PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KAPSUL PATI-ALGINAT …repository.unair.ac.id/56553/14/MPK 35-16 Kar p SKRIPSI-min.pdf · merupakan kapsul yang banyak digunakan, namun kapsul gelatin

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KAPSUL PATI-ALGINAT DARI EKSTRAKSI RUMPUT LAUT

COKLAT (Sargassum sp.) SEBAGAI MATERIAL DRUG DELIVERY SYSTEM

SKRIPSI

MAWADDATUL KARIMAH

PROGRAM STUDI S1 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA

2016

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

SKRIPSI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI ... MAWADDATUL K.

i

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KAPSUL PATI-ALGINAT DARI EKSTRAKSI RUMPUT LAUT

COKLAT (Sargassum sp.) SEBAGAI MATERIAL DRUG DELIVERY SYSTEM

SKRIPSI

MAWADDATUL KARIMAH

PROGRAM STUDI S1 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA

2016



ii



iii



iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk digunakan sebagai

referensi kepustakaan dengan pengutipan seijin penulis serta harus menyebutkan

sumbernya. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga



v

KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah atas segala rahmat, karunia dan hidayah yang telah diberikan oleh Allah SWT, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Pembuatan dan Karakterisasi Kapsul Pati-Alginat dari Ekstraksi Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.) sebagai Material Drug Delivery System”. Naskah skripsi ini disusun untuk memenuhi persyaratan kelulusan dalam menempuh pendidikan S1-Kimia di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

Dalam penulisan naskah skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Siti Wafiroh, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing I yang selalu

memberikan bimbingan, nasehat dan motivasi selama penyusunan naskah skripsi ini.

2. Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang selalu memberikan saran dan nasehat selama penulis menempuh studi S1-Kimia di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

3. Bapak Dr. Purkan, M.Si. selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga atas saran, nasehat, dan motivasinya selama ini.

4. Ibu Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si. selaku dosen wali yang selalu memberikan saran, nasehat, dan motivasi selama ini.

5. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti dan Bapak Dr. Ir. Suyanto, M.Si. yang selalu memberikan saran, nasehat, dan motivasi selama ini.

6. Seluruh staf pengajar Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga atas ilmu, bimbingan, dan saran yang telah diberikan.

7. Seluruh laboran dan karyawan di Laboratorium Kimia Fisik, Kimia Organik dan Kimia Analitik.

8. Kedua orang tua dan semua keluarga yang selalu memberikan doa, semangat, dan dukungan moral kepada penulis selama ini.

9. Kementrian Agama RI yang telah memberikan beasiswa kepada penulis selama menempuh pendidikan S1.

10. Teman-teman prodi S1 Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan semangat kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini

11. Teman-teman CSS MoRA Unair 2012 yang selalu memberikan motivasi kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini

12. Teman-teman MTQ Unair yang selalu memberikan motivasi kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini

13. Teman-teman skripsi kapsul Aulala, Niyyah dan Ulil yang selalu memberikan semangat, saran dan motivasi selama mengerjakan skripsi ini

Penulis menyadari masih banyak kelemahan pada naskah skripsi ini, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat dalam memperkaya khasanah ilmu pengetahuan. Selain itu, skripsi ini



vi

dapat dijadikan sebagai salah satu sumber referensi bagi peneliti selanjutnya yang berminat meneliti hal yang sama dan bermanfaat untuk masyarakat.

Surabaya, 13 Juli 2016 Penulis,

Mawaddatul Karimah



vii

Karimah, M., 2016, Pembuatan dan Karakterisasi Kapsul Pati-Alginat dari Ekstraksi Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.) sebagai Material Drug

Delivery System, skripsi ini di bawah bimbingan Siti Wafiroh, S.Si., M.Si. dan Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

ABSTRAK

Penelitian tentang material drug delivery system mengalami perkembangan yang sangat cepat. Kapsul komersil dengan material gelatin merupakan kapsul yang banyak digunakan, namun kapsul gelatin ini mudah mengalami cracking. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengembangan material drug delivery salah satunya kapsul dari pati dan alginat dengan crosslinker STPP (sodium tripolyphosphat). Tujuan dari penelitian ini adalah membuat dan megkarakterisasi kapsul pati-alginat. Alginat yang digunakan adalah hasil dari ekstraksi rumput laut coklat jenis Sargassum sp. Metode yang digunakan adalah maserasi jalur asam alginat. Kedua bahan ini dikompositkan dengan 5 macam perbandingan yaitu (2:1), (3:2), (1:1), (1:2), (2:3). Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji tarik, uji swelling air, uji disolusi, uji FTIR dan uji SEM. Kapsul pati-alginat optimal memiliki nilai stress, strain, modulus Young dan swelling air berturut-turut sebesar 8.018,18 kN/m2; 0,1225; 65.823,12 kN/m2 dan 248,12%. Hasil uji disolusi kapsul yang mengandung ciprofloxacin pada pH 1,2; 4,5 and 6,8 selama 90; 2 dan 4 menit berturut-turut adalah 92%; 79% and 86%. Dengan demikian, kapsul dari komposit pati-alginat dapat digunakan sebagai drug delivery system. Kata kunci : pati, natrium alginat, STPP, material drug delivery system



viii

Karimah, M., 2016, Production and Characterization of Starch-Sodium Alginate Capsule from Extraction of Brown Algae (Sargassum sp.) as Material of Drug Delivery System, final project was under guidance of Siti Wafiroh, S.Si., M.Si. and Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si., Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya.

ABSTRACT

Research of material of drug delivery system has developed so fast. Commercial capsule with gelatin material is often consumed, but this capsule is easy to crack. Therefore, more drug release material development is needed. One of them is capsule from starch-sodium alginate using STPP (sodium tripolyphosphat) as crosslinker. The purposes of this research are to produce and characterise of starch-sodium alginate capsules. Alginate was extracted from brown algae (Sargassum sp.). The method was alginate acid pathway. Both of the materials were divided to 5 variation of compositions, (2:1), (3:2), (1:1), (1:2) and (2:3). The characterizations was performed by using tensile, water swelling, dissolution, FTIR and SEM tests. The optimum of starch-alginate capsules include stress, strain, modulus Young and swelling water values are 8,018.18 kN/m2; 0.1225; 65,823.12 kN/m2; 248.12%, respectively. The dissolution of capsules contain of ciprofloxacin at pH 1.2; 4.5 and 6.8 for 90; 2 and 4 minutes are 92%; 79% and 86%, respectively. Based on this research, capsule from starch-alginate composite can be used as drug delivery system. Keywords : starch, sodium alginate, STPP, material of drug delivery system



ix



x

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i LEMBAR PENYATAAN ................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ....................................... iv KATA PENGANTAR ....................................................................................... v ABSTRAK ......................................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................... ix DAFTAR ISI ...................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 7 1.3 Tujuan ........................................................................................................... 7 1.4 Manfaat ......................................................................................................... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 8 2.1 Material Drug Delivery System ..................................................................... 8 2.2 Pati ................................................................................................................ 9 2.3 Alginat dari Estraksi Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.) ........................ 11 2.4 Crosslinker pada Drug Delivery System ....................................................... 14 2.5 Sodium Tripoliphosphat (STPP) ................................................................... 16 2.6 Metode Pencetakan Kapsul ........................................................................... 17 2.7 Prinsip Kerja Material Drug Delivery System ............................................... 18 2.8 Karakterisasi Material Drug Delivery System ............................................... 21

2.8.1 Fourier Transformed Infra Red (FTIR) .................................................. 21 2.8.2 Scanning Electron Membrane (SEM) ..................................................... 23 2.8.3 Penentuan berat molekul polimer............................................................ 24 2.8.4 Uji swelling air ........................................................................................ 25 2.8.5 Uji tarik ................................................................................................... 26 2.8.6 Uji desolusi ............................................................................................. 27

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 29 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................................... 29 3.2 Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................. 29

3.2.1 Bahan penelitian ...................................................................................... 29 3.2.2 Alat penelitian ......................................................................................... 29

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................ 31 3.4 Prosedur Penelitian........................................................................................ 32

3.4.1 Preparasi reagen ..................................................................................... 32

Halaman



xi

3.4.2 Ekstraksi natrium alginat dari Sargassum sp. ......................................... .33 3.4.3 Karakterisasi natrium alginat .................................................................. .34

3.4.3.1 Penentuan berat molekul ..................................................................... 34 3.4.3.2 Penentuan gugus fungsi dengan FTIR ................................................ 34

3.4.4 Pembuatan komposit pati-alginat .............................................................. 35 3.4.5 Pencetakan kapsul pati-alginat .................................................................. 35 3.4.6 Karakterisasi kapsul pati-alginat ............................................................... 36

3.4.6.1 Uji mekanik ......................................................................................... 36 3.4.6.2 Uji kinerja............................................................................................ 36 3.4.6.3 Uji SEM .............................................................................................. 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 39 4.1 Hasil Ekstraksi Natrium Alginat dari Sargassum sp ..................................... 39 4.2 Hasil Karakterisasi Natrium Alginat ............................................................. 43

4.2.1 Hasil uji penentuan berat molekul ............................................................ 43 4.2.2 Hasil uji FTIR ........................................................................................... 45

4.3 Hasil Pembuatan Komposit Pati-Alginat ...................................................... 47 4.4 Hasil Pencetakan Kapsul Pati-Alginat .......................................................... 48 4.5 Hasil Karakterisasi Kapsul Pati-Alginat ....................................................... 50

4.5.1 Hasil uji tarik ............................................................................................. 50 4.5.2 Hasil uji swelling air.................................................................................. 53 4.5.3 Hasil uji FTIR kapsul pati-alginat optimum ............................................ 54 4.5.4 Hasil uji disolusi kapsul pati-alginat optimum.......................................... 57 4.5.5 Hasil uji SEM kapsul pati-alginat optimum .............................................. 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 61 5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 61 5.2 Saran .............................................................................................................. 61 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 62 LAMPIRAN



xii

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman 2.1 Karakteristik amilosa dan amilopektin .................................................. 10 2.2 Karakteristik natrium alginat ................................................................ 13 2.3 Karakteristik sodium tripolyphosphate................................................. 16 2.4 Kriteria dosis urutan daya toksisitas suatu bahan ................................. 17 4.1 Data spektra FTIR natrium alginat ...................................................... 45 4.2 Karakteristik kapsul pada masing-masing variasi ................................ 49 4.3 Data spektra FTIR Na-alginat ekstraksi dan kapsul pati-Na alginat .... 54



xiii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Gambar Halaman

2.1 Struktur kimia pati ................................................................................. 10 2.2 Sargassum sp. ......................................................................................... 11 2.3 Struktur kimia alginat M ( β-D mannuron acid) dan G (α-L glucuronic

acid…………………………………………………………………....... 13 2.4 Struktur kimia natrium alginat ................................................................ 13 2.5 Struktur kimia sodium tripolyphosphate ................................................. 16 2.6 Skema release suatu obat ........................................................................ 21 2.7 Desain rangkaian alat disolusi ................................................................. 28 4.1 Persamaan reaksi kimia pada saat proses demineralisasi ........................ 40 4.2 Pemisahan antara filtrat dan padatan setelah maserasi ........................... 40 4.3 Persamaan reaksi kimia natrium alginat dengan HCl ............................. 41 4.4 Persamaan reaksi kimia konversi asam alginat menjadi natrium alginat 41 4.5 Persamaan reaksi kimia oksidasi lignin oleh NaOCl .............................. 42 4.6 Serbuk natrium alginat ............................................................................ 43 4.7 Grafik hubungan antara konsentrasi Na-alginat dan viskositas reduksi . 44 4.8 Hasil spektra natrium alginat .................................................................. 47 4.9 Kapsul pati-natrium alginat ..................................................................... 48 4.10 Autograph ................................................................................................ 50 4.11 Diagram antara variasi komposisi membran dengan nilai stress ............ 51 4.12 Diagram antara variasi komposisi membran dengan nilai strain ............ 52 4.13 Diagram antara variasi komposisi membran dengan nilai modulus young53 4.14 Diagram antara variasi kapsul dengan nilai swelling air ......................... 53 4.15 Hasil spektra FTIR kapsul pati-alginat dan Na-alginat ekstraksi............ 56 4.16 Hipotesis ikatan antara pati-STPP-alginat .............................................. 57 4.17 Grafik hasil uji disolusi pH 1,2 ............................................................... 58 4.18 Grafik hasil uji disolusi pH 4,5 ............................................................... 59 4.19 Grafik hasil uji disolusi pH 6,8 ............................................................... 59 4.20 Morfologi permukaan membran kapsul pati-alginat dan kapsul komersil

................................................................................................................ 60 4.21 Morfologi penampang lintang kapsul pati-alginat .................................. 60



xiv

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran

1. Pembuatan Larutan untuk Ekstraksi Natrium Alginat 2. Hasil Penentuan Viskositas dan Berat Molekul Natrium Alginat 3. Rendemen Hasil Ekstraski Natrium Alginat 4. Spektra FTIR Natrium Alginat Hasil Ekstraksi 5. Spektra FTIR Natrium Alginat Komersil 6. Spektra FTIR Natrium Alginat Campuran (Ekstraksi-Komersil) 7. Spektra FTIR Kapsul Pati-Natrium Alginat dengan crosslinker STPP 8. Hasil Pembuatan Komposit Pati – Alginat 9. Hasil Uji Tarik 10. Hasil Uji Swelling Air 11. Hasil Uji Disolusi



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Kapsul sebagai drug delivery system dalam dunia farmasi sudah banyak

digunakan sejak lama. Dalam pengembangannya, modifikasi swelling, cracking,

hingga mekanisme pelepasan obat sudah banyak dilakukan (Bertrand, 2012).

Beberapa macam metode drug delivery diantaranya secara oral, parenteral, lokal,

rektal, transdermal dan inhalasi (Shargel et al., 2007).

Pemberian obat secara oral yaitu pemberian obat secara langsung melalui

mulut, sedangkan parenteral yaitu pemberian obat melalui suntikan. Pemberian

obat secara lokal yaitu obat diteteskan atau dioleskan secara langsung seperti obat

tetes mata dan rektal yaitu pemberian obat melalui dubur. Transdermal yaitu

pemberian obat melalui permukaan kulit seperti plester dan inhalasi yaitu

pemberian obat dengan cara dihirup maupun disemprotkan melalui hidung atau

mulut (Anief, 1995). Diantara macam-macam metode drug delivery, metode drug

delivery secara oral merupakan metode yang paling diminati di masyarakat karena

cara pemberian obat yang mudah, aman dan praktis (Shargel et al., 2007). Bentuk-

bentuk obat yang dapat diberikan secara oral antara lain kapsul, tablet, sirup dan

puyer. Pemberian obat tersebut disesuaikan dengan kebutuhan.

Kapsul berada pada urutan pertama dalam pengembangan obat karena

dinilai lebih sederhana untuk dalam produksinya dibandingkan dengan sediaan

oral lainnya. Kapsul memiliki banyak kelebihan jika dibandingkan dengan sediaan

oral lainnya seperti kombinasi bahan bervariasi sesuai kebutuhan pasien, dosis

1



2

lebih tepat, tidak berbau dan hambar sehingga mudah untuk ditelan, dan release

dalam waktu yang sesuai (Saputra, 2014).

Kapsul pertama kali dibuat oleh J. C Lehuby pada tahun 1846 yang

dikenal dengan kapsul gelatin (Augsburger, 2002). Berdasarkan sifatnya, kapsul

gelatin dibedakan menjadi dua macam, yaitu cangkang kapsul gelatin lunak dan

cangkang kapsul gelatin keras (Allen et al., 2011). Cangkang kapsul gelatin lunak

biasanya plastis dengan bentuk bervariasi dengan packing yang tertutup.

Umumnya isi kapsul ini berupa cairan, suspensi maupun pasta. Sedangkan

cangkang kapsul gelatin keras umumnya berisi serbuk dengan satu macam bentuk

yang umumnya lonjong yang terdiri dari dua bagian yaitu body dan cap

(Augsburger, 2002).

Pada umumnya, cangkang kapsul gelatin banyak digunakan di pasaran

karena material dalam pembuatannya murah dan mudah diproduksi. Namun,

material cangkang kapsul gelatin ini memiliki kelemahan yaitu kurang stabil

dalam lingkungan berair sehingga waktu swelling dan cracking cenderung sangat

cepat dan menyebabkan efek efikasi obat (Daberte, et al., 2011).

Modifikasi cangkang kapsul gelatin dapat berupa penambahan crosslinker

guna meningkatkan ketahanan mekanik suatu kapsul. Crosslinker merupakan

suatu metode dalam mengurangi kelarutan membran dalam air (Ma, J and Sahai,

Y., 2013). Selain itu, modifikasi kapsul berupa pembentukan dan penggunaan

polimer yang sesuai. Kapsul terus mengalami perkembangan yang cepat dengan

berbagai modifikasi dalam hal komposisi dan zat aditif yang ditambahkan. Bahan



3

yang digunakan dalam drug delivery system harus biodegradable dan memiliki

biokompabilitas tinggi (Zhou, 2008).

