Diagram % Vitamin E yang tidak terperangkap
TINJAUAN PUSTAKA
2.5. Scanning Electron Microscopy (SEM)
Scanning Electron Microscopy (SEM) merupakan alat yang dapat
membentuk bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda yang akan diuji dapat dipelajari dengan mikroskop elektron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung. Pada dasarnya, SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan elektron dan dipantulkan atau berkas sinar elektron sekunder.
SEM menggunakan prinsip scanning yaitu berkas elektron diarahkan pada titik permukaan spesimen. Gerakan elektron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan spesimen. Jika seberkas sinar elektron ditembakkan pada permukaan spesimen maka sebagian dari elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika permukaan spesimen tidak merata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang, maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan kemudian akan ditangkap oleh detektor dan akan diteruskan ke sistem layar. Hasil yang diperoleh merupakan gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi.
Dalam penelitian morfologi permukaan dengan menggunakan SEM, pemakaiannya sangat terbatastetapi memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan resolusi sekitar 100 Å (Stevens, 2001).
2.6. Vitamin E
Vitamin Etermasuk kedalam zat antioksidan golongan fenolik dan larut dalam lemak (Burton and Traber, 1990).Vitamin E didapatkan secara alami yang terdiri dari tokoferol dan tokotrienol yang disebut dengan kelompok tokokromanol
(Colombo, 2010). Perbedaan struktur molekul antara tokoferol dan tokotrienol menyebabkan perbedaan aktivitas antioksidan keduanya. Tokotrienol memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi. Karena tokotrienol memiliki 3 ikatan rangkap yang menyebabkan lebih cepat teroksidasi dibandingkan tokoferol (Suzuki et
al.,1993).
Vitamin E melindungi membran sel, terutama di paru-paru dan sel darah merah terhadap kerusakan yang disebabkan oleh berbagai polutan, peroksida,dan radikal bebas yang terbentuk selama proses metabolisme, dapat bekerja secara sinergis dengan nutrisi antioksidan lain seperti vitamin C, beta-karoten untuk memuaskan radikal bebas atau peroksida, dan sangat penting untuk saraf dan otot fungsi sel. Vitamin E bisa sebagai antioksidan (Constantinides,2006).
Antioksidan adalah senyawa kimia yang dapat menyumbangkan satu atau lebih elektron kepada radikal bebas, sehingga radikal bebas tersebut dapat diredam (Suhartono, 2007). Antioksidan berfungsi sebagai inhibitor yang bekerja menghambat oksidasi dengan cara bereaksi dengan radikal bebas reaktif membentuk radikal bebas tak reaktif yang relatif stabil.Sifat antioksidan dan kelarutan yang sulit pada vitamin E cenderung tidak stabil, sensitif terhadap faktor lingkungan seperti cahaya, oksigen, dan suhu (Evans et al., 2002).Untuk mengurangi kelemahan tersebut maka vitamin E sebaiknya diinkorporasi kedalam suatu matriks sehingga vitamin E terperangkap kedalam matriks. Secara kimia Vitamin E dibagi menjadi dua kelas yakni, tokoferol dan tokotrienol, dimana setiap kelas terdiri dari 4 (empat) senyawa yang larut dalam lipida yang disintesis oleh tanaman. Keempat senyawa turunan tokoferol dan tokotrienol tersebut di bedakan dengan tanda huruf Yunani yaitu, α, β, γ, dan δ (Christie, 2011). Struktur tokoferol dan tokotrienol dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.4. A. Tokoferol ; B. Tokotrienol (Duhem et al., 2014)
2.7 Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (HPLC)
Kromatografi Cair Tenaga Tinggi (KCKT) atau biasa juga disebut dengan High Performance Liquid Chromatography (HPLC) merupakan metode yang tidak destruktif dan dapat digunakan baik untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. HPLC secara mendasar merupakan sebuah perkembangan tingkat tinggi dari kromatografi kolom. Selain dari pelarut yang menetes melalui kolom di bawah pengaruh gravitasi, HPLC didukung oleh pompa yang dapat memberikan tekanan tinggi sampai dengan 400 atm. Hal ini membuat HPLC dapat memisahkan komponen sampel lebih cepat. Saat ini, HPLC merupakan teknik pemisahan yang diterima secara luas untuk analisis dan pemurnian senyawa tertentu dalam suatu sampel dalam berbagai bidang, antara lain farmasi, lingkungan, bioteknologi, polimer, dan industri-industri makanan. Beberapa perkembangan HPLC terbaru antara lain miniaturisasi sistem HPLC, penggunaan HPLC untuk analisis asam-asam nukleat, analisis protein, analisis karbohidrat, dan analisis senyawa-senyawa kiral.
