OPTIMISASI WAKTU HOMOGENISASI PEMBUATAN
NANOKURKUMINOID TERSALUT ASAM PALMITAT
EVA LILIS NURGILIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimisasi Waktu Homogenisasi Pembuatan Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
EVA LILIS NURGILIS. Optimisasi Waktu Homogenisasi Pembuatan Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat. Dibimbing oleh LATIFAH K DARUSMAN dan WARAS NURCHOLIS.
Penyalutan terhadap kurkuminoid menggunakan asam palmitat diharapkan dapat meningkatkan bioavailabilitas sehingga meningkatkan efek farmakologisnya. Nanokurkuminoid dibuat dari ekstrak kurkuminoid kunyit yang mengandung pati sebesar 26% dengan menggunakan metode homogenisasi tekanan tinggi dan ultrasonikasi. Pada penelitian ini dilakukan optimisasi waktu homogenisasi dalam 3 waktu berbeda dan uji stabilitas emulsi nanokurkuminoid kunyit. Waktu homogenisasi yang digunakan ialah 5, 10, dan 15 menit. Hasil optimisasi menunjukkan bahwa waktu optimum pembuatan nanokurkuminoid adalah 10 menit dengan kondisi emulsi paling stabil dibandingkan yang lain. Ukuran partikel pada kondisi ini sebesar 275 nm dan indeks polidispersitas sebesar 0.04. Berdasarkan uji stabilitas, ukuran partikel emulsi ini fluktuatif selama penyimpanan disertai pembentukan endapan.
Kata kunci: homogenisasi, kurkuminoid, optimisasi, stabilitas emulsi
ABSTRACT
EVA LILIS NURGILIS. Optimization of Homogenization Time in Nanoparticle Preparation of Curcuminoid Coated by Palmitic Acid. Supervised by LATIFAH K DARUSMAN and WARAS NURCHOLIS.
Coating curcuminoid with palmitic acid is expected to increase its bioavailability and enhance the pharmacological effects of curcuminoid. Nanocurcuminoid was prepared from turmeric curcuminoid extract containing 26% starch by high pressure homogenization followed by ultrasonication method. The experiment was carried out to optimize the homogenization time in nanocurcuminoid formation and evaluate the stability of its emulsion. Optimization of homogenization time was conducted in 5, 10, and 15 minutes. The result showed that the optimum homogenization time of nanocurcuminoid formation was 10 minutes. At this condition, the most stable emulsion was with the particles size of 275 nm and the polidispersity index was 0.04. Stability test result showed that the emulsion particles size was fluctuated during the storage and the precipitates was formed.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
OPTIMISASI WAKTU HOMOGENISASI PEMBUATAN
NANOKURKUMINOID TERSALUT ASAM PALMITAT
EVA LILIS NURGILIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2014 sampai Desember 2014 ini ialah nanokurkuminoid, dengan judul Optimisasi Waktu Homogenisasi Pembuatan Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Latifah K Darusman, MS dan Waras Nurcholis, SSi, MSi selaku pembimbing yang senantiasa memberikan saran, kritik, bantuan, dan nasihat yang membangun kepada penulis. Ungkapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Eman Suherman, Bapak Edi Suhendar, Bapak Kosasih, dan Ibu Nunung Nuryati yang telah banyak memberi saran serta kepada Raodatul Jannah, Anisyah Is Purwati, Hanifullah Habibie, dan Pitria Aprilani selaku rekan kerja yang telah membantu penulis selama penelitian.
Ucapan terima kasih tidak lupa penulis ungkapkan yang takterhingga kepada orang tua Bapak Nursa’id dan Ibu Enis, Kakak, adik, dan teman diskusi terbaik Heru, Heri, Azis, Inggit Dewi Komalawati, dan M. Reza Adhitya yang tiada henti memberikan doa terbaik serta motivasi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
METODE 3
Bahan dan Alat 3
Metode Penelitian 3
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Kadar Air dan Rendemen 5
Kandungan Pati Kunyit 5
Kadar Kurkuminoid Ekstrak Etanol Kunyit Menggunakan KCKT 6
Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat 7
Stabilitas Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat 9
SIMPULAN DAN SARAN 10
Simpulan 10
Saran 10
DAFTAR PUSTAKA 11
LAMPIRAN 13
DAFTAR TABEL
1 Kondisi emulsi hasil homogenisasi 7
2 Hasil pengukuran PSA nanokurkuminoid 8
3 Stabilitas penyimpanan emulsi nanokurkuminoid 10
DAFTAR GAMBAR
1 Kromatogram KCKT standar kurkuminoid dan ekstrak etanol kunyit
ulangan 1 6
2 Emulsi kurkuminoid saat pendinginan setelah homogenisasi 5 menit, 10
