Report/Review

Nanoemulsi-enkapsulasi Kurkumin

Pendahuluan

Kurkumin merupakan senyawa aktif yang terdapat pada famili jahe-jahean. Kurkumin memiliki fungsi antioksidan, antitumor, antibakteria, anti-inflamasi, dsb (Pan, Huang, & Lin, 1999). Kemampuan aktivitas kurkumin dapat melindungi kerusakan DNA dan protein(Sudheer, Kalpana, Srinivasan, & Menon, 2005). Fungsi dari kurkumin yang sangat banyak dan baik bagi kesehatan maka kurkumin dapat dijadikan obat yang memberikan efek pharmacological. Untuk mencegah terjadinya degradasi dari kurkumin maka salah satu yang dapat dilakukan adalah dengan proses nanoemulsi-enkapsulasi.​

Bahan dan Metode

Bahan

Bahan yang digunakan adalah kurkumin, beberapa jenis minyak dan konsentrat whey protein. Kurkumin (Curcuma longa) yang digunakan memiliki tingkat kemurnian 95%. Minyak yang digunakan, yaitu butter oil [1], minyak kelapa sawit [2], dan minyak zaitun[3].

Prosedur kelarutan kurkumin di berbagai jenis minyak

Penentuan kelarutan kurkumin pada minyak kelapa sawit, butter oil, dan minyak zaitun dilakukan pada suhu ruang dan suhu 80°C dengan waktu 30 menit. Kurkumin dengan konsentrasi tertentu ditambahkan 5 mL minyak ke dalam test tube kemudian dihomogenkan. Selanjutnya disentrifugasi pada 1300g selama 10 menit.

Preparasi dan karakterisasi emulsi enkapsulasi kurkumin

Preparasi pembuatan emulsi kurkumin oil-in-water (o/w) dengan cara melarutkan kurkumin ke dalam minyak dan kemudian dihomogenkan dengan ultrasonicator. Fasa aqueous berisi emulsifier larut air, yaitu whey protein dengan konsentrasi 70 (WPC-70) dan surfaktan tween 80.  Sebanyak 40 mg kurkumin ditambah 100 mL emulsi yang telah mengandung minyak yang berbeda (0,5-2%), surfaktan (2-10%w/w) dan emulsifier (0-1% w/w) di dalam milipore air. Kemudian di sonified selama 15 menit pada suhu 5°C. Selanjutnya, pengevaluasian stabilitas emulsi dengan cara emulsi di sentrifugasi (1300g selama 30 menit) dan dipanasakan (80° selama 30 menit). Pengukuran ukuran partikel menggunakan metode dynamic laser light scattering (Malvn Zetasizer Nano ZS90).

Efek kondisi pengolahan pada stabilitas emulsi

Kondisi proses dalam produk pangan yang mempengaruhi stabilitas fisik dan kimia nanoemulsi kurkumin adalah perbedaan pH (uji pada pH 3-7 dengan larutan 0,1 N NaOH dan HCl), kekuatan ionik (uji dengan 0,1-1 M), dan suhu (72°C selama 15 detik dan 95°C selama 10 menit). Selain itu, dilakukan sentrifugasi (1300g selama 10 menit untuk melihat terjadinya pemisahan partikel).

Pengukuran aktivitas antioksidan secara in vitro

Pengukuran aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH (2,2 difenil-1-pikril hidrasil).

Hasil dan Pembahasan

Kelarutan kurkumin di berbagai jenis minyak

Tabel 1 Kelarutan kurkumin di berbagai jenis minyak

Pelarut

Suhu ruang Suhu 80°C

Butter oil

0,5 mg/mL 0,7 mg/mL

Minyak kelapa sawit

0,4 mg/mL

0,6 mg/mL

Minyak zaitun 0.2 mg/mL

0,3 mg/mL

                Kelarutan kurkumin yang paling besar adalah pada butter oil sedangkan kelarutan yang paling kecil adalah pada minyak zaitun. Semakin pendek rantai trigliserida suatu minyak maka kelarutan kurkumin pada minyak tersebut akan semakin tinggi. Hal ini disebabkan rantai pendek trigliserida memiliki lebih banyak gugus polar. Pemanasan juga membantu peningkatan kelarutan kurkumin dalam minyak (Sari, Mann, Sharma, & Kumar, 2013).

Karakterisasi fisika dan kimia o/w nanoemulsi kurkumin

Ukuran partikel dan zeta potential[4]

Tabel 2 Ukuran partikel, zeta potential, dan PDI dari nanoemulsi

Komposisi nanoemulsi

Ukuran (nm) Zeta potential (mV)

PDI[5]

1% minyak kelapa sawit + 10% tween 80 639,1 ± 43,8 -0,4 ± 0,01 0,624
4% minyak kelapa sawit + 10% tween 80 828 ± 32,9 -1,3 ± 0,1 0,566
1% minyak zaitun + 10% tween 80 + 0,1% WPC-70 609,4 ± 25,1 -10,4 ± 0,9 0,826
1% butter oil + 7% tween 80+ 1% WPC-70 318,7 ± 17,3 -10,9 ± 1,3

