i
PEMBUATAN NANOPARTIKEL EKSTRAK KUNCI PEPET (Kaempferia rotunda) DENGAN ALGINAT PADA BERBAGAI VARIASI
KONSENTRASI ION KALSIUM
JUDUL
SKRIPSI Diajukan kepada
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Guna
Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia
Oleh :
ANISA NUR KHAKIM NIM: 12307141047
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Skripsi yang berjudul “Pembuatan Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet (Kaempferia
rotunda) dengan Alginat pada Berbagai Variasi Konsentrasi Ion Kalsium” disusun oleh Anisa Nur Khakim, NIM 12307141047.
Yogyakarta, September 2016
Koordinator Tugas Akhir Skripsi Program Studi Kimia
Drs. Jaslin Ikhsan, M.App.Sc.,Ph.D. NIP. 19680629 199303 1 001
Pembimbing Utama
Prof. Dr. Sri Atun
iii
HALAMAN PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini saya:
Nama : Anisa Nur Khakim Nomor Mahasiswa : 12307141047 Program Studi : Kimia
Fakultas : MIPA-UNY
Judul Penelitian : Pembuatan Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet (Kaempferia rotunda) dengan Alginat pada Berbagai Variasi Konsentrasi Ion Kalsium Menyatakan bahwa penelitian ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri yang tergabung dalam penelitian payung yang berjudul “Pengembangan Nanopartikel dan Ekstrak Tumbuhan Famili Zingiberaceae“ dengan peneliti utama Ibu Prof. Dr.
Sri Atun.
Sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang sudah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan penyelesaian studi pada universitas atau institut lain, kecuali pada bagian-bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Yogyakarta, September 2016 Yang Menyatakan
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi yang berjudul “Pembuatan Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet (Kaempferia rotunda ) dengan Alginat pada Berbagai Variasi Konsentrasi Ion Kalsium” yang disusun oleh Anisa Nur Khakim, NIM 12307141047 ini telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal 9 September 2016 dan dinyatakan lulus.
DEWAN PENGUJI
Nama Jabatan Tanda
Tangan
Tanggal
Prof. Dr. Sri Atun
NIP. 19651012 199001 2 001
Ketua
Penguji ... ... C. Budimarwanti, M.Si
NIP. 19660330 199002 2 001
Sekretaris
... ...
Prof. Dr. Indyah Sulistyo Arty, M.S
NIP. 19510406 198502 2 001
Penguji Utama
... ...
Karim Theresih, SU
NIP. 19560824 198303 1 002
Penguji
Pendamping ... ...
Yogyakarta, September 2016
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta
Dekan,
Dr. Hartono
v
HALAMAN MOTTO
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. Ia
mendapat pahala (dari kebaikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari kejahatan) yang dikerjakannya....”
- Q.S. Al Baqarah : 286
“Orang bijak adalah dia yang hari ini mengerjakan apa yang orang bodoh akan
kerjakan tiga hari kemudian”
- Abdullah Ibnu Mubarak
“Bila kau tak tahan lelahnya belajar, maka kau harus tahan menanggung perihnya
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN Teruntuk:
1. Allah Subhanahu Wa Ta’ala.
2. Bapak dan Ibu tercinta, Bapak Tarmo dan Ibu Wiwi Hariyah, yang selalu menyokong perjuanganku.
3. Almarhumah Mama Witaningsih, yang telah melahirkanku, bersama doa-doa terlantun.
4. Kakak-kakak, Mba Elok dan Mba Diyah, adik-adik, Retno dan Ilham, ponakanku Amrina dan Kaysa, yang selalu mendukungku.
5. Calon orang-orang sukses, Rendy, Ridwan, Mary, Upi, Uul, Yulia, Eny, Depe, Asih, Dovi, Iswara, Vini yang mewarnai hari-hariku, menghiburku dan
menyediakan telinga untuk mendengar kesahku.
6. The best team, Upi, mba Ghabby, Dessy, patner terbaik selama penelitian 7. Teman-teman Kimia Subsidi 2012 dan teman-teman konsentrasi organik yang
telah menjadi bagian ceritaku selama hampir 4 tahun ini.
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir Skripsi dengan Judul “Pembuatan Nanopartikel Ekstrak Kunci (Kaempferia rotunda) dengan Alginat pada Berbagai Variasi Konsentrasi Ion Kalsium”, sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains bidang kimia. Shalawat serta salam selalu tercurah kepada Rasulallah Muhammad SAW, pembawa cahaya kebenaran bagi seluruh umat.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Rochmat Wahab, M.Pd., MA selaku Rektor UNY. 2. Bapak Dr. Hartono selaku Dekan FMIPA UNY.
3. Bapak Drs. Jaslin Ikhsan, M.App.Sc.Ph.D. selaku Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY dan Koordinator Tugas Akhir Skripsi Program Studi Kimia FMIPA UNY.
4. Ibu Prof. Dr. Sri Atun selaku Pembimbing Utama dan Ketua Penguji yang selalu memberikan bimbingan, motivasi, dukungan, dan ilmu dengan penuh kesabaran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik
viii
6. Ibu C. Budimarwanti, M.Si. selaku Sekretaris yang telah memberikan arahan, saran, dan masukan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
7. Bapak Karim Theresih, SU selaku Penguji Pendamping yang telah memberikan saran dan masukan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
8. Bapak Dr. Rer. Nat. Senam selaku Pembimbing Akademik.
9. Bapak, Ibu dan semua keluarga besar atas dukungan, motivasi dan doanya. 10.Teman-teman Kimia Subsidi 2012, teman-teman konsentrasi Organik dan
sahabat-sahabat yang selalu memberi dukungan dan semangat.
11.Semua pihak, tanpa dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung sehingga dapat terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir Skripsi ini.
Akhir kata, saya berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya. Saya berharap banyak masukan, saran dan kritik yang membangun terhadap Tugas Akhir Skripsi ini.
Yogyakarta, September 2016
ix DAFTAR ISI
JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
ABSTRAK ... xiv
ABSTRACT ... xv
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Identifikasi Masalah... 3
C. Pembatasan Masalah ... 4
D. Perumusan Masalah ... 4
E. Tujuan Penelitian ... 5
F. Manfaat Penelitian ... 5
BAB II ... 6
KAJIAN PUSTAKA ... 6
A. Deskripsi Teori ... 6
1. Kunci pepet ( Kaempferia rotunda ) ... 6
2. Alginat ... 8
3. Nanopartikel ... 10
4. PSA (Particle Size Analyzer) ... 15
5. Analisis Zeta Potensial ... 16
6. SEM (Scanning Electron Microscopy)... 16
7. Kromatografi Lapis Tipis ... 18
x
C. Kerangka Berpikir ... 20
BAB III ... 22
METODE PENELITIAN ... 22
A. Subjek Penelitian ... 22
B. Objek Penelitian... 22
C. Alat dan Bahan Penelitian ... 22
D. Prosedur Penelitian ... 23
BAB IV ... 28
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 28
A. Hasil Penelitian ... 28
1. Hasil Ekstraksi dengan Maserasi ... 28
2. Hasil Sentrifugasi dan Karakterisasi Koloid Nanopartikel dengan PSA dan Zeta Sizer ... 29
3. Hasil Karakterisasi Morfologi Serbuk Nanopartikel dengan SEM ... 31
4. Hasil identifikasi ekstrak dan nanopartikel dengan KLT ... 32
B. Pembahasan ... 33
BAB V ... 39
KESIMPULAN DAN SARAN ... 39
A. Kesimpulan ... 39
B. Saran ... 39
DAFTRAR PUSTAKA ... 41
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Perbandingan Alginat dan CaCl ………...……….. Tabel 2. Hasil Pengukuran Ukuran Patikel dan Nilai Zeta Potensial ………….
