukkan NS-Lis memiliki sifat antibakteria dengan kehadiran zon perencatan terhadap B. subtilis. Kesimpulannya, kajian ini membuktikan aktiviti dan kestabilan lisozim dapat dipertingkatkan dengan mengimpregnasikannya kepada NS yang terbukti mampu bertindak sebagai pembawa yang efisen.