Upload
others
View
15
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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 يها 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
Prosedur ini mengacu pada penelitian Triwulandari et al. (2018) dengan
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
Prosedur ini mengacu pada penelitian Triwulandari et al. (2018) dengan
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
N-H streching 3269,34 3360 Loutfy et al. (2016)
SO42-
1415,75 1446 Elnashar dan Yassin
(2009)
3,6-
anhidrogalaktosa 927,76 927 Grenha et al. (2009)
CSK
N-H streching 3304,06 3360 Loutfy et al. (2016)
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
N-H streching 3358,07 3360 Loutfy et al. (2016)
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-
STPP-alginat), CK (kitosan-karagenan), CSK (kitosan-STPP-karagenan), CD
(kitosan-SDS), dan CSD (kitosan-STPP-SDS).
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
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).
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
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).
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.
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 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-
STPP-alginat), CK (kitosan-karagenan), CSK (kitosan-STPP-karagenan), CD
(kitosan-SDS), dan CSD (kitosan-STPP-SDS).
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)