Serat alami dari biomassa lignoselulosa merupakan sumber daya polimer terbarukan (selulosa) paling melimpah yang tersedia saat ini, dengan toksisitas rendah dan biokompatibilitas tinggi. Oleh karena itu, partikel selulosa padat dengan jejak karbon rendah dan densitas rendah memiliki potensi untuk bertindak sebagai pengemulsi dengan mengatur permukaan selulosa secara kimiawi untuk memenuhi formulasi dan spesifikasi produk tertentu [6].
Dengan demikian, tujuan dari tinjauan ini adalah untuk fokus pada pengemulsi Pickering berbasis bio dari serat alami selulosa nano-emerged (nanoselulosa) untuk berbagai jenis aplikasi yang aman. Gambaran umum biomassa lignoselulosa dan karakteristik selulosa dan berbagai jenis nanoselulosa berdasarkan pakan biomassa mentah, morfologi dan ukuran, dan metode persiapan yang berpotensi dapat diterapkan sebagai pengemulsi Pickering disediakan. Selain itu, studi tentang penggunaan emulsi Pickering berbasis nanoselulosa (sistem air-minyak yang berbeda) untuk berbagai aplikasi tidak beracun dibahas. Sifat hidrofilik dari nanoselulosa membatasi dispersi dan formulasi air-minyaknya. Dengan demikian, berbagai jenis modifikasi permukaan nanoselulosa dengan bagian organik tidak beracun dan fungsionalisasi dengan senyawa aktif hidrofobik (misalnya obat, antioksidan, hormon, enzim, dan vitamin) disorot. Aspek pengemulsi Pickering yang efektif, mekanisme stabilisasi sistem emulsi yang distabilkan oleh CNC dan CNF, dan faktor-faktor yang mempengaruhi emulsi Pickering berbasis CNC dan CNF dirangkum dalam ulasan ini. Terakhir, kami membahas profil toksisitas dan pedoman penilaian risiko untuk seluruh siklus hidup nanoselulosa dari bahan baku segar hingga akhir masa pakai produk..
Para peneliti telah didorong untuk menerapkan penggunaan nanoselulosa untuk aplikasi non-toksik karena sifat fisik, kimia, dan biologisnya yang luas. Karena ukuran nano mereka, mereka memiliki karakteristik unik, termasuk kekuatan mekanik yang tinggi, luas permukaan yang tinggi, reaktivitas kimia permukaan, sifat penghalang, pembaharuan, biodegradabilitas, biokompatibilitas, dan non-toksisitas [58,59]. Karena nanoselulosa dikenal sebagai bahan polimer berbasis bio yang dilengkapi dengan sifat unik dan biokompatibilitas serta dapat diperbarui, nanoselulosa dapat digunakan dalam berbagai cara di banyak bidang ramah lingkungan, terutama di industri makanan, kosmetik, dan farmasi. Dalam industri makanan, telah digunakan sebagai bahan tambahan makanan dan bahan kemasan makanan. Selain itu, sitotoksisitasnya yang rendah dan biokompatibilitasnya yang tinggi telah menarik banyak perhatian di bidang biomedis, yang telah digunakan dalam aplikasi perawatan kesehatan [46]. Karena ukurannya yang nano, ia juga mampu bertindak sebagai pembawa obat yang efektif yang dapat menembus pori-pori kulit baik untuk penggunaan obat maupun kosmetik.
Karena nanoselulosa mengandung banyak gugus hidroksil pada permukaannya, ia cenderung berkumpul dalam pelarut non-polar, yang membatasi aplikasi dan penggunaannya. Untuk mengatasi masalah ini, ia harus mengalami modifikasi permukaan untuk mengubah karakteristik hidrofilisitasnya melalui interaksi kimia, fisik, atau bahkan biologis. Ada banyak pendekatan untuk fungsionalisasi nanoselulosa seperti esterifikasi, eterifikasi, sililasi, pencangkokan polimer, dan lain-lain. Gambar 1 menampilkan beberapa modifikasi permukaan umum nanoselulosa melalui pendekatan kimia, fisik, dan biologis.
Dengan pesatnya pertumbuhan minat ilmiah dan teknologi dalam nanoselulosa dari akademisi dan pemain industri untuk aplikasi berbasis non-toksik, lebih banyak penelitian telah berfokus pada penggunaan nanoselulosa sebagai pengemulsi Pickering yang memenuhi aspek berkelanjutan, ramah lingkungan, aman, dapat dimakan, dan biokompatibilitas untuk makanan, kecantikan, perawatan pribadi, dan produk berbasis kebersihan. Selain itu, mekanisme stabilisasi CNC dan CNF dalam emulsi Pickering telah ditetapkan dengan baik oleh para peneliti. Secara umum, mekanisme stabilisasi CNC mengikuti adsorpsi partikel yang tidak dapat diubah untuk membentuk film antarmuka, yang menyebabkan penghalang sterik di antara tetesan. Untuk mekanisme stabilisasi berbasis CNF, pola dispersi yang disukai adalah melalui pembentukan jaringan 3D yang menyelubungi tetesan emulsi, yang menghambat pergerakannya. Namun, profil mekanisme stabilisasi untuk jenis nanoselulosa lain seperti nanoselulosa amorf dan nanokristaloid selulosa berbulu harus dipelajari untuk menentukan potensi efisiensi pengemulsi.
Penulis: M Zakki Fahmi
Link Asli Paper:
