Aplikasi Nanopartikel Pati

8/18/2019 Aplikasi Nanopartikel Pati

1/17

MAKALAH UJIAN TENGAH SEMESTER BIOLOGI MOLEKULER

Penggunaan Nanopartikel Pati dari Granula Pati pada Industri Makanan, Kosmetik, Farmasi

dan sebagai Komposit

DISUSUN OLEH:

Indy Prasetya G. (1406604683)

Rafi Irzani (1406531605)

Candra Surya N.S. (1406607874)


2/17

2

DAFTAR ISI

Pendahuluan……………………………………………………………………..3

Aplikasi Nanopartikel pati……………………………………………………...3

3.1 Aplikasi dalam komposit……………………………………………………3

3.2 Penstabil Emulsi……………………………………………………………..6

3.3 Pengganti Lemak…………………………………………………………….6

3.4 Komponen Pengemasan……………………………………………………..7

3.5 Carrier Obat dan Material Implant………………………………………..9

3.6 Adsorben dalam Penanggulangan limbah cair…………………………….12

3.7 Konduksi Termoresponsif…………………………………………………..13 3.8 Perekat dalam pembuatan dan pelapisan kertas………………………….15

Kesimpulan……………………………………………………………………… 15

Daftar Pustaka…………………………………………………………………...17


3/17

3

I. ABSTRAK

Pati ( starch) adalah salah satu biopolimer yang paling banyak dapat ditemui di alam, dan

biasanya terisolasi di tumbuhan dalam bentuk mikro-granula. Penelitian terbaru menunjukan

nanopartikel pati dapat dengan mudah didapatkan dari granula pati. Sifat-sifat pati yang ramah

lingkungan membuatnya menjadi biomaterial yang sangat cocok untuk diaplikasikan pada

industri makanan, kosmetik, kedokteran, bahkan sebagai komposit. Pada makalah ini akan

dibahas aplikasi nano-partikel berdasarkan penelitian terbaru yang dilakukan pada tahun 2014.

II. PENDAHULUAN

Berkembangnya penelitian pada nanomaterial menjadikan peneliti mulaimengembangkan Nanopartikel pati (SNPs) sebagai filler pada komposit, dan ditemukan

bahwa SNPs meningkatkan sifat-sifat mekanis juga meningkatkan biodegrabilitas dari

komposit. Penelitian juga menunjukan SNPs dapat digunakan dalam industri makanan,

kosmetik dan farmasi, namun masi sangat terbatas.

Penggunaan SNPs yang paling umum ditemukan pada BioTRED dan Eco-Sphere TM.

BioTRED (Novamont, Italy) digunakan dalam ban produksi Goodyear, menggunakan pati

dari jagung. Pati ini digunakan untuk menggantikan karbon hitam dan silika pada ban,

menghasilkan penguatan pada pelapisan ulang (relining resistance) dengan keuntungan pada

lingkungan. Pada Eco-Sphere TM, Biolatex dari pati menggantikan latex dari minyak. Sudah

banyak digunakan pada pelapisan dan perekat untuk kertas.

Pada Makalah ini akan dijelaskan pengaplikasian SNP berdasarkan karakteristik fisik.

Potensi dari SNPs sangat tinggi sehingga pengaplikasian SNPs dibandingkan dengan

komposit lain sangatlah disarankan didalam makalah.


4/17

4

III. APLIKASI NANOPARTIKEL PATI

Pati sebagian besar disusun oleh amilosa dan amilopektin yang dapat dibedakan dari

stukturnya. Amilosa adalah molekul glukosa anhidrous yang kebanyakan penyusunnya

terhubung oleh α-(1-4)-D-glycoside bonds, dengan rata-rata berat molekul kurang dari satu

per seribu. Molekul pati telah melewati biosintesis dan terletak pada granula pada dimensi 1

– 100 M. Struktur Granula dapat dikatakan seperti onion berisikan alternanting amorphous

dan semi-crystalline growth rings. Bloklet adalah bagian dimana Nanopartikel Pati terisolasi

dari pati dengan disintegrasi.

Gambar 3.1 : Gambar Struktur Granula Pati

3.1 Apl ikasi dalam komposit

komposit adalah material yang tersusun dari dua tipe komponen :

(a) Matriks : berperan untuk mendukung dan melindungi bahan pengisi material, mengirim

dan mendistribusi beban yang diberikan kepada bahan pengisi yang di maksud, merupakan

komponen yang kuat dan kaku yang memperkuat matriks.

(b) Nanokomposit : material komposit polimer yang di isi dengan partikel kaku berukurannano. Kelebihan dari material nanokomposit ini, ketika dibandingkan engan komposit

kovensional adalah keunggulan mekanik, penghalang, dan sifat termalnya pada tingkat

rendah ( ≤5 wt%) serta kemampuan daur ulang, transparansi dan berat nya yang rendah.

Sebagai bahan yang "biodegradable" dan polimer yang tidak beracun, pati sudah

digunakan secara luas di bidang non-pangan seperti kertas, tekstile, plastik, kosmetik dan


5/17

5

obat-obatan. namun SNPs di sarankan sebagai bahan “filler” pada komposit polimer dalam

berbagai penelitian. Berbagai macam matriks polimer termasuk polimer alami dan sintetis

telah disarankan untuk komposit dengan SNPs.

Polimer sintetis adalah material yang serbaguna untuk berbagai aplikasi di industri karena

keunggulan sifat fisika dan tahanan kimia-nya. Namun kebanyakan kebanyakan polimer

sintetis tidak "biodegradable" dan "biocompatible". Karena alasan ini, penelitian terbaru

berfokus pada penggunaan polimer yang ramah terhadap lingkungan, termasuk berbagai

macam polimer alami seperti pati, pullulan, poliaktida dan protein nabati (kedelai). Dengan

memasukkan SNPS kedalam matriks polimer sintetis, tidak hanya sifat fisik tetapi juga

kemampuan "biodegradable" dari komponen juga ikut meningkat.

Contoh pemanfaatan SNPS kedalam matriks polimer sintetis adalah pada “Sintesis

Komposit Bioplastik Berbahan Dasar Tepung Tapioka Dengan Penguat Serat Bambu”

Penelitian ini mengkaji mengenai pembuatan plastik yang dapat terurai oleh bakteri atau

pengurai lainnya sehingga bersifat ramah lingkungan (bioplastic).Pembuatan bioplastic ini

memanfaatkan pati dari pati singkong (Tepung Tapioka) sebagai bahan dasar dan

gliserin+air sebagai plastisizer, serta serat bambu sebagai penguat.

Berdasarkan variasi gliserin yang dilakukan, diperoleh kuat tarik tertinggi pada

komposisi pati 6 gram dan gliserin 1,5 gram yaitu 0,039 MPa sebelum ditambahkan serat

dan 0.068 MPa setelah ditambahkan serat, dengan nilai Modulus Young 0,90 GPa sebelum

ditambahkan serat dan 0.96 GPa setelah ditambahkan serat. Hasil karakterisasi Struktur

mikro komposit bioplastic menunjukkan adanya ikatan yang baik antara matriks dan

serat.Namun, terjadi kerusakan ikatan setelah dilakukan pemendaman.Ini diakibatkan karena

terjadinya penguraian pada pati saat komposit bioplastic dipendam dalam tanah

(degradasi).Berdasarkan uji biodegradibilitas, diperoleh waktu degradasi sampel bioplastic

yaitu mulai dari 2 hari. Selain itu, dari hasil XRD dapat dilihat bahwa bioplastic bersifat

semi amorf.Pullulan merupakan eksopolisakarida yang diproduksi oleh Aureobasidium pullulans.

Pullulan adalah biopolymer yang larut air sehingga banyak aplikasinya dalam industry

pangan, sebagai bahan baku pengemasan, bahan dasar kosmetik, akhir - akhir ini pullulan

juga diaplikasikan pada bidang medis dan aplikasinya di industri lainnya.

Beberapa penelitian menunjukkan pentingnya memiliki campuran yang seragam dari bahan


6/17

6

isi penguat dalam matriks polimer dari formula komposit. Khususnya ketika komposisi

bahan pengisi tersebut di tingkatkan (lebih dari 40%). Kristal nano cenderung menjadi

agregat, dimana meningkatkan dalam hal ini berdampak kepada luas area permukaan untuk

interaksi yang menguntungkan dengan polimer yang menghasilkan peningkatan dalam

kekuatan dan modulus-nya

Komposit film (selaput tipis) bisa di siapkan/dibikin dari campuran SNPS dan polimer

dalam metode yang berbeda menggunakan berbagai teknik seperti pengecoran dan

penguapan pelarut, penekanan dengan panas, pengadukan dalam tekanan dan "extruding".

Kecuali metode pengecoran-penguapan, komposit film di berikan suhu/tekanan yang relatif

tinggi. Pelelehan SNPS mungkin terjadi selama persiapan komposit. terutama ketika

munculnya air di dalam campuran. Untuk alasan ini, metode pengecoran-penguapan di

sarankan sebagai pilihan yang baik dibanding metode termal lain untuk persiapan film

komposit.

3.2 Penstabil Emulsi

Berbagai macam partikel seperti silika hidrofobik, tabung karbon nano, latex, dan kristal

nano pada bakteri selulosa telah digunakan sebagai penstabil emulsi. Pada penelitian

terbaru, SNPS disarankan di gunakan sebagai penstabil pada emulsi minyak dalam air (oil-

in-water). Emulsi disiapkan dengan ratio volume yang sama dengan air dan parafin dapat di

stabilkan dengan menambahkan aliquot dari dispersi SNPS. (Li et al) Mengklaim bahwa

penambahan SNPS lebih dari 0,02 wt% dapaat men-stabilkan emulsi lebih lama dari 2 bulan

dalam penyimpanan tanpa adanya koalesensi tetsan minyak. Namun, menjadi fase terpisah

ketita SNPS mencair dengan pemanasan pada 80oC selama 2 jam. SNPS mungkin

digunakan pada banyak emulsi, tidak hanya untuk makanan tetapi juga untuk kosmetik dan

obat-obatan atau farmasi. Namun, penelitian lebih lanjut dibutuhkan terkait penggunaan

SNPS dalam aplikasinya sebagai penstabil emulsi.

3.3 Pengganti lemak

Penggunaan spesifik lainnya dari SNPS adalah sebagai pengganti lemak (Fat Replacers)

dalam makanan. Fat Replacers adalah zat yang dapat meniru sifat organoleptik atau sifat

fisika dari trigliserida tetapi tidak dapat menggantikan lemak pada basis gram-untuk-gram.


7/17

7

Pati asli dan termodifikasi dapat beberapa kali di gunakan untuk menggantikan lemak.

Ukuran pertikel dari pati memiliki peran penting dalam hal menentukan rasa seperti lemak

(fat-like taste) dan perasaan dimulut (mouth feel).

Organoleptik merupakan pengujian terhadap bahan makanan berdasarkan kesukaan dan

kemauan untuk mempegunakan suatu produk. Uji Organoleptik atau uji indera atau uji

sensor sendiri merupakan cara pengujian dengan menggunakan indera manusia sebagai alat

utama untuk pengukuran daya penerimaan terhadap produk. Pengujian organoleptik

mempunyai peranan penting dalam penerapan mutu. Pengujian organoleptik dapat

memberikan indikasi kebusukan, kemunduran mutu dan kerusakan lainnya dari produk.

Modifikasi paling umum dari pati digunakan sebagai pengganti lemak didalam

depolimerisasi kimia ( seperti asam atau enzimatis hidrolisis) atau disintegrasi mekanik dari

pati (granula). SNPS mungkin menjadi kandidat yang menjanjikan untuk pengganti lemak

karena ukurannya yang kecil. Diharapkan ketika SNPS di campurkan dengan komponen

lain, campuran tersebut akan berbentuk krim lembut seperti zat yang memiliki sifat mirip

dengan lemak. Sebagai tambahan, penggunaan SNPS mungkin menghasilkan penurunan

kalori dengan mengganti lemak berkalori tinggi dengan karbohidrat. Namun belum ada

penelitian terkait penggunaan SNPS sebagai pengganti lemak.