menit, dan 15 menit 7
3 Emulsi sebelum dan sesudah ultrasonikasi 8
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian 13
2 Kadar air kunyit 14
3 Rendemen hasil ekstraksi 14
4 Kandungan pati kunyit 14
5 Kadar kurkuminoid ekstrak etanol kunyit 15
PENDAHULUAN
Kunyit (Curcuma domestica Val.) merupakan salah satu tanaman herbal yang dikenal di Negara Asia Tenggara khususnya di Indonesia sebagai zat pewarna, bumbu dapur, kosmetik, dan obat tradisional. Zat warna kuning yang khas dari kunyit erat kaitannya dengan senyawa yang dinamakan kurkuminoid. Kurkuminoid dapat diperoleh dengan cara maserasi yang merupakan teknik ekstraksi sederhana dan mampu menghasilkan ekstrak kurkuminoid lebih banyak walaupun membutuhkan pelarut yang banyak dan waktu yang lama (Mujahid et al. 2008). Secara komersial, kurkuminoid terdiri atas 3 senyawa campuran yaitu kurkumin 77%, demetoksikurkumin 17%, dan bisdemetoksikurkumin 6%. Kurkuminoid memiliki banyak efek farmakologis di antaranya sebagai antioksidan, mencegah angiogenesis, memengaruhi penyakit Alzheimer (Aggarwal et al. 2006), antiinflamasi (Wang et al. 2008), antimikroba (Vimala et al. 2011), dan antikanker (Jacob 2013). Meskipun memiliki banyak efek farmakologis, namun kegunaannya terbatas karena bioavailabilitasnya yang rendah. Hal ini ditandai dengan rendahnya absorpsi, metabolisme yang cepat, dan pengeluaran sistemik yang cepat (Anand et al. 2007).
Sharma et al. (2005) menyatakan bahwa dari 1 g/kg dosis yang diberikan secara oral terhadap hewan pengerat, sebanyak 75% dosis dieksresikan dalam feses. Selain itu, lebih dari 50% dosis kurkuminoid yang diberikan secara intravena dieksresikan melalui empedu dalam waktu 5 jam. Hal ini terjadi karena hanya 25% kurkuminoid mengalami transformasi selama absorpsi di dalam usus. Salah satu upaya untuk meningkatkan bioavailabilitas kurkuminoid yakni dengan menggunakan adjuvan yang mampu menghalangi jalur metabolik kurkuminoid. Formulasi nanopartikel, liposom, misel, dan fosfolipid kompleks merupakan formulasi baru yang menyediakan sistem sirkulasi yang lebih lama, permeabilitas lebih baik, dan anti terhadap proses metabolik (Kharkwal et al. 2011). Nanopartikel merupakan salah satu formulasi yang banyak menarik perhatian disebabkan luas permukaannya yang sangat besar, membuat partikel menjadi sangat reaktif atau katalitik, dan lebih cepat berinteraksi dengan sistem biologi (Parashar et al. 2008).
2
Metode yang dikembangkan dalam pembuatan SLN di antaranya homogenisasi tekanan tinggi, mikroemulsi, difusi emulsi pelarut, evaporasi emulsifikasi pelarut, dan pengadukan kecepatan tinggi atau ultrasonikasi. Penelitian Rahmi et al. (2013) menunjukkan bahwa nanopartikel yang dibuat dalam krim wajah menggunakan metode ultrasonikasi memiliki potensi melindungi kerusakan kulit yang menyertai proses penuaan akibat paparan sinar UV B. Menurut Ekambaram et al. (2012), untuk mendapatkan SLN dengan ukuran partikel yang rendah dibutuhkan kombinasi metode ultrasonikasi dan homogenisasi kecepatan tinggi. Penggunaan asam lemak memiliki pengaruh yang nyata terhadap pembuatan SLN, meliputi stabilitas SLN yang dihasilkan dan pelepasan zat aktif. Interaksi dengan kurkuminoid akan meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon namun akan mempersulit pelepasan kurkuminoid saat mencapai target (Weiss et al. 2008). Selain itu, rerata ukuran partikel dispersi SLN akan meningkat seiring dengan meningkatnya titik cair asam lemak. Pembentukan SLN juga akan berbeda untuk asam lemak yang berbeda. Asam lemak seperti miristat, palmitat, stearat, dan arakidat dapat digunakan sebagai matriks lipid. Penelitian Battaglia et al. (2010) menunjukkan bahwa SLN dengan menggunakan asam palmitat dan asam stearat menghasilkan ukuran partikel dan indekspolidispersitas yang rendah yakni 263 12 nm dan 0.018 serta 285 11 nm dan 0.015. Campuran asam palmitat dan polietilenaglikol juga menunjukkan stabilitas pembentukan misel yang tinggi pada pH 7.4 dan mampu menahan penggabungan kurkuminoid dalam 24 jam (Sahu et al. 2008). Konsentrasi surfaktan juga dapat memengaruhi ukuran partikel SLN yang dihasilkan. Umumnya, ukuran partikel dapat diamati ketika nisbah antara surfaktan dan lipid telah ditentukan (Ekambaram et al. 2012).
