ENKAPSULASI ASAM FOLAT MENGGUNAKAN ...repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789/48415/...ENKAPSULASI ASAM FOLAT MENGGUNAKAN NANOPARTIKEL KITOSAN DENGAN METODE GELASI IONIK

ENKAPSULASI ASAM FOLAT

MENGGUNAKAN NANOPARTIKEL KITOSAN

DENGAN METODE GELASI IONIK

SKRIPSI

ISTIANAH

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M/1441 H

ENKAPSULASI ASAM FOLAT

MENGGUNAKAN NANOPARTIKEL KITOSAN

DENGAN METODE GELASI IONIK

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh:

ISTIANAH

11150960000026

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M/1441 H

ABSTRAK

ISTIANAH. Enkapsulasi Asam Folat Menggunakan Nanopartikel Kitosan

dengan Metode Gelasi Ionik. Dibimbing oleh EVI TRIWULANDARI dan SITI

NURBAYTI

Asam folat dienkapsulasi menggunakan nanopartikel kitosan dengan

metode gelasi ionik menggunakan polianion STPP (sodium tripolyphosphate),

alginat, karagenan dan SDS (sodium dodecylsulphate). Penelitian ini mempelajari

tentang kondisi optimum pembuatan nanopartikel kitosan meliputi konsentrasi

asam asetat dan rasio volume kitosan-polianion, pengaruh jenis polianion (STPP,

alginat, karagenan, dan SDS) dan pengaruh penambahan polianion (alginat,

karagenan, dan SDS) terhadap nanopartikel kitosan-STPP. Berdasarkan penelitian

kondisi optimum yang dihasilkan yaitu konsentrasi asam asetat sebesar 0,2%

untuk melarutkan kitosan dan rasio volume kitosan-polianion sebesar 3:1.

Nanopartikel kitosan-STPP menghasilkan ukuran partikel terkecil yaitu 109,22 ±

2,49 nm dan nanopartikel kitosan-karagenan memiliki ukuran partikel terbesar

yaitu 615,30 ± 13,74 nm. Nanopartikel kitosan-STPP juga memiliki efisiensi

enkapsulasi asam folat terkecil yaitu sebesar 37,60 ± 2,81% sedangkan

nanopartikel kitosan-SDS memiliki efisiensi enkapsulasi terbesar yaitu 70,96 ±

0,03%. Penambahan polianion alginat, karagenan, dan SDS terhadap nanopartikel

kitosan-STPP menjadikan ukuran partikel dan efisiensi enkapsulasi nanopartikel

yang dihasilkan bertambah besar.

Kata kunci: Asam folat, enkapsulasi, gelasi ionik, kitosan, nanopartikel,

polianion

ABSTRACT

ISTIANAH. Encapsulation of Folic Acid using Chitosan Nanoparticles by Ionic

Gelation Method. Advised by EVI TRIWULANDARI and SITI NURBAYTI

Folic acid is encapsulated using chitosan nanoparticles with Ionic gelation

method using STPP (sodium tripolyphosphate), alginate, caragenan and SDS

(sodium dodecylsulphate). polyanions. This study learns about the optimum

conditions of the manufacture of chitosan nanoparticles including the

concentration of acetic acid and the volume ratio of chitosan-polianion, the

influence of polyanion type (alginat, caragenan, and SDS) and the influence of the

addition of polyanions (STPP, alginate, caragenan, and SDS) against chitosan-

STPP nanoparticles. Based on the research the concentration of acetic acid of

0,2% to dissolve chitosan and the volume ratio of chitosan-polianion is 3:1 is the

optimum condition. The addition of polyanion alginate, caragenan, and SDS

increase the particle size and encapsulation efficiency. Chitosan-STPP

nanoparticles produce the smallest particle size of 109,22 ± 2,49 nm and

chitosan-caragenan nanoparticles have the largest particle size of 615,30 ± 13,74

nm. Chitosan-STPP nanoparticles also have the smallest folic acid encapsulation

efficiency of 37,60 ± 2,81%while the chitosan-SDS nanoparticles have the largest

folic acid encapsulation efficiency of 70,96 ± 0,03%. The addition of polyanion

alginate, caragenan, and SDS make the particle size and the encapsulation

efficiency of the chitosan-STPP nanoparticles increased.

Keywords: Folic acid, encapsulation, chitosan, ionic gelation, nanoparticle,

polyanions

vi

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim

Assalammualaikum warrahmatullahi wabarrakatuh

Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan berbagai macam nikmat, rahmat dan hidayah-Nya berupa

kesehatan, pemikiran dan ide sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

dengan judul “Enkapsulasi Asam Folat Menggunakan Nanopartikel

Kitosan dengan Metode Gelasi Ionik”. Shalawat serta salam tak lupa kami

ucapkan kepada baginda Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarga,

sahabat dan para pengikutnya hingga akhir kiamat nanti semoga kita

senantiasa mendapatkan syafaatnya.

Skripsi ini penulis susun untuk memenuhi syarat kelulusan program

sarjana pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Jakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

memberikan kontribusinya dalam penulisan skripsi ini, yaitu:

1. Evi Triwulandari, M.Si, selaku pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan skripsi ini.

2. Dr. Siti Nurbayti, M.Si, selaku pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan skripsi ini.

3. Tarso Rudiana, M.Si, selaku penguji I yang telah memberi kritik dan

saran yang membangun kepada penulis dari tahap awal hingga akhir

penyusunan skripsi.

vii

4. Nurhasni, M.Si, selaku penguji II yang telah memberi kritik dan saran

yang membangun kepada penulis dari tahap awal hingga akhir

penyusunan skripsi.

5. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si, sebagai Ketua Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

6. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud., selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

7. Orangtua yang telah memberikan dukungan dalam terselesaikannya

skripsi ini.

8. Serta semua pihak yang telah membantu secara langsung dan tidak

langsung, yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca serta dapat dijadikan

sebagai sumbangan pikiran untuk perkembangan pengetahuan.

Wassalammualaikum warrahmatullahi wabarrakatuh

Ciputat, November 2019

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................................. 6

1.3 Hipotesis ............................................................................................................. 6

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 7

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................. 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 8

2.1 Kitosan ............................................................................................................... 8

2.2 Nanopartikel ..................................................................................................... 10

2.4 Natrium Alginat ................................................................................................ 12

2.5 Natrium Tripolifosfat (Sodium Tripolyphosphate/STPP) ................................ 14

2.6 Karagenan ......................................................................................................... 16

2.7 Natrium Dodesil Sulfat (Sodium Dodecyl Sulphate) ........................................ 18

2.8 Asam Folat ....................................................................................................... 20

2.9 Particle Size Analyzer (PSA) ........................................................................... 21

2.10 Fourier Transform Infrared (FTIR) ............................................................... 23

2.11 Scanning Electron Microscope (SEM) .......................................................... 25

2.12 Spektrofotometer UV-Vis .............................................................................. 26

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 29

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................................... 29

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................. 29

3.2.1 Alat ................................................................................................................. 29

3.2.2 Bahan .............................................................................................................. 29

ix

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................... 30

3.4 Prosedur Penelitian........................................................................................... 31

3.4.1 Pembuatan Larutan Kitosan ........................................................................ 31

3.4.2 Penentuan Konsentrasi Asam Asetat dan Rasio Volume Kitosan-

STPP Optimum ..................................................................................... 31

3.4.3 Pembuatan Nanopartikel Kitosan.......................................................... 32

3.4.4 Proses Enkapsulasi Asam Folat ............................................................ 32

3.4.5 Karakterisasi Nanopartikel Kitosan dan Hasil Enkapsulasi Asam

Folat ...................................................................................................... 33

3.4.6 Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat ......................................................... 34

3.4.7 Uji Stabilitas Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat ................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 35

4.1 Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat dan Rasio Volume Kitosan-STPP

terhadap Karakteristik Nanopartikel ............................................................... 35

4.2 Karakterisasi Gugus Fungsi Nanopartikel ....................................................... 40

4.3 Sifat Fisik Nanopartikel ................................................................................... 43

4.4 Morfologi Nanopartikel ................................................................................... 45

4.5 Efisiensi Enkapsulasi dan Kestabilan Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat ...... 46

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 51

5.1 Simpulan .......................................................................................................... 51

5.2 Saran ................................................................................................................. 51

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 52

LAMPIRAN ......................................................................................................... 60

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur (A) kitosan dan (B) kitin ...................................................... 9

Gambar 2. Ilustrasi kompleksasi nanopartikel dengan metode gelasi ionik

(A) sistem satu biopolimer (B) sistem dua biopolimer .................. 12

Gambar 3. Struktur kimia natrium alginat ........................................................ 13

Gambar 4. Struktur natrium tripolifosfat (STPP) ............................................. 14

Gambar 5. Proses taut silang ionik kitosan dengan natrium tripolifosfat ......... 15

Gambar 6. Struktur karagenan .......................................................................... 16

Gambar 7. Struktur SDS ................................................................................... 18

Gambar 8. Struktur (A) folat dan (B) asam folat .............................................. 20

Gambar 9. Layout Dynamic Light Scattering (DLS) pada SZ-100 .................. 22

Gambar 10. Ilustrasi diagram SZ-100 untuk pengukuran potensial zeta .......... 23

Gambar 11. Skema kerja alat FTIR ................................................................... 24

Gambar 12. Skema kerja alat SEM ................................................................... 26

Gambar 13. Skema kerja alat spektrofotometer UV-Vis ................................... 27

Gambar 14. Diagram alir penelitian .................................................................. 30

Gambar 15. Skema reaksi pertautan silang ionik antara kitosan dan STPP

pada (A) larutan dengan kekuatan ionik rendah (B) larutan

dengan kekuatan ionik tinggi.......................................................... 38

Gambar 16. Spektrum FTIR sampel nanopartikel kitosan ................................. 41

Gambar 17. Hasil SEM asam folat terenkapsulasi pada (A) nanopartikel

kitosan-STPP dan (B) nanopartikel kitosan-STPP-alginat ............. 45

Gambar 18. Grafik efisiensi enkapsulasi asam folat pada (A) nanopartikel

kitosan menggunakan polianion STPP dan alginat (B)

nanopartikel kitosan menggunakan polianion STPP dan

karagenan (C) nanopartikel kitosan menggunakan polianion

STPP dan SDS ................................................................................ 49

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.Variasi konsentrasi asam asetat dan komposisi polianion pada

pembuatan nanopartikel kitosan ............................................................ 32

Tabel 2. Pengaruh konsentrasi asam asetat dan rasio volume kitosan-STPP

terhadap karakteristik nanopartikel ....................................................... 36

Tabel 3. Hasil analisis gugus fungsi nanopartikel dengan FTIR .......................... 42

Tabel…4..Ukuran partikel asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan 43

Tabel 5. Efisiensi enkapsulasi asam folat pada nanopartikel kitosan ................... 47

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Hasil karakterisasi nanopartikel dengan FTIR ........................... 60

Lampiran 2. Panjang gelombang maksimum asam folat ................................ 64

Lampiran 3. Contoh perhitungan efisiensi enkapsulasi asam folat ................. 65

Lampiran 4. Gambar hasil penelitian .............................................................. 68

Lampiran 5. Gambar SEM asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel

kitosan........................................................................................ 69

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kekurangan gizi merupakan masalah yang banyak dihadapi oleh berbagai

negara, terutama kekurangan vitamin dan mineral. Upaya pencegahan kekurangan

gizi seperti penggunaan pil atau suntik tidak banyak disukai, sehingga adanya

fortifikasi bahan pangan merupakan solusi yang paling baik dalam mengurangi

masalah kesehatan masyarakat (Velten et al., 2006). Keuntungan lain dari

fortifikasi bahan pangan adalah hal ini banyak diterima oleh masyarakat karena

masyarakat tidak perlu mengubah kebiasaan makan mereka (Alborzi, 2012).

Asam folat adalah bentuk folat sintetis yang paling stabil dimana sering

digunakan secara komersil pada fortifikasi bahan pangan dan suplemen

dikarenakan kestabilannya yang tinggi (Ruiz-rico et al., 2017). Ketidakcukupan

asam folat pada konsumsi pangan sehari-hari (dikarenakan rendahnya konsumsi

buah dan sayur) dan hilangnya asam folat yang berlebihan pada proses pemasakan

bahan pangan merupakan penyebab terbesar defisiensi asam folat (Ball, 1998).

Defisiensi mikronutrien ini menyebabkan meningkatnya kejadian cacat pada bayi

(Huma et al., 2007; Peil et al., 1982).

Cahaya, panas, oksigen, pH, dan konsentrasi asam diketahui merupakan

faktor yang dapat mendegradasi asam folat (Gazzali et al., 2016) untuk

menghindari masalah ini mikronutrien yang ingin difortifikasi dan bahan bioaktif

dalam makanan harus dilindungi. Teknik yang telah dilakukan untuk melindungi

zat gizi dan bahan bioaktif adalah dengan enkapsulasi. Enkapsulasi merupakan

2

proses penyalutan komponen aktif yang berperan sebagai bahan inti dalam bahan

penyalut yang disebut enkapsulan. Keuntungan yang didapat melalui metode

enkapsulasi antara lain terjaganya kualitas rasa dan stabilitas komponen bioaktif

di dalamnya. Enkapsulasi berpotensi untuk melindungi senyawa aktif dari

kerusakan yang disebabkan oleh cahaya, oksigen, bahan kimia pekat, dan lain-lain

atau dengan kata lain enkapsulasi dapat mengurangi hilangnya aktivitas senyawa

aktif. Sebuah enkapsulan sering memainkan peran penting sebagai pembawa

untuk menyalurkan molekul ke organ target (Yoksan et al., 2010).

Nanoenkapsulasi didefinisikan sebagai teknologi yang membungkus

substansi inti dalam skala nanometer atau 10-9

meter (Wang et al., 2009).

Kelebihan nanoenkapsulasi antara lain peningkatan luas permukaan yang dapat

menyebabkan peningkatan bioavailabilitas pada bahan pangan, peningkatan

kelarutan pada bahan yang tidak larut air. Manfaat utama nanoenkapsulasi adalah

keseragaman yang diberikannya, mengarah ke efisiensi enkapsulasi serta sifat-

sifat fisik dan kimia yang lebih baik (Khare dan Vasisht, 2014).

Allah SWT telah berfirman dalam surat Al-Baqarah ayat 164:

ريي في تي ت اري وإلفلي إل يلي وإلن ماوإتي وإلرضي وإختيلفي إلل ن في خلقي إلسما ينفع إ إلبحري بي

ن كلي هيا مي ا وبث في اء فأحيا بيهي إلرض بعد موتي ن م ماءي مي ن إلس مي ة إلناس وما أنزل إلل دإب

ليقوم ماءي وإلرضي لآيت ل ري بي إلس حابي إلمسخ يحي وإلس ي يعقيلون وتصييفي إلرل

Artinya: “Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya

malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi

manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu

Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala

jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan

bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum

yang memikirkan.”