3.4 Komponen pengemasan

SNPS telah menarik perhatian sebagai material dalam film penahan/penghalang untuk

pengemasan makan. Properti penghalan dari lapisan tipis pada pengemasan befokus

terutaman pada transmisi uap air dan permeabilitas oksigen. Beberapa penelitian

melaporkan penurunan permeabilitas uap air ketika SNPS dari jagung dimasukkan. Ada

juga laporan bahwa dengan menambahkan 30-40% lilin jagung menunjukkan penurunan

yang signifikan pada permeabilitas uap air dari film pullulan sorbitol-plastik.

Namun ada juga peneliti yang melporkan penurunan pada permeabilitas sekitar 40%

untuk pati dari film singkong dengan penambahan 2,5% (penguat) SNPS. SNPS juga dapat

meningkatkan properti penghalang terhadap permeabilitas oksigen. Angellier et al. men-

demonstrasikan bahwa SNPS dari pati lilin jagu dapat mereduksi difusi oksigen dan

permeabilitas dai film nano komposit yang disiapkan dengan karet alam. Penemuan ini

dikaitkan dengan SNPS yang berfungsi seperti trombosit, yang dapat memblokir migrasi

dari molekul oksigen melalui lapisan tipis (film)

http://id.wikipedia.org/wiki/Inderahttp://id.wikipedia.org/wiki/Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Produkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mutuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mutuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Produkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Indera


8/17

8

Penggunaan film yang dapat dimakan sebenarnya sudah lama dilakukan, terutama pada

sosis, yang pada zaman dahulu menggunakan usus hewan. Selain itu pelapisan buah-buahan

dan sayuran dengan lilin juga sudah dilakukan sejak tahun 1800-an. Aplikasi dari edible

film untuk kemasan bahan pangan saat ini sudah semakin meningkat, seiring kesadaran

masyarakat akan pentingnya menjaga lingkungan hidup. Film yang bisa dimakan dan

biodegradable film banyak digunakan untuk pengemasan produk buah-buahan segar yaitu

untuk mengendalikan laju respirasi, akan tetapi produk-produk pangan lainnya juga sudah

banyak menggunakan edible coating, seperti produk konfeksionari, daging dan ayam beku,

sosis, produk hasil laut dan pangan semi basah.

Aplikasi dari edible film atau edible coating dapat dikelompokkan atas :

1. Sebagai Kemasan Primer dari produk pangan

Contoh dari penggunaan edible film sebagai kemasan primer adalah pada permen,

sayur- sayuran dan buah-buahan segar, sosis, daging dan produk hasil laut.

2. Sebagai Barrier

Penggunaan edible film sebagai barrier dapat dilihat dari contoh-contoh berikut :

Gellan gum yang direaksikan dengan garam mono atai bivalen yang membentuk

film, diperdagangkan dengan nama dagang Kelcogeâ merupakan barrier yang

baik untuk absorbsi minyak pada bahan pangan yang digoreng, sehingga

menghasilkan bahan dengan kandungan minyak yang rendah. Di Jepang bahan inidigunakan untuk menggoreng tempura.

Edible coating yang terbuat dari zein (protein jagung), dengan nama dagang

Z’coat TM (Cozean) dari Zumbro Inc., Hayfielf, MN terdiri dari zein, minyak

sayuran, BHA, BHT dan etil alkohol, digunakan untuk produk-produk

konfeksionari seperti permen dan coklat

Fry Shiled yang dipatenkan oleh Kerry Ingradientt, Beloit, WI dan Hercules,

Wilmington, DE, terdiri dari pektin, remah-remahan roti dan kalsium, digunakan

untuk mengurangi lemak pada saat penggorengan, seperti pada penggorengan

french fries.

Film Zein dapat bersifat sebagai barrier untuk uap air dan gas pada kacang-

kacangan atau buah-buahan. Diaplikasikan pada kismis untuk sereal sarapan siap

santap (ready to eat- breakfast cereal)


9/17

9

3. Sebagai Pengikat (Binding)

Edible film juga dapat diaplikasikan pada snack atau crackers yang diberi bumbu, yaitu

sebagai pengikat atau adhesif dari bumbu yang diberikan agar dapat lebih melekat pada

produk. Pelapisan ini berguna untuk mengurangi lemak pada bahan yang digoreng

dengan penambahan bumbu bumbu.

4. Pelapis (Glaze)

Edible film dapat bersifat sebagai pelapis untuk meningkatkan penampilan dari produk-

produk bakery, yaitu untuk menggantikan pelapisan dengan telur. Keuntungan dari

pelapisan dengan edible film, adalah dapat menghindari masuknya mikroba yang dapat

terjadi jika dilapisi dengan telur.

3.5 Carr ier obat dan material implant

Teknologi nanopartikel saat ini telah menjadi tren baru dalam pengembangan

sistem penghantaran obat. Partikel atau globul pada skala nanometer memiliki sifat fisik

yang khas dibandingkan dengan partikel pada ukuran yang lebih besar terutama dalam

meningkatkan kualitas penghantaran senyawa obat. Kelebihan lain dari teknologi

nanopartikel adalah keterbukaannya untuk dikombinasikan dengan teknologi lain,

sehingga membuka peluang untuk dihasilkan sistem penghantaran yang lebih sempurna.

Keterbukaan lain dari teknologi nanopartikel adalah kemampuannya untuk

dikonjugasikan dengan berbagai molekul pendukung tambahan, sehingga menghasilkan

sebuah sistem baru dengan spesifikasi yang lebih lengkap.

Penghantaran nanopartikel dideskripsikan sebagai formulasi suatu partikel yang

terdispersi pada ukuran nanometer atau skala per seribu mikron. Batasan ukuran partikel

yang pasti untuk sistem ini masih terdapat perbedaan karena nanopartikel pada sistem

penghantaran obat berbeda dengan teknologi nanopartikel secara umum. 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.


10/17

10

Gambar 3.2 : Ilustrasi konsep sistem penghantaran obat Auto-nanoemulsifikasi

Beberapa kelebihan nanopartikel adalah kemampuan untuk menembus ruang-

ruang antar sel yang hanya dapat ditembus oleh ukuran partikel koloidal (Buzea et al.,

2007), kemampuan untuk 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 (Kawashima,

2000).

Pati adalah material polimer yang bersifat tak beracun, biodegradable, dan

biocompatible. Hal ini menyebabkan pati dapat menjadi carrier yang baik dalam obat-

obatan. Pati telah digunakan sebagai carrier penghantaran pada obat-obatan untuk

pengobatan tumor dan obat-obatan transdermal. Pati juga digunakan sebagai carrier pada

phenetylamines (obat antidepresan), asam acetylsalicylic (aspirin) dan estrone. Pati yang

telah dimodifikasi secara kimia juga telah diketahui digunakan pada system penghantaran pada obat-obatan. Pengembangan penghantaran obat tertarget berfungsi untuk

meningkatkan efektivitas dan efisiensi obat yang diaplikasikan, sekaligus keamanan

penggunaan obat karena mencegah obat untuk bereaksi pada tempat yang tidak

diharapkan. Penghantaran obat jenis ini secara umum dipahami sebagai hubungan ligan

dengan ligan, ligan dengan protein, atau protein dengan protein, karena kesesuaian


11/17

11

interaksi spesifik dapat diketahui dari fenomena kimiawi tersebut. Sebagai contoh, pati

tinggi amilosa yang disambungkan secara menyilang (cross-linked ) digunakan sebagai

matrix dalam pelepasan terkontrol dari contramid. SNP (Starch Nanoparticles)

terpropilasi yang telah diisi dengan berbagai jenis obat-obatan (asam flufenamic,

testosterone dan caffeine) menunjukkan efektifitas yang meningkat dalam permeasi kulit

manusia. Nanopartikel pati dialdehid (DASNP) yang telah dikonjugasi dengan 5-

fluorouracil meningkatkan inhibisi in vitro melawan sel kanker payudara (MF-7)

dibandingkan dengan 5-Fu bebas.

