SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
MIKROENKAPSULASI BROMELAIN KASAR DARI BATANG NENAS (Ananas comosus (L) Merr) DENGAN PENYALUT ETILSELULOSA Chris Deviarny, Firmansyah, Dia Rahmadhani Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia Yayasan Perintis Padang Email :
[email protected] ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk membuat suatu sediaan dengan sistem lepas lambat dari bromelain kasar dengan cara mikroenkapsulasi menggunakan metoda penguapan pelarut. Polimer yang digunakan untuk membentuk dinding mikrokapsul adalah etil selulosa dengan perbandingan zat aktif terhadap jumlah polimer 1 : 1; 1 : 1,5; 1 : 2. Mikrokapsul bromelain kasar dievaluasi meliputi organoleptis, foto mikroskopis, ukuran partikel, penetapan kadar protein di dalam mikrokapsul dan uji disolusi. Uji disolusi dilakukan dengan metoda dayung pada suhu 37º C ± 0,5ºC dengan kecepatan putar 100 rpm dan volume medium sebanyak 900 ml. Medium yang digunakan adalah dapar pospat pH 7. Hasil mikrokapsul terbaik diberikan oleh formula 3 dengan perbandingan bromelain kasar : etil selulosa 1: 2. Pelepasan bromelain kasar dari mikrokapsul menunjukkan perlambatan pelepasan dibanding dengan formula 1 dan 2. Kata Kunci : Bromelain, Mikroenkapsulasi, Etil Selulosa ABSTRACT This research was conducted to make a formula from bromelain by using sustained releasing system with liquor evaporation microencapsulation method. Microencapsule layers were formed by ethyl cellulose in ratio with active compound was 1 : 1, 1 : 1,5, 1 : 2. The microcapsules of bromelain were evaluated for organoleptic, microscopic observation, particle size, , protein content and dissolution test. Dissolution test was performed by using paddle method at followed condition 37º C ± 0,5º C, 100 rpm, in 900 ml phosfat buffer pH 7 as a dissolution medium. Microcapsule with good result was given by the third formula, Bromelain : ethyl cellulose 1 : 2. The release of bromelain from microcapsule showed slow release when it was compared to first and second formula. Keywords : Bromelain, Microencapsulation, Ethyl Cellulose
PENDAHULUAN Tanaman nenas (Ananas comosus (L) Merr) berasal dari famili Bromeliaceae. Hampir semua bagian tanaman nenas memiliki manfaat bagi manusia. Nenas mengandung karbohidrat, protein, lemak, fosfor, zat besi, vitamin (A, B 1 dan C) serta enzim bromelain. Bromelain merupakan suatu enzim protease sulfhidril yang tersebar pada jaringan tanaman nenas (Ananas comusus (L) Merr) dengan pH optimum 7 dan suhu optimum 55º C (Herdyastuti, 2006 ). ISSN : 2087-5045
Bromelain dapat digunakan pada industri makanan dan minuman, juga dalam bidang farmasi. Bromelain tergolong ke dalam enzim proteolitik yang mengkatalisa penguraian protein menjadi asam amino. Bromelain merupakan serbuk amorf yang mudah mengalami oksidasi dan hidrolisis (Chaidir, 2006). Bromelain berkhasiat sebagai antiradang, membantu melancarkan pencernaan dan mengganggu pertumbuhan sel kanker . Mikroenkapsulasi merupakan suatu teknik yang menggunakan penyalut tipis pada partikel-partikel kecil zat padat 127
SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