Polimer telah banyak digunakan sebagai bahan pembuat material drug

delivery system (Vilar et al., 2012). Berdasarkan kemampuannya untuk

terdegradasi, drug delivery system dapat diklasifikasikan menjadi material polimer

nondegradable dan polimer biodegradable. Polimer biodegradable banyak dipilih

sebagai drug delivery system agar aman dikonsumsi (Paolino et al., 2006).

Polimer alam yang berpotensi menjadi material drug delivery system

adalah pati. Penelitian tentang drug delivery system menggunakan pati telah

dilakukan oleh Wang et al., (2010), Zhang et al., (2013), Lopez et al., (2013) dan

Hosseini et al.,(2014), Fakharian et al., (2015), Marto et al., (2015), Lozano-

Vazquez et al.,(2015) dan Mary and Sasikumar, (2015). Dalam penelitiannya,

Wang et al., (2010) menggunakan komposit polimer pati – alginat sebagai bahan

material local drug delivery system menggunakan bantuan crosslinker CaCl2.

Variasi rasio komposisi pati – alginat yang digunakan adalah (90:10), (70:30),

(50:50) and (30:70) dan penambahan CaCl2 : etanol sebesar 50 : 50. Uji kontrol

release obat meningkat seiring dengan meningkatnya komposisi pati di dalam

komposit pati – alginat. Hal ini menunjukkan potensi pati yang sangat besar

dalam drug delivery system.

Lopez et al., pada tahun 2013 menguji release antioksidan tumbuhan

yerba mate, sejenis tanaman yang tumbuh di Amerika Selatan yang dikemas

dalam kapsul yang dibuat dari pati - alginat. Karakterisasi yang dilakukan yaitu uji

porositas, swelling air dan uji SEM untuk alginat dan komposit dari pati – alginat.



4

Pada hasil swelling, komposit pati-alginat memberikan hasil swelling yang stabil

daripada alginat saja dan porositas kapsul alginat menurun seiring dengan

meningkatnya pati yang ditambahkan. Namun dalam penelitian ini hasil release

kurang maksimal dan cenderung cepat karena kapsul yang dihasilkan terlalu tipis

dengan porositas yang cukup tinggi. Hal ini mungkin dikarenakan tidak adanya

crosslinker yang ditambahkan sehingga tidak adanya penghubung antara pati dan

alginat yang menyebabkan ketahanan mekanik rendah.

Modifikasi materi drug delivery system terbaru dengan pati dan alginat

dilakukan oleh Mary and Sasikumar (2015). Dalam penelitiannya, drug delivery

diuji kinetika release dari antibiotik ciprofloxacin hydrochloride dengan cara in

vitro. Variasi komposisi yang digunakan yaitu (1:1), (1:2), (1:3) dan (1:4). Setelah

diamati selama 2 jam, hasil release tercepat yaitu pada komposisi pati – alginat

1:1 sebesar 65% dan release terlama yaitu pada perbandingan 1:4.

Selain pati, salah satu material pembuatan drug delivery system yang

sering digunakan adalah alginat. Alginat dikenal dengan biopolimer yang

serbaguna dan digunakan dalam berbagai aplikasi. Penggunaan konvensional

alginat sebagai drug delivery dalam produk obat umumnya tergantung pada

penebalan, pembentuk gel, dan sifat penstabilannya. Hidrokoloid seperti alginat

dapat memainkan peran penting dalam desain produk control-release (Tonnesen

and Karlsen, 2002). Dalam sebuah penelitian, alginat dapat diperoleh dari rumput

laut dari genus Sargassum (Purwanti, 2013). Alginat merupakan kandungan

utama dari dinding alginofit, yang tersusun atas asam guluronat dan manuronat,

dengan ikatan 1,4 𝛽-D-asam manuronat dan 𝛼-L-guluronat (Ertesvag et al., 2015).



5

Dalam pembuatan material drug delivery system, selain pati dan alginat

juga ditambahkan crosslinker yang berguna dalam menjembatani terjadinya ikatan

antara dua gugus fungsi sehingga kinerja drug delivery system dapat meningkat

(Giri, 2012). Jika crosslinker ditambahkan, maka tingkat swelling air membran

dapat diperkecil dan kestabilannya meningkat. Crosslinker juga mempengaruhi

besarnya kerapatan rantai polimer karena banyaknya tarikan yang dapat terjadi,

sehingga mengurangi fleksbilitas dan menjadi kaku. Senyawa-senyawa

crosslinker antara lain glutaraldehid, sodium tripolyphosphate (STPP), N,N’-

metilen-bis-akrilamida (MBA), asam oksalat, formaldehid, ion sulfat, ion fosfat,

dan beberapa senyawa lainnya yang dapat berikatan dengan bahan utama

membran (Berger et al., 2004).

Berdasarkan sifatnya, crosslinker dapat dibedakan menjadi kovalen dan

ionik (Berger et al., 2004). Mekanisme yang paling tepat dalam menurunkan

kebebasan molekul adalah ikatan silang kimia yang mengikat silang bersama

rantai-rantai polimer melalui ikatan kovalen atau ikatan ion untuk membentuk

suatu jaringan (Katz, 2008). Crosslinker kovalen seperti glutaraldehid,

formaldehid dan asam oksalat. Sedangkan untuk crosslinker ionik contohnya

sodium tripolyphosphate (STPP) dan CaCl2.

Pada tahun 1998, Genta, menguji pengaruh glutaraldehid pada drug

delivery system dengan bahan dasar kitosan. Matriks drug delivery system diuji

secara in vitro dengan uji disolusi dengan larutan buffer fosfat pH 7.4 pada suhu

37℃. Hasil uji menunjukkan penambahan glutaraldehid bermanfaat dalam

mengatur terurainya kitosan, variasi 7%-10% dan 15-25% glutaraldehid



6

menujukkan hasil yang tidak jauh berbeda, disarankan untuk menggunakan

glutaraldehid dalam konsentrasi kecil guna meminimalisir efek toksik yang

disebabkan oleh crosslinker tersebut.

Pieróg (2009) menguji pengaruh crosslinker ionik pada swelling hydrogel

kitosan. Crosslinker yang diujikan adalah asam sulfat (H2SO4), trisodium sitrat

(Na3C6H5O7), tripolifosfat dan natrium alginat. Variasi pH yang digunakan adalah

1.2, pH 7.4 dan pH 8.5. Pada uji swelling, kitosan murni memiliki nilai swelling

yang tinggi dan ketahanan mekanik yang rendah sementara kitosan-tripolifosfat

memiliki nilai swelling yang rendah dan ketahanan mekanik yang tinggi. Hal ini

mengindikasikan bahwa potensi tripolifosfat sebagai crosslinker sangat besar.

Pada penelitian ini diekstraksi natrium alginat dari rumput laut coklat

(Sargassum sp.) dan pembuatan drug delivery system berupa kapsul pati - alginat

menggunakan crosslinker sodium tripolyphosphate (STPP). Pati berfungsi sebagai

emulgator untuk menstabilkan alginat yang membentuk gelasi. Dalam penelitian

ini dilakukan lima variasi perbandingan komposit pati dan natrium alginat, yaitu

(2 : 1), (3 : 2), (1 : 1), (2 : 3) dan (1:2). Kapsul pati-alginat dikarakterisasi dengan

uji mekanik berupa uji tarik dan uji swelling air. Kapsul optimal yang dihasilkan

diuji kinerjanya dengan uji disolusi pada variasi pH 1,2; 4,5 dan 6,8. Setelah

diperoleh kapsul pati-alginat optimal diuji morfologi menggunakan Scanning

Electron Microscopy (SEM) dan uji spektroskopi menggunakan Fourier

Transformed Infra Red (FTIR).



7

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, dapat dirumuskan

permasalahan sebagai berikut :

1. Dapatkah dibuat kapsul dari pati - alginat sebagai drug delivery system?

2. Bagaimana pengaruh variasi komposisi pati – alginat terhadap sifat

mekanik drug delivery system?

3. Bagaimana kinerja material kapsul pati – alginat dibandingkan dengan

kapsul dari bahan-bahan komersil?

1.3 Tujuan

1. Membuat kapsul dari pati-alginat sebagai drug delivery system

2. Mengetahui pengaruh variasi komposisi pati – alginat terhadap sifat

mekanik drug delivery system

3. Mengetahui kinerja material kapsul pati – alginat dibandingkan dengan

kapsul dari bahan-bahan komersil

1.4 Manfaat

Penelitian ini bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi, khususnya di bidang kimia. Penelitian ini diharapkan menjadi salah

satu informasi ilmiah dalam pengembangan material drug delivery system.

Pembuatan kapsul dari pati-alginat diharapkan dapat menggantikan material

kapsul yang bersifat komersil yang tengah berkembang di masyarakat. Selain itu

juga dapat mengurangi ketergantungan pada produk luar negeri dengan cara

memanfaatkan kekayaan alam yang ada di Indonesia.



8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Drug Delivery System

Penelitian tentang drug delivery system menggunakan bahan baku polimer

alam sudah banyak dilakukan (Vilar et al., 2012). Polimer alam yang sering

digunakan dalam pembuatan drug delivery system adalah kitosan yang diperoleh

dari deasetilasi kitin. Salah satunya telah dilakukan oleh Tahtat, et al., (2013)

dengan membuat material drug delivery system dari alginat - kitosan dengan

bantuan crosslinker glutaraldehid untuk oral delivery insulin.

Selain kitosan, polimer alam lain yang berpotensi menjadi material drug

delivery system adalah pati. Penelitian tentang drug delivery system menggunakan

pati telah dilakukan oleh Wang et al., (2010), Zhang et al., (2013), Lopez et al.,

(2013) dan Hosseini et al., (2014), Fakharian et al., (2015), Marto et al., (2015)

dan Lozano-Vazquez et al., (2015).

Menurut penelitian Wang et al., (2010) drug delivery system dibuat

dengan cara mengkompositkan dua polimer alam yaitu pati dan alginat yang

diperoleh dari ektraksi rumput laut coklat (Sargassum sp.). Hidrokoloid seperti

alginat dapat memainkan peran penting dalam desain produk control-release. Hal

ini menunjukkan alginat dari hasil ekstraksi rumput laut coklat (Sargassum sp.)

sangat berpotensi menjadi material drug delivery system.

Modifikasi materi drug delivery system dengan pati terbaru dilakukan oleh

Farakhian et al., (2015) dengan komposit lain berupa karaginan. Variasi karaginan

yang ditambahkan 0.25, 0.5, 0.75 dan 1%. Karakterisasi yang dilakukan adalah uji

8



9

viskositas dan viskoplastisitas. Kemampuan release kapsul pati – karaginan

sebanding dengan kapsul gelatin yang beredar di pasaran. Hal ini membuktikan

bahwa potensi pati sangat besar dalam drug delivery system.

2.2 Pati

Pati adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud

bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan karbohidrat dengan berat

molekul tinggi yang terdapat pada tanaman dan mampu mensuplay 70 hingga

80% kalori yang dibutuhkan manusia dari bahan pangan yang dikonsumsi.

Namun, selain sebagai sumber kalori utama, pati juga mempunyai sejumlah

kegunaan pada makanan, seperti : sebagai bahan pelekat, pengikat, pembentuk

lapisan, penstabil, pembentuk tekstur, pengental, dll (Mason, 2009). Kandungan

amilosa merupakan bagian polimer linier dengan ikatan α-(1,4) unit glukosa.

Derajat polimerisasi amilosa berkisar antara 500 − 6.000 unit glukosa, bergantung

pada sumbernya. Amilopektin merupakan polimer α-(1,4) unit glukosa dengan

rantai samping α-(1,6) unit glukosa. Dalam suatu molekul pati, ikatan α-(1,6) unit

glukosa ini jumlahnya sangat sedikit, berkisar antara 4 − 5%. Namun, jumlah

molekul dengan rantai yang bercabang, yaitu amilopektin, sangat banyak dengan

derajat polimerisasi 105 − 3x106 unit glukosa (Jacobs dan Delcour, 1998).

Amilosa merupakan fraksi gerak, yang artinya dalam granula pati letaknya tidak

pada satu tempat, tetapi bergantung pada jenis pati. Umumnya amilosa terletak di

antara molekul-molekul amilopektin dan secara acak berada selang-seling di

antara daerah amorf dan kristal (Oates, 1997).



https://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bubuk&action=edit&redlink=1

10

Ketika dipanaskan dalam air, amilopektin akan membentuk lapisan yang

transparan, yaitu larutan dengan viskositas tinggi dan berbentuk lapisan-lapisan

seperti untaian tali. Pada amilopektin cenderung tidak terjadi retrogradasi dan

tidak membentuk gel, kecuali pada konsentrasi tinggi (Belitz dan Grosch, 2009).

Gambar 2.1 Struktur kimia pati dengan A (α-(1,6) unit glukosa dan B (α- (1,4) unit glukosa (Thomas, 1998)

Tabel 2.1 Karakteristik amilosa dan amilopektin (Thomas, 1998) Karakteristik Amilosa Amilopektin

Bentuk lurus bercabang Ikatan α-(1,4) kadang α-(1,6) α-(1,4) dan α-(1,6) Berat molekul <0,5 juta 50-500 juta Formasi gel rapat tidak membentuk gel - lembut Reaksi dengan I2 biru coklat kemerahan

Pati dikenal sebagai polimer biodegradable dengan biocompability yang

sempurna dan tidak toksik (Herman et al., 1989). Wang et al., (2010) juga

mengkompositkan pati - alginat dalam sintesis material drug delivery system dan

hasil penelitiannya menunjukkan uji control release meningkat seiring dengan

meningkatnya komposisi pati dalam komposit pati – alginat. Mengkompositkan

A

B



11

alginat - pati sebagai pengembangan teknologi internal gelasi merupakan

kombinasi yang cocok karena dapat meningkatkan efisiensi daripada

menggunakan alginat sendiri (Martin et al., 2013). Hal ini mengindikasikan

bahwa pati yang berpotensi besar dalam pengembangan drug delivery system.

2.3 Alginat dari Ekstraksi Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.)

Rumput laut coklat adalah salah satu jenis ganggang yang diklasifikasikan

berdasarkan pigmen yang dihasilkan. Pigmen yang menyebabkan warna coklat

pada rumput laut jenis ini adalah xantofil. Beberapa kandungan yang terdapat

pada rumput laut coklat adalah alginat, yodium, vitamin E dan polifenol (Aslan,

1991). Beberapa spesies rumput laut coklat yaitu Colpmenia sinuosa, Lobophora

variegate, Chnoospora implexa, Padina gymnospora, Sargassum tenerrium, dan

Dictyota dichotoma (Viswanathan and Nallamuthu, 2014).

Gambar 2.2 Sargassum sp.

Rumput laut coklat merupakan salah satu sumber daya alam hayati yang

ada di Indonesia. Salah satu jenis dari rumput laut coklat yang banyak

penyebarannya adalah Sargassum sp. yang banyak tumbuh antara bulan Agustus-

Oktober (Rasyid, 2009). Selain itu, keunggulan dari tumbuhan laut ini adalah



12

memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap lingkungan dan memiliki

masa tanam yang relatif pendek.

Malviya dan Srivastava (2011) telah meneliti tentang drug delivery system

dari bahan polimer alam alginat yang diektraksi dari rumput laut coklat

(Sargassum sp.) yang dikombinasikan dengan kitosan. Dilakukan crosslink antara

alginat dan kitosan secara ionik dengan perbandingan komposisi 1 : 1

menghasilkan material kompleks kitosan dan alginat. Polimer yang dihasilkan

tidak rapuh, memiliki kekerasan yang baik, dan waktu desintegrasinya rendah

sehingga dapat digunakan sebagai bahan drug delivery yang cepat terdesintegrasi.

Hal ini menunjukkan alginat dari hasil ekstraksi rumput laut coklat (Sargassum

sp.) sangat berpotensi menjadi material drug delivery system.

Berdasarkan penelitian Viswanathan pada tahun 2012, kandungan terbesar

pada Sargassum sp. adalah alginat. Senyawa ini merupakan polimer murni dari

asam uronat, tersusun dalam bentuk rantai linier panjang (Swift et al., 2014).

Alginat telah banyak dimanfaatkan oleh berbagai industri sebagai bahan pengental

(Bangun, 2001), Alga Sargassum sp. atau alga coklat merupakan salah satu genus

Sargassum yang termasuk dalam kelas Phaeophyceae.

Kandungan terbesar dalam rumput laut coklat seperti Sargassum sp.

adalah alginat yang sebagian besar terdiri dari unit β-D-mannuronacid (asam

manuronat) dan α-L-guluronic acid (asam guluronat) (Viswanathan et al., 2014).

Alginat merupakan bentuk garam dari asam alginat. Garam alginat dapat berupa

asam alginat, natrium alginat, kalsium alginat, kalium alginat, dan ammonium



13

alginat (Jayanudin dkk, 2014). Namun yang larut dalam air hanya natrium alginat,

kalium alginat dan ammonium alginat (Biopolymer F.M.C, 2003).

