BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat-Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
- Neraca analitis Mettler
- Rotarievaporator Heidolph
- Hotplate stirer Fision
- Oven Memmert
- GC (Gas Chromatography) Agilent
- HPLC Agilent
- SEM JEOL JSM-6360LA
- Oven blower Memmert
- Soklet Ekstraksi Gerhardt
- Spectrophotometer UV-Vis Perkinelmer
- Spray Dryer
- Viskometer
- Centrifuge
- Filter Bag (Nylon) – 100 micron
- Moisture Analyzer AND MX-50
- Micrometer sekrup digital Mitutoyo
- Plat kaca
3.1.2. Bahan-bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
- Vitamin E PFAD 50%
- Kolang-kaling
- Gum acasia
- Etanol p.a. (E. Merck)
- n-heksana p.a. (E. Merck)
- Potassium Hydroxide (KOH) p.a. (E. Merck)
- Indikator Phenolphthalein (PP) p.a. (E. Merck)
- Petroleum Benzene p.a. (E. Merck)
- n-heptane p.a. (E. Merck)
- Sikloheksan p.a. (E. Merck)
- Air Dieionisasi
3.2. Prosedur Penelitian
3.2.1. Analisa Kandungan Vitamin E PFAD dengan GC
Sampel vitamin E dicairkan dan dipipet sebanyak 6 µL kemudian dimasukkan kedalam
tabung vial dan dilarutkan dengan n-hexan dan diaduk. Sampel diinjeksikan ke alat
kromatografi gas dan dibaca kromatogram yang dihasilkan. (AOCS Ce5-86).
3.2.2. Analisa Perbandingan α, β, γ dan δ Vitamin E PFAD dengan HPLC
Sampel vitamin E ditimbang sebanyak 1g dan dimasukkan kedalam labu takar 100 mL
kemudian dilarutkan dengan n-heptane sampai garis batas. Sebanyak 10µL dipipet
dengan syringe kemudian di injeksikan pada alat HPLC dengan menggunakan fase
25 3.2.3. Analisa Nilai p-Anisidine dengan Spectrophotometer UV-Vis
Sampel ditimbang 1,0 – 1,5 gram kedalam labu takar 25 mL. Larutkan bagian sampel
dengan pelarut sampai garis tanda dan aduk secara merata. Zero instrumern pada
panjang gelombang 350 nm. Ukur absorbansi pelarut (Sb) pada panjang gelombang
350 nm, ukur absorbansi (Ab) dari setiap larutan sampel yang akan di uji. Pipet dengan
tepat 5 mL pelarut ke dalam tabung pereaksi, tambahkan dengan tepat 1 mL pereaksi
p-anisidine ke dalam tabung tersebut. Kocok dan simpan pada tempat gelap selama 10
menit. Ukur absorbansi sampel (As) sebagai pembacaan sampel.
(AOCS Cd 18-90)
3.2.4. Pembuatan Galaktomanan Kolang-Kaling (GKK)
Kolang-kaling dibersihkan, lalu dihaluskan dan ditambahkan air suling dengan
perbandingan kolang-kaling dengan air deionisasi 1 : 10, dihaluskan dengan blender
selama 5 menit, didiamkan selama 24 jam dalam lemari pendingin, kemudian
disentrifugasi pada kecepatan 6500 rpm selama 60 menit, lapisan atas ditambahkan
dengan etanol dengan perbandingan etanol : kolang-kaling = 2 : 1, didiamkan selama
24 jam dalam lemari pendingin, kemudian disaring, lalu residu ditambahkan dengan
etanol p.a., hingga residu mengeras lalu disaring, kemudian residu dikeringkan di
dalam desikator (Tarigan, 2012)
3.2.5. Pembuatan Film dari Larutan Campuran Galaktomanan Kolang-kaling (GKK), Gum Acasia (GA) dan Vitamin E PFAD
Pembuatan film dilakukan sesuai dengan formula larutan yang dilakukan di industri
mikroenkapsulan vit. E (ISO 9001 (2008) dan ISO 22000 (2005)) yang dimodifikasi.
Formulasi larutan dengan melarutkan GKK dalam air deionisasi dipanaskan pada suhu
700C dengan hot plate dan diaduk pada 1500 rpm. Setelah suhu tercapai dan GKK larut, GA ditambahkan secara perlahan-lahan ke dalam larutan galaktomanan. Setelah
larutan GKK dan GA larut, tambahkan vitamin E secara perlahan-lahan dan diaduk
selama 30 menit. Campuran larutan yang terbentuk di uji sifat kestabilan dan
viskositas. Kemudian campuran larutan dituang dalam cawan petri dengan diameter 9
cm sebanyak 95 mL. Film dikeringkan di oven blower pada suhu 350C selama 10 jam dan disimpan dalam desikator untuk digunakan selanjutnya. Film yang terbentuk
ditentukan ketebalannya dan morfologi permukaan dengan SEM.
Tabel 3.1 Formulasi Larutan Film dengan Variasi GKK
Nama Bahan
Formulasi (gram)
1 2 3 4 5 6 7
GKK - 0,1 0,2 0,3 0,4 0,4 0,3
GA 7 7 7 7 7 - 7
Vitamin E 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 -
Air deinonisasi 91,7 91,6 91,5 91,4 91,3 98,3 92,7
Jumlah 100 100 100 100 100 100 100
3.2.6. Analisa Viskositas Larutan Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD Sampel di masukan ke dalam tabung viscometer brookfield, kemudian dinaikkan
hingga posisi spindle tertutup larutan, spindle yang digunakan tipe S18. Spindle di
gerakkan oleh motor dengan kecepatan 60 dan 100 rpm pada suhu 700C, kemudian start / run dan spindle berputar, catat viskositas sampel dalam satuan %CP dan torque
(Internal, AMT SFQ-95)
3.2.7. Analisa Kestabilan Larutan Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD Kestabilan dilihat dengan melihat kelarutan dari GKK, acasia dan vitamin E setelah
27
3.2.8. Pengukuran Ketebalan Film Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD Ketebalan film diukur dengan menggunakan mikrometer sekrup digital (Mitutoyo).