Gambar 3.3 : Ilustrasi SNP (Starch Nanoparticles) terpropilasi yang telah diisi dengan

berbagai jenis obat-obatan (asam flufenamic, testosterone dan caffeine)

Nanomaterial juga dapat digunakan dalam pengaplikasian implant biologis. Nanoteknologi, atau penggunaan nanomaterial, berpotensi untuk menjawab permasalahan

yang terkait dengan implan tradisional, karena hanya bahan-bahan nano yang dapat

meniru sifat permukaan (termasuk topografi, energi, dll) dari jaringan alami di dalam

tubuh manusia. Berbagai penelitian penting telah dilakukan untuk meneliti penggunaan

pati sebagai material biosorbable dalam implant sementara. Sifat yang membuat pati

menarik untuk aplikasi ini adalah gabungan karakteristik mekanisnya dengan sifat

hidrofilik dan resorbable dari pati yang memungkinkan penggunaannya sebagai implant

pada manusia dan hewan. Sifat biodegradable dan biocompability dari nanopartikel pati

juga merupakan sifat yang baik untuk digunakan sebagai implant. Implant biodegradable

memiliki keunggulan yang jelas disbanding implant metal tradisional yang dapat

menyebabkan stress shielding . Implant berbahan nanopartikel pati dapat secara perlahan

dan tanpa efek buruk menyatu dengan tubuh pengguna implant.


12/17

12

3.6 Adsorben dalam penanggulangan l imbah ai r

Nanoteknologi memberikan harapan dari adanya material dan peralatan baru

dalam penanggulangan limbah air dikarenakan sifat dari nanomaterial yaitu

reaktivitasnya yang tinggi dikarenakan besarnya rasio luas permukaan dengan volume.

Besarnya rasio ini dapat meningkatkan daya absorpsi material sorbent secara signifikan.

Perkembangan dari nanosains dan ilmu keteknikan menunjukkan masalah limbah air

yang terjadi saat ini dapat diselesaikan atau dikurangi secara signifikan dengan

menggunakan nanoadsorben, nanokatalis, nanopartikel bioaktif, membrane nanostruktur

katalitik, nanopowder , nanotube, nanopartikel magnetis, dan sebagainya.

Gambar 1.4: Skema bed reactor yang berisi nanomaterial komposit untuk penjernihan air

Pada saat ini, karbon aktif merupakan adsorben yang paling sering digunakan

dalam penghilangan racun pada air. Tetapi, walaupun digunakan secara ekstensif, karbon

aktif adalah material dengan harga yang mahal. Polimer sintesis juga dapat digunakan

dalam penanggulangan limbah air, namun, terdapat perkembangan perhatian terhadap


13/17

13

alternative yang dapat didaur ulang dan berharga murah. Material berbasis biopolymer

dapat menjadi adsorbent paling menarik pada penanggulangan limbah air. Pada studi

terbaru oleh Morandi et al., ditunjukkan potensial absorbs yang besar dari selulosa

nanowhiskers yang dimodifikasi dengan polistirena untuk penghilangan molekul

aromatic organic dari air.

Nanomaterial pati yang dimodifikasi secara kimia dapat digunakan sebagai

adsorben untuk penghilangan polutan organic aromatic dalam air. Alila et al. melaporkan

potensial penggunaan nanopartikel pati sebagai adsorbent setelah dimodifikasi dengan

metode grafting oleh stearate. Dibandingkan dengan biopolymer asli, nanopartikel yang

telah dimodifikasi tersebut memiliki peningkatan efektifitas dan kapasitas karena

peningkatan luas permukaan. Modifikasi secara kimia dari nanopartikel ( grafting, cross-

linking,dsb.) dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi dari material adsorben. Sebagai

contoh, kapasitas adsorbsi SNP-g-stearate berkisar antara 150 μ mol g-1

dan 900 μ mol g-1

untuk 2-naphtol-2-benzena. Sedangkan, pada SNP yang tidak dimodifikasi, kapasitas

adsorpsi ditunjukkan jauh lebih kecil, yaitu 50 dan 40 μ mol g-1

. Pemicu terjadinya

adsorbs ini diasumsikan dipengaruhi secara besar oleh interaksi Van der Waals antara

rantai yang telah di- graft dan zat terlarut organic. Dijelaskan bahwa factor apapun yang

meningkatkan interaksi tersebut berperan dalam peningkatan kapasitas adsorpsi. Secara

khusus, struktur planar dari zat pelarut aromatic organic lebih memilih interkalasi dari

molekul dalam ruang yang terbentuk oleh rantai yang di- graft .