Gambar 2.3 Struktur kimia alginat dengan M (β-D-mannuronacid) dan G (α-

L-guluronic acid)

Gambar 2.4 Struktur kimia natrium alginat

Tabel 2.2 Karakteristik natrium alginat (Sumber : IRO Alginat Industry, 2010)

Parameter Deskripsi Bentuk, warna dan bau Serbuk atau serat, berwarna

putih atau kekuningan, tidak berbau dan tidak berasa

Kelarutan dalam air 0,3% Kadar air 16,86% Densitas 874 kg/m3 Panas pembakaran 2,5 kal/g Titik leleh >300℃ pH 6-8



14

Pada pH rendah, asam alginat mengarah pada pembentukan viskositas

tinggi gel asam. Alginat juga mudah membentuk gel dengan adanya kation

divalen sebagai ion kalsium (Tonnesen and Karlsen, 2002).

2.4 Crosslinker pada Drug Delivery System

Cross link merupakan suatu metode yang dilakukan untuk mengurangi

kelarutan membran dalam air (Ma, J and Sahai, Y., 2013). Penambahan

crosslinker berfungsi untuk menjembatani terjadinya ikatan antara dua gugus

fungsi sehingga crosslinker dapat meningkatkan kinerja drug delivery system

(Giri, 2012). Ikatan yang terjadi dapat berupa ikatan kovalen maupun ionik. Jika

crosslinker ditambahkan maka tingkat swelling air membran dapat diperkecil dan

kestabilannya meningkat. Senyawa-senyawa crosslinker antara lain glutaraldehid,

sodium tripoliphosphate (STPP), N,N’-metilen-bis-akrilamida (MBA), asam

oksalat, formaldehid, ion sulfat, ion fosfat, dan beberapa senyawa lainnya yang

dapat berikatan dengan bahan utama membran (Berger et al., 2004).

Berdasarkan sifatnya, crosslinker dapat secara kovalen dan ionik (Gunter,

1985). Mekanisme yang paling tepat dalam menurunkan kebebasan molekul

adalah ikatan silang kimia yang mengikat silang bersama rantai-rantai polimer

melalui ikatan kovalen atau ikatan ion untuk membentuk suatu jaringan (Katz,

2008). Glutaraldehid termasuk dalam crosslinker kovalen, contoh lainnya seperti

formaldehid dan asam oksalat. Sedangkan untuk crosslinker ionik contohnya

sodium tripolyphosphate (STPP).

Sifat-sifat fisik material drug delivery system seperti kestabilan kristal,

sensitivitas termal, rasio swelling, dan kekuatan mekanis dapat ditingkatkan



15

melalui modifikasi cross link secara kovalen (Giri, 2012). Beberapa crosslinker

yang berikatan secara kovalen adalah glutaraldehid, genipin, dan N,N’-metilen-

bis-akrilamida (MBA).

Pada tahun 1998, Genta, menguji pengaruh glutaraldehid pada drug

delivery system dengan bahan dasar kitosan. Matriks drug delivery system diuji

secara in vitro dengan uji disolusi dengan larutan buffer fosfat pH 7.4 pada suhu

37℃. Hasil uji menunjukkan penambahan glutaraldehid bermanfaat dalam

mengatur terurainya kitosan, variasi 7%-10% dan 15-25% glutaraldehid

menujukkan hasil yang tidak jauh berbeda, disarankan untuk menggunakan

glutaraldehid dalam konsentrasi kecil guna meminimalisir efek toksik yang

disebabkan oleh crosslinker.

Pieróg (2009) membandingkan hasil swelling kitosan murni dan kitosan

yang dimodifikasi dengan crosslinker tripolifosfat. Kitosan modifikasi memiliki

ketahanan mekanik lebih kuat dengan waktu swelling yang rendah sedangkan

kitosan memiliki ketahanan mekanik yang rendah dengan waktu swelling yang

tinggi.

Cross link secara ionik juga banyak dilakukan pada material drug delivery

system. Karakteristik kelarutan, rasio swelling, dan proses pelepasan obat pada

material drug delivery system seringkali disebabkan oleh proses ionisasi dan

protonasi gugus fungsi pada polimer yang digunakan. Untuk mengurang ionisasi

dan protonasi tersebut, selain dengan penambahan material polimer lain, juga

dapat ditingkatkan dengan crosslinker ionik seperti sodium tripolyphosphate

(STPP).



16

2.5 Sodium tripolyphosphate (STPP)

Sodium tripolyphosphate merupakan senyawa anorganik dengan rumus

molekul Na5P3O10 dan merupakan bentuk garam dari polyphosphat penta-anion

yang berikatan dengan triphosporic acid. Garam STPP berwarna putih dan

terdapat dalam dua bentuk yaitu anhidrat dan hexahidrat.

Struktur sodium tripolyphosphate (STPP) ditunjukkan pada Gambar 2.5

Gambar 2.5 Struktur kimia sodium tripolyphosphate

Tabel 2.3 Karakteristik sodium tripolyphosphate

Karakteristik Keterangan Berat molekul 367,87 g/mol Densitas 2,52 g/cm3 Kelarutan dalam air 14,5 g/100 mL (25°C) Bentuk Serbuk berwarna putih

Sodium tripolyphosphate dapat dibuat dengan cara mencampurkan

Na2HPO4 dan NaH2PO4 dengan kondisi yang terkontrol (Greenwood, 1997).

Berikut reaksi yang terjadi :

2 Na2HPO4 + NaH2PO4 → Na5P3O10 + 2 H2O

Garam ini memiliki nilai toksisitas yang rendah dari hasil uji LD50 secara oral

sebesar > 1.000 mg/Kg berat badan (Boyd et al., 2001). LD50 (lethal dose)

menggambarkan konsentrasi bahan bahan kimia yang dapat menyebabkan



17

kematian sampai 50% dari jumlah hewan yang di uji. Nilai LD50 digunakan untuk

mengelompokkan dosis toksik dari bahan kimia yang baru diproduksi.

Tabel 2.4 Kriteria dosis urutan daya toksisitas suatu bahan (per-berat badan manusia ~70 Kg) (Gosselin et al., 1984)

Kriteria Dosis

Praktis tidak toksik >15g/Kg

Sedikit toksik 5-15 g/Kg

Toksik sedang 0,5-5 g/Kg

Sangat toksik 50-500 mg/Kg

Amat sangat toksik 5-50 mg/Kg

Super toksik <5 mg/Kg

2.6 Metode Pencetakan Kapsul

Penemuan kapsul pertama kali yaitu oleh F.A.B Mothes, 1834. Pada

awalnya kapsul memiliki bentuk lonjong dan hanya terdiri atas 1 bagian.

Selanjutnya pada tahun 1846 dikembangkan kapsul yang terdiri atas 2 bagian

cangkang oleh seorang farmasis dari Paris yang bernama J.C. Lehubby. Bentuk

kapsul yang terdiri atas 2 cangkang ini masih digunakan hingga sekarang (Banker

and Rhodes, 2002).

Proses penentuan komposit pati-alginat dilakukan dengan membuat variasi

pati-alginat yang ditambahkan sebagai bahan utama pembuatan cangkang kapsul.

Campuran bubuk didalam gelas beker ditambah dengan akuades dalam

perbandingan 1:15 (b/v) secara bertahap sehingga terbentuk larutan koloidal.

Campuran diaduk selama lima menit dalam suhu ruang. Larutan campuran

dipanaskan didalam water bath selama kurang lebih 60-90 menit pada rentang



18

suhu 70-80 oC dan tertutupi dengan aluminium foil. Setelah rasio b/b pati dan

alginat telah didapatkan, selanjutnya ditentukan komposisi crosslinker yang akan

ditambahkan. Untuk cangkang kapsul yang disertai crosslinker sodium

tripolyphosphate (STPP), larutan STPP 2% ditambahkan pada komposisi

campuran pati-alginat optimal yang sudah didapatkan dalam perbandingan

tertentu. Penambahan dilakukan sebelum pemanasan larutan.

Proses pemanasan diakhiri ketika larutan campuran telah homogen.

Campuran dituangkan pada dipping bath yang sudah dipanaskan pada rentang

suhu 65-75 oC. Pencetakan dilakukan dengan pencelupan dipping pen yang sudah

terlebih dahulu dilumasi oleh pelumas makanan. Material yang menempel pada

dipping pen dikeringkan pada suhu ruang (Kristanto, 2014).

2.7 Prinsip Kerja Material Drug Delivery System

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja material drug delivery

system, di antaranya morfologi permukaan kapsul, ukuran kapsul, ada tidaknya

suatu plasticizer atau crosslinker, dan kesesuaian sifat fisikokimia obat dengan

karakteristik dari polimer seperti hidrofobik atau hidrofilik, kemampuan dalam

membentuk gel, dan juga kapasitas swelling air (Bansal, 2011).

Pada morfologi permukaan kapsul, semakin halus permukaan yang

diperoleh, maka semakin mudah ditelan dan kinerja release obat meningkat.

Besar-kecil ukuran kapsul mempengaruhi volume obat di dalamnya, semakin

kecil ukuran kapsul maka semakin sedikit volume obat yang bisa dimasukkan

sehingga waktu sempurna release obat cenderung cepat. Penambahan plasticizer

berfungsi dalam menambah fleksibilitas suatu kapsul, semakin banyak plasticizer



19

yang ditambahkan maka tingkat kelunakan kapsul semakin tinggi, sedangkan

penambahan crosslinker sebaliknya, semakin banyak crosslinker yang

ditambahkan, maka ketahanan mekanik suatu kapsul yang diperoleh semakin

tinggi. Sifat hidrofobik dan hidrofilik suatu polimer mempengaruhi dalam kinerja

drug delivery, kapsul yang terbuat dari polimer hidrofilik cenderung release lebih

cepat karena kesesuaiannya dengan kondisi tubuh yang lebih dari 60% tersusun

oleh air (Guyton and Hall, 2006). Kemampuan polimer dalam membentuk gel

juga mempengaruhi kinerja suatu drug delivery, polimer yang mampu membentuk

gel akan menghasilkan kapsul yang cenderung lunak dan tidak terlalu keras

karena berasal dari sifat gel itu sendiri. Faktor lain yang mempengaruhi drug

delivery suatu kapsul adalah kapasitas swelling air, polimer hidrofilik yang

mempunyai ketahanan mekanik rendah akan mengalami swelling air yang cepat,

begitupun sebaliknya.

Larutan buffer yang digunakan dalam disolusi disesuaikan dengan pH

bagian tubuh yang akan dituju, seperti pada lambung maka larutan buffer yang

digunakan adalah larutan dengan pH 1,2. Pada usus 12 jari digunakan larutan

buffer dengan pH 4,5 (Ovesen et al., 1986) dan pH 6,8 untuk usus halus

(Fallingborg, 1999).

Drug delivery merujuk pada sebuah proses dimana solut (zat terlarut)

sebuah obat bermigrasi dari posisi awal sistem polimer menuju bagian luar

permukaan obat dan kemudian bermigrasi menuju media release (Fu et al., 2010).



20

Sementara itu, proses drug delivery secara umum dapat dibagi menjadi 3

mekanisme yaitu erosi, difusi, dan release melalui permukaan material (Bansal et

al., 2011).

Pada mekanisme difusi, obat berdifusi keluar melalui sistem matriks. Inti

obat dienkapsulasi dalam membran dalam hal ini berupa kapsul, sehingga difusi

obat dapat dikendalikan kecepatan pelepasannya. Mekanisme pelepasan obat yang

terjadi berawal dari terlarutnya obat di dalam membran dan diikuti oleh difusi dan

terlepasnya obat dari permukaan pada sisi lain dari membran (Shargel et al.,

2007).

Pada proses erosi, polimer pada matriks akan mengalami erosi atau

pengikisan karena terbentuk ikatan labil akibat reaksi yang terjadi secara hidrolisis

maupun enzimatis. Seiring dengan terkikisnya polimer, maka obat akan

dilepaskan ke dalam medium di sekitarnya (Shargel et al., 2007).

Selanjutnya pada proses release, kecepatan disolusi polimer menentukan

kecepatan pelepasan (release) obat. Sistem ini dapat digunakan untuk menahan

pelepasan obat melalui cara yang berbeda-beda. Salah satunya dengan

menempatkan partikel-partikel obat ke dalam kapsul yang masing-masing

memiliki ketebalan yang bervariasi, akibatnya pelepasan obat akan terjadi secara

bertahap. Partikel obat yang memiliki lapisan kapsul yang paling tipis akan

memberikan pelepasan yang segera, sehingga dapat memenuhi konsentrasi obat

yang dibutuhkan pada tahap awal pemberian dosis, sedangkan lapisan kapsul yang

lebih tebal akan memenuhi kadar obat yang dibutuhkan untuk menjaga agar

konsentrasi obat tetap konstan di dalam tubuh. Pada saat melewati permukaan,



21

obat yang telah diserap tubuh akan diuraikan dengan sangat cepat dan

menyebabkan terjadinya pemecahan. Dari tahap ini maka obat yang tersimpan di

dalam material akan terserap oleh tubuh melalui lambung dan usus halus (Cairns,

2004).

Gambar 2.6 Skema release suatu obat (Fu, et al., 2010)

2.8 Karakterisasi Material Drug Delivery System

Karakterisasi material drug delivery system dapat dilakukan menggunakan

spektrofotometer Fourier Transformed Infra Red (FTIR), uji morfologi dengan

Scanning Electron Microscopy (SEM), penentuan berat molekul, uji swelling air,

uji tarik, dan uji disolusi.

2.8.1 Fourier Trasform Infra Red (FTIR)

Tujuan utama pengujian dengan spektrofotometer FTIR adalah untuk

mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada suatu senyawa.

Spektroskopi FTIR adalah teknik pengukuran untuk mengumpulkan

spektrum inframerah. Energi yang diserap sampel pada berbagai frekuensi sinar

inframerah direkam, kemudian diteruskan ke interferometer. Secara umum,

spektrofotometer FTIR sama seperti spektrofotometer IR, yang membedakan

Membran polimer

Zat terlarut

Waktu



22

antara keduanya adalah sistem optik yang dikembangkan pada berkas sinar

inframerah. Pada spektrofotometer FTIR, sistem optik yang digunakan adalah

laser dan neon sedangkan pada spektofotometer IR adalah cermin diam dan nernst

glower. Atom-atom dalam suatu molekul selalu bervibrasi. Bila radiasi sinar

inframerah sesuai dengan frekuensi vibrasi dari atom-atom tersebut, maka akan

terjadi serapan pada molekul dan terjadi transisi antara tingkat energi vibrasi dasar

dengan tingkat energi vibrasi dalam keadaan tereksitasi. Tidak semua ikatan

dalam molekul dapat menyerap energi inframerah meskipun memiliki frekuensi

radiasi sesuai dengan gerakan ikatan. Ikatan-ikatan yang memiliki momen dipol

dapat menyerap radiasi dari sinar inframerah ini (Sastrohamidjojo, 2001).

Mekanisme yang terjadi pada alat FTIR dapat dijelaskan sebagai berikut.

Sinar yang datang dari sumber sinar akan diteruskan, dan kemudian akan dipecah

oleh pemecah sinar menjadi dua bagian sinar yang saling tegak lurus. Sinar ini

kemudian dipantulkan oleh dua cermin yaitu cermin diam dan cermin bergerak.

Sinar hasil pantulan kedua cermin akan dipantulkan kembali menuju pemecah

sinar untuk saling berinteraksi. Dari pemecah sinar, sebagian sinar akan diarahkan

menuju cuplikan dan sebagian menuju sumber. Gerakan cermin yang maju

mundur akan menyebabkan sinar yang sampai pada detektor akan berfluktuasi.

Sinar akan saling menguatkan ketika kedua cermin memiliki jarak yang sama

terhadap detektor, dan akan saling melemahkan jika kedua cermin memiliki jarak

yang berbeda. Fluktuasi sinar yang sampai pada detektor ini akan menghasilkan

sinyal pada detektor yang disebut interferogram. Interferogram ini akan diubah

menjadi spektra IR dengan bantuan komputer berdasarkan operasi matematika



23

sehingga diperoleh spektrum IR yang menggambarkan besar % transmitan (%T)

dan bilangan gelombangnya (cm-1) (Stuart, 2004).

Natrium alginat memberikan pita berupa O-H stretching pada daerah

3.242 cm-1 (Lawrie et al., 2007). Tidak jauh berbeda dari penelitian sebelumnya

yang dilakukan oleh Sankalia et al., (2005) bahwa stretch O-H natrium alginat

muncul pada daerah 3.263,33 cm-1, karbonil 1.600,81 cm-1 dan karboksilat pada

1.000-1.400 cm-1. Sedangkan pada penelitian terbaru oleh Nagpal et al., 2013,

natrium alginat memberikan O-H stretching pada daerah 3.430,30 cm-1, karbonil

pada 1.616,03 cm-1 dan karboksilat pada 1416,39 cm-1.