Diukur pada lima titik yang berbeda pada secara random. Rata-rata hasil pengukuran
film digunakan untuk perbandingan dari masing-masing formula larutan dalam
penyerapan GKK, GA dan vitamin E (Tarigan, 2012).
3.2.9. Analisa Morfologi Permukaan Mikroenkapsulan Vit. E dan Film (GKK, GA dan Vitamin E PFAD) dengan SEM
Proses pengamatan mikroskopis menggunakan SEM dilakukan pada permukaan
dispersi sampel. Mula–mula sampel dilapisi dengan emas bercampur palladium dalam
suatu ruangan (vacum evaporator) bertekanan 0,2 Torr dengan menggunakan mesin
JEOL JSM-6360LA. Selanjutnya sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga
20 kV pada ruangan khusus sehingga sampel mengeluarkan elektron sekunder dan
elektron yang terpental dapat dideteksi oleh detektor Scientor yang diperkuat dengan
suatu rangkaian listrik yang menyebabkan timbulnya gambar CRT (Cathode Ray
Tube) selama 4 menit. Kemudian coating dengan tebal lapisan 400 Amstrong
dimasukkan ke dalam spesimen Chamber pada mesin SEM (JEOL JSM-6360LA)
untuk dilakukan pemotretan. Hasil pemotretan dapat disesuaikan dengan perbesaran
yang diinginkan. Dengan data yang diperoleh dapat diketahui ukuran partikel dari
mikroenkapsulan vit. E.
3.2.10. Mikroenkapsulasi Vitamin E PFAD dengan campuran GA dan GKK Vitamin E, air, GKK dan GA yang diperoleh dicampur dengan perbandingan tertentu,
Hasil pencampuran tersebut digunakan pada proses spray drying dengan suhu
3.2.11. Analisa Rendemen Mikroenkapsulan Vit. E
Timbang sampel hasil proses mikroenkapsulasi vitamin E PFAD seluruhnya sebagai
berat produk (Wp). Kemudian feed/umpan awal berupa GA : GKK : Vit. E PFAD
sebelum di spray dryer sebagai berat feed (Wf). Dan kandungan air produk
(mikroenkapsulan) sebagai MCp serta kandungan air feed/umpan awal sebagai MCf.
Hitung rendemen yang dihasilkan dengan menggunakan persamaan berikut :
= −
− 100%
(Pinalia, 2014)
3.2.12. Analisa Kandungan Minyak (Oil Content) Mikroenkapsulan Vit. E
Timbang sampel sebanyak 10 gram sebagai berat (a) ke dalam celulose timbal. Catat
berat kosong boiling flask sebagai berat (b), tambahkan 140 mL petreleum benzene
kedalam boiling flask, kemudian sampel dimasukkan kedalam boiling flask tersebut.
Keringakan sampel dengan menggunakan soklet ekstraksi (suhu = 1500C dan ditunjukkan bacaan run pada alat soklet ekstraksi). Setelah petreleum benzene kering
(ditunjukkan oleh bacaan pada alat stop), hentikan pengeringan. Bersihkan bagian luar
flask dan timbang flask + sampel sebagai berat minyak (c). Dengan perhitungan :
Internal, AMT SFQ-82
3.2.13. Analisa Kestabilan Oksidasi Mikroenkapsulan Vit. E
29
3.2.14. Efisiensi Enkapsulasi (EE) Mikroenkapsulan Vit. E
Heksana sebanyak 15 ml ditambahkan ke 1,5 gram mikroenkapsulan dalam botol kaca
dengan tutup, diguncang dengan tangan untuk ekstraksi minyak bebas, selama 2 menit,
pada suhu kamar. Campuran pelarut disaring melalui Whatman saringan kertas n° 1
dan bubuk dikumpulkan pada filter dibilas tiga kali dengan 20 ml heksana. Kemudian,
pelarut yang tersisa diuapkan pada suhu 60°C dan didiamkan pada suhu kamar, sampai
berat konstan. Non-enkapsulan vitamin E (vitamin E permukaan) ditentukan oleh
perbedaan massa antara labu bersih awal dan yang mengandung residu minyak yang
diekstraksi (SO) dengan mikroenkapsulan vit. E (TO). Efisiensi enkapsulasi (EE)
dihitung dari Persamaan:
EE = [ (TO-SO) / TO ] X 100%
(Jafari et al., 2008)
3.2.15. Analisa Kandungan Air Mikroenkapsulan Vit. E dengan Moisture Analyzer AND MX-50
Alat moisture analyzer dihidupkan, ditunggu hingga layar menunjukkan 0.000 gram
atau ditekan “Reset”. Suhu pengeringan dipilih dan untuk sampel mikroenkapsulan vit.