Formulasi SLN akan lebih baik jika memiliki stabilitas emulsi yang tinggi. Stabilitas emulsi merupakan kemampuan suatu emulsi dalam mempertahankan diri dari pemisahan kembali kedua fasenya dalam satuan waktu. Hal ini diterapkan dengan tujuan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian suatu produk emulsi sehingga aman untuk dikonsumsi. Jenis pengujian stabilitas untuk sediaan obat maupun kosmetik dapat meliputi stabilitas khasiat, fisik, kimia, dan mikrobiologi. Pengujian stabilitas khasiat dilakukan dengan menguji aktivitas antibakteri. Stabilitas fisik dilakukan dengan mengamati bentuk sediaan, warna, dan juga bau. Stabilitas kimia dilakukan dengan mengamati kromatogram hasil analisis KCKT atau kandungan total fenol, sedangkan stabilitas mikrobiologi meliputi pengamatan terhadap keberadaan kapang atau khamir (Rismana et al. 2013). Stabilitas sediaan berbasis nanopartikel lebih ditujukkan pada kemampuannya dalam mempertahankan sifat dan khasiat. Adapun sifat fisik SLN selama penyimpanan dapat ditentukan dengan memonitor perubahannya yang umumnya meliputi ukuran partikel, potensial zeta, kandungan obat, kondisi luar, dan juga viskositas sebagai fungsi waktu (Qing et al. 2009; Rishi et al. 2009).
3
METODE
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain campuran tujuh aksesi kunyit dari Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB Bogor antara lain BPTO, Ciemas, Nagrak, Ngawi, Wonogiri, dan dua varietas unggulan Balitro Bogor, standar kurkuminoid (Merck), asam palmitat (Merck), poloksamer 188, air deionisasi, etanol 96%, n-heksana, eter, etanol 10%, HCl 25%, NaOH 45%, KI 30%, H2SO4 4 N, Na2S2O3 0.1 N, dan pereaksi Luff-Schoorl. Alat yang digunakan adalah pengaduk magnet, homogenizer (Ultra Turax), kromatografi cairan kinerja tinggi (KCKT, Hitachi), ultrasonikator batch pemanas, ultrasonicator processor, particle size analyzer (Vasco), dan penguap putar.
Metode Penelitian
Penetapan Kadar Air (AOAC 2005)
Cawan porselin dikeringkan dalam oven pada suhu 105 selama 3 jam kemudian didinginkan di dalam desikator dan ditimbang bobotnya. Sebanyak 3 gram serbuk kunyit ditimbang di dalam wadah yang telah diketahui bobotnya. Wadah berisi sampel dikeringkan di dalam oven suhu 105 selama 3 jam kemudian didinginkan di dalam desikator dan ditimbang bobotnya. Proses pengeringan dilakukan hingga bobot konstan. Rumus kadar air sebagai berikut:
W1 = bobot sampel sebelum pengeringan (g) W2 = bobot sampel setelah pengeringan (g)
Ekstraksi Kunyit (Modifikasi Mujib 2011)
Serbuk kunyit diekstraksi secara maserasi dalam etanol 96% hasil 2 kali distilasi selama 48 jam. Ekstrak disaring dan filtratnya ditampung. Ekstrak etanol hasil maserasi dipartisi menggunakan pelarut n-heksana (1:1). Ekstrak etanol kemudian dipekatkan menggunakan penguap putar.
Penetapan Kandungan Pati (Fardiaz 1989)
Preparasi Sampel. Sebanyak 3 g serbuk kunyit dimasukkan ke dalam gelas
4
kemudian diencerkan sampai volume 250 mL. Campuran disaring dan filtrat dianalisis menggunakan pereaksi Luff-Schoorl.
Penetapan Kandungan Pati. Sebanyak 25 mL filtrat ditambahkan 25 mL
pereaksi Luff-Schoorl pada labu lemak 250 mL. Campuran dikocok sampai homogen lalu direfluks pada suhu mendidih selama 10 menit. Tepat pada waktu 10 menit, labu lemak didinginkan pada bak es untuk menghentikan reaksi yang terjadi. Kemudian ditambahkan 10 mL KI 30% dan 25 mL H2SO4 4 N. Campuran yang diperoleh dititrasi dengan Na2S2O3 0.1 N menggunakan indikator 1 mL amilum 2%. Volume Na2S2O3 yan diperoleh digunakan sebagai volume sampel. Dilakukan pula titrasi untuk blangko. Blangko dibuat dengan menambahkan 25 mL akuades dan 25 mL pereaksi Luff-Schoorl. Hasil analisis pati diperoleh dari perhitungan % glukosa dengan rumus:
% glukosa =
Kadar % glukosa yang diperoleh kemudian dikonversi menjadi kandungan pati dengan faktor konversi 0.91. Adapun rumus konversinya:
Kandungan pati (%) = 0.91 kadar glukosa
Analisis Kurkuminoid dengan KCKT (Jayaprakasha et al. 2002)
Sebanyak 0.0500 g sampel dilarutkan ke dalam 50 mL metanol. Sebanyak 1 mL sampel dilarutkan dalam 100 mL metanol. Larutan disaring menggunakan Millipore 0.45 µm kemudian dimasukkan ke dalam vial KCKT. Sebanyak 20 µL diinjeksikan ke dalam kolom KCKT. Standar kurkuminoid dibuat dengan konsentrasi 0.5 ppm. Standar dan sampel kurkuminoid dielusi secara gradien menggunakan kolom C-18 dengan dimensi kolom 25 x 4.6 mm, laju alir 1 mL/menit, dan menggunakan detektor UV-VIS dengan panjang gelombang 425 nm. Fase geraknya terdiri atas metanol, asam asetat 2%, dan asetonitril.