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Rimpang Kunci Pepet (Kaempferia rotunda)………... Gambar 2. Struktur Alginat………... Gambar 3. Reaksi Natrium Alginat dengan Ca +... Gambar 4. Hasil Ektraksi Kunci Pepet...………...
Gambar 5. Koloid Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet...…….………….. Gambar 6. Padatan Kering Hasil Sentrifugasi………... Gambar 7. Electron Micrograph Sampel 3 ..……….………..
Gambar 8. Kromatogram hasil identifikasi KLT... 6 9 10 29 29
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Bahan yang Digunakan………... Lampiran 2. Dokumentasi………...………...………….
Lampiran 3. Bagan Cara Kerja ………...…………... Lampiran 4. Hasil PSA Sampel 1……….... Lampiran 5. Hasil PSA Sampel 2………....
Lampiran 6. Hasil PSA Sampel 3……….... Lampiran 7. Hasil PSA Sampel 4………....
Lampiran 8. Hasil PSA Sampel 5……….... Lampiran 9. Hasil Zeta Sizer Sampel 1………... Lampiran 10. Hasil Zeta Sizer Sampel 2……….... Lampiran 11. Hasil Zeta Sizer Sampel 3……….... Lampiran 12. Hasil SEM Sampel 3 ………..……...
xiv
PEMBUATAN NANOPARTIKEL EKSTRAK KUNCI PEPET (Kaempferia rotunda) DENGAN ALGINAT PADA BERBAGAI VARIASI
KONSENTRASI ION KALSIUM Oleh:
Anisa Nur Khakim
Pembimbing Utama : Prof. Dr. Sri Atun ABSTRAK
Tujuan penelitian ini untuk membuat nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion kalsium dan mengetahui karakter nanopartikel kunci pepet hasil.
Penelitian ini diawali dengan ekstraksi kunci pepet menggunakan metode maserasi dengan pelarut etanol, dilanjutkan partisi menggunakan kloroform dan evaporasi hingga terbentuk ekstrak pekat. Koloid nanopartikel dibuat dengan mencampurkan ekstrak pekat kunci pepet dalam 35 mL etanol dan 15 mL akuades kemudian ditambahkan larutan alginat dan larutan CaCl dengan lima variasi konsentrasi CaCl , yaitu 0,01% b/v; 0,015% b/v; 0,02% b/v; 0,03% b/v dan 0,05% b/v. Padatan terlarut dalam koloid nanopartikel dipisahkan menggunakan sentrifuge kemudian dicuci dengan akuades dan dikeringkan menggunakan freezer. Nanopartikel dikarakterisasi menggunakan PSA dan zeta sizer untuk mengetahui ukuran partikel dan nilai zeta potensialnya serta SEM untuk mengetahui bentuk morfologinya. Metode KLT digunakan untuk membandingkan kandungan senyawa pada ekstrak kunci pepet dengan nanopartikel kunci pepet hasil.
Koloid nanopartikel hasil berwarna kuning kecoklatan dan padatan nanopartikel berwarna coklat muda. Nanopartikel hasil pada konsentrasi CaCl 0,02% b/v dengan rasio alginat dan CaCl (1,4:1) berukuran 100-766 nm sebanyak 100 %; berbentuk bulat; serta nilai zeta potensialnya -49,6 mV. Identifikasi dengan KLT menunjukkan kandungan senyawa yang sama antara ekstrak awal dan nanopartikel hasil.
xv
THE PREPARATION OF KUNCI PEPET (Kaempferia rotunda) EXTRACT NANOPARTICLES LOADED ALGINATE WITH VARIOUS CALSIUM
ION CONCENTRATION By:
Anisa Nur Khakim
Supervisor : Prof. Dr. Sri Atun ABSTRACT
The aim of this research was to make kunci pepet (Kaempferia rotunda) extract nanoparticles loaded alginate with various calsium ion concentration and determine the characteristic of nanoparticles.
This research was carried out by maceration of kunci pepet with ethanol followed by partition with chloroform and then to form viscous extract, the liquid was evaporated. Colloidal nanoparticles were made by mixing the viscous extract with 35 mL ethanol and 15 mL aquadest then added alginate solution and CaCl solution with various concentration of CaCl 0.01% w/v; 0.015% w/v; 0.02% w/v; 0.03% w/v and 0.05% w/v. Colloidal nanoparticles was centrifuged to separate the precipitation of kunci pepet nanoparticles. The precipitated of kunci pepet nanoparticles was washed using aquadest and dehydrated using freezer. The characterization of nanoparticles size and zeta potential was performed using PSA and Zeta Sizer, and morphology by SEM. TLC method was used to compare the substances found in extract kunci pepet with kunci pepet nanoparticles.
Colloidal nanoparticles were successfully prepared in brown yellowess and light brown precipitated. It’s in concentration of CaCl 0.02% w/v with ratio of alginate and CaCl (1.4:1) size 100% was 100 – 766 nm; the morphology was spherical; and the zeta potential value was -49.6 mV. TLC identification showed the same compounds between the initial extract and nanoparticles result.
1 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Indonesia terkenal dengan keanekaragaman jenis tumbuhan yang kaya manfaat. Tumbuhan-tumbuhan tersebut telah dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan manusia seperti sandang, pangan dan papan. Berbagai sektor, termasuk sektor industri juga telah memanfaatkan keberlimpahan jenis tumbuhan di Indonesia. Beberapa jenis tumbuhan, terutama golongan rempah- rempah, telah dimanfaatkan sebagai tumbuhan obat yang berkhasiat secara tradisional mengobati berbagai penyakit.
Salah satu jenis rempah-rempah Indonesia yang berkhasiat obat berbagai penyakit adalah kunci pepet (Kaempferia rotunda). Di dalam tumbuhan kunci pepet baik pada daun, batang, bunga, maupun rimpangnya terkandung banyak senyawa metabolit sekunder. Senyawa metabolit sekunder merupakan senyawa yang umumnya mempunyai kemampuan melindungi tumbuhan dari gangguan penyakit dan serangan hama. Menurut Kardinan dan Taryono (2003), rimpang kunci pepet mengandung senyawa metabolit sekunder antara lain saponin, sineol, minyak atsiri dan polifenol yang dimanfaatkan sebagai obat antikanker, antiinflamasi dan imunostimulan.
2
mengontrol zat, material dan sistem pada skala nanometer. Aplikasi teknologi nano dalam bidang farmasi mempunyai berbagai keunggulan antara lain dapat meningkatkan kelarutan senyawa, mengurangi dosis pengobatan dan meningkatkan absorbsi. Salah satu aplikasi teknologi nano dalam bidang farmasi adalah pembuatan nanopartikel. Nanopartikel merupakan bahan dengan ukuran partikel pada skala nanometer. Bahan nanopartikel banyak digunakan pada sistem penghantaran obat terbaru pada berbagai bentuk sediaan kosmetik dan dermatologikal. Sifat pembawa bahan nanopartikel mempunyai berbagai keuntungan seperti mencegah hidrasi kulit, meningkatkan efek absorpsi, meningkatkan penetrasi zat aktif dan bersifat lepas terkendali (Eriawan Rismana, dkk, 2013).