E pada suhu 1050C. Kemudian timbang 5 gram sampel pada piringan kaca tersebut. Ditutup pentupnya dan ditekan “Enter” untuk memulai pengeringan. Kemudian
ditunggu hingga hasil moisture ditampilkan di layar secara otomatis (Internal,
3.3. Bagan Penelitian
3.3.1. Pembuatan Galaktomanan Kolang – Kaling
100 gram kolang -kaling
Lapisan Bawah / Residu Lapisan Atas / Filtrat
Filtrat Residu
Filtrat Residu
Dibersihkan
Ditambahkan air suling degan perbandingan 10 : 1 antara air
suling dengan kolang – kaling
Dihaluskan dengan blender selama 5 menit
Didiamkan selama 24 jam di dalam lemari pendingin
Disentrifugasi pada kecepatan 6500 rpm selama 60 menit
Ditambahkan etanol dengan perbandingan 1 : 2 antara lapisan atas dengan etanol
Didiamkan selama 24 jam dalam lemari pendingin Disaring
Ditambahkan etanol p.a hingga mengeras Disaring
31 3.3.2. Pembuatan Film dari Larutan Campuran GA, GKK dan Vitamin E PFAD
Dilakukan hal yang sama dengan perbandingan pembuatan film H2O : GA : GKK yang berbeda (sesuai formula terlampir). Kemudian dilakukakn analisa yang sama.
H2O : GKK : GA : Vit. E PFAD
Larutan sampel
dipanaskan pada suhu 700C mix 1500 rpm
Dituang pada cawan petri diameter 9 cm
Dimasukkan ke dalam 0ven blower pada suhu 350C selama 10 jam
Film GA, GKK dan Vit. E PFAD
Uji Ketebalan Film
Uji Kestabilan Larutan
SEM
3.3.3. Mikroenkapsulasi Vitamin E PFAD dengan Metode Spray Drying
Dilakukan hal yang sama dengan perbandingan feed / umpan tanpa GKK (sesuai formula terlampir). Kemudian dilakukakn analisa yang sama.
GKK : Air : GA : Vit. E PFAD
Dipanasakan pada suhu 700C Diaduk pada kecepatan 3000 rpm
Disaring menggunakan bag 1000 micron
Spray Drying
Dipanaskan pada suhu 170 – 2000C Dipompa secara peristaltik dengan
kecepatan 20 rpm
Disaring
Suhu keluar uap air 90-950C
Mikroenkapsulan Vit. E
Moisture SEM / Digital
elektron HPLC p-Anisidine Dianalisa
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling
Hasil ekstraksi galaktomanan dari 100,26 gram kolang-kaling dengan menggunakan
air deionisasi diperoleh sebesar 4,71 gram atau 4,7%.
4.1.2. Hasil Analisis Komponen Vitamin E PFAD
Sebelum dilakukan pembuatan film dan mikroenkapsulasi, maka vitamin E dari PFAD
yang digunakan sebagai bahan baku berasal dari pemurnian PFAD hasil samping
destilat CPO di industri pengolahan CPO di Medan, kemudian vitamin E PFAD
dianalisis komponen senyawa yang terkandung di dalamnya dengan menggunakan alat
kromatografi gas (GC) dan komponen senyawa vitamin E menggunakan alat HPLC.
Adapun hasil analisisnya seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.1. dan 4.2. serta
kromatogram hasil analisis pada Lampiran 1 dan 2.
Tabel 4.1. Komponen Senyawa Kimia pada Larutan Vitamin E PFAD dengan GC Nama Senyawa Persentase (%)
Asam Lemak
Monogliserida
Digliserida
Trigliserida
Squalen
Vitamin E
0,1017
0,4299
2,7171
9,8803
11,4208
75,4501
Tabel 4.2. Komponen Senyawa Kimia Vitamin E dalam Larutan Vitamin E PFAD dengan HPLC
Nama Senyawa Persentase (%)
α-Tokoperol
α-Tokotrienol
β-Tokotrienol
γ-Tokotrienol
δ-Tokotrienol
14,54
14,86
1,74
17,89
7,80
Total. Vitamin E 56,83
4.1.3. Hasil Film Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD
Hasil pembuatan film campuran GKK, GA dan vitamin E dilakukan dengan variasi
GKK 0.1 gram ; 0.2 gram ; 0.3 gram ; 0.4 gram yang diikuti dengan penambahan GA 7
gram dan vitamin E 1.3 gram (formula terlampir). Pembuatan film sebagai preparasi
awal sebelum melakukan spray drying. GKK dilarutkan dalam air deionisasi,
dipanaskan sambil diaduk diatas hotplate stirer hingga mencapai suhu 700C dan kecepatan 1500 rpm. Setelah GKK larut, penambahan GA sedikit demi sedikit
sebanyak 7 gram. Larutan dipanaskan dan diaduk selama 30 menit. Larutan hasil
pencampuran dianalisis nilai viskositas dengan menggunakan alat viscometer
brookfield dan kestabilan larutan, 95 mL Larutan dituang dalam cawan petri diameter
9 cm. Film yang terbentuk dihitung ketebalannya dan dianalisis morfologi
permukaannya dengan SEM. Uji ketebalan film dilakukan pada lima titik yang diukur
secara acak dengan menggunakan mikrometer sekrup digital (Mitutoyo). Adapun hasil
35 Tabel. 4.3. Hasil Pengukuran Ketebalan Film
Formula Ketebalan (mm)
Analisa viskositas dilakukan untuk melihat kekentalan larutan campuran pada suhu
700C sebelum dilakukan pembuatan film. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dengan variasi kecepatan spindle 60 rpm dan 100 rpm. Adapun hasil analisa viskositas
rata-rata ditunjukkan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Hasil Analisis Viskositas Larutan Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD
Formulasi
Viskositas pada suhu 700C
4.1.3.2. Hasil Analisis Kestabilan Larutan Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD
Analisis kestabilan dilakukan dengan melihat kelarutan dari GKK, GA dan vitamin E
setelah dilakukan pemanasan pada suhu 700C dan diaduk pada 1500 rpm selama 30 menit, lalu diangkat dan didiamkan pada suhu kamar. Waktu yang diperlukan saat
terpisahnya vitamin E dalam larutan ditunjukkan pada Tabel 4.5.
