## AKTA KIMIA

## INDONESIA
Enkapsulasi Ekstrak Antosianin dari Bunga Rosela (hibiscus sabdariffa l.) dengan Variasi Penyalut
Raisi A Oktavi a ; Bambang Cahyono a ; Meiny Suzery a *
a Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro, Semarang

## Abstract
Encapsulation  of  anthocyanin  extract  from  Rosella  petals  using  extrusion  method  with coating  variation  namely  Ca-alginate,  chitosan-TPP  and  Ca-alginate/chitosan  has  been done. This study aimeds to determine the exact coating of the three coating variations for anthocyanin  extract  encapsulated  in  terms  of  encapsulation  efficiency  values  and antioxidant  activity,  also  to  determine  the  stability  of  product  that  exhibit  the  greatest antioxidant activity against temperature (4, 25 dan 40 °C) and  storage time (0, 6  and 16 days).  The  measurement  of  total  anthocyanin  encapsulated  as  cyaniding-3-glucoside  was performed  by  using  the  pH-differential  method.  The  results  showed  that  the  best encapsulation  products  were  obtained  in  atc-alg/cts  encapsulation  product  that  provided an  encapsulation  efficiency  value  of  98.28%.  The  greatest  antioxidant  activity  was obtained  in  atc-alg/cts  products  with  an  IC 50 value  of  4079.88  ppm.  Stability  analysis showed the product can still be stored at 25°C. The lowest total encapsulated anthocyanins were shown in product with a storage temperature of 40°C for 16 days of 9.02 mg/L. Based on  these  results  it  can  be  concluded  that  the  appropriate  coating  for  the  anthocyanin extract encapsulation product was Ca-alginate/chitosan coating..
Keywords : Encapsulation, Extrusion, Anthocyanin, Alginate, Chitosan

## Abstrak
Enkapsulasi  ekstrak  antosianin  dari  kelopak  bunga  Rosela  menggunakan  metode  ekstrusi  dengan variasi  penyalut  yaitu  Ca-alginat,  kitosan-TPP  dan  Ca-alginat/kitosan  telah  dilakukan.  Penelitian  ini bertujuan untuk menentukan penyalut yang tepat dari ketiga variasi penyalut untuk produk enkapsulasi ekstrak  antosianin  dalam  hal  nilai  efisiensi  enkapsulasi  dan  aktivitas  antioksidan,  serta  menentukan stabilitas dari produk yang menunjukkan aktivitas antioksidan terbesar terhadap temperatur (4, 25 dan 40  °C)  dan  waktu  penyimpanan  (hari  ke-0,  6  dan  16).  Pengukuran  total  antosianin  terenkapsulasi sebagai  sianidin-3-glukosida  dilakukan  menggunakan  metode  pH-diferensial.  Hasil  penelitian menunjukan  produk  enkapsulasi  terbaik  diperoleh  pada  produk  enkapsulasi  atc-alg/cts  yang memberikan  nilai  efisiensi  enkapsulasi  sebesar  98,28%.  Aktivitas  antioksidan  terbesar  diperoleh  pada produk  atc-alg/cts  dengan  nilai  IC 50 sebesar  4079,88  ppm.  Analisis  stabilitas  menunjukkan  produk masih  dapat  disimpan  pada  temperatur  25  °C.  Total  antosianin  terenkapsulasi  terendah  ditunjukkan pada  produk  dengan  temperatur  penyimpanan  40  °C  selama  16  hari  sebesar  9,02  mg/L.  Berdasarkan hasil  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  penyalut  yang  tepat  untuk  produk  enkapsulasi  ekstrak antosianin adalah penyalut Ca-alginat/kitosan.
Kata Kunci : Enkapsulasi, Ekstrusi, Antosianin, Alginat, Kitosan

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101

## 1. PENDAHULUAN
Rosela  ( Hibiscus  sabdariffa L.)  termasuk dalam  famili Malvaceae yang  banyak ditemukan  di  daerah  Asia  dan  Afrika. Kelopak  bunga  Rosela  kaya  akan  pigmen merah antosianin, seperti delpinidi-3-
glukosida, delpinidin-3-sambubiosida, sianidin-3-glukosida, dan sianidin-3-
sambubiosida  [1]  yang  mendapat  banyak perhatian  karena  berpotensi  sebagai  sumber pewarna merah alami dalam industri makanan, farmasi, dan kosmetik [2].
Antosianin termasuk dalam golongan senyawa  flavonoid  yang  berperan  dalam memberikan  warna  pada  bunga,  buah,  dan sayuran.  Selain  memiliki  kekhasan  sebagai sumber  pewarna  alami,  antosianin  dari Rosela  juga  memiliki  aktivitas  biologis seperti  aktivitas  antioksidan,  menurunkan tekanan  darah,  dan  berpengaruh  pada  fungsi diuretic, antikanker,  dan  meningkatkan sistem pencernaan pada manusia [3].
Namun, beberapa penelitian telah melaporkan  bahwa  antosianin  memiliki stabilitas  yang  sangat  rendah  dan  rentan terdegradasi.
Stabilitas antosianin dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  seperti pH, temperatur penyimpanan, konsentrasi, cahaya,  oksigen,  pelarut,  copigmentasi, keberadaan enzim, protein dan ion logam [4]. Salah  satu  alternatif  untuk  menjaga  dan
meningkatkan  stabilitas  antosianin  adalah metode  enkapsulasi,  yaitu  metode  melapisi atau  menjebak  senyawa  bioaktif  di  dalam matrik  [5].  Metode enkapsulasi  telah  banyak digunakan untuk mengurangi interaksi senyawa  bioaktif  dengan  faktor  lingkungan, seperti  temperatur,  cahaya,  kelembaban,  dan oksigen.
Hingga  saat  ini,  topik  penelitian  enkapsulasi antosianin  dari  berbagai  sumber  tanaman juga sangat bervariasi. Mahdavi dkk [6] telah melakukan  enkapsulasi  ekstrak  antosianin dari Barberry ( Berberis vulgaris ) menggunakan
kombinasi penyalut maltodekstrin  dan  gum  arabik  dengan  rasio core/wall 25%.  Kanokpanont  [7]  juga  telah melakukan  enkapsulasi  ekstrak  antosianin dari  buah  Mulberi  menggunakan  penyalut alginat/kitosan  sebagai  aplikasi  suplemen makanan  dengan  metode spray  drying dan external  gelation .  Selain  itu,  pengembangan metode  dalam  enkapsulasi  dengan  penyalut atau matriks yang berbeda terkait enkapsulasi antosianin  dari  kelopak  bunga  Rosela  telah banyak  dilaporkan,  diantaranya  penggunaan penyalut  maltodekstrin-gum  arabik  dengan metode spray drying , dan stabilitas antosianin dari Rosela dengan metode double emulsion dan ionic gelation [8, 9].
Penelitian yang telah ada belum menjelaskan produk  enkapsulasi  ekstrak  antosianin  dari

