File Kinetika Ringkasan

i

UNIVERSITAS INDONESIA

PREPARASI DAN KARAKTERISASI KITOSAN SUKSINAT

SEBAGAI MATRIKS PADA TABLET ENTERIK

LEPAS LAMBAT

SKRIPSI

RINA MARIYAM

0706264955

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI FARMASI

DEPOK

JULI 2011

Preparasi dan ..., Rina Mariyam, FMIPA UI, 2011

ii

UNIVERSITAS INDONESIA

PREPARASI DAN KARAKTERISASI KITOSAN SUKSINAT

SEBAGAI MATRIKS PADA TABLET ENTERIK

LEPAS LAMBAT

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Farmasi

RINA MARIYAM

0706264955

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI FARMASI

DEPOK

JULI 2011


iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua

sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar

Nama : Rina Mariyam

NPM : 0706264955

Tanda Tangan :

Tanggal : 11 Juli 2011


iv

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh :

Nama : Rina Mariyam

NPM : 0706264955

Program Studi : Farmasi

Judul Skripsi : Preparasi dan Karakterisasi Kitosan Suksinat sebagai

Matriks pada Tablet Enterik Lepas Lambat

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai

bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi

pada Departemen Farmasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Indonesia.

DEWAN PENGUJI

Pembimbing : Dr. Silvia Surini, M.Pharm.Sc., Apt ( )

Penguji I : Dr. Iskandarsyah, MS., Apt ( )

Penguji II : Dr. Anton Bahtiar, M.Biomed., Apt ( )

Penguji III : Dr. Harmita, Apt ( )

Ditetapkan di : Depok

Tanggal : 11 Juli 2011


v

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur hanyalah untuk Allah SWT atas limpahan nikmat,

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

penyusunan skripsi ini tepat waktu. Shalawat dan salam senantiasa tercurah

kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya. Dalam ruang

yang terbatas ini, dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan

terima kasih dan rasa hormat kepada:

1. Prof. Dr. Yahdiana Harahap, MS. selaku Ketua Departemen Farmasi FMIPA

UI yang telah memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian dan

penyusunan skripsi ini.

2. Dr. Silvia Surini, M.Pharm.Sc., Apt. selaku pembimbing atas kesabarannya

dalam membimbing penulis, memberikan petunjuk, dan memberikan banyak

masukan selama penelitian hingga tersusunnya skripsi ini.

3. Dr. Harmita, Apt. selaku pembimbing akademik yang telah memberikan

banyak perhatian, saran, dan bantuan selama ini.

4. Seluruh dosen Departemen Farmasi FMIPA UI atas segala ilmu pengetahuan

dan didikannya selama ini.

5. Keluarga tercinta, Mamah, Papah, Aa Yusuf, Aa Fahrul, De Akhdan, Teh

Istie, Teh Riva, dan seluruh keluarga besar atas segenap kasih sayang,

perhatian, dukungan serta motivasi untuk menyelesaikan penelitian serta

pendidikan di farmasi dengan sebaik mungkin.

6. Sahabat-sahabat tercinta ka Diny, ka Via, ka Seffy, ka RM, Devin, Tice,

Nces, Welly, Arief, dan Dewi, serta semua teman-teman farmasi 2007

khususnya Hana, Depe, Nipah, Ary, Diah, dan Diandra atas persaudaraan

yang indah selama ini, tidak akan pernah terlupakan masa-masa bersama

menimba ilmu di farmasi ini.

7. Seluruh laboran dan karyawan Departemen Farmasi FMIPA UI serta semua

pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah memberikan

dukungan selama penelitian dan penulisan skripsi ini.


vi

Penulis menyadari bahwa penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh

dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati menerima segala

kritik dan saran demi perbaikan di masa yang akan datang. Tak ada yang penulis

harapkan selain sebuah keinginan agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi

pengembangan ilmu pengetahuan pada umumnya dan ilmu farmasi pada

khususnya.

Penulis

2011


vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di

bawah ini:

Nama : Rina Mariyam

NPM : 0706264955


Departemen : Farmasi

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Jenis Karya : Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty

Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Preparasi dan Karakterisasi Kitosan Suksinat sebagai Matriks pada Tablet Enterik

Lepas Lambat

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,

mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),

merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok

Pada tanggal : 11 Juli 2011

Yang menyatakan

Rina Mariyam


viii Universitas Indonesia

ABSTRAK

Nama : Rina Mariyam


Judul : Preparasi dan Karakterisasi Kitosan Suksinat sebagai

Matriks pada Tablet Enterik Lepas Lambat

Kitosan merupakan polimer alam yang potensial untuk digunakan sebagai

eksipien farmasi karena sifatnya yang biodegradabel dan tidak toksik. Penggunaan

kitosan sebagai pembawa obat terbatas karena sifat kelarutannya yang hanya larut

dalam asam. Untuk meningkatkan kelarutannya, dalam penelitian ini dilakukan

modifikasi kimia terhadap kitosan menggunakan anhidrida suksinat. Kitosan

suksinat yang diperoleh digunakan sebagai matriks pada sediaan tablet enterik

dengan menggunakan natrium diklofenak sebagai model obat. Derajat substitusi

kitosan suksinat yang diperoleh sebesar 3,65 mol/gram. Kitosan suksinat dapat

larut dalam medium basa (pH 6,8) sehingga terbukti bahwa sintesis yang dilakukan memperluas kelarutan kitosan. Formulasi tablet natrium diklofenak

dengan matriks kombinasi kitosan suksinat dan HPMCP (3,5 : 1) serta

perbandingan jumlah zat aktif dengan polimer = 1:3, memenuhi persyaratan tablet

enterik dan dapat digunakan untuk sediaan lepas lambat selama 32 jam.

Kata kunci : Kitosan suksinat, N-asilasi, matriks, tablet enterik, natrium

diklofenak

xv + 87 halaman; 16 gambar; 14 tabel; 32 lampiran

Daftar acuan : 45 (1936-2010)

viii


ix Universitas Indonesia

ABSTRACT

Name : Rina Mariyam

Program Study : Pharmacy

Title : Preparation and Characterization of Chitosan Succinate as

Matrix in Enteric Sustained Release Tablet

Chitosan is a potential natural polymer for application as a pharmaceutical

excipient due to its biodegradable and not toxic characteristics. However, the use

of chitosan as drug carriers is limited due to its solubility properties. In this study,

chitosan succinate (CS) was synthesized from chitosan using succinic anhydride

to improve the solubility. Then, CS was used as matrix in enteric tablet using

diclofenac sodium as a model drug. The degree of substitution of CS was 3,65

mol / gram. The solubility study showed that CS could be dissolved in alkaline

medium (pH 6,8). So, these study revealed that CS could increase the solubility of chitosan. The in vitro release study showed that the enteric tablet of F5

formulation could retarded drug release up to 32 hours. The enteric tablet of F5

was formulated using CS: HPMCP (3,5:1) matrix, which was 3 fold amount of

drug. The result suggested that the formula have the potential to be applied as

enteric and sustained release tablet.

Keywords : Chitosan succinate, N-acylation, matrix, enteric tablet, diclofenac

sodium

xv + 87 pages; 16 pictures; 14 tables; 32 appendices

Bibliography : 45 (1936-2010)

ix


x Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv

KATA PENGANTAR .................................................................................... v

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................... vii

ABSTRAK ...................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii

DAFTAR RUMUS .......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................

xv

BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA .................................................................

4

2.1 Kitosan ...................................................................................... 4

2.2 N-Asilasi Kitosan ...................................................................... 6

2.3 Anhidrida Suksinat..................................................................... 8

2.4 Kitosan Suksinat ........................................................................ 9

2.5 Tablet Enterik ............................................................................ 10

2.6 Sediaan Lepas Lambat .............................................................. 11

2.7 Sistem Matriks ........................................................................... 12

2.8 Natrium Diklofenak ................................................................... 13

2.9 Disolusi dan Kinetika Pelepasan Obat ...................................... 15

BAB 3

METODE PENELITIAN ..............................................................

19

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................... 19

3.2 Alat ............................................................................................ 19

3.3 Bahan ......................................................................................... 19

3.4 Cara Kerja ................................................................................. 20

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................

30

4.1 Preparasi Kitosan Suksinat ........................................................ 30

4.2 Karakterisasi Fisik ..................................................................... 31

4.3 Karakterisasi Kimia ................................................................... 39

4.4 Karakterisasi Fungsional ........................................................... 42

4.5 Pembuatan Tablet Enterik Natrium Diklofenak Lepas Lambat 46

4.6 Pembuatan Spektrum Serapan dan Kurva Kalibrasi Natrium

Diklofenak .................................................................................

46

x


xi Universitas Indonesia

4.7 Evaluasi Sediaan Tablet ............................................................ 47

4.8 Profil Pelepasan Obat ................................................................ 48

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................

53

5.1 Kesimpulan ................................................................................ 53

5.2 Saran ..........................................................................................

53

DAFTAR ACUAN ......................................................................................... 54

xi


xii Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur kimia kitin ................................................................. 5

Gambar 2.2 Struktur kimia kitosan ............................................................. 6

Gambar 2.3 Resonansi pasangan elektron bebas pada ikatan amida........... 7

Gambar 2.4 Rumus bangun anhidrida suksinat ........................................... 8

Gambar 2.5 Struktur kimia kitosan suksinat ............................................... 9

Gambar 2.6 Reaksi kitosan dan anhidrida suksinat menghasilkan kitosan

suksinat ...................................................................................

10

Gambar 2.7 Dispersi obat di seluruh polimer matriks ................................ 12

Gambar 2.8 Struktur kimia natrium diklofenak .......................................... 14

Gambar 4.1 Serbuk kitosan dan kitosan suksinat ....................................... 31

Gambar 4.2 Hasil pengamatan bentuk dan morfologi permukaan kitosan

suksinat menggunakan Scanning Electron Microscope..........

32

Gambar 4.3 Termogram kitosan dan kitosan suksinat dengan Differential

Scanning Calorimetry.............................................................

33

Gambar 4.4 Spektrum inframerah kitosan suksinat dan kitosan . 41 Gambar 4.5 Kurva sifat alir kitosan suksinat 3% b/v ................................. 43

Gambar 4.6 Kurva sifat alir kitosan suksinat 4% b/v ................................. 43

Gambar 4.7 Indeks mengembang kitosan dan kitosan suksinat dalam

medium HCl pH 1,2 selama 2 jam dan dalam medium fosfat

pH 7,4 selama 8 jam

45

Gambar 4.8 Profil disolusi tablet enterik natrium diklofenak lepas lambat

dalam medium HCl pH 1,2 selama 2 jam kemudian

dilanjutkan dalam medium fosfat pH 7,4 selama 8 jam.

Setiap titik menggambarkan nilai rata-rata SD (n=3) ..

49

xii


xiii Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Rumus perhitungan kinetika obat .. 16 Tabel 2.2 Hubungan eksponen pelepasan n dengan mekanisme pelepasan

obat pada model persamaan Korsmeyer-Peppas ...

17

Tabel 2.3 Syarat obat terlarut untuk sediaan lepas terkendali ... 18 Tabel 3.1 Skala kemampuan mengalir .. 24 Tabel 3.2 Hubungan sifat alir terhadap sudut reposa 25 Tabel 3.3 Formulasi tablet enterik natrium diklofenak lepas lambat 400 mg 26

Tabel 3.4 Persyaratan uji keseragaman bobot ... 27 Tabel 4.1 Hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan

suksinat yang terlarut secara kualitatif...........................................

35

Tabel 4.2 Hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan

suksinat yang terlarut secara semikuantitatif .................................

38

Tabel 4.3 Hasil pemeriksaan pH larutan kitosan suksinat pada berbagai

konsentrasi .....................................................................................

42

Tabel 4.4 Data hasil evaluasi indeks kompresibilitas, laju alir, dan sudut

reposa serbuk kitosan suksinat ..

46

Tabel 4.5 Data hasil evaluasi sediaan tablet .................................................. 47

Tabel 4.6 Jumlah obat yang dilepaskan . 50 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan kinetika pelepasan natrium diklofenak

dari matriks tablet enterik ..

52

xiii


xiv Universitas Indonesia

DAFTAR RUMUS

Halaman

Rumus 3.1 Rumus perbandingan serapan dan konsentrasi antara standar

dengan sampel .........................................................................

21

Rumus 3.2 Rumus perhitungan normalitas NaOH .................................... 22

Rumus 3.3 Rumus perhitungan normalitas HCl ........................................ 22

Rumus 3.4 Rumus perhitungan derajat substitusi ..................................... 22

Rumus 3.5 Rumus perhitungan indeks mengembang ............................... 24

Rumus 3.6 Rumus perhitungan indeks kompresibilitas ............................ 24

Rumus 3.7 Rumus perhitungan sudut reposa ............................................ 25

Rumus 3.8 Rumus perhitungan persentase keregasan tablet ..................... 27

xiv


xv Universitas Indonesia

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Gambar 1 Larutan anhidrida suksinat 1% b/v dalam metanol................. 59

Gambar 2 Larutan kitosan 1% b/v dalam asam asetat 1% ...................... 59

Gambar 3 Endapan yang terbentuk hasil sintesis kitosan suksinat ......... 60

Gambar 4 Spektrum inframerah kitosan.................................................. 61

Gambar 5 Spektrum inframerah kitosan suksinat................ 62 Gambar 6 Tablet enterik natrium diklofenak lepas lambat 400 mg........ 63

Gambar 7 Diagram batang hasil evaluasi kekerasan tablet 63 Gambar 8 Diagram batang hasil evaluasi keregasan tablet 64 Gambar 9 Diagram batang hasil evaluasi keseragaman bobot tablet . 64 Gambar 10 Diagram batang hasil evaluasi keseragaman ukuran tablet ... 65

Gambar 11 Spektrum serapan natrium diklofenak dalam larutan

fosfat pH 7,4 ..........................................................................

65

Gambar 12 Kurva kalibrasi natrium diklofenak dalam larutan

fosfat pH 7,4 ..........................................................................

66

Tabel 1 Data hasil pengukuran viskositas kitosan suksinat 3% b/v 67 Tabel 2 Data hasil pengukuran viskositas kitosan suksinat 4% b/v 68 Tabel 3 Data hasil uji indeks mengembang kitosan suksinat ............. 69

Tabel 4 Data hasil evaluasi kekerasan tablet .. 70 Tabel 5 Data hasil evaluasi keseragaman bobot tablet ... 71 Tabel 6 Data hasil evaluasi keseragaman ukuran (ketebalan) tablet .. 72

Tabel 7 Data hasil evaluasi keseragaman ukuran (diameter) tablet 73 Tabel 8 Serapan natrium diklofenak dalam larutan fosfat pH 7,4

pada 276 nm ........................................................................

74

Tabel 9 Data hasil uji disolusi formulasi tablet enterik natrium

diklofenak lepas lambat dalam medium asam dan basa

selama 10 jam ........................................................................

75

Lampiran 1 Penentuan derajat substitusi kitosan suksinat secara titrasi

asam basa ...

76

Lampiran 2 Perhitungan jumlah kumulatif pelepasan natrium diklofenak

dari tablet ...............................................................................

77

Lampiran 3 Perhitungan nilai koefisien pelepasan dari beberapa model

kinetika ...................................................................................

78

Lampiran 4 Perhitungan hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap

jumlah kitosan suksinat yang terlarut secara

semikuantitatif........................................................................

79

Lampiran 5 Sertifikat analisis kitosan ....................................................... 80

Lampiran 6 Sertifikat analisis anhidrida suksinat ..................................... 81

Lampiran 7 Sertifikat analisis natrium diklofenak .................................... 82

Lampiran 8 Sertifikat analisis Avicel

PH 102 ......................................... 84

Lampiran 9 Sertifikat analisis HPMCP ..................................................... 85

Lampiran 10 Termogram kitosan ................................................................ 86

Lampiran 11 Termogram kitosan suksinat .................................................. 87

xv


1

Universitas Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tablet enterik merupakan suatu sediaan yang dibuat dengan maksud untuk

melindungi obat agar tidak dilepaskan di lambung (lingkungan dengan pH

rendah), namun melepaskan obatnya di usus (lingkungan dengan pH yang lebih

tinggi) untuk diabsorpsi. Sediaan ini biasanya dibuat untuk obat-obat yang mudah

terdegradasi oleh asam lambung, dapat mengiritasi lambung atau diabsorpsi baik

di usus. Untuk itu diperlukan suatu eksipien atau polimer yang tidak melarut atau

tidak hancur di lambung tetapi dapat larut atau hancur di usus. Salah satu eksipien

yang sedang banyak dikembangkan akhir-akhir ini adalah polimer yang berasal

dari alam karena keberadaannya yang melimpah, kemudahan untuk

memperolehnya dan keamanannya, contohnya kitosan.

Kitosan adalah polisakarida yang terdiri dari glukosamin dan N-

asetilglukosamin yang dapat dibentuk dari deasetilasi parsial senyawa kitin yang

terkandung dalam cangkang crustaceae contohnya kulit udang (Illum, 1998).

Udang adalah komoditas andalan dari sektor perikanan di Indonesia dimana 2/3

dari luas total wilayah Indonesia adalah perairan. Potensi produksi udang di

Indonesia dari tahun ke tahun terus meningkat sehingga limbah kulit udang yang

dihasilkan sangat besar dan jumlah bagian yang terbuang yang menjadi limbah

dari usaha pengolahan udang tersebut sangat tinggi. Limbah udang yang sangat

banyak ini belum dimanfaatkan secara optimal, padahal kulit udang yang

mengandung zat kitin sekitar 99,1% ini jika diproses lebih lanjut melalui beberapa

tahap, akan dihasilkan kitosan. Kitosan memiliki sifat-sifat yang potensial untuk

digunakan sebagai eksipien farmasetika diantaranya biodegradabel,

biokompatibel, aman dan tidak toksik (Dutta, Dutta, dan Tripathi, 2004). Kitosan

telah digunakan dalam berbagai formulasi farmasetika seperti pada sediaan lepas

lambat atau sebagai pengisi pada tablet kempa langsung. Penggunaan kitosan

sebagai pembawa obat terbatas karena sifatnya yang hanya larut pada medium

asam, khususnya pada pH 1 sampai 5 (Brooker, Combs, Miller, Godfrey, dan

1


2


Mallender, 2009). Oleh sebab itu diperlukan modifikasi kimia untuk memperbaiki

sifat kelarutan kitosan.

Aiedeh dan Taha (1999), telah mensintesis kitosan suksinat dengan

mereaksikan kitosan dan anhidrida suksinat. Sebagian gugus amin pada kitosan

mengalami reaksi N-asilasi dengan gugus karbonil yang berasal dari anhidrida

suksinat. Kitosan mengandung gugus amin yang lebih bersifat nukleofilik

dibandingkan dengan gugus hidroksil sehingga gugus karbonil dari anhidrida

asam cenderung bereaksi dengan gugus amin dari kitosan membentuk ikatan

amida. Hasil modifikasi kitosan ini menunjukkan perubahan rentang pH kitosan

untuk membentuk gel dari asam menjadi basa sehingga berpotensi untuk

digunakan sebagai matriks pada penghantaran spesifik obat ke kolon. Sistem

matriks merupakan salah satu cara untuk mengontrol pelepasan obat. Dalam

sistem matriks, obat terdispersi homogen di seluruh polimer matriks dan pada

umumnya laju pelepasan obat dari matriks menurun dengan meningkatnya jumlah

polimer karena meningkatnya kekuatan gel dan makin panjangnya lintasan difusi

(Ravi, Ganga, dan Saha, 2007).

Pada penelitian ini, akan disintesis kitosan suksinat dengan cara

memasukkan gugus suksinil pada gugus amin kitosan. Gugus suksinil yang

dimasukkan pada posisi N-glukosamin berasal dari anhidrida suksinat dengan

menggunakan metanol sebagai pelarut. Kitosan suksinat yang dihasilkan

kemudian dikarakterisasi untuk melihat perubahan yang terjadi baik secara fisik

maupun kimia. Kitosan suksinat ini digunakan sebagai matriks pada tablet enterik

yang diharapkan dapat menahan pelepasan obat di lambung dan melepaskannya di

usus secara perlahan-lahan. Sebagai model obat, zat aktif yang digunakan adalah

natrium diklofenak.


3


1.2 Tujuan Penelitian

1. Memperoleh kitosan suksinat dengan mereaksikan kitosan dan

anhidrida suksinat menggunakan pelarut metanol.

2. Memperoleh data karakterisasi kitosan suksinat yang dihasilkan.

3. Memperoleh sediaan tablet enterik lepas lambat dengan menggunakan

kitosan suksinat sebagai polimer matriks.

4. Memperoleh data evaluasi sediaan tablet yang dibuat.


4


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kitosan

Abad ke-21 merupakan era daur ulang terhadap sumber daya dan energi

menuju emisi nol dan produktifitas tinggi melalui pemanfaatan sumber daya alam

alternatif yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan. Udang adalah komoditas

andalan dari sektor perikanan yang umumnya diekspor dalam bentuk beku.