Tabel. 4.5. Kestabilan Larutan Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD Formulasi Waktu Saat Vit E Terpisah (detik)
1
2
3
4
5
6
7
126
378
395
412
507
30
-
4.1.4. Mikroenkapsulasi Vitamin E PFAD dengan Campuran GA dan GKK menggunakan Metode Spray Drying
Mikroenkapsulasi di lakukan dengan metode spray drying, bahan penyalut yang
digunakan GA dan kombinasi GA dengan GKK. Formulasi sesuai dengan (ISO 9001
(2008) dan ISO 22000 (2005)) dan dengan kombinasi GKK sesuai dari keadaan terbaik
pada film GKK, GA dan vitamin E pada preparasi awal. Formulasi mikroenkapsulasi
37 Tabel. 4.6. Formulasi Mikroenkapsulasi dengan Variasi Penambahan GKK Nama Bahan Formulasi (%) Berat Feed/Umpan (gram)
A (GA) B (GA:GK) A (GA) A (GA:GKK) penambahan GA sedikit demi sedikit dan diaduk pada kecepatan 3000 rpm selama 30
menit, kemudian penamabahn vitamin E sedikit demi sedikit dan di aduk selama 15
menit. Sampel kemudian dispray dry dengan pengaturan udara panas 180 – 2000C dan suhu keluar 900C. Sampel di pompa pada laju sampel 20 rpm dengan sistem peristaltik. Hasil mikroenkapsulasi ditampung dalam botol tertutup dan dihitung berat
mikroenkapsulan vit. E yang diperoleh.
Hal yang sama dilakukan dengan penambahan galaktomanan kolang kaling
(GKK), namun terlebih dahulu galaktomanan dilarutkan dalam air kemudian dilakukan
hal yang sama dengan proses tanpa penambahan galaktomanan. Hasil % rendemen
mikroenkapsulan vit. E yang terbentuk dari enkapsulasi vitamin E ditunjukkan pada
Tabel 4.7.
Tabel. 4.7. Rendemen Mikroenkapsulan Vit. E yang dihasilkan dengan Metode
Spray Drying
Formula Berat (gram) Rendemen (%)
Mikroenkapsulan vit. E kemudian dianalisis morfologi permukaan dan ukuran
partikel dengan SEM, efisiensi enkapsulasi, kandungan minyak, total tocotrienol
dengan HPLC, stabilitas oksidasi dengan metode p-Anisidine yang diukur dengan
spectrofotometer dan kadar air.
4.1.4.1. Hasil Analisis Oil Content Mikroenkapsulan Vit. E
Analisis oil content (kandungan minyak) dengan menggunakan soklet ekstraksi merck
Gerhardt dengan pelarut petroleum benzene. Hasil analisis berupa % minyak yang
terdapat dalam mikroenkapsulan vit. E. Hasil analisis ditunjukkan pada Tabel 4.8.
Tabel. 4.8. Hasil Analisis Kandungan Minyak dalam Mikroenkapsulan Vit. E Sampel
Mikroenkapsulan Vit. E
% Kandungan Minyak Setelah Spray
Drying
Setelah 24 jam
pada suhu 600C
Setelah 48 jam
pada suhu 600C GA
GA : GKK
61,8253
62,4414
62,8703
62,9865
64,5313
64,9691
4.1.4.2. Hasil Analisis Kestabilan Oksidasi
Analisis kestabilan oksidasi pada sampel vitamin E menggunakan spectrofotometer
dengan metode p-Anisidine, HPLC untuk menentukan kandungan komponen Vitamin
E. Hasil analisis ditunjukkan pada Tabel 4.9., 4.10. dan 4.11 Kromatogram hasil
39
Tabel.4.10. Hasil Analisis Total Komponen Vitamin E dalam Mikroenkapsulan Vit. E dengan HPLC
Sampel
Mikroenkapsulan Vit. E
% Total Komponen Vitamin E Setelah Spray
Tabel.4.11. Hasil Analisis Komponen Kimia Vitamin E dalam Mikroenkapsulan Vit. E dengan HPLC
Sampel A : Mikroenkapsulan Vit. E (GA) setelah Spray drying
Sampel A1 : Mikroenkapsulan Vit. E (GA) setelah 24 jam pada suhu 600C Sampel B1 : Mikroenkapsulan Vit. E (GA:GKK) setelah 24 jam pada suhu 600C Sampel A2 : Mikroenkapsulan Vit. E (GA) setelah 48 jam pada suhu 600C Sampel B2 : Mikroenkapsulan Vit. E(GA:GKK) setelah 48 jam pada suhu 600C
4.1.4.3. Efisiensi Enkapsulasi (EE) Mikroenkapsulan Vit. E
Non-enkapsulan vitamin E (vitamin E permukaan) ditentukan oleh perbedaan masa
antara labu bersih awal dan yang mengandung residu minyak yang diekstraksi dengan
mikroenkapusaln vit E. Hasil perhitungan analisis efisiensi enkapsulasi
mikroenkapsulan vit. E ditunjukkan pada Tabel 4.12.
Tabel. 4.12. Efisiensi Enkapsulasi (EE) Mikroenkapsulan Vit. E Sampel
Mikroenkapsulan Vit. E
% Efisiensi Enkapsulasi (EE)
Analisis 1 Analisis 2 Analisis 3 Rata - rata
4.1.4.4. Hasil Analisis Moisture Mikroenkapsulan Vit. E
Analisis moisture (kadar air) dilakukan dengan alat moisture analyzer dengan metode
infrared, suhu penguapan air 1050C dengan berat sampel ± 5.0 gram. Analisis kadar air hanya dilakukan pada sampel mikroenkapsulan vit. E setelah spray drying dan
dilakukan dua kali analisis. Hasil analisis moisture ditunjukkan pada tabel 4.13.