3
larutan yang tidak stabil, dan viskositas rendah. Penambahan senyawa yang mempunyai kation multivalen, seperti CaCl , dapat meningkatkan viskositas alginat sehingga meningkatkan kemampuan alginat membentuk matriks.
Berdasarkan uraian singkat di atas, melalui penelitian ini peneliti diharapkan dapat membuat nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion kalsium. Nanopartikel pada penelitian ini dibuat dari rimpang kunci pepet yang diekstrak dengan menggunakan metode ektraksi maserasi serta dikarakterisasi dengan PSA (Particle Size Analyzer), Zeta Sizer dan SEM (Scanning Electron Microscopy).
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan uraian yang dikemukakan pada latar belakang, pokok permasalahan yang dapat diidentifikasi dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Terdapat berbagai bagian tanaman kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang dapat diekstrak, antara lain bagian daun, batang, rimpang, dan bunga. 2. Terdapat berbagai metode ekstraksi yang dapat digunakan dalam penelitian
ini.
3. Terdapat berbagai jenis matriks pengikat pada pembuatan nanopartikel. 4. Terdapat berbagai variasi konsentrasi CaCl yang dapat digunakan dalam
penelitian ini.
4 C. Pembatasan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah yang telah diuraikan, maka perlu ada pembatasan masalah, yaitu:
1. Bagian tanaman kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang diekstrak dalam penelitian ini adalah bagian rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang sudah dibersihkan, dikeringkan dan dibuat serbuk.
2. Metode ekstraksi yang digunakan dalam penelitian ini adalah maserasi dengan pelarut etanol.
3. Jenis matriks pengikat pada pembuatan nanopartikel yang digunakan dalam penelitian ini adalah alginat.
4. Variasi konsentrasi CaCl yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0,01% b/v; 0,015% b/v; 0,02% b/v; 0,03% b/v dan 0,05% b/v.
5. Karakterisasi nanopartikel hasil pembuatan dalam penelitian ini menggunakan instrumen PSA (Particle Size Analyzer), Zeta Sizer dan SEM (Scanning Electron Microscopy).
D. Perumusan Masalah
Berdasarkan pembatasan masalah yang telah diuraikan, maka perumusan masalah peda penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Bagaimana pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion kalsium?
5 E. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Membuat nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion kalsium.
2. Mengetahui karakter nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang dihasilkan.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Menambah wawasan, ilmu pengetahuan dan khasanah mengenai pembuatan
nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat sebagai matriks pengikat.
6 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Kunci Pepet ( Kaempferia rotunda )
Kunci pepet adalah nama dalam bahasa Indonesia untuk Kaempferia rotunda. Kunci pepet merupakan tanaman jenis rempah-rempah yang memiliki
banyak khasiat. Pemanfaatan tanaman ini antara lain sebagai obat herbal dan kosmetika tradisional. Tanaman ini telah dimanfaatkan dalam pengobatan tradisional karena mengandung banyak senyawa metabolit sekunder. Kandungan senyawa metabolit sekunder terdapat pada bagian daun, batang, bunga dan terutama pada bagian rimpang. Rimpang kunci pepet, seperti terlihat pada Gambar 1, mengandung senyawa metabolit sekunder seperti saponin, sineol, minyak atsiri dan polifenol.
7
Kunci pepet (Kaempferia rotunda) termasuk kerabat dekat kencur yang memiliki genus sama, yaitu Kaempferia. Klasifikasi tanaman kunci pepet (Kaempferia rotunda) adalah sebagai berikut.
Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta kelas : Liliopsida Ordo : Zingiberales Famili : Zingiberaceae Genus : Kaempferia
Species : Kaempferia rotunda
Nama lain : kunci pepet (Indonesia), kunci pepet, temu rapet, ardong (Jawa), kunir putih (Sunda), konce pet (Madura), temu putri, temu rapet (Melayu), Round-rooted galangal (Inggris).
8
Tanaman kunci pepet (Kaempferia rotunda) mempunyai berbagai khasiat obat pada semua bagian tanamannya, terutama bagian rimpang. Manfaat rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda) antara lain sebagai peluruh dahak, obat luka, gangguan perut dan obat diare. Tanaman ini juga mempunyai aktivitas biologis sebagai antioksidan, antikanker dan antimutagenik (Sri Atun, 2014).
2. Alginat
Alginat merupakan hidrokoloid alami dari rumput laut coklat yang telah banyak dimanfaatkan pada berbagai industri. Dalam dunia industri alginat memiliki manfaat yang cukup penting. Alginat banyak digunakan dalam industri farmasi, industri makanan, industri kosmetik, industri tekstil dan pertanian. Selain itu alginat juga digunakan dalam bidang kesehatan. Alginat berguna sebagai biokatalis pada beberapa proses industri seperti produksi etanol, produksi antibodi monoklonal dari sel hybridoma, penstimulus imunitas sel untuk mensekresi sitokinin seperti faktor α nekrosis tumor (TNF-α),
interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-6. Dalam industri farmasi alginat digunakan pada proses enkapsulasi karena sifatnya yang biokompatibel dan murah (Friedli dan Schlager, 2005).
Alginat merupakan polisakarida murni dari asam uronat yang tersusun dalam bentuk asam alginat rantai linier panjang. Polimer murni ini tidak bercabang dan mengandung ikatan 1,4-β-asam D-mannuronat dan ikatan 1,4-α-asam L-guluronat seperti terlihat pada Gambar 2. Bentuk alginat pada
9
air. Bentuk alginat lain yang larut dalam air adalah kalium alginat atau amonium alginat, sedangkan alginat yang tidak larut dalam air adalah kalsium alginat.
Gambar 2. Struktur Alginat
10
gelnya, sehingga air harus dipanaskan sampai suhu 80º C untuk membentuk swelling/ gelatinisasi agar-agar dan gel terbentuk pada suhu di bawah 40º C.
Gambar 3. Reaksi Natrium Alginat dengan Ca + 3. Nanopartikel
Nanopartikel merupakan bahan dengan ukuran partikel pada skala nanometer. Beberapa bahan nanopartikel dengan ukuran partikel di atas 100 nm telah berhasil disintesis untuk produk yang berasal dari bahan alam. Aplikasi teknologi nano dalam bidang farmasi mempunyai berbagai
11
keunggulan antara lain dapat meningkatkan kelarutan senyawa, mengurangi dosis pengobatan dan meningkatkan absorbsi (Eriawan Rismana, dkk, 2013).