Pada alginat, terdapat dua macam kandungan yaitu asam manuronat dan

asam guluronat sehingga memberikan proporsi dan pita yang berbeda (Pereira et

al., 2013). Berdasarkan hasil penelitian Sakugawa et al., (2014) rasio konsentrasi

karakteristik tertentu M/G dari sampel alginat dapat disimpulkan dari intensitas

relatif rasio dari dua band yaitu sebesar 1030/1080 cm-1 pada kalsium alginat dan

1.019/1.025 cm-1 pada mangan alginat. Absorbansi pada 1.030 cm-1 langsung

mencerminkan perubahan konsentrasi manuronat alginat dan 1.025 cm-1

dikaitkan dengan OH lentur dari guluronat. Rasio alginat M/G tentatif

diperkirakan sekitar 1030/1080 cm-1 pada spektrum inframerah.

2.8.2 Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM digunakan untuk mengetahui struktur morfologi, topografi,

komposisi dan informasi kristalografi material. Dengan SEM, dapat diketahui

struktur permukaan dan penampang lintang suatu polimer dengan batas resolusi

mikroskopelektron 0,01µm (10 nm) (Mulder, 1996).



24

Suatu berkas elektron dengan energi kinetik sebesar 1-25 kV dan diameter

5 – 10 nm, diarahkan melewati suatu permukaan sampel yang dilapisi dengan

film konduktor sehingga terjadi interaksi dengan berkas elektron dan

menghasilkan sinyal (Mulder, 1996). Berkas elektron ini disebut elektron primer

yang mempunyai energi tinggi sedangkan yang dipantulkan disebut elektron

sekunder yang mempunyai energi rendah. Interaksi berkas elektron ini dengan

sampel ini akan menghasilkan pola difraksi elektron (Nursanto dkk, 2011).

Sinyal yang dihasilkan dari penembakan elektron ditangkap oleh detektor

lalu diteruskan ke monitor. Dari monitor diperoleh gambar yang khas yang

menggambarkan permukaan atau penampang lintang dari sampel (Sutiani, 2009).

2.8.3 Penentuan Berat Molekul Polimer

Polimer merupakan unit monomer yang tersusun berulang-ulang

(Patterson, 2012). Pada prinsipnya, polimer tersusun atas banyak polimer tak

terbatas yang dihubungkan oleh ikatan kovalen kimia . Namun biasanya setiap

monomer dibuat lebih dari 5 dan kurang dari 500 atom (Arndt, 2013).

Penentuan berat molekul rata-rata suatu polimer dapat ditentukan dengan

viskometer Ostwald. Penentuan ini diawali dengan membuat variasi konsentrasi

polimer dalam pelarut tertentu dan diukur waktu alirnya. Dari proses ini dapat

dihitung viskositas spesifik dan viskositas reduksi dengan persamaan berikut :

ηsp = (t1−t0)

t0 .………………………………………………………...….. (1)

ηred = ηsp

C …………………………………………………………...…....(2)



25

Setelah itu dibuat grafik hubungan antara viskositas reduksi dan

konsentrasi. Intercept yang diperoleh selanjutnya dimasukan dalam persamaan

Mark Houwink-Sakurada yang ditunjukan oleh Persamaan 4.

ηred = [η] + k [η]2C…………………………………...…………………..….. (3)

η = K [Mv]a …………….…………………………...………………………. (4)

Keterangan :

ηsp = viskositas spesifik

ηred = viskositas reduksi

t0 = waktu alir pelarut (s)

t1 = waktu alir akhir (s)

Mv = berat molekul polimer (g/mol)

k = konstanta pelarut

a = tetapan spesifik polimer

(Brandrup dan Immergut, 1989)

2.8.4 Uji Swelling air

Swelling merupakan peningkatan volume suatu material pada saat kontak

dengan cairan, gas, atau uap. Pengujian ini dilakukan antara lain untuk

memprediksi ukuran zat yang bisa terdifusi melalui material-material tertentu.

Ketika suatu biopolimer kontak dengan cairan misalnya air maka akan terjadinya

pembengkakan yang disebabkan adanya termodinamika yang bersesuaian antara

rantai polimer dan air serta adanya gaya tarik yang disebabkan efek ikatan silang

yang terjadi pada rantai polimer. Polimer yang mengalami swelling ketika berada

di dalam pelarut air disebut hydrogel. Keseimbangan swelling dicapai ketika



26

kedua kekuatan ini sama besar. Berikut adalah persamaan untuk menghitung %

swelling air :

% 𝑠𝑤𝑒𝑙𝑙𝑖𝑛𝑔 = (Wbasah−W kering)

W kering 𝑥 100% ................................................... (5)

Dengan W adalah massa basah dan massa kering membran (gram) (Kaban et al.,

2006).

2.8.5 Uji Tarik

Dalam penentuan tingkat ketahanan material terhadap gaya luar,

diperlukan uji mekanik berupa uji tarik. Adalah salah satu uji stress (tegangan)-

strain (regangan) mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan

terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus (Sukandi

dan Santoso, 2014).

Uji tarik dapat dilakukan dengan menggunakan Autograph. Membran

yang akan diuji dipotong dengan ukuran ± 6 x 1 cm dan dikaitkan pada alat

Autograph. Ujung-ujung membran dikaitkan dengan alat uji dan penarik dipasang

pada satuan beban kgF (kilogram-Force). Membran ditarik dengan kecepatan 1

cm/menit hingga putus. Besar beban penarik dan perubahan panjang membran

pada saat putus dicatat. Berikut adalah persamaan untuk menghitung stress, strain

dan Modulus Young :

Stress (σ) = 𝐹

𝐴............................................................................ (6)

Strain (ε) = ∆𝑙

𝑙........................................................................... (7)

Modulus Young = σ

𝜀............................................................................ (8)

keterangan :

F = gaya (kN)



27

l = panjang awal (cm)

A = luas permukaan (cm2)

Δl = hasil selisih dari panjang awal dengan panjang akhir sebelum membran

terputus (Sukandi dan Santoso, 2014).

2.8.6 Uji Disolusi

Disolusi merupakan suatu proses perpindahan molekul obat dari bentuk

padat ke dalam suatu media berupa larutan. Uji disolusi bertujuan untuk

mengetahui banyaknya zat aktif yang terlarut dan memberikan efek terapi di

dalam tubuh. Kecepatan absorbsi obat tergantung pada pemberian yang

dikehendaki dan juga harus dipertimbangkan frekuensi pemberiannya (Syamsuni,

2007).

Disolusi yang dilakukan untuk evaluasi bentuk kapsul ini berbeda dengan

sediaan konvensional, baik dari segi alat maupun lamanya proses disolusi. Salah

satu metode disolusi yang sangat baik, seperti yang dipublikasikan oleh Gohel et

al., 2004. Dalam uji disolusi ini, digunakan gelas beker yang dimodifikasi dengan

menambahkan suatu saluran tempat sampling yang menempel pada dasar

bekerglass. Medium yang digunakan disesuaikan dengan keadaan dilambung baik

pH, jumlah cairan maupun kecepatan motilitas lambung (Gohel et al., 2004;

Saifullah et al., 2007).



28

Gambar 2.7 Desain rangkaian alat disolusi (Gohel et al., 2004)

Sampel yang akan dianalisis

Magnetic stirrer (75 rpm)

25 ml larutan pH Kapsul

Gelas beaker kapasitas 100 ml



29

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juli 2016.

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisik, Departemen Kimia,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Uji spektroskopi

menggunakan FTIR dilaksanakan di Laboratorium Instrumen FMIPA Institut

Teknologi Sepuluh November, uji tarik menggunakan Autograph dilaksanakan di

Laboratorium Dasar Bersama (LDB) Farmasi Unair, uji morfologi menggunakan

SEM dilaksanakan di Laboratorium Energi Institut Teknologi Sepuluh November

dan Laboratorium Biosains Universitas Brawijaya Malang dan uji disolusi

dilaksanakan di Laboratorium Kimia Universitas Surabaya.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tepung pati,

rumput laut coklat (Sargassum sp.), akuades, asam klorida (HCl; 1% dan 10%),

natrium hipoklorit (NaOCl; 4%), natrium karbonat (Na2CO3; 2%), isopropil

alkohol, kalium hidroksida (KOH; 0,1%), sodium tripolyphosphate (STPP) 2%,

dan ciprofloxacin.

3.2.2 Alat – alat penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cawan petri, hotplate,

pengaduk magnetik, timbangan analitik, mortar, ayakan, loyang, indikator

universal, viskometer Ostwald, alat cetak kapsul, dan seperangkat alat gelas di

29



30

Laboratorium Kimia Fisik. Adapun instrumen yang digunakan dalam penelitian

ini adalah uji disolusi, SEM JEOL JSM-8360LA, FTIR Shymidzu tipe 8400 s, dan

spektrofotometer UV-VIS.



31

3.3 Diagram Alir Penelitian

Ekstraksi natrium alginat dari rumput laut coklat (Sargassum sp.)

Diekstraksi dengan Na2CO3 2% selama 2 jam. Kemudian

disaring dan diendapkan dengan HCl 10%

Dititrasi dengan Na2CO3 2% hingga netral, ditambahkan NaOCl 4%

hingga filtrat kuning bening

Filtrat dituang ke dalam isopropil alkohol, diaduk, didiamkan selama 30 menit, dikeringkan dan digiling

Sargassum sp. Dipotong-potong dan dicuci dengan akuades, direndam

dalam KOH 0.1% dan dikeringkan

Sargassum sp. Direndam dalam HCl 1% selama 1 jam, dinetralkan dengan akuades

Uji spektroskopi dengan FTIR

Natrium alginat Uji penentuan berat molekul

Membuat kapsul pati – alginat (ekstraksi dan komersil) dengan perbandingan 1:1 ; 2:1 ; 3:2 ; 1:2 dan 2:3 dengan crosslinker STPP 2%

Kapsul pati - alginat

Uji kinerja

Uji disolusi

Variasi pH 1,2; 4,5; 6,8

Uji mekanik

Uji tarik

Stress Strain Modulus Young

Uji swelling

Kapsul pati-alginat optimum Uji SEM Uji FTIR



32

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Preparasi reagen

1. Pembuatan larutan KOH 0,1 % (b/v)

Larutan dibuat dengan cara melarutkan 1 g KOH 85% dengan akuades

pada gelas beaker 50 mL. Kemudian KOH yang telah larut dipindahkan ke

dalam labu ukur 1000 mL dan ditambahkan akuades sampai tanda batas.

2. Pembuatan larutan HCl 1 % (v/v)

Larutan ini dibuat dengan cara diambil 27 mL larutan HCl 37%

menggunakan gelas ukur, kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 1000

mL dan ditambahkan akuades sampai tanda batas.

3. Pembuatan larutan HCl 10 % (v/v)

Larutan ini dibuat dengan cara diambil 27 mL larutan HCl 37%

menggunakan gelas ukur, kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100

mL dan ditambahkan akuades sampai tanda batas.

4. Pembuatan larutan NaOCl 4% (v/v) dari NaOCl 12%

Larutan dibuat dengan cara diambil 33,3 mL NaOCl 12% menggunakan

gelas ukur, kemudian dipindahkan ke labu ukur 100 mL dan ditambahkan

akuades sampai tanda batas.

5. Pembuatan larutan Na2CO3 2% (b/v)

Larutan dibuat dengan cara melarutkan 2 g Na2CO3 99,9% dengan akuades

dalam gelas beaker 50 mL kemudian dipindahkan ke labu ukur 100 mL

dan ditambahkan akuades sampai tanda batas.



33

3.4.2 Ekstraksi natrium alginat dari Sargassum sp.

Metode ektraksi alginat yang digunakan dalam penelitian ini adalah hasil

modifikasi dari jalur asam alginat yang dikembangkan oleh Balai Besar Riset

Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan, Jakarta. Sebelum

dilakukan ekstraksi, rumput laut coklat (Sargassum sp.) dipotong kecil-kecil dan

dicuci dengan akuades hingga bersih. Hasil potongan rumput laut yang telah

dibersihkan direndam dalam KOH 0.1 % selama 1 jam dan dijemur sampai kadar

air berkurang 15% (Husni dkk, 2012).

Ekstraksi alginat diawali dengan perendaman hasil rumput laut yang telah

dikeringkan dengan HCl 1 %, perbandingan yang digunakan 1 : 30 (b/v) selama 1

jam. Kemudian rumput laut dinetralkan dengan cara dicuci dengan akuades

berulang. Rumput laut netral diektraksi dengan Na2CO3 2% selama 2 jam dengan

perbandingan 1 : 30 (b/v) dan suhu dijaga antara 60° - 70° C. Filtrat hasil ekstraksi

ditambahkan HCl 10% hingga pH 2.8 – 3.2 guna mengendapkan asam alginat

(Husni dkk, 2012).

Selanjutnya ditambahkan Na2CO3 2% sampai pH netral dilakukan guna

mengkonversi asam alginat menjadi natrium alginat. Untuk menghilangkan

pigmen coklat, dilakukan pemucatan dengan penambahan NaOCl 4%. Kemudian

pembentukan serat natrium alginat dengan cara dituangkan sedikit demi sedikit ke

dalam isopropil alkohol. Setelah terbentuk serat natrium alginat, selanjutnya

dilakukan pengeringan di bawah sinar matahari selama ± 12 jam sampai kadar air

12%. Serat yang sudah kering digiling dan terbentuk natrium alginat (Husni dkk,

2012)



34

3.4.3 Karakterisasi natrium alginat

3.4.3.1 Penentuan berat molekul

Penentuan berat molekul natrium alginat yang telah disintesis yaitu dengan

menggunakan viskometer Ostwald. Sebanyak 0,15 gram natrium alginat

dilarutkan dalam akuades dan diencerkan dalam labu ukur 100 mL sampai tanda

batas. Konsentrasi yang diperoleh adalah C yang selanjutnya diencerkan hingga

diperoleh konsentrasi 0,1 C; 0,2 C; 0,3 C; dan 0,4 C. Sebanyak 5 mL masing-

masing larutan ditentukan waktu alirnya (t) dengan menggunakan viskometer

Ostwald. Ditentukan juga waktu alir akuades sebagai t0. Dari data tersebut

ditentukan viskositas spesifik dan reduksinya sesuai persamaan 1 dan 2.

Selanjutnya dibuat grafik dimana sumbu x merupakan konsentrasi (C) dan sumbu

y viskositas reduksi. Nilai intercept yang diperoleh dimasukan dalam persamaan 3

(Mark-Houwink Sakurada) sehingga diperoleh berat molekulnya.

3.4.3.2 Penentuan gugus fungsi dengan FTIR

Natrium alginat dapat ditentukan gugus fungsinya menggunakan FTIR

(Fertah et al., 2014). Teknik yang digunakan adalah pembentukan pelet KBr.

Sebanyak 2 gram masing-masing sampel dihaluskan dan dicampur dengan KBr.

Agar terbentuk lempengan tipis campuran ditekan dengan alat tekan hidrolik

10.000-15.000 Psi. Lempengan tipis dipasang dalam sel dan ditempatkan pada

berkas jalannya sinar.

Alginat memberikan pita C=O pada daerah 1.612 cm-1 dan 1413 cm-1 C-H

bending. Kemudian pada komposit pati-alginat, muncul pita pada daerah 3.397

sebagai O-H stretching, 2.924 mengindikasikan adanya N-H dan C-H alifatis



35

(Mary and Sasikumar, 2015). Pada alginat, terdapat dua macam kandungan yaitu

asam manuronat dan asam guluronat sehingga memberikan proporsi dan pita yang

berbeda (Pereira et al., 2013). Rasio alginat M/G tentatif diperkirakan sekitar

1030/1080 cm-1 pada spektrum inframerah (Sakugawa et al., 2013).

3.4.4 Pembuatan komposit pati - alginat

Pembuatan komposit kapsul dari pati - alginat dilakukan dengan

modifikasi metode yang dikembangkan oleh Dixit and Kulkarni (2012). Pada

tahap awal, komposit dibagi menjadi 5 variasi perbandingan pati-alginat yaitu

(2:1), (3:2), (1:1), (2:3) dan (1:2). Pada perbandingan (2:1), diambil 2,67 gram

pati dan 1,33 gram alginat, kemudian dilarutkan dalam akuades 60 mL.

selanjutnya ditambahkan STPP 2%. Lalu dihomogenkan dengan pengadukan

disertai pemanasan sekitar 70-80℃ dengan ditutup menggunakan alumunium foil.

Selanjutnya, komposit didiamkan selama 24 jam. Setelah didiamkan, komposit

dihomogenkan kembali, dilakukan pemanasan dan pengadukan dan diatur suhu

sekitar 70℃ dengan kekentalan yang tepat, kemudian komposit dicetak menjadi

kapsul dan sebagian dituangkan ke dalam cawan petri untuk dibuat membran guna

uji tarik.

3.4.5 Pencetakan kapsul pati-alginat

Komposit yang telah dibuat dituangkan pada dipping bath yang sudah

dipanaskan pada rentang suhu 65-75oC. Pencetakan dilakukan dengan pencelupan

dipping pen yang sudah terlebih dahulu dilumasi oleh pelumas makanan. Material

yang menempel pada dipping pen dikeringkan pada suhu ruang (Kristanto, 2014).