Tabel. 4.13. Hasil Analisis Moisture Mikroenkapsulan Vit. E Sampel
Mikroenkapsulan Vit. E
% Moisture
41 4.2. Pembahasan
4.2.1. Hasil Ekstraksi Galaktomanan Kolang-kaling dari Kolang-kaling
Sebanyak 100,26 gram kolang-kaling diekstraksi dengan menggunakan air deionisasi
1000 mL, kemudian diendapkan dengan etanol dengan perbandingan 1:2 antara filtrat
galaktomanan dengan etanol, kemudian disaring dan residu dicuci dengan etanol p.a.,
diperoleh galaktomanan dengan berat 4,71 gram (4,7%).
Hasil ekstraksi yang diperoleh tidak jauh berbeda dengan yang diperoleh
Koiman sebesar 5% dengan suasana basa (Koiman, 1971) dan yang diperoleh Tarigan
sebesar 4,58% (Tarigan, 2012).
Gambar 4.1. Hasil Ekstraksi Galaktomanan Kolang-kaling (GKK)
4.2.2. Analisis Komponen Vitamin E
Minyak sawit mengandung vitamin E antara 600-1000 ppm yang merupakan campuran
tokoperol (21-31%) dan tokotrienol (66-79%). Sayangnya, vitamin E yang terdapat
dalam minyak sawit sebagian hilang selama proses pengolahan (Schwartz et al., 2008).
Vitamin E alami secara normal diperoleh kembali dari PFAD bukan dari minyak
nabati yang sudah direfining ( Fizet, 1993). Berdasarkan hasil analisis dengan GC
(Tabel 4.1) diperoleh kandungan asam lemak bebas 0.1017%, monogliserida (MG)
0.4299%, digliserida (DG) 2.7171%, trigliserida (TG) 9.8803%, squalen 11.4208%
CH2
pada sampel (Tabel 4.2. dan Lampiran 2) adalah α-Tokoperol 14.54%, α-Tokotrienol
14.86%, β-Tokotrienol 1.74%, γ-Tokotrienol 17.89% dan δ-Tokotrienol 7.80%. Hasil
tersebut menunjukkan bahwa Vitamin E dari PFAD mengandung banyak tokotrienol
yaitu sebesar 74,41% dan tokoperol sebesar 25,59%. Hal ini sesuai dengan penelitian
43
Squalen
R1
R2
R3
OH
O
Tokoperol / Vitamin E
R1
R2
R3
OH
O
Tokotrienol / Vitamin E
R1, R2, R3 = CH3 α-tokoperol atau tokotrienol R1, R3 = CH3, R2= H β- tokoperol atau tokoterienol
R1=H, R2, R3= CH3 γ- tokoperol atau tokotrienol
R1,R2 =H , R3 = CH3 δ- tokoperol atau tokotrienol (Schwartz et al., 2008).
Gambar 4.3. Struktur Senyawa Squalen dan α, β, γ, δ - Tokoferol dan Tokotrienol yang Terkandung pada Larutan Vitamin E PFAD 4.2.3. Film Campuran GKK, GA dan Vitamin E PFAD
Vitamin E memiliki nilai antioksidan tinggi yang memainkan peranan penting untuk
mencegah terjadinya reaksi radikal bebas, namun demikian antioksidan alami sukar
larut dalam air dan secara biologi tidak stabil, karena sensitif terhadap faktor
lingkungan ataupun pada saat pengolahan seperti cahaya, dan suhu. (Evans et al.,
2002). Dalam mengatasi kelemahan ini telah dilakukan penelitian oleh Tarigan. 2014.,
Vitamin E dapat tertrap sekitar 7.5% dengan penambahan Tween 20 dan tanpa
penambahan Tween 20 sekitar 5.35%.
Dengan preparasi awal pembuatan film GKK, GA dan vitamin E PFAD,
menunjukkan pada arah perbandingan penambahan galaktomanan sebagai zat
tambahan dalam metode spray dry. Hasil analisis viskositas menunjukkan bahwa
semakin banyak jumlah GKK yang ditambahkan maka viskositas semakin tinggi.
Namun demikian viskositas yang mirip dengan viskositas pada 60 rpm suhu 700C formula (ISO 9001 (2008) dan ISO 22000 (2005)) yaitu cP 13,2 dan torque 27,0%
adalah formula 3 dan 4 yaitu dengan penambahan variasi GKK 0,2 gram dan 0,3 gram.
Kestabilan campuran GKK, GA dan vitamin E menunjukkan bahwa semakin
banyak jumlah GKK yang ditambahkan maka kestabilannya semakin meningkat.
Berdasarkan bentuk film yang diperoleh (Gambar 4.4.) maka yang paling kompatibel
atau bercampur sempurna adalah pada campuran GKK : GA : Vit. E (0,2 gram : 7
gram : 1,3 gram) dengan total 100 gram pada formula nomor tiga. Soares et al., (2015),
menyatakan dalam penelitiannya bahawa campuran hidrogel yang baik dan stabil
secara fisik akan lebih memungkinkan digunakan pada industri kosmetik dan
obat-obatan.