Nanopartikel dapat terdiri dari bahan konstituen tunggal atau menjadi gabungan dari beberapa bahan. Nanopartikel di alam sering ditemukan dengan bahan aglomerasi dengan berbagai komposisi, sedangkan komposisi bahan murni tunggal dapat dengan mudah disintesis dengan berbagai metode. Berdasarkan sifat kimia dan elektromagnetik, nanopartikel dapat tersebar seperti aerosol, koloid/koloid, atau dalam keadaan menggumpal. Nanopartikel magnetik cenderung mengelompok, membentuk sebuah aglomerat, kecuali permukaan mereka dilapisi dengan bahan non-magnetik dan dalam keadaan menggumpal, nanopartikel dapat berperilaku sebagai partikel yang lebih besar tergantung pada ukuran aglomerat tersebut. Sediaan nanopartikel dapat dibuat dengan berbagai metode, antara lain metode emulsifikasi, presipitasi, penggilingan (milling methods), fluida superkritis, polimerisasi monomer, polimer hidrofilik, dan dispersi pembentukan polimer. Beberapa penjelasan dari metode-metode tersebut sebagai berikut.
12
b. Metode presipitasi adalah sebuah proses dimana bahan dilarutkan ke dalam pelarut yang cocok, lalu dimasukkan ke dalam pelarut lain yang bukan pelarutnya dipengaruhi pH, suhu atau perubahan pelarut kemudian segera menghasilkan presipitasi zat aktif dengan partikel yang lebih kecil (Haskel, et al., 2009).
c. Metode penggilingan (milling methods) merupakan teknik standar yang digunakan untuk mengurangi ukuran partikel. Besarnya pengurangan ukuran diatur oleh jumlah energi penggilingan, yang ditentukan oleh kekerasan intrinsik obat, media grinding, dan penggilingan. Pengurangan ukuran partikel lewat penggilingan dapat dijelaskan oleh tiga mekanisme, yaitu gesekan antara dua permukaan karena tekanan yang dihasilkan melampaui kekuatan inheren partikel sehingga mengakibatkan frakturasi (patahan atau retakan), gaya gesek yang dihasilkan (shear force) mengakibatkan pecahnya partikel menjadi beberapa bagian, dan deagregasi terkait kolisi (tabrakan) antar agregat pada laju diferensial yang tinggi (Vijaykumar, et al., 2010). d. Metode fluida superkritis menggunakan senyawa yang memiliki suhu dan
tekanan di atas titik kritis. Senyawa yang termasuk dalam golongan ini antara lain karbon dioksida, air, dan gas metan. Senyawa ini digunakan sebagai pengganti pelarut organik yang berbahaya bagi lingkungan (Soppimath, Kulkarni, & Aminabhavi, 2001).
13
yang sedang diaduk dengan magnetic stirrer. Senyawa obat ditambahkan baik sebelum penambahan monomer maupun setelah reaksi polimerisasi. Suspensi nanopartikel yang terbentuk dimurnikan dengan ultrasentrifugasi (Soppimath, Kulkarni, & Aminabhavi, 2001).
f. Metode polimer hidrofilik atau biasa disebut metode gelasi ionik tidak memerlukan surfaktan seperti metode polimerisasi monomer. Polimer yang digunakan dalam metode ini merupakan polimer larut air seperti kitosan larut air, natrium alginat dan gelatin. Nanopartikel umumnya terbentuk secara spontan ataupun dengan penambahan pengemulsi (Soppimath, Kulkarni, & Aminabhavi, 2001).
14
secara umum dimanfaatkan sebagai molekul pentarget untuk meningkatkan selektivitas dari sistem nanopartikel secara keseluruhan (Ronny Martien, dkk, 2012).
Pada beberapa sumber disebutkan bahwa nanopartikel baru menunjukkan sifat khasnya pada ukuran diameter di bawah 100 nm, namun batasan ini sulit dicapai untuk sistem nanopartikel sebagai sistem penghantaran obat. Nanopartikel obat secara umum harus terkandung obat dengan jumlah yang cukup di dalam matriks pada tiap butir partikel, sehingga memerlukan ukuran yang relatif lebih besar dibanding nanopartikel non-farmasetik. Meskipun demikian secara umum tetap disepakati bahwa nanopartikel merupakan partikel yang memiliki ukuran di bawah 1 mikron (Tiyaboonchai, 2003; dalam Ronny Martien, dkk, 2012).
15 4. PSA (Particle Size Analyzer)
Analisis ukuran partikel merupakan sifat dasar dari endapan suatu partikel yang dapat memberikan informasi tentang asal dan sejarah partikel tersebut. Distribusi ukuran merupakan hal penting seperti untuk menilai perilaku granular yang digunakan oleh suatu senyawa atau gaya gravitasi.
Particle Size Analyzer (PSA) adalah alat yang menghasilkan data untuk
menentukan ukuran partikel dan distribusinya dari sampel yang representatif. PSA dapat digunakan untuk mengukur partikel, distribusi ukuran emulsi, suspensi, dan bubuk kering. Distribusi ukuran partikel dapat diketahui melalui gambar yang dihasilkan. Ukuran tersebut dinyatakan dalam jari-jari untuk partikel yang berbentuk bola.
16
akurasi dan reproduksibilitas berada dalam ± 1%, mengukur berkisar dari 0,02 nm sampai 2000 nm dan dapat digunakan untuk pengukuran distribusi ukuran partikel emulsi, suspensi, dan bubuk kering (Hossaen, 2000).
5. Analisis Zeta Potensial
Analisis zeta potensial adalah teknik untuk menentukan muatan permukaan dari nanopartikel dalam bentuk larutan atau koloid. Nanopartikel memiliki muatan permukaan yang menarik ion-ion dengan muatan berlawanan ke permukaan nanopartikel dan membentuk lapisan tipis. Dua lapisan ion-ion bergerak dengan nanopartikel yang tersebar di seluruh larutan. Potensial elektrik pada batas kedua lapisan disebut zeta potensial partikel dan memiliki nilai khas antara +100 mV sampai -100 mV. Besarnya nilai zeta potensial menunjukkan tingkat kestabilan koloid. Nanopartikel dengan nilai zeta potensial lebih besar dari +25 mV atau kurang dari -25 mV mempunyai derajat kesetabilan yang tinggi. Dispersi dengan nilai zeta potensial rendah akan cepat mengalami penggumpalan dari seharusnya untuk gaya tarik inter partikel Van Der Waals (Ronson, 2012).
6. SEM (Scanning Electron Microscopy)
17
SEM (Scanning Electron Microscopy) memberikan penjelasan yang detail dari permukaan, memberikan informasi mengenai ukuran dan bentuk yang homogen atau tidak dari bahan nanopartikel. SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, yang selanjutnya informasi yang didapatkan diubah menjadi gambar. Menurut Balaz, I. dalam Rindy Wulandary (2014), SEM memiliki jangkauan pandang yang luas terhadap objek yang diamati sehingga menghasilkan gambar detail permukaan objek yang jelas. Sumber cahaya pada SEM berupa elektron yang memiliki energi sangat besar, yaitu 1000 kali lebih kuat dibandingkan dengan energi dari cahaya tampak (23Ev). SEM mampu memperbesar bayangan hingga 400.000 kali dan mampu mencitrakan objek dengan kontras yang lebih baik.
Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut discan dengan sinar elektron. Elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa
dilihat.
18
atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 µm dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan gambar topografi dengan segala tonjolan dan lekukan permukaan. Gambar topogorafi diperoleh dari penangkapan pengolahan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen (Aptika Oktaviana T.D., 2009).