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
bunga  Rosela  dengan  penyalut  alginat  dan kitosan, sehingga pada penelitian ini dilakukan enkapsulasi ekstrak antosianin dari bunga  Rosela  dengan  penyalut  alginat  yang ditaut silang dengan kalsium klorida (CaCl 2 ), kitosan  yang  ditaut  silang  dengan  natrium tripolifosfat  (Na-TPP),  dan  alginat-kitosan yang  ditaut  silang  dengan  kalsium  klorida (CaCl 2 )  menggunakan  metode  ekstrusi.
Kedua penyalut dipilih karena memiliki sifat biodegradable,  tidak  beracun,  dan  stabil terhadap  termal  [7].  Alginat  merupakan polimer  polisakarida  dengan  struktur  dasar yang  terdiri  dari  unit  (1 → 4)-β-D-asam manuronat  (M)  dan  unit  (1 → 4)-α-L-asam guluronat  (G).  Dalam  kondisi  pH  asam, natrium alginat cenderung memiliki viskositas yang rendah. Natrium alginat akan membentuk  larutan  kental  seperti  suspensi ketika  dalam  pelarut  air  dan  membentuk  gel dengan  adanya  kation  divalent,  seperti  Ca 2+
[10].  Kitosan  merupakan  biopolimer  alam yang  bersifat  basa  lemah  dan  polikationik yang  tidak  beracun,  serta  polisakarida  linear yang tersusun atas unit N-asetyl-D- glucosamine dan D-glucosamine yang dihubungkan oleh β-(1-4) [7].
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan penyalut  yang  tepat  dari  ketiga  variasi penyalut  untuk  produk  enkapsulasi  ekstrak antosianin dalam hal nilai efisiensi
enkapsulasi dan aktivitas antioksidan, menentukan  aktivitas  antioksidan  produk, serta  menentukan  stabilitas  produk  terhadap temperatur  (4,  25  dan  40  °C)  dan  waktu penyimpanan  (hari  ke-0,  6  dan  16)  dari produk yang menunjukkan aktivitas antioksidan terbesar.

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian adalah  kelopak  bunga  Rosela  ( Hibiscus sabdariffa L.)  kering  yang  diperoleh  dari Mojosongo, Boyolali, Jawa Tengah,
Indonesia, Na-alginat, kitosan, natrium tripolifosfat (Na-TPP) dan aquades diperoleh dari  toko  kimia  lokal  di  Semarang.  2,2- Diphenyl-1-picrylhydrazyl  (DPPH),  etanol 96%,  etanol  pa,  kalsium  klorida  (CaCl 2 ), kalium  klorida,  natrium  klorida  dan  asam klorida  diperoleh  dari  Sigma-Aldrich  (St Louis, MO, USA).
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  meliputi  alat-alat  kaca  untuk  analisis, neraca  analitik  (Ohaus), syringe 23G, hot plate magnetic stirrer (SH-3), rotary vacuum evaporator (IKA@RV  10  Basic),  pH  meter (Schott  Instruments),  spektrofotometer  UV- Vis (HITACHI UH5300), FTIR (PerkinElmer Spectrum IR), dan SEM (JEOL JSM-6510).

