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 2016 i
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
Pembimbing Utama
Drs. Jaslin Ikhsan, M.App.Sc.,Ph.D.
Prof. Dr. Sri Atun
NIP. 19680629 199303 1 001
NIP. 19651012 199001 2 001 ii
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
Anisa Nur Khakim NIM. 12307141047
iii
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
Tanggal
Tangan 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 Karim Theresih, SU NIP. 19560824 198303 1 002
..............
..............
..............
..............
..............
..............
..............
..............
Penguji Utama
Penguji Pendamping
Yogyakarta, September 2016 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Dekan,
Dr. Hartono NIP. 19620329 198702 1 002 iv
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
kebodohan.” - Imam Syafi’i
v
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. 8. Teman-teman HASKA 2013, BEM FMIPA 2014 & 2015, TUTORIAL PAI FMIPA 2014, 2015, &2016 yang telah mengajariku banyak hal.
vi
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
5.
Ibu Prof. Dr. Indyah Sulistyo Arty, M.S. selaku Penguji Utama yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyusun Tugas Akhir Skripsi.
vii
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
Penulis
viii
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 B. Penelitian yang Relevan .............................................................................. 20 ix
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 LAMPIRAN ......................................................................................................... 44
x
DAFTAR TABEL Tabel 1. Perbandingan Alginat dan CaCl2 ………....................………………..
25
Tabel 2. Hasil Pengukuran Ukuran Patikel dan Nilai Zeta Potensial ………….
31
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Rimpang Kunci Pepet (Kaempferia rotunda)…………………........
6
Gambar 2. Struktur Alginat…………………………………………………....... 9 Gambar 3. Reaksi Natrium Alginat dengan Ca2+ ................................................. 10 Gambar 4. Hasil Ektraksi Kunci Pepet...............……………………………...... 29 Gambar 5. Koloid Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet...............…….………….. 29 Gambar 6. Padatan Kering Hasil Sentrifugasi…………………………….......... 30 Gambar 7. Electron Micrograph Sampel 3 ..……………….…………………..
32
Gambar 8. Kromatogram hasil identifikasi KLT.................................................. 32
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Bahan yang Digunakan…………………...
45
Lampiran 2. Dokumentasi……….......…………………………...………….
47
Lampiran 3. Bagan Cara Kerja ………………………….....…………..........
48
Lampiran 4. Hasil PSA Sampel 1…………………………………………....
49
Lampiran 5. Hasil PSA Sampel 2…………………………………………....
50
Lampiran 6. Hasil PSA Sampel 3…………………………………………....
51
Lampiran 7. Hasil PSA Sampel 4…………………………………………....
52
Lampiran 8. Hasil PSA Sampel 5…………………………………………....
53
Lampiran 9. Hasil Zeta Sizer Sampel 1…………………………………......
54
Lampiran 10. Hasil Zeta Sizer Sampel 2…………………………………....
55
Lampiran 11. Hasil Zeta Sizer Sampel 3…………………………………....
56
Lampiran 12. Hasil SEM Sampel 3 ………………………………..…….....
57
xiii
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 CaCl2 dengan lima variasi konsentrasi CaCl2 , 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 CaCl2 0,02% b/v dengan rasio alginat dan CaCl2 (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. Kata Kunci : alginat, Kaempferia rotunda, nanopartikel
xiv
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 CaCl2 solution with various concentration of CaCl2 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 CaCl2 0.02% w/v with ratio of alginate and CaCl2 (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. Keywords : alginate, Kaempferia rotunda, nanoparticles
xv
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 rempahrempah, 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. Seiring
dengan perkembangan ilmu dan teknologi, pemanfaatan
tumbuhan sebagai obat secara tradisional dipandang kurang efektif dan efisien. Oleh karena itu, para peneliti mulai mengaplikasikan teknologi nano pada pemanfaatan tumbuhan obat. Teknologi nano adalah teknologi baru yang dapat
1
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). Pembuatan nanopartikel dari bahan alam memerlukan matriks pengikat yang mampu membentuk nanopartikel dan meningkatkan kestabilan nanopartikel. Matriks pengikat dapat berupa polimer alami seperti kitosan dan alginat. Alginat merupakan polimer alami yang dapat diekstraksi dari rumput laut coklat seperti Sargassum sp. dan Turbinaria sp. Rumput laut tersebut potensinya di Indonesia cukup besar, tetapi belum dimanfaatkan secara optimal. Alginat telah lama dimanfaatkan dalam bidang industri, seperti industri tekstil, industri pangan, industri farmasi dan industri kosmetik. Dalam industri farmasi alginat digunakan pada proses enkapsulasi karena sifatnya yang biokompatibel dan murah. Selain itu, alginat berfungsi sebagai emulsifier, stabilizer dan suspended agent dalam pembuatan tablet dan kapsul. Sifat fungsional alginat alami mempunyai kelemahan seperti kelarutan yang rendah, 2
larutan yang tidak stabil, dan viskositas rendah. Penambahan senyawa yang mempunyai kation multivalen, seperti CaCl2 , 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 CaCl2 yang dapat digunakan dalam penelitian ini. 5. Terdapat berbagai metode karakterisasi nanopartikel hasil yang dapat digunakan dalam penelitian ini. 3
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 CaCl2 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? 2. Bagaimana karakter nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang dihasilkan?
4
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. 2. Hasil dari pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) bisa menjadi acuan baru sebagai bahan baku obat.
5
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.
Gambar 1. Rimpang Kunci Pepet (Kaempferia rotunda)
6
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). Kunci pepet (Kaempferia rotunda) tumbuh liar di daerah dataran rendah pada ketinggian kurang dari 750 mdpl. Banyak ditemukan di padang rumput negara- negara tropis seperti China, Taiwan, India, Indonesia, Malaysia, Myanmar, Sri Lanka dan Thailand. Tanaman ini merupakan semak pendek yang tumbuh secara horisontal dengan menggunakan rizom.
Umumnya
mempunyai daun 2-4 helai dengan panjang daun sekitar 27 cm dan lebar 9 cm. Bunganya merupakan bunga kompleks dengan empat helai mahkota berwarna ungu dan putih yang keluar dari rimpang dengan batang semu pendek. Rimpang kunci pepet berbentuk bulat dengan diameter 1-2 cm berada di dalam tanah (NTBG : 2010). 7
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 1,4α-asam L-guluronat seperti terlihat pada Gambar 2. Bentuk alginat pada umumnya adalah natrium alginat, yaitu garam alginat yang dapat larut dalam 8
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 Viskositas larutan alginat dipengaruhi oleh berat molekul dan keberadaan ion dalam larutan. Pada kondisi larutan tanpa kation bervalensi dua atau tiga atau dengan adanya bahan pengkelat, viskositas larutan alginat menjadi rendah. Peningkatan kation multivalen seperti kalsium meningkatkan viskositas yang bersifat paralel. Proses freezing dan thawing larutan Na-alginat yang mengandung ion Ca2+ dapat menghasilkan peningkatan viskositas (Belitz & Grosch dalam Subaryono, 2010). Pemanfaatan alginat didasarkan pada tiga sifat utama, yaitu kemampuan menaikkan viskositas larutan apabila alginat dilarutkan dalam air, kemampuan untuk membentuk gel dan kemampuan untuk membentuk film dari natrium atau kalsium alginat dan fiber dari kalsium alginat. Gel akan terbentuk jika pada larutan natrium alginat ditambahkan garam kalsium. Gel terbentuk karena adanya reaksi kimia seperti pada Gambar 3. Pada proses tersebut kalsium akan menggantikan posisi natrium pada alginat dan mengikat molekul alginat yang panjang. Proses ini tidak memerlukan panas dan gel yang terbentuk tidak akan meleleh jika dipanaskan. Berbeda dengan gel agar-agar yang memerlukan pemanasan untuk pembentukan 9
gelnya, sehingga air harus dipanaskan sampai suhu 80º C untuk membentuk swelling/ gelatinisasi agar-agar dan gel terbentuk pada suhu di bawah 40º C.
