Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal Volume 6.
, 2024,144-151 ________________________________________________________________ Formulasi dan Karakterisasi Nanopartikel Ekstrak Biji Carica (Carica pubescen.
dengan Variasi Konsentrasi Kitosan menggunakan Metode Gelasi Ionik Fania Putri Luhurningtyas1*.
Prashinta Nita Damayanti2.
Suzan Astyamalia3.
Mir-a Kemila4.
Evi Novitasari5 1,2,3,4.
Program Studi Diploma Tiga Farmasi.
Fakultas Pertanian.
Universitas Tidar.
Magelang.
Jawa Tengah.
Indonesia Program Studi S1 Farmasi.
Fakultas Ilmu Kesehatan.
Universitas Ngudi Waluyo.
Semarang.
Jawa Tengah.
Indonesia *Corresponding author: faniaputri@untidar.
Received: I June 2024.
Accepted: 21 October 2024 Abstract: Carica seeds (Carica pubescen.
contain alkaloid, saponin, and flavonoid compounds, which have pharmacological activities such as antibacterial, anti-inflammatory, immunomodulatory, and antihyperlipidemic properties, but their bioavailability is low.
Nanotechnology has significantly advanced in drug delivery systems because it can enhance absorption in the gastrointestinal tract, allowing entry into the bloodstream.
This study aims to create and evaluate the characteristics of carica seed extract nanoparticles with varying concentrations of chitosan.
The carica seed extract was obtained using the maceration method with 70% ethanol as the solvent.
The Carica seed extract was then formulated into nanoparticles using the ionic gelation method with varying concentrations of chitosan: NaTPP, specifically formulas FA .
FB .
, and FC .
The resulting nanoparticle colloids were characterized for particle size, polydispersity index (PDI), percent transmittance (%T), and specific functional groups.
The results showed that the particle sizes for formulas FA.
FB, and FC were 243.
7 nm, 47.
96 nm, and 116.
6 nm, respectively.
The PDI values for formulas FA.
FB, and FC were 0.
378, 0.
357, and 0.
52, respectively.
The percent transmittance for all three formulas ranged from 99.
5% to 99.
The characterization of functional groups indicated interactions between the carica seed extract, chitosan, and NaTPP, with the presence of OH.
N-H, aliphatic CH.
P=O, and PO3 groups.
These interactions were observed based on the shift in wavenumbers in the FTIR results for each sample.
All carica seed nanoparticle formulas showed particle sizes within the nanometer range (<1000 n.
, polydispersity indices less than 1, percent transmittance close to 100%, and specific functional groups indicating interactions between the extract and the coating polymer.
Formula FB was the optimal formula, with the smallest nanoparticle size (<100 n.
, a PDI value of <0.
5, and a percent transmittance of >99%.
Keywords: Seed, carica, chitosan, ionic gelation, nanoparticles Abstrak: Biji carica (Carica pubescen.
mengandung senyawa alkaloid, saponin, dan flavonoid yang mempunyai aktivitas farmakologis sebagai antibakteri, anti inflamasi, imunomodulator, dan antihiperlipid, tetapi bioavaibilitasnya rendah.
Teknologi nano sangat berkembang di bidang sistem penghantaran obat, karena teknologi tersebut dapat meningkatkan penyerapan di saluran gastrointestinal untuk masuk ke dalam peredaran darah.
Tujuan penelitian ini untuk membuat dan mengevaluasi karakteristik nanopartikel ekstrak biji carica dengan variasi konsentrasi kitosan.
Biji carica diekstraksi menggunakan metode maserasi dengan pelarut etanol 70%.
Hasil ekstrak biji carica diformulasi dalam bentuk nanopartikel dengan metode gelasi ionik menggunakan variasi konsentrasi kitosan : NaTPP yaitu formula FA .
,3:.
FB .
,2:.
,1:.
Koloid nanopartikel yang terbentuk dikarakterisasi ukuran partikel, indeks polidispersitas (PDI), persen transmitan (%T), dan gugus fungsi spesifik.
Hasil penelitian diketahui bahwa ukuran partikel formula FA.
FB.
FC adalah 243,7.
47,96.
dan 116,6 nm.
Nilai PDI formula FA.
FB, dan FC adalah 0,378.
0,357.
dan 0,52.
Persen transmitan ketiga formula berada di dalam rentang 99,5 Ae 99,6%.
Hasil karakterisasi gugus fungsi diperoleh bahwa adanya interaksi antara ekstrak biji carica, kitosan dan NaTPP dengan adanya gugus OH.
N-H.
CH alifatik.
P=O, dan PO3.