3.7 Konduksi termoresponsif

Valodkar et al. melakukan sintesis terhadap SNP (nanopartikel pati) yang di crosslink

dengan HMDI (1,4-hexamethylene diisocyanate) yang merupakan zat yang tidak larut


14/17

14

dalam air dan cukup reaktif untuk digunakan dalam sintesis nanokomposit.

Gambar 3.5 : Ilustrasi pembentukan (a) nanopartikel pati yang dimodifikasi HMDI dan

(b) nanokomposit SNP PU yang dimodifikasi dengan PPG-HMDI

Nanopartikel pati dalam sintesis ini dipersiapkan dengan hidrolisis asam

menggunakan 3,16M H2SO4. Rantai alifatik dari enam grup metilena pada HMDI

memiliki fleksibilitas yang tinggi diantara berbagai isocyanate. Nanopartikel pati bekerja

sebagai nanofiller dan crosslinker dalam sintesis dari polyurethane berbasis PPG. System

polimetris yang telah di-crosslink dan di-nanofill berkemungkinan besar untuk memiliki

konduktivitas elektrik yang besar dengan tingkat kekakuan yang tinggi. Efek ini

diperkuat dengan efek plastis internal dari nanopartikel. Nanopartikel pati yang telah

dimodifikasi dengan PPG-HMDI menunjukkan sifat konduksi yang bergantung pada

temperature dan frekuensi. Disini, pengaruh yang besar dari temperature terhadap

konduktivitas menunjukkan bahwa nanokomposit PU memiliki sifat termoresponsif.

Konduktivitas ion disini menaikkan temperature dengan energy aktivasi 0,15 eV yang

menunjukkan adanya mekanisme konduktivitas thermal aktif dalam nanokomposit. Hal

ini mengacu pada penambahan muatan energy carrier dengan bertambahnya temperature.

Berdasarkan pada hasil ini, nanopartikel pati memiliki potensial untuk digunakan dalam

sensor temperature.


15/17

15

3.8 Perekat dalam pembuatan dan pelapisan kertas

Industry pembuatan kertas adalah aplikasi selain makanan terbesar dari pati di

dunia, dengan mengonsumsi jutaan metric ton per tahun. Pada proses “basah” dalam

pembuatan kertas, pati yang digunakan bersifat kationik dan memiliki muatan positif

yang terikat denga polimer pati. Turunan dari pati ini berhubungan dengan serat kertas

yang anionic atau bermuatan negative dan filler anorganik. Pati kationik, bersama dengan

zat tambahan pengikat dan pengukur internal lainnya membantu untuk memberikan

kekuatan yang diperlukan oleh jaringan kertas dalam permbuatan kertas (wet strength),

dan memberikan kekuatan kepada kertas produk akhir (dry strength).Pada proses

“kering” dalam proses pembuatan kertas, jaringan kertas dibasahi kembali dengan larutan

yang berbahan dasar pati. Proses ini disebut surface sizing . Pati yang digunakan telah

secara kimia atau enzimatis di-depolimerisasi di pabrik kertas atau pabrik pati. Bersama

dengan zat tambahan untuk surface sizing , pati pada permukaan kertas memberikan

tambahan kekuatan kepada jaringan kertas.

Nanopartikel pati dapat digunakan sebagai pengikat dalam pembuatan kertas dan

pelapisan kertas. Pati yang telah dimasak telah digunakan sebagai aditif dalam pembuatan

kertas. Daya serap pati yang telah dimasak dalam matriks kertas bergantung pada

penyerapan dari pati. Oleh karenanya, jumlah pati yang diserap dibatasi oleh kejenuhan

dari penyerapan pada substrat selulosa. Masalah lainnya adalah viskositas yang tinggi

dari pasta pati setelah pemasakan pati mentah, yang dapat menyebabkan masalah

operasional. Bloembergen et al. melaporkan adanya peningkatan performa sebagai

pengikat pada kertas menggunakan nanopartikel pati dibandingkan dengan pati yang

dimasak. Dengan penambahan nanopartikel pati, viskositas dari pasta dapat dikurangi

secara substansial, dan kekuatan mengikat dapat bertambah

IV.

KESIMPULAN

Selama beberapa dekade terakhir, nanopartikel yang berasal dari polisakarida seperti

pati, selulosa, chitin, dll., terus dikembangkan baik dari segi persiapannya maupun

penggunaanya. Walaupun potensial yang sangat besar dimiliki oleh nanopartikel pati

pada penggunaanya dalam dunia industri, penelitian lebih lanjut harus lah terus dilakukan


16/17

16

pada effisiensi produksi nanopartikel skala industri. Contohnya pada pengefisiensian

ekonomi untuk pembaruan hasil hidrolisis.

Secara umum terlihat jelas bahwa nanopartikel pati memberikan dampak yang

sangat besar baik dari segi mekanik maupun segi “ biodegradable” dan “renewability”.

Saat ini penelitian masih sangat ditekankan pada bagian komposit, penggunaan sebagai

kurir untuk bahan biofunctional dan obat-obatan harus lah di kaji. Pda industri makanan

nanopartikel pati bisa menjadi bahan baku baru untuk mengontrol rheologi dan tekstur.

Contoh paling potensial pada bidang makanan adalah sebagai pengganti lemak.


17/17

17

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-

kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edb

2. http://www.tekpan.unimus.ac.id/wp-content/Uji-Organoleptik-Produk-Pangan.pdf

3.

http://www.ojs.unm.ac.id/index.php/JSdPF/article/download/1486/554

4. Guilbert, S. 2001. A survey on protein absed materials for food, agricultural and biotechnological

uses. In Active bioplymer films and coating for food and biotechnological uses. Park,H.J.,

R.F.Testin, M.S.Chinnan and J.W.Park (Ed). Materials of Pre-Congress Short Course of IUFoST,

Korea University-Seoul, Korea.

5. Kinzel, B., 1992. Protein-rich edible coatings for foods. Agricultural research. May 1992 : 20-21

6. Krochta,J.M., Baldwin,E.A. dan M.O.Nisperos-Carriedo. 1994. Edible coatings and film to

improve food quality. Echnomic Publ.Co., Inc., USA.

7.

P.M., Visakh. 2015. Starch-based blends, composites and Nanocomposites (RSC Green

Chemistry). Royal society of chemistry

8. Susheel, Kalia. 2016. Biodegradable and Biobased Polymers for environmental and Biomedical

Applications. 1 Edition. Wiley-Scrivener.

9. Valodkar, Mayur, 2010. Isocyanate crosslinked reactive starch nanoparticles for thermo-

responsive conducting applications. Carbohydrate Research, 345 (16), 2354-2360.

10. M.J., Santander-Ortega, 2010. Nanoparticles made from novel starch derivatives for transdermal

drug delivery. Journal of Controlled Release, 141 (1), 85-92

11. Martien, Ronny, 2012. Perkembangan Teknologi Nanopartikel Sebagai Sistem Penghantaran

Obat. Majalah Farmaseutik, 8, 133-144.12. Tiwari, Dhermenda K., 2008. Application of Nanoparticles in Waste Water Treatment. World

Applied Sciences Journal, 3 (3), 417-433.

13. Kim, Hee-Young., Sung Soo Park, Seung-Taik Lim. 2014. Preparation, characterization and

utilization of starch nanoparticles. ScienceDirect.
http://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.tekpan.unimus.ac.id/wp-content/Uji-Organoleptik-Produk-Pangan.pdfhttp://www.tekpan.unimus.ac.id/wp-content/Uji-Organoleptik-Produk-Pangan.pdfhttp://www.ojs.unm.ac.id/index.php/JSdPF/article/download/1486/554http://www.ojs.unm.ac.id/index.php/JSdPF/article/download/1486/554http://www.ojs.unm.ac.id/index.php/JSdPF/article/download/1486/554http://www.tekpan.unimus.ac.id/wp-content/Uji-Organoleptik-Produk-Pangan.pdfhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edbhttp://www.kompasiana.com/iqbalprawira/pullulan-aplikasinya-berpotensi-untuk-pangan-kosmetik-maupun-di-bidang-medis_552006a0a333112940b65edb

Documents

Aplikasi Nanopartikel Pati