KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH) DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU

Konsentrasi Kritis Misel (KKM) Dan Entalpi (ΔH) Dari Gelatin Pada Berbagai Suhu

Surfaktan adalah senyawa kimia yang memiliki gugus hidrofilik dan gugus lipofilik sekaligus, sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari minyak dan air. Penggolongan surfaktan dilakukan berdasarkan muatan gugus polarnya atau muatan yang terikat pada alkilnya, yaitu surfaktan non ionik (tidak bermuatan), surfaktan kationik (bermuatan positif), surfaktan anionik (bermuatan negatif) dan surfaktan amfoter yaitu ada muatan positif dan negatif sekaligus. Penggunaan surfaktan banyak ditemui pada kehidupan sehari-hari, dalam produk deterjen, kosmetik, farmasi, tekstil dan makanan. Surfaktan dapat pula digunakan sebagai bahan pelarut (solubilizing agent), bahan pembasah (wetting agent) dan bahan pengemulsi (emulsion agent) (Delsy et al., 2017).

Tabel 1. Contoh Surfaktan 

(Sumber : Apriyani, 2017)

Molekul-molekul dan ion-ion yang diadsorbsi pada antar muka inilah yang dinamakan surface aktive agent atau surfaktan. Surfaktan disebut juga sebagai amfifil karena molekul atau ionnya yang mempunyai affinitas tertentu terhadap pelarut polar maupun non polar. Hal ini tergantung pada jumlah dan sifat dari gugus-gugus polar dan non polar tersebut. Amfifil dapat bersifat hidrofilik (suka air), lipofilik (suka minyak) atau bersifat seimbang di antara dua sifat ekstrim tersebut. Struktur dari surfaktan terlihat seperti Gambar 1 (Apriyani, 2017).

Gambar 1. Struktur Surfaktan

(Sumber : Apriyani, 2017)

Salah satu jenis surfaktan yaitu surfaktan anionik. Surfaktan anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion. Sifat hidrofiliknya berasal dari bagian kepala ionik yang biasanya merupakan gugus sulfat atau sulfonat. Pada kasus ini, gugus hidrofob diikat ke bagian hidrofil dengan ikatan C-S-O yang labil, yang mudah dihidrolisis. Contoh dari jenis surfaktan anionik ini salah satunya yaitu surfaktan anionik dengan gugus sulfonat (SO3-) berada pada bagian kepala. Gambar 2 adalah salah satu contoh surfaktan anionik golongan sulfonat (Delsy et al., 2017). 

Mekanisme  surfaktan  secara  umum  adalah,  surfaktan  akan  bekerja  sebagai  senyawa yang akan menurunkan tegangan permukaan dengan cara bagian kepala surfaktan akan berada pada  bagian  dalam  permukaan  air,  sementara  bagian  ekornya  akan  berada  pada  bagian  atas permukaan air, dengan ini maka surfaktan dapat menurunkan tegangan permukaan dari cairan tersebut. Ketika  surfaktan  ditambahkan  terus  menerus  kedalam  suatu  cairan  maka  surfaktan akan  membentuk  agregat berbentuk  sperikal  (bulat)  yang  dinamakan  misel,  dimana  misel  ini merupakan   agregat   partikel   yang   terdiri   dari   50-100   monomer   surfaktan   yang   saling berinteraksi membentuk aregat dengan ukuran 5-100 nm. Konsentrasi dimana terbentuknya misel  ini  yang  sering  disebut  sebagai  konsentrasi  misel  kritis  (KMK)  dimana  konsentrasi  ini dicapai   ketika   penambahan   surfaktan   tidak   menyebabkan   penurunan   kembali   tegangan permukaan dari suatu cairan (Ramadhan et al., 2022).

Konsentrasi Misel Kritik (KMK) adalah konsentrasi surfaktan dimana surfaktan tersebut membentuk misel secara spontan. Misel adalah gabungan molekul-molekul surfaktan yang membentuk agregat. Surfaktan yang memiliki nilai KMK rendah, memiliki arti bahwa surfaktan tersebut mudah membentuk misel. Semakin rendah nilai KMK maka surfaktan digolongkan sebagai surfaktan yang memiliki aktivitas permukaan yang tinggi atau dikatakan memiliki kualitas yang baik (Delsy et al., 2017).

Penentuan  nilai  KMK  ini  sangat  penting  dilakukan  terutama  untuk  menentukan konsentrasi  surfaktan  yang  dapat  digunakan  sebagai  solubilizing  agent  dimana  surfaktan bekerja  sebagai solubilizing agent saat surfaktan tersebut telah  membentuk  misel,  misel  yang berbentuk  bulat  akan  mengelilingi  molekul  obat  yang  bersifat  hidrofobik  untuk  kemudian bagian luar misel yang bersifat hidrofilik akan berinteraksi dengan molekul air sehingga akan menyebabkan pelarutan obat atau yang sering disebut sebagai solubilisasi miselar (Ramadhan et al., 2022). 

Metode yang dapat dilakukan untuk menentukan nilai Konsentrasi Misel Kritik (KMK) adalah dengan menggunakan metode tegangan permukaan dengan melihat titik dimana penambahan surfaktan tidak menyebabkan penurunan tegangan permukaan. Pada   metode   ini   didasarkan   pada   kemampuan   surfaktan   untuk   menurunkan   tegangan permukaan suatu cairan dimana akan dicari konsentrasi dimana surfaktan tersebut tidak dapat menurunkan   kembali   tegangan   permukaan   cairan.   Sedangkan metode  lainnya  adalah  dengan  menggunakan  metode  indeks  bias  untuk  melihat  titik dimana penambahan surfaktan tidak menyebabkan kenaikan indeks bias dari zat cair. Adapun dengan adanya penambahan  surfaktan  hingga  diatas titik KMK  akan  meningkatkan  kelarutan  dari  zat aktif  farmasi  karena  ada  interaksi  dengan  molekul  misel  yang  akan  menyebabkan kelarutan zat aktif farmasi meningkat atau sering disebut sebagai solubilisasi miselar (Ramadhan et al., 2022).

       Gelatin adalah campuran heterogen suatu polipeptida yang diproduksi melalui proses hidrolisis kolagen yang berasal dari jaringan ikat hewan. Gelatin dapat diperoleh dari kulit dan tulang hewan, seperti babi, sapi, dan ikan. Pada tahun 2020, produksi gelatin secara global menghasilkan 516,8 ribu ton, sumber terbanyak berasal dari kulit babi sebesar 58% dan sisanya berasal dari kulit sapi, tulang sapi, serta sumber lainnya seperti unggas dan ikan. Gelatin memiliki banyak fungsi, diantaranya sebagai bahan penstabil (stabilizer), pengemulsi (emulsifier), zat pengikat, zat pengental, plastik alternatif (edible film), serta bahan matriks untuk implant. Pada industri makanan, gelatin terdapat pada produk marshmallow, jelly, yogurt, dan es krim. Sedangkan, pada industri farmasi gelatin digunakan pada pembuatan cangkang kapsul keras dan lunak. Kapsul adalah sediaan farmasi berbentuk padat yang mengandung obat di dalam cangkang keras maupun lunak yang dapat larut. Secara umum, cangkang kapsul terbuat dari gelatin atau pati. Gelatin berbentuk serbuk atau lembaran yang tidak berasa dan tidak berbau dengan tampilan tidak berwarna atau agak kuning. Larut dalam pelarut polar seperti air panas, gliserol, dan asam asetat, tetapi tidak larut dalam pelarut organik seperti alkohol. Salah satu sumber gelatin yang melimpah adalah ikan. Parameter fisikokimia yang mempengaruhi kualitas gelatin diantaranya parameter pH, kadar air, kadar abu, kadar protein, kekuatan gel, dan viskositas. Parameter-parameter tersebut juga perlu dibandingkan dengan standar gelatin farmasi kapsul berdasarkan SNI 06- 3735-1995 atau standar internasional gelatin GMIA (Febriana et al., 2021).

            Menurut Tazwir et al (2017), pada prinsipnya proses pembuatan gelatin dapat dibagi menjadi dua macam yaitu proses asam dan proses basa. Perbedaan kedua proses ini terletak padaproses perendamannya. Berdasarkan kekuatan ikatan kovalen silang protein dan jenis bahan yang diekstrak, maka penerapan jenis asam maupun basa organik dan metoda ekstraksi lainnya seperti lama hidrolisis, pH dan suhu akan berbeda-beda (Pelu et al., 1998) Asam mampu mengubah seratkolagentriple heliks menjadi rantai tunggal, sedangkan larutan perendam basa hanya mampu menghasilkan rantai ganda. Hal ini menyebabkan pada waktu yang sama jumlah kolagen yang dihidrolisis oleh larutan asam lebih banyak dari pada larutan bas. Adapun struktur dari gelatin yaitu sebagai berikut.

 

Gambar 3. Struktur Gelatin

(Sumber : Tazwir et al., 2017)

DAFTAR PUSTAKA

Apriyani, N. 2017. “Penurunan Kadar Surfaktan dan Sulfat dalam Limbah Laundry”. Jurnal Media Ilmiah Teknik Lingkungan. Vol. 2(1) : 37-44.

Delsy, E.V.Y., P Iswanto S. Winaryo. 2017. “Analisis Hubungan Kuantitatif Struktur dan Nilai Konsentrasi Misel Kritik Surfaktan Anionik dengan Metode Semiempiris Ami”. Jurnal Molekul. Vol. 12(1) : 53-60.

Febriana, L.G., N.A.S. Stannia, A.N. Fitriani dan N.A. Putriana. 2021. “Potensi Gelatin dari Tulang Ikan sebagai Alternatif Cangkang Kapsul Berbahan Halal: Karakteristik dan Pra Formulasi”. Jurnal Majalah Farmasetika. Vol. 6(3) : 223-233.

Ramadhan, M.R., R. Aryani dan G.C.E. Darma. 2022. “Penentuan Nilai Konsentrasi Misel Kritis (KMK) Surfaktan serta Pengaruhnya terhadap Kelarutan Zat Aktif Farmasi”. Jurnal Farmasi. Vol. 2(2) : 183-189.

Tazwir., D.L. Ayudiarti dan R. Peranginangin. 2017. “Optimasi Pembuatan Gelatin dari Tulang Ikan Kaci-Kaci (Plectorhynchus chaetodonoides Lac.) Menggunakan Berbagai Konsentrasi Asam dan Waktu Ekstraksi”. Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan. Vol. 2(1) : 35-43.