36

3.4.6 Karakterisasi kapsul pati – alginat

3.4.6.1 Uji mekanik

Uji mekanik terhadap komposit pati – alginat meliputi uji swelling air dan

uji tarik.

1. Uji swelling air

Uji swelling air bertujuan untuk mengetahui kemampuan kapsul untuk

menyerap air. Uji ini dilakukan dengan cara mengeringkan sampel membran

dalam oven sehingga didapatkan berat kering membran (Wkering). Sampel

membran kering direndam dalam air kemudian ditimbang dan didapatkan berat

basah membran (Wbasah). Selanjutnya % swelling ditentukan dengan persamaan 5.

(Kaban et al., 2006)

2. Uji tarik

Tingkat ketahanan material terhadap gaya luar ditentukan dengan uji tarik

menggunakan Autograph. Membran yang akan diuji dipotong dengan ukuran 6 ×

1 cm dan dikaitkan pada alat Autograph. Ujung-ujung membran dikaitkan dengan

alat uji dan penarik dipasang pada satuan beban kilogram-Force. Membran ditarik

dengan kecepatan 1 cm/menit hingga putus. Besar beban penarik dan perubahan

panjang membran pada saat putus dicatat. Selanjutnya stress, strain, dan Modulus

Young ditentukan dengan persamaan 6 sampai 8 (Sukandi dan Santoso, 2013).

3.4.6.2 Uji kinerja

Uji kinerja terhadap komposit pati – alginat yaitu uji disolusi.

1. Uji disolusi



37

Uji disolusi bertujuan untuk mengetahui laju kelarutan zat aktif dari

sediaan obat berada dalam tubuh untuk diabsorbsi (Hasibuan, 2011). Kapsul diisi

dengan 100 mg ciprofloxacin kemudian dimasukkan dalam gelas beaker

modifikasi kapasitas 100 ml yang berisi larutan buffer sebanyak 25 ml dengan pH

1,2; 4,5 dan 6,8 sebagai media disolusi. Selanjutnya alat dirangkai. Kapsul

dibiarkan tenggelam dan pengaduk dijalankan dengan kecepatan 75 rpm dalam

15, 30, 45, 60, 75 dan 90 menit pada pH 1,2. Sedangkan variasi waktu yang

digunakan pada pH 4,5 yaitu 20, 40, 60, 80, 100 dan 120 detik. Pada pH 6,8 yaitu

40, 80, 120, 160, 200 dan 240 detik. Sebanyak 10 mL larutan diambil untuk

diukur absorbansinya. Untuk mempertahankan volume larutan, setiap

pengambilan 10 mL sampel, ditambahkan 10 mL larutan pH ke dalam larutan

(Gohel et al., 2004; Saifullah et al., 2007). Kemudian larutan yang telah diambil

diuji konsentrasi ciprofloxacin yang dilepaskan menggunakan spektrofotometer

UV-Vis dengan λmax 278 nm (Mary and Sasikumar, 2015) untuk pH 1,2.

Sedangkan untuk pH 4,5 pada λmax 272,5 nm dan pH 6,8 pada λmax 271 nm

(Gummadi et al., 2012).

3.4.6.3 Uji SEM

Material yang memiliki karakteristik paling baik dianalisis struktur

morfologi permukaan dan penampang lintangnya menggunakan SEM. Sampel

dipotong dalam bentuk balok berukuran 3 x 3 x 2 mm dengan rapi untuk

kemudian ditempelkan pada specimen holder berdiameter 1 cm dan dengan tebal

0,5 cm. Specimen holder sebelumnya dibersihkan dengan aseton dan diolesi

dengan pasta dotite. Sekeliling sampel diolesi dengan dotite agar tidak ada rongga



https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwipvJ21jNDJAhWQGo4KHbx1C6wQFggZMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.alodokter.com%2Fciprofloxacin&usg=AFQjCNGGwZ0RvTT6YS2C-sBV_8TfY1xwzw&bvm=bv.109395566,d.c2E

38

antara specimen holder dengan sampel. Kemudian, sampel dikeringkan di atas hot

plate selama 10 –15 menit dan ditiup dengan blower agar pengeringan dapat

dipastikan. Selanjutnya sampel dimasukkan ke dalam fine coat agar analisis SEM

dapat dilakukan. Sehingga diperoleh mikroskopi dari permukaan dan penampang

lintang membran dengan pembesaran 1000x (Dixit and Kulkarni, 2012).



39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Ekstraski Natrium Alginat dari Sargassum sp.

Metode ekstraksi natrium alginat yang digunakan dalam penelitian ini

merupakan metode yang dikembangkan oleh Balai Besar Pengolahan Produk dan

Bioteknologi Kelautan dan Perikanan Jakarta melalui jalur asam alginat. Pada

prosesnya, ekstraksi ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu delignifikasi,

demineralisasi dan maserasi (Husni, dkk., 2012).

Pada tahap pertama, Sargassum sp. dicuci dengan air bersih guna

menghilangkan pengotor dari sisa pasir laut yang tertinggal, kemudian ditimbang

100 gram dan dipotong kecil-kecil sekitar 2 cm. Pemotongan ini dilakukan agar

mempercepat proses maserasi yang berlangsung. Setelah itu direndam dalam

KOH pa 0,1% secukupnya selama 1 jam untuk degradasi lignin. Ibrahim et al.,

(2005) dalam Misson et al., (2009) mengemukakan bahwa lignin merupakan

rantai dengan karbon-karbon terikat dan ikatan lainnya yang terdiri dari jaringan

yang dihubungkan dengan polisakarida yang terdapat di dalam dinding sel.

Kandungan lignin dalam Sargassum sp. sebesar 15,625% setiap gram

(Anggarawati, 2012). Degradasi lignin dilakukan dengan cara ditambahkan basa

seperti KOH, NaOH dan NH4OH (Julfana, et al., 2010). Setelah proses

perendaman selama 1 jam, Sargassum sp. dijemur di bawah sinar matahari sampai

kadar airnya berkurang 15% (Husni, dkk., 2012).

Tahapan kedua adalah proses demineralisasi dengan cara Sargassum sp.

direndam dalam HCl 1% selama 1 jam. Kandungan mineral yang terdapat dalam

39



40

Sargassum sp. seperti atom Mg, Fe, Na dan Ca (Bachtiar, dkk., 2012). Kemudian

Sargassum sp. dinetralkan dengan akuades sampai mendekati pH 7.

Persamaan reaksi yang terjadi pada saat demineralisasi berlangsung ditunjukkan

pada Gambar 4.1.

CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2CO3(aq)

H2CO3(aq) H2O(aq) + CO2(g)

Gambar 4.1 Persamaan reaksi kimia pada saat proses demineralisasi (Anis, 2016)

Proses ekstraksi tahap ketiga yaitu maserasi Sargassum sp. dengan larutan

NaCO3 2% pada suhu 60-70% selama 2 jam. Tujuan penambahan NaCO3 2%

yaitu guna pembentukan natrium alginat dan terpisah dari senyawa lain yang

terdapat dalam Sargassum sp. Setelah maserasi 2 jam, Sargassum sp. dipisahkan

antara padatan dan filtratnya sesuai Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Pemisahan antara filtrat dan padatan setelah maserasi

Kemudian filtrat ditetesi dengan HCl 10% hingga pH 2,8-3,2 agar suasana

menjadi asam sehingga asam alginat dapat mengendap. Asam alginat mengendap



41

+ Na2CO3

pada pH < 3,5 (Amalia, 2014). Persamaaan reaksi kimia natrium alginat dengan

HCl terdapat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Persamaaan reaksi kimia natrium alginat dengan HCl (Sari, 2015)

Selanjutnya asam alginat dikonversi menjadi natrium alginat kembali

dengan cara ditambahkan sedikit demi sedikit NaCO3 2% disertai pengadukan

agar cepat larut hingga pH netral (Husni dkk., 2012). Persamaan reaksi kimia

konversi asam alginat menjadi natrium alginat ditunjukkan pada Gambar 4.4

Gambar 4.4 Persamaan reaksi kimia konversi asam alginat menjadi natrium alginat (Sari, 2015)

Filtrat natrium alginat ditambah dengan NaOCl 4% sampai warna filtrat

berubah dari coklat menjadi kuning bening. NaOCl merupakan bleaching agent

yang dapat mengoksidasi zat warna yang gelap menjadi warna yang lebih terang

(Mushollaeni, et al., 2011). Persamaan reaksi yang terjadi pada saat bleaching

dengan NaOCl ditunjukkan pada Gambar 4.5



42

Gambar 4.5 Persamaan reaksi kimia oksidasi lignin oleh NaOCl (Sari, 2015)

Filtrat bening dituangkan ke dalam gelas beaker yang berisi isopropil

alkohol sehingga terbentuk serat putih kekuningan. Penambahan isopropil alkohol

berfungsi untuk presipitasi (Basmal et al., 2013). Serat yang telah terbentuk

dikeringkan di bawah sinar matahari, atau dengan cara lain menggunakan bantuan

Buchner untuk menyerap air agar lebih cepat kering. Setelah mengering, serat

ditumbuk dengan mortar agar terbentuk serbuk natrium alginat putih kekuningan

sesuai Gambar 4.6 dengan luas permukaan yang semakin besar. Ketika luas

permukaan semakin besar, kecepatan serbuk untuk menjadi gel semakin besar.

Rendemen yang dihasilkan sebesar 29%.

Faktor yang mempengaruhi banyaknya rendemen alginat yang dihasilkan

adalah suhu. Semakin tinggi suhu yang digunakan, maka semakin banyak alginat

yang terlarut. Alginat yang terdapat dalam Sargassum sp. berbentuk asam alginat

yang sulit larut dalam air. Asam alginat yang dihasilkan dikonversi menjadi



43

natrium alginat yang larut dalam air. Semakin tinggi suhu ekstraksi maka semakin

tinggi hasil konversi. Namun, batas suhu optimal ekstraksi adalah 60℃, karena

suhu yang terlalu tinggi menyebabkan natrium alginat terdegradasi (Jayanuddin,

dkk., 2014).

Gambar 4.6 Serbuk natrium alginat

4.2 Hasil Karakterisasi Natrium Alginat

4.2.1 Hasil uji penentuan berat molekul

Natrium alginat dilarutkan dalam akuades untuk uji kelarutan. Serbuk

natrium alginat tidak dapat terlarut sempurna dalam akuades dengan suhu kamar

dan membentuk sedikit gel, sesuai dengan karakteristik natrium alginat yang larut

dalam air hanya 0,3% (Viswanathan et al., 2014). Pada pemanasan 60-70℃

natrium alginat dapat terlarut sempurna (Jayanuddin, dkk., 2014).

Grafik hubungan antara konsentrasi natrium alginat dan viskositas reduksi

ditunjukkan oleh Gambar 4.7



44

Gambar 4.7 Grafik hubungan antara konsentrasi natrium alginat dan viskositas reduksi (𝝶red)

Pada penelitian ini, berat molekul natrium alginat yang diperoleh sebesar

68.397,96 gram/mol. Menurut Illanes (2014) dalam penelitiannya, berat molekul

natrium alginat berkisar 30.000-370.000 gram/mol. Perbedaan hasil berat molekul

natrium alginat menunjukkan adanya degradasi ketika proses ekstraksi

berlangsung. Degradasi ini terjadi ketika suhu melebihi 60℃. Semakin tinggi suhu

maka viskositas dan berat molekul akan menurun. Hal ini disebabkan karena

alginat merupakan senyawa polimer dengan bentuk rantai panjang yang mudah

sekali terdegradasi. Ketika suhu semakin tinggi maka banyak rantai panjang

alginat terdegradasi menjadi rantai pendek sehingga menyebabkan viskositas

turun dan berat molekul cenderung kecil (Jayanuddin, dkk., 2014). Hal inilah yang

menyebabkan kemampuan gelling alginat berkurang (Mushollaeni dan Rusdiana.,

2011).

y = -1.3347x + 1.7982

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8

Vis

kosi

tas

Re

du

ksi (𝜼

red

)

Konsentrasi Natrium Alginat (C)



45

4.2.2 Hasil uji FTIR

Uji FTIR ini dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi yang ada dalam

natrium alginat. Natrium alginat hasil ekstraksi dikarakterisasi dengan instrumen

FTIR dan dibandingkan dengan natrium alginat komersil dan campuran alginat

ekstraksi-komersil. Data spektra FTIR natrium alginat ditunjukkan pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Data spektra FTIR natrium alginat

Jenis Vibrasi

Bilangan gelombang Natrium Alginat

Ekstraksi (cm-1)


Komersil (cm-1)


Campuran (cm-1)

Bilangan gelombang

Natrium Alginat (cm-1)

(Sumber : Bahar dkk., 2012)

Gugus hidroksil (O-H)

3446,91 3437,26 3435,34 3446,79

Gugus karbonil (C=O)

1629,90 1616,40 1612,54 1614,42

O-H bending 1031,95 1031,95 1030,02 1029,99

C-O-C stretching 1091,75 1091,75 1093,67 1091,71

Na dalam isomer alginat

1413,87 1415,80 1413,87 1415,75

Dari spektra FTIR yang di atas dapat diketahui bahwa FTIR natrium

alginat ekstraksi relatif sama dengan natrium alginat komersil dan natrium alginat

literatur karena nilai bilangan gelombang tidak ada perbedaan yang signifikan.

Begitupula hasil bilangan gelombang campuran alginat ekstraksi dan komersil.

Gugus hidroksil/O-H stretching natrium alginat ekstraksi muncul pada bilangan

gelombang 3446,91 cm-1, sedangkan pada natrium alginat komersil 3437,26 cm-1,

campuran natrium alginat ekstraksi dan komersil 3435,34 cm-1 dan literatur pada



46

bilangan gelombang 3446,79 cm-1. Gugus karbonil (C=O) untuk natrium alginat

ekstraksi terdapat pada bilangan gelombang 1629,90 cm-1, sedangkan pada

natrium alginat komersil 1616,40 cm-1, campuran natrium alginat ekstraksi dan

komersil 1612,54 cm-1 dan literatur 1614,42 cm-1. Senyawa lain yang terdapat

dalam natrium alginat adalah asam manuronat yang ditandai dengan O-H bending

pada panjang gelombang 1029,9 cm-1 dan asam guluronat yang ditandai dengan

C-O-C stretching pada panjang gelombang 1091,71 cm-1. Hal ini berdasarkan

penelitian Sakugawa (2004) dalam Pereira (2013), gugus O-H bending dan C-O-C

stretching berturut-turut terdapat pada panjang gelombang 1030 dan 1080 cm-1.

Pada natrium alginat hasil ekstraski dan komersil, gugus O-H bending dan C-O-C

stretching muncul pada panjang gelombang yang sama yaitu 1031,95 cm-1

dan1091,75 cm-1, sedangkan pada campuran natrium alginat ekstraksi dan

komersil yaitu 1030,02 dan 1093,67 cm-1 Menurut literatur, Natrium yang

berikatan dengan isomer alginat terdapat pada bilangan gelombang 1415,75 cm-1,

sedangkan pada hasil ekstraksi dan komersil terdapat pada 1413,87 cm-1 dan

1415,80 cm-1 dan campuran 1413,87 cm-1. Jadi, secara keseluruhan gugus fungsi

pada sodium alginat hasil ekstraksi telah memenuhi standart. Perbandingan

spektra sodium alginat hasil ekstraksi, campuran ekstraksi-komersil dan komersil

dapat dilihat pada Gambar 4.8.



47

Gambar 4.8 Hasil spektra natrium alginat

4.3 Hasil Pembuatan Komposit Pati-Natrium Alginat

Komposit pati-natrium alginat sebagai drug delivery dibentuk dalam bentuk

kapsul. Komposit dibuat dengan 5 variasi yaitu A, B, C, D, E dengan

perbandingan pati : natrium alginat masing-masing 2 : 1; 3 : 2; 1 : 1; 1 : 2 dan 2 :

3. Selain itu juga ditambahkan crosslinker berupa STPP sebanyak 2% (b/v).

Crosslinker berfungsi untuk peningkatan kekuatan ikatan antara pati dan natrium

alginat. Pelarut yang digunakan adalah akuades. Dalam proses pelarutan juga

dilakukan pemanasan agar komposit homogen dengan cepat dan tidak ada

gelembung udara yang terjebak. Pemanasan dilakukan pada rentang suhu optimal

70-80℃ untuk mendapatkan komposit dengan kekentalan yang tepat. Pemilihan

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

%T

Bilangan Gelombang (cm-1)

Alginat Komersil Alginat Ekstraksi Alginat Ekstraksi komersil



48

suhu di atas suhu optimal menyebabkan kerusakan pada komposit karena terjadi

degradasi polimer yang menyebabkan turunnya viskositas sehingga diperoleh

hasil cetakan kapsul yang tipis (Jayanuddin, dkk., 2014).