1,394

                Nanoemulsi yang dibuat menggunakan kombinasi berbagai jenis minyak dan fasa aqueous. Pada minyak kelapa sawit, semakin tinggi konsentrasi fasa minyak yang digunakan maka ukuran partikel meningkat dari 639,1 ± 43,8 nm menjadi 828 ± 32,9 nm. Kemudian, partikel nanoemulsi akan berukuran lebih kecil jika fasa minyak yang digunakan memiliki rantai pendek trigliserida. Semakin kecil nilai zeta potential maka semakin besar pula potensi antar partikel saling tarik menarik semakin besar sehingga terjadi flokulasi (penggabungan/ pengentalan). Semakin besar nilai zeta potential maka stabilitas larutan akan semakin baik untuk menolak agregasi. Berdasarkan hasil yang diperoleh, nanoemulsi yang leih stabil dibandingkan nanoemulsi lainnya adalah nanoemulsi dengan komposisi 1% minyak kelapa sawit + 10% tween 80. Semakin besar nilai PDI maka tingkat kestabilannya akan berkurang. Berdasarkan nilai PDI nanoemulsi dengan komposisi 4% minyak kelapa sawit + 10% tween 80 merupakan nanoemulsi dengan tingkat kestabilan yang paling baik. Nanoemulsi dengan fasa minyak butter oil marupakan nanoemulsi yang paling tidak stabil jika dilihat dari nilai zeta potential dan PDI (Sari et al., 2013).

Efek kondisi pengolahan

Kondisi proses dalam produk pangan yang mempengaruhi stabilitas fisik dan kimia nanoemulsi kurkumin adalah perbedaan pH (uji pada pH 3-7), kekuatan ionik (uji dengan 0,1-1 M), dan suhu (72°C selama 15 detik dan 95°C selama 10 menit). Hasil yang diperoleh adalah nanoemulsi stabil pada ph 5-7 dengan kekuatan ionik 0,1-0,75 M dan pada suhu 72°C. Pada pH yang terlalu rendah, kekuatan ionik yang terlalu besar dan suhu yang terlalu tinggi nanoemulsi mengalami agregasi (Sari et al., 2013).

Pebedaan aktivitas antioksidan sebelum dan sesudah enkapsulasi

Tabel 3 Aktivitas antioksidan pada nanoemulsi

Komposisi nanoemulsi

TEAC/ mL
Sebelum enkapsulasi Sesudah enkapsulasi

Keterangan

1% minyak kelapa sawit + 10% tween 80

1,42 ± 0,01

1,39 ± 0,05

4% minyak kelapa sawit + 10% tween 80

1,33 ± 0,03

1,2 ± 0,01

1% minyak zaitun + 10% tween 80 + 0,1% WPC-70

1,43 ± 0,1

1,27 ± 0,07

1% butter oil + 7% tween 80+ 1% WPC-70

1,39 ± 0,01 1,35 ± 0,02

Aktivitas antioksidan pada kurkumin mengalami penurunan setelah dilakukan enkapsulasi. Walaupun kandungan antioksidan pada kurkumin yang telah dienkapsulasi lebih sedikit namun, enkapsulasi kurkumin membantu dalam melindungi kurkumin dari proses degradasi sehingga dapat memberikan aktivitas antioksidan yang baik (Sari et al., 2013).

Kesimpulan

Kurkumin lebih larut pada minyak yang memiliki rantai pendek trigliserida karena minyak jenis ini lebih banyak mengandung gugus polar serta proses pemanasan meningkatkan kelarutan kurkumi dalam minyak. Kemudian, nanoemulsi dengan komposisi 1% butter oil + 7% tween 80+ 1% WPC-70 memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dibandingan nanoemulsi lainnya namun, memiliki tingkat stabilitas yang paling rendah. Berdasarkan nilai zeta potential, nanoemulsi dengan komposisi 1% minyak kelapa sawit + 10% tween 80 memiliki stabilitas yang paling baik dengan nilai sebesar -0,4 ± 0,01 mV. Selanjutnya, berdasarkan nilai PDI nanoemulsi dengan komposisi 4% minyak kelapa sawit + 10% tween 80 memiliki tingkat stabilitas yang paling baik dengan nilai 0,566. Kandungan antioksidan pada kurkumin yang telah dienkapsulasi mengalami penurunan dibandingkan sebelum dienkapsulasi namun, proses enakapsulasi membantu melindungi kurkumin dari proses degradasi.

Referensi

Sari, T. P., Mann, B., Sharma, R., & Kumar, R. (2013). Process Optimization for the Production of Nanoencapsulated Curcumin and Analysis for Physicochemical Characteristics and Antioxidant Mechanism. International Journal of Biotechnology and Bioengineering Research, 4(6), 581–586. Diambil dari http://www.ripublication.com/ijbbr.htm

[1] Butter oil memiliki banyak rantai pendek trigliserida.

[2] Minyak kelapa sawit memiliki banyak rantai sedang trigliserida.

[3] Minyak zaitun memiliki banyak rantai panjang trigliserida.

[4] Zeta potential merupakan parameter muatan listrik antar partikel. Zeta potential menunjukkan tingkatan tolak menolak antar partikel bermuatan sama yang saling berdekatan.

[5] PDI= Polydispersity Indeks. Fungsinya untuk mengetahui disribusi droplet.

Advertisements

2 thoughts on “Nanoemulsi-enkapsulasi Kurkumin

    1. Untuk melihat stabilitas nanoemulsi dilihat dari kedua nilai tersebut.
      Nilai zeta potential untuk melihat tingkatan tolak menolak antar muatan sejenis. Jika nilai zeta potential semakin besar (ke arah nilai positif) maka semakin stabil nanoemulsi yang dibuat karena tidak terjadi penggumpalan.
      Nilai PDI untuk melihat sebaran/distribusi droplet dari nanoemulsi. Jika nilai PDI semakin kecil maka nanoemulsi yang dibuat semakin stabil.

      Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s