Ada beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh SEM, yaitu pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron sekunder dan karakteristik sinar X, sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered electron. Perbedaan gambar dari sinyal elektron sekunder dengan backscattered adalah elektron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, permukaan yang tinggi berwarna lebih cerah dari permukaan rendah, sedangkan backscattered elektron memberikan perbedaan berat molekul dari atom – atom yang menyusun permukaan, atom dengan berat molekul tinggi akan berwarna lebih cerah daripada atom dengan berat molekul rendah (Rindy Wulandary, 2014).
7. Kromatografi Lapis Tipis
19
atau eluen merupakan campuran pelarut organik dengan polaritas rendah. Adsorben yang digunakan adalah silika gel dan eluen yang digunakan adalah kloroform. Fasa gerak dengan akan menyerap sepanjang fasa diam dan terbentuklah kromatogram. Materi pelapis yang sering digunakan adalah silika gel, bubuk selulosa, tanah diatome dan kieselguhr (Sastrohamidjojo, 2001).
Pemilihan sistem pelarut dan komposisi lapisan tipis ditentukan oleh prinsip kromatografi yang akan digunakan. Penetesan sampel yang akan dipisahkan dilakukan menggunakan suatu micro-syringe pada salah satu bagian tepi plat sebanyak ± 0,01 – 10 µg zat. Pemilihan eluen (fase gerak) didasarkan pada prinsip “like dissolve like”. Eluen yang dipilih sebaiknya
berupa campuran pelarut organik yang mempunyai polaritas serendah mungkin, hal ini bertujuan untuk mengurangi serapan dari setiap komponen dari campuran pelarut.
Jarak jalannya pelarut bersifat relatif, sehingga diperlukan perhitungan untuk memastikan spot yang terbentuk memiliki jarak yang sama. Nilai perhitungan tersebut adalah nilai Rf (Retordation factor) yang merupakan rasio jarak spot terhadap titik awal dibagi jarak eluen terhadap titik awal. Secara matematis dapat dituliskan :
Rf = � � ℎ �
� � ℎ � �
20 B. Penelitian yang Relevan
Sri Atun dan Retno Arianingrum (2015) telah membuktikan bahwa kunci pepet (Kaempferia rotunda) mempunyai efek biologis sebagai antikanker. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa secara in vivo ekstrak kloroform kunci pepet dan pinostrobin yang merupakan kandungan senyawa dari kunci pepet mampu mengurangi volume kanker payudara pada tikus.
Penelitian mengenai pembuatan nanopartikel kunci pepet telah dilakukan oleh Sri Atun dan Retno Arianingrum (2015). Pada penelitian tersebut dilakukan pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet dengan kitosan dan Na-TPP menggunakan metode gelasi ionik. Penelitian ini berhasil membuat nanopartikel kunci pepet pada rasio konsentrasi kitosan/Na-TPP 10:1 dengan ukuran 172 - 877 nm dan nilai zeta potensial antara +28,06 sampai +38,03 mV. Purwatiningsih Sugita, dkk (2010) telah melakukan penelitian mengenai Enkapsulasi Ketoprofen dengan Kitosan-Alginat Berdasarkan Jenis dan Ragam Konsentrasi Tween 80 dan Span 80. Penelitian tersebut memperoleh hasil partikel terjerat kitosan-alginat berukuran nano dalam kisaran 100-1000 nm dengan formula menggunakan Tween 80 pada konsentrasi 3% dan lama pengadukan 15-60 menit.
C. Kerangka Berpikir
21
kunci pepet (Kaempferia rotunda) karena nanopartikel mempunyai keunggulan antara lain dapat meningkatkan kelarutan senyawa, mengurangi dosis pengobatan dan meningkatkan absorbsi. Penggunaan alginat sebagai bahan pengikat dalam pembuatan nanopartikel ekstrak bahan alam telah banyak dilakukan, sehingga diharapkan dapat menambah efektifitas pembuatan nanopartikel.
22 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Subjek Penelitian
Subjek dalam penelitian ini adalah rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda).
B. Objek Penelitian
Objek dalam penelitian ini adalah nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda).
C. Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat :
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah PSA (Particle Size Analyzer) HORIBA LB-550 (IK 03 TP 016), SEM (Scanning Electron
Microscopy), Zeta Sizer nano seris malvern, satu set evaporator buchii 190, satu set alat sentrifuge, pengaduk magnetik, lemari pendingin dan freezer, timbangan analitik, bejana, labu ukur 1.000 mL, 100 mL dan 10 mL, erlenmeyer, gelas bekker, corong biasa, botol vlacon, spatula, pipet tetes, pipet volum 2 mL, plat KLT, chamber, dan kertas saring.
2. Bahan :
23 D. Prosedur Penelitian
1. Persiapan Alat dan Bahan
Mempersiapkan segala alat dan bahan-bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini.
2. Pengumpulan Bahan
Rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang digunakan dalam penelitian ini adalah rimpang segar sebanyak 25 kg. Rimpang segar kunci pepet (Kaempferia rotunda) dikupas dan dicuci dengan air sampai bersih. Selanjutnya rimpang yang telah dibersihkan diiris tipis dan dikeringkan. Rimpang kering kemudian dihaluskan menjadi serbuk dengan cara digiling dan diperoleh sampel serbuk sebanyak 3 kg.
3. Ekstraksi dan Partisi
Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan metode maserasi. Serbuk sampel kunci pepet (Kaempferia rotunda) sebanyak 3 kg direndam dalam pelarut etanol teknis 96% sampai sampel terendam seluruhnya. Perendaman dilakukan dengan menggunakan bejana tertutup selama 24 jam pada suhu kamar. Hasil perendaman selanjutnya disaring menggunakan penyaring sehingga diperoleh filtrat berupa ekstrak etanol kunci pepet (Kaempferia rotunda). Residu dari hasil penyaringan direndam kembali dalam etanol teknis
96% hingga 2 kali pengulangan.
24
adalah 60°C, dimana suhu ini di bawah titik didih pelarut (78,37°C). Ekstrak etanol pekat yang diperoleh kemudian dipartisi dengan pelarut kloroform. Senyawa larut kloroform yang diperoleh selanjutnya dievaporasi dengan menggunakan evaporator buchii agar pelarut menguap sehingga diperoleh fraksi kloroform pekat.
4. Preparasi Larutan Alginat
Asam alginat sebanyak 0,1 gram dilarutkan dalam gelas beker dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL ditambah larutan NaOH 0,1 M sampai tanda batas. Cara pembuatan larutan NaOH 0,1 M adalah dengan melarutkan 4 gram kristal NaOH dalam gelas beker dengan 50 mL akuades, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 1.000 mL ditambah akuades sampai tanda batas.
5. Preparasi Larutan �����
25 6. Pembuatan Koloid Nanopartikel
[image:40.595.134.512.442.614.2]Ekstrak kunci pepet ditimbang sebanyak 1 gram kemudian dilarutkan dalam etanol p.a sebanyak 35 mL dan ditambahkan akuades sebanyak 15 mL. Larutan alginat sebanyak 100 mL ditambahkan dalam campuran ekstrak kunci pepet dan diaduk menggunakan pengaduk magnetik. Selanjutnya larutan CaCl sebanyak 350 mL dituangkan kedalam larutan campuran tersebut sedikit demi sedikit di bawah putaran pengaduk magnetik dengan kecepatan 200 rpm pada temperatur kamar hingga larutan CaCl habis dan terbentuk koloid nanopartikel. Setelah semua bahan tercampur pengadukan dilakukan dengan menggunakan pengaduk magnetik selama 2 jam. Setiap variasi rasio alginat dengan CaCl dilakukan pembuatan sebanyak 2 kali. Rasio alginat dengan CaCl disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Rasio Alginat dengan CaCl
7. Penetapan Distribusi Ukuran Partikel dan Zetapotensial
Karakterisasi sifat fisik koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet menggunakan alat PSA untuk menentukan ukuran dan distribusi partikel
Sampel Alginat (%) b/v CaCl (%) b/v Rasio Alginat/ CaCl
1 0,1 0,01 2,8 : 1
2 0,1 0,015 1,9 : 1
3 0,1 0,02 1,4 : 1
4 0,1 0,03 1 : 1,05
26
berukuran nanometer. Penentuan ukuran nanopartikel larutan nanofluida dan zeta potensial menggunakan Zeta Sizer Nano Seris Malvern.
8. Pengeringan Nanopartikel
Koloid nanopartikel kunci pepet disentrifugasi menggunakan alat sentrifuge untuk kemudian diambil padatan terlarutnya. Padatan yang
dihasilkan kemudian dicuci dengan akuades untuk menghilangkan ion Cl− yang masih terdapat dalam endapan. Selanjutnya endapan dikeringkan dengan menggunakan freezer kurang lebih selama 2 hari untuk selanjutnya disimpan dalam lemari pendingin hingga menjadi serbuk kering.
9. Karakterisasi Morfologi Permukaan Serbuk Nanopartikel
Karakterisasi sifat fisik menggunakan alat SEM dilakukan pada serbuk nanopartikel ekstrak kunci pepet untuk melihat bentuk 3 dimensi atau morfologi permukaan nanopartikel yang dihasilkan.
10. Identifikasi Kandungan Senyawa
27 11. Analisis Data
28 BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat menggunakan metode gelasi ionik serta mengetahui rasio alginat dengan CaCl yang tepat untuk pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda).
1. Hasil Ekstraksi dengan Maserasi
Ekstrasi menggunakan metode maserasi dengan pelarut etanol diikuti dengan evaporasi menghasilkan ekstrak etanol pekat berwarna kuning kecoklatan. Ekstrak etanol pekat yang diperoleh sebanyak 230 gram. Selanjutnya ekstrak etanol pekat dipartisi menggunakan kloroform diikuti evaporasi sehingga diperoleh ekstrak kloroform pekat sebanyak 135,8 gram yang berwarna coklat kemerahan seperti pada Gambar 4. Rendemen dapat dihitung dari serbuk kunci pepet dan ekstrak kental kunci pepet dan mendapatkan rendemen sebesar %.
Rendemen = �� � �
�� � � � x 100%
= 5,8 �
29
Gambar 4. Hasil Ektraksi Kunci Pepet
2. Hasil Sentrifugasi dan Karakterisasi Koloid Nanopartikel dengan PSA dan Zeta Sizer
Pembuatan nanopartikel berdasarkan prosedur yang telah dilakukan menghasilkan koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang berwarna coklat kekuningan seperti ditunjukan pada Gambar 5. Setelah dilakukan sentrifugasi dan pengeringan diperoleh padatan kering berupa serbuk halus berwarna coklat muda seperti ditunjukan pada Gambar 6.
[image:44.595.191.430.497.668.2]30
[image:45.595.240.453.332.492.2]Hasil karakterisasi fisik koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) menggunakan PSA (Particle Size Analayzer) HORIBA LB-550 (IK 03 TP 016) menunjukkan persen jumlah partikel yang berukuran nanometer (< 1000 nm) untuk setiap sampel. Terdapat dua sampel dengan persen (%) nanopartikel sebesar 100%, yaitu sampel 1 dengan rasio alginat dan CaCl (2,8:1) dan sampel 3 dengan rasio alginat dan CaCl (1,4:1). Sampel 2 dengan rasio alginat dan CaCl (1,9:1) memiliki persen (%) nanopartikel hampir mendekati 100%, yaitu sebesar 98,7%. Hasil karakterisasi semua sampel secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 4 sampai Lampiran 8.
Gambar 6. Padatan kering hasil sentrifugasi
31
[image:46.595.122.517.166.360.2]Hasil sentrifugasi dan karakterisasi koloid nanopartikel dengan menggunakan PSA dan Zeta Sizer secara singkat terangkum pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Sentrifugasi dan Karakterisasi Koloid Nanopartikel
Sam- pel
Konsentrasi Nanopartikel Mikropartikel Koloid Padatan Alginat (%) b/v CaCl (%) b/v Jumlah (%) Ukuran (nm) Jumlah (% ) Ukuran (nm) Zeta Potensial (mV) Berat sampel (gr) Warna
1 0,1 0,01 100,0 87-584 0,0 - -42,0 0,006 Coklat muda 2 0,1 0,015 98,7
115-877
1,3 1005 -45,3 0,015 Coklat muda 3 0,1 0,02 100,0
100-766
0,0 - -49,6 0,027 Coklat muda 4 0,1 0,03 48,1
172-877
51,9 1005-1318
Tidak diukur
0,037 Coklat muda 5 0,1 0,05 18,5
197-445
81,5 1151-2976
Tidak diukur
0,146 Coklat muda 3. Hasil Karakterisasi Morfologi Serbuk Nanopartikel dengan SEM
32
Gambar 7. Electron Micrograph Sampel 3 dengan perbesaran 5000x 4. Hasil identifikasi ekstrak dan nanopartikel dengan KLT
Identifikasi dengan kromatografi lapis tipis (KLT) dilakukan pada ekstrak awal kunci pepet sebelum dibuat nanopartikel dan pada lima sampel nanopartikel ekstrak kunci pepet. Hasil dari identifikasi dengan KLT dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Kromatogram hasil identifikasi KLT
Keterangan: A = sampel 1 B = sampel 2 C = sampel 3 D = sampel 4 E = sampel 5
F = ekstrak kunci pepet
33 B. Pembahasan
1. Proses Ekstraksi Rimpang Kunci Pepet (Kaempferia rotunda) dengan Maserasi
Ekstraksi rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda) dilakukan dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut pada proses maserasi karena kemampuannya melarutkan hampir semua senyawa metabolit sekunder. Selain itu etanol memiliki titik didih yang cukup rendah yaitu 78,37° C, sehingga mudah untuk diuapkan pada proses evaporasi. Pada proses maserasi serbuk kunci pepet direndam dengan etanol teknis 96% dalam bejana tertutup selama 24 jam. Ekstrak yang diperolah dari proses maserasi berwarna kuning kecoklatan kemudian disaring menggunakan kertas saring untuk menghilangkan pengotor yang terdapat di dalamnya.
34
2. Pembuatan Koloid Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet (Kaempferia rotunda)
Pada proses pembuatan koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) terdapat beberapa tahap preparasi, antara lain preparasi
larutan alginat, preparasi larutan CaCl dan prepasari koloid nanopartikel. Persiapan awal dilakukan dengan menimbang bahan-bahan yang diperlukan yaitu ekstrak pekat kunci pepet, asam alginat, CaCl dan NaOH. Preparasi larutan alginat diawali dengan membuat larutan NaOH 0,1 M, yaitu dengan cara melarutkan kristal NaOH sebanyak 4 gram dalam labu ukur 1000 mL ditambah akuades sampai tanda batas. Larutan NaOH digunakan untuk membuat garam natrium alginat yang mudah larut dalam air. Konsentrasi larutan alginat yang digunakan pada masing-masing sampel adalah sama yaitu 0,1 % b/v yang artinya 0,1 gram asam alginat dalam 100 mL larutan alginat. Preparasi larutan CaCl adalah dengan melarutkan serbuk CaCl dalam labu ukur 100 mL ditambah akuades sampai tanda batas. Serbuk CaCl yang dibutuhkan pada masing-masing sampel dengan konsentrasi seperti yang tertera pada Tabel 1, yaitu 0,01 gram; 0,015 gram; 0,02 gram; 0,03 gram dan 0,05 gram. Larutan CaCl yang dibutuhkan masing-masing sebanyak 350 mL. Oleh karena itu larutan CaCl yang dibuat untuk masing-masing konsentrasi sebanyak 400 mL agar memudahkan penimbangan. Keterangan jumlah asam alginat dan CaCl yang dibutuhkan secara lengkap tertera pada Lampiran 1.
35
etanol p.a kemudian ditambah 15 mL akuades dan diaduk dengan pengaduk magnetik hingga semua larut. Selanjutnya 100 mL larutan alginat ditambahkan dan dilanjutkan dengan penambahan larutan CaCl sebanyak 350 mL sehingga total volume campuran sebanyak 500 mL. Campuran diaduk dengan kecepatan konstan ± 200 rpm menggunakan pengaduk magnetik selama ± 2 jam. Pengadukan dengan kecepatan konstan berguna dalam pembentukan partikel berukuran nano.
36
3. Karakterisasi menggunakan PSA dan Zeta Sizer
Koloid yang terbentuk selanjutnya dikarakterisasi dengan menggunakan PSA (Particle size analyzer) untuk menentukan distribusi ukuran partikel yang terdapat di dalamnya. Hasil karakterisasi dari setiap komposisi dapat dilihat pada Tabel 2 dan secara lengkap tertera pada Lampiran 4 sampai Lampiran 8. Sampel dengan jumlah partikel berukuran nano paling banyak adalah sampel 1 dan sampel 3 yaitu sebesar 100%. Sampel 2 memiliki partikel berukuran nano hampir mendekati 100%, yaitu sebesar 98,7%.
Sampel dengan persen (%) nanopartikel tinggi, yaitu sampel 1, 2 dan 3 diukur nilai zeta potensialnya dengan menggunakan Zeta Sizer Nano Seris Malvern. Nilai zeta potensial untuk sampel 1 adalah -42,0 mV; sampel 2 adalah
-45,3 mV dan sampel 3 adalah -49,6 mV. Hasil pengukuran nilai zeta potensial secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 9 sampai Lampiran 11. Besarnya nilai zeta potensial menunjukkan tingkat kestabilan koloid. Nanopartikel dengan nilai zeta potensial lebih besar dari +25 mV atau kurang dari -25 mV mempunyai derajat kestabilan yang tinggi. Sampel 1, 2 dan 3 memiliki nilai zeta potensial kurang dari -25 mV yang menunjukkan nanopartikel pada sampel tersebut mempunyai derajat kestabilan yang tinggi.
4. Sentrifugasi Koloid Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet (Kaempferia rotunda)
Koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet disentrifugasi menggunakan sentrifuge untuk diambil padatan terlarutnya. Padatan yang terbentuk
37
pelarutan natrium alginat, terjadi dekompleksasi dimana ion Na+ terlepas dan terbentuk struktur alginat anionik. Ketika dilakukan penambahan CaCl yang merupakan ion divalen ke dalam larutan alginat terjadi kompleksasi antara anion alginat dengan kation divalen sehingga terbentuk padatan terlarut. Padatan hasil sentrifugasi selanjutnya dicuci menggunakan akuades untuk menghilangkan Cl− yang tersisa.
Proses pengeringan padatan dilakukan dengan metode freeze drying yaitu dengan menyimpan padatan di dalam freezer selama ± 2 hari utuk selanjutnya disimpan di dalam lemari pendingin hingga menjadi serbuk kering. Hasil pengeringan berupa serbuk kering berwarna coklat muda dengan struktur halus.
38 5. Karakterisasi menggunakan SEM
Karakterisasi menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy) dilakukan pada sampel 3 dengan persen (%) jumlah nanopartikel paling besar, yaitu 100% menurut hasil analisis PSA dan memiliki derajat kestabilan paling tinggi menurut analisis zeta potensial. Gambar hasil karakterisasi menggunakan SEM atau electron micrograph dengan perbesaran 100x hingga 10000x dapat dilihat pada Lampiran 12. Electron micrograph menunjukkan karakter fisik dari partikel berupa morfologi permukaan partikel yang berisi informasi bentuk dan ukuran partikel dari sampel yang dikarakterisasi. Perbesaran 5000x menunjukkan partikel dari padatan ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) berbentuk bulat.
6. Identifikasi menggunakan KLT
39 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian tentang pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion kalsium yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dapat dibuat dengan metode gelasi ionik menggunakan alginat pada lima variasi konsentrasi CaCl . Rasio alginat dan CaCl yang paling optimal adalah (1,4:1).
2. Hasil karakterisasi dengan PSA menunjukkan ukuran nanopartikel 100-766 nm sebanyak 100%. Karakterisasi dengan Zeta Sizer menghasilkan nilai zeta potensial adalah -49,6 mV, sedangkan karakteriasi dengan SEM menunjukkan partikel berbentuk bulat. Identifikasi dengan KLT menunjukkan bahwa kandungan senyawa dalam nanopartikel ekstrak kunci pepet sama dengan kandungan senyawa dalam ekstrak awal kunci pepet. B. Saran
Berdasarkan penelitian tentang pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat pada berbagai variasi konsentrasi ion alginat yang telah dilakukan, penulis memberikan saran sebagai berikut: 1. Perlu dilakukan penelitian dengan memvariasikan konsentrasi alginat. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap kandungan senyawa dari
40
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengaplikasikan nanopartikel ekstrak kunci pepet secara nyata dan aman.
4. Perlu dilakukan pembandingan bentuk partikel padatan dari setiap variasi rasio konsentrasi yang berbeda.
41
DAFTRAR PUSTAKA
Aptika Oktaviana T.D. (2009). Teknologi Pengindraan Mikroskopi. Surakarta : Universitas Sebelas Maret.
Belitz, H.D. and Grosch, W. (2004). Food Chemistry. Second Edition. Springer. Hlm. 284–286.
Buzea, C., Blandino, I.I.P., dan Robbie, K. (2007). Nanomaterial and nanoparticles: sources and toxicity. Biointerphases. No. 2. Hlm. MR170– MR172.
Eriawan Rismana, Susi Kusumaningrum, Olivia Bunga, Idah Rosidah, dan Marhamah. (2012). Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Kitosan – Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia Mangostana ). Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia. (Vol. 14, No. 3). Hlm. 189-196.
Friedli AC, Schlager IR. (2005). Demonstrating encapsulation and release: a new take on alginate complexation and the nylon rope trick. Journal Chemistry Education. 82. Hlm. 1017-1020.