4.4 Hasil Pencetakan Kapsul Pati-Alginat

Proses pencetakan kapsul diawali dengan persiapan berupa pemanasan

dipping bath menggunakan penangas air dan pengolesan dipping pen dengan

pelumas makanan. Pemanasan ini berguna untuk penghilangan gelembung udara

yang mungkin terjebak ketika proses pencetakan. Sedangkan pengolesan pelumas

makanan berfungsi agar memudahkan pengambilan hasil cetakan kapsul setelah

dikeringkan. Komposit yang telah homogen dicetak dengan cara dituang pada

dipping bath dan dibiarkan untuk beberapa saat sampai kekentalan tepat.

Kemudian dipping pen dicelupkan pada dipping bath yang telah berisi komposit.

Pencelupan dilakukan beberapa kali hingga didapatkan ketebalan kapsul yang

tepat. Selanjutnya dikeringkan di udara bebas untuk mengurangi kadar air dalam

kapsul. Setelah kering, kapsul dilepas dan dianalisis kinerjanya.

Gambar 4.9 Kapsul pati-natrium alginat



49

Tabel 4.2 Karakteristik kapsul pada masing-masing variasi

Perbandingan Komposisi

Karakteristik Kapsul Gambar

A (2 : 1) Lembek (++), bentuk

tidak beraturan, plastis (+)

B (3 : 2) Plastis (++), halus, kuat

C (1 : 1) Sedikit plastis, halus

D (2 : 3) Kaku, kuat, halus

E (1 : 2) Sangat kaku, kuat, bentuk tidak beraturan

Berdasarkan data pengamatan pada Tabel 4.2, kapsul A plastis, memiliki

tekstur yang lembek dan tidak dapat mempertahankan bentuknya. Kemudian

kapsul B memiliki tekstur yang lebih kuat daripada kapsul A dan sama-sama



50

bersifat plastis. Kapsul C memiliki tekstur lebih kuat dari kapsul B namun

keplastisitasannya berkurang. Hal ini membuktikan bahwa semakin besar

penambahan natrium alginat maka kapsul semakin kaku. Pada kapsul D, tekstur

beraturan, kuat, sedikit plastis. Sedangkan pada kapsul E, kapsul sangat kaku, kuat

namun tekstur tidak beraturan.

4.5 Hasil Karakterisasi Kapsul Pati-Alginat

4.5.1 Uji tarik

Membran komposit pati-alginat masing-masing variasi komposisi diuji

mekanik berupa uji tarik menggunakan Autograph seperti pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Autograph

Pada uji tarik, membran dipotong dengan ukuran 6 x 1 cm sehingga

diperoleh nilai gaya (kgF) dan pertambahan panjang yang diperoleh sampai

sebelum putus (∆𝑙). Kemudian dilakukan analisis data untuk mendapatkan nilai

stress, strain dan Modulus Young. Membran yang memiliki nilai stress yang

tinggi, strain yang rendah serta Modulus Young yang tinggi dipilih sebagai

membran yang optimal.



51

Gambar 4.11 Diagram antara variasi komposisi membran dengan nilai stress

Diagram nilai stress ditunjukkan pada Gambar 4.11. perbandingan di atas

merupakan perbandingan pati : natrium alginat. Menurut diagram di atas, semakin

banyak penambahan alginat maka menaikkan nilai stress. Tegangan atau stress ini

menunjukan gaya maksimal yang dapat bekerja pada setiap satuan luas

permukaan membran (Anis, 2016). Nilai stress mengalami kenaikan ketika cukup

banyak natrium alginat yang ditambahkan, hal ini terjadi karena kandungan L-

guluronat pada alginat yang berperan utama dalam proses pembentukan gel.

Pembentukan gel sendiri terjadi karena adanya rantai panjang polimer alginat

yang saling berikatan. Selain itu, sifat alginat yang sedikit larut dalam air sehingga

strukturnya cukup stabil.

Nilai strain komposit A dan B cukup besar karena plastisitas yang

disebabkan oleh pati cukup memberi pengaruh. Plastisitas pada membran

membuat nilai pertambahan panjang semakin besar sehingga didapatkan hasil

strain yang besar. Diagram nilai strain ditunjukkan oleh Gambar 4.12.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

A B C D E

Stre

ss (k

N/m

2 )

Variasi komposisi pati - alginat

Keterangan : A = 2 : 1 B = 3 : 2 C = 1 : 1 D = 2 : 3 E = 1 : 2



52

Gambar 4.12 Diagram antara variasi komposisi membran dengan nilai strain

Setelah diperoleh nilai stress dan strain, diperoleh nilai Modulus Young.

Nilai Modulus Young menunjukkan ukuran kekakuan suatu material. Diagram

Modulus Young ditunjukkan oleh Gambar 4.13. Komposit dengan penambahan

pati yang cukup banyak memiliki nilai Modulus Young yang kecil karena sifat

plastisitasnya yang besar. Sedangkan penambahan alginat membuat komposit

semakin kaku dan mengurangi sifat plastis. Komposit D (2:3) mencapai nilai

optimum karena nilai stress dan strain yang saling mendukung, setelah mencapai

optimum, Modulus Young mengalami penurunan.

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

A B C D E

Stra

in





53

0

50

100

150

200

250

300

350

A B C D E

Swel

ling

air (

%)

Variasi komposisi pati-alginat

Gambar 4.13 Diagram antara variasi komposit pati-alginat dengan nilai Modulus Young

4.5.2 Hasil uji swelling air

Uji swelling air bertujuan untuk mengetahui kemampuan kapsul untuk

menyerap air. Diagram hasil uji swelling air ditunjukkan dalam Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Diagram antara variasi kapsul dengan nilai swelling air

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

A B C D E

Mod

ulus

You

ng (k

N/m

2 )






54

Berdasarkan diagram pada Gambar 4.14, swelling terbesar ditunjukkan

oleh kapsul C dengan perbandingan 1 : 1. Nilai swelling air mempengaruhi

kekuatan mekanik kapsul ketika dalam air. Semakin besar nilai swelling air, maka

semakin cepat waktu release obat. Waktu yang dibutuhkan kapsul pati-alginat

untuk cracking yaitu 10 detik. Hal ini terjadi karena keduanya bersifat polar

karena gugus hidroksil yang terkandung dalam senyawa pati dan alginat itu

sendiri sehingga membentuk ikatan dipol-dipol. Oleh karena itu, disiapkan obat

yang sesuai dengan cepatnya cracking kapsul ini. Sedangkan swelling terkecil

pada kapsul D dengan perbandingan 2 : 3. Hal ini menunjukkan adanya interaksi

stabil antara pati-alginat sehingga jumlah air yang terserap lebih sedikit.

4.5.3 Hasil uji FTIR kapsul pati-alginat optimum

Uji FTIR ini dilakukan untuk menentukan gugus fungsi yang ada pada

kapsul pati-alginat. Hasil uji FTIR kapsul pati-natrium alginat dengan crosslinker

STPP ditunjukkan oleh Tabel 4.2.

Tabel 4.3 Data Spektra FTIR natrium alginat ekstraksi dan kapsul pati-natrium alginat

Jenis Vibrasi

Bilangan gelombang

Natrium Alginat Ekstraksi (cm-1)

Bilangan gelombang Kapsul Pati-Natrium

Alginat dengan crosslinker STPP (cm-1)

Bilangan gelombang pati (Holder, B. H,

2012) Gugus hidroksil (O-H)

3446,91 3446,91~2854,74 2911

Gugus karbonil (C=O)

1629,90 1616,4 -

O-H bending 1031,95 1028,09 -

Na dalam isomer alginat

1413,87 1413,87 -



55

Streching C-O-C dan C-O-H bending

1091,75 1084,03 1083

Ikatan P=O - 1211,34 -

Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa terdapat gugus hidroksil (O-H)

pada alginat ekstraksi, kapsul pati-alginat dengan crosslinker STPP dan pati.

Panjang gelombang pada ekstraksi alginat yaitu 3446,91 cm-1, sedangkan pada

kapsul pati-alginat pita untuk gugus hidroksil mengalami kelenturan dari 3446,91-

2854,74 cm-1. Hal ini membuktikan bahwa adanya interaksi baru dari pati dan

STPP. Menurut Holder (2012), gugus hidroksil pati muncul pada panjang

gelombang sekitar 2911 cm-1. Kemudian gugus karbonil dari kapsul pati-alginat

muncul pada panjang gelombang 1616,4 cm-1, tidak jauh berbeda dengan alginat

ekstraksi yaitu pada panjang gelombang 1629,90 cm-1. Selanjutnya gugus O-H

bending sesuai literatur muncul pada panjang gelombang 1031,95 cm-1, sedangkan

pada kapsul terdapat pada panjang gelombang 1028,09 cm-1. Natrium pada isomer

alginat muncul secara identik antara alginat ekstraksi dan kapsul yaitu pada

panjang gelombang 1413,87 cm-1. Pada panjang gelombang 1091,75 cm-1

menunjukkan adanya streching gugus C-O, C-C dan C-O-H bending, pita yang

sama muncul pada hasil FTIR kapsul yaitu pada panjang gelombang 1084,03 cm-1

dan sesuai literatur untuk streching C-O, C-C dan C-O-H pada 1083 cm-1.

Selanjutnya gugus fungsi P=O dari STPP muncul pada pita 1211,34 cm-1

sedangkan menurut literatur muncul pada pita 1200 cm-1. Perbandingan spektra

kapsul pati-natrium alginat optimal dan natrium alginat hasil ekstraksi dapat

dilihat pada Gambar 4.15.



56

Gambar 4.15 Hasil spektra FTIR kapsul pati alginat optimal dan natrium alginat hasil ekstraksi

Hipotesis ikatan yang mungkin terjadi antara pati-STPP-natrium alginat

ditunjukkan pada Gambar 4.16

4000 3000 2000 1000

%T

Bilangan Gelombang (cm-1)

Alginat Ekstrak Komposit Pati Alginat



57

Gambar 4.16 Hipotesis ikatan antara pati-STPP-alginat

4.5.4 Hasil uji disolusi kapsul pati-alginat optimum

Uji disolusi bertujuan untuk mengetahui laju kelarutan zat aktif dari

sediaan obat berada dalam tubuh untuk diabsorbsi (Hasibuan, 2011). Parameter

dalam disolusi tergantung pada pengukuran kecepatan pelepasan dan pelarutan zat

aktif dari sediannya (Sari, 2013). Kecepatan pelepasan dari kedua proses tersebut

ditentukan oleh swelling dan kekuatan membran (Dixit and Kulkarni, 2012).

Uji disolusi dilakukan menggunakan obat antibiotik berupa ciprofloxacin.

Pemilihan obat ini disesuaikan dengan kemampuan cangkang kapsul dalam



58

melepaskan obat di dalamnya. Dalam penelitian ini, uji disolusi dilakukan pada 3

variasi pH, yaitu pH 1,2; 4,5 dan 6,8. Hal ini menyesuaikan pH dalam lambung,

usus 12 jari dan usus halus. Masing-masing pH memberikan waktu yang berbeda

pada saat terjadi cracking. Waktu yang dibutuhkan kapsul pada pH 1,2 untuk

cracking adalah 90 menit. Hal ini terjadi karena pada suasana asam, kapsul yang

salah satu komposisinya terdiri dari natrium alginat berubah menjadi asam alginat

sehingga menjadi stabil dan distribusi obat menjadi sangat lambat. Sedangkan

pada pH 4,5 dan 6,8, waktu yang dibutuhkan sampai terjadi cracking masing-

masing adalah 2 menit dan 4 menit. sedangkan kapsul komersil mengalami

cracking pada menit ke-15 untuk pH 1,2. Sedangkan pada pH 4,5 dan 6,8, kapsul

komersil cracking pada menit ke-6 dan ke-10. Grafik hasil uji disolusi

ditunjukkan pada Gambar 4.16, 4.17 dan 4.18.

Gambar 4.17 Grafik hasil uji disolusi pH 1,2

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100

Kon

sent

rasi

Rel

ease

(%)

Waktu (menit)

Kapsul pati-alginat

Kapsul komersil



59



4.5.5 Hasil Uji SEM kapsul pati-alginat optimum

Karakterisasi dengan SEM (Scanning Microscopy Electron) dilakukan untuk

mengetahui morfologi membran. Bagian yang diuji adalah permukaan dan

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 50 100 150

Kon

sent

rasi

Rel

ease

(%)

Waktu (detik)

Kapsul pati-alginat

Kapsul komersil

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

Kon

sent

rasi

Rel

ease

(%)

Waktu (detik)

Kapsul pati-alginat

Kapsul komersil



60

penampang lintang dari suatu membran. Hasil uji SEM ditunjukkan pada Gambar

4.19 dan 4.20

Gambar 4.20 Morfologi permukaan membran pati-alginat (A) dan permukaan material drug release komersil (B) (Angela, 2013).

Gambar 4.21 Morfologi penampang lintang kapsul pati-alginat (C)

Dapat dilihat dari hasil SEM bahwa kondisi pada permukaan tidak rata dan

terdapat banyak pori jika dibandingkan dengan hasil SEM komersil. Kondisi

morfologi ini mengindikasikan bahwa terdapat banyak gelembung udara yang

terjebak pada saat pembuatan komposit. Begitupula pada sisi melintang dari

membran, terdapat banyak pori dibandingkan dengan kapsul karaginan-alginat.

Diameter pori kapsul pati-alginat mencapai 6,38 µm.

A B

C



61

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan rumusan masalah dan penelitian yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan :

1. Pati-alginat dapat dibuat kapsul dan digunakan sebagai material drug

delivery system

2. Perbandingan komposisi pati – natrium alginat berpengaruh dalam uji

sifat mekanik. Semakin besar komposisi alginat yang ditambahkan,

maka semakin besar kekuatan tariknya dan semakin kecil swelling

airnya. Nilai Modulus Young kapsul D (2:3) sebesar 65.823,12 N/m2

dan nilai swelling air sebesar 248,12%

3. Berdasarkan uji disolusi, kinerja kapsul pati-alginat dalam

mendistribusikan ciprofloxacin lebih baik dari kapsul komersil pada

pH 1,2. Kapsul pati-alginat pada pH 1,2 mendistribusikan 92%

ciprofloxacin dalam waktu 90 menit. Kapsul pati-alginat pada pH 4,5

dalam waktu 2 menit 79,22% dan pada pH 6,8 dalam waktu 4 menit

mendistribusikan 86,82% ciprofloxacin. Sedangkan kapsul komersil

pada pH 1,2 mengalami cracking pada menit ke-15.

5.2 Saran

Penelitian menggunakan crosslinker yang lain perlu dilakukan untuk

meningkatkan mekanik kapsul.

61



62

DAFTAR PUSTAKA Allen, L. V., Popovich, N.G., Ansel, H. C., 2011, Ansel's Pharmaceutical

Dosage Forms and Drug Delivery Systems, 9th Edition., Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia-New York, p. 204

Amalia, I.S., 2014, Pengaruh Penambahan Serbuk Pati Sagu (Metroxylon

Spp.) pada Bahan Cetak Alginat terhadap Stabilitas Dimensi Hasil Tuangan, Skripsi, Universitas Hasanuddin

Angela, A., 2013, Chitosan Based Hydrogels for Transmucosal Drug Delivery, Thesis, Pharmaceutical Science, University of Bologna. p. 122

Anggarawati, Desi, 2012, Aktivitas Enzim Selulosa Isolat SGS 2609 BBP4B-

KP Menggunakan Substrat Limbah Pengolahan Rumput Laut yang Dipretreatment dengan Asam, Skripsi, Universitas Sumatera Utara

Anief, Moh., 1995, Prinsip Umum dan Dasar-dasar Farmakologi, UGM Press, Yogyakarta, hal. 45

Anis, M.Y., 2016, Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Sodium Alginat-Karaginan dari Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.) dan Rumput Laut Merah (Eucheuma cottoni) sebagai Material Drug Release, Skripsi, Universitas Airlangga

Arndt, K, F., Jipa, S., Krahl, F., Steiner, G., Zaharescu, T., Zimmerer, C., 2013, Polymers, Definitions and Physical Properties I, Vol. 6: 1

Aslan, M. L., 1991, Budidaya Rumput Laut, Kanisius, hal. 11-34

Augsburger, L.L., 2002, Hard and Soft Shell Capsules, Drugs And The Pharmaceutical Sciences, Vol. 121: 335-380

Bachtiar, S.Y., Tjahjaningsih, W., Sianita, N., 2012, Pengaruh Ekstrak Alga Cokelat (Sargassum sp.) terhadap Pertumbuhan Bakteri Escherichia coli, Journal of Marine and Coastal Science Vol. 1: 53-60.

Bahar, R., Arief, A., Sukriadi, 2012, Daya Hambat Ekstrak Na-Alginat dari Alga Coklat Jenis Sargassum sp. terhadap Proses Pematangan Buah Mangga dan Buah Jeruk, Indonesia Chimica Acta. Vol. 2 (2) : 22-31

Bangun, H., 2001, Alginat sebagai Dasar Salep - Pelepasan Obat, Penyerapan Air, Aliran Reologi, dan Uji Iritasi Kulit, Cermin Dunia Kedokteran, Vol. 130: 37-42

62



63

Bansal, V., Sharma, P.K., Sharma, N., Pal, O.P., & Malviya, R., 2011, Applications of Chitosan and Chitosan Derivatives in Drug Delivery, Advances in Biological Research, Vol. 5: 28-37

Basmal, J., Utomo, B.S.B., Tazwir, Murdinah, Marraskuranto, E.W.T., Kusumawati, R., 2013, Membuat Alginat dari Rumput Laut Sargassum, Penebar Swadaya Grup, Bandung

Belitz, H.D., Grosch, W., Schieberle, P., 2009, Food Chemistry, 4th Revised and Extended Edition., p. 315-316

Berger, J., Reist, M., Mayer, J. M., Felt, O., Peppas, N.A., & Gurny, R., 2004, Structure and Interactions in Covalently and Ionically Crosslinked Chitosan Hydrogels for Biomedical Applications, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol. 57: 19-34

Bertrand, N., & Leroux, J.C., 2012, The Journey of a Drug-Carrier in the Body: an Anatomo-Physiological Perspective, Journal of Controlled Release, Vol. 161: 152-163

Biopolymer, F.M.C., 2003, A World of Possibilities Lies Just below the Surface: Alginates, Brochure, p. 14

Boyd, H.B., Nylen, D., Pedersen, A.R., Petersen, G.I., & Simonsen, F., 2001, Environmental and health assessment of substances in household detergents and cosmetic detergent products. Danish Environmenal Protection Agency, p. 96

Cairns, D., 2004, Intisari Kimia Farmasi. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, hal. 39

Daberte, I., Barene, I., Rubens, J., Daugavietis, M., & Sazhenova, N., 2011, Stability of Soft Gelatin Capsules Containing Thick Extract of Pine Needles, Medicina (Kaunas), Vol. 47: 71-77

Desiraju, G.R., Steiner, T., 2001, The weak hydrogen bond: in structural chemistry and biology, Vol. 9, Oxford University Press, Demand. p. 3

Dixit, M and Kulkarni, P.K., 2012, Lyophilization Monophase Solution Technique for Improvement of the Solubility and Dissolution of Piroxicam, Research in Pharmaceutical Sciences, Vol. 7: 13-21

Ertesvag, H., 2015, Alginate-Modifying Enzymes: Biological Roles and Biotechnological Uses, Frontiers in Microbiology, Vol. 6: 523

Fallingborg, J., 1999, Intraluminal pH of the Human Gastrointestinal Tract, Danish Medical Bulletin, Vol. 46: 183-196



64

Fakharian, M.H., Tamimi, N., Abbaspour, H., Nafchi, A.M., & Karim, A.A., 2015, Effects of Κ-Carrageenan on Rheological Properties of Dually Modified Sago Starch: Towards Finding Gelatin Alternative for Hard Capsules, Carbohydrate Polymers, Vol. 132: 156-163

Fu, Y., & Kao, W.J., 2010, Drug Release Kinetics and Transport Mechanisms of Non-Degradable and Degradable Polymeric Delivery Systems, Expert Opinion on Drug Delivery, Vol 7: 429-444

Genta, I., Costantini, M., Asti, A., Conti, B., & Montanari, L., 1998, Influence of Glutaraldehyde on Drug Release and Mucoadhesive Properties of Chitosan Microspheres. Carbohydrate Polymers, Vol. 36: 81-88

Giri, T.K., Thakur, A., Alexander, A., Badwaik, H., & Tripathi, D.K., 2012, Modified Chitosan Hydrogels as Drug Delivery and Tissue Engineering Systems: Present Status and Applications. Acta Pharmaceutica Sinica B, Vol. 2: 439-449

Gohel, M.C., Mehta, P.R., Dave, R.K., Bariya, N.H., 2004, A More Relevant Dissolution Method for Evaluation of Floating Drug Delivery System, Dissolution Technologies, Vol. 11: 22-26

Gosselin, R.E., Smith, R.P., & Hodge, H.C., 1984, Clinical Toxicology of Commercial Products, Williams & Wilkins, Baltimore, p. 214

Greenwood, N.N., & Earnshaw, A., 1997, Chemistry of the Elements, 2nd Edition., Elsevier, p. 523

Gummadi, S., Thota, D., Varri, S. V., Vaddi, P., & Jillella, V. L. N. S. R., 2012, Development and Validation of UV Spectroscopic Methods for Simultaneous Estimation of Ciprofloxacin and Tinidazole in Tablet Formulation. International Current Pharmaceutical Journal, Vol. 1(10) : 317-321

Guyton, A., & Hall, J., 2006, Textbook of Medical Physiology, 11th Edition.,

Elsevier Saunders, Philadelphia, p. 293

Hasibuan, D.E., 2011, Uji Disolusi Tablet Gliseril Guaiakolat Yang Diproduksi Oleh PT. Kimia Farma (Persero) Tbk. Plant Medan, Universitas Sumatera Utara

Herman, J., Remon, J.P., & De Vilder, J., 1989, Modified Starches as Hydrophilic Matrices for Controlled Oral Delivery. I. Production and Characterisation of Thermally Modified Starches, International Journal of Pharmaceutics, Vol. 56: 51-63



65

Hosseini, S.M., Hosseini, H., Mohammadifar, M. A., German, J.B., Mortazavian, A.M., Mohammadi, A., ... & Khaksar, R., 2014, Preparation and Characterization of Alginate and Alginate-Resistant Starch Microparticles Containing Nisin, Carbohydrate Polymers, Vol. 103: 573-580

Husni, A., Subaryono, Y.P., & Tazwir, U., 2012, Pengembangan Metode Ekstraksi Alginat dari Rumput Laut Sargassum sp. sebagai Bahan Pengental, Agritech, Vol. 32: 1-8

Ibrahim, M.N.M., Rosli, W.D.W., Chuah, S.B., 2005, Monitoring Quality of Soda Black Liquor of Oil Palm Empty Fruit Bunch Fibers in terms of Storage Time and Temperature, Journal of Technology, Vol. 42 (C), 21–28

Illanes, O.C., Masuelli, A.M., 2014, Review of the Characterization of Sodium Alginate by Intrinsic Viscosity Measurements Comparative Analysis between Conventional and Single Point Methods, International Journal of BioMaterials Science and Engineering, Vol. 1: 1-11

Iman, M. S., 2010, Peran Mikroorganisme: Studi Kasus Perbandingan Fermentasi Antibiotik Oleh Streptomyces sp. S-34 dan Dua Rekombinasinya pada Beberapa Medium, Skripsi, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru

IRO., 2015, http://www.iroalginate.com/Alginates/Sodium-Alginate.htm, 12 Desember 2015

Jacobs, H., & Delcour, J.A., 1998, Hydrothermal Modifications of Granular Starch, with Retention of the Granular Structure: A Review, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Vol. 46: 2895-2905

Jayanudin, J., Lestari, A.Z., & Nurbayanti, F., 2014, Pengaruh Suhu dan Rasio Pelarut Ekstraksi terhadap Rendemen dan Viskositas Natrium Alginat dari Rumput Laut Cokelat (Sargassum sp), Jurnal Integrasi Proses, Vol. 5: 51-55

Julfana, R., Zaharah, A.T., Idiawati, N., 2010, Hidrolisis Enzimatik Selulosa dari Ampas Sagu Menggunakan Campuran Selulase dari Trichoderma reesei dan Aspergillus niger, Vol. 2: 52-57

Kaban, J., Bangun, H.D., Asteria, K.D., 2006, Pembuatan Membran Kompleks Polielektrolit Alginat Kitosan, Jurnal Sains Kimia, Vol. 10: 10–16

Katz, A. David., 2008, Polyurethane Foam ,Craft Cast TM



http://www.iroalginate.com/Alginates/Sodium-Alginate.htm

66

Kristanto, W., 2014, Komposit Alginat-Karaginan dari Alga Merah (Eucheuma Spinosum) sebagai Material Drug Delivery, Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya, hal. 12

Lawrie, G., Keen, I., Drew, B., Chandler-Temple, A., Rintoul, L., Fredericks, P., & Grøndahl, L., 2007, Interactions Between Alginate and Chitosan Biopolymers Characterized Using FTIR and XPS, Biomacromolecules, Vol. 8(8): 2533-2541

Lopez-Cordoba, A., Deladino, L., & Martino, M., 2014, Release of Yerba Mate Antioxidants from Corn Starch–Alginate Capsules as Affected by Structure, Carbohydrate Polymers, Vol. 99: 150-157

Lozano-Vazquez, G., Lobato-Calleros, C., Escalona-Buendia, H., Chavez, G., Alvarez-Ramirez, J., & Vernon-Carter, E. J., 2015, Effect of the Weight Ratio of Alginate-Modified Tapioca Starch on the Physicochemical Properties and Release Kinetics of Chlorogenic Acid Containing Beads, Food Hydrocolloids, Vol. 48: 301-311

Ma, J, Sahai Y., 2013, Chitosan Biopolymer for Fuel Cell Applications, Carbohydrate Polymer, Vol: 92: 955-975

Malviya, R., Srivastava, P., 2011, Preparation, Characterization and Application of Chitosan-Alginate Based Polyelectrolite Complex as Fast Disintegrating Drug Delivery Carrier, Polimery w Medycynie, Vol. 41: 45-54

Martin, M.J., Lara-Villoslada, F., Ruiz, M.A., & Morales, M.E., 2013, Effect of Unmodified Starch on Viability of Alginate-Encapsulated Lactobacillus Fermentum CECT5716, LWT-Food Science and Technology, Vol. 53: 480-486

Mary, C.S.M., & Sasikumar, S., 2015, Sodium Alginate/Starch Blends Loaded with Ciprofloxacin Hydrochloride as a Floating Drug Delivery System-In Vitro Evaluation, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), Vol. 34: 25-31

Marto, J., Gouveia, L., Jorge, I.M., Duarte, A., Gonçalves, L.M., Silva, S.M.C., & Ribeiro, H.M., 2015, Starch-Based Pickering Emulsions for Topical Drug Delivery: A QbD Approach, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol. 135: 183-192

Mason, W.R., 2009, Starch Use in Foods, Starch: Chemistry and Technology, Elsevier, p. 749

Misson, M., Haron, R., Kamaroddin, M.F.A., Amin, N.A.S., 2009, Pretreatment of Empty Palm Fruit Bunch for Production of Chemicals via



67

Catalytic Pyrolysis, Bioresource Technology, Vol. 100: 2867-2873

Mulder, M., 1996, Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publisher, Netherlands, p. 163

Mushollaeni, W., Rusdiana, E., 2011, Karakterisasi Natrium Alginat dari Sargassum sp., Turbinaria sp. Dan Padina sp., Jurnal Teknologi dan Industri Pangan, Vol. 22: 26-32

Nagpal, M., Singh, S. K., & Mishra, D., 2013, Synthesis Characterization and In Vitro Drug Release from Acrylamide and Sodium Alginate Based Superporous Hydrogel Devices, International journal of pharmaceutical investigation, Vol. 3(3):131

Nursanto, E., Idrus, A., Amijaya, H., & Pramumijoyo, S., 2011, Keterdapatan dan Tipe Mineral pada Batubara serta Metode Analisisnya, Jurnal Teknologi Technoscientia, Vol. 4: 1-10

Oates, C.G., 1997, Towards an Understanding of Starch Granule Structure and Hydrolysis. Review. Trends Food Science Technology, Vol. 8: 375−382

Ovesen, L., Bendtsen, F., Tage-Jensen, U., Pedersen, N.T., Gram, B.R., & Rune, S.J., 1986, Intraluminal pH in the Stomach, Duodenum, and Proximal Jejunum in Normal Subjects and Patients with Exocrine Pancreatic Insufficiency, Gastroenterology, Vol. 90: 958-962

Paolino, D., Fresta, M., Sinha, P., Ferrari, M., 2006, Drug Delivery Systems, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, p. 437-486

Patterson, G., 2012, A Prehistory of Polymer Science. Springer, New York, p. 1

Pereira, L., Gheda, S.F., & Ribeiro-Claro, P.J., 2013, Analysis by Vibrational Spectroscopy of Seaweed Polysaccharides with Potential Use in Food, Pharmaceutical, and Cosmetic Industries, International Journal of Carbohydrate Chemistry, Vol. 2013: 1-8

Pierog, M., Gierszewska-Druzynska, M., & Ostrowska-Czubenko, J., 2009, Effect of Ionic Crosslinking Agents on Swelling Behavior of Chitosan Hydrogel Membranes, Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives, Polish Chitin Society, Vol. 14: 75-82

Purwanti, A., 2013, Optimasi Kondisi Proses Pengambilan Asam Alginat dari Alga Coklat, Jurnal Teknologi Technoscientia, Vol. 5: 125-133



68

Rasyid, A., 2009, Perbandingan Kualitas Natrium Alginat Beberapa Jenis Algae Coklat, Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, Vol. 35 : 57-64

Ridwan, R., Wiseno, E., & Suwargo, P.G., 2012, Pembuatan dan Pengujian Viskometer Tabung, Skripsi Program Studi Teknik Informatika

Saifullah, T.N., Syukri, Y., & Utami, R., 2007, Profil Pelepasan Propanolol HCl dari Tablet Lepas Lambat dengan Sistem Floating Menggunakan Matriks Methocel K15M, Majalah Farmasi Indonesia, Vol. 18: 48-55

Saito, N., Murakami, N., Takahashi, J., Horiuchi, H., Ota, H., Kato, H., & Takaoka, K., 2005, Synthetic Biodegradable Polymers as Drug Delivery Systems for Bone Morphogenetic Proteins, Advanced drug delivery reviews, Vol 57: 1037-1048

Sakugawa, K., Ikeda, A., Takemura, A., & Ono, H., 2004, Simplified Method for Estimation of Composition of Alginates by FTIR, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 93: 1372-1377

Sankalia, M. G., Mashru, R. C., Sankalia, J. M., & Sutariya, V. B., 2005, Papain Entrapment in Alginate Beads for Stability Improvement and Site-specific Delivery: Physicochemical Characterization and Factorial Optimization Using Neural Network Modeling, AAPS PharmSciTech, Vol.6(2): E209-E222.

Sankalia, M.G., Mashru, R. C., Sankalia, J.M., & Sutariya, V.B., 2005, Papain Entrapment in Alginate Beads for Stability Improvement and Site-Specific Delivery: Physicochemical Characterization and Factorial Optimization Using Neural Network Modeling, AAPS Pharmaceutical Science Technology, Vol. 6: 209-222.

Saputra, F.R., 2014, Aplikasi Metode Sds-Page (Sodium dodecyl sulphate poly

acrylamyde gel electrophoresys) untuk Mengidentifikasi Sumber Gelatin pada Kapsul Keras, Skripsi, Uin Syarif Hidayatullah, Jakarta, p. 1

Sari, I.I., 2015, Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit Kitosan – Sodium Alginat dari Rumput Laut Coklat (Sargassum sp.)

Tersulfonasi sebagai Proton Exchange Membrane Fuel Cell

(PEMFC), Skripsi, Universitas Airlangga Sari, D.P., Sulaiman, T.N.S., Mafruhah, O.R., 2013, Uji Disolusi Terbanding

Tablet Metformin Hidroklorida Generik Berlogo Dan Bermerek, Majalah Farmasuetik, Vol. 9, Universitas Gadjah Mada



69

Sastrohamidjojo, H., 2001, Spektroskopi, Liberty Press, Yogyakarta, hal. 4-5

Shargel, L., Wu-Pong, S., & Yu, A.B., 2007, Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics, 5th Edition., Physiologic Factors Related to Drug Absorption, McGraw-Hill, New York, p. 268-269, 373

Syamsuni, H.A., 2006, Ilmu Resep, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, hal. 166-171

Stuart, B., 2004, Infrared Spectroscopy : Fundamental and Application, John Wiley & Sons, Ltd., p. 24

Sukandi, A., & Santoso, B., 2014, Aplikasi Instrumentasi Ultrasonik pada Pengujian Sifat Mekanik Logam, Poli-Teknologi, Vol. 12: 119-125

Sutiani, A., 2009, Metoda Karakterisasi Bahan Polimer, Kultura, Vol. 10: 1-10

Swift, S. M., Hudgens, J. W., Heselpoth, R. D., Bales, P. M., & Nelson, D. C., 2014, Characterization of AlgMsp, an Alginate Lyase from Microbulbifer sp. 6532A, PLoS One, Vol. 9: 112939

Tahtat, D., Mahlous, M., Benamer, S., Khodja, A.N., Oussedik-Oumehdi, H., & Laraba-Djebari, F., 2013, Oral Delivery of Insulin from Alginate /Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde, International Journal of Biological Macromolecules, Vol. 58: 160-168

Tonnesen, H.H., & Karlsen, J., 2002, Alginate in Drug Delivery Systems, Drug Development and Industrial Pharmacy, Vol. 28: 621-630

Vilar, G., Tulla-Puche, J., Albericio, F., 2012, Polymers and Drug Delivery System, Current Drug Delivery, Vol. 9: 1-28

Viswanathan, S., & Nallamuthu, T., 2014, Extraction of Sodium Alginate from Selected Seaweeds and Their Physiochemical and Biochemical Properties, Extraction, Vol. 3: 10999-11003

Wang, Q., Hu, X., Du, Y., & Kennedy, J.F., 2010, Alginate/Starch Blend Fibers and Their Properties for Drug Controlled Release, Carbohydrate Polymers, Vol. 82: 842-847

Zhang, N., Liu, H., Yu, L., Liu, X., Zhang, L., Chen, L., & Shanks, R., 2013, Developing Gelatin–Starch Blends for Use as Capsule Materials, Carbohydrate Polymers, Vol. 92: 455-461

Zhou, Y., 2008, Nanotubes: A New Carrier for Drug Delivery Systems, The Open Nanoscience Journal, Vol. 2: 1-5



LAMPIRAN

Lampiran 1

Pembuatan Larutan untuk Ekstraksi Natrium Alginat

1. KOH 0,1% (b/v)

0,1% = 1

1000 b/v

b = 1 gram

2. HCl 1% V1 x N1 = V2 x N2 V1 x 37% = 1000 x 1%

V1 = 1000

37

= 27,03 mL

3. HCl 10% V1 x N1 = V2 x N2 V1 x 37% = 100 x 10%

V1 = 1000

37

= 27,03 mL

4. NaOCl 4% dari NaOCl 12%

V1 x N1 = V2 x N2 V1 x 12% = 100 x 4%

V1 = 400

12

= 33,3 mL

5. Na2CO3 2% Na2CO3 y%(b/v) = y g/100mL Na2CO3 2%(b/v) = 2 g/100 mL

70 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA


Lampiran 2

Hasil Penentuan Viskositas dan Berat Molekul Natrium Alginat

Tabel laju alir natrium alginat

Konsentrasi Waktu Alir (s) t1 t2 t3 trata-rata

Akuades 9,6 9,6 9,6 9,6 0,1 C 12,7 12,5 12,5 12,5 0,2 C 12,4 12,6 12,7 12,5 0,3 C 13,7 13,7 13,4 13,6 0,4 C 15,9 16,1 15,1 15,7 0,5 C 17,00 16,9 16,4 16,7

Menghitung nilai C

C = Massa Natrium Alginat

Volume =

0,15 𝑔𝑟𝑎𝑚

0,1 𝐿 = 1,5

Menghitung Viskositas Spesifik dengan persamaan :

𝜂 sp = (t1-t0)/t0

Sehingga dihasilkan perhitungan sebagai berikut :

Konsentrasi 0,1 C

𝜂 sp = (t1 - t0) / t0 = (12,5 − 9,6)

9,6 = 0,302

Berikut Tabel Viskositas Spesifik (𝜂 sp)

Konsentrasi Viskositas Spesifik (𝜼 sp)

0,1 C 0,302 0,2 C 0,302 0,3 C 0,416 0,4 C 0,636 0,5 C 0,739

Menghitung viskositas reduksi dengan persamaan :

𝜂 red = 𝜂 sp

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖

sehingga dihasilkan perhitungan sebagai berikut :



𝜂 red = 𝜂 sp

𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 = 0,302

0,1 𝐶 = 0,302

0,1 𝑥 15 = 0,201

Berikut Tabel Viskositas Reduksi

Konsentrasi Viskositas Reduksi (𝜼 red)

0,1 C 2,013 0,2 C 1,006 0,3 C 0,924 0,4 C 1,060 0,5 C 0,985

Kemudian dibuat regresi linear dengan sumbu x adalah konsentrasi dan sumbu y adalah viskositas reduksi (𝜂 red) sebagai berikut :

Konsentrasi Viskositas Reduksi (𝜼 red)

0,15 2,013 0,3 1,006 0,45 0,924 0,6 1,060 0,75 0,985

Setelah didapatkan regresi linear, dicari nilai berat molekul natrium alginat dengan persamaan Mark Houwink Sakurada :

𝜂 sp

𝐶 = k [𝜂]2 C + [𝜂]

y = -13347x + 1,7982

[𝜂] = 1,7982

y = -1.3347x + 1.7982

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8

Vis

kosi

tas

Re

du

ksi (𝜼

red

)

Konsentrasi Natrium Alginat (C)



[𝜂] = K x Ma (dengan nilai K = 10-4 dan a = 0,88)

1,7982 = 10-4 x M0,88

M0,88 = 1,7982

0,0001

M = √17.9820,88

= 68.397,96 gram/mol



Lampiran 3

Rendemen Hasil Ekstraski Natrium Alginat

Massa Sargassum sp. = 100 gram

Massa natrium alginat yang dihasilkan = 29 gram

Rendemen = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑢𝑚𝑝𝑢𝑡 𝑙𝑎𝑢𝑡 x 100%

= 29

100 x 100%

= 29%



Lampiran 4

Spektra FTIR Natrium Alginat Hasil Ekstraksi



Lampiran 5

Spektra FTIR Natrium Alginat Komersil



Lampiran 6

Spektra FTIR Natrium Alginat Campuran (Ekstraksi-Komersil)



Lampiran 7

Spektra FTIR Kapsul Pati-Natrium Alginat dengan crosslinker STPP



Lampiran 8

Pembuatan Komposit Pati – Alginat

Perbandingan Pati : Alginat (2 : 1)

Komposisi pati = 2

2+1 x 4 gram = 2,67 gram pati

Komposisi alginat = 1

2+1 x 4 gram = 1,33 gram pati

Volume akuades = Perbandingan (1 : 15) = 4 x 15 = 60 mL Penambahan STPP 2% dalam 60 mL larutan

STPP y% (b/v) = 𝑦 𝑔𝑟𝑎𝑚

100 𝑚𝐿

STPP 2% (b/v) = 2 𝑔𝑟𝑎𝑚

100 𝑚𝐿

Dalam 60 mL = 2 gram x 60 𝑚𝐿

100 𝑚𝐿

= 1,2 gram

Berikut tabel komposit pati - alginat

No Perbandingan (Pati : Alginat)

Massa Pati (gram)

Massa Alginat Campuran

(gram)

Volume Aquades

(mL)

Massa STPP (gram)

1 2 : 1 2,67 gram 1,33 gram 60 mL 1,2 gram 2 3 : 2 2,40 gram 1,60 gram 60 mL 1,2 gram

3 1 : 1 2,00 gram 2,00 gram 60 mL 1,2 gram

4 2 : 3 1,60 gram 2,40 gram 60 mL 1,2 gram

5 1 : 2 1,33 gram 1,67 gram 60 mL 1,2 gram



Lampiran 9

Hasil Uji Tarik

Tabel hasil uji sifat mekanik

Variasi F (10-3kN) ∆𝒍 (m) l (m)

p

(10-2 m)

A (10-6 m2)

Data 1 Data 2 Data 1 Data 2 Data 1 Data 2 Data 1

Data 2

2 : 1 12,74 12,25 0,0118 0,0106 0,0009 0,00011 0,01 9 1.1 3 : 2 8,82 8,33 0,0092 0,0090 0,0008 0,0008 0,01 8 8 1 : 1 7,35 8,33 0,0098 0,0030 0,0008 0,0008 0,01 8 8 2 : 3 8,82 8,82 0,0079 0,0068 0,00011 0,00011 0,01 1 1 1 : 2 11,27 9,31 0,0098 0,0079 0,00011 0,00011 0,01 1 1

Hasil uji sifat mekanik membran dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Membran variasi 2 : 1 (Data 1)

Stress = 𝐹

𝐴 =

12,74 𝑥 10−3

9 𝑥 10−6 = 1.415,55 kN/m2

Strain = ∆𝑙

𝑙(0) =

0,0118

0,06 = 0,196

Modulus Young = 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠

𝑠𝑡𝑟𝑎𝑖𝑛 =

1.415,5

0,196 = 7.221,94 kN/m2

Tabel Stress, Strain dan Modulus Young

Variasi Stress (kN/m2) Strain Modulus Young

(kN/m2) Data 1 Data 2 Data 1 Data 2 Data 1 Data 2

2 : 1 1.415,56 11.136,36 0,1967 0,1767 7.197,74 63.036,02 3 : 2 1.102,50 1.041,25 0,1533 0,1500 7.190,22 6.941,67 1 : 1 918,75 1.041,25 0,1633 0,0500 5.625,00 20.825,00 2 : 3 8.018,18 8.018,18 0,1317 0,1133 60.897,58 70.748,66 1 : 2 10.245,45 8.463,64 0,1633 0,1317 62.727,27 64.280,78



Tabel stress, strain dan Modulus Young rata-rata

Variasi Stress (kN/m2) Strain Modulus Young (kN/m2) 2:1 6.275,96 0,1867 35.116,88 3:2 1.071,87 0,1517 7.065,94 1:1 980,00 0,1067 13.225,00 2:3 8.018,18 0,1225 65.823,12 1:2 9.354,54 0,1475 63.504,02



Lampiran 10

Hasil Uji Swelling Air

Hasil uji swelling air

Variasi W kering (g) W basah (g)

Data 1 Data 2 Data 1 Data 2 2:1 0,063 0,060 0,261 0,252 3:2 0,083 0,088 0,217 0,232 1:1 0,073 0,075 0,327 0,318 2:3 0,076 0,070 0,237 0,271 1:2 0,102 0,102 0,363 0,350

Hasil uji swelling air dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Variasi 1 : 1 (Data 1)

Swelling air = 𝑤 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑤 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔

𝑤 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 x 100% =

0,327−0,073

0,073 x 100% = 344,5%

Tabel hasil uji swelling air

Variasi Swelling air (%) Data 1 Data 2 Rata-rata

2 : 1 313,78 319,30 316,54 3 : 2 319,23 336,00 327,62 1 : 1 344,50 321,19 332,84 2 : 3 209,66 286,59 248,12 1 : 2 255,27 242,99 249,13



Lampiran 11

Hasil Uji Disolusi

1. Pembuatan kurva standart pH 1,2

C (ppm) Absorbansi 2 0,271 4 0,395 6 0,558 8 0,723 10 0,910

pH 4,5

C (ppm) Absorbansi 2 0,262 4 0,354 6 0,494 8 0,639 10 0,772

y = 0,0803x + 0,0896R² = 0,9952

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 2 4 6 8 10 12

Abs

orba

nsi

Konsentrasi (ppm)

Kurva Standart Ciprofloxacin



pH 6,8

C (ppm) Absorbansi 2 0,213 4 0,314 6 0,431 8 0,561 10 0,722

y = 0,0653x + 0,1127R² = 0,9947

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 2 4 6 8 10 12

Abs

orba

nsi

Konsentrasi (ppm)


y = 0,0633x + 0,0687R² = 0,992

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 2 4 6 8 10 12

Abs

orba

nsi

Konsentrasi (ppm)




2. Uji Disolusi Kapsul pH 1,2

Waktu (menit)

Absorbansi Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Kapsul

Komersil 0 0 0 0 0 0 0 0 15 0,322 0,333 0,232 0,361 0,343 0,291 0,561 30 0,405 0,564 0,321 0,452 0,485 0,378 0,654 45 0,526 0,699 0,341 0,469 0,531 0,458 0,699 60 0,648 0,789 0,417 0,596 0,672 0,542 0,742 75 0,799 0,810 0,798 0,685 0,781 0,647 0,785 90 0,804 0,831 0,857 0,778 0,851 0,850 0,878

Perhitungan pada t = 15 menit : y = 0,0803x + 0,0896 x = (y – 0,0896) : 0,0803 x = (0,322 – 0,0896) : 0,0803 x = 2,894 ppm x = 2,894 mg/L Konsentrasi obat awal sebelum disolusi = 100 mg

25 mL = 100 mg

0,025 L = 4000 ppm

Konsentrasi = konsentrasi setelah pengenceran x faktor pengenceran = 2,894 ppm x 400 = 1.157,6 ppm Jadi persentase obat yang terdistribusi = 1.157,6 ppm

4000 ppm x 100% = 28,94%

Jadi, untuk pH 1,2 persentase obat yang release masing-masing :

Waktu (menit)

% Release Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Rata-rata

0 0 0 0 0 0 0 0 15 28,94 30,31 17,73 33,79 31,55 25,08 27.90 30 39,28 59,08 28,82 45,13 49,24 35,92 42.91 45 54,35 75,89 31,31 47,25 54,97 45,88 51.60 60 69,54 87,10 40,77 63,06 72,53 56,34 64.89 75 88,34 89,71 88,22 74,15 86,10 69,41 82.66 90 88,97 92,33 95,57 85,73 94,82 94,69 92.02



Waktu (menit)

% Release Rata-rata

kapsul pati-alginat

Kapsul Komersil

0 0 0 15 27.90 58,70 30 42.91 70,28 45 51.60 75,89 60 64.89 81,24 75 82.66 86,60 90 92.02 98,18

pH 4,5

Waktu (detik)

Absorbansi Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Kapsul

Komersil 0 0 0 0 0 0 0 0 20 0,185 0,194 0,214 0,187 0,185 0,202 0,121 40 0,324 0,337 0,296 0,199 0,203 0,223 0,136 60 0,394 0,402 0,695 0,218 0,227 0,238 0,145 80 0,458 0,472 0,720 0,327 0,259 0,249 0,149 100 0,554 0,628 0,742 0,504 0,421 0,398 0,154 120 0,809 0,774 0,785 0,709 0,727 0,752 0,167

Perhitungan pada t = 20 detik : y = 0.0653x + 0.1127 x = (y – 0.1127) : 0.0653 x = (0.185 – 0.1127) : 0.0653 x = 0,889 ppm x = 0.889 mg/L Konsentrasi obat awal sebelum disolusi = 100 mg

25 mL = 100 mg

0,025 L = 4000 ppm

Konsentrasi = konsentrasi setelah pengenceran x faktor pengenceran = 0,889 ppm x 320 = 284,6 ppm Jadi persentase obat yang terdistribusi = 284,6 ppm

4000 ppm x 100% = 7,11%




Waktu (detik)

% Release Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Rata-rata

0 0 0 0 0 0 0 0 20 8,86 9,96 12,41 9,10 8,86 10,94 10,02 40 25,89 27,48 22,46 10,57 11,06 13,51 18,49 60 34,46 35,44 71,34 12,90 14,00 15,35 30,58 80 42,30 44,02 74,40 26,25 17,92 16,69 36,93 100 54,06 63,13 77,09 47,94 37,77 34,95 52,49 120 85,30 81,02 82,36 73,05 75,26 78,32 79,22

Waktu (detik)

% Release Rata-rata

kapsul pati-alginat

Kapsul Komersil

0 0 0 20 10,02 1,01 40 18,49 2,85 60 30,58 3,95 80 36,93 4,44 100 52,49 5,05 120 79,22 6,65

pH 6,8

Waktu (detik)

Absorbansi Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Kapsul

Komersil 0 0 0 0 0 0 0 0 40 0,125 0,161 0,090 0,102 0,102 0,123 0,125 80 0,197 0,199 0,267 0,275 0,137 0,224 0,256 120 0,205 0,266 0,446 0,443 0,334 0,487 0,291 160 0,566 0,598 0,571 0,578 0,468 0,538 0,348 200 0,688 0,704 0,646 0,698 0,549 0,638 0,563 240 0,804 0,715 0,724 0,725 0,778 0,788 0,589



Perhitungan pada t = 40 detik : y = 0.0633x + 0.0687 x = (y – 0.0687) : 0.0633 x = (0.125 – 0.0687) : 0.0633 x = 1,107 ppm x = 1,107 mg/L konsentrasi obat awal sebelum disolusi = 100 mg

25 mL = 100 mg

0,025 L = 4000 ppm

konsentrasi = konsentrasi setelah pengenceran x faktor pengenceran = 1,107 ppm x 320 = 354,3 ppm Jadi persentase obat yang terdistribusi = 354,3 ppm

4000 ppm x 100% = 8,86%


Waktu (detik)

% Release Kapsul

1 Kapsul

2 Kapsul

3 Kapsul

4 Kapsul

5 Kapsul

6 Rata-rata

0 0 0 0 0 0 0 0 40 7,11 11,66 2,69 4,21 4.20 6.86 6,12 80 16,21 16,47 25,06 26,07 8.63 19.63 18,67 120 17,23 24,93 47,68 47,30 33.52 52.86 37,25 160 62,85 66,89 63,48 64,37 50.46 59.31 61,22 200 78,27 80,29 72,96 79,53 60.70 71.95 73,95 240 92,93 81,68 82,82 82,94 89.64 90.90 86,82

Waktu (detik)

% Release Rata-rata

kapsul pati-alginat

Kapsul Komersil

0 0 0 40 6,12 7,11 80 18,67 23,67 120 37,25 28,09 160 61,22 35,29 200 73,95 62,47 240 86,82 65,75



Documents

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KAPSUL PATI-ALGINAT …repository.unair.ac.id/56553/14/MPK 35-16 Kar p SKRIPSI-min.pdf · merupakan kapsul yang banyak digunakan, namun kapsul gelatin