1
Nanoenkapsulan Antioksidan Alami Berbahan Dasar Buah Kecombrang (Nicolaia speciosa) Rifda Naufalin, Tobari dan Herastuti Fakultas pertanian Unsoed Jl Dr. Soeparno Karangwangkal Purwokerto Email :
[email protected]
ABSTRAK Buah kecombrang memiliki komponen bioaktif yang dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan, namun ekstrak buah kecombrang memiliki kelemahan yaitu mudah menguap dan kurang stabil pada cahaya dan oksigen. Berdasarkan hal tersebut, perlu dikembangkan ekstrak dalam bentuk nanoenkapsulan. Nanoenkapsulasi merupakan satu cara pendekatan untuk membuat produk menjadi lebih stabil dan mudah diaplikasikan ke produk pangan. Penelitian bertujuan memproduksi nanoenkapsulan antioksidan yang praktis, stabil dan dapat diterapkan pada produk pangan. Metode yang dilakukan adalah ekstraksi dan formulasi nanoenkapsulasi ekstrak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formula nanoenkapsulan berbahan dasar ekstrak buah kecombrang dengan bahan pengisi maltodekstrin dan soy protein dan tween 20 memiliki potensi sebagai antioksidan alami, dengan kandungan total fenol 289,86 mg/100 g dan aktivitas antioksidan 32,165 %. Keywords : kecombrang, nanoenkapsulasi, antioksidan
PENDAHULUAN Pemilihan kecombrang (Nicolaia speciosa) sebagai antioksidan karena memiliki komponen bioaktif. Setiap bagian tanaman memiliki senyawa bioaktif yang berbeda. Buah kecombrang merupakan bagian bunga yang mengalami pendewasaan lebih lanjut dan kandungan senyawa bioaktif yang terdapat dalam buah sama dengan bunga, dan memiliki kandungan fenolik dan triterpenoid (Naufalin et al., 2010). Bagian buah belum dimanfaatkan oleh masyarakat secara optimal. Oleh karena itu, pada penelitian ini dikaji buah kecombrang sebagai antioksidan alami melalui teknologi nanoenkapsulasi. Nanoenkapsulasi dilakukan melalui pembentukan partikel berukuran 1 – 1000 nm dengan muatan bahan aktif di dalamnya (Reis et al., 2006). Partikel dengan ukuran nano memungkinkan terjadinya distribusi yang lebih baik pada produk serta dapat memperluas permukaan kontak partikel dengan bahan. Selain itu, nanoenkapsulasi
2
memungkinkan bahan aktif untuk lepas secara berkala melalui lapisan enkapsulan, sehingga hal ini juga dapat meningkatkan efisiensi penggunaan bahan aktif (Won et al., 2008). Pemanfaatan ekstrak buah kecombrang dalam bentuk nanoenkapsulan dapat membuka peluang dihasilkannya antioksidan yang praktis dan stabil oleh panas, cahaya dan oksigen. Tujuan penelitian ini adalah menemukan jenis bahan enkapsulan yang mampu bertindak sebagai pelindung ekstrak buah kecombrang dan mengkaji proporsi enkapsulan terhadap ekstrak buah kecombrang yang optimal untuk menghasilkan nanoenkapsulan yang memiliki kemampuan sebagai antioksidan. METODOLOGI Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian UNSOED. Bahan penelitian yang dibutuhkan terdiri atas: buah kecombrang. Bahan kimia yang digunakan antara lain pelarut teknis, yakni etanol 96%; enkapsulan (maltodekstrin dan soy protein), etanol 99,8% (PA), asam linoleat, akuades, ammonium tiosianat, FeCl2 tetrahidrat 0,02M, HCl pekat, gas N2. Bahan-bahan lain yang diperlukan antara lain kertas saring kasar, kertas whatman No 41, plastik, kertas label, tisu dan aluminium foil. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu pengering Cabinet Dryer, blender, timbangan analitik, rotary evaporator (Bibby RE 200), shaker, oven (Memmert, Japan), desikator, pipet (Pyrex, Germany), pH meter. Alat untuk analisis total fenol dan aktivitas antioksidan terdiri dari spektrofotometer, sentrifus, alat-alat gelas (Pyrex, Germany), vorteks, tabung fial, pipet mikro (Gilson), dan penangas air.imbah daun tembakau, yaitu shaker, rotavapor, tabung N2. Alat untuk formulasi ekstrak, seperangkat alat gelas untuk pengujian aktivitas antimikroba, vortex, pipet mikro, inkubator 37C, desikator, lemari pendingin dan pompa vakum. Persiapan sampel bubuk buah kecombrang Bahan buah kecombrang diseleksi. Bahan hasil seleksi dibersihkan dengan air, kemudian dikeringkan dalam dryer pada suhu 500C hingga kadar air 8-10%. Selanjutnya simplisia kering digiling sampai diperoleh bubuk yang homogen.