Dengan demikian maka campuran yang digunakan untuk metode spray drying
adalah formulasi 3 dengan perbandingan GKK : GA : Vit. E (0,2 gram : 7 gram : 1,3
45
Gambar 4.4. Film Campuran GA, GKK dan vitamin E PFAD
4.2.4. Mikroenkapsulasi Vitamin E PFAD dengan Metode Spray Drying
Penggunaan teknologi mikroenkapsulasi terhadap komponen bioaktif dapat
meningkatkan stabilitas fisik komponen bioaktif tersebut, melindungi dari kerusakan
kimiawi, melindunginya dari interaksi dengan bahan tambahan makanan (food
ingredient). Mikroenkapsulasi vitamin E minyak sawit akan menghasilkan produk
dalam bentuk bubuk yang memiliki kandungan antioksidan dengan stabilitas yang
tinggi selama penyimpanan. Produk dalam bentuk bubuk ini memudahkan aplikasi
penambahan vitamin E pada bermacam-macam produk pangan sehingga bermanfaat
Gambar 4.5. Mikroenkapsulan Vit. E (A) dengan GKK dan (B) tanpa GKK Pada penelitian ini, rendemen yang dihasilkan tidak dapat mencapai 100%,
adapun hasil rendemen pada mikroenkapsulan vit. E tanpa GKK adalah 53,1524%
sedangkan pada mikroenkapslan vit. E dengan GKK adalah 64,0918%. Hal ini
disebabkan adanya penempelan droplet pada dinding kolom ruang udara. Selain itu,
pada proses ini juga terbentuk partikel yang sangat halus sehingga terbawa oleh aliran
udara panas dan tidak dapat dipisahkan dalam cyclone (chember). Partikel yang sangat
halus terjebak dalam saringan udara keluar dan tidak dapat di panen (colect).
Bahan penyalut yang bersifat pseudoplastik dapat memungkinkan untuk
bertindak sebagai plasticizer, pembentukan bulat dan halus pada mikroenkapsulan dan
meningkatkan gaya adhesi antara dinding dan bahan inti (Purnomo, dkk., 2014).
Galaktomanan kolang kaling memiliki sifat yang diinginkan sebagai emulsifier dan
menambah kekentalan larutan disamping aman untuk dimakan dan terbiodegradasi.
Kelebihan utama dari galaktomanan dari polisakarida lain adalah kemampuannya
untuk membentuk larutan yang sangat kental dalam konsentrasi yang rendah dan
hanya sedikit dipengaruhi pH, kekutan ionik dan pemanasan. Viskositas galaktomanan
47 mikroenkapsulan yang diperoleh (rendemen) dibanding tanpa penambahan
galaktomanan.
Kandungan minyak (oil content) dan kestabilan oksidasi pada penelitian
dilakukan pada sampel mikroenkapsulan vit. E tanpa GKK dan dengan GKK setelah
proses spray drying, kemudian mikroenkapsulan vit. E yang telah disimpan pada suhu
600C selama 24 jam dan 48 jam, proses penentuan kandungan minyak merupakan modifikasi penelitian Helena, dkk., 2013., dengan batasan penyimpanan selama 48
jam, karena semakin lama dalam penyimpanan pada suhu tinggi atau 600C, tentu degradasi vitamin E akan terjadi dan meyebabkan kerusakan pada vitamin E tersebut.
Dalam penelitian ini hanya melihat adakah pengaruh dari penambahan GKK atau
tanpa GKK dalam hal kandungan minyak dan kstabilan oksidasi dengan batasan
penyimpanan selama 48 jam.
Adapun grafik hasil kandungan minyak mikroenkapsulan vit. E dengan GA
tanpa GKK dan mikroenkapsulan vit. E dengan GA dan GKK setelah spray drying,
setelah penyimpanan pada suhu 600C selama 24 dan 48 jam dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Grafik Kandungan Minyak (Oil Content) Mikroenkapsulan vit. E
61.8253
Dari Gambar 4.6. dapat dilihat bahwa mikroenkapsulan vit. E dengan GA tanpa
GKK lebih sedikit dibanding dengan mikroenkapsulan vit. E dengan GKK baik setelah
spray drying ataupun setelah penyimpanan pada suhu 600C selama 24 dan 48 jam. Adanya sifat galaktomanan sebagai emulsifier akan meningkatkan jumlah kandungan
minyak yang terkandung pada mikroenkapsulan vit. E. Demikian juga penambahan
GKK pada campuran akan meningkat jumlah vitamin E yang teradsorbsi pada
mikroenkapsulan vit. E dibandingkan dengan GA tanpa GKK.
Degradasi vitamin E pada mikroenkapsulan vit. E dengan penambahan GKK
dan tanpa GKK dapat dilihat dari Gambar 4.7. Total komponen vitamin E awal adalah
56,83%, kemudian setelah spray drying mengalami sedikit penurunan yaitu pada GA
tanpa GKK menjadi 53,29% sedangkan pada GA dengan GKK menjadi 53,76%, pada
proses awal terdapat perbedaan yang tidak terlalu besar. Kemudian setelah
penyimpanan selama 24 jam mengalami penurunan yaitu 49,23% (GA tanpa GKK)
dan 49,72% (GA dengan GKK) dan selanjutnya setelah 48 jam terjadi penurunan yang
signifikan yaitu 37,95% (GA tanpa GKK) dan 39,53% (GA dengan GKK). Hal ini
menunjukkan GKK juga mempengaruhi tingkat kestabilan vitamin E pada campuran,
hal ini dapat dilihat bahwa tingkat penurunan jumlah vitamin E lebih lambat
49
Gambar 4.7. Grafik Degradasi Total Komponen Kimia Vitamin E Mikroenkapsulan Vit. E
Secara fisik perbedaan antara mikroenkapsulan vit. E dengan GA tanpa GKK
dan GA dengan GKK tidak begitu jelas, sama seperti halnya mikroenkapsulan, namun
jika dilihat dengan digital elektron dengan pembesaran 430 kali perbedaan antara
kedua mikroenkapsulan mulai terlihat jelas. Perbedaan permukaan mikroenkapsulan
lebih jelas dapat dilihat dengan alat Scanning Electron Microscopy (SEM). 53.29
A B
Gambar 4.8. Mikroenkapsulan vit. E dengan mikroskop digital pembesaran 430 kali. (A) Mikroenkapsulan vit. E vitamin E dengan GA tanpa GKK, (B) Mikroenkapsulan vit. E dengan GA dan GKK.