Haskel, D., J. De la Venta, V. Bouzas, A. Pucci, M.A. Laguna, Velthuis, A. Hoffmann, J. Lal, M. Bleuel, G. Ruggeri, C. De Julian Fernandez, & M.A. Gracia. (2009). X-ray Magnetic Circular Dichroism and Small Angle Neutron Scattering Studies of Thiol Capped Gold Nanoparticles. Journal of Nanoscience and Nanotechnology,Vol 9 6434-6438.
Hendry Stiyawan. (2013). Isolasi dan Identifikasi Senyawa Metabolit Sekunder Fraksi Kloroform dari Rimpang Kunci Pepet (Kaempferia Rotunda L). Skripsi. Universitas Negeri Yogyakarta.
Hossaen, Anwar. (2000). Particle Size Analyzer (PSA). Center for Refining and Petrochemicals.
Kardinan A. dan Taryono. (2003). Tanaman Obat Penggempur Kanker. Bogor. Agromedia Pustaka.
K.S, Soppimath, Kulkarni AR, Aminabhavi TM. (2001). Chemically Modified Polyacrylamide-g-guargum-based Crosslinked Anionic Microgels as
pH-sensutive Drug Delivery Systems: Preparation and Characterization. J
Control (10;75(3)).
Lusi. (2011). Cara Ukuran Partikel. http://nanotech.co.id/index.php?option=com_
content&view=article&id=120&catid=46&Itemid=67&lang=in. Diakses
42
Nekkanti, Vijjaykumar., Marella S, R Rudhramaraju & R Pillai. (2010). Media Milling Process Optimization for Manufacture of Drug Nanoparticles Using Design of Experiments(DOE). AAPS, USA, Nov-10.
NTBG. (2010). Kaempferia rotunda (Zingiberaceae). http://ntbg.org/plants/plant
details. php? plantid =11930. Diakses pada 18 April 2016 pukul 13:42.
Parize AL et al. (2008). Microencapsulation of the natural urucum pigment with chitosan by spray drying in different solvents. African Journal of Biotechnology. 7(17). Hlm. 3107-3114.
Pupuh Findia U. dan Sari Edi C. (2014). Enkapsulasi Pirazinamid Menggunakan Alginat dan Kitosan. Journal of Chemistry (Vol.3, Nomor 3).
Purwantiningsih Sugita, Napthaleni , Mersi Kurniati, dan Tuti Wukirsari. (2010). Enkaptulasi Ketoprofen dengan Kitosan-Alginat Berdasarkan Jenis dan Ragam Kosentrasi Tween80 dan Span 80. Makara Sains (Vol. 14, No.2). hlmn 107-112.
Raditya Iswanda , Effionora Anwar, dan Mahdi Jufri. (2013). Formulasi Nanopartikel Veramil Hidroklorida dari Kitosan dan Natrium Tripolofosfat dengan Metode Gelasi Ionik. Jurnal Farmasi Indonesia (vol.6 No.4). hlmn 201-210.
Rindy Wulandary. (2014). Biosintesis Nanopartikel Perak Menggunakan Ekstrak Metanol Daun Sirih (Piper betle L.). Skripsi. Universitas Hasanuddin Makassar.
Ronny Martien , Adhyatmika, Iramie D. K. Irianto, Verda Farida, dan Dian Purwita Sari. (2012). Perkembangan Teknologi Nanopartikel sebagai Sistem Penghantaran Obat. Majalah Farmaseutik (Vo;.8, No. 1). Hlm. 133-144. Ronson. (2012). Zeta Potential Analysis Of Nanoparticles. Nanocomposix. V 1.1.
Hlm. 1-6.
Saahil Arora dan R.D. Budhiraja. (2012). Chitosan-Alginate Microcapsules Of Amoxicillin For Gastric Stability And Mucoadhesion. J Adv Pharm Technol Res. 3(1). Hlm. 68–74.
Sastrohamidjojo H. (2001). Kromatografi Edisi Kedua. Yogyakarta: Liberty. Sri Atun. (2014). Phytochemical Of Kaempferia Plant And Bioprospecting For
43
Sri Atun dan Retno Arianingrum. (2015). Anticancer Activity of Bioactive Compounds from Kaempferia rotunda Rhizome Against Human Breast Cancer. International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research. 7(2). Hlm. 262-269.
Sri Atun dan Retno Arianingrum. (2015). Synthesis Nanoparticles of Chloroform Fraction from Kaempferia rotunda Rhizome Loaded Chitosan and Biological Activity as an Antioxidant. International Journal of Drug Delivery Technology (5(4)). Hlm. 138-142.
Subaryono. (2010). Modifikasi Alginat Dan Pemanfaatan Produknya. Squalen. (Vol. 5 No. 1). Hlm. 1-7.
44
LAMPIRAN
45
Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Bahan yang Digunakan
Berdasarkan variasi konsentrasi alginate dan CaCl pada tabel 1 dapat dihitung jumlah bahan yang diperlukan. Untuk alginat setiap persen yang tertera sama dengan gram per 100 mL larutan alginat dan untuk CaCl sama dengan gram per
100 mL larutan CaCl . Setiap komposisi membutuhkan 100 mL alginat dan 350 mL CaCl .
a. Sampel 1
Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2(2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl 0,01 % b/v = 0,01 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan)= 0,08 gram
b. Sampel 2
Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2(2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl 0,015 % b/v = 0,015 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan)= 0,12 gram
c. Sampel 3
Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2(2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl 0,02 % b/v = 0,02 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan)= 0,16 gram
d. Sampel 4
46 e. Sampel 5
Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2 (2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl 0,04 % b/v = 0,05 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan) = 0,4 gram
47 Lampiran 2. Dokumentasi
Proses evaporasi Ekstrak pekat kunci pepet
Pembuatan larutan alginat
Pembuatan larutan CaC�
Proses pembuatan koloid Nanopartikel
Koloid Nanopartikel
Sentrifuge Endapan kering Proses KLT
48 Lampiran 3. Bagan Cara Kerja
Larutan 1
1 gram Ekstrak kunci pepet, 35 mL etanol, 15 mL akuades
Larutan 2 100 mL Alginat Larutan 3 350 mL CaC�
Disimpan dalam lemari pendingin
Koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet
Ditambahkan larutan 3 dan diaduk dengan pengaduk magnetik selama 2 jam selama 2 jam
Larutan 1 dan Larutan 2 diaduk homogen dalam gelas beker menggunakan
pengaduk magnetik
Karakterisasi dengan PSA dan zeta sizer
Hasil sentrifuge berupa endapan coklat diletakkan di kertas saring untuk dicuci dengan akuades
Padatan yang sudah di cuci dengan akuades diletakan di frezer selama 2 hari
Padatan kering berupa serbuk kering berwarna coklat muda dikarakterisasi dengan SEM
Padatan terlarut dipisahkan dengan sentrifuge
Padatan yang membeku disimpan dalam lemari pendingin hingga mengering sempurna
54 Lampiran 9. Hasil Zeta Sizer Sampel 1
57 Lampiran 12. Hasil SEM
Perbesaran 100x
Perbesaran 100x
58
Perbesaran 1000x
Perbesaran 1000x
59
Perbesaran 5000x
Perbesaran 5000x
60