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101

## Prosedur

## 1. Preparasi Ekstrak Antosianin
Ekstraksi antosianin dilakukan dengan menggunakan metode maserasi [1].
Sebanyak  100  g  serbuk  kelopak  bunga Rosela  dimaserasi  dengan  300  mL  etanol 96%  pada  temperatur  25  °C  selama  24  jam dalam  kondisi  gelap  (tanpa  cahaya).  Filtrat hasil  maserasi  dipekatkan  menggunakan rotary  vacuum  evaporator .  Ekstrak  hasil evaporasi dilakukan penghilangan air menggunakan vacuum freeze dryer .
2. Enkapsulasi Ekstrak Antosianin
Proses  enkapsulasi  ekstrak  antosianin  pada berbagai  penyalut  menggunakan  metode ekstrusi,  yang  mana  dilakukan  penetesan larutan enkapsulasi (campuran ekstrak antosianin  dan  penyalut)  melalui syringe secara perlahan pada larutan crosslinker yang sesuai  dengan  penyalut  yang  digunakan, sehingga  akan  terbentuk  kapsul  atau beads .
Dalam  penelitian  ini,  enkapsulan  atau penyalut  yang  digunakan  untuk  menjerat ekstrak  antosianin  adalah  penyalut  alginat dengan crosslinker kalsium  klorida  (CaCl 2 ), kitosan dengan crosslinker natrium tripolifosfat  (Na-TPP),  dan  penyalut  alginat- kitosan  dengan crosslinker kalsium  klorida (CaCl 2 ). Produk enkapsulasi yaitu antosianin- alginat  (atc-alg),  antosianin-kitosan  (atc-cts),
dan antosianin alginat/kitosan (atc-alg/cts) [1, 7, 10].

## 3. Uji Efisiensi Enkapsulasi
Efisiensi  enkapsulasi  (%EE)  antosianin terenkapsulasi  ditentukan  melalui  penentuan total anthocyanin content (TAC) dan surface anthocyanin  content (SAC)  dari  produk  [6]. TAC  diperoleh  dari  400  mg  produk  yang dilarutkan  dalam  4  mL  aquades.  Kemudian, dilakukan  penambahan  6  mL  etanol pro analysis dan disaring.
Ekstraksi surface  anthocyanin dari  400  mg produk dilakukan dengan cepat menggunakan  10  mL  etanol pro  analysis dalam vortex selama 10 detik, diikuti dengan sentrifugasi pada 3000 rpm selama 10 menit. Supernatan  jernih  disaring  melalui  membran millipore  berukuran  0,45  µm.  Kuantifikasi dilakukan menggunakan metode pH- differential oleh  AOAC,  menggunakan  dua sistem buffer yaitu buffer KCl  pH  1  (0,025 M)  dan buffer CH 3 COONa  pH  4,5  (0,4M). Kemudian  absorbansi  setiap  larutan  diukur pada  panjang  gelombang  520  dan  700  nm. Absorbansi sampel (A) yang telah dilarutkan ditentukan dengan persamaan 1 [12].
A = (A 520 – A 700 ) pH 1,0 - (A 520 – A 700 ) pH 4,5 (1)
Dimana, A 520 adalah absorbansi pada panjang gelombang  520  nm,  A 700 adalah  absorbansi pada  panjang  gelombang  700  nm,  kedua

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
panjang gelombang digunakan untuk mengukur  larutan  sampel  pada  kondisi  pH  1 dan pH 4,5.
TAC  dan  SAC  sebagai  sianidin-3-glukosida pada sampel dihitung menggunakan persamaan 2 [12].
𝐴𝑚𝑜𝑢𝑛𝑡 𝑜𝑓 𝑎𝑛𝑡ℎ𝑜𝑐𝑦𝑎𝑛𝑖𝑛𝑠 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) =
𝐴.𝑀𝑊.𝐷𝐹.1000 𝜀.𝐿 (2)
Dimana, 𝜀 adalah  absorptivitas  molar sianidin-3-glukosida  (26.900  L.mol -1 cm -1 ),  L adalah  lebar  cuvet  (1  cm),  MW  adalah  berat molekul  sianidin-3-glukosida  (449,2  g/mol), dan DF adalah faktor pengenceran.
Efisiensi  enkapsulasi  (%EE)  dihitung  sesuai dengan  persamaan  3  melalui  hasil  dari total anthocyanin  content (TAC)  dan surface anthocyanin content (SAC) [12].
%EE = 𝑇𝐴𝐶−𝑆𝐴𝐶 𝑇𝐴𝐶 × 100% (3)

## 4. Karakterisasi Produk
4.1 Fourier Transform Infrared Spectroscopy
Karakterisasi FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi  keberadaan  gugus  fungsi dari suatu sampel, sehingga dapat diperkirakan interaksi atau ikatan yang terjadi dalam  sampel  tersebut.  Produk  enkapsulasi, ekstrak  antosianin,  Na-alginat  dan  kitosan
dikarakterisasi  dengan  FTIR  dengan  range bilangan gelombang 400 cm -1 -4000 cm -1 .
4.2 Scanning Electron Microscope
Karakterisasi  terhadap  morfologi  permukaan dari produk enkapsulasi dilakukan menggunakan  instrumen  SEM.  Masing- masing  produk  dilapisi  dengan  platinum, kemudian diukur dengan perbesaran 50x dan 3000x.