Pembuatan Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat (Modifikasi Mujib 2011)
Fase lipid terdiri atas 1.0000 g asam palmitat dan 0.1000 g kurkuminoid yang dipanaskan pada suhu 75 sambil diaduk dalam ultrasonikator batch pemanas. Fase air terdiri atas 0.5 g poloksamer 188 dan 100 mL air deionisasi yang dipanaskan pada suhu yang sama. Fase lipid didispersikan ke dalam fase air sambil diaduk menggunakan pengaduk magnet. Emulsi yang dihasilkan dihomogenisasi dengan kecepatan 13500 rpm dalam waktu 5, 10, dan 15 menit. Emulsi yang diperoleh didinginkan dalam bak es sehingga dihasilkan emulsi yang stabil dan selanjutnya diultrasonikasi dengan amplitudo 20% selama 60 menit. Ukuran partikel dan indeks polidispersitas emulsi ditentukan dengan menggunakan particle size analyzer.
Uji Stabilitas (Vivek et al. 2007)
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Rendemen
Kadar air yang diperoleh sebesar 14.38% 0.02 (Lampiran 2). Kadar air yang dikandung sampel kurang baik karena tidak memenuhi standar BPOM. Menurut BPOM (2011), suatu sediaan obat bahan alam dan jamu harus memenuhi ketentuan batas kadar air di bawah 10%, karena dengan batas tersebut dapat mencegah berkembangbiaknya mikroorganisme sehingga mutu sampel terjamin. Kadar air yang didapat selanjutnya dikonversi untuk menentukan rendemen. Adapun rendemen yang diperoleh sebesar 4.77% 0.076 (Lampiran 3). Ekstrak kurkuminoid diperoleh dengan mengekstraksi kunyit secara maserasi menggunakan pelarut etanol. Etanol lazim digunakan sebagai pelarut karena tidak berbahaya bagi tubuh dan umum digunakan untuk keperluan farmakologi. Ekstrak etanol kemudian dipartisi menggunakan pelarut n-heksana untuk menghilangkan minyak atsiri dan ekstrak nonpolar yang terkandung di dalamnya (Jayaprakasha et al. 2002).
Kandungan Pati Kunyit
Pada tanaman kunyit, pati berwarna putih kekuningan karena mengandung kurkuminoid. Pati merupakan jenis polisakarida yang terdiri atas amilosa dan amilopektin. Pati memiliki kelarutan rendah dalam air dikarenakan struktur amilosa yang bersifat hidrofobik. Amilosa merupakan polimer monosakarida berantai lurus, sedangkan amilopektin berupa polimer bercabang. Kandungan pati dapat ditentukan dengan menggunakan metode hidrolisis. Hidrolisis pati salah satunya dapat dilakukan menggunakan asam. Ketika pati dipanaskan dengan asam, maka pati akan terurai menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana yaitu glukosa. Mula-mula molekul pati pecah menjadi unit glukosa yang lebih pendek yang disebut dekstrin. Kemudian dekstrin terurai menjadi maltosa dan akhirnya glukosa (Gaman dan Sherrington 1981). Glukosa sebagai gula pereduksi kemudian direaksikan dengan pereaksi Luff-Schoorl. Gula pereduksi akan mereduksi Cu2+ dari pereaksi Luff-Schoorl dan sisa pereaksi tersebut akan bereaksi dengan KI menghasilkan I2 yang selanjutnya dititrasi menggunakan Na2S2O3 dan ditentukan jumlahnya sebagai kandungan pati dalam kunyit (Fardiaz 1989).
6
samping itu, sampel kunyit pada penelitian ini merupakan campuran tujuh aksesi kunyit dari Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB Bogor antara lain BPTO, Ciemas, Nagrak, Ngawi, Wonogiri, dan dua varietas unggulan Balitro Bogor. Sebaliknya, sampel kunyit Febriananto (2013) merupakan tujuh aksesi kunyit yang sama tetapi kandungan patinya dianalisis secara terpisah.