3
Ekstraksi dengan pelarut organik Bubuk buah kecombrang diekstrak dua kali dengan etanol (1:4 b/v).
Proses
ekstraksi dilakukan secara maserasi pada suhu 37°C, dengan kecepatan rotasi 150 rpm selama 24 jam setiap tingkat. Ffiltrat dipisahkan dari pelarut dengan cara penguapan dalam rotavapor sampai tidak ada pelarut yang menetes lagi. Pelarut diuapkan pada suhu 50oC. Sisa pelarut dihilangkan dengan gas nitrogen sehingga dihasilkan suatu minyak atsiri (Houghton dan Raman 1998 dan Apriyantono et al., 1998).
Pembuatan nanoenkapsulasi ekstrak Pembuatan formula nanoenkapsulan dibuat dengan cara : 1 unit percobaan menggunakan 20 gram konsentrat ekstrak buah kecombrang untuk nanoenkapsulasi dan 60 gram enkapsulan. siklodekstrin
60 gram enkapsulan dibuat dari komposisi gelatin : -
dengan perbandingan (1:2 ;
1:1 dan 2:1) dan komposisi gelatin :
maltodekstrin dengan perbandingan (1:2 ; 1:1 dan 2:1). Ditambah dengan 300 ml air bebas ion dan dicampur merata dengan cara pengadukan pada suhu 50oC selama 30 menit. 20 gram konsentrat ekstrak ditambahkan, campuran dihomogenisasi pada suhu 40oC selama 30 menit, sehingga terbentuk suatu emulsi.
Selanjutnya dilakukan
pengecilan partikel emulsi menjadi nanopartikel dengan menggunakan dispersing machine (Ultra-Turrax) 22.000 rpm selama 30 menit.
Penentuan Prosedur Pengukuran Total Fenol metode Singleton and Rossi (1965) dalam Othman et al. (2005) yang dimodifikasi.
Akivitas antioksidan formula dianalisis dengan
menggunakan metode tiosianat diubah besi (Yurttas et al., 2000). Penentuan ini didasarkan pada pembentukan peroksida sebagai produk oksidasi asam linoleat. Persen oksidasi dihitung dengan membandingkan nilai absorbansi sampel uji (As) dengan nilai absorbansi kontrol (A ctrl) dikalikan 100%, yang dinyatakan dengan rumus: Persen oksidasi =
As x100% A ctrl
Aktivitas antioksidan = 100% - persen oksidasi
4
HASIL DAN PEMBAHASAN Total Fenolik Formula ekstrak kecombrang dibuat dari ekstrak buah kecombrang dengan bahan-bahan pengisi maltodekstrin, soy protein, Tween 80, NaCl dan NaOH 10% (untuk mengatur pH). Menurut Afeli (1998), bahan enkapsulan yang dapat digunakan untuk mengubah fraksi menjadi partikel-partikel padat. Bahan enkapsulan tersebut dapat berupa protein atau polisakarida. Bahan enkapsulan protein dapat berupa protein nabati seperti protein kedelai ataupun protein hewani seperti gelatin, protein telur dan susu. Bahan enkapsulan yang merupakan polisakarida berupa pati kentang, pati jagung, pati tapioka, maltodekstrin, siklodekstrin, amilopektin dan sellulosa. Hasil Penelitian ini menunjukkan bahwa total fenol dari nanoenkapsulan formula antara 216,21 sampai 289,86 mg / 100 g
(Gambar 1).
Total fenol (mg/100 g)
300 250 200 150 100 50 0 A1
A2
B1
B2
Formula Nanoenkapsulan antioksidan alami berbahan dasar kecombrang
Gambar 1.
Kandungan total fenolik formula nanoenkapsulan antioksidan
Keterangan : A1=0,2 g bahan dengan formula malto:soy protein=2:1 (5%) tween 80 (2%) A2=0,4 g bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 80 (2%) B1=0,2 g bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 20 (2%) B2=0,4 g bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 20 (2%)
5
Kandungan total fenolik yang terdeteksi pada formula berasal dari senyawasenyawa fenolik pada ekstrak buah kecombrang yang merupakan komponen utama dari formula. Hal ini seperti dinyatakan oleh Tampubolon et al. (1983), bahwa komponen kimia yang terdapat pada buah kecombrang merupakan senyawa-senyawa fenolik berupa alkaloid, flavonoid, polifenol, steroid, saponin, dan minyak atsiri. Aktivitas Antioksidan Pengukuran aktivitas antioksidan dilakukan dengan metode feritiosianat didasarkan pada terbentuknya peroksida sebagai hasil oksidasi asam linoleat. Peroksida ini akan mengoksidasi ion fero menjadi feri (Gambar 2.) membentuk kompleks feritiosianat karena adanya ion tiosianat, yang dapat diukur absorbansinya pada panjang gelombang 500 nm. Semakin tinggi absorbansi peroksida menunjukkan semakin tingginya jumlah peroksida, yang berarti oksidasi asam linoleat semakin tinggi (Lestario et al., 2005). ROOH + Fe2+ ROH + HO + Fe3+ Gambar 2. Reaksi Oksidasi Ion Fero Menjadi Feri.
Menurut Kikuzaki dan Nakatani (1993), nilai absorbansi peroksida berbanding terbalik terhadap aktivitas antioksidannya yaitu semakin tinggi nilai absorbansi berarti semakin rendah aktivitas antioksidannya. Hal ini dapat dirumuskan dengan % aktivitas antioksidan = 100 - % oksidasi. Hasil pengukuran absorbansi formulasi ekstrak kecombrang, diperoleh aktivitas antioksidan formula ekstrak kecombrang ditunjukkan pada Gambar 3. Hasil pengukuran aktivitas antioksidan formula nanoenkapsulan buah kecombrang, formula B yaitu ekstrak buah kecombrang yang diberi bahan pengisi maltodekstrin dan soy protein dengan tween 20 memiliki aktivitas antioksidan tertinggi yaitu 32,165 % daripada aktivitas antioksidan formula A yaitu ekstrak buah kecombrang yang diberi bahan pengisi maltodekstrin dan soy protein dengan tween 80.
aktivitasantioksidan (%)
6
32,2 32 31,8 31,6 31,4 31,2 A1
A2
B1
B2
formula Nanoenkapsulan antioksidan alami berbahan dasar kecombrang
Gambar 3. Aktivitas Antioksidan (%) Nanoenkapsulan Kecombrang. Keterangan : A1=0,2 % bahan dengan formula malto:soy protein=2:1 (5%) tween 80 (2%) A2=0,4 % bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 80 (2%) B1=0,2 % bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 20 (2%) B2=0,4 %| bahan dengan formula malto:soy protein =2:1 (5%) tween 20 (2%)
Penghambatan reaksi radikal bebas oleh antioksidan dapat dijelaskan dengan mekanisme penghambatan pada tahapan inisiasi maupun propagasi. Menurut Gordon (1990), antioksidan fenol dapat menghentikan atau menghambat tahapan inisiasi dengan bereaksi dengan radikal asam lemak atau menghambat tahapan propagasi dengan bereaksi radikal peroksi atau radikal alkoksi dengan reaksi sebagai berikut : A* + RH
Inisiasi
: AH + R*
Propagasi
: AH + ROO* A* + ROOH AH + RO*
A* +ROH
Gambar 4. Tahapan Reaksi Inisiasi Dan Propagasi.