Interaksi tersebut dapat dilihat berdasarkan adanya pergeseran bilangan gelombang pada hasil FTIR masing-masing sampel.
Semua formula nanopartikel biji carica menunjukan ukuran partikel berada di rentang nanometer (<1000 n.
, indeks polidispersitas kurang dari 1, persen transmitan mendekati 100%, dan gugus fungsi spesifik yang menandakan adanya interaksi antara ekstrak dengan polimer Formula FB merupakan formula dengan ukuran nanopartikel paling kecil dengan ukuran partikel <100 nm, nilai PDI < 0,5, dan persen transmitan >99%.
Kata kunci: Biji, carica, gelasi ionik, kitosan nanopartikel DOI: 10.
15408/pbsj.
145 Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2024.
Vol.
PENDAHULUAN
Luhurningtyas et al Polimer kitosan digunakan sebagai penyalut di dalam formulasi nanopartikel karena memiliki sifat-sifat Carica pubescens, atau yang lebih dikenal dengan nama carica, adalah salah satu flora khas yang tumbuh di dataran tinggi Indonesia.
Carica banyak ditemukan dataran tinggi Dieng Wonosobo.
Jawa Tengah.
Spesies ini merupakan anggota familia Caricaceae, sehingga memiliki kelompok genus yang sama dengan pepaya (Carica papay.
dan memiliki kemiripan morfologi yang tinggi (Chusniasih, 2.
istimewa seperti kemampuan mengontrol pelepasan memungkinkan sambung silang, sifat mukoadhesif, biokompatibilitas, biodegradabilitas, non-toksik, dan tingkat imunogenitas yang rendah (Agarwal et al.
Penambahan agen penaut silang natrium (NaTPP) penstabil ikatan (Agarwal et al.
, 2.
Metode gelasi ionik merupakan metode yang sering digunakan Dalam proses pengolahan koktail carica, bijinya biasanya dipisahkan dan dibuang tanpa dimanfaatkan, untuk membentuk nanopartikel dari suatu polimer yang mudah terdispersi dalam air (Putri et al.
, 2.
kecuali untuk ditanam kembali.
Namun, biji carica sebenarnya memiliki banyak manfaat.
Penelitian nanopartikel ekstrak etanol buah parijoto dengan menggunakan variasi konsetrasi kitosan Hasil identifikasi metabolit sekunder menunjukkan bahwa biji karika mengandung alkaloid, saponin, dan Masyarakat lokal biasa memanfaatkan Semakin ditambahkan, semakin besar nilai ukuran partikelnya (Luhurningtyas.
Vifta, et al.
, 2.
daunnya sebagai obat gatal-gatal.
Selain itu, bagian bijinya telah diteliti memiliki khasiat sebagai (Luhurningtyas (Wijayanti (Luhurningtyas.
Dyahariesti, et al.
, 2.
Penelitian mengenai formulasi dan karakterisasi nanopartikel biji carica dengan variasi kitosan belum pernah dilaporkan.
Berdasarkan uraian tersebut, penelitian formulasi dan karakterisasi nanopartikel ekstrak biji carica dengan variasi penyalut kitosan perlu dilakukan.
Tujuan penelitian ini adalah untuk Kini, nanoteknologi banyak dikembangkan dan menjadi tren dalam peningkatan kualitas produk, salah satunya karena keunggulan ukuran partikel yang lebih kecil (Ningsih et al.
, 2.
Adanya sistem penghantaran obat menggunakan metode nanopartikel dapat mengurangi interaksi senyawa bioaktif dengan kelembaban, dan oksigen, terutama zat aktif pada biji Keuntungan lainnya, zat aktif yang sukar larut dapat dengan mudah menuju daerah target spesifik, dengan kata lain nanopartikel meningkatkan efektivitas zat membuat dan mengevaluasi karakteristik nanopartikel ekstrak biji carica dengan variasi konsentrasi kitosan.
Manfaat dari penelitian ini adalah memaksimalkan potensi senyawa aktif biji carica dalam bentuk nanopartikel, yang diharapkan dapat meningkatkan efektivitas farmakologis dengan dosis lebih rendah dan efek samping minimal.
Metode gelasi ionik digunakan untuk menghasilkan nanopartikel, yang transmitan, dan gugus fungsi spesifik.
(PDI),
METODE PENELITIAN
dicampur dengan 15 mL aquabides dalam gelas Sebanyak 10 mL dari ekstrak cair tersebut 1 Alat dan Bahan kemudian ditambahkan dengan 50 mL larutan kitosan Alat yang digunakan adalah oven (Memmer.