## 5. Uji Aktivitas Antioksidan
Uji  aktivitas  antioksidan  dilakukan  pada semua  produk  enkapsulasi  menggunakan metode  DPPH.  Produk  enkapsulasi  ekstrak antosianin  dibuat  variasi  konsentrasi  500, 1000,  2000,  4000,  dan  8000  ppm  dalam metanol. Kemudian masing-masing konsentrasi  dipipet  sebanyak  2  mL  dan ditambahkan  2  mL  larutan  DPPH  40  ppm dalam  metanol.  Campuran  dihomogenkan dan diinkubasi selama 30 menit tanpa terkena cahaya  [13].  Sampel  yang  telah  diinkubasi diukur  menggunakan  spektrofotometer  UV- Vis  pada  panjang  gelombang  516  nm. Kemampuan  untuk  meredam  radikal  DPPH (inhibisi)  dihitung  menggunakan  persamaan 4 [13]. Dimana, A o adalah absorbansi larutan DPPH, A s adalah absorbansi larutan sampel.
%𝑖𝑛ℎ𝑖𝑏𝑖𝑠𝑖 = 𝐴𝑜−𝐴𝑠 𝐴𝑜 × 100% (4)
6. Uji Stabilitas Produk Enkapsulasi

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
Sebanyak  100  mg  sampel  diletakkan  pada botol  vial  dan  disimpan  pada  temperatur  4, 25,  dan  40°C,  tanpa  paparan  cahaya  selama 16 hari. Pengukuran total antosianin dilakukan pada hari ke-0, 6 dan 16. Stabilitas produk  diamati  terhadap  temperatur  dan waktu penyimpanan dengan mengukur kandungan  total  antosianin  sebagai  sianidin- 3-glukosida menggunakan metode pH- differential [14].

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Ekstraksi Antosianin
Hasil  ekstrak  antosianin  yang  diperoleh  dari kelopak  bunga  Rosela  berwarna  merah  tua dengan rendemen ekstrak sebesar 7,984%.
2. Produk Enkapsulasi Ekstrak Antosianin
Produk enkapsulasi ekstrak antosianin ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Produk  atc-alg berupa  padatan  yang  berbentuk  bulat,  keras dan  seragam,  serta  memiliki  warna  merah muda.  Produk  atc-cts  berupa  padatan  yang berbentuk  pipih  bulat,  mudah  rusak  dan memiliki  warna  coklat.  Kemudian  untuk produk  atc-alg/cts  berupa  padatan  yang berbentuk  bulat,  keras  dan  memiliki  warna merah tua. Perbedaan warna produk dikarenakan adanya perbedaan interaksi yang berakibat pada perubahan transisi elektron.
Gambar 1. Produk enkapsulasi menggunakan penyalut: (a) atc-alg; (b) atc-cts; dan (c) atc-alg/cts
Tabel 1. Nilai efisiensi enkapsulasi produk enkapsulasi Produk Enkapsulasi Nilai EE (%) Atc-alg 94,44 Atc-cts 93 Atc-alg/cts 98,28

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
Gambar 2. Spektrum FTIR: (a) ekstrak antosianin; (b) Na-alginat; (c) Ca-alginat; dan (d) produk atc-alg
Produk  atc-cts  mudah  rusak  dikarenakan larutan  Na-TPP  yang  digunakan  sebagai crosslinker dalam kondisi pH 2,6. Jumlah ion amonium  dari  kitosan  terprotonasi  cukup pada  pH  6,3.  Pada  kondisi  sangat  asam, penambahan  proton  berlebih  menyebabkan terbentuknya  polikation  (NH 4 + )  yang  lebih banyak,  sehingga  kitosan  lebih  larut  yang mengakibatkan  interaksi  hidrogen  antara rantai  polimer  menjadi  terbatas  [15].  Selain itu, dimungkinkan ion tripolifosfat berinteraksi  terlebih  dahulu  dengan  proton dari  larutan  asam,  sehingga  mengurangi interaksi elektostatik antara polikation kitosan  dengan  polianion  tripolifosfat  yang
berakibat pada bentuk beads yang lebih lunak dan rentan rusak [16].
3. Uji Efisiensi Enkapsulasi
Penentuan  nilai  efisiensi  enkapsulasi  dari masing-masing  produk  dapat  dilihat  pada Tabel  1  yang  menunjukkan  nilai  efisiensi enkapsulasi  terbesar  adalah  produk  atc- alg/cts sebesar 98,28%. Hal tersebut menunjukkan  bahwa  adanya  penambahan kitosan  dalam  enkapsulasi  dengan  penyalut alginat  dapat  meningkatkan  stabilitas  dari alginat  ditunjukkan  dengan  meningkatnya nilai  efisiensi  enkapsulasi.  Kedua  polimer yaitu  alginat  dan  kitosan  akan  membentuk kompleks  polielektrolit  melalui  interaksi

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
ionik  antara  gugus  karboksilat  (COO - )  yang tersisa  dari  alginat  dengan  ion  amonium (NH 4 + )  dari  kitosan  [17].  Kompleksasi alginat  dengan  kitosan  mengurangi  porositas gel alginat dan adanya kitosan dapat melapisi beads alginat,  sehingga  laju  difusi  dari  zat
dapat  dikendalikan  [15].  Selain  itu,  adanya kitosan  meningkatkan  interaksi  hidrogen, sehingga dimungkinkan lebih banyak antosianin yang terjerap di dalam kompleksasi alginat-kitosan.
Gambar 3. Spektrum FTIR: (a) ekstrak antosianin; (b) Kitosan; (c) Kitosan-TPP; dan (d) produk
atc-cts
Gambar 4. Spektrum FTIR: (a) ekstrak antosianin; (b) Ca-alginat; (c) alginat/kitosan; dan (d) produk atc-alg/cts