3

Sebagaimana firman Allah SWT pada surat Al-Baqarah ayat 164 bahwa

Allah SWT menyebutkan tanda-tanda kebesaran-Nya dalam penciptaan makhluk-

Nya dan tidak ada yang dapat mengambil pelajaran dari segala kebesaran

penciptaan-Nya kecuali orang-orang yang berakal. Allah SWT menciptakan laut

dan segala jenis hewan di bumi dengan segala manfaatnya bagi manusia. Hewan

laut seperti udang, lobster dan kepiting merupakan jenis Crustacea yang

memberikan banyak manfaat. Salah satunya adalah senyawa kitin yang

terkandung dalam cangkang Crustacea. Kitin pada cangkang Crustacea dapat

diubah menjadi kitosan melalui reaksi deasetilasi. Penelitian ini menggunakan

kitosan sebagai bahan utama dalam pembuatan nanopartikel.

Formulasi pembuatan nanopartikel dalam proses enkapsulasi telah banyak

dilakukan, diantaranya adalah pemanfaatan interaksi ionik antar polimer

bermuatan positif dengan ion negatif. Karena sifat yang menguntungkan dari

kitosan sebagai polimer bermuatan positif, tidak beracun dan mukoadesif, banyak

peneliti memilih kitosan sebagai enkapsulan atau carrier pada bahan pangan

maupun obat-obatan (Elsayed et al., 2011).

Nanopartikel kitosan dibuat dengan penambahan polianion dengan metode

gelasi ionik. Pada metode ini, kitosan dilarutkan dalam larutan asam encer untuk

memperoleh kation kitosan, kemudian larutan polianion ditambahkan ke dalam

larutan kitosan. Akibat kompleksasi antara muatan yang berbeda, kitosan

mengalami gelasi ionik dan presipitasi membentuk partikel bulat seperti bola.

Dengan demikian, nanopartikel dibentuk secara spontan akibat pengadukan

mekanis pada suhu kamar. Kelebihan metode ini adalah persiapan yang

4

sederhana, sedikit menggunakan pelarut organik dan dapat dikontrol dengan

mudah (Mardliyati et al., 2012).

Pembuatan nanopartikel kitosan telah banyak dilakukan dengan

menggunakan polianion yang berbeda. Triwulandari et al. (2018) melakukan

penelitian mengenai efek penambahan polianion STPP (sodium tripolyphosphate),

alginat, karagenan dan SDS (sodium dodecyl sulphate) terhadap ukuran partikel

nanopartikel kitosan dan efek penambahan polianion alginat, karagenan dan SDS

terhadap nanopartikel kitosan-STPP. Variasi yang digunakan pada penelitian

tersebut yaitu variasi konsentrasi kitosan yaitu 0,1; 0,2; 0,3; dan 0,4%. Variasi

polianion yang digunakan yaitu STPP (sodium tripolyphosphate), alginat,

karagenan dan SDS (sodium dodecyl sulphate) dan variasi rasio volume kitosan-

STPP-polianion lain (alginat, karagenan, atau SDS) yaitu 3:1:0; 3:0,5:0,5;

3:0,25:0,75 dan 3:0:1. Berdasarkan penelitian tersebut nanopartikel kitosan-STPP

memiliki ukuran partikel terkecil yaitu 301,3 ± 10,6 nm. Efek penambahan

polianion alginat, karagenan dan SDS terhadap nanopartikel kitosan-STPP

menunjukkan penambahan ukuran partikel berturut-turut sebesar 318 ± 1,8 nm;

778,6 ± 61,9 nm; dan 1.658,6 ± 16,65 nm dengan variasi volume kitosan, STPP

dan polianion 3:0,5:0,5 (v/v).

Mardliyati et al. (2012) menjelaskan kondisi optimal nanopartikel

kitosan-STPP dengan pengaruh konsentrasi dan perbandingan volume.

Berdasarkan penelitian tersebut kondisi preparasi optimal adalah konsentrasi

kitosan di bawah 0,3%, konsentrasi STPP 0,1% dan perbandingan volume

kitosan-STPP sebesar 5:1.

5

Nanopartikel kitosan dengan polianion STPP digunakan pada proses

enkapsulasi asam folat berdasarkan penelitian De Britto et al. (2014), efisiensi

enkapsulasi asam folat yang dihasilkan yaitu 42,4% dengan massa asam folat

yang ditambahkan sebesar 15% dari massa kitosan. Penelitian lain dilakukan oleh

Katuwavila et al. (2016) mengenai nanopartikel kitosan-alginat yang

diaplikasikan dalam enkapulasi Doxorubicin (DOX) sebuah obat antikanker.

Penelitian tersebut membandingkan DOX terenkapsulasi dalam nanopartikel

kitosan-alginat dan DOX terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan-STPP.

Efisiensi enkapsulasi DOX dalam nanopartikel kitosan-alginat yang dihasilkan

yaitu sebesar 95 ± 4%.

Grenha et al. (2009) melakukan preparasi dan karakterisasi nanopartikel

kitosan-karagenan dan aplikasinya sebagai protein-loaded. Berdasarkan penelitian

tersebut dihasilkan nanopartikel berukuran 350-650 nm. Protein yang digunakan

adalah ovalbumin, nanopartikel kitosan-karagenan memiliki loading capacity

bervariasi yaitu 4-17%. Elsayed et al. (2011) menggunakan nanopartikel kitosan

dan surfaktan anionik SDS sebagai sistem pengantar insulin oral. Nanopartikel

kitosan-SDS dalam medium dispersi air memiliki ukuran partikel 253 ± 2,5 nm.

Nanopartikel tersebut memiliki efisiensi enkapsulasi insulin yang besar yaitu

82,04 ± 1,95%.

Penelitian ini bertujuan untuk optimasi formula nanopartikel kitosan

dengan menggunakan beberapa polianion (STPP, alginat, karagenan, dan SDS).

Konsentrasi kitosan yang digunakan sebesar 0,1% dan konsentrasi polianion

sebesar 0,1%. Nanopartikel kitosan dengan polianion tersebut diaplikasikan dalam

proses enkapsulasi asam folat sehingga dihasilkan formula nanopartikel kitosan

6

yang paling optimum. Variasi yang digunakan pada penelitian ini adalah variasi

konsentrasi asam asetat untuk melarutkan kitosan yaitu 0,2; 0,5; dan 0,7%, variasi

rasio volume kitosan-STPP yaitu 3:1 dan 5:1 sebagai acuan formula optimum

pada proses pembuatan nanopartikel kitosan dan proses enkapsulasi, serta variasi

jenis polianion yaitu STPP, alginat, karagenan dan SDS. Ukuran, distribusi ukuran

nanopartikel dan potensial zeta diukur dengan particle size analyzer, karakterisasi

gugus fungsi nanopartikel didapatkan dengan menggunakan FTIR, dan efisiensi

enkapsulasi dihitung dengan menggunakan spektrofotometer UV.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh konsentrasi asam asetat dan rasio volume kitosan-

STPP terhadap pembentukan nanopartikel kitosan?

2. Bagaimana pengaruh penambahan polianion alginat, karagenan, dan SDS

terhadap pembentukan nanopartikel kitosan-STPP?

3. Nanopartikel kitosan mana yang paling optimum dalam efisiensi

enkapsulasi asam folat?

1.3 Hipotesis

1. Konsentrasi asam asetat dan rasio volume kitosan-STPP berpengaruh

terhadap besar ukuran nanopartikel kitosan.

2. Penambahan polianion alginat, karagenan, dan SDS mempengaruhi besar

ukuran nanopartikel kitosan-STPP.

7

3. Nanopartikel kitosan yang optimum dalam efisiensi enkapsulasi asam folat

memiliki ukuran partikel terbesar.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Menentukan formula konsentrasi asam asetat dan rasio volume kitosan-

polianion yang optimum dalam pembuatan nanopartikel kitosan.

2. Menentukan pengaruh penambahan polianion alginat, karagenan, dan SDS

terhadap nanopartikel kitosan-STPP.

3. Menentukan nanopartikel kitosan yang optimum dalam efisiensi

enkapsulasi asam folat.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai inovasi alternatif pengembangan

nanopartikel kitosan dalam pencegahan kerusakan asam folat pada proses

fortifikasi bahan pangan.

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kitosan

Kitosan adalah produk deasetilasi kitin yang merupakan polimer rantai

panjang glukosamin (β-(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-Glukosa), memiliki rumus

molekul [C6H11NO4]n dengan bobot molekul 2,5x10-5

Dalton. Karakteristik dari

kitosan diantaranya struktur yang tidak teratur, bentuknya kristalin atau

semikristalin. Selain itu dapat juga berbentuk padatan amorf berwarna putih

dengan struktur tetap dari bentuk awal kitin murni. Kitosan mempunyai rantai

yang lebih pendek daripada rantai kitin. Bila kitosan disimpan lama dalam

keadaan terbuka maka akan terjadi dekomposisi warna menjadi kekuningan dan

viskositasnya menjadi berkurang. Kitosan tidak larut dalam air namun larut

dalam asam, memilki viskositas cukup tinggi ketika dilarutkan, sebagian besar

reaksi karakteristik kitosan merupakan reaksi karakteristik kitin. Pelarut yang

digunakan untuk melarutkan kitosan adalah larutan asam format, asam asetat,

asam laktat dan asam glutamat (Thariq et al., 2016).

Kitin merupakan polisakarida terbesar kedua setelah selulosa yang

mempunyai rumus kimia poli(2-asetamido-2-deoksi-β-(1-4)-D-glukopiranosa)

dengan ikatan β-(1,4)-glikosidik yang menghubungkan antar unit ulangnya.

Struktur kimia kitin mirip dengan selulosa, hanya dibedakan oleh gugus yang

terikat pada atom C kedua. Jika pada selulosa gugus yang terikat pada atom C

kedua adalah OH, maka pada kitin yang terikat adalah gugus asetamida

(Muzzarelli, 1985). Kitosan murni mengandung gugus amino (NH2), sedangkan

9

kitin murni mengandung gugus asetamida (NH-COCH3). Perbedaan struktur

kitosan dan kitin dapat dilihat pada Gambar 1.

(A)

(B)

Gambar 1.Struktur (A) kitosan dan (B) kitin

Sifat yang penting dari kitosan adalah biocompatible, biodegradable,

biofungsional dan tidak toksik (Zhang dan Zhang, 2001). Berdasarkan sifat

tersebut kitosan banyak digunakan di bidang kesehatan dan obat seperti untuk

bahan pelepas obat (Li dan Xu, 2002), sebagai growth factor pada pelapis obat

(Kim et al., 2003) dan penghantar gen (Lee et al., 1998). Kitosan yang memiliki

struktur mirip dengan selulosa merupakan biopolimer yang dapat meningkatkan

rasio penyembuhan luka, mendukung pertumbuhan sel dan memberikan hasil

yang baik dalam aplikasi pada bidang rekayasa jaringan. Kitosan juga

menunjukkan sifat bakteriostatik dan fungistatik yang mencegah infeksi (Aprilia,

2008).

10

2.2 Nanopartikel

Nanopartikel adalah partikel berukuran 1-100 nanometer dan kebanyakan

metode menyarankan sebaiknya ukuran diameter partikel antara 200 dan 400 nm.

Dalam bidang farmasi, terdapat dua pengertian nanopartikel yaitu senyawa obat

melalui suatu cara dibuat berukuran nanometer (nanokristal) dan suatu obat

dienkapsulasi dalam suatu sistem pembawa berukuran nanometer, yaitu

nanocarrier (Rachmawati et al., 2007). Pada sistem ini obat dapat terperangkap,

dilarutkan, atau dienkapsulasi pada matriks nanopartikel. Nanopartikel bertujuan

untuk mengatasi kelarutan zat aktif yang sukar larut, memperbaiki bioavailabilitas

yang buruk, memodifikasi sistem penghantaran obat sehingga obat dapat langsung

menuju daerah yang spesifik, meningkatkan stabilitas zat aktif dari degradasi

lingkungan (penguraian enzimatis, oksidasi, hidrolisis), memperbaiki absorbsi

suatu senyawa makromolekul, dan mengurangi efek iritasi zat aktif pada saluran

cerna (Mohanraj dan Chen, 2006).

Beberapa kelebihan nanopartikel adalah kemampuan untuk menembus

ruang-ruang antar sel yang dapat ditembus oleh partikel koloidal. Selain itu,

nanopartikel fleksibel untuk dikombinasikan dengan berbagai teknologi lain.

Kemampuan ini membuka potensi luas untuk dikembangkan pada berbagai

keperluan dan target (Buzea et al., 2007).

Pembuatan nanopartikel dengan sistem polimer memiliki dua metode yang

umum digunakan, yaitu:

1. Polimerisasi monomer sintesis

Nanopartikel yang terbentuk didapatkan dengan menginduksi reaksi

polimerisasi dari monomer menjadi polimer sebagai suatu pembawa. Prosesnya

11

yaitu dengan mendispersikan suatu monomer yang tidak larut air ke dalam fase

pendispersi air, kemudian diinduksi dan diberi pengendali reaksi berupa inisiator

kimia, variasi pH, dan penstabil (Delie dan Blanco-Prieto, 2005).

2. Dispersi polimer

Pembuatan nanopartikel menggunakan polimer memiliki prinsip

presipitasi. Pada dasarnya proses ini dibuat dengan pembentukan emulsi dari fase

organik yang terlarut polimer di dalamnya dengan fase air, kemudian untuk

pembentukan nanopartikel maka fase organik harus dihilangkan (Delie dan

Blanco-Príeto, 2005). Beberapa jenis metode dispersi polimer yaitu metode

penguapan pelarut, emulsifikasi spontan, gelasi ionik, dan spray drying.

2.3 Gelasi Ionik

Metode gelasi ionik didasarkan pada kemampuan polielektrolit untuk

bertaut-silang dengan keberadaan ion lawan membentuk hidrogel juga disebut

sebagai gelispheres. Gelispheres adalah hasil taut-silang polimer hidrofilik yang

berbentuk bulat. Gelispheres dihasilkan dengan meneteskan larutan obat yang

telah dienkapsulasi ke dalam larutan kation polivalen. Kation berdifusi ke dalam

obat yang telah dienkapsulasi, membentuk kisi tiga dimensi dari hubungan taut-

silang ionik. Biomolekul juga dapat dienkapsulasi ke dalam gelispheres untuk

mempertahankan struktur tiga dimensinya (Hemalatha et al., 2011; Patil et al.,

2010). Minat terhadap metode gelasi ionik ini telah meningkat dalam

penggunaannya sebagai carrier obat karena sifat biokompatibilitas dan

biodegradabilitasnya. Polimer alami atau semisintetik yaitu alginat, Gellan gum,

12

kitosan, pektin dan karboksimetil selulosa secara luas digunakan untuk

enkapsulasi obat menggunakan metode ini (Raida et al., 2007).

Gambar 2. Ilustrasi kompleksasi nanopartikel dengan metode gelasi ionik (A)

sistem satu biopolimer (B) sistem dua biopolimer (Martien et al.,

2012)

Metode gelasi ionik melibatkan proses sambung silang antara polielektrolit

dengan adanya pasangan ion multivalennya. Gelasi ionik diikuti dengan

kompleksasi polielektrolit dengan polielektrolit yang berlawanan. Pembentukan

ikatan sambung silang ini akan memperkuat kekuatan mekanis dari partikel yang

terbentuk (Park et al., 2007). Ilustrasi kompleksasi nanopartikel dengan metode

gelasi ionik dalam sistem satu biopolimer dan dua biopolimer ditampilkan pada

Gambar 2. Sistem satu biopolimer mempersyaratkan penggunaan polimer dengan

muatan berlawanan dengan obat dan penggunaan pengait silang polianion sebagai

penstabil. Sistem dua biopolimer mempersyaratkan penggunaan dua polimer yang

memiliki gugus dengan muatan berlawanan sehingga membentuk matriks yang

menjerap molekul obat (Martien et al., 2012).

2.4 Natrium Alginat

Natrium alginat terdiri dari garam natrium dari asam alginat (Rowe et al.,

2006). Alginat diperoleh dari ganggang cokelat Phaeophyceae dalam bentuk

polimer linear dari β-(1,4)-D-asam mannuronat dan residu α-(1,4)-L-asam

13

guluronat (Lisboa et al., 2007). Struktur kimia natrium alginat dapat dilihat pada

Gambar 3.

Gambar 3. Struktur kimia natrium alginat (Rowe et al., 2006)

Natrium alginat berupa serbuk berwarna putih hingga kuning pucat, tidak

berbau, dan tidak berasa, larut dalam air membentuk larutan koloidal. Larutan 1%

natrium alginat (b/v) memiliki pH sekitar 7,2. Natrium alginat praktis tidak larut

dalam etanol (95%), eter, kloroform, campuran metanol dan air dengan

kandungan etanol lebih besar dari 30%, dan juga larutan asam encer dengan pH

kurang dari 3 (Rowe et al., 2006).

Natrium alginat digunakan pada berbagai formulasi sediaan oral dan

topikal. Selain sebagai pengisi, pengikat, dan penghancur, natrium alginat juga

memiliki sifat sebagai pengental, pensuspensi, dan pembentuk gel (Rowe et al.,

2006). Alginat dapat membentuk gel tidak larut air dengan adanya ion divalen

seperti Mg2+

, Ca2+

, Sr2+

, dan Ba2+

(Lisboa et al., 2007).

Pemilihan natrium alginat sebagai polimer yang digunakan dalam

penelitian ini dikarenakan sifatnya yang tidak toksik dan biokompatibel dengan

berbagai macam komponen kimia. Selain itu natrium alginat juga digunakan

untuk mikroenkapsulasi obat tanpa menggunakan pelarut organik sehingga

meminimalisasi efek toksik akibat penggunaan pelarut organik dalam pembuatan

mikrokapsul (Rowe et al., 2006). Kompleks polielektrolit terbentuk ketika

dilakukan pencampuran larutan natrium alginat dan kitosan, dimana terjadi

14

pembentukan ikatan akibat interaksi elektrolit yang disebabkan oleh pencampuran

larutan makromolekul dengan muatan berlawanan yakni alginat dengan muatan

negatif dan kitosan dengan muatan positif (Suciati et al., 2011).

2.5 Natrium Tripolifosfat (Sodium Tripolyphosphate/STPP)

Tripolifosfat atau biasa disebut juga natrium tripolifosfat merupakan

suatu serbuk atau granul berwarna putih dan bersifat mudah larut dalam air dan

tidak larut dalam etanol. Tripolifosfat ada dalam bentuk garam natrium yang

terdapat dalam bentuk anhidrat maupun heksahidratnya. Tripolifosfat bisa

digunakan sebagai bahan tambahan antara lain sebagai senyawa pembentuk

tekstur (Kurniawan, 2012). Struktur natrium tripolifosfat dapat dilihat pada

Gambar 4.

Gambar 4. Struktur natrium tripolifosfat (STPP)

Tripolifosfat dalam nanopartikel sambung silang multi-ion digunakan

sebagai pasangan ion dari kitosan. Alasan penggunaan tripolifosfat antara lain

karena sifatnya sebagai anion multivalen yang dapat membentuk ikatan sambung

silang dengan kitosan. Penelitian Lin et al. (2008) menyebutkan bahwa dengan

digunakannya tripolifosfat sebagai salah satu pasangan ion kitosan, hasil

nanopartikel yang didapat lebih stabil dan memiliki karakter penembusan

membran yang lebih baik. Pada nanopartikel sambung silang multiion,

tripolifosfat berperan sebagai salah satu komponen anion multivalen yang

15

nantinya akan membentuk ikatan sambung silang dengan kitosan yang bersifat

kationik.

Gambar 5. Proses taut silang ionik kitosan dengan natrium tripolifosfat

(Bhumkar dan Pokharkar, 2006)

Kitosan bersifat polikationik dalam medium asam dan dapat berinteraksi

dengan muatan negatif seperti tripolifosfat. Karakteristik ini dapat digunakan

dalam pembuatan nanopartikel kitosan. Interaksi antara kitosan dan tripolifosfat

dapat membentuk formasi nanopartikel taut silang kitosan yang biokompatibel,

yang dapat diaplikasikan sebagai sistem penghantaran protein, vaksin, dan lain-

lain. Ikatan taut silang antara kitosan dengan natrium tripolifosfat (STPP)

bergantung pada ketersediaan gugus kationik dan gugus anionik. Pada proses

terjadinya ikatan taut silang tersebut ada tiga faktor yang berperan penting yaitu

konsentrasi kitosan, pH dan konsentrasi natrium tripolifosfat. Pada pH larutan

kitosan < 4, loading capacity STPP berada di bawah 3 sehingga mengurangi

kemampuan taut silang. Pada pH larutan kitosan > 6, densitas dan intensitas

muatan dari interaksi elektris berkurang begitupun dengan kelarutannya dalam air

16

(Fuciños et al., 2014). Kitosan hanya dapat larut dalam pH asam sehingga perlu

ditambahkan basa agar dihasilkan nanopartikel kitosan-STPP dengan kapasitas

muat besar. Proses taut silang kitosan dengan natrium tripolifosfat dapat dilihat

pada Gambar 5.

2.6 Karagenan

Karagenan adalah polisakarida linier yang tersulfatasi sebagian, dihasilkan

dari material utama dinding sel pada berbagai rumput laut merah (Rhodophyceae).

Rantai polisakarida terbentuk dari pengulangan unit berbasis disakarida β-(1,3)-D-

galaktosa-α-(1,4)-3,6-anhidro-D-galaktosa atau β-(1,3)-D-galaktosa-α-(1,4)-D-

galaktosa. Tiga jenis utama karagenan dapat digolongkan dari jumlah dan posisi

dari gugus sulfat pada pengulangan unit disakarida: κ-karagenan (satu gugus

sulfat pada posisi 4 dari β-D-galaktosa), ι-karagenan (satu gugus sulfat pada posisi

4 dari β-D-galaktosa dan satu gugus sulfat pada posisi 2 dari α-3,6-anhidro-D-

galaktosa), dan λ-karagenan (satu gugus sulfat pada posisi 2 dari β-D-galaktosa

dan dua gugus sulfat pada posisi 2 dan 6 dari α-D-galaktosa) (Lendlein dan

Sisson, 2011). Struktur κ-karagenan, ι-karagenan dan λ-karagenan dapat dilihat

pada Gambar 6.

κ-karagenan ι-karagenan λ-karagenan

Gambar 6. Struktur karagenan

Semua karagenan dapat larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut

organik, minyak atau lemak. Meskipun demikian, kemampuan karagenan untuk

17

larut dalam air tergantung dari kandungan gugus sulfat dan kation yang

berasosiasi dengannya. Kation utama yang ditemukan pada karagenan adalah

natrium, kalium, kalsium dan magnesium, tetapi ion lainnya dapat pula muncul

dalam jumlah kecil. Akibatnya, proporsi dari fraksi sulfat dan keseimbangan

kation pada larutan air menentukan viskositas dari larutan dan kekuatan gel yang

yang dibentuk oleh karagenan. Sifat inilah yang menjadi fokus utama dalam

eksplorasi potensi yang dimiliki karagenan dalam industri makanan dan farmasi

(Campo et al., 2009). Film yang terbuat dari karagenan bersifat transparan, kuat,

bersih dan fleksibel meskipun pada kelembaban yang rendah. Antioksidan,

antimikroba dan antibiotik juga dapat dikombinasikan dengan karagenan untuk

meningkatkan waktu kadaluwarsa sediaan (Talens et al., 2011).

Ion lawan memiliki peranan penting pada proses gelasi seperti yang telah

diperkirakan pada polielektrolit. Beberapa kation diketahui dapat menginduksi

perubahan konformasi pada polimer dari bentuk gulungan menjadi bentuk heliks

pada suhu tertentu. Keberadaan ion monovalen seperti K+, N

+, Li

+, dan Rb

+ dapat

membentuk formasi tunggal maupun ganda heliks pada struktur gel karagenan

(MacArtain et al., 2003; Keppeler et al., 2009). Mekanisme umum yang

digunakan untuk menjelaskan proses gelasi dari karagenan terdiri dari dua tahap,

yaitu transisi dari bentuk serat menjadi bentuk untaian selama pendinginan dan

proses agregasi diantara untaian yang tergantung dari keberadaan kation. Baru-

baru ini, salah satu hipotesis yang disebut “model serat” diusulkan untuk

menjelaskan mekanisme gelasi ion dari polisakarida pembentuk untaian yang

tergantung pada keberadaan kation, termasuk karagenan. Teori “model serat”

mengasumsikan bahwa polisakarida membentuk struktur jaringan makroskopik

18

pada konsentrasi tinggi dikarenakan adanya formasi serat panjang yang tidak

teragregasi. Hal ini menepis semua teori yang ada tanpa memperhitungkan

agregasi antaruntaian yang berdekatan (Funami et al., 2007).

2.7 Natrium Dodesil Sulfat (Sodium Dodecyl Sulphate)

Natrium dodesil sulfat (SDS atau NaDS) atau sodium lauryl sulfate

(C12H25SO4Na) adalah surfaktan anionik yang digunakan dalam produk industri

seperti produk pembersih lantai, sabun pencuci mobil, dan beberapa kebutuhan

rumah tangga seperti sabun, pasta gigi, shampo, dan lain-lain. Sodium dodesil

sulfat (SDS), yang diperoleh dari proses sulfasi lauryl alkohol dan reaksi

netralisasi dengan natrium karbonat, adalah surfaktan yang bersifat ampifilik

karena memiliki rantai C12 (lipofilik) dan gugus sulfat (hidrofilik). Struktur SDS

ditampilkan pada Gambar 7. Dengan adanya dua gugus fungsi dalam satu

molekul, SDS sangat bermanfaat sebagai pembersih dan deterjen (Buana et al.,

2015).

Gambar 7. Struktur SDS

Interaksi polimer-surfaktan pada campuran biasanya lemah (antara rantai

polimer dan bagian kepala surfaktan) atau kuat (interaksi perbedaan muatan antara

polimer dan bagian kepala surfaktan). Interaksi hidrofobik antara polimer dengan

rantai surfaktan juga selalu terjadi, dan dalam beberapa sistem, dapat menjadi

kekuatan menarik yang dominan. Interaksi kuat yang terdapat pada sistem ini

biasanya disebabkan oleh daya tarik elektrostatik dan interaksi hidrofobik,

19

mengakibatkan formasi yang kompleks dengan struktur dan karakteristik yang

beragam, dalam beberapa kasus mengakibatkan formasi coacevate dan pemisahan

fase (Onesippe dan Lagerge, 2008; Cooper et al., 2005). Interaksi muatan

berlawanan sistem polimer dengan surfaktan umumnya dapat diterima sebagai

proses pertukaran ion dimana gaya elektrostatis pada interaksi diperkuat oleh

kumpulan rantai alkil pada ikatan molekul surfaktan (Wang dan Tam, 2002;

Babak et al., 1999).

SDS merupakan surfaktan anionik yang telah banyak dipelajari dan pada

umumnya berinteraksi dengan polimer non-ionik dan ionik melalui mekanisme

yang berbeda (Goddard, 2018). Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa

kitosan dapat berinteraksi dengan surfaktan anionik untuk membentuk kompleks

surfaktan-polimer terlarut atau tidak terlarut (Geetha et al., 2012). Kompleks

kitosan-SDS seharusnya distabilkan dengan kombinasi interaksi elektrostatik, ion-

dipol dan hidrofobik. Kompleks ini dapat terbentuk bahkan ketika konsentrasi

surfaktan di bawah konsentrasi kritis misel (Petrović et al., 2016).

Kitosan larut dalam larutan asam di bawah pH 6 karena protonasi gugus

amina yang memiliki nilai pKa 6,3 (Kumar et al., 2004). Pada pH rendah, gugus

amina terprotonasi menjadi bermuatan positif dan membuat kitosan polimer

kationik yang larut dalam air (Petrović et al., 2016). Ketika muatan positif, gugus

amina mengalami promosi untuk berinteraksi elektrostatik dengan muatan

berlawanan dari surfaktan dan polielektrolit lainnya, dengan demikian

merangsang banyak perubahan dalam larutan campuran (Onesippe dan Lagerge,

2008). Beberapa perubahan dalam larutan bulk, seperti halnya pada antarmuka,

dapat berguna untuk bermacam-macam aplikasi dari campuran kitosan-suraktan

20

dan kitosan-polielektrolit, seperti emulsifikasi dan mikroenkapsulasi (Petrović et

al., 2016).

2.8 Asam Folat

Folat adalah vitamin B9 yang bersifat larut air. Tubuh manusia tidak dapat

mensintesis folat. Folat didapatkan secara alami dalam makanan tertentu sebagai

poliglutamat (Tennant, 2014). Asam folat hanya sedikit yang ditemukan dalam

makanan. Asam folat adalah asam monoglutamat, suatu vitamin yang teroksidasi.

Senyawa ini merupakan bentuk yang paling aktif dari vitamin B9 (Tangkilisan

dan Rumbajan, 2002). Perbedaan keduanya menjadi penting karena terdapat

perbedaan bioavailabilitas antara asam folat dan folat. Hanya sekitar setengah dari

folat yang diperoleh dari makanan yang tersedia untuk pembentukan asam folat.

Dalam tubuh manusia, penyerapan asam folat lebih efisien dibandingkan folat

(Pitkin, 2007). Struktur kimia folat dan asam folat ditampilkan pada Gambar 8.

(A)

(B)

Gambar 8. Struktur (A) folat dan (B) asam folat

Folat terdapat pada berbagai tumbuh-tumbuhan dan hewan, terutama

sebagai poliglutamat dalam bentuk metil atau formil tereduksi. Sifatnya yang

21

termolabil dan larut dalam air membuat folat mudah rusak karena proses memasak

(Ganesh et al., 2014). Proses memasak dapat merusak 50-90% folat yang

terkandung didalamnya. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia Nomor 75 Tahun 2013 tentang angka kecukupan gizi yang dianjurkan

bagi masyarakat Indonesia, asam folat dibutuhkan sekitar 400 μg untuk wanita

tidak hamil, tambahan 200 μg selama kehamilan serta tambahan 100 μg untuk

wanita menyusui. Hasil uji acak membuktikan pengurangan NTD (neutral tube

defects) sebesar 60-100% pada wanita hamil yang mengkonsumsi 0,4-0,8 mg

asam folat selama beberapa bulan sebelum kontrasepsi dan selama kehamilan

(Fathonah, 2016).

2.9 Particle Size Analyzer (PSA)

Particle Size Analyzer (PSA) dapat menganalisis partikel suatu sampel

yang bertujuan menentukan ukuran partikel dan distribusinya dari sampel yang

representatif. Distribusi ukuran partikel dapat diketahui melalui gambar yang

dihasilkan. Ukuran tersebut dinyatakan dalam jari-jari untuk partikel yang

berbentuk bola. Penentuan ukuran dan distribusi partikel menggunakan PSA dapat

dilakuan dengan (1) difraksi sinar laser untuk partikel dari ukuran submikron

sampai dengan milimeter, (2) counter principle untuk mengukur dan menghitung

partikel yang berukuran mikron sampai dengan milimeter, dan (3) penghamburan

sinar untuk mengukur partikel yang berukuran mikron sampai dengan nanometer

(Etzler dan Sanderson, 2004).

Ukuran partikel dapat ditentukan dengan mengukur perubahan intensitas

acak cahaya hamburan dari suatu suspensi atau larutan. Partikel kecil pada

22

suspensi mengalami gerakan termal acak yang disebut gerak Brown. Gerak acak

ini dihitung untuk menentukan ukuran partikel. Bagan instrumen untuk proses

pengukuran ukuran partikel pada SZ-100 dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Layout Dynamic Light Scattering (DLS) pada SZ-100 (HORIBA

Scientific, 2017)

Cahaya yang berasal dari sumber cahaya laser menyinari sampel pada sel.

Sinyal hamburan cahaya terkumpul oleh satu dari dua detektor, baik pada sudut

hamburan 90 derajat (right angel) atau 173 derajat (back angel). Sinyal optik yang

terkumpul menunjukkan perubahan acak yang disebabkan oleh perubahan posisi

acak relatif dari partikel tersebut (HORIBA Scientific, 2017).

Potensial zeta diukur berdasarkan muatan pada permukaan partikel dalam

media cair spesifik. Besarnya muatan permukaan ini berguna untuk memahami

dan memprediksi interaksi antar partikel dalam suspensi. Potensial zeta pada SZ-

100 diukur dengan teknik electrophoretic light scattering (ELS) dimana

pergerakan partikel dideteksi dalam medan listrik. Muatan pada permukaan

partikel mempengaruhi lingkungan ionik pada daerah yang dekat dengan

permukaan partikel. Lingkungan ionik ini dijelaskan secara khas menggunakan

model dua lapisan yaitu lapisan Stern dan lapisan yang tersebar jauh dari

permukaan partikel. Lapisan Stern pada ion sangat menempel dengan permukaan

partikel. Lapisan yang tersebar jauh dari permukaan partikel tetap tertarik oleh

23

partikel sedemikian rupa, sehingga ion-ion ini akan bergerak dengan partikel

tersebut. Potensial zeta adalah daya yang diukur dalam mV pada jarak antara

slipping pane dan permukaan partikel (HORIBA Scientific, 2017).

Gambar 10. Ilustrasi diagram SZ-100 untuk pengukuran potensial zeta (HORIBA

Scientific, 2017)

Potensial zeta diukur dengan cara sampel dalam jumlah kecil disuntikkan

ke dalam sel yang memiliki dua elektroda yang akan menciptakan medan listrik

terimbas. Saat medan listrik terbentuk, partikel bergerak menuju anoda atau

katoda tergantung apakah permukaan partikel tersebut bermuatan positif atau

negatif. Arah gerak mengindikasi muatan postif lawan negatif. Kecepatan

pergerakan partikel dihitung sebagai besarnya muatan (HORIBA Scientific,

2017). Ilustrasi diagram untuk proses pengukuran potensial zeta pada SZ-100

dapat dilihat pada Gambar 10.

2.10 Fourier Transform Infrared (FTIR)

Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) digunakan untuk analisis

secara kualitatif maupun kuantitatif. FTIR digunakan untuk menganalisis gugus

fungsi suatu senyawa agar senyawa tersebut dapat diketahui. Gugus fungsi suatu

senyawa diidentifikasi melalui puncak serapan yang spesifik pada bilangan

gelombang tertentu. Sementara analisis kuantitatif adalah berdasarkan gugus

24

fungsi yang ada dibandingkan dengan menggunakan standar. Pada umumnya

sampel yang dianalisis dapat berupa padatan, cairan, atau gas. FTIR menggunakan

pancaran sinar pada daerah inframerah (Hasanah, 2009). Skema alat FTIR dapat

dilihat pada Gambar 11.

Radiasi inframerah (IR) berada pada kisaran panjang gelombang 0.78-

1000 µm atau bilangan gelombang 12800-10 cm-1

. Spektrumnya terdiri atas

radiasi inframerah dekat (12800-4000 cm-1

), menengah (4000- 200 cm-1

), dan jauh

(200-10 cm-1

). Energi radiasi IR digunakan terbatas hanya pada transisi molekul

yang melibatkan vibrasi dan rotasi. Serapan gugus fungsional dengan IR berada

pada kisaran 4000-1500 cm-1

, sedangkan fenomena ikatan intramolekuler yang

bersifat sangat spesifik untuk setiap materi yaitu pada 1500-400 cm-1

(daerah sidik

jari) (Khopkar, 2002). Pada daerah sidik jari, sedikit saja perbedaan struktur dan

susunan molekul akan menyebabkan perubahan distribusi puncak serapan.

Berbeda dari spektrometer dispersif, FTIR tidak mengukur panjang gelombang

satu demi satu, melainkan dapat mengukur intensitas pada berbagai panjang

gelombang secara serempak (Skoog et al., 1998). Instrumen FTIR dapat memiliki

resolusi yang sangat tinggi (0.001 cm-1

) (Silverstein et al., 2005).

Gambar 11. Skema kerja alat FTIR (Hermanto, 2009)

25

Monokromator prisma atau kisi yang dapat mengurangi energi sinar

diganti dengan interferometer. Interferometer membuat spektrometer mampu

mengukur semua frekuensi optik secara serempak dengan mengatur intensitas dari

setiap frekuensi tunggal sebelum sinyal sampai ke detektor. Hasil dari pindai

interferometer yang berupa interferomogram (plot antara intensitas dan posisi

cermin) ini tidak dapat diinterpretasikan dalam bentuk aslinya. Proses

transformasi Fourier akan mengubah interferomogram menjadi spektrum antara

intensitas dan frekuensi (Handayani, 2009).

2.11 Scanning Electron Microscope (SEM)

Scanning Electron Microscope (SEM) adalah mikroskop yang

menggunakan pancaran sinar yang timbul akibat eksitasi elektron untuk melihat

partikel berukuran mikron. Sejak tahun 1950 SEM dikembangkan dan banyak

digunakan dalam bidang medis maupun dalam pengembangan ilmu pengetahuan.

SEM telah banyak digunakan oleh para peneliti untuk menguji dan menemukan

berbagai spesimen. Dibandingkan dengan mikroskop konvensional, SEM dapat

menunjukkan gambar spesimen lebih jelas dan memiliki tingkat resolusi yang

lebih tinggi (Hasanah, 2009).

SEM mampu mengambil gambar suatu permukaan dengan perbesaran dari

20 sampai 100.000 kali. Prinsip kerja SEM adalah permukaan contoh

ditembakkan oleh elektron berenergi tinggi dengan energi kinetik antara 1-25 kV.

Elektron yang langsung menumbuk contoh ini dinamakan elektron primer,

sedangkan elektron yang terpantul dari contoh dinamakan elektron sekunder.

Elektron sekunder yang berenergi rendah dilepaskan dari atom-atom yang ada

26

pada pemukaan contoh dan akan menentukan bentuk rupa contoh (Hasanah,

2009). Skema alat SEM ditunjukkan pada Gambar 12.

Gambar 12. Skema kerja alat SEM (Kaech, 2013)

Pada pengukuran menggunakan SEM, sampel harus merupakan zat yang

dapat menghantarkan arus listrik seperti halnya logam. Sampel yang tidak dapat

menghantarkan arus listrik sebelum dianalisis menggunakan SEM terlebih dahulu

dilapisi menggunakan logam yang dapat menghantarkan arus listrik. Dua alasan

utama untuk melapisi sampel yang tidak dapat menghantarkan arus listrik ialah

untuk mengurangi artifak yang disebabkan oleh beban elektrik dan muatan termal

(Mulder, 1996).

2.12 Spektrofotometer UV-Vis

Spektrum elektromagnetik dibagi dalam beberapa daerah cahaya. Suatu

daerah akan diabsorbsi oleh atom atau molekul dan panjang gelombang cahaya

yang diabsorbsi dapat menunjukan struktur senyawa yang diteliti. Spektrum

elektromagnetik meliputi suatu daerah panjang gelombang yang luas dari sinar

gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada panjang gelombang

mikro (Marzuki, 2012).

27

Spektrum absorbsi dalam daerah-daerah ultraviolet (UV) dan sinar tampak

(Visible) umumnya terdiri dari satu atau beberapa pita absorbsi yang lebar, semua

molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-Vis. Sinar ultraviolet

mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm (Gandjar dan Rohman, 2007)

sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-750 nm (Pavia et al.,

2009). Prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis yaitu apabila cahaya monokromatik

melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap, sebagian

dipantulkan dan sebagian lagi dipancarkan. Adapun yang melandasi pengukuran

spektrofotometer ini dalam penggunaannya adalah hukum Lambert-Beer yaitu

apabila suatu cahaya monokromatis dilewatkan melalui suatu media yang

transparan, maka intensitas cahaya yang diteruskan sebanding dengan tebal kuvet

dan konsentrasi unsur dalam larutan sampel (Yanlinastuti dan Fatimah, 2016).

Skema kerja alat spektrofotometer UV-Vis dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Skema kerja alat spektrofotometer UV-Vis (Hermanto, 2009)

Beberapa media yang tak berwarna juga menyerap sinar, tetapi dalam

daerah ultra-ungu (UV). Karena kita tak mampu melihat sinar UV, maka kita tak

dapat mengamati penyerapannya. Media yang berbeda akan menyerap sinar

28

dengan panjang gelombang yang berbeda, dan ini dapat dipakai untuk

mengidentifikasi suatu materi. Keberadaan ion logam, sebagai contoh, atau gugus

fungsi dalam senyawa-senyawa organik. Besarnya penyerapan juga tergantung

pada konsentrasi materi, jika berupa larutan. Perhitungan banyaknya penyerapan

dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan yang sangat encer

(Hermanto, 2009).

29

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2018 hingga Juli 2019.

Lokasi penelitian berlangsung di Laboratorium Polimer, Pusat Penelitian Kimia

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Puspiptek, Serpong, Tangerang

Selatan.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah instrument particle size

analyzer (Horiba Scientific SZ-100), FTIR (Shimadzu IR Prestige-21),

spektrofotometer UV-Vis (Agilent Technologies Cary 60), freeze dryer (BUCHI

L-300), SEM (Hitachi SU 3500), magnetic stirrer, sentrifuse, neraca analitik,

oven, buret titrasi, dan peralatan gelas lainnya.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah kitosan (SIGMA-

ALDRICH), natrium tripolifosfat (Honeywell), natrium alginat (SIGMA-

ALDRICH), refined karagenan, natrium dodesil sulfat (Merck), asam folat

(SIGMA-ALDRICH), asam asetat (Merck), natrium hidroksida (Merck) dan

akuades.

30

3.3 Diagram Alir Penelitian

Penentuan Konsentrasi Asam Asetat dan Rasio Volume Kitosan-STPP

Optimum

Pembuatan Nanopartikel Kitosan Proses Enkapsulasi Asam Folat

Gambar 14. Diagram alir penelitian

31

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Pembuatan Larutan Kitosan 0,1%

Prosedur ini mengacu pada penelitian Triwulandari et al. (2018) dengan

beberapa modifikasi. Kitosan sebanyak 0,1 g dilarutkan dalam 100 mL asam

asetat dengan variasi konsentrasi asam asetat 0,2; 0,5; dan 0,7% sehingga

diperoleh konsentrasi kitosan 0,1%. Larutan diaduk dengan magnetic stirrer 500

rpm hingga larut. Kitosan yang sudah larut ditambahkan NaOH 1 M tetes demi

tetes hingga pH larutan 5.

3.4.2 Penentuan Konsentrasi Asam Asetat dan Rasio Volume Kitosan-STPP

Optimum


beberapa modifikasi. Penentuan konsentrasi asam asetat optimum dilakukan

dengan proses pembuatan nanopartikel kitosan-STPP. Larutan sodium

tripolyphosphate (STPP) disiapkan dengan melarutkan 0,1 g STPP dalam 100 mL

akuades sehingga diperoleh konsentrasi sebesar 0,1%. Larutan STPP 0,1%

sebanyak 10 mL ditambahkan secara tetes demi tetes menggunakan buret ke

dalam larutan kitosan 0,1% yang telah disiapkan sebelumnya. Penambahan STPP

ke dalam larutan kitosan disertai pengadukan menggunakan magnetic stirrer

dengan kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Pengadukan dilanjutkan kembali

selama 30 menit setelah seluruh penambahan 10 mL larutan STPP 0,1% selesai.

Nanopartikel kitosan-STPP kemudian diukur ukuran partikel, indeks

polidispersitas (PI) dan potensial zeta dengan PSA. Konsentrasi asam asetat dan

rasio volume kitosan-STPP dikatakan optimum apabila memiliki ukuran partikel

yang kecil (< 1.000 nm), nilai indeks polidispersitas (PI) < 1 dan nilai potensial

zeta > 30 mV. Pembuatan nanopartikel kitosan-STPP dilakukan dengan variasi

perlakuan yang ditunjukkan pada Tabel 1.

32

Tabel 1. Variasi konsentrasi asam asetat dan komposisi

polianion pada pembuatan nanopartikel kitosan

Rasio Volume Kitosan-STPP Asam Asetat (%)

3 : 1

0,2

0,5

0,7

5 : 1

0,2

0,5

0,7

3.4.3 Pembuatan Nanopartikel Kitosan


beberapa modifikasi Larutan polianion (STPP, alginat, karagenan, dan SDS)

dengan konsentrasi 0,1% disiapkan dengan melarutkan 0,1 g polianion tersebut

dalam 100 mL akuades, kemudian diaduk dengan magnetic stirrer. Larutan

natrium alginat dan karagenan dilakukan pemanasan saat pengadukan pada suhu

40oC, sedangkan larutan SDS dilakukan pemanasan saat pengadukan pada suhu

68oC. Penambahan larutan polianion sebanyak 10 mL dilakukan secara tetes demi

tetes ke dalam larutan kitosan 0,1% (dilarutkan dalam konsentrasi asam asetat

optimum) dengan rasio volume kitosan-polianion yang optimum. Penambahan

larutan polianion ke dalam larutan kitosan disertai dengan pengadukan

menggunakan magnetic stirrer, kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Pengadukan

dilanjutkan kembali selama 30 menit setelah seluruh penambahan 10 mL larutan

polianion selesai. Nanopartikel kitosan yang telah selesai dibuat kemudian

dikeringkan dengan freeze dryer dan dilakukan karakterisasi gugus fungsi

menggunakan FTIR.

3.4.4 Proses Enkapsulasi Asam Folat

Prosedur ini mengacu pada penelitian De Britto et al. (2014) dengan

beberapa modifikasi. Asam folat sebanyak 4,5 mg dilarutkan ke dalam masing-

33

masing 10 mL larutan polianion (STPP, alginat, karagenan, dan SDS 0,1%).

Larutan asam folat yang dilarutkan dalam polianion tersebut ditambahkan tetes

demi tetes ke dalam larutan kitosan 0,1% dengan perbandingan volume kitosan

dan polianion yang optimum berdasarkan prosedur 3.4.2. Seluruh proses

penambahan disertai pengadukan menggunakan magnetic stirrer dengan

kecepatan 500 rpm, selama 30 menit. Pengadukan dilanjutkan kembali selama 30

menit setelah penambahan 10 mL larutan polianion selesai. Selanjutnya dilakukan

pengukuran ukuran partikel, indeks polidispersitas dan potensial zeta

menggunakan PSA dan diukur efisiensi enkapsulasi

3.4.5 Karakterisasi Nanopartikel Kitosan dan Hasil Enkapsulasi Asam Folat

3.4.5.1 Pengukuran Ukuran Partikel, Indeks Polidispersitas dan Potensial

Zeta dengan PSA

Particle size analyzer (Horiba SZ-100) digunakan untuk menganalisis

ukuran partikel dan indeks polidispersitas dari nanopartikel kitosan dengan teknik

Dynamic Light Scattering (DLS). Kuvet berisi suspensi diletakkan ke dalam

instrumen kemudian diukur pada suhu ruangan 25oC. Potensial zeta diukur

dengan metode Laser Droppler Electrophoresis (LDE) menggunakan instrumen

yang sama. Suspensi diletakkan di dalam kuvet yang berisi elektroda kemudian

diukur dengan instrument pada suhu ruangan 25oC (HORIBA Scientific, 2017).

3.4.5.2 Karakterisasi Gugus Fungsi Nanopartikel dengan FTIR

Karakterisasi gugus fungsional nanopartikel kitosan dengan FTIR (Shimadzu

IR Prestige-21) dilakukan dengan menggunakan teknik DRS (Diffuse Reflectance

Spectroscopy). Serbuk beku kering hasil freeze dry dicampurkan dengan KBr,

banyaknya sampel adalah 1% dari massa KBr, campuran diletakkan di sample

34

holder. Kemudian sampel tersebut di-scan pada daerah 4.000-400 cm-1

(ASTM

E168-16, 2016).

3.4.5.3 Karakterisasi Morfologi Nanopartikel dengan SEM

Morfologi struktur enkapsulasi dikarakterisasi menggunakan Scanning

Electron Microscopy (SEM) setelah dengan campuran emas-paladium dalam

kondisi vakum. Gambar SEM diambil dengan acceleration voltage 10kV (Perez-

Masia et al., 2015).

3.4.6 Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat

Hasil enkapsulasi asam folat disentrifugasi pada kecepatan 10.000 rpm

selama 30 menit. Supernatan diukur serapannya dengan spektrofotometer UV-Vis

(Agilent Technologies Cary 60) pada panjang gelombang maksimum. Pengukuran

blanko dilakukan sebagai koreksi (Salar dan Kumar, 2016).

Efisiensi enkapsulasi dihitung dengan persamaan:

Efisiensi Enkapsulasi (%)=ΣTotal Asam Folat – ΣAsam Folat Bebas

ΣTotal Asam Folat x 100

3.4.7 Uji Stabilitas Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat

Uji stabilitas dilakukan dengan mengukur efisiensi enkapsulasi asam folat

seperti pada prosedur 3.4.6. Pengukuran dilakukan pada hari ke 0, 3, 9, dan 15.

Sampel disimpan pada lemari pendingin pada suhu 4oC.

35

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat dan Rasio Volume Kitosan-STPP

terhadap Karakteristik Nanopartikel

Metode sederhana pembuatan nanopartikel kitosan dilakukan dengan

metode gelasi ionik. Pelarut yang digunakan untuk melarutkan kitosan adalah

larutan asam format, asam asetat, asam laktat dan asam glutamat (Thariq et al.,

2016). Kitosan dilarutkan pada larutan dengan pH asam untuk mengubah gugus

amina (-NH2) menjadi terionisasi positif (-NH3+). Gugus yang telah terionisasi

positif ini selanjutnya mampu membentuk interaksi ionik dengan senyawa yang

bermuatan negatif (Bhumkar dan Pokharkar, 2006). Secara keseluruhan, sistem

yang terbentuk cenderung menyisakan gugus ammonium bebas yang akan saling

tolak-menolak sehingga melemahkan kompleks nanopartikel yang telah terbentuk.

Oleh karena itu, perlu ditambahkan adanya suatu pengikat silang (cross-linker)

yang mampu menstabilkan muatan positif yang tersisa. Pengikat silang ini harus

berupa polianion, salah satu polianion yang banyak digunakan adalah anion

tripolifosfat (Bhumkar dan Pokharkar, 2006; Kafshgari et al., 2011).

Kitosan dilarutkan dalam asam asetat dengan variasi konsentrasi asam

asetat sebesar 0,2; 0,5; dan 0,7%. Larutan kitosan memiliki pH 3 kemudian

ditambahkan NaOH 1 M hingga pH 5, karena larutan kitosan pada pH < 4 dapat

mengurangi kemampuan taut silang antara kitosan dan polianion sedangkan pada

larutan kitosan pH > 6 intensitas interaksi elektris menurun sehingga kelarutannya

dalam air berkurang (Fuciños et al., 2014). Pengaruh konsentrasi asam asetat

terhadap karakteristik nanopartikel kitosan dapat dilihat pada Tabel 2.

36

Tabel 2. Pengaruh konsentrasi asam asetat dan rasio volume kitosan-STPP

terhadap karakteristik nanopartikel

Rasio Volume

Kitosan-STPP

Asam Asetat

(%)

Ukuran Partikel

(nm) PI

Potensial

Zeta (mV)

3 : 1

0,2 142,20 ± 19,19 0,327 ± 0,117 19,40 ± 1,91

0,5 121,42 ± 6,34 0,341 ± 0,075 14,05 ± 1,17

0,7 110,40 ± 4,60 0,401 ± 0,089 9,60 ± 0,96

5 : 1

0,2 230,15 ± 63,53 0,477 ± 0,059 21,76 ± 1,89

0,5 200,90 ± 7,72 0,323 ± 0,100 15,95 ± 1,96

0,7 163,40 ± 18,89 0,423 ± 0,069 15,00 ± 0,78

Ukuran partikel nanopartikel kitosan semakin kecil seiring dengan

semakin besarnya konsentrasi asam asetat yang digunakan, sedangkan

monodispersitas nanopartikel mengalami penurunan. Indeks polidispersitas (PI)

merupakan nilai yang menunjukkan distribusi ukuran partikel. Nanopartikel

dengan nilai PI sama dengan 1 memiliki distribusi ukuran yang sangat luas dan

mengandung partikel besar atau yang dapat mengalami agregasi. Nilai PI di

bawah 0,05 biasanya dimiliki oleh sistem monodispersi (NanoComposix, 2012).

Seluruh sampel menghasilkan nilai PI < 1, yang menunjukkan distribusi ukuran

partikel yang baik.

Potensial zeta digunakan untuk mengkarakterisasi sifat muatan

nanopartikel, berkaitan dengan interaksi elektrostastik nanopartikel. Interaksi

elektrostatik akan menentukan kecenderungan agregasi dan tolak menolak.

Potensial zeta adalah ukuran muatan permukaan partikel yang tersebar dalam

medium pendispersi (Vaughn dan Williams, 2007). Potensial zeta partikel akan

memberikan gambaran gaya tolakan antar partikel yang menyebabkan semakin

besar potensial zeta maka sistem dispersi akan semakin stabil (Couvreur et al.,

2002). Nanopartikel dengan nilai potensial zeta lebih besar dari ±30 mV memiliki

37

stabilitas lebih tinggi (Murdock et al., 2008). Seluruh sampel memiliki nilai

potensial zeta < 30 mV, sehingga dapat dikatakan sistem koloid nanopartikel

kitosan cenderung kurang stabil.

Pengaruh perbandingan volume penggunaan kitosan dan STPP pada

pembentukan nanopartikel dipelajari dengan menggunakan dua rasio volume

berbeda, yakni 3:1 dan 5:1. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran

kasar data ukuran partikel, tingkat keseragaman dan kestabilan nanopartikel.

Berdasarkan hasil penelitian yang ditampilkan pada Tabel 2, nanopartikel yang

dipreparasi pada rasio volume 5:1 menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar

dibandingkan dengan rasio volume 3:1. Berdasarkan penelitian Tang et al. (2007)

ukuran partikel meningkat seiring dengan bertambahnya berat molekul kitosan.

Semakin banyaknya kitosan yang ditambahkan dalam sistem nanopartikel

menyebabkan gugus amina terprotonasi (NH3+) semakin banyak, hal ini akan

mengakibatkan interaksi taut silang yang terjadi antara gugus amina terprotonasi

dari kitosan dengan gugus negatif ion fosfat dari STPP semakin meningkat dalam

membentuk kompleks nanopartikel kitosan-STPP. Semakin banyak kompleks

nanopartikel kitosan-STPP yang terbentuk maka semakin besar kemampuan

nanopartikel dalam menjerap senyawa aktif. Hal ini akan menyebabkan

meningkatnya nilai efisiensi penjerapan (Elzoghby et al., 2013).

Meningkatnya konsentrasi asam asetat secara tidak langsung menyebabkan

meningkatnya kekuatan ionik dan meningkatnya efek shielding ion lawan

(CH3COO-) menyebabkan molekul kitosan memiliki sedikit tempat untuk bertaut-

silang dengan ion tripolifosfat. Molekul kitosan dengan konformasi rantai pendek

terjerat lebih kuat dibandingkan dengan konformasi panjang (Qun dan Ajun,

38

2006). Karena alasan tersebut molekul kitosan yang terlibat dalam pembentukan

nanopartikel tunggal lebih sedikit dan dengan demikian nanopartikel yang lebih

kecil banyak terbentuk (Gambar 15). Di sisi lain efek shielding yang meningkat

akan mengurangi repulsi elektrostatik antara partikel kitosan, dan terlebih lagi, ion

elektrolit yang meningkat akan mengurangi ketebalan lapisan hidrasi permukaan

partikel (Colic et al., 1998), yang memfasilitasi agregasi partikel menjadi lebih

besar dan menghasilkan distribusi ukuran partikel yang lebih luas. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa konsentrasi asam asetat yang tinggi (atau dengan kata lain

kekuatan ionik tinggi) tidak kondusif untuk distribusi ukuran partikel yang sempit

(Fan et al., 2012). Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang menunjukkan

semakin besar konsentrasi asam yang digunakan maka nilai PI yang dihasilkan

semakin besar.

Gambar 15. Skema reaksi pertautan silang ionik antara kitosan dan STPP pada

(A) larutan dengan kekuatan ionik rendah (B) larutan dengan

kekuatan ionik tinggi (Fan et al., 2012)

Sampel nanopartikel kitosan dengan rasio volume kitosan-STPP 5:1 dan

konsentrasi asam asetat 0,2; 0,5 dan 0,7% sebagai pelarut kitosan menghasilkan

nilai PI berturut-turut 0,477; 0,323 dan 0,423. Nilai PI tersebut tidak sesuai

dengan teori bahwa semakin besar konsentrasi asam nilai PI semakin besar. hal ini

dapat dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan. Semakin besar kecepatan

39

pengadukan mengakibatkan nilai PI menjadi lebih besar (distribusi ukuran partikel

sempit). Sampel nanopartikel seharusnya diaduk pada kecepatan 500 rpm, tetapi

pada pembuatan sampel nanopartikel kitosan-STPP dengan rasio volume 5:1

dilakukan penambahan kecepatan pengadukan disebabkan saat proses berjalan

penetesan polianion yang terjadi terlalu lama sehingga akan melebihi waktu

pengadukan (1 jam), oleh karena itu penetesan dilakukan lebih cepat dan

pengadukan ditambahkan kecepatannya agar waktu pengadukan tercapai 1 jam.

Kecepatan yang ditambahkan dari 500 hingga 1000 rpm. Pengadukan yang terlalu

cepat dapat merusak gaya repulsi antar partikel dan menyebabkan agregasi (Fan et

al., 2012). Hal tersebut dapat meningkatkan nilai PI pada sampel.

Nanopartikel kitosan dengan pelarut asam asetat 0,2% memiliki nilai PI

terkecil sehingga memiliki tingkat keseragaman yang baik dan memiliki potensial

zeta terbesar. Nanopartikel kitosan dengan asam asetat 0,2% sebagai pelarut

memiliki ukuran partikel paling besar tetapi perbedaan ukuran partikel ketiga

sampel tersebut tidak terlalu jauh. Nanopartikel kitosan dengan rasio volume 3:1

menghasilkan ukuran partikel lebih kecil dari rasio volume 5:1 dengan perbedaan

ukuran partikel yang cukup besar. Nanopartikel kitosan yang diinginkan adalah

nanopartikel dengan ukuran partikel yang kecil, memiliki keseragaman ukuran

partikel yang baik, stabilitas koloid yang cukup stabil dan nilai efisiensi

enkapsulasi yang besar. Berdasarkan hasil analisis tersebut maka pada proses

enkapsulasi asam folat dengan nanopartikel kitosan digunakan pelarut kitosan

yaitu asam asetat dengan konsentrasi 0,2% karena memiliki nilai PI dan potensial

zeta terbaik dan rasio volume kitosan-polianion yang digunakan yaitu 3:1 karena

memiliki ukuran partikel lebih kecil dari rasio volume 5:1.

40

4.2 Karakterisasi Gugus Fungsi Nanopartikel

Nanopartikel kitosan dibuat dengan metode gelasi ionik menggunakan

beberapa polianion yaitu STPP, alginat, karagenan, dan SDS (natrium dodesil

sulfat). Nanopartikel kitosan-STPP, kitosan-alginat, kitosan-karagenan dan

kitosan-SDS terbentuk dengan gelasi ionik dimana mekanismenya dipengaruhi

oleh taut-silang antara gugus NH3+ pada kitosan dengan ion P3O10

- pada STPP,

gugus COO- pada alginat dan gugus SO4

2- pada karagenan dan SDS.

Karakterisasi gugus fungsi nanopartikel kitosan sebelum digunakan untuk

enkapsulasi asam folat dilakukan menggunakan FTIR. Analisis FTIR bertujuan

untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat pada masing-masing sampel.

Analisis data FTIR dilakukan dengan cara membandingkan puncak dan intensitas

yang muncul pada spektra IR dengan referensi. Pergeseran dan perubahan puncak

dan intensitas seringkali terjadi pada spektra IR disebabkan karena perbedaan

lingkungan kimia gugus fungsi serta pelarut yang digunakan (Silverstein et al.,

2005). Spektrum FTIR nanopartikel kitosan dapat dilihat pada Gambar 16 dan

Lampiran 1. Hasil analisis gugus fungsi nanopartikel kitosan ditampilkan pada

Tabel 3.

Seluruh sampel menunjukkan gugus fungsi dominan yaitu N-H pada

3269,34 - 3304,06 cm-1

yang menunjukkan gugus fungsi amina bebas (-NH2) pada

kitosan . Sampel nanopartikel kitosan-STPP (CS) menunjukkan ikatan antara

gugus amina dari kitosan dan gugus PO3 dari STPP (N-O-P) pada 1550,77 cm-1

(Loutfy et al., 2016). Sampel nanopartikel kitosan-alginat (CA) menunjukkan

gugus –CO pada 1552,70 cm-1

yang menunjukkan gugus karboksilat pada alginat

(Katuwavila et al., 2016). Sampel nanopartikel kitosan-STPP-alginat (CSA)

41

gugus fungsi karboksil (-CO) pada 1552,70 cm-1

yang merupakan gugus fungsi

pada alginat, dan gugus fungsi PO3 pada 1066,64 cm-1

yang merupakan gugus

fungsi pada STPP.

Keterangan: Kode sampel CS (nanopartikel kitosan-STPP), CA (kitosan-alginat), CSA (kitosan-

STPP-alginat), CK (kitosan-karagenan), CSK (kitosan-STPP-karagenan), CD

(kitosan-SDS), dan CSD (kitosan-STPP-SDS).

Gambar 16. Spektrum FTIR sampel nanopartikel kitosan

Sampel nanopartikel kitosan-karagenan (CK) menunjukkan gugus sulfat

(SO42-

) pada 1415,75 cm-1

dan 3,6-anhidrogalaktosa pada 927,76 cm-1

yang

merupakan khas karagenan (Grenha et al., 2009). Sampel nanopartikel kitosan-

STPP-karagenan (CSK) menunjukkan gugus fungsi sulfat (SO42-

) pada 1409,96

cm-1

yang merupakan gugus fungsi pada karagenan, dan gugus fungsi PO3 pada

1072,42 cm-1

yang merupakan gugus fungsi pada STPP.

42

Sampel nanopartikel kitosan-SDS (CD) menunjukkan gugus fungsi SO2

stretching asymmetric dan symmetric pada 1222,87 cm-1

dan 1083,99 cm-1

yang

merupakan gugus fungsi pada SDS (Elsayed et al., 2011). Sampel nanopartikel

kitosan-STPP-SDS (CSD) menunjukkan gugus fungsi SO2 pada 1222,87 cm-1

yang merupakan gugus fungsi pada SDS, dan gugus fungsi PO3 pada 1010,70

cm-1

yang merupakan gugus fungsi pada STPP.

Tabel 3. Hasil analisis gugus fungsi nanopartikel dengan FTIR

Kode

Sampel Gugus Fungsi

Bilangan

Gelombang

(cm-1

)

Bilangan

Gelombang

Referensi

(cm-1

)

Referensi

CS

N-H streching 3280 3360 Loutfy et al. (2016)

N-O-P streching 1550,77 1530 Loutfy et al. (2016)

N-H bending 1645,28 1630 Loutfy et al. (2016)

CA N-H stretching 3305,99 3360 Loutfy et al. (2016)

-CO stretching 1552,70 1659 Katuwavila et al. (2016)

CSA

N-H streching 3290,56 3360 Loutfy et al. (2016)

-CO stretching 1552,70 1659 Katuwavila et al. (2016)

PO3 1066,64 1090 Loutfy et al. (2016)

CK


SO42-

1415,75 1446 Elnashar dan Yassin

(2009)

3,6-

anhidrogalaktosa 927,76 927 Grenha et al. (2009)

CSK


SO42-

1409,96 1446 Elnashar dan Yassin

(2009)

PO3 1072,42 1090 Loutfy et al. (2016)

CD

N-H streching 3348,42 3360 Loutfy et al., (2016)

SO2 stretching

assymmetric 1222,87 1215 Elsayed et al. (2011)

SO2 stretching

symmetric 1083,99 1087 Elsayed et al. (2011)

CSD


SO2 stretching

assymmetric 1222,87 1215 Elsayed et al. (2011)

PO3 1010,70 1090 Loutfy et al. (2016) Keterangan: Kode sampel CS (nanopartikel kitosan-STPP), CA (kitosan-alginat), CSA (kitosan-



43

4.3 Sifat Fisik Nanopartikel

Empat hal yang paling penting dari karakterisasi nanopartikel adalah

ukuran nanopartikel, efisiensi enkapsulasi, potensial zeta (muatan permukaan) dan

karakterisasi rilis (Hans dan Lowman, 2002). Ukuran partikel nanopartikel dapat

mempengaruhi besarnya efisiensi enkapsulasi, semakin besar efisiensi enkapsulasi

menunjukkan semakin baik nanopartikel dalam menjerap senyawa aktif. Nilai

potensial zeta menunjukkan kecenderungan nanopartikel mengalami agregasi.

Ukuran partikel asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan

dapat dilihat pada Tabel 4. Nanopartikel kitosan menggunakan polianion STPP

memiliki ukuran partikel terkecil dibandingkan polianion lain (alginat, karagenan

dan SDS). Perbedaan ukuran partikel ini dipengaruhi oleh berat molekul masing-

masing polianion. Ukuran partikel rata-rata nanopartikel berbahan dasar

polisakarida sangat dipengaruhi oleh bobot molekul awal komponen penyusunnya

(Goycoolea, et al., 2009). Menurut Sinha et al. (2004) polianion yang digunakan

pada metode gelasi ionik diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu polianion dengan

berat molekul rendah (STPP), polianion hidrofobik (natrium alginat dan

karagenan), dan polianion dengan berat molekul besar (SDS).

Pada Tabel 4 ukuran partikel nanopartikel kitosan-STPP (CS) bertambah

besar seiring dengan ditambahkannya polianion alginat, dikarenakan penambahan

alginat yang memiliki bobot molekul lebih besar membentuk struktur kompleks

yang menyebabkan ukuran partikel bertambah. Nanopartikel kitosan

menggunakan kombinasi polianion STPP-alginat (CSA) memiliki ukuran partikel

lebih kecil dibandingkan ukuran partikel nanopartikel kitosan dengan polianion

alginat saja. Hal ini dikarenakan volume alginat yang ditambahkan lebih sedikit

44

dibandingkan dengan sampel CA, begitu pula dengan penambahan polianion

karagenan dan SDS dapat memperbesar ukuran partikel nanopartikel kitosan-

STPP.

Tabel 4. Ukuran partikel asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan

Kode

sampel

Rasio Volume Ukuran Partikel

(nm) PI

Potensial Zeta

(mV) Kitosan STPP Alginat

CS 3 1 0 109,22 ± 2,49 0,291 ± 0,065 11,10 ± 0,10

CA 3 0 1 529,27 ± 9,56 0,492 ± 0,029 27,27 ± 0,32

CSA 3 0,5 0,5 350,72 ± 5,66 0,454 ± 0,020 25,13 ±0,75

CK 3 0 1 615,30 ± 13,74 0,500 ± 0,051 30,07 ± 0,49

CSK 3 0,5 0,5 375,33 ± 8,36 0,434 ± 0,052 30,27 ± 0,31

CD 3 0 1 418,70 ± 7,56 0,379 ± 0,044 27,60 ± 0,52

CSD 3 0,5 0,5 264,11 ± 23,50 0,427 ± 0,101 18,67 ± 0,47




Nilai indeks polidispersitas (PI) seluruh sampel < 1 sehingga dapat

dikatakan suspensi tersebut memiliki tingkat keseragaman ukuran yang baik.

Potensial zeta adalah muatan listrik antar partikel koloid. Semakin besar nilai

potensial zeta maka semakin tercegahnya peristiwa flokulasi (peristiwa

penggabungan koloid dari kecil ke besar). Nilai potensial zeta pada sampel

nanopartikel kitosan-karagenan dan kitosan-STPP-karagenan (CK dan CSK)

memiliki nilai > 30 mV yang menunjukkan bahwa suspensi koloid bersifat stabil.

Sedangkan sampel yang lain memiliki nilai potensial zeta < 30 mV menunjukkan

bahwa suspensi koloid kurang stabil. Kestabilan koloid nanopartikel kitosan dapat

terlihat secara visual dari semakin banyaknya agregat yang terbentuk atau

semakin keruhnya sampel (Lampiran 4).

45

4.4 Morfologi Nanopartikel

Analisis morfologi nanopartikel pada penelitian ini dilakukan

menggunakan instrumen Scanning Electron Microscope (SEM). Sampel

dikeringkan dengan freeze dryer selama 24 jam sebelum dianalisis. Gambar 17

menampilkan gambar SEM dari asam folat yang telah dienkapsulasi

menggunakan nanopartikel kitosan-STPP (CS) dan nanopartikel kitosan-STPP-

alginat (CSA). Hal ini dimaksudkan untuk membandingkan morfologi

nanopartikel satu polianion dengan nanopartikel kombinasi dua polianion. Sampel

CSA dipilih karena menghasilkan efisiensi enkapsulasi paling besar dibandingkan

sampel nanopartikel kombinasi dua polianion yang lain.

(A) (B)

Gambar 17. Hasil SEM asam folat terenkapsulasi pada (A) nanopartikel

...kitosan-STPP dan (B) nanopartikel kitosan-STPP-alginat

Hasil SEM dilakukan pada pembesaran 500x menunjukkan kedua sampel

tidak memiliki struktur yang solid dan kompak. Morfologi sampel nanopartikel

kitosan-STPP-alginat (B) menunjukkan kecenderungan berbentuk sferis dan

teraglomerasi (ditunjukkan oleh tanda panah merah). Sampel nanopartikel

kitosan-STPP (A) terdapat kapsul yang berbentuk bulat (ditunjukkan oleh tanda

panah merah) meskipun tidak banyak terlihat dan banyak yang sudah pecah hal ini

46

dapat disebabkan oleh pengeringan sampel yang kurang lama. Bentuk

nanopartikel penting untuk diketahui karena dapat digunakan untuk mengetahui

sifat pelepasan zat aktif. Nanopartikel dengan bentuk sferis memiliki penyerapan

selular yang lebih besar dibandingkan bentuk batang (Chithrani dan Chan, 2007).

Bentuk nanopartikel yang kurang sferis akan mempermudah kontak antar partikel

sehingga berujung pada agregrasi (Martien et al., 2012). Gambar SEM dapat

dilihat pada Lampiran 5.

4.5 Efisiensi Enkapsulasi dan Kestabilan Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat

Efisiensi enkapsulasi asam folat menunjukkan jumlah asam folat yang

dapat tersalut oleh nanopartikel. Semakin tinggi efisiensi enkapsulasi berarti asam

folat yang tersalut oleh nanopartikel semakin banyak. Efisiensi enkapsulasi asam

folat dihitung sebagai selisih antara asam folat yang ditambahkan pada sampel

dengan asam folat bebas yang diperoleh pada supernatan setelah sampel

disentrifugasi, asam folat bebas diukur serapannya oleh spektrofotometer UV-VIS

pada panjang gelombang maksimum. Pengukuran serapan pada blanko dilakukan

sebagai faktor koreksi, blanko yang digunakan ialah nanopartikel kitosan tanpa

penambahan asam folat. Pada penelitian ini didapatkan panjang gelombang (λ)

maksimum pada 285 nm (Lampiran 2), menurut penelitian De Britto et al. (2014)

asam folat diukur serapannya pada panjang gelombang 283 nm. Pergeseran

panjang gelombang ke daerah panjang gelombang yang lebih tinggi disebut

pergeseran batokromik, hal ini dapat disebabkan oleh adanya substitusi atau efek

pelarut (Dachriyanus, 2004).

47

Tabel 5. Efisiensi enkapsulasi asam folat pada nanopartikel kitosan

Kode

sampel

Rasio Volume Ukuran Partikel

(nm)

Efisiensi

Enkapsulasi

(%) Kitosan STPP Alginat

CS 3 1 0 109,22 ± 2,49 37,60 ± 2,81

CA 3 0 1 529,27 ± 9,56 48,41 ± 0,42

CSA 3 0,5 0,5 350,72 ± 5,66 40,76 ± 3,62

CK 3 0 1 615,30 ± 13,74 64,48 ± 0,05

CSK 3 0,5 0,5 375,33 ± 8,36 39,39 ± 1,76

CD 3 0 1 418,70 ± 7,56 70,96 ± 0,03

CSD 3 0,5 0,5 264,11 ± 23,50 39,79 ± 3,27




Berdasarkan data pada Tabel 5 nanopartikel kitosan-STPP memiliki

efisiensi enkapsulasi asam folat sebesar 37,60 ± 2,81%, penelitian De Britto et al.

(2014) menggunakan nanopartikel kitosan-STPP dengan metode gelasi ionik

menghasilkan efisiensi enkapsulasi asam folat sebesar 42,4% dengan penambahan

asam folat sebanyak 15% dari berat kitosan. Pada data efisiensi enkapsulasi asam

folat menggunakan nanopartikel kitosan, STPP, dan alginat dapat dilihat bahwa

efisiensi enkapsulasi bertambah besar seiring dengan ukuran partikel. Hal ini

sesuai dengan penelitian Nahrowi (2017) yang menyatakan semakin kecil ukuran

partikel nanomaterial maka efisiensinya akan semakin menurun dan Hans dan

Lowman (2002) yang menyatakan efisiensi enkapsulasi betambah seiring

bertambahnya diameter nanopartikel. Nanopartikel kitosan-STPP dengan

kombinasi polianion karagenan dan SDS juga menunjukkan kecenderungan nilai

efisiensi enkapsulasi yang sama seperti polianion alginat. Contoh perhitungan

efisiensi enkapsulasi asam folat dapat dilihat pada Lampiran 3.

Sistem nanopartikel kitosan dapat diklasifikasikan sebagai nanogel yang

menggabungkan karakteristik nanomaterial dengan sifat hidrogel. Definisi

48

hidrogel dianggap sebagai jaringan taut-silang polimer hidrofilik yang memiliki

kemampuan untuk menyerap air dalam jumlah besar dan membengkak.

Nanopartikel dalam penelitian ini disintesis dan dienkapsulasi dalam kondisi

membengkak, sifat kimia vitamin dan terutama kelarutan akan mempengaruhi

efisiensi enkapsulasi serta profil rilis. Asam folat (vitamin B9) praktis tidak larut

dalam media asam dan pada kondisi seperti itu secara kimiawi menguntungkan

untuk berada di fase padat (diendapkan nanopartikel) daripada cair (pelarut asam

kitosan). Hal ini meningkatkan ukuran nanopartikel dan juga akan mempengaruhi

nilai efisiensi enkapsulasi serta profil rilis (De Britto et al., 2014).

Berdasarkan nilai efisiensi enkapsulasi asam folat diatas mengindikasikan

masih adanya asam folat yang tidak tersalut selama proses enkapsulasi. Kim et al.

(2005) menyatakan bahwa efisiensi mikrokapsul berbeda pada penggunaan berat

molekul polimer berbeda, semakin tinggi berat molekul polimer maka efisiensi

akan semakin tinggi. Alginat dan karagenan merupakan polimer dengan berat

molekul besar sehingga nanopartikel kitosan dengan penggunaan polianion alginat

dan karagenan menghasilkan efisiensi yang lebih besar dari nanopartikel kitosan-

STPP. SDS termasuk dalam polianion dengan berat molekul besar, nanopartikel

kitosan-SDS memiliki efisiensi enkapsulasi asam folat tertinggi dapat disebabkan

karena SDS merupakan surfaktan anionik sehingga dapat berfungsi sebagai

pembentuk misel sekaligus sebagai kompleks polielektrolit. Berdasarkan

penelitian Elsayed et al. (2011) nanopartikel kitosan-SDS memberikan nilai

efisiensi enkapsulasi insulin yang besar yaitu 82,04 ± 1,95%.

Kestabilan nanopartikel kitosan dalam proses efisiensi enkapsulasi asam

folat dilakukan dalam keadaan sampel berupa suspensi. Sampel disimpan dalam

49

lemari es pada suhu 4oC. Sampel diletakkan pada wadah berbeda untuk setiap

pengukuran efisiensi enkapsulasi dan diukur dalam jangka waktu 15 hari.

Efisiensi enkapsulasi asam folat diukur pada hari ke 0, 3, 9 dan 15.




Gambar 18. Grafik efisiensi enkapsulasi asam folat pada (A) nanopartikel kitosan

menggunakan polianion STPP dan alginat (B) nanopartikel kitosan

menggunakan polianion STPP dan karagenan (C) nanopartikel

kitosan menggunakan polianion STPP dan SDS

Grafik efisiensi enkapsulasi asam folat dalam dilihat pada Gambar 18.

Berdasarkan grafik tersebut seluruh sampel mengalami penurunan efisiensi

0

10

20

30

40

50

60

0 3 9 15

%E

E

Hari

CS

CA

CSA

010203040506070

0 3 9 15

%E

E

Hari

CS

CK

CSK

B

01020304050607080

0 3 9 15

%E

E

Hari

CS

CD

CSD

C

A

50

enkapsulasi hingga hari ke-15. Sampel nanopartikel kitosan-STPP (CS)

mengalami penurunan efisiensi enkapsulasi sebesar 1,67% hingga hari ke-15.

Sampel nanopartikel kitosan-alginat (CA) mengalami penurunan sebesar 4,3%

hingga hari ke-15, sedangkan sampel nanopartikel kitosan-STPP-alginat (CSA)

mengalami penurunan sebesar 4,27% hingga hari ke-15. Sampel nanopartikel

kitosan kitosan-karagenan (CK) mengalami penurunan sebesar 13% hingga hari

ke-15, sedangkan sampel nanopartikel kitosan-STPP-karagenan (CSK) mengalami

penurunan sebesar 4,62%. Sampel nanopartikel kitosan-SDS (CD) mengalami

penurunan efisiensi enkapsulasi sebesar 22,77% ,sedangkan sampel nanopartikel

kitosan-STPP-SDS (CSD) mengalami penurunan sebesar 6,31%.

Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa nanopartikel kitosan

dengan penambahan polianion SDS memiliki efisiensi enkapsulasi asam folat

yang besar tetapi tidak memiliki kestabilan yang baik dilihat dari besarnya

penurunan efisiensi enkapsulasi selama 15 hari. Sedangkan nanopartikel kitosan

dengan penambahan polianion STPP dan nanopartikel dengan dua polianion

memberikan kestabilan yang baik dilihat dari penurunan efisiensi enkapsulasi

yang kecil selama 15 hari.

51

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

1. Konsentrasi asam asetat yang optimum dalam pembuatan nanopartikel

kitosan-STPP adalah 0,2% dan rasio volume kitosan-STPP yang optimum

dalam pembuatan nanopartikel adalah 3:1. Kondisi optimum ini digunakan

untuk proses enkapsulasi asam folat menggunakan polianion lainnya

(alginat, karagenan, dan SDS).

2. Penambahan polianion alginat, karagenan dan SDS terhadap nanopartikel

kitosan-STPP membuat ukuran partikel dan besar efisiensi enkapsulasi

asam folat bertambah besar. Ukuran partikel bertambah sebesar 154,89-

266,11 nm dan efisiensi enkapsulasi bertambah sebesar 1,79-3,16%.

3. Nanopartikel kitosan-SDS (CD) merupakan nanopartikel yang paling

optimum dalam enkapsulasi asam folat dengan besar efisiensi enkapsulasi

70,96 ± 0,03%. Nanopartikel kitosan-STPP (CS) memberikan kestabilan

efisiensi enkapsulasi terbaik selama 15 hari dengan penurunan nilai %EE

sebesar 1,67%.

5.2 Saran

Uji pelepasan asam folat secara in vitro (uji disolusi) perlu dilakukan

untuk menentukan kecepatan bioavailabilitas asam folat tersebut. Asam folat yang

telah dienkapsulasi perlu diukur kadarnya dan kestabilannya dibandingkan dengan

asam folat yang belum dienkapsulasi.

52

DAFTAR PUSTAKA

Alborzi, S. 2012. Encapsulation of Folic Acid in Sodium Alginate-Pectin-

Poly(Ethylene Oxide) Electrospun Fibers to Increase Its Stability [thesis].

Canada: University of Guelph.

Aprilia, R. 2008. Analisis Produksi Fosfatase Alkali oleh Osteoblas yang

Distimulasi [skripsi]. Depok: Universitas Indonesia.

ASTM E168-16. 2016. Standard Practices for General Techniques of Infrared

Quantitative Analysis. West Conshohocken: ASTM International.

ASTM F1877-16. 2016. Standard Practice for Characterization of Particles.

West Conshohocken: ASTM International.

Babak, V., Lukina, I., Vikhoreva, G., Desbrières, J., & Rinaudo, M. 1999.

Interfacial properties of dynamic association between chitin derivatives and

surfactants. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering

Aspects, 147(1–2), 139–148.

Ball, G. F. M. 1998. Bioavailability and analysis of vitamins in foods. London:

Chapman and Hall.

Bhumkar, D. R., & Pokharkar V. B. 2006. Studies on Effect of pH on

Crosslinking of Chitosan with Natrium Tripolyphophate: A Technical Note.

AAPS PharmSeciTech 7(2) Article 50.

Buana, E., Indarti, D., & Asnawati, A. 2015. Pengaruh Penambahan Surfaktan

Anionik Sodium Dodesil Sulfat Terhadap Karakteristik Membran Selulosa

Asetat. Berkala Saintek, 2(1), 49-53

Buzea, C., Blandino, I. I. P, & Robbie, K. 2007. Nanomaterial and Nanoparticles:

Sources and Toxicity. Biointerphases, 2, MR170-MR172.

Campo, V. L., Kawano, F. D., Silva, D. B., & Carvalho, I. 2009. Carrageenans:

biological properties, chemical modifications and structural analysis – a

review. Carbohydrate Polymers 77, 167-180.

Chithrani, B. D. & Chan, W. C. 2007. Elucidating the Mechanism of Cellular

Uptake and Removal of Protein-Coated Gold Nanoparticles of Different

Sizes and Shapes. Nano Letters, 7 (6), 1542-1550.

Colic, M., M.L. Fisher, & G.V. Franks. 1998. Influence of ion size on short-range

repulsive forces between silica surfaces. Langmuir, 14, 6107–6112.

Cooper, C. L., Dubin, P. L., Kayitmazer, A. B., & Turksen, S. 2005.

Polyelectrolyte-protein complexes. Current Opinion in Colloid and Interface

Science, 10(1–2), 52–78.

Couvreur, P., Barrat, G., Fattal, E., Legrand, P., & Vauthier, C. 2002.

53

Nanocapsule Technology: a Review, Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst, 19,

99-134.

Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik Secara Spekstroskopi.

Padang: Andalas University Press.

De Britto, D., De Moura, M. R., Aouda, F. A., Pinola, F. G., Lundstedt, L. M.,

Assis, O. B. G., & Mattoso, L. H. C. 2014. Entrapment Characteristics of

Hydrosoluble Vitamins Loaded into Chitosan and N,N,N-Trimethyl Chitosan

Nanoparticles. Macromolecular Research, 22(12), 1261-1267.

Delie, F., & Blanco-Príeto, M. J. 2005. Polymeric particulates to improve oral

bioavailability of peptide drugs. Molecules, 10(1), 65-80.

Elnashar, M. M. M. & Yassin, M. A. 2008. Lactose Hydrolysis by Galactosidase

Covalently Immobilized to Thermally Stable Biopolymers. Appl Biochem

Biotechnol, 159, 426-437.

Elsayed, A., Al-remawi, M., Qinna, N., Farouk, A., Al-sou, K. A., & Badwan, A.

A. 2011. Chitosan – Sodium Lauryl Sulfate Nanoparticles as a Carrier

System for the In Vivo Delivery of Oral Insulin. AAPS PharmSciTech, 12(3),

958–964.

Elzoghby, A. O., Helmy, M. W., Samy, W. M., & Elgindy, N. A. 2013. Novel

Ionically Crosslinked Casein Nanoparticles for Flutamide Delivery:

Formulation, Characterization, and In Vivo Pharmacokinetics. Int J

Nanomedicine, 8, 1721-1732

Etzler, F. M., & Sanderson, M. S. 1995. Particle Size Analysis: a Comparative

Study of Various Methods. Part. Part. Syst. Charact. 12(1995), 217–224.

Fathonah S. 2016. Gizi & Kesehatan untuk Ibu Hamil. Jakarta: Erlangga Medical

Series.

Fan, W., Yan, W., Xu, Z., & Ni, H. 2012. Formation Mechanism of

Monodisperse, Low Molecular Weight Chitosan Nanoparticles by Ionic

Gelation Technique. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 90, 21-27.

Fuciños, C., Fuciños, P., Míguez, M., Katime, I., Pastrana, L. M., & Rúa, M. L.

2014. Temperature-and pH sensitive nanohydrogels of poly (N-

isopropylacrylamide) for food packaging applications: Modelling the

swelling-collapse behaviour. PLOS ONE 9(2): e87190.

Funami, T., Hiroe, M., Noda, S., Asai, I., Ikeda, S., & Nishinari, K. 2007.

Influence of molecular structure imaged with atomic force microscopy on the

rheological behavior of carrageenan aqueous system in the presence or

absence of cations. Food Hydrocolloids 21, 617-629.

Gandjar, I. G., & Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka

Pelajar.

Ganesh, D., Sagayaraj, B. M., Barua, R. K., Sharma, N., & Ranga, U. 2014.

54

Arnold Chiari Malformation with Spina Bifida: A Lost Opportunity of Folic

Acid Supplementation. Journal of Clinical and Diagmostic Research, 8(12),

OD01–OD03.

Gazzali, A. M., Lobry, M., Colombeau, L., Acherar, S., Azaїs, H., Mordon, S.,

Arnoux, P., Baros, F., Vanderesse, R., & Frochot, C. 2016. Stability of Folic

Acid Under Several Parameters. European Journal of Pharmaceutical

Sciences, 93, 419-430.

Geetha, G., Kumar, C. S., & Devanna, N. 2012. Characterization of Molecular

interactions between Chitosan and Sodium Dodecyl Sulfate (SDS).

International Journal of Science & Technology, 2(2), 8-15.

Goddard, E. D. 2018. Applications of polymer-surfactant systems. Interactions of

Surfactants with Polymers and Proteins, 395–414.

Grenha, A., Gomes, M. E., Rodrigues, M., Santo, V.E., Mano, J.F., Neves, N. M.,

& Reis, R. L. 2009. Development of new chitosan/carrageenan nanoparticles

for drug delivery applications. Journal of Biomedical Materials Research

Part A, 1265-1272.

Handayani, L. 2009. Penambahan Jumlah Kisi pada Model Otentikasi Rancangan

Segitiga Komposisi Penyusun Obat Bahan Alam [Skripsi]. Bogor: Institut

Pertanian Bogor.

Hasanah, S. M. 2009. Optimasi Pembuatan Mikrosfer Polipaduan Poliasamlaktat

dengan Polikaprolakton [Skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Hemalatha, K.., Lathaeswari, R., Suganeswari, M., Senthil Kumar, V. & Anto, S.

M. 2011. Formulation And Evaluation Of Metoclopramide Hydrochloride

Microbeads By Ionotropic Gelation Method. International Journal of

Pharmaceutical & Biological Archives, 2 suppl 3, 921-925.

Hermanto, S. 2009. Buku Ajar Kimia Analisa Instrumen: Dasar-dasar Analisa

Spektroskopi & Kromatografi. Jakarta: Program Studi Kimia Fakultas Sains

dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Honarkar, H., & Barikani, M. 2009. Applications of biopolymers I: Chitosan.

Monatshefte Fur Chemie, 140(12), 1403–1420.

HORIBA Scientific. 2017. A Guidebook to Particle Size Analyzer. Irvine:

HORIBA Instruments, Inc.

Huma, N., Salim Ur, R., Anjum, F. M., Murtaza, M. A., & Sheikh, M. A. 2007.

Food fortification strategy preventing iron deficiency anemia: a review.

Critical reviews in food science and nutrition, 47(3), 259-265.

Kaech, A. 2013. An Introduction to Electron Microscopy Instrumentation,

Imaging, and Preparation. Swiss: Center for Microscopy and Image Analysis

University of Zurich.

Kafshgari, M. H., Khorram, M., Khodadoost, M., & Khavari, S. 2011.

55

Reinforcement of Chitosan Nanoparticles Obtained by an Ionic Cross-linking

Process. Iran. Polymer J., 20 (5), 445-456.

Katuwavila, N. P., Perera, A. D. L. C., Samarakoon, S. R., Soysa, P., Karunaratne,

V., Amaratunga, G. A. J., & Karunaratne, D. N. 2016. Chitosan-Alginate

Nanoparticle System Efficiently Delivers Doxorubicin to MCF-7 Cells.

Journal of Nanomaterials, 1-12.

Kemala, T., Budianto, E., & Soegiyono, B. 2010. Preparation and

Characterization of Microsphere based on Blend of Poly(lactic acid) and

Poly(e-caprolactone with poly(vinyl alcohol) as Emulsifier. Arabian Journal

of Chemistry, 5(1), 103-108.

Keppeler, S., Ellis, A., & Jacquier, J. C. 2009. Cross-linked carrageenan beads for

controlled release delivery systems. Carbohydrate Polymers 78, 973-977.

Khare, A. R., & Vasisht, N. 2014. Nanoencapsulation in the Food Industry.

Microencapsulation in the Food Industry, 151-155.

Khopkar, S. M. 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Kim, B. K., Hwang, S. J., Park, J. B. & Park, H. J. 2005. Characteristics of

Felodipine Located Poli(e-caprolactone) Microsphere. Journal of

Microencapsulation, 22, 193-203.

Kim, S. E., Park, J. H., Cho, Y. W., Chung, H., Jeong, S. Y., Lee, E. B. & Kwon,

I. C. 2003. Porous chitosan scaffold containing microspheres loaded with

transforming growth factor-b1: implications for cartilage tissue engineering.

J. Control. Release 91, 365–374.

Kumar, M. N. V. R., Muzzarelli, R. A. A., Muzzarelli, C., Sashiwa, H., & Domb,

A. J. 2004. Chitosan chemistry and pharmaceutical perspectives. Chemical

Reviews, 104(12), 6017–6084.

Kurniawan, E. 2012. Preparasi dan Karakterisasi Nanopartikel Sambung Silang

Kitosan-Natrium Tripolifosfat dalam Gel Verapamil Hidroklorida [skripsi].

Depok: Universitas Indonesia.

Lee, K. Y., Kwon, I. C., Kim, Y. H., Jo, W. H. & Jeong, S. Y. 1998. Preparation

of chitosan self-aggregates as a gene delivery system. J. Control. Release 51,

213–220.

Lendlein, A. & Sisson, A. 2011. Handbook of biodegradable polymers.

Weinheim: Wiley-VCH.

Li, J. & Xu, Z. 2002. Physical characterization of a chitosan-based hydrogel

delivery system. J. Pharm. Sci. 91, 1669–1677.

Lin,Y. H., Kiran, S., Kurt, M. L., Jyuhn, H.J., Long, F., Han, Y., & Hsing, W.S.

2008. Multi-ion-crosslinked Nanoparticles with pH-responsive

Characteristics for Oral Delivery of Protein Drugs. J. Cont Rel. 132, 141-

149.

56

Lisboa, A. C., Valenzuela, M. G., Grazioli, G., Diaz, F. R., & Sogayar, M. C.

2007. Polymeric Microcapsules Production from Sodium Alginic Acid for

Cell Therapy. Material Research, 10(4), 353-358.

Loutfy, S. A., El-Din, H. M. A., Elberry, M. H., Allam, N. G., Hasanin, M. T. M.,

& Abdellah, A.M. 2016. Synthesis, Characterization and Cytotoxic

Evaluation of Chitosan Nanoparticles: In Vitro Liver Cancer Model. Adv.

Nat. Sci: Nanosci. Nanotechnol., 7, 035008

MacArtain, P., Jacquier, J. C., & Dawson, K. A. 2003. Physical characteristics of

calsium induced κ-carrageenan networks. Carbohydrate Polymers 53, 395-

400.

Madziva, H., Kailasapathy, K., & Phillips, M. 2006. Evaluation of alginate-pectin

capsules in Cheddar cheese as a food carrier for the delivery of folic acid.

LWT - Food Science and Technology, 39(2), 146–151.

Mardliyati, E., El Muttaqien, S., & Setyawati, D. R. 2012. Sintesis Nanopartikel

Kitosan-Tripolyphosphate dengan Metode Gelasi Ionik: Pengaruh

Konsentrasi dan Rasio Volume Terhadap Karakteristik Partikel. Prosiding

Pertemuan Ilmiah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2012; 2012

Oktober 03; Tangerang Selatan, Indonesia. 90-93.

Martien, R., Adhyatmika, I., Iramie, D. K., Farida, V., & Sari, D. P.2012.

Perkembangan Teknologi Nanopartikel Sebagai Sistem Penghantaran Obat.

Majalah Farmasetik, 8(1) 2012.

Marzuki, Asnah. 2012. Kimia Analisis Farmasi. Makassar: Dua Satu Press.

Mohanraj, V.J. & Chen, Y. 2006. Nanoparticles : A Review. Tropical Journal of

Pharmaceutical Research, 5(1), 561-573.

Mulder, M. 1996. Basic Principle of Membrane Technology (2nd

ed.). Dordrecht:

Kluwer Academic Publisher.

Muller, R.H., Jacobs, C., & Kayser, O. 2001. Nanosuspensions as Particulate

Drug Formulations In Therap. Rationale for Development and What We Can

Expect for The Future. Adv Drug Deliv, 214 (3), 1-5.

Murdock, R.C, Braydich-Stole, L., Schlager, J.J., & Hussain, S.M. 2008.

Characterization of Nanoparticle Dispersion in Solution Prior to In Vitro

Exposure using Dynamic Light Scattering Technique. Toxicol, Sci, 101, 239-

253.

Muzzarelli, R. A. A. 1985. Chitin in Polysaccharides Volume 3. Orlando San

Diego: Aspinal Press Inc.

Nahrowi, R. 2017. Sintesis Mikro Selulosa-Poli Asam Laktat sebagai Bahan

Enkapsulasi Obat Anttuberkulosis [Tesis]. Bandar Lampung: Universitas

Lampung.

NanoComposix. 2012. Zeta Potential Analysis of Nanoparticles Volume 1.1. San

57

Diego: NanoComposix.

Onesippe, C., & Lagerge, S. 2008. Study of the complex formation between

sodium dodecyl sulfate and chitosan. Colloids and Surfaces A:

Physicochemical and Engineering Aspects, 317(1–3), 100–108.

Park, K., Yeo, Y., & Swarbrick, J. 2007. Microencapsulation Technology in:

Encyclopedia of Pharmaceutical Technology 3rd Edition. New York:

Informa Healthcare USA, Inc.

Patil, J. S., Kamalapur, M. V., Marapur, S. C. & Kadam, D. V. 2010. Ionotropic

gelation and polyelectrolyte complexation: the novel techniques to design

hydrogel particulate sustained, modulated drug delivery system: a review.

Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 5(1), 241-248.

Pavia, D. L., Lampman, G. M., Kriz, G. S. & Vyvyan, J. R. 2009. Introduction to

Spectroscopy(4th

Ed). Belmont: USA.

Peil, A., Barrett, F., Rha, C., & Langer, R. 1982. Retention of micronutrients by

polymer coatings used to fortify rice. Journal of food science, 47(1), 260-

262.

Petrovic, L. B., Sovilj, V. J., Katona, J. M., & Milanovic, J. L. 2010. Influence of

polymer-surfactant interactions on o/w emulsion properties and microcapsule

formation. Journal of Colloid and Interface Science, 342(2), 333–339.

Petrović, L. B., Milinković, J. R., Fraj, J. L., Bučko, S. D., & Katona, J. M. 2016.

An investigation of chitosan and sodium dodecyl sulfate interactions in acetic

media. Journal of the Serbian Chemical Society, 81(5), 575–58

Pitkin, R. M. 2007. Folate and neural tube defects. American Journal of Clinical

Nutrition, 85(1), 285S-288S.

Qun, G. & Ajun, W. 2006. Effects of molecular weight, degree of acetylation and

ionic strength on surface tension of chitosan in dilute solution. Carbohydrate

Polymers, 64, 29–36.

Rachmawati, H., Reker-Smit, C., Hooge, M.N.L., Loenen-Weemaes, A.M.V.,

Poelstra, K., & Beljaars, L. 2007. Chemical Modification of Interleukin10

with Mannose 6-Phosphate Groups Yield a Liver-Selective Cytokine. DMD,

35, 814-821.

Raida, S. K., Omaimah, M. N. & Monirah, M. F. 2007. Controlling of systemic

absorption of gliclazide through incorporation into alginate beads.

International Journal of Pharmaceutics, 341, 230–237.

Rowe, R. C., Sheskey, P. J., & Owen, S. C. 2006. Handbook of Pharmaceutical

Excipients. London: Pharmaceutical Press and American Pharmacists

Association.

Ruiz-rico, M., Pérez-esteve, É., Lerma-garcía, M. J., Marcos, M. D., Martínez-

máñez, R., & Barat, J. M. 2017. Protection of folic acid through

encapsulation in mesoporous silica particles included in fruit juices. Food

58

Chemistry 218, 471–478.

Salar, R. K. & Kumar, N. 2016. Synthesis and Characterization of Vincristine

Loaded Folic Acid-Chitosan Conjugated Nanoparticles. Resource-Efficient

Technologies, 2(2016), 199-214.

Silverstein, R. M., Webster, F. X., & Kiemle, D. J. 2005. Silverstein -

Spectrometric Identification of Organic Compounds (7th

ed.) United States:

John Willey & Sons, Inc.

Skoog, D. A., Holler, F. J. & Nieman, T. A. 1998. Principles of Instrumental

Analysis (5th

Ed). Orlando: Hourcourt Brace.

Suciati, T., Prasetya, D., & Fidrianny, I. 2011. Formulasi dan Karakterisasi

Sediaan Mukoadhesif Ekstrak Etanol Centella asiatica (L.) urb. Acta

Pharmaceutica Indonesia, XXXVI(3&4), 54-60

Talens, P., Fabra, M. J., & Chiralt, A. 2011. Properties, application and current,

development of edible polysaccharide film and coatings. Dalam: Jones, C. E.

Encyclopedia of polymer research. New York: Nova Science Publishers, Inc.

Tang, Z., Qian, J., & Shi, L. 2007. Preparation of Chitosan Nanoparticles as

Carrier for Immobilized Enzyme. Applied Biochemistry and Biotechnology,

136, 77-96.

Tangkilisan, H. A., & Rumbajan, D. 2002. Defisiensi Asam Folat. Sari Pediatri,

4(1), 21–25.

Triwulandari, E., Fahmiati, S., Sampora, Y., Meliana, Y., Ghozali, M., & Sondari,

D. 2018. Effect of Polyanions Variation on the Particle Size of Chitosan

Nanoparticle Prepared by Ionic Gelation Method. Proceedings of the 4th

International Symposium on Applied Chemistry 2018; 2018 November 1-2;

Tangerang Selatan, Indonesia. AIP Conf. Proc. 2024, 020028-1-020028-6.

Tennant, G. A. 2014. Nutrition and Pregnancy: Folate and Folic Acid.

International Journal of Childbirth Education, 29(3), 25–29.

Thariq, M. R. A., Fadli, A., Rahmat, A., & Handayani, R. 2016. Pengembangan

Kitosan Terkini pada Berbagai Aplikasi Kehidupan: Review. Conference:

Seminar Nasional Teknik Kimia - Teknologi Petro Kimia Indonesia; 2016

Oktober 1-2; Pekanbaru, Indonesia.

Vaughn, J. M & Williams R.O. 2007. Nanoparticle Engineering. Dalam:

Swarbick, James. Encyclopedia of Pharmaceutical Technology 3rd

Edition

Volume I. New York: Nova Science Publisher.

Velten, T., Schuck, H., Knoll, T., Scholz, O., Schumacher, A., Gottsche, T.,

Wolff, A., & Beiski, B. Z. 2006. Intelligent intraoral drug delivery

microsystem. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C:

Journal of Mechanical Engineering Science, 220 (11), 1609.

Wang, C., & Tam, K. C. 2002. New insights on the interaction mechanism within

59

oppositely charged polymer/surfactant systems. Langmuir, 18(17), 6484–

6490.

Wang, Y., Lu, Z., Lv, F., & Bie, X. 2009. Study on microencapsulation of

curcumin pigments by spray drying. European Food Research and

Technology, 229(3), 391–396.

Yanlinastuti & Fatimah, S. 2016. Pengaruh Konsentrasi Pelarut untuk

Menentukan Kadar Zirkonium dalam Paduan U-Zr dengan Menggunakan

Spektrofotometer UV-Vis. Seminar Nasional SDM Teknologi Nuklir VII,

2011 November 16, Yogyakarta, Indonesia.

Yoksan, R., Jirawutthiwongchai, J., & Arpo, K. 2010. Encapsulation of ascorbyl

palmitate in chitosan nanoparticles by oil-in-water emulsion and ionic

gelation processes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 76(1), 292–297.

Zhang, Y. & Zhang, M. 2001. Synthesis and characterization of macroporous

chitosan/calcium phosphate composite scaffolds for tissue engineering. J.

Biomed. Mater. Res. A 55, 304–312.

60

LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil karakterisasi nanopartikel dengan FTIR

Sampel kitosan-STPP (CS)

Sampel kitosan-alginat (CA)

61

Sampel kitosan-karagenan (CK)

Sampel kitosan-SDS (CD)

62

Sampel kitosan-STPP-alginat (CSA)

Sampel kitosan-STPP-karagenan (CSK)

63

Sampel kitosan-STPP-SDS (CSD)

64

Lampiran 2. Panjang gelombang maksimum asam folat

65

Lampiran 3. Contoh perhitungan efisiensi enkapsulasi asam folat

Hasil Efisiensi Enkapsulasi Asam Folat

Sampel D-0

(%)

D-3

(%)

D-9

(%)

D-15

(%)

CS 37,60 39,40 39,56 37,71

CA 48,41 52,19 46,86 43,16

CK 64,48 51,91 50,23 50,72

CD 70,96 54,16 46,35 47,56

CSA 40,76 40,64 41,57 36,67

CSK 39,39 40,85 39,57 34,82

CSD 39,79 38,76 38,27 33,27 Keterangan: Kode sampel CS (nanopartikel kitosan-STPP), CA (kitosan-alginat), CSA (kitosan-



Absorbansi Sampel

Sampel Blanko

(Abs)

D-0

(Abs)

D-3

(Abs)

D-9

(Abs)

D-15

(Abs)

CS 0,2529 4,2196 4,0362 4,0274 4,1388

CA 0,1144 3,4139 3,1228 3,4455 3,6700

CK 0,0997 2,4066 3,1246 3,2267 3,1972

CD 0,2074 2,1139 3,0960 3,5696 3,4961

CSA 0,3126 4,0839 4,0212 3,9646 4,2617

CSK 0,1676 4,0241 3,8631 3,9407 4,2293

CSD 0,1659 3,9973 3,9883 4,0180 4,3210

Absorbansi Terkoreksi

1. Sampel CS + AF

Absorbansi Sampel = Absorbansi Sampel – Absorbansi Blanko

Absorbansi Sampel = 4,2196 – 0,2529

Absorbansi Sampel = 3,9667

66

Merubah absorbansi menjadi ppm

ppm =𝐴𝑏𝑠 − 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑝

𝑆𝑙𝑜𝑝𝑒

……(2)

1. Sampel CS + AF

ppm =

𝐴𝑏𝑠 − 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑝

𝑆𝑙𝑜𝑝𝑒

ppm =

3,9667 − 0,113

0,0549

ppm = 70,19 ppm

Merubah ppm menjadi miligram

mg = ppm x L ……(3)

Volume total larutan = 40 mL

= 0,04 L

1. Sampel CS + AF

mg = ppm x L mg = 70,19 ppm x 0,04 L mg = 2,8078 mg

y = 0.0549x + 0.113 R² = 0.9984

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100

Ab

s

ppm

Deret Standar Asam Folat

67

Perhitungan Efisiensi Enkapsulasi (%EE)

Efisiensi Enkapsulasi (%)=jumlah total asam folat – jumlah asam folat bebas

jumlah total asam folat x 100%

……(1)

Jumlah total asam folat yang ditambahkan = 4,5 mg

1. Sampel CS + AF

%EE =

4,5 𝑚𝑔 − 2,8078 𝑚𝑔

4,5 𝑚𝑔𝑥 100%

%EE = 37,60%

68

Lampiran 4. Gambar hasil penelitian

Nanopartikel CS Nanopartikel CS setelah enkapsulasi Nanopartikel CSD setelah

enkapsulasi

Nanopartikel CA Nanopartikel CA setelah enkapsulasi Proses enkapsulasi asam folat

Nanopartikel CK Nanopartikel CK setelah enkapsulasi Proses freeze-dry

Nanopartikel CD Nanopartikel CD setelah enkapsulasi Nanopartikel setelah proses freeze-

dry

Nanopartikel CSA

setelah enkapsulasi

Nanopartikel CSK setelah

enkapsulasi

Nanopartikel setelah proses freeze-

dry

69

Lampiran 5. Gambar SEM asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan

A. Gambar SEM asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan-STPP (CS)

B. Gambar SEM asam folat terenkapsulasi dalam nanopartikel kitosan-STPP-

Alginat (CSA)

Documents

ENKAPSULASI ASAM FOLAT MENGGUNAKAN ...repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789/48415/...ENKAPSULASI ASAM FOLAT MENGGUNAKAN NANOPARTIKEL KITOSAN DENGAN METODE GELASI IONIK