Kadar Kurkuminoid Ekstrak Etanol Kunyit Menggunakan KCKT
Kurkuminoid merupakan salah satu metabolit sekunder golongan fenilpropanoid. Telah diketahui bahwa kurkuminoid terdiri atas senyawa bisdemetoksikurkumin, demetoksikurkumin, dan kurkumin. Keberadaan ketiga senyawa kurkuminoid pada ekstrak etanol kunyit tersebut ditentukan dengan menggunakan instrumen KCKT. Total kurkuminoid yang terkandung dalam ekstrak etanol kunyit sebesar 251.4157 mg/g 0.51. Adapun komposisi bisdemetoksikurkumin, demetoksikurkumin, dan kurkumin hasil rerata ketiga kromatogram yakni sebesar 43.5875 mg/g 1.29, 56.7857 mg/g 2.51, dan 151.0425 mg/g 6.92. Berdasarkan luas puncak kromatogram sampel menunjukkan bahwa ekstrak etanol kunyit memiliki komponen bisdemetoksikurkumin, demetoksikurkumin, dan kurkumin. Dapat diketahui pula dari ketiga kromatogram sampel yang dihasilkan menunjukkan bahwa kurkumin merupakan komponen terbesar dalam ekstrak etanol kunyit dan sesuai dengan penelitian Jayaprakasha et al. (2002) (Lampiran 5).
7
Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat
Formulasi yang digunakan dalam membuat nanokurkuminoid tersalut asam palmitat dibuat berdasarkan formulasi terbaik hasil penelitian Mujib (2011). Tahap ini terdiri atas dua fase yakni fase lipid dan air. Fase lipid didispersikan ke dalam fase air dan dilakukan homogenisasi sehingga terbentuk emulsi berwarna kuning lalu ditempatkan pada bak es. Homogenisasi dilakukan untuk menyatukan fase air dan lipid serta menyeragamkan ukuran. Penempatan pada bak es bertujuan mencegah terpisahnya bagian hidrofilik dari fase lipid ke fase air (Weiss et al. 2008) dan mencegah terjadinya penggumpalan. Optimisasi nanokurkuminoid dilakukan berdasarkan penelitian Ekaputra (2013) dengan waktu homogenisasi selama 5 menit dengan sampel temulawak. Optimisasi nanokurkuminoid dilakukan pada tiga waktu homogenisasi berbeda yakni 5, 10, dan 15 menit. Penentuan optimisasi ini dilakukan karena dengan waktu homogenisasi selama 5 menit tidak menghasilkan emulsi yang stabil. Penentuan optimisasi dilihat dari kestabilan emulsi yang dihasilkan dari ketiga waktu tersebut saat dilakukan pendinginan. Kestabilan emulsi ini ditunjukkan dengan tidak terjadinya penggumpalan maupun emulsi yang terpisah. Kondisi emulsi dengan waktu homogenisasi 10 menit menunjukkan kestabilan yang baik karena tidak mengalami penggumpalan maupun emulsi yang terpisah, sedangkan pada emulsi dengan waktu homogenisasi 15 menit emulsinya kembali tidak stabil.
Optimisasi tersebut tidak hanya ditentukan dari kestabilan emulsi selama pendinginan tetapi dilihat pula dari ukuran partikel dan nilai indeks polidispersitas (IP). Indeks polidispersitas menunjukkan nilai yang menyatakan lebarnya distribusi ukuran partikel di dalam suatu emulsi. Nilai IP kurang dari 0.3 menunjukkan ukuran partikel memiliki distribusi yang sempit, sedangkan IP benilai lebih dari 0.3 menunjukkan ukuran partikel memiliki distribusi yang lebar (Yen et al. 2008). Hasil pengukuran partikel memperlihatkan bahwa emulsi
Tabel 1 Kondisi emulsi hasil homogenisasi Waktu homogenisasi
(menit) Kondisi emulsi
5 Tidak stabil
10 Stabil
15 Tidak stabil
8
dengan homogenisasi 10 menit memiliki ukuran partikel dan nilai IP yang lebih rendah daripada yang lain. Berdasarkan data tersebut dapat ditentukan bahwa waktu homogenisasi selama 10 menit merupakan waktu optimum dalam pembuatan nanokurkuminoid.
Selain dilakukan homogenisasi, dilakukan pula ultrasonikasi yang bertujuan memecah partikel besar menjadi partikel yang lebih kecil. Teknik ultrasonik merupakan metode yang sangat efektif untuk aplikasi material berukuran nano serta dapat mempengaruhi reaksi kimia dengan adanya energi kavitasi atau disebut dengan sonokimia. Peristiwa inilah yang memicu pecahnya gelembung partikel di dalam larutan akibat penggunaan intensitas yang tinggi. Kavitasi dapat dihasilkan dengan berbagai cara salah satunya dengan menggunakan ultrasonic processor. Proses kavitasi ini akan mereduksi ukuran partikel sehingga luas permukaan partikel meningkat dan atom-atom akan mudah berinteraksi satu sama lain (Hielscher 2005). Emulsi nanokurkuminoid diultrasonikasi dengan amplitudo 20% selama 60 menit yang merupakan kondisi optimum hasil Mujib (2011). Besar amplitudo akan sebanding dengan energi yang dihasilkan. Semakin besar amplitudo yang digunakan maka energi yang dihasilkan juga semakin besar. Penggunaan amplitudo yang besar akan menghasilkan kavitasi yang lebih efektif tetapi dikhawatirkan akan merusak komponen yang terkandung pada sampel. Oleh karenanya, amplitudo yang digunakan hanya 20%, tetapi dengan waktu yang cukup lama.
Setelah proses ultrasonikasi, ukuran partikel emulsi ditentukan menggunakan particle size analyzer (PSA). Hasil ultrasonikasi diharapkan dapat membentuk tetesan-tetesan partikel yang lebih kecil sehingga hasil pengukuran PSA menghasilkan distribusi partikel yang sempit (Gee dan Dani 2002). Pengukuran partikel sebaiknya dilakukan secara langsung setelah proses
Tabel 2 Hasil pengukuran PSA nanokurkuminoid Waktu Homogenisasi
(menit) Ukuran Partikel (nm) Polidispersitas Indeks
5 323.13 1.04
10 275.45 0.04
15 714.20 0.48
9 ultrasonikasi. Tujuannya yaitu mencegah beragregasi kembali partikel kecil menjadi besar akibat adanya selang waktu yang cukup lama. Particle size analyzer yang dipakai menggunakan metode dynamic lightening scattering (DLS) yang dipengaruhi gerak Brown. DLS atau yang dikenal PCS mengukur fluktuasi dari intensitas cahaya yang dihamburkan akibat pergerakan partikel dan mampu mengukur sampai ukuran 3 mikron (Mukherjee et al. 2009). Hasil pengukuran PSA tersebut didapatkan data rerata ukuran partikel berdasarkan distribusi intensitas, volume, dan jumlah. Ketiga data tersebut ditampilkan dalam bentuk kurva dan tabel yang menggambarkan distribusi ukuran partikel. Hasil akhir yang didapatkan merupakan rerata keseluruhan pengukuran dan ditentukan sebagai ukuran partikel (Zaverage). Hasil pengukuran PSA menunjukkan bahwa emulsi dengan waktu 5 menit sekitar 15% partikel terukur pada kisaran 370-600 nm, emulsi 10 menit memperlihatkan bahwa sekitar 80% ukuran partikel yang terukur berada pada kisaran 270-280 nm, sedangkan emulsi 15 menit sekitar 65% partikel terukur pada kisaran 740-850 nm (Lampiran 6).
Ukuran partikel nanokurkuminoid yang diperoleh hasil optimisasi berkisar antara 275.45-714.20 nm. Menurut Ekambaram et al. (2012), nanopartikel lipid padat merupakan sistem pembawa koloid submikro yang memiliki kisaran ukuran antara 50-1000 nm. Ukuran partikel yang didapat berada pada rentang tersebut tetapi memiliki distribusi partikel yang lebar. Selain itu, diduga masih terdapat partikel dengan berukuran besar walaupun telah dilakukan ultrasonikasi. Asam palmitat adalah asam lemak yang digunakan untuk menyalut kurkuminoid karena mampu membentuk misel yang stabil dan menahan penggabungan kurkuminoid lebih lama (Sahu et al. 2008). Penggunaan asam lemak dapat memengaruhi rerata ukuran partikel yang diperoleh. Konsentrasi asam lemak (lipid) yang ditambahkan lebih dari 5-10% akan menghasilkan partikel yang berukuran besar dan distribusi ukuran partikel yang lebar. Adanya poloksamer 188 yang digunakan sebagai pengemulsi ternyata juga berpengaruh terhadap ukuran partikel. Konsentrasi poloksamer yang rendah akan meningkatkan ukuran partikel selama penyimpanan. Poloksamer sebagai surfaktan akan menurunkan tegangan permukaan antarmuka partikel dan menghasilkan bagian-bagian partikel sehingga meningkatkan luas permukaan (Ekambaram et al. 2012).
Stabilitas Nanokurkuminoid Tersalut Asam Palmitat
10
Selama masa penyimpanan ukuran partikel nanokurkuminoid bernilai fluktuatif. Partikel dalam emulsi memiliki ukuran yang bervariasi. Oleh karena itu, hasil pengukuran berbeda-beda sehingga bernilai fluktuatif. Endapan juga memengaruhi ukuran partikel yang dihasilkan karena ukuran partikel endapan yang besar memungkinkan hasil pengukuran partikel menjadi tidak stabil. Adapun nilai IP yang didapat pada setiap pengukuran cukup stabil karena bernilai kurang dari 0.3. Nilai IP kurang dari 0.3 menunjukkan bahwa emulsi bersifat monodispersi dan memiliki ukuran yang seragam serta distribusi ukuran partikel yang sempit.
Akan tetapi, stabilitas emulsi dan ukuran partikel nanokurkuminoid masih kurang baik jika dibandingkan dengan nanokurkuminoid hasil penelitian Ekaputra (2013) dengan kisaran ukuran partikel dari 103.90 nm-321.60 nm dan tidak terbentuk endapan selama masa penyimpanan. Stabilitas emulsi yang rendah dan ukuran partikel yang besar dari nanokurkuminoid diduga disebabkan adanya pati dalam jumlah yang besar. Pati inilah yang membuat emulsi terpisah akibat fase terdispersinya mudah beragregasi dalam waktu yang singkat.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kandungan pati dari campuran tujuh aksesi kunyit PSB LPPM IPB Bogor sebesar 26%. Nanokurkuminoid optimum didapatkan dengan waktu homogenisasi selama 10 menit dengan ukuran partikel dan indeks polidispersitas sebesar 275 nm dan 0.04. Stabilitas emulsi nanokurkuminoid yang dihasilkan rendah ditandai dengan terbentuknya endapan dan ukuran partikel yang fluktuatif.
Saran
Perlu dilakukan isolasi pati terlebih dahulu untuk mendapatkan ekstrak kunyit dengan kandungan pati yang rendah sehingga didapat ukuran partikel yang
Tabel 3 Stabilitas penyimpanan emulsi nanokurkuminoid
Hari ke- Ukuran Parameter penyimpanan emulsi
partikel (nm) polidispersitas Indeks Warna emulsi dasar tabung Endapan di
11 lebih rendah pula. Pengukuran ukuran partikel nanokurkuminoid sebaiknya dilakukan setelah ultrasonikasi. Hal ini bertujuan mencegah teragregasinya kembali partikel akibat adanya selang waktu pengukuran.
DAFTAR PUSTAKA
Aggarwal BB, Bhatt ID, Ichikawa H, Seok Ahn K, Sethi G, Sandur SK, Natarajan C, Seeram N, Shishodia S. 2006. Turmeric: The Genus Curcuma. New York: Taylor and Francis.
Anand P, Kunnumakkara AB, Newman RA, Aggarwal BB. 2007. Bioavailability of curcumin: problems and promises. Mol Pharm. 4(6):807-818.doi:10.1021/mp700113r.
[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2005. Official Method of Analysis of The Association of Official Analytical of Chemist. Arlington (US): Association of Official Analytical Chemist, Inc.
Battaglia L, Gallarate M, Cavalli R, Trotta M. 2010. Solid lipid nanoparticles produced through a coacervation method. J Micro. 27(1):78-85.doi:10.3109/02652040903031279.
[BPOM] Badan Pengawas Obat dan Makanan. 2011. Mari Minum Obat Bahan Alam dan Jamu dengan Baik dan Benar. Jakarta (ID): BPOM.
Ekambaram P, Sathali AAS, Priyanka K. 2012. Solid Lipid Nanoparticles: A Review. Sci Revs Chem Commun. 2(1):80-102.
Ekaputra HD. 2013. Optimisasi dan karakterisasi nanokurkuminoid tersalut asam palmitat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Fardiaz D. 1989. Analisa Pangan. Bogor (ID): IPB Pr.
Febriananto E. 2013. Kandungan pati dan kurkuminoid simplisia kunyit (Curcuma domestica Val.) sebagai parameter pemilihan aksesi terbaik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Gaman PM, Sherrington KB. 1981. Ilmu Pangan: Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi Edisi Kedua. Yogyakarta (ID): UGM Pr.
Gee GW, Dani OR. 2002. Particle size analysis [Internet]. [diunduh 2015 Feb 23]:255-278. Tersedia pada:http//www.cprl.ars.usda.gov/pdfs/2_4 Particle Size Analysis2002.pdf.
Hielscher T. 2005. Ultrasound production of nano-size dispersions and emulsions. Euro Nano Sys [Internet]. [diunduh pada 2015 Feb 23]:1-6. Tersedia pada:http://www.hielscher.com.arxiv.org/abs/070.1831.
Jacob JN. 2013. Turmeric and pancreatic cancer- a review. Cancer Stud. 1(1):102.doi:10.14437/csoa.102
Jayaprakasha GK, Rao LJM, Sakariah KK. 2002. Improved HPLC method for the determination of curcumin, demethoxycurcumin, and bisdemethoxycurcumin. J Agric Food Chem. 50(13):3668-3672.doi:10.1021/jf025506a.
12
Mohanraj VJ, Chen Y. 2006. Nanoparticles- a review. Trop J Pharm Res. 5(1): 561-573.
Mujahid R, Awal PKD, Nita S. 2008. Maserasi sebagai alternatif ekstraksi pada penetapan kadar kurkuminoid simplisia temulawak (Curcuma xanthorriza Roxb) [Internet]. [diunduh 2015 Feb 23]:18-23. Tersedia pada:http//publikasiilmiah.unwahas.ac.id/publikasiilmiah/index.php/ilmufar masidanklinik.
Mujib MA. 2011. Pencirian nanopartikel kurkuminoid tersalut lemak padat [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Mukherjee S, Ray S, Thakur RS. 2009. Solid lipid nanoparticles: a modern formulation approach in drug delivery system. Indian J Pharm Sci [Internet].
[diunduh 2014 Des 9];71:349-358. Tersedia
pada:http://www.ijpsonline.com.scihub.org/text.asp/2009/71/4/349/57282. Parashar UK, Saxena P and Srivastava A. 2008. Role of nanomaterials in
biotechnology. Digest J Nano Biostruc. 3: 81-87.
Qing ZL, Aihua Y, Yanwen Xi, Houli Li, Zhimei S, Jing C, Fengliang C, Guangxi Z. 2009. Int J Pharm. 372:191-198.
Rahardjo M, Rostiana O. 2005. Budidaya tanaman kunyit. Sirkuler (11):1-6. Rahmi D, Yunilawati R, Ratnawati E. 2013. Pengaruh nanopartikel terhadap
aktivitas antiageing pada krim. JSMI. 14(3):235-238.
Rishi P, Shivani R, Bhuvanshwar V, Kapil K, Amit K, Goyal, Neeraj M, Abhinav Mehta, Suresh PV. 2009. Nanomed Nanotech Bio Med. 5(2):184-191.
Rismana E, Kusumaningrum S, Rosidah I, Nizar, Yulianti E. 2013. Pengujian stabilitas sediaan antiacne berbahan baku aktif nanopartikel kitosan/ekstrak manggis-pegagan. Bul Penelit Kesehat. 41(4):207-216.
Sahu A, Bora U, Kasoju N, Goswami P. 2008. Synthesis of novel biodegradable and self-assembling methoxhy poly(ethylene glycol)–palmitate nanocarrier for curcumin delivery to cancer cells. J Act Bio. 4:1752-1761.doi:10.1016/j.actbio.2008.04.021.
Sharma RA, Gescher AJ, Steward WP. 2005. Curcumin: the story so far. Euro J Cancer. 41:1955-1968.doi:10.1016/j.ejca.2005.05.009.
Vimala K, Mohan YM, Varaprasad K, Redd N, Ravindra S, Naidu NS. 2011. Fabrication of curcumin encapsulated chitosan-PVA silver nanocomposite film for improved antimicrobacterial activity. J Bio Nanobiotech. 2(1):55-64. Vivek K, Reddy H, Murthy R. 2007. Investigations of the effect of the lipid
matrix on drug entrapment, in vitro release, and physical stability of olanzapine-loaded solid lipid nanoparticles. AAPS Pharm Sci Tech. 8(4):16-24.
Wang X, Jiang Y, Wang YW, Huang MT, Ho CT, Huang Q. 2008. Enhancing anti-inflammation activity of curcumin through O/W nanoemusion. Food Chem. 108(2):419-424.
Weiss J, Decker EA, McClements DJ, Kristbergsson K, Helgason T, Awad T. 2008. Solid lipid nanoparticles as delivery systems for bioactive food components. Food Biophy.3:146-154.doi: 10.1007/s11483-008-9065-8. Yen FL, Wu TH, Lin LT, Cham TM, Lin CC. 2008. Nanoparticles formulation of
13
LAMPIRAN
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Serbuk kunyit
14
Lampiran 2 Kadar air kunyit Ulangan wadah (g) Bobot wadah+sampel Bobot
basah (g)
Lampiran 3 Rendemen hasil ekstraksi
Ulangan sampel (g) Bobot Bobot wadah (g) wadah+ekstrak Bobot
Lampiran 4 Kandungan pati kunyit
15 Lampiran 5 Kadar kurkuminoid ekstrak etanol kunyit
Kromatogram Standar Kurkuminoid
16
Kromatogram Ekstrak Etanol Kunyit Ulangan 2
Kromatogram Ekstrak Etanol Kunyit Ulangan 3
Kadar kurkuminoid ekstrak etanol kunyit
Ulangan Senyawa Luas area standar Luas area sampel [injek] (ppm) [sampel] (mg/g) kurkuminoid Total (mg/g) Bisdemetoksikurkumin 357852 319616 0.4466 43.1081
1 Demetoksikurkumin 313211 352811 0.5632 54.3629 242.2200
Kurkumin 316848 950293 1.4996 144.749
Bisdemetoksikurkumin 357852 334042 0.4667 45.0483
2 Demetoksikurkumin 313211 385310 0.6151 59.3726 262.8765
Kurkumin 316848 1040284 1.6416 158.4556
Bisdemetoksikurkumin 357852 315907 0.4414 42.6062
3 Demetoksikurkumin 313211 367458 0.5866 56.6216 249.1506
Kurkumin 316848 984254 1.5532 149.9228
17 Lampiran 6 Data pengukuran PSA nanokurkuminoid hasil optimisasi
20
22
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lebak pada tanggal 27 Agustus 1992 dari ayah Nu s ’ n bu En s Sun s h. Penul s me up k n put pe t m u bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMAN 1 Bayah dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor dengan Mayor Kimia melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB.