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
4. Karakterisasi Produk

## 4.1 Fourier Transform Infrared Spectroscopy
Spektrum  FTIR  dari  ekstrak  antosianin, natrium  alginat,  kalsium  alginat,  dan  produk enkapsulasi atc-alg ditunjukkan pada Gambar 2. Spektra FTIR dari ekstrak antosianin yang ditampilkan  pada  Gambar  2a,  3a,  dan  4a menunjukkan  puncak  khas  yang  hanya dimiliki  oleh  ekstrak  antosianin  yaitu  pada bilangan  gelombang  2940  cm -1 (ikatan  –CH ulur),  1787  cm -1 dan  1727  cm -1 (ikatan  C=O ulur),  1632  cm -1 (ikatan  C=C),  dan  puncak pada bilangan gelombang 3372 cm -1 menunjukkan  adanya  vibrasi  dari  gugus hidroksil  (O-H)  dan  karboksil  (C-H)  [18]. Selain  itu,  terdapat  serapan  pada  bilangan gelombang  1065  cm -1 yaitu  vibrasi  dari cincin  aromatik  dan  gugus  =C-O-C  dari flavonoid [19].
Spektra Na-alginat (Gambar
2b)
menunjukkan  pita  serapan  yang  khas  pada bilangan  gelombang  1592  cm -1 (asimetris COO - ulur)  dan  1408  cm -1 (simetris  COO -
ulur  dan  ikatan  O-H  tekuk),  pita  serapan  ini mengalami  pergeseran  bilangan  gelombang menjadi 1600 cm -1 (asimetris COO - ulur) dan 1422 cm -1 (simetris COO - ulur dan ikatan O- H  tekuk)  yang  diperkirakan  karena  adanya interaksi  yang  kuat  antara  anion  karboksilat dan  kation  kalsium.  Spektra  dari  Na-alginat
(Gambar  2b)  dan  Ca-alginat  (Gambar  2c) menunjukkan  adanya  pergeseran  bilangan gelombang  dari  3240  cm -1 ke  3343  cm -1 untuk  ikatan  O-H,  selain  itu  pada  daerah hidroksil  ini  puncak  spektra  b  lebih  lebar dibandingkan spektra c, dimungkinkan gugus hidroksil  dari  alginat  berinteraksi  dengan Ca 2+ .  Spektra  dari  produk  atc-alg  (Gambar 2d)  menunjukkan  adanya  pita  serapan  baru yang mulanya tidak dimiliki oleh spektra Na- alginat  dan  Ca-alginat  yaitu  pada  bilangan gelombang  1727  cm -1 merupakan  pita serapan  ikatan  C=O  yang  dimiliki  oleh spektra ekstrak antosianin. Selain itu, muncul pita  serapan  pada  bilangan  gelombang  1240 cm -1 yang menunjukkan adanya vibrasi gugus C-O-C  dan  jika  dibandingkan  serapan simetris  COO - dan  asimetris  COO - dari  Ca- alginat  dengan  produk  atc-alg  mengalami pergeseran  dari  1600  cm -1 dan  1422  cm -1 menjadi  1601  cm -1 dan  1423  cm -1 ,  kedua perubahan  mengindikasikan  adanya  interaksi hidrogen  antara  senyawa  dalam  ekstrak dengan  alginat  seperti  penelitian  yang dilaporkan oleh Gorbunova [20].
Spektra  kitosan  (Gambar  3b)  menunjukkan pita  penyerapan  yang  khas  pada  bilangan gelombang  2872  cm -1 (ikatan  N-H  ulur), 1620  cm -1 (ikatan  C=O),  1589  cm -1 (ikatan N-H  tekuk)  dan  1067  cm -1 (ikatan  C-H), pergeseran bilangan gelombang terjadi

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
setelah penambahan tripolifosfat yang ditunjukkan  pada  Gambar  3c.  Kemudian, spektra  cts-TPP  (Gambar  3c)  menunjukkan adanya  serapan  baru  di  daerah  bilangan gelombang  1248  cm -1 yaitu  serapan  dari ikatan  P=O  dari  tripolifosfat  [21].  Spektra dari  produk  atc-cts  (Gambar  3d)  memiliki puncak  yang  hampir  sama  dengan  puncak- puncak  pada  kitosan.  Puncak  pada  bilangan gelombang  1631  cm -1 menunjukkan  semakin luas  dimungkinkan  ikatan  C=C  meningkat, karena  ikatan  ini  juga  dimiliki  oleh  ekstrak antosianin, artinya terdapat ekstrak antosianin  yang  terenkapsulasi.  Selain  itu, terjadi  pergeseran  bilangan  gelombang  dari 1589,97  cm -1 menjadi  1532,47  cm -1 yang menunjukkan  adanya  protonisasi  NH 4 + dari kitosan.  Protonasi  ini  akan  berinteraksi dengan  ion  tripolifosfat  [16].  Spektra  dari produk atc-cts menunjukkan seamakin luasnya  puncak  pada  bilangan  gelombang 3240  cm -1 (gugus  hidroksil  OH  dan  gugus amina  N-H)  artinya  kemungkinan  terjadi peningkatan interaksi hidrogen dengan adanya ekstrak antosianin.
Gambar  4(a-d)  menunjukkan  spektra  FTIR dari  ekstrak  antosianin,  Ca-alginat,  cts-alg
(tanpa  ekstrak  antosianin)  dan  produk  atc- alg/cts.  Spektra  Ca-alginat  (Gambar  4b)  dan cts-alg  (Gambar  4c)  menunjukkan  adanya pergeseran bilangan gelombang dari 3343cm - 1 ke  3258  cm -1 untuk  ikatan  hidroksil  (O-H), hal  ini  diakibatkan  adanya  penambahan kitosan.  Selain  itu,  puncak  pada  bilangan gelombang  1600  cm -1 dan  1422  cm -1 menunjukkan adanya gugus karboksil (simetrik  COO - dan  asimetrik  COO - )  dari alginat.  Puncak  tersebut  mengalami  sedikit pergeseran dari 1600 cm -1 ke 1593 cm -1 dan 1422 cm -1 ke 1415 cm -1 setelah kompleksasi dengan  kitosan.  Adanya  puncak  1593  cm -1 juga  dapat  diinterpretasikan  keberadaan gugus amina yang terprotonasi yang diperoleh  dari  N-deasetilasi  parsial  kitin. Perubahan  gugus  amino,  gugus  karboksil, dan  ikatan  amida  dapat  dikaitkan  dengan interaksi  ionik  antara  gugus  karbonil  alginat dan  gugus  amino  kitosan  [22].  Spektra  dari produk  atc-alg/cts  (Gambar  4d)  memiliki puncak  serapan  baru  yang  mulanya  tidak dimiliki  oleh  spektra  cts-alg  yaitu  pada bilangan  gelombang  1727  cm -1 merupakan pita  serapan  ikatan  C=O  yang  dimiliki  oleh spektra ekstrak antosianin.
Tabel 2. Nilai IC 50 produk enkapsulasi ekstrak antosianin
Produk IC 50 (ppm) Atc-alg 8359,362 Atc-cts 7535,745 Atc-alg/cts 4079,884

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
Gambar  5. Hasil  SEM  enkapsulasi  (A1)  atc-alg  perbesaran  50x,  (A2)  atc-alg perbesaran  3000x;  (B1)  atc-cts  perbesaran  50x,  (B2)  atc-cts perbesaran 3000x; (C1) atc-alg/cts perbesaran 50x, dan (C2) atc- alg/cts perbesaran 3000x

## 4.2 Scanning Electron Microscope
Hasil  SEM  dari  produk  enkapsulasi  pada perbesaran  50x  dan  3000x  ditunjukkan  pada Gambar  5.  Berdasarkan  hasil  SEM  yang ditunjukkan  pada  Gambar  5  dapat  dilihat bahwa  setiap  produk  memiliki  bentuk  yang berbeda  dan  beragam,  yang  mana  morfologi produk  atc-alg  (Gambar  5A1)  menunjukkan bentuk  yang  bulat-lonjong  dan  memiliki permukaan  yang  tidak  beraturan,  serta terdapat  sedikit  retakan  pada  permukaan produk.  Morfologi  dari  produk  atc-cts (Gambar  5B1)  menunjukkan  bentuk  yang
bulat  dan  memiliki  permukaan  yang  banyak retakan,  hal  tersebut  menyebabkan  adanya transfer oksigen yang memungkinkan terjadinya  degradasi  karena  interaksi  dengan senyawa  aktif  [23].  Sedangkan,  morfologi produk atc-alg/cts menunjukkan bentuk yang bulat-lonjong,  memiliki  permukaan  yang tidak  beraturan  dan  sedikit  lebih  kasar (Gambar 5C1).
Jika  diamati  melalui  perbesaran  3000x (Gambar  5A2,  5B2,  dan  5C2)  dapat  dilihat antara  produk  atc-alg  dan  atc-cts  dengan produk  atc-alg/cts  memiliki  morfologi  yang

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
berbeda,  yang  mana  pada  produk  atc-alg/cts memiliki  morfologi  yang  lebih  berkerut  dan rapat,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  adanya penambahan kitosan dapat merapatkan
permukaan beads sehingga mencegah terjadinya degradasi seperti yang terjadi pada enkapsulasi  alginat  dan  kitosan  sendiri. Morfologi  produk  yang  diinginkan  adalah morfologi  yang  lebih  rapat,  berkerut  dan tanpa  retakan  karena  memungkinkan  lebih sedikit  senyawa  atau  ekstrak  yang  terdifusi dan terdegradasi.
5. Uji Aktivitas Antioksidan
Penentuan  nilai  IC 50 dari  masing-masing produk dapat dilihat pada Tabel 2. Dari hasil tersebut menerangkan bahwa aktivitas antioksidan  dari  produk  enkapsulasi  sangat lemah  ditunjukkan  dengan  konsentrasi  IC 50 yang  cukup  besar.  Hal  ini  berhubungan dengan  morfologi  yang  dihasilkan,  yang mana  adanya  beberapa  retakan  dari  produk dapat  memungkinkan  antosianin  terdifusi, sehingga jumlah ekstrak antosianin terenkapsulasi berkurang. Namun, jika ketiga produk  dibandingkan,  produk  atc-alg/cts memiliki  aktivtas  antioksidan  paling  tinggi dibandingkan produk lain, ditunjukkan dengan  nilai  IC 50 yang  lebih  kecil  yaitu sebesar  4079,88  ppm.  Perbedaan  nilai  IC 50 dikarenakan perbedaan jumlah ekstrak antosianin  yang  ada  dalam  produk,  artinya
semakin banyak ekstrak maka semakin tinggi aktivitas antioksidannya [23].
6. Uji Stabilitas Antosianin Kandungan total antosianin yang
terenkapsulasi  mula  mula  sebesar  16,36 mg/L. Kandungan total antosianin terenkapsulasi yang disimpan selama 16 hari pada temperatur 4 °C sebesar 14,70 mg/L; 25 °C  sebesar  14,03  mg/L;  dan  40  °C  sebesar 9,02 mg/L. Ketiga  temperatur umum digunakan untuk proses penyimpanan produk yaitu  temperatur  refrigator,  ruang  dan  luar ruang. Penurunan kandungan total antosianin terbesar  ditunjukkan  pada  produk  yang disimpan  pada  temperatur  40  °C  selama  16 hari  yaitu  sebesar  9,02  mg/L.  Waktu penyimpanan  selama  16  hari  didasari  oleh hasil penelitian Suzery  [24] yang mengamati stabilitas  produk  enkapsulasi phycocyanin selama 3 hari, yang mana hasilnya menunjukkan degradasi senyawa yang sangat kecil,  sehingga  pada  penelitian  ini  dicoba waktu  penyimpanan  yang  lebih  lama  sesuai metode yang dilakukan oleh Mehran [18].
Perubahan kandungan total antosianin selama penyimpanan  dikarenakan  adanya  degradasi struktur  dari  antosianin.  Struktur  antosianin akan  berubah  menjadi  bentuk  aglikon  yang dikenal  dengan  antosianidin.  Bentuk  aglikon lebih tidak stabil yang menyebabkan terjadinya  pembentukan  cincin  C  pada