Pada Gambar 4.8. dapat diihat dengan penambahan GKK memberikan fisik
yang lebih kompatibel dibanding dengan tanpa penambahan GKK.
4.2.5. Analisis Kestabilan Oksidasi Mikroenkapsulan Vit. E
Penambahan galaktomanan pada pembentukan mikroenkapsulan vit. E dapat menjaga
kestabilan vitamin E terhadap faktor lingkungan ataupun pada saat pengolahan seperti
cahaya, oksigen dan suhu. Hasil analisa nilai p-Anisidin setelah spray drying dan
51
Gambar 4.9. Grafik Kestabilan Oksidasi (Nilai p-Anisidin) Mikroenkapsulan Vit. E
Dari hasil analisis p-Anisidin setelah spray drying pada GA tanpa GKK adalah
25,21 sedangkan pada GA dengan GKK adalah 16,71. Kemudian dalam proses
penyimpanan pada suhu 600C selama 24 jam nilai p-Anisidin meningkat menjadi 36,48 (GA tanpa GKK) dan 29,63 (GA dengan GKK) dan selama 48 jam menjadi 47,52 (GA
tanpa GKK) dan 34,68 (GA dengan GKK). Adapun reaksi peruraian vitamin E akibat
adanya pengaruh dari cahaya, oksigen dan suhu dapat dilihat pada Gambar 4.10. Hal
ini menunjukkan dari analisis hasil p-Anisidin pada mikroenkapsulan vit. E pada
Gambar 4.9 menunjukkan bahwa lama waktu pada suhu 600C selama 24 dan 48 jam, maka nilai p-Anisidin semakin meningkat. Namun demikian dengan penambahan
GKK pada campuran mampu memperlambat peningkatan nilai p-anisidin yang berarti
menghambat kerusakan vitamin E dalam hal pemanasan. 25.21
H3C
- tokoperoxyl Radical
H2O
5-Nitro- - tocopherol CNO+ + 02
-CNOO
Tocopherol
Sumber : Christie W.W.2011
Gambar 4.10. Reaksi Peruraian Vitamin E
4.2.6. Efisiensi Enkapsulasi Mikroenkapsulan Vit. E
Efisiensi enkapsulasi sampel secara signifikan dipengaruhi oleh jenis bahan
53 dengan GA adalah 60,68% dan GA:GKK adalah 70,016%, sehingga menjadi nilai
tertinggi diperoleh untuk mikroenkapsulan vit. E dengan GA:GKK.
Menganalisis hasil, kedua kombinasi (GA dan GA:GKK) memiliki perlakuan
dan karakteristik yang sama saat proses spray drying. Namun, kandungan emulsi GA
menunjukkan stabilitas rendah sedangkan pada GA:GKK menunjukkan stabilitas yang
lebih tinggi, yang akan mempengaruhi pada efisiensi enkapsulasi mikroenkapsulan
yang dihasilkan. Menurut Barbosa et al., (2005), kestabilan emulsi, semakin tinggi
efisiensi enkapsulasi maka semakin rendah jumlah bahan non-enkapsulasi di
permukaan partikel. Charve dan Reineccius (2009) memperoleh hasil yang serupa
mempelajari retensi volatile dalam mikroenkapsulan dengan spray dryer, di mana
partikel-partikel mikroenkapsulan diproduksi dengan penyalut pati dimodifikasi
menunjukkan efisiensi enkapsulasi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan partikel
enkapsulan dengan pati gum arab dan wheyprotein tanpa modifikasi.
Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa pengurangan ukuran tetesan
emulsi, yang umumnya merupakan suatu peningkatan stabilitas, menghasilkan retensi
yang lebih besar dari bahan aktif (Liu et al., 2001;. Soottitantawat et al., 2005;. Jafari
et al., 2008). Dalam penelitian ini, hasil yang diperoleh untuk efisiensi enkapsulasi
tidak dapat berhubungan dengan ukuran emulsi tetesan atau viskositas dan perbedaan
antara mereka, mungkin dapat dikaitkan dengan perbedaan antara matriks polimer
yang dibentuk oleh masing-masing dari bahan dinding yang digunakan, yang memiliki
sifat retensi yang berbeda dan kemampuan pembentuk film.
4.2.7. Kadar Air Mikroenkapsulan Vit. E
Kadar air menjadi salah satu parameter utama yang menentukan kualitas produk kering
seperti pada mikroenkapsulan vit. E yang berbentuk kering. Kadar air yang rendah
dapat mencegah tumbuhnya bakteri atau jamur yang dapat menyebabkan kerusakan
produk (Master, 1979).
Kadar air pada mikroenkapsulan vit. E. secara kuantitatif tanpa penambahan
penambahan GKK menjadi 3.08%. Penambahan GKK dapat meningkatkan total
padatan bahan dan semakin tinggi total padatan yang dikeringkan sampai batas tertentu
maka kecepatan penguapan akan semakin tinggi sehingga kadar air bahan menjadi
rendah.
Menurut Buckle (1987), serbuk yang memiliki kadar air yang tinggi akan
mudah rusak karena dapat menyebabkan pertumbuhan jamur dalam powder. Untuk
produk mikroenkapsulan, kadar air harus kurang dari 8%. Sehingga dapat dikatakan
dengan penambahan GKK dapat memperpanjang masa simpan produk
mikroenkapsulan vit. E.