Prinsip kerja dari HPLC (high performance liquid chromatography) adalah dengan bantuan pompa fasa gerak cair dialirkan melalui kolom ke detektor. Cuplikan dimasukkan ke dalam aliran fasa gerak dengan cara penyuntikan. Di
dalam kolom terjadi pemisahan komponen-komponen campuran. Karena perbedaan kekuatan interaksi antara solut-solut terhadap fasa diam. Solut-solut yang kurang kuat interaksinya dengan fasa diam akan keluar dari kolom lebih dulu. Sebaliknya, solut yang kuat berinteraksi dengan fasa diam maka solut-solut tersebut akan keluar kolom dideteksi oleh detektor kemudian direkam dalam bentuk kromatogram kromatografi gas. Seperti pada kromatografi gas, jumlah peak menyatakan konsentrasi komponen dalam campuran. Komputer dapat digunakan untuk mengontrol kerja sistem HPLC dan mengumpulkan serta mengolah data hasil pengukuran HPLC (Anonim, 2014).
2.8. Fourier Transform Infrared (FT-IR)
Instrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi infra merah pada pelbagai panjang gelombang disebut spektrometer inframerah. Pancaran inframerahumumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnet yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang mikro. Pancaran inframerah yang kerapatannya kurang dari pada 100 cm-1 (panjang gelombang lebih dari 100 µm) diserap oleh sebuah molekul organik dan diubah menjadi energi putaran molekul. Penyerapan itu tercatu dan demikian spektrum rotasi molekul terdiri dari garis-garis yang tersendiri.
Serapan radiasi inframerah oleh suatu molekul terjadi karena interaksi vibrasi ikatan kimia yang menyebabkan perubahan polarisabilitas dengan medan listrik gelombang elektromagnetik . Terdapat dua macam getaran molekul, yaitu getaran ulur dan getaran tekuk. Getaran ulur adalah suatu gerakan berirama di sepanjang sumbu ikatan sehingga jarak antar atom bertambah atau berkurang. Getaran tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut-sudut ikatan antara ikatan-ikatan pada sebuah atom, atau karena gerakan sebuah gugusan atom terhadap sisa molekul tanpa gerakan nisbi atom-atom di dalam gugusan. Contohnya liukan (twisting), goyangan (rocking) dan getaran puntir yang menyangkut perubahan sudut-sudut ikatan dengan acuan seperangkat koordinat yang disusun arbitter dalam molekul. Hanya getaran yang menghasilkan perubahan momen dwikutub secara berirama saja yang teramati di dalam inframerah (Hartomo, 1986).
Atom molekul bergerak dengan berbagai cara, tetapi selalu pada tingkat energi tercatu. Energi getaran rentang untuk molekul organik bersesuaian dengan radiasi inframerah dengan bilangan gelombang antara 1200 dan 4000 cm-1. Bagian tersebut dari spektrum inframerah khususnya berguna untuk mendeteksi adanya gugus fungsi dalam senyawa organik. Memang daerah ini sering dinyatakan sebagai daerah gugus fungsi karena kebanyakan gugus fungsi yang dianggap penting oleh para kimiawan organik mempunyai serapan khas dan nisbi tetap pada panjang gelombang tersebut.
Identifikasi pita absorpsi khas yang disebabkan oleh berbagai gugus fungsi merupakan dasar penafsiran spektrum inframerah. Hadirnya sebuah puncak serapan dalam daerah gugus fungsi dalam sebuah spektrum inframerah hampir selalu merupakan petunjuk pasti bahwa beberapa gugus fungsi tertentu terdapat dalam senyawa cuplikan. Demikian pula, tidak adanya puncak dalam bagian tertentu dari daerah gugus fungsi sebuah spektrum inframerah biasnya berarti bahwa gugus tersebut yang menyerap pada daerah itu tidak ada (Pine, 1980). Asam karboksilat mempunyai dua karakteristik absorbsi IR yang membuat senyawa -CO2H dapat diidentifikasi sengan mudah. Ikatan O-H dari golongan karboksil diabsorbsi pada daerah 2500 sampai 3300 cm-1, dan ikatan C=O yang ditunjukkan diabsorbsi di antara 1710 sampai 1750 cm-1 (McMurry, 2007).
Sistim optik Spektrofotometer FTIR seperti pada gambar dibawah ini dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi ( δ ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red.
Pada sistim optik FTIR digunakan radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.
Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer FTIR adalah TGS (Tetra Glycerine Sulphate) atau MCT (Mercury Cadmium Telluride). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra merah.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Polisakarida dialam telah digunakan secara luas sebagai pengental pada produk makanan, obat-obatan dan matriks pelepasan obat-obatan yang dikonsumsi secara oral. Akhir-akhir ini polisakarida yang terbiodegradasi, seperti pektin, dekstran, dan galaktomanan dapat digunakan sebagai pembawa obat kedalam usus manusia jika dimodifikasi sebagaimanan mestinya (misalnya : ikat silang untuk membentuk hidrogel)untuk mengurangi sifat kelarutan/mengembangnya dalam air (Gliko-Kabir et al.,1998).