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
Gambar 6. Kandungan Total Antosianin terenkapsulasi terhadap temperatur: (a) 4 ℃ ; (b) 25 ℃ ; dan (c) 40 ℃
struktur antosianidin sehingga terjadi perubahan  warna  [18].  Grafik  kandungan total  antosianin  terenkapsulasi  terhadap temperatur ditampilkan pada Gambar 6.

## KESIMPULAN
Produk enkapsulasi ekstrak antosianin memberikan  warna  yang  beragam  dengan nilai efisiensi enkapsulasi terbesar ditunjukkan  oleh  produk  atc-alg/cts  yaitu sebesar 98,28%. Analisis menggunakan FTIR
menunjukkan
adanya interaksi ionik/elektrostatik  dan  ikatan  hidrogen. Analisis  menggunakan  SEM  menunjukkan produk  enkapsulasi  atc-alg/cts  memiliki morfologi  yang  lebih  berkerut  dan  rapat dibandingkan dengan produk atc-alg dan atc-
cts. Aktivitas antioksidan terbesar ditunjukkan  oleh  produk  atc-alg/cts  ditandai dengan  nilai  IC 50 terendah.  Penyimpanan antosianin  pada  temperatur  40 ℃ yang disimpan  selama  16  hari  menyebabkan penurunan total antosianin yang sangat besar. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa  penyalut  yang  tepat  untuk  produk enkapsulasi ekstrak antosianin adalah penyalut Ca-alginat/kitosan.

## Daftar Pustaka
[1] M. Suzery, S. Lestari, and B. Cahyono,
“Penentuan  Total  Antosianin  Dari  Kelopak Bunga  Rosela  (Hibiscus  Sabdariffa  L) Dengan  Metode  Maserasi  Dan  Sokshletasi,” J.  Sains  Dan  Mat. ,  vol.  18,  no.  1,  pp.  1–6, 2010.
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Tot al a nt os ia ni n (mg/ L) hari Kandungan Total Antosianin terhadap temperatur b c a

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
[2] K.  Duangmal,  B.  Saicheua,  and  S.
Sueeprasan,  “Roselle  anthocyanins  as  a natural food colorant and improvement of its colour  stability,” Proceedings  of  the  AIC , 2004, pp. 155–158.
[3] S. N. Nichenametla, T. G. Taruscio, D.
L. Barney, and J. H. Exon, “A review of the effects  and  mechanisms  of  polyphenolics  in cancer,” Crit.  Rev.  Food  Sci.  Nutr. ,  vol.  46, no. 2, pp. 161–183, 2006.
[4] A. Patras, N. P. Brunton, C. O’Donnell, and  B.  K.  Tiwari,  “Effect  of  thermal processing on anthocyanin stability in foods; mechanisms  and  kinetics  of  degradation,”
Trends Food Sci. Technol. , vol. 21, no. 1, pp.
3–11, 2010.
[5] M. K. Rai, P. Asthana, S. K. Singh, V.
S.  Jaiswal,  and  U.  Jaiswal,  “The encapsulation  technology  in  fruit  plants-A review,” Biotechnol. Adv. , vol. 27, no. 6, pp.
671–679, 2009.
[6] S.  Akhavan  Mahdavi,  S.  M.  Jafari,  E.
Assadpoor, and D.
Dehnad,
“Microencapsulation  optimization  of  natural anthocyanins  with  maltodextrin,  gum  Arabic and gelatin,” Int. J. Biol. Macromol. , vol. 85, pp. 379–385, 2016.
[7] S.  Kanokpanont,  R.  Yamdech,  and  P.
Aramwit,
“Stability enhancement of mulberry-extracted anthocyanin using alginate/chitosan microencapsulation for food  supplement  application,” Artif.  Cells,
Nanomedicine Biotechnol. , vol. 46, no. 4, pp. 773–782, 2018.
[8] D.  Archaina,  G.  Leiva,  D.  Salvatori,
and  C.  Schebor,  “Physical  and  functional properties  of  spray-dried  powders  from blackcurrant juice and extracts obtained from the  waste  of  juice  processing,” Food  Sci. Technol. Int. , vol. 24, no. 1, pp. 78–86, 2018.
[9] S. C. S. R. de Moura, C. L. Berling, S. P.  M.  Germer,  I.  D.  Alvim,  and  M.  D.
Hubinger, “Encapsulating anthocyanins from Hibiscus  sabdariffa  L.  calyces  by  ionic gelation:  Pigment  stability  during  storage  of microparticles,” Food  Chem. ,  vol.  241,  no. August 2017, pp. 317–327, 2018.
[10]  K.  Y.  Lee  and  D.  J.  Mooney, “Alginate: Properties and biomedical applications,” Prog. Polym. Sci. , vol. 37, no.
1, pp. 106–126, 2012.
[11]  W.  Wang,  J.  Jung,  and  Y.  Zhao, “Chitosan-cellulose nanocrystal microencapsulation to improve encapsulation efficiency  and  stability  of  entrapped  fruit anthocyanins,” Carbohydr.  Polym. ,  vol. 157, pp. 1246–1253, 2017.
[12]  M.  Mónica  Giusti  and  R.  E.  Wrolstad, “Characterization  and  Measurement  of Anthocyanins  by  UV-visible  Spectroscopy,” Handb. Food Anal. Chem. , vol. 2–2, pp. 19– 31, 2005.
[13]  P.  Molyneux,  “The  Use  of  the  Stable
Free
Radical
Diphenylpicryl-hydrazyl