C𝐚𝟐+
Gambar 3. Reaksi Natrium Alginat dengan Ca2+ 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
10
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. a. Metode emulsifikasi menggunakan prinsip difusi antara pelarut yang larut air seperti aseton atau metanol dengan pelarut organik tidak larut air seperti kloroform dengan penambahan polimer. Difusi yang terjadi antara dua pelarut tersebut mengakibatkan emulsifikasi pada daerah di antara dua fase pelarut. Partikel yang berada di antara dua fase pelarut tersebut berukuran lebih kecil dari pada kedua fase pelarut itu sendiri (Soppimath, Kulkarni, & Aminabhavi, 2001). 11
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). e. Metode polimerisasi monomer menggunakan senyawa polialkilsianoakrilat (PACA). Metil atau etil sianoakrilat dimasukkan dalam media asam dengan penambahan surfaktan. Monomer sianoakrilat ditambahkan dalam campuran 12
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). Teknologi nanopartikel saat ini telah menjadi tren dalam pengembangan sistem penghantaran obat. Partikel pada skala nanometer memiliki sifat fisik yang khas dibandingkan dengan partikel pada ukuran yang lebih besar. Sifat khas tersebut antara lain meningkatkan kualitas penghantaran senyawa obat dan terbuka untuk dikombinasikan dengan teknologi lain, sehingga membuka peluang untuk dihasilkan sistem penghantaran yang lebih sempurna. Nanopartikel memiliki kemampuan untuk dikonjugasikan dengan berbagai molekul pendukung tambahan, sehingga menghasilkan sebuah sistem baru dengan spesifikasi yang lebih lengkap. Namun, sifat umum nanopartikel yang berlaku pada berbagai jaringan maupun organ di dalam tubuh adalah sifat fisik nanopartikel yang relatif lebih mudah menembus berbagai pembatas biologis, sehingga menjadi kurang spesifik jika digunakan dengan tujuan aplikasi khusus. Oleh karena itu, molekul yang dikonjugasikan pada nanopartikel 13
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). Menurut Buzea, et al., (2007), nanopartikel mempunyai beberapa kelebihan antara lain mampu menembus ruang-ruang antar sel yang hanya dapat ditembus oleh ukuran partikel koloidal, mampu menembus dinding sel yang lebih tinggi, baik melalui difusi maupun opsonifikasi, dan fleksibilitasnya untuk dikombinasi dengan berbagai teknologi lain sehingga membuka potensi yang luas untuk dikembangkan pada berbagai keperluan dan target. Kelebihan lain dari nanopartikel adalah adanya peningkatan afinitas dari sistem karena peningkatan luas permukaan kontak pada jumlah yang sama. Nanopartikel pada sediaan farmasi dapat berupa sistem obat dalam matriks seperti nanosfer dan nanokapsul, nanoliposom, nanoemulsi, dan sebagai sistem yang dikombinasikan dalam perancah (scaffold) dan penghantaran transdermal. 14
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. Pengukuran
partikel
dengan
menggunakan
PSA
biasanya
menggunakan metode basah. Metode basah dinilai lebih akurat jika dibandingkan dengan metode kering ataupun pengukuran partikel dengan metode ayakan dan analisis gambar. PSA terutama digunakan untuk sampelsampel dalam ukuran nanometer dan submikron yang biasanya memiliki kecenderungan menggumpal yang tinggi, hal ini dikarenakan partikel didispersikan ke dalam media sehingga partikel tidak saling beraglomerasi (menggumpal). Dengan demikian ukuran partikel yang terukur adalah ukuran dari single particle. Selain itu hasil pengukuran dalam bentuk distribusi, sehingga hasil pengukuran dapat diasumsikan sudah menggambarkan keseluruhan kondisi sampel (Lusi, 2011). Keunggulan dari PSA antara lain 15
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) Elektron memiliki resolusi lebih tinggi daripada cahaya. Tingkat resolusi elektron dapat mencapai 0,1-0,2 nm sedangkan cahaya hanya mampu mencapai resolusi 200 nm. Selain itu elektron dapat menghasilkan beberapa jenis pantulan yang berguna untuk keperluan karakterisasi. Beberapa metode karakterisasi memanfaatkan sifat pantulan elektron tersebut.
16
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. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi. SEM menggunakan prinsip refleksi, dalam arti permukaan spesimen memantulkan berkas media. Teknik SEM merupakan pemeriksaan dan analisis permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh merupakan data dari permukaan 17
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 Kromatografi Lapis Tipis (KLT) merupakan metode pemisahan komponen-komponen atas dasar perbedaan adsorpsi atau partisi oleh fase diam dipisahkan oleh gerakan pelarut pengembang. Teknik kromatografi lapis tipis dikembangkan pada tahun 1938 oleh Ismailoff dan Schraibar. KLT menggunakan plat tipis yang dilapisi dengan adsorben yang berperan sebagai fasa diam. Adsorben yang berupa bahan padat dengan polaritas tinggi dilapiskan pada lempeng kaca yang bertindak sebagai penunjang. Fasa gerak 18
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 =
𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ 𝑒𝑙𝑢𝑒𝑛
Nilai Rf dapat menjadi bukti dalam mengidentifikasi senyawa. Bila nilai Rf beberapa senyawa memiliki nilai yang sama dapat dikatakan senyawasenyawa tersebut memiliki karakteristik yang sama.
19
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 NaTPP 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 Pada penelitian ini diharapkan dapat membuat nanopartikel ekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) dengan alginat dan menemukan komposisi yang tepat untuk mendapatkan ukuran nanopartikel yang optimal (<1.000 nm). Pembuatan nanopartikel ini bertujuan menambah efektifitas khasiat herbal 20
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. Pembuatan nanopartikel diawali dengan mengekstrak kunci pepet (Kaempferia rotunda) menggunakan pelarut etanol. Setelah berbagai prosedur dilakukan, hasil nanopartikel perlu dikarakterisasi untuk mengetahui ukuran dan morfologi permukaan nanopartikel yang dibuat.
21
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 : Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah rimpang kunci pepet (Kaempferia rotunda), etanol teknis 96%, etanol p.a, kloroform p.a, serbuk asam alginat, kristal natrium hidroksida (NaOH), serbuk kalsium klorida (CaCl2 ), dan akuades.
22
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. Ekstrak etanol kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang diperoleh selanjutnya diuapkan dengan menggunakan evaporator buchii agar pelarut menguap sehingga diperoleh ekstrak etanol pekat. Suhu pada saat evaporasi 23
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 𝐂𝐚𝐂𝐥𝟐 Lima variasi konsentrasi CaCl2 yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu 0,01% b/v; 0,015% b/v; 0,02% b/v; 0,03% b/v dan 0,05% b/v. Cara pembuatan masing-masing larutan CaCl2 adalah dengan melarutkan 0,01 gram; 0,015 gram; 0,02 gram; 0,03 gram dan 0,05 gram masing-masing dalam gelas beker dengan 50 mL akuades, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL ditambah akuades sampai tanda batas. Larutan CaCl2 yang dibutuhkan untuk
setiap
sampel
sebanyak
350
mL,
sehingga
pembuatan
larutan CaCl2 untuk setiap konsentrasi adalah sebanyak 400 mL untuk memudahkan penimbangan.
24
6.
Pembuatan Koloid Nanopartikel 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 CaCl2 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 CaCl2 habis dan terbentuk koloid nanopartikel. Setelah semua bahan tercampur pengadukan dilakukan dengan menggunakan pengaduk magnetik selama 2 jam. Setiap variasi rasio alginat dengan CaCl2 dilakukan pembuatan sebanyak 2 kali. Rasio alginat dengan CaCl2 disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Rasio Alginat dengan CaCl2
7.
Sampel
Alginat (%) b/v
CaCl2 (%) b/v
1
0,1
0,01
Rasio Alginat/ CaCl2 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
5
0,1
0,05
1 : 1,75
Penetapan Distribusi Ukuran Partikel dan Zetapotensial Karakterisasi sifat fisik koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet menggunakan alat PSA untuk menentukan ukuran dan distribusi partikel 25
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 Identifikasi menggunakan metode kromatografi lapis tipis (KLT) untuk membandingkan kandungan antara ekstrak awal kunci pepet dengan sampel nanopartikel yang telah dibuat. Ekstrak pekat kunci pepet dan lima sampel serbuk nanopartikel yang telah dibuat masing-masing dilarutkan dalam etanol kemudian ditotolkan pada plat KLT yang sudah ditandai. Selanjutnya plat dimasukan ke dalam chamber yang berisi eluen berupa kloroform. Setelah eluen mencapai batas atas plat KLT diangkat dan diamati di bawah sinar UV.
26
11. Analisis Data Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis data distribusi ukuran partikel menggunakan alat PSA, potensial zeta menggunakan alat Zeta Sizer dan morfologi permukaan serbuk menggunakan alat SEM dari nanopartikel yang telah dibuat.
27
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 CaCl2 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 = =
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑘𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑒𝑟𝑏𝑢𝑘 𝑡𝑒𝑚𝑢 𝑘𝑢𝑛𝑐𝑖 135,8 𝑔𝑟𝑎𝑚 3000 𝑔𝑟𝑎𝑚
x 100%
x 100 % = 4,527 %
28
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.
Gambar 5. Koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet
29
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 CaCl2 (2,8:1) dan sampel 3 dengan rasio alginat dan CaCl2 (1,4:1). Sampel 2
dengan rasio alginat dan CaCl2 (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 Pengukuran nilai zeta potensial dengan menggunakan Zeta Sizer Nano Seris Malvern dilakukan pada sampel dengan persen (%) nanopartikel lebih dari 80 %, yaitu sampel 1, 2 dan 3. 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.
30
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 Sampel 1
3.
Konsentrasi Alginat CaCl2 (%) (%) b/v b/v 0,1 0,01
Nanopartikel Jumlah Ukuran (%) (nm)
Mikropartikel Jumlah Ukuran (% ) (nm)
100,0
87-584
0,0
-
Koloid Zeta Potensial (mV) -42,0
Padatan Berat Warna sampel (gr) 0,006 Coklat muda
2
0,1
0,015
98,7
115877
1,3
1005
-45,3
0,015
Coklat muda
3
0,1
0,02
100,0
100766
0,0
-
-49,6
0,027
Coklat muda
4
0,1
0,03
48,1
172877
51,9
10051318
Tidak diukur
0,037
Coklat muda
5
0,1
0,05
18,5
197445
81,5
11512976
Tidak diukur
0,146
Coklat muda
Hasil Karakterisasi Morfologi Serbuk Nanopartikel dengan SEM Hasil karakterisasi menggunakan SEM menunjukkan morfologi permukaan partikel atau bentuk 3 dimensi dari partikel dan ukuran partikel tersebut. Alat Scanning Electron Microscopy (SEM) memiliki 10x sampai 3.000.000x perbesaran sehingga dapat menghasilkan gambar permukaan secara mendetail. Analisis SEM pada penelitian ini dilakukan dengan perbesaran dari 100x, 500x, 1000x, 5000x dan 1000x. Sampel yang dianalisis menggunakan SEM adalah sampel 3 yang menurut hasil analisis PSA mempunyai persen (%) nanopartikel sebesar 100% dan mempunyai nilai zeta potensial rata-rata terbesar. Gambar permukaan partikel atau electron micrograph dengan perbesaran 5000x pada Gambar 7 menunjukkan bahwa partikel berbentuk bulat. Electron micrograph dengan berbagai perbesaran secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 12. 31
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.
Keterangan: A = sampel 1 B = sampel 2 C = sampel 3 D = sampel 4 E = sampel 5 F = ekstrak kunci pepet
A
B
C
D
E
F
Gambar 8. Kromatogram hasil identifikasi KLT
32
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. Ekstrak selanjutnya dipekatkan dengan menggunakan evaporator untuk menghilangkan pelarutnya. Suhu pada saat evaporasi adalah 60° C yang bertujuan agar etanol dapat menguap tanpa merusak senyawa-senyawa metabolit sekunder yang larut dalam etanol karena suhu tinggi. Dari proses evaporasi diperoleh ekstrak etanol pekat kunci pepet sebanyak 320 gram yang berwarna kuning kecoklatan. 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 sebanyak 135,8 gram yang berwarna coklat kemerahan. 33
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 CaCl2 dan prepasari koloid nanopartikel. Persiapan awal dilakukan dengan menimbang bahan-bahan yang diperlukan yaitu ekstrak pekat kunci pepet, asam alginat, CaCl2 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 CaCl2 adalah dengan melarutkan serbuk CaCl2 dalam labu ukur 100 mL ditambah akuades sampai tanda batas. Serbuk CaCl2 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 CaCl2 yang dibutuhkan masing-masing sebanyak 350 mL. Oleh karena itu larutan CaCl2 yang dibuat untuk masing-masing konsentrasi sebanyak 400 mL agar memudahkan penimbangan. Keterangan jumlah asam alginat dan CaCl2 yang dibutuhkan secara lengkap tertera pada Lampiran 1. Preparasi koloid nanopartikel kunci pepet (Kaempferia rotunda) diawali dengan melarutkan sebanyak 1 gram ekstrak pekat kunci pepet dalam 35 mL 34
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 CaCl2 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. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode gelasi ionik. Menurut Raditya Iswandana, dkk (2013), metode ini melibatkan proses sambung silang antara polielektrolit
dengan adanya pasangan
ion
multivalennya. Pembentukan ikatan sambung silang ini akan memperkuat kekuatan mekanis dari partikel yang terbentuk. Alginat yang merupakan polimer anionik dapat bereaksi dengan kation divalen seperti CaCl2 . Pemilihan metode gelasi ionik dikarenakan metode ini merupakan metode yang paling mudah dilakukan dibandingkan metode yang lain. Penggunaan alginat sebagai matriks dalam penelitian ini karena alginat merupakan polimer yang biokompatibel, biodegradabel dan tidak toksik sehingga aman bagi tubuh apabila diaplikasikan sebagai obat. Di dalam tubuh polimer ini akan mengalami pembengkakan sebelum akhirnya terdegradasi dan pecah. Kandungan senyawa aktif dari kunci pepet (Kaempferia rotunda) yang terjerap dalam alginat akan dilepaskan secara bertahap di dalam tubuh.
35
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
dikarenakan adanya ikatan ion Ca2+ dengan anion alginat. Pada proses 36
pelarutan natrium alginat, terjadi dekompleksasi dimana ion Na+ terlepas dan terbentuk struktur alginat anionik. Ketika dilakukan penambahan CaCl2 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. Konsentrasi CaCl2 pada saat pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet berpengaruh terhadap partikel yang terbentuk. Penggunaan CaCl2 dengan konsentrasi tinggi menyebabkan terlalu banyak ikatan antara Ca2+ dengan anion
alginat
yang
terbentuk.
Ikatan-ikatan
tersebut
menyebabkan
terbentuknya padatan terlarut sehingga apabila terlalu banyak akan menyebabkan ukuran partikel padatan semakin besar. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2. Semakin tinggi konsentrasi CaCl2 menyebabkan persen (%) jumlah partikel berukuran nano cenderung semakin sedikit dan persen (%) jumlah partikel berukuran mikro cenderung semakin banyak. Selain itu konsentrasi CaCl2 juga mempengaruhi jumlah dan bobot padatan kering. Semakin tinggi konsentrasi CaCl2 menyebabkan jumlah padatan semakin banyak dan bobot padatan semakin besar. 37
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 Identifikasi dengan kromatografi lapis tipis (KLT) dilakukan pada enam kode sampel seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Identifikasi menggunakan KLT pada penelitian ini bertujuan membandingkan kandungan senyawa antara ekstrak awal kunci pepet dengan sampel nanopartikel ekstrak kunci pepet yang telah dibuat. Hal ini dimaksudkan untuk memastikan kandungan senyawa dalam nanopartikel ekstrak kunci pepet yang telah dibuat sama dengan kandungan senyawa dalam ekstrak awal kunci pepet. Kromatogram pada Gambar 8 menunjukkan bahwa kandungan senyawa dalam nanopartikel ekstrak kunci pepet yang telah dibuat sama dengan kandungan senyawa dalam ekstrak awal kunci pepet. Hal ini ditunjukkan dengan spot yang terbentuk dari enam sampel relatif sama. 38
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 CaCl2 . Rasio alginat dan CaCl2 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 nanopartikel ekstrak kunci pepet. 39
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. 5. Perlu dilakukan penelitian pembuatan nanopartikel ekstrak kunci pepet dengan
alginat dan CaCl2 menggunakan metode yang lain untuk
membandingkan hasilnya.
40
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 pHsensutive 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 pada 31 Mei 2016 pukul 10:22.
41
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 Cancer Treatment. Proceeding of International Conference On Research, Implementation And Education Of Mathematics And Sciences. UNY. Yogyakarta.
42
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. Tiyaboonchai W., 2003, Chitosan nanoparticles: A promising system for drug delivery, Naresuan Univ. J., 11(3): 51-66
43
LAMPIRAN
LAMPIRAN
44
Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Bahan yang Digunakan Berdasarkan variasi konsentrasi alginate dan CaCl2 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 CaCl2 sama dengan gram per 100 mL larutan CaCl2 . Setiap komposisi membutuhkan 100 mL alginat dan 350 mL CaCl2 . a. Sampel 1 Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2(2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl2 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 CaCl2 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 CaCl2 0,02 % b/v = 0,02 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan)= 0,16 gram d. Sampel 4 Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2(2 kali pengulangan)= 0,2 gram CaCl2 0,03 % b/v = 0,03 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan)= 0,24 gram
45
e. Sampel 5 Alginat 0,1 % b/v = 0,1 gram x 2 (2 kali pengulangan) = 0,2 gram CaCl2 0,04 % b/v = 0,05 gram x 4(dibutuhkan 350 mL) x 2(2 kali pengulangan) = 0,4 gram
46
Lampiran 2. Dokumentasi
Proses evaporasi
Ekstrak pekat kunci pepet
Pembuatan larutan alginat
Pembuatan larutan CaC𝑙2
Proses pembuatan koloid Nanopartikel
Koloid Nanopartikel
Sentrifuge
Endapan kering
Proses KLT
47
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 CaC𝑙2
Larutan 1 dan Larutan 2 diaduk homogen dalam gelas beker menggunakan pengaduk magnetik Ditambahkan larutan 3 dan diaduk dengan pengaduk magnetik selama 2 jam selama 2 jam Koloid nanopartikel ekstrak kunci pepet
Karakterisasi dengan PSA dan zeta sizer
Disimpan dalam lemari pendingin
Padatan terlarut dipisahkan dengan sentrifuge
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 yang membeku disimpan dalam lemari pendingin hingga mengering sempurna
Padatan kering dan ekstrak pekat kunci pepet di identifikasi dengan KLT
Padatan kering berupa serbuk kering berwarna coklat muda dikarakterisasi dengan SEM
48
Lampiran 4. Hasil PSA Sampel 1
49
Lampiran 5. Hasil PSA Sampel 2
50
Lampiran 6. Hasil PSA Sampel 3
51
Lampiran 7. Hasil PSA Sampel 4
52
Lampiran 8. Hasil PSA Sampel 5
53
Lampiran 9. Hasil Zeta Sizer Sampel 1
54
Lampiran 10. Hasil Zeta Sizer Sampel 2
55
Lampiran 11. Hasil Zeta Sizer Sampel 3
56
Lampiran 12. Hasil SEM
57
Perbesaran
100x
Perbesaran
100x
Perbesaran
500x
58
Perbesaran
1000x
Perbesaran
1000x
Perbesaran
5000x
Perbesaran
5000x
Perbesaran
5000x
Perbesaran 5000x
59
Perbesaran 10000x
60