Peneliti sebelumnya telah meneliti penurunan sifat mengembang galaktomanan guar gum yakni guar gum terikat silang gluteraldehida (Gliko-Kabir
et al.,1998), guar gum (GG) dengan 1-etil 3-(3-dimetil amino propil) (Banegas et al.,2013), guar gum dengan Trinatrium trimetafosfat (Gliko-kabir et al.,2000a,b)
guar gum dengan borak (Kesavan et al.,1992).Penguraian sifat mengembang sangat dibutuhkan untuk mencegah obat yang terperangkap tidak dilepas lebih awal sebelum sampai ke tujuan setelah dikonsumsi secara oral (Gliko Kabir et al., 1998).Novalia, 2015 telah melakukan modifikasi galaktomanan kolang kaling (GKK) melalui proses ikat silang dengan trinatriumtrimetafosfat, hasil indeks swelling galaktomanan ikat silang didalam larutan NaCl 0,9% dan air suling masih terlalu besar.
Vitamin E umumnya dikenal sebagai tokoferol dan tokotrienol, merupakan antioksidan alami larut dalam lemak yang dapat mencegah terjadinya oksidasi asam lemak tidak jenuh pada produk makanan (Nasaretman et al., 2008).Vitamin E memainkan peranan penting untuk mencegah terjadinya reaksi radikal bebas yang menyebabkan penyakit seperti jantung koroner dan kanker (Rimm et al., 1993), namun demikian antioksidan alami sukar larut dalam air dan secara biologi tidak stabil, karena sensitif terhadap faktor lingkungan ataupun pada saat pengolahan seperti cahaya, oksigen, dan suhu (Evans et al., 2002).Untuk menanggulangi kelemahan tersebut maka vitamin E sebaiknya diinkorporasi kedalam suatu matriks.
Salah satu matriks yang dapat digunakan adalah galaktomanan kolang kaling ikat silang fosfat. Galaktomanan kolang kaling diperoleh dari endosperm biji aren yang berumur setengah matang (Sunanto, 1993) dan pemanfaatan kolang kaling ini juga masih terbatas.
Peneliti sebelumnya telah menggunakan beberapa matriks sebagai pembawa pembawa tokoferol antara lain calsium alginat (Yoo et al., 2006), calsium pektinat (Song et al.,2009),oktenil suksinat anhidrida (Hategekimana,2015), xantan (Anca
et al.,2009). Namun demikian galaktomanan ikat silang fosfat belum digunakan
sebagai matriks pembawa vitamin E.Dorli, 2015 telah melakukan penelitian tentang variasi perbandingan antara galaktomanan : trinatrium trimetafosfat dimana pada perbandingan 1:2 dan 1:3 diperoleh nilai viskositas yang tinggi. Semakin tinggi viskositas daripada metriks maka kemampuan film untuk mentrap vitamin E akan semakin baik. Oesrima, 2015 telah melakukan penelitian tentang inkorporasi vitamin E dengan menggunakan perbandingan antara galaktomanan
dengan TMP dimana pada perbandingan 1:2 dan 1:3 banyak vitamin yang terperangkap dalam matriks.
Berdasarkan uraian diatas peneliti tertarik untuk membuat inkorporasi vitamin E dari matriks galaktomanan kolang kaling yang terikat silang dengan fosfat dengan variasi berat vitamin E 0,05 gram, 0,1 gram, dan 0.15 gram dengan perbandingan galaktomanan dan TMP 1:2 dan 1:3, agar semakin efektifnya vitamin E yang terperangkap pada GIFVE. Vitamin E yang telah terperangkap pada matriks dianalisis dengan SEM (Scanning Electron Microscopic), Spektrofotometer FT-IR, selanjutnya ditentukan vitamin E yang tidak terperangkap dengan spektrofotometer UV-Visibel dan HPLC dari hasil cucian matriks.
1.2Permasalahan
Bagaimanakah efisiensi vitamin E 50% dan 70% yang terperangkap kedalam matriks galaktomanan kolang kaling (Arengapinnata) yang diikat silang dengan trinatrium trimetafosfat pada perbandingan 1:2 dan 1:3.
1.3Pembatasan Masalah
1. Vitamin yang digunakan adalah vitamin E 50% dan 70%
2. Variasi perbandingan galaktomanan dan trinatrium trimetaposfat yang digunakan adalah 1:2 dan 1:3
3. Digunakan variasi berat vitamin 0,05, 0,1, dan 0,15 pada masing-masing konsentrasi vitamin E 50% dan 70%
4. Efisiensi vitamin yang tidak terperangkap diuji dengan menggunakan Spektrofotometer UV-Vis dan juga HPLC.