atau tetesan cairan dan gas (Benita, 1996). Proses ini memiliki keunikan yang terletak pada kecilnya ukuran partikel yang tersalut dan hasilnya dapat digunakan lebih lanjut terhadap berbagai bentuk sediaan farmasi. (Lam, 2010). Mikrokapsul mempunyai keunggulan seperti mengatur pelepasan zat aktif, menutupi rasa yang kurang enak dari bahan obat, mengurangi penguapan dari bahan yang mudah menguap, melindungi zat aktif terhadap lembab, memisahkan zat aktif yang tidak tersatukan, memperbaiki aliran serbuk serta obat dengan kerja diperpanjang (Chaerunisaa, 2004; Ansel, 1989). Berdasarkan hal tersebut, maka dicoba untuk membuat sediaan per oral lepas tunda bromelain dengan pembuatan mikrokapsul menggunakan etil selulosa sebagai penyalut. Etil selulosa merupakan suatu polimer yang tidak larut dalam air tapi larut dalam pelarut organik dan bersifat hidrofobik yang secara luas telah digunakan dalam pembuatan sediaan farmasi lain. Mikrokapsul bromelain kasar ini merupakan suatu produk antara, dimana mikrokapsul tersebut dapat digunakan lebih lanjut untuk membuat berbagai bentuk sediaan farmasi seperti kapsul yang mengarah kepada sediaan sustained release dimana terbagi atas long acting dan delayed. Long acting dirancang untuk melepaskan obat secara lambat dan memberikan suatu cadangan obat terus menerus selama selang waktu yang panjang, sedangkan delayed, pelepasan zat aktif ditunda sampai di tempat kerjanya (Shargel, 1988). Mikrokapsul bromelain kasar termasuk sediaan sustained release delayed karena kerja bromelain tersebut ditunda sampai ke usus. Metoda yang digunakan dalam pembuatan mikrokapsul ini adalah metoda penguapan pelarut, karena metoda ini merupakan metoda yang mudah dalam pelaksanaannya, serta alat-alat yang digunakan lebih sederhana dibandingkan dengan metoda yang lain. Oleh karena itu, pada penelitian ini dicoba memformulasi enzim bromelain kasar dalam bentuk mikrokapsul.
ISSN : 2087-5045
METODE PENELITIAN Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: batang nenas (Ananas comosus (L) Merr), larutan dapar pospat pH 7, larutan natrium metabisulfit 0,2%, KH2PO4, NaOH, aquadest, etanol 96%, propilenglikol, larutan dapar asetat pH 4,0, etil selulosa, aseton, tween 80, paraffin cair, n-hexan, reagen Biuret (DSi), Bovin Serum Album Prosedur Kerja a. Pengolahan Batang Nenas untuk Memperoleh Bromelain Kasar (Herdyastuti, 2006) Batang nenas yang telah dibersihkan, dipotong kecil-kecil, kemudian sebanyak 200 g batang nenas diblender dengan menambahkan 100 ml larutan dapar fosfat pH 7,0. Preparat halus ini kemudian disaring dengan menggunakan kain kasa untuk mendapatkan sari batang yang selanjutnya disimpan di lemari es selama 24 jam, kemudian terbentuk 2 lapisan dimana lapisan atas adalah air dan lapisan bawah adalah ekstrak. Ekstrak yang muncul disentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit sehingga diperoleh tiga lapisan. Lapisan pertama yaitu bagian atas yang berupa cairan, lapisan kedua yaitu berupa koloid yang mengandung bromelain dan lapisan ketiga berupa pati. Lapisan cairan dan lapisan pati tidak digunakan, sehingga diperoleh larutan koloid yang mengandung bromelain. Selanjutnya ditambahkan larutan natrium metabisulfit 0,2% sebanyak tiga kali berat filtrat yang diperoleh, kemudian filtrat ini dikeringkan pada suhu ± 550C selama lebih kurang 7 jam hingga diperoleh ekstrak kering. Kemudian digerus dan diayak dengan ayakan mesh 48. b. Identifikasi Bromelain Kasar Pemeriksaan Organoleptis, Pemeriksaan, Pemeriksaan Susut Pengeringan, Pemeriksaan Kadar Abu, Pemeriksaan pH Bromelain kasar, Pemeriksaan Kualitatif Protein Dengan menggunakan metode Biuret
128
SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
c. Formula Mikrokapsul Tabel I. Rancangan formula mikrokapsul enzim bromelain Bahan Bromelain kasar(g) Etil selulosa (g) Aseton (ml) Tween 80 (ml) Paraffin liquid (ml) n-Hexan (ml)
F1
F2
F3
2 2 20 0,8 40 13,3
2 3 30 1,2 60 20
2 4 40 1,6 80 26,6
Keterangan : F1 = Mikrokapsul bromelain kasar dengan jumlah etil selulosa 2 g F2 = Mikrokapsul bromelain kasar dengan jumlah etil selulosa 3 g F3 = Mikrokapsul bromelain kasar dengan jumlah etil selulosa 4 g d.