, yang memiliki konsentrasi berbeda-beda, yaitu 0,1%.
blender (Philip.
, toples kaca maserasi, rotary 0,2%.
evaporator (RE-100 Pr.
, alat-alat gelas (Pyre.
, menggunakan asam asetat 2% dengan pH 4.
Formula cawan porselin, krus porselin, tabung reaksi (Iwak.
, corong kaca (Pyre.
, neraca analitik (Ohau.
, konsentrasi kitosan ini dapat dilihat pada Tabel 1.
(Thermo Scientif Cimare.
, (PLC Serie.
, 0,3% b/v.
Kitosan Tabel 1.
Formula nanopartikel biji carica dengan variasi konsentrasi kitosan spektofotometer UV-Vis (Shimadzu UV Mini 1.
Particle Size Analyzer (Malver.
, spektrofotometer Formula Kitosan (%b/.
NaTPP (%b/.
Fourier Transform Infrared (FTIR) (PerkinElmer Spectrum .
Bahan yang digunakan adalah biji carica yang diperoleh dari pusat oleh-oleh AuExotic CaricaAy di Langkah berikutnya adalah mengaduk campuran dataran tinggi Dieng, etanol 70% (Technical Grad.
, dengan kecepatan 400 rpm selama 20 menit asam asetat glasial p.
a (Merc.
, serbuk kitosan menggunakan magnetic stirrer.
Setelah itu, secara (Zhejiang bertahap, larutan NaTPP 0,1% b/v dalam aquabides NaTPP (Bratac.
, aquades, aquabidest (Ikapharmindo ditambahkan tetes demi tetes sebanyak 10 mL ke Putra Ma.
Golden-Shell Pharmaceutical, sambil diaduk magnetic stirrer dengan kecepatan 400 rpm selama 2 Metode Penelitian 20 menit hingga terbentuk koloid nanopartikel.
Tahap Pembuatan ekstrak etanol biji carica selanjutnya adalah melakukan sentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 15 menit.
Supernatan Penarikan yang dihasilkan, berupa koloid nanopartikel biji menggunakan metode maserasi.
Serbuk simplisia sebanyak 250g dimaserasi dalam 1750 ml etanol 70% partikel, indeks polidispersi menggunakan PSA, selama 3 hari dan remaserasi dengan 750 mL pelarut persen transmitan menggunakan spektrofotometer, selama 2 hari.
Filtrat dikumpulkan dan dipekatkan menggunakan rotary evaporator pada suhu 60AC, menggunakan FTIR (Luhurningtyas.
Vifta, et al.
kemudian dikentalkan menggunakan waterbath.
Dalam penelitian ini, belum disajikan data mengenai Formulasi nanopartikel ekstrak biji Pembuatan nanopartikel dari biji carica dengan variasi konsentrasi kitosan dilakukan dengan cara sebagai berikut: 100 mg ekstrak biji carica ditimbang dan dilarutkan dalam 35 mL etanol p.
a, kemudian efisiensi penjerapan karena fokus utama penelitian saat ini adalah menentukan perbandingan formula Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi berbagai formula dan memilih yang paling optimal berdasarkan karakteristik tertentu, seperti ukuran 147 Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2024.
Vol.
Luhurningtyas et al partikel, homogenitas, dan kestabilan.
Data terkait organoleptis berwarna coklat pekat, bentuk kental, efisiensi penjerapan akan diukur dan disajikan pada mengandung bau yang khas tumbuhan carica.
tahap berikutnya setelah formula terbaik ditetapkan, untuk memastikan bahwa formulasi terpilih tidak Persentase rendemen ekstrak dianggap baik jika hanya stabil tetapi juga efisien dalam penjerapan zat menunjukkan bahwa kuantitas rendemen tidak selalu Namun, mencerminkan keberagaman jenis senyawa aktif atau HASIL DAN PEMBAHASAN pengotor yang terkandung dalam rendemen tersebut serta pengaruhnya terhadap aktivitas biologis (Chintia Maserasi biji carica et al.
, 2.
(Kunti Mulangsri & Zulfa, 2.
Tumbuhan carica mempunyai morfologi seperti Buahnya berbentuk bulat telur dengan Nilai polidispersitas (PDI) dan persen transmitan panjang 6-10 cm, dan diameter 3-4 cm.
Dagingnya (%T) nanopartikel ekstrak biji carica keras, berwarna jingga kekuningan, dan di sekeliling rongga banyak sekali biji yang dibungkus oleh sarkotesta yang berwarna putih dan air.
Apabila sudah matang, biji buah berwarna hitam dengan jumlah yang banyak serta padat (Gambar .