4.2.8. Analisis Morfologi Permukaan dengan SEM (Scanning Electron Microscopy)
Analisis permukaan dengan SEM dilakukan untuk melihat morfologi permukaan
dalam film GKK : GA : vitamin E PFAD. Analisis dilakukan pada film formula 1 (GA
: vitamin E PFAD), formula 3 (GA : GKK : vitamin E PFAD), formula 6 (GKK :
vitamin E PFAD) dan formula 7 (GA : GKK). Hasil analisis dengan SEM dapat dilihat
55
Formula 1 Formula 3
Formula 6 Formula 7
Hasil analisis SEM film pada formula 1 menunjukkan adanya partikel hitam
yang sangat jelas tersusun ini membuktikan adsorbsi vitamin E PFAD pada GA masih
belum teradsobsi sempurna, sedangkan pada formula 3 menunjukkan adanya partikel
warna hitam yang tidak jelas dan sudah tersusun secara merata dan seragam ini
membuktikan bahwa vitamin E PFAD dapat teradsorbsi secara merata dengan
penambahan GKK. Sementara pada formula 6 menunjukkan adanya partikel hitam dan
putih yang sangat berbeda dengan ukuran yang kecil dan tersusun merata
membuktikan bahwa vitamin E PFAD dapat terserap dalam GKK. Hal ini sesuai
dengan yang diteliti oleh Tarigan, 2014. Partikel warna hitam dan putih yang berbeda
tersusun secara merata dengan ukuran tidak seragam membuktikan vitamin E dapat
terinkorporasi secara merata dengan galaktomanan kolang-kaling. Formula 7
menunjukkan adanya campuran yang merata antara GKK dan GA.
Analisis permukaan dengan SEM juga dilakukan pada mikroenkapsulan vit. E
dengan GA tanpa GKK (formula A) dan GA dengan GKK (formula B). Hasil analisis
dengan SEM dapat dilihat pada gambar 4.9.
Kondisi pengeringan sangat bergantung pada bahan penyalut yang digunakan
dan bahan intinya. Ketidaksesuaian antara bahan penyalut dan kondisi pengeringan
dapat mengakibatkan kebocoran atau terjadinya efek “balooning” dan pembengkakan
“puffing” serta dapat menurunkan retensi (Rennecius et al.,1988). Pada penelitian ini
digunakan teknik Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mengetahui struktur
mikroenkapsulan vit. E dengan GA tanpa GKK dan mikroenkapsulan vit. E dengan
57
Formula A (Mikroenkapsulan Vit. E dengan GA)
Formula B (Mikroenkapsulan Vit. E dengan GA:GKK)
Hasil pengeringan menggunakan spray dryer dengan suhu inlet 170-2000C dari dua foemula A dan B memberikan hasil yang relarif sama yaitu bulat dan bergumpal.
Tampak bahwa pada mikroenkapsulan vit. E dengan GA masih terdapat bercak hitam
yang diduga merupakan inti atau vitamin E PFAD yang masih belum tersalutkan
sempurna (Gambar 4.12 Formula A). Sedangkan pada mikroenkapsulan vit. E dengan
GA:GKK bercak hitam tidak kelihatan berarti vitamin E PFAD dapat tersalutkan lebih
baik (Gambar 4.12 Formula B). Hal ini menunjukkan dengan penambahan GKK dapat
meningkatkan penyalutan atau pembungkusan inti lebih baik. Seperti yang dituliskan
oleh Purnomo, dkk, 2014, bahan penyalut yang bersifat pseudoplastik memungkinkan
bertindak sebagai plasticizer, pembentukan bulat dan halus pada mikroenkapsulan dan
meningkatkan gaya adhesi antara dinding dan bahan inti.
Mikroenkapsulasi didefenisikan sebagai suatu proses dimana lapis tipis polimer
dideposisi di sekeliling bahan padat atau pada tetesan cairan (mikrosfer) yang
terbentuk, berukuran beberapa nanometer sampai beberapa ribu nanometer (Agoes,
2010). Hasil analisis dengan SEM menunjukkan ukuran partikel dari mikroenkpasulan
vit. E, dari Gambar 4.12 dapat dilihat ukuran partikel dari mikroenkpasulan vit. E
menggunakan GA sebesar 16 micron sedangkan campuran GA:GKK sebesar 11
micron. Produk hasil spray drying dengan bahan campuran GA, GKK dan vitamin E
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Proses mikroenkapsulasi vitamin E PFAD dengan metode spray drying telah dapat
dilakukan pada campuran gum acasia (GA) dan galaktomanan kolang-kaling
(GKK) pada perbandingan gum acasia : galaktomanan kolang-kaling : vitamin E :
Air adalah 13,6% : 0,4% : 26% : 60% dengan produk mikroenkapsulan vit. E
dengan sifat lebih baik dari mikroenkapsulan vit. E tanpa GKK.
2. Penambahan GKK dalam campuran larutan akan meningkatkan rendemen
mikroenkapsulan vit. E yaitu 64,09% dengan GKK dan 53,15% tanpa GKK ,
efisiensi enkapsulasi yaitu 70,02% dengan GKK dan 60,68% tanpa GKK,
persentase vitamin E yang teradsorbsi pada penyalut yaitu 53,76% dengan GKK
dan 53,29% tanpa GKK dan stabilitas oksidasi vitamin E (menurunnya nilai
p-anisidin) pada mikroenkapsulan vit. E serta menurunkan kadar air yaitu 3,08%
degan GKK dan 3,40 tanpa GKK.
5.2. Saran
Diharapkan penelitian lebih lanjut dapat memvariasikan formula yang efektif atau
dengan mengkombinasikan dengan bahan penyalut lain. Kemudian dalam penelitian
lebih lanjut menggunakan metode lain dalam hal uji kestabilan oksidasi
mikroenkapsulan vit. E. Untuk aplikasi lebih lanjut seperti pemanfaatan dalam bidang