Pembuatan Mikrokapsul Etil selulosa dilarutkan dengan aseton di dalam beaker glass. Bromelain kasar didispersikan ke dalam larutan
tersebut, aduk dengan homogenizer. Tambahkan sedikit demi sedikit paraffin cair yang telah mengandung tween 80, aduk dengan homogenizer pada kecepatan 100 rpm. Pengadukan dilakukan pada suhu kamar sampai aseton menguap (± 4 jam). Mikrokapsul yang terbentuk dipisahkan dari paraffin cair dengan cara enap tuang dan dicuci menggunakan n-Hexan, keringkan dalam oven pada suhu 40-50 º C selama 2 jam. e.
Evaluasi Mikrokapsul Organoleptis, Foto mikroskopis, Penentuan ukuran partikel mikrokapsul, Penetapan kadar bromelain kasar dalam mikrokapsul sebagai protein total dengan metoda Biuret, Uji disolusi (Abdou,H.M., 1989 dan Ansel,H.C., 1989).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel II. Hasil pemeriksaan bromelain kasar No. 1.
2.
3.
4. 5. 6. 7.
Pemeriksaan Organoleptis bentuk warna bau rasa Kelarutan Dalam air Alkohol 96% Aseton Identifikasi Dengan alkohol Dengan reagen Biuret Dengan HNO3 pekat pH (Larutan 1,5%) Susut pengeringan Kadar abu Kadar protein total
Persyaratan (Certificate of analysis bromelain PT Bernofarm) Serbuk Putih kekuningan Khas Agak tawar
Serbuk Putih kekuningan Khas Tawar
Membentuk koloid Tidak larut Tidak larut
Larutan koloid Praktis tidak larut Praktis tidak larut
Gumpalan putih Larutan biru violet atau merah violet Endapan kuning
Gumpalan putih Biru violet Endapan kuning
4,0-8,0 Tidak lebih dari 5,0% Tidak lebih dari 9,0% -
5,68 4,98% 6,49% 2,322 %
Bromelain ada dua jenis yaitu bromelain kasar dan bromelain murni dimana bromelain kasar merupakan bromelain yang masih mengandung zat lain seperti vitamin, zat besi dan mineral sedangkan bromelain murni merupakan ISSN : 2087-5045
Pengamatan
bromelain yang sudah murni tanpa adanya campuran zat lain. Pada penelitian ini digunakan bromelain kasar dengan tujuan untuk memanfaatkan batang nenas yang mengandung bromelain dimana bromelain kasar didapatkan secara manual dengan 129
SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
mengekstraksi batang nenas dan 80 kg batang nenas diperoleh bromelain kasar sebanyak 106,29 g. (Herdyastuti,2006). Ekstraksi batang nenas menggunakan dapar pospat pH 7, hal ini bertujuan untuk mempertahankan pH optimum dari batang nenas yang kemudian dikeringkan pada suhu 55ºC karena bromelain mempunyai suhu optimum 55ºC. Bromelain kasar yang diperoleh, dievaluasi organoleptis, kelarutan, susut pengeringan, kadar abu, dan pH dengan hasil yang hampir sama dengan Certificate of analysis bromelain dari PT. Bernofarm. Penetapan kadar protein total dalam bromelain kasar dilakukan menggunakan standar Bovin Serum Albumin dengan metoda Biuret yang memberikan warna biru violet. Dari hasil pemeriksaan kadar BSA 4 g/dl diperoleh kadar protein total dalam bromelain kasar adalah 2,322 %. Pada penelitian ini tidak dilakukan uji daya aktifitas proteolitik bromelain karena pada uji disolusi hanya menggunakan data kadar protein dari bromelain selain itu tidak memerlukan standar bromelain murni. Pemeriksaan mikroskopis mikrokapsul bromelain kasar dilakukan dengan menggunakan foto mikroskop dengan perbesaran 10 x 4. Pemeriksaan distribusi ukuran partikel mikrokapsul bromelain kasar dilakukan dengan menggunakan mikroskop listrik yang dilengkapi lensa okuler dengan skala pentas perbesaran 10 x 10. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa semakin besar jumlah etil selulosa maka ukuran partikel mikrokapsul juga semakin besar. F1 (1:1) memiliki rata-rata diameter panjang 321,652 µm. F2 memiliki rata-rata diameter panjang 402,866 µm. F3 memiliki rata-rata diameter panjang 561,673 µm. Hasil yang didapat tersebut memenuhi persyaratan ukuran partikel mikrokapsul dengan metoda penguapan pelarut yaitu antara 5 – 5000 µm. Jika diamati distribusi ukuran partikel antara F1, F2 dan F3 terdapat penyebaran yang berbeda tetapi pada F1 dan F2 perbandingan diameter diamati 150,5 µm sama-sama mempunyai jumlah yang paling banyak, walaupun demikian distribusi pada ukuran lainnya berbeda. Hal ini disebabkan perbedaan penggunaan polimer hanya 0,5. ISSN : 2087-5045
Tabel III. Data serapan penetapan kadar protein total dalam mikrokapsul No.
1.
2.
3.
Formula
F1
F2
F3
Absorban (A)
Kadar (%)
0,089
43,84 %
0,090
44,44%
0,087
43,07%
0,074
36,69%
0,069
34,11%
0,076
37,55%
0,060
29,80%
0,059
29,30%
0,062
30,66%
Hasil penetapan kadar bromelain yang dihitung terhadap kadar protein pada F1 didapatkan hasil 43,84%, dengan kadar seharusnya adalah 50%, pada F2 didapatkan hasil 36,12%, dengan kadar seharusnya adalah 40% dan pada F3 29,92%, dengan kadar seharusnya adalah 33,3% sehingga perolehan kembali protein dalam bromelain kasar pada F1 adalah 87,58%, F2 adalah 90,15%, F3 adalah 89,35% dan hasil tersebut tidak mencapai 100% disebabkan oleh adanya bromelin yang tidak tersalut atau yang ikut terbuang bersama paraffin cair saat dienap tuang.
130
SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
Gambar 1. Grafik profil disolusi bromelain kasar dan mikrokpsul bromelain kasar Uji disolusi mikrokapsul bromelain kasar menggunakan metoda dayung dengan kecepatan 100 rpm dengan medium disolusi dapar pospat pH 7 sebanyak 900 ml. Dari hasil yang didapatkan pada disolusi menunjukkan bahwa F3 mengalami pelepasan paling lama karena F3 menggunakan jumlah etil selulosa yang paling besar dengan persen disolusi pada menit ke 360 adalah 22%. Untuk bromelain yang tidak disalut, didapatkan persen disolusi pada menit ke 360 yaitu 45%, untuk F1 didapatkan persen disolusi pada menit ke 360 yaitu 36% dan F2 didapatkan persen disolusi pada menit ke 360 yaitu 28%. Uji disolusi ini dilakukan sampai 360 menit karena waktu pengosongan dari usus secara teoritis berkisar antara 5 – 8 jam sehingga pada penelitian ini dianggap penyerapan obat pada usus sudah sempurna pada waktu 360 menit ( 6 jam ).
KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh, dapat disimpulkan bahwa ISSN : 2087-5045
bromelain dapat diformulasi dalam bentuk mikroenkapsulasi untuk tujuan penggunaan sediaan lepas lambat.
DAFTAR PUSTAKA Abdou,H.M., 1989, Dissolution, Biovaibility and Bioequivalence, Mark Publishing Company Easton, Pensylavania Ansel,H.C., 1989, Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi, Edisi IV, Universitas Indonesia, Jakarta Benita,S., 1996. Microencapsulation: Methods and Industrial Applications. Marcel Dekker Inc. New York Chaerunisaa,A.Y., 2004, Mikroenkapsulasi: Metoda Penyalutan dan Evaluasi Farmasetiknya, UNPAD, JatinagorSumedang Chaidir,Z., 2006, Enzim Amobil Bromelain, ITB, Bandung Herdyastuti, Nuniek. 2006. Isolasi dan karakterisasi ekstrak kasar enzim 131
SCIENTIA VOL. 6 NO. 2, AGUSTUS 2016
bromelin dari batang nenas ,UNESA, Surabaya Lam,K.H., Cheng,S.Y., Lam,P.L., Yuen,M.C.W., Wong,R.S.M., Lau,F.Y., Lai,P.B.S., Gambari,R., Chui,C.H., 2010, Microencapsulation: Past, Present and Future, ProQuest Biology Journals, 22:23-8
Shargel,L., B.C.Yu,Andrew, 1988, Biofarmasetika dan Farmakokinetika Terapan. Edisi II, Diterjemahkan oleh Fasich, UNAIR Press, Surabaya
ISSN : 2087-5045
132