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
(DPPH) for Estimating Antioxidant
Activity,” Songklanakarin  J.  Sci.  Technol. , vol.  26,  no.  December  2003,  pp.  211–219, 2004.
[14]  M. Suzery et al. , “The improvement of phycocyanin stability extracted from Spirulina  sp  using  extrusion  encapsulation technique,” AIP  Conf.  Proc. ,  vol.  1699,  pp. 0–4, 2015.
[15]  S.  Afzal,  M.  Maswal,  and  A.  A.  Dar,
“Rheological  behavior  of  pH  responsive composite hydrogels of chitosan and alginate:  characterization  and  its  use  in encapsulation  of citral,” Colloids  Surfaces  B Biointerfaces , vol. 169, pp. 99–106, 2018.
[16]  U.  Laila,  R.  Rochmadi,  and  S. Pudjiraharti,  “Microencapsulation  of  Purple- Fleshed  Sweet  Potato  Anthocyanins  with Chitosan-Sodium Tripolyphosphate by Using Emulsification-Crosslinking  Technique,” J.
Math.  Fundam.  Sci. ,  vol.  51,  no.  1,  pp.  29–
46, 2019.
[17]  L.  Segale,  L.  Giovannelli,  P.  Mannina, and  F.  Pattarino,  “Calcium  alginate  and calcium  alginate-chitosan  beads  containing celecoxib  solubilized  in  a  self-emulsifying phase,” Scientifica (Cairo). , vol. 2016, 2016.
[18]  M.  Mehran,  S.  Masoum,  and  M. Memarzadeh,  “Improvement  of  thermal stability and antioxidant activity of anthocyanins  of  Echium  amoenum  petal using maltodextrin/modified starch
combination  as  wall  material,” Int.  J.  Biol. Macromol. , vol. 148, pp. 768–776, 2020.
[19]  L. I. L. Favaro et al. , “Physicochemical characterization  of  a  crude  anthocyanin extract  from  the  fruits  of  Jussara  (Euterpe edulis  Martius):  potential  for  food  and pharmaceutical applications,” J. Braz. Chem. Soc. , vol. 29, no. 10, pp. 2072–2088, 2018.
[20]  N.  Gorbunova,  A.  Bannikova,  A. Evteev,  I.  Evdokimov,  and  S.  Kasapis, “Alginate-based  encapsulation  of  extracts from  beta  Vulgaris  cv.  beet  greens:  Stability and  controlled  release  under  simulated gastrointestinal  conditions,” LWT ,  vol.  93, pp. 442–449, 2018.
[21]  B. Cahyono, M. Suzery, H. Hadiyanto, and S. B. Pratiwi, “Encapsulation Rutin with
Chitosan-NATPP
Using Coaservation
Method,” Reaktor ,  vol.  17,  no.  4,  pp.  215– 220.
[22]  B. Sarmento, D. Ferreira, F. Veiga, and A.  Ribeiro,  “Characterization  of  insulin- loaded  alginate  nanoparticles  produced  by ionotropic  pre-gelation  through  DSC  and FTIR  studies,” Carbohydr.  Polym. ,  vol.  66, no. 1, pp. 1–7, 2006.
[23]  A.  G.  da  Silva  Carvalho,  M.  T.  da Costa Machado, H. D. de F. Q. Barros, C. B. B.  Cazarin,  M.  R.  M.  Junior,  and  M.  D. Hubinger,  “Anthocyanins  from  jussara (Euterpe  edulis  Martius)  extract  carried  by calcium  alginate  beads  pre-prepared  using

## Oktavi, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 86-101
ionic  gelation,” Powder  Technol. ,  vol.  345,
pp. 283–291, 2019.
[24]  M.  Suzery,  D.  Majid,  D.  Setyawan,  H. Sutanto,  and  others,  “Improvement  of stability  and  antioxidant  activities  by  using phycocyanin-chitosan encapsulation
technique,” in IOP Conference Series: Earth and  Environmental  Science ,  2017,  vol.  55,
no. 1, p. 12052.