Potensi produksi udang di Indonesia dari tahun ke tahun terus meningkat. Selama

ini potensi udang Indonesia rata-rata meningkat sebesar 7,4% per tahun. Data

tahun 2001, potensi udang nasional mencapai 633.681 ton. Apabila asumsi laju

peningkatan tersebut tetap, maka pada tahun 2010 potensi udang diperkirakan

sebesar 1.204.784 ton. Dari proses pembekuan udang untuk ekspor, 60 - 70% dari

berat total udang menjadi limbah (kulit udang) sehingga diperkirakan akan

dihasilkan limbah udang sebesar 783.109 ton (Prasetyo, 2004).

Limbah kulit udang yang dihasilkan dari proses pembekuan udang,

pengalengan udang, dan pengolahan kerupuk udang sangat besar sehingga jumlah

bagian yang terbuang dan menjadi limbah dari usaha pengolahan udang tersebut

sangat tinggi. Limbah udang mengandung konstituen utama yang terdiri atas

protein, kalsium karbonat, kitin, pigmen, dan abu. Kulit udang yang mengandung

kitin merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang

banyak yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal. Meningkatnya

jumlah limbah udang masih merupakan masalah serius yang perlu dicarikan upaya

pemanfaatannya khususnya di Indonesia. Hal ini bukan saja memberikan nilai

tambah pada usaha pengolahan udang tetapi juga dapat menanggulangi masalah

pencemaran lingkungan hidup yang ditimbulkan, terutama masalah bau yang

dikeluarkan serta estetika lingkungan yang kurang bagus (Manjang, 1993). Kulit

udang mengandung zat kitin sekitar 99,1% yang jika diproses lebih lanjut dengan

melalui beberapa tahap, akan dihasilkan kitosan (Prasetyo, 2004).

Kitosan merupakan polisakarida linear yang tersusun dari unit (1-4)-2-

amino-2-deoksi-D-glukosa (D-glukosamin) dan unit 2-asetamido-2-deoksi-D-

glukosa (N-asetil-D-Glukosamin) (Skkinen, 2003). Kitosan terdapat dalam

4


5


bentuk serbuk atau serpihan berwarna putih atau putih kecoklatan dan tidak

berbau. Kitosan sangat sukar larut dalam air; praktis tidak larut dalam etanol

(95%), pelarut organik lainnya, dan larutan netral atau basa dengan pH di atas 6,5.

Dalam formulasi farmasetika, kitosan dapat berfungsi sebagai agen penyalut, agen

peningkat viskositas, agen pembentuk film, eksipien mukoadesif, disintegran atau

pengikat (Rowe, Sheskey, dan Owen, 2006). Polimer alami ini mempunyai sifat

biodegradabel, biokompatibel, serta aman dan tidak toksik (Dutta, Dutta, dan

Tripathi, 2004).

Kitosan dapat dibentuk dari deasetilasi parsial senyawa kitin yang

terkandung dalam cangkang crustaceae (Illum, 1998). Kitin adalah polisakarida

kedua yang paling melimpah di dunia setelah selulosa. Kitin banyak ditemukan

pada organisme seperti jamur, ragi, dan merupakan komponen penting dalam

eksoskeleton crustaceae laut seperti udang dan kepiting (Lee, Lim, Chong, dan

Shim, 2009).

Kitosan tersedia secara komersial dalam berbagai jenis dengan bobot

molekul dan derajat deasetilasi serta viskositas yang bervariasi (Shaji, Jain, dan

Lodha, 2010). Berdasarkan bobot molekulnya (BM), polimer kitosan dibagi

menjadi tiga jenis, yaitu kitosan berbobot molekul rendah atau Low Molecular

Weight Chitosan (LMWC) dengan BM kurang dari 150 kDa, kitosan berbobot

molekul tinggi atau High Molecular Weight Chitosan (HMWC) dengan BM

antara 700-1000 kDa, dan kitosan berbobot molekul sedang atau Medium

Molecular Weight Chitosan (MMWC) dengan bobot molekul antara LMWC dan

HMWC (Jon dan Lee, 2007).

[Sumber : Champagne, 2008]

Gambar 2.1. Struktur kimia kitin (telah diolah kembali)


6


[Sumber : Champagne, 2008]

Gambar 2.2. Struktur kimia kitosan (telah diolah kembali)

Derajat deasetilasi untuk kitosan umumnya berkisar antara 66%-95%

(Wong, 2009). Derajat deasetilasi mempengaruhi jumlah gugus amin bebas di

dalam rantai polimer. Gugus amin bebas memberikan kitosan muatan positif

sehingga dapat berinteraksi secara elektostatik dengan molekul-molekul yang

bermuatan negatif. Kitosan merupakan polisakarida yang reaktif karena adanya

gugus amin dan gugus hidroksil di dalam strukturnya. Oleh karena itu, kitosan

dapat mengalami reaksi spesifik pada gugus amin, contohnya reaksi N-asilasi

(Lee, Lim, Chong, dan Shim, 2009).

2.2 N-Asilasi Kitosan (Champagne, 2008)

Banyak upaya telah dilakukan untuk meningkatkan kelarutan kitosan

dalam air. Salah satu alasan utama adalah kebanyakan aplikasi biologi untuk

bahan kimia membutuhkan bahan yang dapat diproses secara fungsional pada pH

netral. Dengan demikian, mendapatkan turunan kitosan larut air merupakan

langkah penting menuju penerapan lebih lanjut dari polimer sebagai bahan

biofungsional.

Salah satu langkah untuk meningkatkan sifat kelarutan kitosan adalah

modifikasi kimia pada gugus amin menghasilkan turunan kitosan tersubstitusi

dengan kelarutan dalam medium berair yang lebih baik. Ada tiga jenis reaksi

substitusi yang dapat dilakukan yaitu N-alkilasi, N-hidroksiasilasi, dan N-asilasi.

Ikatan hidrogen intramolekular dan intermolekular kitosan yang terlalu

banyak menyebabkan polimer tidak larut dalam air. Melalui substitusi pada gugus


7


amin, keteraturan normal dari ikatan hidrogen intermolekular berkurang dan

menciptakan ruang bagi molekul air untuk mengisi dan melarutkan gugus

hidrofilik pada kerangka polimer (dan substituen jika terdiri dari komponen

hidrofilik).

Untuk mendapatkan turunan kitosan melalui N-alkilasi dapat dilakukan

dengan menggunakan aldehid atau keton sebagai agen pengalkilasi dan

menghasilkan basa Schiff aldimin atau ketimin. Pada N-hidroksiasilasi, substituen

hidroksiasil dimasukkan ke dalam kitosan yang secara efektif dapat meningkatkan

hidrofilisitas dengan adanya gugus hidroasil yang bersifat hidrofilik. Pada N-

substitusi jenis ini, dapat digunakan -butirolakton dan -butirolakton yang

direaksikan dengan kitosan untuk mendapatkan turunan kitosan yang larut air.

Jenis N-substitusi yang ketiga adalah N-asilasi. N-asilasi kitosan adalah

reaksi modifikasi yang paling luas dan banyak dipelajari. Proses ini melibatkan

reaksi antara kitosan dengan anhidrida asam atau asil halida. Reaksi terjadi

dengan mekanisme adisi atau eliminasi, dimana fungsionalitas amida dari gugus

amin dikembalikan. Reaksi ini membentuk gugus amida yang stabil karena

adanya resonansi dari pasangan elektron bebas pada nitrogen ke gugus karbonil.

Gambar 2.3. Resonansi pasangan elektron bebas pada ikatan amida

N-asilasi kitosan telah dicapai dengan berbagai jenis anhidrida asam.

Karena anhidrida asam memiliki kelarutan yang rendah dalam medium air,

biasanya dapat ditambahkan metanol untuk membantu melarutkan anhidrida

asam. Reaksi N-asilasi kitosan dengan anhidrida asam dalam campuran asam

asetat encer dan metanol pada suhu kamar menghasilkan reaksi selektif pada


8


gugus amin. Reaksi N-asilasi dengan anhidrida siklik dapat menghasilkan turunan

yang memiliki kelarutan yang baik di air karena keteraturan normal dari ikatan

hidrogen intermolekuler dari kitosan berkurang dengan adanya substituen ini.

2.3 Anhidrida Suksinat (Mclean dan Adams, 1936)

Rumus Molekul : C4H4O3

Nama Lain : Asam suksinat anhidrida, Suksinil oksida, Dihidro-

2,5-furandion

Pemerian : Berbentuk kristal jarum, tidak berwarna atau putih

pucat

Kelarutan : Larut dalam alkohol dan kloroform; tidak larut dalam

air (

9


2.4 Kitosan Suksinat

Kitosan suksinat merupakan turunan biopolimer kitosan yang dimodifikasi

secara kimia (De Mello, De Cassia, De Moraes, dan Pytowski, 2006). Kitosan

suksinat diperoleh dengan memasukkan gugus suksinil pada gugus amin kitosan.

Kompleks poliion dibentuk antara gugus NH3+ dan COO- pada molekul kitosan

suksinat. Kitosan suksinat memiliki sifat yang unik secara in vitro dan in vivo

yaitu sifatnya yang biokompatibel dan tidak toksik (Yan, Chen, dan Gu, 2006).

Gambar 2.5. Struktur kimia kitosan suksinat (telah diolah kembali)

Gugus suksinil yang disubstitusi pada posisi N-glukosamin berasal dari

anhidrida suksinat (Sugita, 2009). Derajat derivatisasi secara langsung sebanding

dengan konsentrasi anhidrida suksinat yang dipakai untuk reaksi (Rekha dan

Sharma, 2007).

Anhidrida suksinat dimasukkan ke dalam gugus amin bebas sepanjang

rantai polimer kitosan untuk memberikan sifat fisikokimia yang berbeda yang

tidak diberikan oleh molekul sebelum dimodifikasi. Kitosan yang tidak

dimodifikasi hanya larut pada medium asam (pH 5,5). Modifikasi kimia ini

meningkatkan kelarutan kitosan di dalam medium sedikit asam, netral, dan basa.

Sifat ini terkait dengan rantai alkil panjang yang menempel pada bagian hidrofilik.

Dalam hal ini, bagian hidrofilik dari D-glukosamin mendorong terjadinya

interaksi kuat dengan molekul air sehingga meningkatkan kelarutan polimer

kitosan. Modifikasi ini memungkinkan penggunaan baru kitosan dalam bidang

bioteknologi karena kelarutannya dalam larutan netral atau sedikit basa sangat


10


penting dalam aplikasi biologi (De Mello, De Cassia, De Moraes, dan Pytowski,

2006).

[Sumber : Aiedeh dan Taha , 1999]

Gambar 2.6. Reaksi kitosan dan anhidrida suksinat menghasilkan kitosan suksinat

(telah diolah kembali)

2.5 Tablet Enterik (Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005; Dulin, 2010)

Pelepasan obat tertunda (Delayed-release) merupakan salah satu jenis

pelepasan obat termodifikasi dimana obat tidak langsung dilepaskan setelah

diberikan. Contoh: Tablet salut enterik.

Sediaan enterik merupakan sediaan yang mengandung bahan atau polimer

yang tidak melarut atau tidak hancur di lambung tetapi dapat larut atau hancur di

usus. Dengan demikian pelepasan obat dapat ditunda sampai obat melewati

lambung (lingkungan dengan pH rendah) dan kemudian obat akan hancur serta

diabsorbsi pada usus (lingkungan dengan pH yang lebih tinggi). Sediaan ini dibuat

untuk obat-obat yang dapat rusak atau inaktif karena cairan lambung atau dapat

mengiritasi mukosa lambung.


11


Polimer-polimer enterik dapat digunakan sebagai pengikat pada granulasi

untuk tablet dan kapsul. Polimer-polimer tersebut dapat diformulasikan ke dalam

bentuk sediaan matriks dengan granulasi basah atau kompresi langsung.

Penambahan polimer enterik ke dalam campuran massa tablet dengan kompresi

langsung merupakan alternatif mudah dan menarik untuk proses penyalutan,

namun ketika polimer enterik ditambahkan ke dalam matriks akan lebih

memberikan efek pelepasan diperlambat dibandingkan dengan efek pelepasan

ditunda. Pengaruh polimer enterik dalam pelepasan obat bergantung pada kondisi

pH lingkungan, kebasaan obat, serta kemampuan pengambilan air dan

permeabilitas matriks.

2.6 Sediaan Lepas Lambat

Sediaan lepas lambat merupakan sediaan dengan pelepasan termodifikasi

yang dirancang untuk melepaskan obat secara lambat dan menjaga level terapetik

obat dalam darah atau jaringan selama terus menerus dalam waktu yang lama

(Grass dan Robinson, 1990). Bentuk sediaan seperti ini bertujuan untuk mencegah

absorpsi obat yang sangat cepat, yang dapat mengakibatkan konsentrasi puncak

obat dalam plasma sangat tinggi.

Tujuan dari sediaan lepas lambat antara lain (Krowcynsk, 1987;

Remington, 2006):

1. Untuk mengurangi frekuensi pemberian dosis dalam satu hari sehingga

meningkatkan kepatuhan pasien.

2. Pada pemberian obat secara parenteral, maka dapat mengurangi frekuensi

injeksi yang seringkali menyakitkan dan dapat menyebabkan infeksi.

3. Untuk mempertahankan kadar terapi obat untuk jangka waktu yang lebih

lama.

4. Mencegah fluktuasi obat di dalam darah.

5. Untuk mengurangi efek samping yang tidak diinginkan akibat konsentrasi obat

yang terlalu tinggi di dalam darah.

6. Pada sediaan oral, dapat mengurangi iritasi mukosa pencernaan yang terjadi

karena konsentrasi obat yang tinggi di dalam saluran pencernaan.


12


7. Untuk mencapai aksi farmakologi yang konstan bahkan untuk obat-obat

dengan waktu paruh biologis yang pendek.

Adapun syarat obat yang dapat dibuat menjadi sediaan lepas lambat adalah

sebagai berikut (Ansel, Allen, dan Popovich, 1999) :

1. Obat-obat tersebut memberikan efek terapi pada dosis yang kecil.

2. Obat-obat tersebut memiliki indeks terapi yang cukup besar.

3. Obat-obat tersebut lebih digunakan untuk pengobatan kronik daripada

pengobatan akut.

2.7 Sistem Matriks

Sistem matriks merupakan salah satu cara untuk mengontrol pelepasan

obat. Dalam sistem matriks, obat terdispersi homogen di seluruh polimer matriks

seperti yang terlihat pada Gambar 2.7 (Grass dan Robinson, 1990). Suatu matriks

dapat dibentuk secara sederhana dengan mengempa atau menyatukan obat dan

bahan matriks bersama-sama. Umumnya, obat ada dalam jumlah yang lebih kecil

agar matriks memberikan perlindungan yang lebih besar terhadap air dan obat

berdifusi keluar secara lambat (Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005).

[Sumber : Grass dan Robinson, 1990]

Gambar 2.7. Dispersi obat di seluruh polimer matriks (telah diolah kembali)

Matriks digolongkan menjadi 3 jenis yaitu (Ansel, Allen, dan Popovich,

1999; Lachman dan Lieberman, 1994):

1. Matriks tidak larut, inert

Polimer inert yang tidak larut seperti polietilen, polivinil klorida, dan

etilselulosa telah digunakan sebagai dasar untuk banyak formulasi di

Obat terdispersi dalam polimer

t=0


13


pasaran. Tablet yang dibuat dari bahan-bahan ini didesain untuk dimakan

dan tidak pecah dalam saluran cerna.

2. Matriks tidak larut, terkikis

Matriks jenis ini mengontrol pelepasan obat melalui difusi pori dan

erosi. Bahan-bahan yang termasuk dalam golongan ini adalah asam stearat,

stearil alkohol, carnauba wax, dan polietilen glikol.

3. Matriks hidrofilik

Sistem ini mampu mengembang dan diikuti oleh erosi dari bentuk

gel sehingga obat dapat terdisolusi dalam media air. Matriks hidrofilik

diantaranya adalah metil selulosa, hidroksietil selulosa, hidroksipropil

metilselulosa, natrium karboksimetilselulosa, natrium alginat, xanthan

gum dan carbopol. Bila bahan-bahan tersebut kontak dengan air, maka

akan terbentuk lapisan matriks terhidrasi. Lapisan ini bagian luarnya akan

mengalami erosi sehingga menjadi terlarut.

Kinetika pelepasan obat dari matiks dapat dipengaruhi oleh banyak faktor

seperti pengembangan polimer, erosi polimer, karakteristik difusi/disolusi obat,

distribusi obat di dalam matriks, sistem geometri (silinder, spheris dan

sebagainya), rasio antara obat dan matriks (Grassi dan Grassi, 2005), viskositas

polimer, kelarutan obat, ukuran partikel obat, tekanan kompresi, bentuk tablet,

eksipien, teknik pembuatan, dan medium disolusi (Ravi, Ganga, dan Saha, 2007).

Keuntungan sistem matriks yaitu lebih mudah dibuat dibandingkan sistem

reservoir, dispersi homogen obat dalam campuran polimer, dan dapat

menghantarkan senyawa dengan bobot molekul besar (Grass dan Robinson,

1990). Pada umumnya, laju pelepasan obat dari matriks menurun dengan

meningkatnya jumlah polimer karena meningkatnya kekuatan gel dan makin

panjangnya lintasan difusi (Ravi, Ganga, dan Saha, 2007).

2.8 Natrium Diklofenak

Diklofenak merupakan obat analgesik, antipiretik, dan antiinflamasi non

steroid (AINS) turunan asam fenilasetat. Obat ini merupakan AINS dengan efek

antiradang yang kuat dengan efek samping yang lebih lemah dibandingkan


14


dengan obat lainnya seperti Indometasin dan piroksikam (Tjay dan Rahardja,

2002). Diklofenak banyak digunakan dalam bentuk garam natrium untuk

mengurangi rasa sakit dan berbagai kondisi inflamasi dengan cara penghambatan

terhadap enzim siklooksigenase (COX) yang berdampak pada penghambatan

sintesis prostaglandin. Penurunan jumlah prostaglandin dapat menyebabkan

beberapa efek samping, seperti mengiritasi lambung, gangguan hati dan ginjal,

serta menyebabkan vasokonstriksi (Sweetman (ed.), 2009; Katzung, 1994).

Natrium diklofenak terdapat dalam bentuk serbuk kristal putih atau

kekuningan dan agak higroskopis. Natrium diklofenak sedikit larut dalam air,

larut dalam alkohol, agak larut dalam aseton, dan sangat larut dalam metil alkohol.

Dosis umum untuk natrium diklofenak berkisar antara 75 sampai 150 mg perhari

dalam dosis terbagi (Sweetman (ed.), 2009).

[Sumber : USP30-NF25, p. 1922 (e-book)]

Gambar 2.8. Struktur kimia natrium diklofenak (telah diolah kembali)

Absorpsi obat ini melalui saluran cerna berlangsung cepat dan lengkap.

Obat ini terikat 99% pada protein plasma dan mengalami efek metabolisme lintas

pertama sebesar 40-50%. Waktu paruhnya singkat, yakni 1-3 jam (Gunawan (ed.),

2007). Penetapan kadar natrium diklofenak ditentukan secara spektrofotometri

pada panjang gelombang maksimum 273 nm pada larutan asam dan 275 nm pada

larutan basa (Moffat, Osselton, dan Widdop, 2005).

Pada penelitian ini, natrium diklofenak dipilih sebagai model obat karena

natrium diklofenak mempunyai efek samping yang dapat mengiritasi lambung

sehingga perlu ditahan pelepasannya pada lambung. Obat ini pun perlu

diformulasikan sebagai sediaan lepas lambat ketika obat ini digunakan untuk


15


pengobatan jangka panjang terhadap penyakit degeneratif pada persendian seperti

rheumatoid arthritis untuk mengurangi frekuensi pemberian obat serta karena

waktu paruh dari natrium diklofenak yang pendek sehingga diperlukan pelepasan

yang diperlambat untuk menjaga kadar obat dalam darah (Bertocchi, Antoniella,

Valvo, Alimonti, dan Memoli, 2005).

2.9 Disolusi dan Kinetika Pelepasan Obat

Disolusi merupakan proses dimana suatu bahan kimia atau obat menjadi

terlarut dalam suatu pelarut. Dalam sistem biologis, disolusi obat di dalam

medium cair merupakan kondisi penting yang mempengaruhi absorpsi sistemik.

Laju disolusi obat-obat dengan kelarutan dalam air yang sangat kecil akan

mempengaruhi laju absorbsi sistemik obat (Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005).

Noyes dan Whitney menyatakan bahwa tahap disolusi meliputi proses

pelarutan obat pada permukaan partikel padat, yang membentuk larutan jenuh di

sekeliling partikel. Obat yang terlarut dalam larutan jenuh, yang disebut stagnant

layer, berdifusi ke pelarut dari daerah dengan konsentrasi obat tinggi ke daerah

dengan konsentrasi obat rendah. Uji disolusi dan pelepasan obat merupakan uji

secara in vitro yang mengukur kecepatan dan tingkat disolusi atau pelepasan

komponen obat dari sediaan, biasanya pada medium cair dibawah kondisi spesifik

(Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005).

Menurut Farmakope Indonesia Edisi Keempat (1995), uji disolusi suatu

sediaan tablet dapat dilakukan dengan menggunakan alat terdiri dari sebuah

wadah bertutup yang terbuat dari kaca atau bahan transparan lain yang inert, suatu

motor, suatu batang logam yang digerakkan oleh motor dan keranjang yang

berbentuk silinder (aparatus 1), atau batang logam dengan ujung yang berbentuk

dayung (aparatus 2). Wadah tercelup sebagian dalam tangas air yang

temperaturnya dipertahankan 37 0,5C. Medium disolusi yang digunakan

sesuai dengan yang tertera dalam masing-masing monografi.

Beberapa kondisi yang dapat mempengaruhi disolusi dan pelepasan obat

adalah komponen obat (ukuran partikel, polimorfis, luas permukaan, dan stabilitas

kimia di dalam medium), faktor formulasi (bahan pembantu), hidrodinamik

(kecepatan agitasi, bentuk alat disolusi, penempatan tablet di dalam alat), medium


16


(volume, pH, molaritas, kosolven, atau penambahan enzim atau surfaktan), suhu

medium, dan apparatus (Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005).

Metode disolusi sediaan enterik dapat menggunakan apparatus yang tertera

pada masing-masing monografi zat aktif. Sediaan diuji dengan 0,1 N HCl selama

2 jam kemudian pada medium buffer pH 6,8. Pada medium basa umumnya

berlangsung selama 45 menit atau sesuai dengan monografi masing-masing.

Tujuannya adalah untuk melihat bahwa tidak terjadi disolusi yang signifikan pada

medium asam (kurang dari 10% untuk setiap unit sampel), dan persentase tertentu

dari obat harus dilepaskan pada medium buffer. Spesifikasi ini sesuai monografi

masing-masing obat (Shargel, Wu-Pong, dan Yu, 2005).

Kinetika pelepasan zat aktif dari suatu sediaan yang pelepasannya

dimodifikasi dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan Higuchi, orde nol,

orde satu, dan Korsmeyer-Peppas. Berikut rangkuman rumus keempat model

matematika (Tabel 2.1) tersebut beserta penjelasannya, yaitu:

Tabel 2.1. Rumus perhitungan kinetika obat

Persamaan y= a + bx

Orde nol Qt/Qo= kot

Orde satu Ln Qt/Qo= k1t

Higuchi Qt/Qo= kHt1/2

Korsmeyer-Peppas ln Qt/Qo= n ln t + ln k

[Sumber: Koester, Ortega, Mayorga, dan Bassani, 2004]

Keterangan: Qt / Qo = fraksi obat yang dilepaskan pada waktu t

ko, k1, kH, k = konstanta pelepasan obat

n = eksponen difusi obat

a. Kinetika pelepasan orde nol

Kinetika ini menggambarkan suatu sistem dimana kecepatan pelepasan

zat aktif yang konstan dari waktu ke waktu tanpa dipengaruhi oleh konsentrasi

zat aktif.

b. Kinetika pelepasan orde satu

Kinetika ini menggambarkan sistem dimana pelepasan zat aktif

bergantung pada konsentrasi zat aktif di dalamnya.


17


c. Model Higuchi

Menurut model ini, pelepasan obat dari suatu matriks yang tidak larut

berbanding langsung dengan akar waktu dan berdasarkan difusi Fickian,

diartikan bahwa pelepasan zat aktif dipengaruhi oleh waktu. Semakin lama,

zat aktif akan dilepaskan dengan kecepatan yang rendah. Hal tersebut

disebabkan jarak difusi zat aktif semakin panjang (Banakar, 1992).

d. Persamaan Korsmeyer-Peppas

Pada persamaan Korsmeyer-Peppas, harus diperhatikan nilai n

(eksponen pelepasan) yang menggambarkan mekanisme pelepasan. Untuk

sediaan dengan matriks silindris seperti tablet, hubungan n dengan mekanisme

pelepasan obat dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Hubungan eksponen pelepasan n dengan mekanisme pelepasan obat

pada model persamaan Korsmeyer-Peppas

n (eksponen pelepasan) Mekanisme pelepasan

< 0,45 Fickian diffusion

0,45 < n < 0,89 Anomalous (non-fickian) transport

> 0,89 Super case-II transport

[Sumber: Shoaib, Merchant, Tazeen, dan Yousuf, 2006]

Kinetika Korsmeyer-Peppas bergantung nilai n. Untuk tablet dengan

matriks silindris, jika nilai n

18


ditunjukkan pada Tabel 2.3. Kriteria penerimaan uji disolusi untuk tablet lepas

terkendali adalah sebagai berikut (Banakar, 1992):

1. Pada waktu yang setara dengan 0,25 D: 20-45% terlarut (Q0,25)

2. Pada waktu yang setara dengan 0,5 D: 45-75% terlarut (Q0,5)

3. Pada waktu hingga 1,0 D: tidak kurang dari 75% terlarut (Q1,0)

Di mana D adalah frekuensi dosis lazim yang tertera pada label atau interval

pemberian dosis.

Tabel 2.3. Syarat obat terlarut untuk sediaan lepas terkendali

Q Persen obat terlarut

Q0,25 20-45 %

Q0,5 45-75 %

Q1 > 75%

[Sumber: Banakar, 1992]


19


BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Formulasi Tablet dan

Laboratorium Farmasetika Departemen Farmasi Fakultas MIPA Universitas

Indonesia Depok. Waktu pelaksanaanya adalah dari bulan Februari 2011 hingga

Mei 2011.

3.2 Alat

Ayakan (Retsch, Jerman), pH meter pH 510 (Eutech, Singapura),

pengaduk magnetik (IKA, Jerman), flowmeter GDT (Erweka, Jerman), jangka

sorong (Vernier Caliper, China), dissolution tester Electrolab TDT-08L (Merck,

Jerman), hardness tester TBH 28 (Erweka, Jerman), neraca analitik EB-330

(Shimadzu, Jepang), friability tester TAR (Erweka, Jerman), spektrofotometer

UV-Vis UV-1800 (Shimadzu, Jepang), mesin pencetak tablet AR400 (Erweka,

Jerman), bulk-tapped density tester 245-2E (Pharmeq, Indonesia), fourier

transformation infra red Tipe 8400S (Shimadzu, Jepang), thermal Analysis DSC 6

(Perkin Elmer, USA), viskometer Brookfield (Brookfield synchrolectic, Jerman),

scanning Electron Microscope LEO 420i (Inggris), oven, termometer, alat-alat

gelas.

3.3 Bahan

Kitosan derajat deasetilasi 94,2% (Biotech Surindo, Indonesia), anhidrida

suksinat (Merck, Jerman), asam asetat glasial (Merck, Jerman), asam klorida

(Merck, Jerman), narium hidroksida (Merck, Jerman), metanol (Ajax Chemicals,

Australia), kalium bromida (Merck, Jerman), natrium diklofenak (Dipharma,

Italia), HPMCP (Shinetsu, Jepang), Avicel PH 102 (Mingtai Chemical, China),

magnesium stearat, aquadest.

19


20


3.4 Cara Kerja

3.4.1 Preparasi Kitosan Suksinat

Sebanyak 4 gram kitosan dilarutkan dalam 400 ml asam asetat 1,0%.

Sebanyak 4 gram anhidrida suksinat dilarutkan dalam 400 ml metanol, kemudian

dimasukkan ke dalam larutan kitosan sedikit demi sedikit dan pH larutan

dinaikkan secara perlahan-lahan dengan penambahan NaOH 1 N hingga mencapai

pH 7. Reaksi dibiarkan berlangsung sampai tidak terjadi penurunan pH yang

signifikan. Endapan yang terbentuk disaring, dicuci dengan metanol, kemudian

didialisa selama 24 Jam. Sampel kemudian dikeringkan dalam oven suhu 40C.

Setelah kering, sampel digiling dan diayak dengan ayakan 60 mesh.

3.4.2 Karakterisasi Fisik

3.4.2.1 Organoleptis

Penampilan fisik dari kitosan suksinat hasil sintesis dievaluasi, meliputi

bentuk, warna, dan bau.

3.4.2.2 Pengamatan Bentuk dan Morfologi Permukaan Kitosan Suksinat

Menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM)

Kitosan suksinat diamati dengan Scanning Electron Microscope dengan

perbesaran 200x, 500x, 1000x, dan 5000x untuk melihat bentuk partikel dan

tekstur permukaan polimer.

3.4.2.3 Analisis Sifat Termal

Sifat termal sampel ditentukan menggunakan Differential Scanning

Calorimetry (DSC). Sebanyak 5 mg kitosan suksinat diletakkan pada silinder

alumunium berdiameter 5 mm. Silinder tersebut ditutup dengan lempengan

alumunium lalu sampel dimasukkan ke dalam alat DSC. Pengukuran dilakukan

mulai dari suhu 30-250C. Proses eksotermik dan endotermik yang terjadi pada

sampel tercatat pada recorder.


21


3.4.2.4 Uji Pengaruh Perubahan pH terhadap Jumlah Kitosan Suksinat yang

Terlarut

Uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat yang

terlarut dilakukan secara kualitatif dan semikuantitatif. Pada pengujian secara

kualitatif, serbuk kitosan dan kitosan suksinat dilarutkan dalam berbagai medium

yang memiliki pH yang berbeda-beda, yaitu 1,2; 3; 5; 6,8; 7,4; 10; 12; 13; dan

aquadest. Proses pelarutan dilakukan pada suhu kamar dengan bantuan pengaduk

(shaker) berkecepatan 200 rpm selama 2 jam.

Uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat yang

terlarut secara semikuantitatif dilakukan dengan mengukur jumlah kitosan

suksinat yang terlarut dalam berbagai medium dengan spektrofotometer UV Vis

pada panjang gelombang 228 nm (Aiedeh dan Taha, 1999). Mula-mula sejumlah

kitosan suksinat dilarutkan dalam berbagai medium dengan pH 1,2; 3; 5; 6,8; 7,4;

12 dan aquadest, kemudian disaring untuk memisahkan larutan jenuh dengan

bagian yang tidak terlarut. Larutan jenuh dari masing-masing medium dipipet

sebanyak 5,0 ml, dicukupkan dengan larutan NaOH 0,1 N hingga mencapai pH

13, kemudian diukur serapannya menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

A1 = Serapan larutan standar

A2 = Serapan larutan sampel

C1 = Konsentrasi terlarut larutan standar

C2 = Konsentrasi terlarut larutan sampel

3.4.3 Karakterisasi Kimia

3.4.3.1 Uji Derajat Substitusi

a. Pembakuan NaOH 1,0 N

Pembakuan NaOH 1,0 N dilakukan dengan menggunakan kalium

hidrogen ftalat (KHP). KHP dikeringkan selama 2 jam pada suhu 120C

(3.1)


22


kemudian didinginkan dan disimpan dalam desikator. KHP yang telah

dikeringkan ditimbang sebanyak 500 600 mg dan dilarutkan dalam 50 ml

aquadest bebas CO2. Larutan ditambahkan 3 tetes indikator PP dan dikocok

hingga homogen. Larutan dititrasi dengan NaOH 1,0 N hingga terjadi

perubahan warna menjadi merah muda.

b. Pembakuan HCl 1,0 N

Pembakuan HCl 1,0 N dilakukan dengan menggunakan natrium

tetraborat (boraks). Natrium tetraborat ditimbang seksama 600 mg dan

dilarutkan dalam 50 ml aquadest. Larutan ditambahkan 2 tetes indikator metil

merah 1% dan dikocok hingga homogen. Larutan dititrasi dengan HCl 1,0 N

hingga terjadi perubahan warna menjadi jingga.

c. Penetapan Derajat Substitusi

Kitosan suksinat sebanyak 100 mg dilarutkan dalam 15,0 ml NaOH

1,0 N yang telah dibakukan. Larutan ini kemudian ditambahkan indikator

metil merah 1% sebanyak 2 tetes. Kelebihan NaOH dititrasi dengan HCl 1,0

N yang telah dibakukan. Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna

dari kuning menjadi jingga.

Perhitungan derajat substitusi (DS) adalah:

(3.3)

(3.2)

(3.4)


23


3.4.3.2 Analisis Gugus Fungsi Kitosan Suksinat dengan Menggunakan Fourier

Transform Infrared Spectrometer

Sejumlah serbuk sampel dibentuk menjadi pelet untuk mengetahui

adanya perubahan gugus fungsi pada kitosan menjadi kitosan suksinat. Sejumlah

2 mg sampel yang akan diuji ditimbang bersama dengan 98 mg KBr. Kedua

bahan tersebut kemudian digerus hingga homogen. Pemeriksaan dilakukan dengan

menggunakan Fourier Transformation Infra Red (FTIR) pada bilangan

gelombang 400 sampai 4000 cm-1

.

3.4.3.3 Pemeriksaan pH

Sejumlah kitosan suksinat ditimbang kemudian dilarutkan dalam

aquadest dengan berbagai konsentrasi sebagai berikut, 0,5%, 1%, 2%, 5%, 10%

(b/v), kemudian pH dari masing-masing larutan tersebut diukur dengan pHmeter.

3.4.4. Karakterisasi Fungsional

3.4.4.1 Uji Viskositas

Sampel didispersikan dalam larutan NH4OH 0,03% dengan konsentrasi

3% (b/v) dan 4% (b/v) dan dilarutkan hingga volume 250 ml. Viskositas diukur

dengan viskometer Brookfield dengan kecepatan putaran spindel diatur mulai dari

0,5; 1; 2; 2,5; 5; 10; dan 20 rpm, kemudian diputar kembali dari 20; 10; 5; 2,5; 2;

1; dan 0,5 rpm. Hasil pembacaan skala dicatat. Viskositas dihitung dan kurva sifat

aliran dibuat.

3.4.4.2 Indeks Mengembang

Sebanyak 500 mg sampel kitosan suksinat ditimbang, kemudian

dimasukkan ke dalam gelas ukur 10 ml. Amati volume yang terbaca sebagai

volume awal (V0). Sampel tersebut kemudian ditambah dengan larutan HCl pH

1,2 sebanyak 3 ml dan dibiarkan mengembang pada suhu kamar ( 26C) selama

2 jam. Sampel lain ditambahkan dengan larutan dapar fosfat pH 7,4 sebanyak 3 ml

dan dibiarkan mengembang pada suhu kamar ( 26C) selama 8 jam. Kemudian

sisa larutan yang tidak diserap oleh sampel dibuang secara hati-hati dan diamati


24


volume akhir (Vt). Uji tersebut dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-masing

larutan uji dan dibandingkan terhadap kitosan sebagai blanko. Indeks

mengembang dihitung dengan rumus:

3.4.4.3 Indeks kompresibilitas (United States Pharmacopoeia 30th, 2007)

Sejumlah + 20 gram sampel dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml,

lalu diukur volumenya (V1). Berat jenis bulk = m/V1. Gelas ukur yang berisi

sampel diketuk-ketukkan sebanyak 300 kali. Percobaan diulang dengan 300

ketukan kedua untuk memastikan volume sampel tidak mengalami penurunan

volume kemudian diukur volumenya (V2). Berat jenis mampat = m/V2.

Tabel 3.1. Skala kemampuan mengalir

Indeks

Kompresibilitas (%) Sifat alir Rasio Hausner

25


3.4.4.4 Laju Alir dan Sudut Reposa (United States Pharmacopoeia 30th

, 2007)

Pengukuran laju alir dan sudut istirahat dilakukan dengan alat

flowmeter. Untuk pengukuran laju alir, sejumlah sampel (+ 25 gram) dimasukkan

ke dalam corong flowmeter dan diratakan. Alat dijalankan dan waktu yang

diperlukan oleh seluruh sampel untuk mengalir melalui corong dicatat. Laju alir

dinyatakan dalam gram/detik.

Untuk pengukuran sudut reposa, sejumlah sampel ditimbang + 25 gram,

dimasukkan ke dalam corong flowmeter, lalu permukaannya diratakan. Sampel

dibiarkan mengalir dan sudut reposa ditentukan dengan mengukur sudut

kecuraman bukit yang dihitung sebagai berikut:

= sudut reposa ()

H = tinggi bukit (cm)

R = jari-jari alas bukit (cm)

Tabel 3.2. Hubungan sifat alir tehadap sudut reposa

Sudut reposa () Kategori sifat alir

25 30 Istimewa

31 35 Baik

36 40 Agak baik

41 45 Cukup baik

46 55 Buruk

56 65 Sangat buruk

>66 Sangat sangat buruk

[Sumber: United States Pharmacopoeia 30th

, 2007]

(3.7)


26


3.4.5 Pembuatan Tablet Enterik Natrium Diklofenak Lepas Lambat

Tabel 3.3. Formulasi tablet enterik natrium diklofenak lepas lambat 400 mg

Ket: F1=Perbandingan jumlah zat aktif : polimer(kitosan suksinat) =1:2

F2=Perbandingan jumlah zat aktif : polimer(kitosan suksinat )=1:3

F3=Perbandingan jumlah zat aktif : polimer(kitosan suksinat) =1:4

F4=Perbandingan jumlah zat aktif:polimer(kombinasi kitosan suksinat dengan HPMCP) =1:2

F5=Perbandingan jumlah zat aktif:polimer(kombinasi kitosan suksinat dengan HPMCP) =1:3

Metode yang digunakan untuk membuat tablet natrium diklofenak adalah

kempa langsung. Cara pembuatan:

1. Ditimbang natrium diklofenak, kitosan suksinat, HPMCP, Avicel PH 102,

dan magnesium stearat.

2. Semua bahan digerus dan dicampur hingga homogen.

3. Massa tablet dicetak dengan cetakan tablet 400 mg.

1.4.6 Evaluasi Tablet

3.4.6.1 Penampilan Fisik

Pengamatan secara visual terhadap tablet meliputi bentuk, tekstur

permukaan, dan warna tablet.

3.4.6.2 Uji Kekerasan Tablet

Cara menguji kekerasan tablet adalah sebuah tablet diletakkan secara

tegak lurus pada hardness tester, lalu alat dijalankan, kemudian dilihat angka yang

Bahan (mg) F1 F2 F3 F4 F5

Natrium diklofenak 75 75 75 75 75

Kitosan suksinat 150 225 300 100 175

HPMCP - - - 50 50

Avicel PH 102 167 92 17 167 92

Magnesium stearat 8 8 8 8 8


27


tertera pada alat, angka tersebut menunjukkan nilai kekerasan tablet dengan satuan

kP.

3.4.6.3 Uji Keregasan Tablet

Keregasan atau kerapuhan tablet merupakan parameter kekuatan

mekanis tablet. Alat uji yang digunakan adalah friabilator tipe Roche. Sebanyak

10 tablet dibersihkan dari debu dan ditimbang, catat beratnya (wo). Tablet

dimasukkan ke dalam wadah pemutar, kemudian alat dioprasikan selama 4 menit

atau 100 kali putaran. Setelah 4 menit, 10 tablet yang telah diputar, dibersihkan

dan dicatat beratnya (w). Kehilangan bobot tidak kurang dari 1 % (United States

Pharmacopoeia 30th, 2007).

3.4.6.4 Uji Keseragaman Bobot (Farmakope Indonesia III, 1979)

Sebanyak 20 tablet ditimbang dan dihitung bobot rata-ratanya, kemudian

ditimbang satu per satu. Persyaratannya adalah tidak lebih dari dua tablet

menyimpang lebih besar dari kolom A dan tidak satu tablet pun yang

menyimpang lebih besar dari kolom B.

Tabel 3.4. Persyaratan uji keseragaman bobot

Berat rata-rata Selisih persen

A B

25 mg atau kurang 15 30

26 mg 150 mg 10 20

151 mg 300 mg 7,5 15

Lebih dari 300 mg 5 10

[Sumber: Farmakope Indonesia III, 1979]

(3.8)


28


3.4.6.5 Uji Keseragaman Ukuran Tablet (Farmakope Indonesia III, 1979)

Sebanyak 20 tablet diukur diameter dan tebalnya dengan menggunakan

jangka sorong. Uji keseragaman ukuran memenuhi persyaratan apabila diameter

tablet tidak lebih dari 3 kali dan tidak kurang dari 1 1/3 kali tebal tablet.

3.4.6.6 Uji Pelepasan Obat

a. Pembuatan Larutan Asam Klorida pH 1,2 dan Larutan Dapar Fosfat pH 7,4

(Farmakope Indonesia III, 1979)

Larutan asam klorida pH 1,2 dibuat dengan mencampur 50,0 ml kalium

klorida 0,2 M dengan 85,0 ml asam klorida 0,2 M dan diencerkan dengan air

bebas karbondioksida secukupnya hingga 200,0 ml.

Larutan dapar fosfat pH 7,4 dibuat dengan mencampur 50,0 ml kalium

dihidrogen fosfat 0,2 M dengan 39,1 ml natrium hidroksida 0,2 M dan

diencerkan dengan air bebas kabondioksida secukupnya hingga 200,0 ml.

b. Pembuatan Spektrum Serapan dan Kurva Kalibrasi Natrium Diklofenak

dalam Medium Dapar fosfat pH 7,4

Natrium diklofenak ditimbang sebanyak 100 mg dan dilarutkan dalam

250 ml larutan dapar fosfat pH 7,4 sehingga diperoleh larutan dengan

konsentrasi 400 ppm. Kemudian larutan ini diencerkan hingga 10 ppm.

Serapan diukur dan ditentukan panjang gelombang maksimumnya.

Kurva kalibrasi dibuat dengan membuat larutan natrium diklofenak

dalam medium dapar fosfat pH 7,4 dengan konsentrasi 6 ppm, 8 ppm, 10

ppm, 12 ppm, 14 ppm dan 16 ppm. Masing-masing larutan tersebut diukur

pada panjang gelombang maksimum kemudian dibuat persamaan regresi

linear.

c. Uji Disolusi Tablet

Pelepasan natrium diklofenak dari matriks tablet diuji menggunakan alat

disolusi tipe 1 yaitu tipe keranjang, dalam 900 ml medium HCl pH 1,2

selama 2 jam kemudian dilanjutkan dalam 900 ml medium dapar fosfat pH


29


7,4 selama 8 jam. Medium disolusi dijaga pada suhu 37 0,5C dengan

kecepatan 50 rpm.

Larutan HCl pH 1,2 dimasukkan ke dalam tiga wadah disolusi. Larutan

dapar fosfat pH 7,4 dimasukkan ke dalam tiga wadah lainnya. Kemudian

medium tersebut dibiarkan hingga suhu 37 0,5C. Wadah yang berisi

larutan HCl pH 1,2 masing-masing dimasukkan satu tablet. Setelah 2 jam,

tablet diambil dan dimasukkan ke dalam wadah yang berisi larutan dapar

fosfat pH 7,4. Proses sampling atau pengambilan cuplikan pada medium

basa dilakukan pada menit ke 5, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240, 360, dan 480.

Kadar natrium diklofenak ditentukan secara spektrofotometri pada panjang

gelombang maksimum 276 nm untuk masing-masing waktu sampling pada

medium basa. Sedangkan untuk mengukur jumlah natrium diklofenak yang

dilepaskan di asam dilakukan dengan cara menaikkan pH medium menjadi

pH 7,4 dengan penambahan natrium hidroksida 0,2 M dan kalium

dihidrogen fosfat 0,2 M. Serapan diukur pada panjang gelombang 276 nm

dan jumlah kumulatif obat yang dilepaskan di asam dihitung menggunakan

persamaan kurva kalibrasi natrium diklofenak dalam medium dapar fosfat

pH 7,4.


30


BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Preparasi Kitosan Suksinat

Tahap pertama yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan

kitosan suksinat dengan mereaksikan kitosan dengan anhidrida suksinat. Kitosan

sebanyak 4 gram dilarutkan dalam 400 ml asam asetat 1%. Sebagai agen

pensubstitusi digunakan anhidrida suksinat. Karena anhidrida asam memiliki

kelarutan yang rendah dalam medium air, biasanya dapat ditambahkan metanol

untuk membantu melarutkan anhidrida asam. Penggunaan asam asetat encer dan

metanol dapat menghasilkan reaksi N-asilasi yang selektif (Champagne, 2008).

Dalam penelitian ini, sebanyak 4 gram anhidrida suksinat dilarutkan dalam 400 ml

metanol. Larutan suksinat dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam larutan

kitosan. Ketika larutan suksinat dimasukkan ke dalam larutan kitosan, akan terjadi

penurunan pH larutan karena reaksi ini melepaskan H+. Agar reaksi terus berjalan,

maka pH larutan dinaikkan secara perlahan dengan penambahan NaOH 1 N.

Penambahan NaOH sedikit demi sedikit ini dimaksudkan agar tidak terbentuk

endapan terlebih dahulu sebelum semua larutan suksinat dimasukkan ke dalam

larutan kitosan sehingga reaksi tetap berlangsung secara maksimal. Setelah semua

larutan suksinat dimasukkan ke dalam larutan kitosan, pH larutan dinaikkan

hingga mencapai pH 7 dan reaksi dibiarkan berlangsung hingga tidak terjadi

penurunan pH yang signifikan.

Endapan yang terbentuk disaring dan dicuci dengan metanol untuk

menghilangkan suksinat yang tidak ikut bereaksi. Kemudian dilakukan dialisa

untuk menghilangkan ion-ion pengotor seperti ion asetat. Dialisa dilakukan

selama 24 jam dengan penggantian air dialisa setiap 12 jam sekali. Kemudian

dilakukan pemeriksaan secara kualitatif pada air buangan tersebut terhadap ion

asetat dengan menggunakan FeCl3. Caranya yaitu dengan memasukkan beberapa

tetes FeCl3 ke dalam air buangan dan perubahan warna yang terjadi diamati dan

dibandingkan terhadap blanko positif dan negatif.

Blanko positif terdiri dari larutan asam asetat ditambahkan beberapa tetes

FeCl3 yang akan memberikan warna coklat sedangkan blanko negatif yaitu

30


31


aquadest ditambahkan beberapa tetes FeCl3, warna yang dihasilkan yaitu kuning.

Air buangan hasil dialisa selama 12 jam pertama masih memberikan hasil yang

positif. Hal ini menunjukkan bahwa masih terdapat ion asetat sehingga proses

dialisa dilanjutkan hingga 24 jam. Setelah dilakukan dialisa selama 24 jam, hasil

uji menunjukkan hasil yang negatif sehingga dialisa cukup dilakukan selama 24

jam. Hasil dialisa dikeringkan dalam oven suhu 40C kemudian digiling dan

diayak dengan ayakan 60 mesh.

4.2 Karakterisasi Fisik

4.2.1 Organoleptis

Hasil sintesis kitosan suksinat diperoleh berupa serbuk kuning kecoklatan

dan tidak berbau.

Gambar 4.1. Serbuk (a) kitosan dan (b) kitosan suksinat

4.2.2 Pengamatan Bentuk dan Morfologi Permukaan Kitosan Suksinat

Menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM)

Kitosan suksinat diamati dengan Scanning Electron Microscope dengan

perbesaran 200x, 500x, 1000x, dan 5000x untuk melihat bentuk partikel dan

tekstur permukaan polimer. Mikrofotograf kitosan suksinat memperlihatkan

bentuk partikel kitosan suksinat tidak beraturan serta permukaannya kasar dan

juga tidak berpori.

(a) (b)


32


Gambar 4.2. Hasil pengamatan bentuk dan morfologi permukaan kitosan suksinat

menggunakan Scanning Electron Microscope dengan perbesaran (a) 200x,

(b) 500x, (c) 1000x, (d) 5000x

4.2.3 Analisis Sifat Termal

Karakterisasi fisik kitosan suksinat selanjutnya dilakukan dengan metode

differential scanning calorimetry (DSC). Differential Scanning Calorimetry

(DSC) digunakan untuk pengukuran secara kualitatif, dimana kemurnian sampel

dapat dilihat dari titik lebur. Prinsipnya adalah mengukur besarnya panas yang

diserap atau dibebaskan selama proses pemanasan atau pendinginan (Mabrouk,

2004). Analisis polimer dengan metode DSC bertujuan untuk memahami

(a) (b)

(c) (d)


33


kecenderungan polimer ketika dipanaskan. Analisis ini dilakukan dengan

mengukur suhu puncak yang terjadi saat energi atau panas yang diserap atau

dibebaskan oleh bahan saat bahan tersebut dipanaskan, didinginkan atau ditahan

pada tekanan tetap. Puncak endotermik menunjukkan terjadinya proses peleburan

polimer, sedangkan puncak eksotermik menunjukkan terjadinya proses degradasi

termal polimer (Cavalcanti, Petenuc, Bedin, Pineda, dan Hechenleitner, 2004).

Pengetahuan tentang puncak-puncak ini penting untuk digunakan dalam proses

pengolahan polimer. Hal ini untuk menjaga suhu pengolahan produk agar dapat

menghindari dekomposisi yang tidak diinginkan (Craig dan Reading (ed.), 2007).

Penentuan karakteristik dengan DSC dapat digunakan untuk membedakan

polimer asal dengan polimer hasil sintesis yang terbentuk. Termogram kitosan dan

kitosan suksinat ditampilkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Termogram (A) kitosan dan (B) kitosan suksinat dengan Differential

Scanning Calorimetry dengan laju pemanasan 10oC/menit atmosfer nitrogen


34


Dari hasil analisis, dapat dilihat perbedaan antara puncak endotermik yang

dihasilkan oleh kitosan suksinat dengan kitosan. Puncak endotermik kitosan

berada pada suhu 82,4C sedangkan puncak endotermik kitosan suksinat lebih

rendah dari kitosan yaitu berada pada suhu 79,0C. Selain itu, terjadi perubahan

rentang peleburan antara kitosan dengan kitosan suksinat masing-masing pada

suhu 40,3C 122,7C dan 40,7C 131,1C. Data ini menunjukkan bahwa telah

terjadi perubahan sifat termal antara kitosan suksinat dengan polimer asal yaitu

kitosan.

4.2.4 Uji Pengaruh Perubahan pH terhadap Jumlah Kitosan Suksinat yang

Terlarut

Uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat yang terlarut

dilakukan secara kualitatif dan semikuantitatif. Pada pengujian secara kualitatif,

serbuk kitosan dan kitosan suksinat dilarutkan dalam berbagai medium yang

memiliki pH yang berbeda-beda, yaitu 1,2; 3; 5; 6,8; 7,4; 10; 12; 13; dan aquadest.

Proses pelarutan dilakukan pada suhu kamar dengan bantuan pengaduk (shaker)

berkecepatan 200 rpm selama 2 jam. Hasil yang diperoleh diamati secara visual.

Hasil uji kelarutan secara kualitatif dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Berdasarkan data pada tabel, dapat dilihat bahwa serbuk kitosan suksinat

dapat larut dalam suasana basa yaitu pada pH 10, 12, dan 13 serta pada pH asam

1,2, sedangkan pada pH 6,8 dan 7,4 serbuk kitosan suksinat masih memiliki

bagian yang mengembang dan tidak larut. Kelarutan kitosan suksinat berbanding

terbalik dengan kitosan, dimana kitosan tidak dapat larut pada pH yang lebih besar

dari 3.


35


Tabel 4.1. Hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat

yang terlarut secara kualitatif

No Medium pH Kitosan suksinat Kitosan

1 Larutan HCl 1,2

2 Larutan HCl 3

3 Larutan HCl 5

4 Aquadest

6,45


36


No Medium pH Kitosan Suksinat Kitosan

5 Larutan dapar fosfat

6,8

6 Larutan dapar

fosfat

7,4

7 NaOH 10

8 NaOH

12


37


Uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat yang terlarut

secara semikuantitatif dilakukan dengan mengukur jumlah kitosan suksinat yang

terlarut dalam berbagai medium dengan spektrofotometer UV Vis pada panjang

gelombang 228 nm (Aiedeh dan Taha, 1999). Mula-mula sejumlah kitosan

suksinat dilarutkan dalam berbagai medium dengan pH 1,2; 3; 5; 6,8; 7,4; 12 dan

aquadest, kemudian disaring untuk memisahkan larutan jenuh dengan bagian yang

tidak terlarut. Larutan jenuh dari masing-masing medium dipipet sebanyak 5,0 ml,

dicukupkan dengan larutan NaOH 0,1 N hingga mencapai pH 13, kemudian

diukur serapannya menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Berdasarkan hasil uji

pendahuluan, jumlah NaOH 0,1 N yang dibutuhkan untuk mencapai pH 13 adalah

sebanyak 15 ml untuk masing-masing medium. Sebagai larutan standar digunakan

larutan jenuh kitosan suksinat dalam NaOH 0,1 N pH 13. Hasil uji secara

semikuantitatif dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa kitosan suksinat dapat terlarut

dalam medium asam dengan pH 1,2 dan kelarutannya menurun di dalam larutan

dengan pH 3 dan mulai meningkat kembali seiring dengan peningkatan pH

larutan. Data ini menunjang hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah

kitosan suksinat yang terlarut secara kualitatif (visual).

No Medium pH Kitosan Suksinat Kitosan

9 NaOH 13


38


Tabel 4.2. Hasil uji pengaruh perubahan pH terhadap jumlah kitosan suksinat

yang terlarut secara semikuantitatif

Medium Serapan Jumlah kitosan

suksinat terlarut

( g/100 ml) Standar Larutan jenuh

HCl pH 1,2 1,992 0,144 0,154

HCl pH 3 1,992 0,016 0,017

HCl pH 5 1,992 0,022 0,024

Aquadest 1,992 0,018 0,019

Dapar fosfat pH 6,8 1,992 0,091 0,097

Dapar fosfat pH 7,4 1,992 0,142 0,152

NaOH pH 12 1,992 0,151 0,161

Sifat kelarutan kitosan suksinat dipengaruhi oleh adanya gugus karboksil

dan gugus amin. Kitosan suksinat masih dapat terlarut pada medium asam pH 1,2.

Hal ini terkait dengan derajat substitusi kitosan suksinat. Derajat substitusi

mempengaruhi jumlah gugus amin bebas di dalam rantai polimer sehingga

semakin besar derajat substitusi, semakin sedikit jumlah gugus amin bebas di

dalam rantai. Derajat substitusi kitosan suksinat yang kecil menyebabkan

banyaknya gugus amin yang tidak tersubstitusi yang masih dapat terprotonasi

menjadi NH3+ dalam medium asam, sedangkan dapat larutnya kitosan suksinat

dalam medium basa karena adanya gugus suksinil pada kitosan. Gugus karboksilat

yang terdapat dalam gugus suksinil tersebut akan mengalami ionisasi dalam

medium basa membentuk COO- yang menyebabkan kitosan suksinat menjadi

larut. Kitosan suksinat yang terlarut dalam medium dengan pH 3 - 6,8 cukup

sedikit. Hal ini disebabkan pada kisaran pH tersebut terdapat titik isoelektrik

kitosan suksinat yang menyebabkan terjadinya keseimbangan ekuimolar dari

-NH3+ dan COO- dalam molekul (Yan, Chen, dan Gu, 2006; Champagne,

2008). Serbuk kitosan suksinat yang diperoleh memiliki kelarutan yang rendah

dalam medium aquadest. Hal ini disebabkan oleh kecilnya derajat substitusi yang

diperoleh. Semakin besar derajat susbtitusi kitosan suksinat maka semakin besar


39


kelarutannya di dalam aquadest (Noerati, Radiman, Achmad, dan Ariwahjoedi,

2007).

Pengukuran kelarutan kitosan suksinat secara semikuantitatif mempunyai

banyak kekurangan karena tidak dapat mengukur secara tepat jumlah kitosan

suksinat yang telarut di dalam larutannya. Hal ini disebabkan oleh pengukuran

kelarutan dilakukan pada panjang gelombang yang didapatkan dari literatur dan

bukan merupakan panjang gelombang isobestik. Pengukuran suatu senyawa yang

sangat sensitif pH dilakukan pada titik isobestis, yaitu pada panjang gelombang

dimana suatu senyawa dengan konsentrasi sama tetapi pH tidak sama,

memberikan serapan yang sama (Harmita, 2006). Oleh karena itu, perlu dilakukan

penelitian lebih lanjut untuk menentukan kelarutan kitosan suksinat secara

kuantitatif.

4.3 Karakterisasi Kimia

4.3.1 Penentuan Derajat Substitusi

Derajat substitusi dilakukan dengan cara titrasi asam basa. Sebelumnya

dilakukan pembakuan terhadap pelarut yang digunakan yaitu NaOH 1,0 N dan

didapatkan normalitas larutan NaOH sebesar 1,0606 N. Sampel yang ditimbang

sebanyak 100 mg dilarutkan dalam 15,0 ml NaOH 1,0606 N tersebut. Kemudian

dilakukan pembakuan terhadap titran yang digunakan dan didapatkan normalitas

larutan HCl sebesar 0,9504 N. Larutan sampel dititrasi dengan larutan HCl 0,9504

N. NaOH akan bereaksi dengan gugus suksinil pada kitosan suksinat dan NaOH

yang berlebih akan bereaksi dengan HCl. Derajat substitusi diukur dengan

menghitung jumlah NaOH yang bereaksi dengan gugus suksinil pada kitosan

suksinat per massa sampel. Derajat substitusi kitosan suksinat diperoleh sebesar

3,65 mol/gram. Hal tersebut menunjukkan bahwa dalam 1 gram kitosan suksinat

terdapat 3,65 mol gugus suksinil.


40


4.3.2 Analisis Gugus Fungsi Kitosan Suksinat dengan Menggunakan Fourier

Transform Infrared Spectrometer

Analisis gugus fungsi menggunakan spektrofotometer jenis Fourier

Transform Infra Red (FTIR) ini bertujuan untuk mengetahui apakah kitosan

suksinat yang disintesis telah terbentuk. Oleh karena itu, spektrum FTIR dari

kitosan suksinat dibandingkan dengan spektrum FTIR dari kitosan. Apabila telah

terjadi reaksi N-asilasi maka gugus suksinil dari anhidrida suksinat akan masuk ke

dalam gugus amin kitosan sehingga akan terbentuk gugus amida dan gugus

karboksilat pada kitosan suksinat. Gugus C=O amida akan memberikan puncak

pada bilangan gelombang 1640-1670 cm-1

sedangkan gugus karboksilat akan

memberikan puncak pada bilangan gelombang 1700-1725 cm-1

dengan OH

karboksilat pada rentang bilangan gelombang 2400-3400 cm-1

(Harmita, 2006).

Spektrum FTIR dari kitosan dan kitosan suksinat dapat dilihat pada

Gambar 4.4. Pada kitosan, adanya pita serapan pada bilangan gelombang 1585,54

cm-1

menandakan adanya gugus NH untuk amin primer. Kitosan juga masih

memiliki gugus amida yang disebabkan adanya gugus asetamida pada kitosan

yang tidak terdeasetilasi sehingga masih memberikan pita serapan pada bilangan

gelombang 1651,12 cm-1

untuk gugus C=O amida dan 1421,58 cm-1

untuk gugus

C-N amida.

Pada spektrum FTIR kitosan suksinat terlihat adanya puncak pada

bilangan gelombang 1670,41 cm-1

yang menandakan adanya gugus karbonil

(C=O) amida, gugus N-H amida pada bilangan gelombang 1541,18 cm-1

, dan

gugus C-N amida pada bilangan gelombang 1406,15 cm-1

. Adanya puncak lebar

pada bilangan gelombang 3240,52 - 3500,92 cm-1

menunjukkan adanya gugus

OH karboksilat. Intensitas puncak gugus karbonil amida pada kitosan suksinat

lebih kuat dibandingkan dengan kitosan. Hal tersebut diduga karena telah terjadi

reaksi antara gugus amin dari kitosan dengan gugus karbonil dari anhidrida

suksinat yang menghasilkan ikatan amida sehingga jumlah ikatan amida pada

kitosan suksinat lebih banyak daripada kitosan, yaitu ikatan amida yang berasal

dari gugus asetamida kitosan yang tidak terdeasetilasi dan gugus amida yang

berasal dari hasil reaksi N-suksinilasi kitosan.


41


Gambar 4.4. Spektrum inframerah (A) kitosan suksinat dan (B) kitosan

Un

ivers

itas In

do

nesia

Un

ivers

itas In

do

nesia

41

A

B


42


Pada spektrum inframerah kitosan suksinat tidak ditemukan adanya

puncak dari gugus karbonil karboksilat. Hal ini mungkin disebabkan derajat

substitusi dari kitosan suksinat hasil sintesis relatif kecil sehingga gugus karbonil

karboksilat yang terdapat dalam polimer hasil sintesis relatif sedikit.

4.3.3 Pemeriksaan pH.

Sejumlah kitosan suksinat ditimbang kemudian dilarutkan dalam aquadest

dengan berbagai konsentrasi sebagai berikut, 0,5%, 1%, 2%, 5%, 10% (b/v),

kemudian pH dari masing-masing larutan tersebut diukur dengan pHmeter.

Tabel 4.3. Hasil pemeriksaan pH larutan kitosan suksinat pada berbagai

konsentrasi

Ket: pH aquadest yang digunakan = 6,45

Hasil pengukuran pH menunjukkan bahwa meskipun didispersikan dalam

konsentrasi yang berbeda-beda, larutan kitosan suksinat dalam aquadest memiliki

pH yang relatif sama dengan pH aquadest yang digunakan. Hal ini mungkin

terjadi karena kelarutan kitosan suksinat yang kecil di dalam medium aquadest pH

6,45 yang ditunjukkan pada data hasil uji kelarutan kitosan suksinat secara

kualitatif dan semikuantitatif yang telah dilakukan sebelumnya sehingga pH yang

terukur tidak berbeda jauh dengan pH aquadest.

4.4 Karakterisasi Fungsional

4.4.1 Uji Viskositas

Suatu viskositas adalah ukuran tahanan suatu cairan untuk mengalir.

Makin besar tahanan suatu zat cair untuk mengalir, makin besar pula

Konsentrasi larutan

(% b/v) pH

0,5 6,70

1 6,76

2 6,74

5 6,66

10 6,72


43


0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 200 400 600Ke

cep

atan

Ge

ser

(de

t-1)

Tekanan Geser (dyne/cm2)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 100 200 300 400

Ke

cep

atan

Ge

ser

(de

t-1 )

Tekanan Geser (dyne/cm2)

viskositasnya (Martin, Swarbrick, dan Cammarata, 1993). Uji viskositas untuk

kitosan suksinat dilakukan dengan mendispersik

Documents

File Kinetika Ringkasan