Dalam pembuatan formula nanopartikel ekstrak biji Penggunaan kitosan diharapkan dapat meningkatkan penyerapan zat aktif sehingga mampu menghantarkan zat aktif ke target aksi saat aplikasi.
Penambahan natrium tripolifosfat (NaTPP) dalam konsentrasi pembengkakan .
kitosan, yang memiliki sifat menyerap air.
NaTPP berperan sebagai agen Gambar 1.
Buah carica dan biji buah carica yang dibungkus Penarikan Pemilihan pengikat silang .
ross-linke.
dengan membentuk ikatan antara gugus amina kitosan dan gugus fosfat, sehingga mengurangi sifat hidrofilik kitosan dan mencegah swelling berlebih.
berdasarkan dari penelitian terdahulu, serta referensi yang menunjukkan bahwa metabolit sekunder yang ditarik menggunakan metode dingin .
erendaman pada suhu ruan.
dapat mencegah kerusakan senyawa Hal ini penting karena pembengkakan yang terlalu besar dapat mengganggu pelepasan obat yang Adanya penambahan NaTPP, formulasi nanopartikel lebih stabil dan pelepasan obat menjadi Tabel 2.
Persentase rendemen ekstrak biji carica Bobot serbuk .
Bobot ekstrak .
Rendemen (%b/.
7,08 lebih teratur.
(Humaryanto et al.
, 2.
Interaksi
kitosan dan NaTPP menyebabkan gugus amin pada k
(NH3 )
aktif, khususnya yang bersifat termolabil, salah bermuatan negatif (H3P3O102-) melalui interaksi ionik satunya adalah flavonoid yang terdapat di dalam biji membentuk ikatan crosslink.
Hasil rendemen ekstrak yang diperoleh sebesar 7,08 %b/b.
Ekstrak biji carica secara Tabel 3.
Nilai ukuran partikel, indeks polidispersitas (PDI), dan persen transmitan (%T) tiga formula nanopartikel ekstrak biji carica Formula Kitosan (%b/.
NaTPP (%b/.
Ukuran Partikel
PDI
0,378
47,96
0,357
0,52
Formula ketiga formula nanopartikel ekstrak biji kisaran distribusi partikel yang homogen.
Pada carica memiliki warna bening, aroma khas biji carica Formula C, nilai indeks polidipersitas lebih dari 0,5, dan visuaslisasi yang transparan (Gambar .
Hasil menunjukkan partikel yang berukuran heterogen.
Nanopartikel dengan nilai PDI lebih besar dari 0,5 nanokitosan biji carica (Tabel .
menunjukan ukuran mempunyai ukuran partikel yang besar dan dapat partikel berada di rentang nanometer (<1000 n.
mengalami agregat (Ariani & Purwanto, 2.
Pada Nanopartikel didefinisikan sebagai material yang Formula B memiliki ukuran partikel dan indeks dibuat dalam proses tertentu sehingga dihasilkan polidispersitas yang terkecil dibandingkan kedua partikel koloid atau padatan dengan ukuran berkisar formula lainnya.
Beberapa penelitian diketahui bahwa (PDI) konsentrasi kitosan 0,2% b/v dan NaTPP 0,1% mencerminkan keseragaman ukuran partikel dalam memberikan hasil sifat fisik dan fungsional yang suatu formulasi, di mana PDI yang lebih rendah terbaik (Ningsih et al.
, 2.
(Luhurningtyas.
Vifta, menunjukkan partikel yang lebih seragam.
et al.
, 2.
Indeks Semakin besar konsentrasi kitosan yang digunakan, maka jumlah gugus NH3 semakin banyak, sehingga kemampuan untuk berikatan dengan NaTPP untuk membentuk ikatan silang semakin besar.
Hal tersebut menyebabkan partikel kitosan menjadi semakin kuat Gambar 2.
Visualisasi formula nanopartikel ekstrak biji dan keras, dan tidak dapat terpecah menjadi bagian yang lebih kecil (Humaryanto et al.
, 2.
Homogenitas ukuran partikel ini dapat meningkatkan kestabilan fisik dan mempercepat laju disolusi zat Persen transmitan (%T) digunakan untuk mengukur aktif, yang pada gilirannya dapat meningkatkan kejernihan dari larutan atau sistem dispersi.
Hasil Pengaruh seragam, proses penyerapan zat aktif menjadi lebih transmitan berkisar antara 97,7 Ae 99,6%.