7
Radikal bebas antioksidan kemudian akan menginterferensi reaksi tahapan propagasi dengan membentuk komponen antioksidan peroksida sebagai berikut : A* + ROO ROOA (non radikal) A* + ROO ROA
(non radikal)
Gambar 5. Interferensi Reaksi Tahapan Propagasi.
KESIMPULAN Formula nanoenkapsulan berbahan dasar ekstrak buah kecombrang dengan bahan pengisi maltodekstrin dan soy protein dan tween 20 memiliki kandungan total fenol 289,86mg/100 g dan aktivitas antioksidan 32,165 %.
Formula nanoenkapsulan
berbahan dasar ekstrak buah kecombrang dengan bahan pengisi maltodekstrin dan soy protein dan tween 20 memiliki potensi sebagai antioksidan alami. Ucapan Terima Kasih. Penulis mengucapkan
terima kasih LPPM Unsoed yang telah menfasilitasi
penelitian ini melalui dana Riset Percepatan Guru Besar 2011.
DAFTAR PUSTAKA Afeli, R.1998. Studi Mikroenkapsulasi dan Stabilitas Minyak Kaya Asam Lemak Omega-3 dari Limbah Pengalengan Ikan Tuna (Tuna Precook Oil). Skripsi. IPB, Bogor.44 hal. (Tidak dipublikasikan). __________ 1998. Teknik Ekstraksi dan Pemanfaatan Minyak Ikan Untuk Kesehatan. Buletin Teknologi dan Industri Pangan Vol. IX :1, 44-54p. BeMiller, J.N. and R.L. Whistler. 1996. Carbohydrates. In Fennema, O.R. (eds.) Food chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York. Gordon, M. 1990. The Mechanism of Antioxidant Action in Vitro. Di dalam: Hudson, B. J. F. (Ed.) Food Antioxidants. Elsevier Applied Science. New York. Pp: 1-18. Houghton, P. J. and Raman. 1998. Laboratory Handbook for the Fractionation of Natural Extract. Chapman & Hall, London.
8
Kikuzaki,H. and K. Nakatani. 1993. Antioxidant Effect of Some Ginger Constituents. journal Food Science 58 : 1407-1410. . 2005. Perubahan Aktivitas Antioksidan, Kadar Antosianin dan Polifenol Pada Beberapa Tingkat Kemasakan Buah Duwet (Syzygium cumini). Agritech. XXV (4): 169-172. Naufalin, R., Herastuti SR dan Yanto T. 2010. Formulasi dan Produksi pengawet alami estrak kecombrang. Laporan Hibah Kompetensi Tahun II. DP2M Dikti. Naufalin,R. 2005. Kajian Sifat Antimikrobia Bunga Kecombrang (Nicolaia speciosa Horan) terhadap Berbagai Mikroba Patogen dan Perusak Pangan. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bogor. (Tidak dipublikasi). Pelezar, M.J.Jr., E.C.S. Chan, and N.R. Krieg. 1993. Microbiology, Concept and Applications. McGraw Hill, Inc., New York. Reis, C.P., R.J. Neufeld, A.J. Ribeiro, and F. Veiga. 2006. Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2: 8–21. Silalahi, J. 2001. Anticancer and Health Promoting Components in Citrus Fruit. J. Indonesian Food and Nutrition Progress 8(1&2) : 21-29. Tampubolon, O.T., S. Suhatsyah, dan S. Sastrapradja. 1983. Penelitian Pendahuluan Kandungan Kimia Kecombrang (Nicolaia speciosa Horan) Dalam Risalah Simposium Penelitian Tumbuhan Obat III. Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Won J., M.-H. Oh, J.-M. Oh, M.-S. Kang, J.-H. Choy, and S. Oh. Stability Analysis of Zinc Oxide-Nanoencapsulated Conjugated Linoleic Acid and GammaLinolenic Acid DOI: 10.1111/j.1750-3841.2008.00924.x Journal of Food Science. Volume 73, Issue 8, pages N39–43, October 2008. Yurttas, H.C., H.W. Schafer, and J.J. Warthesen. 2000. Antioxidant Activity of Nontocopherol Hazelnut (Corylus spp.) Phenolics. J. Food Sci. 65(2) : 276280.