Persen efisien, sehingga formulasi dengan PDI rendah transmitan yang mendekati nilai 100% menunjukkan berpotensi menghasilkan bioavailabilitas yang lebih larutan dispersi jernih dan transparan (Humaryanto et baik (Hajrin et al.
, 2.
(Hajrin et al.
, 2.
Indeks , 2.
polidispersitas pada Formula A dan Formula B mempunyai nilai yang baik (PDI < 0,.
, artinya 149 Pharmaceutical and Biomedical Sciences Journal, 2024.
Vol.
Luhurningtyas et al Karakterisasi gugus fungsi nanopartikel biji carica (Humaryanto et al.
, 2.
Karakterisasi FTIR digunakan untuk mengetahui Pemuatan obat dalam nanopartikel kitosan dilakukan kemampuan penjerapan ekstrak di dalam kitosan.
dengan cara melekatkan obat secara fisik pada Spektra FTIR nanopartikel ekstrak biji carica dengan matriks atau mengadsorpsinya pada permukaan, agen penaut silang NaTPP pada ketiga formula sehingga ikatan antara ekstrak dan nanopartikel menunjukkan telah terjadi interaksi (Gambar .
Hal menjadi lemah.
Selain itu, karena jumlah ekstrak yang ditambahkan sangat sedikit, beberapa gugus gelombang antara gugus O-H kitosan murni dengan fungsi dari ekstrak tidak terdeteksi atau hilang dalam gugus O-H kitosan yang terdapat pada ketiga pembacaan FTIR (Humaryanto et al.
, 2.
Gambar 3.
Spektra FTIR Kitosan .
Nanopartikel biji karika Formula FA .
Formula FB .
, dan Formula FC .
KESIMPULAN Pergeseran bilangan gelombang gugus N-H dan N-H menunjukkan terjadinya proses taut silang.
Adanya gugus PO3 pada bilangan gelombang formula ketiga nanopartikel menunjukkan pembentukan ikatan silang antara gugus amino dari kitosan dengan gugus anionik pada NaTPP.
Perubahan frekuensi serapan gugus fungsi dipengaruhi oleh reaksi tertentu, yang Karakterisasi formula nanopartikel biji carica FA.
FB, dan FC menunjukkan bahwa rata-rata ukuran partikel masing-masing adalah 243,7 nm, 47,96 nm, dan 116,6 nm.
Nilai PDI dari ketiga formula adalah 0,378 (FA), 0,357 (FB), 0,52 (FC), mengindikasikan tingkat homogenitas partikel.
Selain itu, persen transmitan ketiga formula berada dalam rentang 99,5Ae99,6%, yang menunjukkan transparansi Tabel 4.
Prediksi gugus fungsi dan bilangan gelombang gugus fungsi kitosan dan nanopartikel biji karika Bilangan gelombang .
Prediksi Gugus Fungsi
Hasil literatur
Kitosan 3554,15 Regangan C-H alifatik
2518,21
N-H bengkokan 1686,28 P=O 1087,85 PO3 Keterangan : FA : Formula A.
FB : Formula B.
FC : Formula C tinggi dari sistem nanopartikel yang terbentuk.
Perbedaan konsentrasi kitosan dalam formulasi nanopartikel biji carica berpengaruh signifikan terhadap ukuran partikel dan homogenitas yang Formula dengan konsentrasi kitosan lebih tinggi menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar.
Antibacterial Activity of Bilimbi (Averrhoa bilimbi ) Leaves Extract.
Jurnal Pangan Dan Agroindustri, 4.
, 400Ae409.
Hajrin.
Budastra.
Juliantoni.
, & Subaidah, .
Formulasi dan Karakterisasi Nanopartikel Kitosan Ekstrak Sari Buah Juwet (Syzygium cumin.
menggunakan metode Gelasi Ionik.
Jurnal Sains Dan Kesehatan, 3.
, 742Ae749.
https://doi.
org/10.
25026/jsk.
sementara formula dengan konsentrasi kitosan lebih rendah cenderung menghasilkan partikel yang lebih Dari hasil FTIR, terlihat adanya interaksi antara ekstrak biji carica, kitosan, dan NaTPP yang ditandai dengan keberadaan gugus OH.
N-H.
CH alifatik.
P=O, dan PO3 serta pergeseran bilangan Namun, dalam penelitian ini belum dipilih formula terbaik.
Selanjutnya, pengujian zeta potensial perlu dilakukan untuk mengetahui kestabilan sistem
SEM
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih kepada LPPM Universitas Tidar atas pendanaan hibah internal DIPA 2023, serta tim penelitian karika yang telah berkontribusi dalam penelitian ini, sehingga penelitian dapat terlaksana dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA