http://ejournal.uicm-unbar.ac.id/index.php/sainteks/
ISSN :2685-8304

## Pengaruh Taut Silang Natrium Tripolifosfat Dengan Kitosan Terhadap Sifat Fisis Chitosan Edible Film Sebagai Drug Delivery System
Mutiara Putri Utami Susanto
Universitas Bandung Raya, Jl. Banten No. 11, Bandung, 40272 Email: mutiarapus@unbar.ac.id
Abstract : Chitosan extracted from shrimp waste has been used as material for making edible film. Chitosan edible film can be applied as a medium for drug delivery system. For example, the sample of  antibiotic  drug  used  was  salicylic  acid.  T o  control  the  characteristics  of  edible  film  and  drug release,  crosslinking  need  to  be  added  in  the  making  of  edible  film  of  chitosan  with  STPP  as crosslinker. This study aims  the effect of crosslinker STPP to the physical properties from chitosan edible film (CEF). The experiment methods consisted of three main processes : (1) preparing of CEF with variations of STPP (0; 0.05; 0.1; 0.2% m STPP / V solution), (2). Analizing physical properties of CEF are tensile strength, percent elongation of break, and swelling. Physical properties of CEF were  measured  for  tensile  strength,  percent  elongation  of  break,  and  percent  of  swelling.  The results that the addition of STPP affect the physical characteristics of the CEF. As the addition of STTP  was  increased,  the  tensile  strength  increased  ,  percentage  of  elongation  decreased,  and swelling decreased.
Keywords :  chitosan  edible  film  (CEF);  crosslinking;  chitosan;  physical  properties;  drug  delivery system
Abstrak :  Limbah  udang yang diekstraksi  berupa kitosan bisa digunakan untuk pembuatan edible film.  Chitosan  Edible  film  (CEF)  berpotensi  digunakan  sebagai  media  untuk  drug  delivery  system. Sebagai contoh obat antibiotik digunakan asam salisilat. Untuk mengendalikan karakteristik edible film  dan  laju  pelepasan  obat  (drug  release),  proses  taut  silang  (crosslinking)  perlu  ditambahkan dalam  pembuatan  edible  film  dari  kitosan  dengan  NaTPP  sebagai  crosslinker.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  mempelajari  pengaruh  crosslinker  NaTPP  terhadap  sifat  fisik  CEF.  Tahapan percobaan pada penelitian ini adalah: (1) pembuatan CEF dengan variasi NaTPP (0; 0,05; 0,1; 0,2% m  NaTPP/V  larutan,  (2)  menganalis  sifat  fisik  CEF  yang  diukur  adalah  kuat  tarik,  persen pemanjangan,  dan  swelling.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  penambahan  NaTPP mempengaruhi  sifat fisik CEF. Ketika konsentrasi NaTPP  yang ditambahkan meningkat, nilai kuat tarik film juga meningkat, nilai persen pemanjangan film menurun, dan nilai swelling menurun.
Kata kunci : chitosan edible film (CEF); crosslinking; kitosan; sifat fisik; drug delivery system

## Pendahuluan
Komoditas ekspor yang cukup potensial di Indonesia dalam hal hasil laut salah satunya adalah udang. Limbah udang berupa kulit, kepala dan ekor yang dihasilkan dari hasil pengolahan belum dapat dimaksimalkan pemanfaatannya. Limbah udang tersebut masih banyak menimbulkan permasalahan di lingkungan. Oleh karena itu, limbah udang dapat  diekstraksi  menjadi  kitin  dan  kitosan  sehingga  membantu  mengurangi  dampak buruk pada lingkungan.
Kitosan  dapat  digunakan  sebagai  bahan  pembantu  dalam  bidang  industri diantaranya sebagai penstabil, pengental, pengemulsi makanan, dan pembentuk lapisan pelindung  makanan.  Penggunaan  kitosan  sebagai  salah  satu  jenis  polisakarida
diaplikasikan  dalam  bidang  makanan  dan  farmasi  yang  aman  dimakan.  Dalam  bidang farmasi dan medis, kitosan saat ini direkomendasikan digunakan karena memiliki sifat- sifat  yang  cocok  pada  lingkup  biomedis,  seperti  non-toksik,  biokompatibilitas,  dan biodegradasi.
Berdasarkan  penelurusan  pustaka  yang  telah  dilakukan,  terdapat  penelitian yang  membahas  biopolimer  sebagai  media drug  delivery .  Honary  dkk  (2010)  meneliti pembuatan edible  film dari  kitosan  dengan  variasi  berat  molekul  dan  konsentrasi crosslinker  asam  sitrat  digunakan  sebagai  membran drug  delivery  system dengan  obat indomethacin.  Hasil  penelitian  menunjukkan  konsentrasi  crosslinker  berpengaruh terhadap  release  obat  dan  swelling.  Tiwary  dkk  (2010)  meneliti  efek  crosslinking density pada chitosan edible film dengan NaTPP dan NaCit dengan obat 5-Flourouracil dan  indomethacin.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  penambahan  konsentrasi NaTPP  dan  NaCit  menjadikan  film  memiliki crosslinking  density yang  tinggi  dan menyebabkan swelling menurun.  Ibezim  dkk  (2011)  meneliti  mikrokapsil  kitosan dengan  mengevaluasi  ikatan  ion  antara  kitosan/tripolifosfat  untuk  mengontrol pelepasan obat Pyrimethamine. Kistriyani (2014) meneliti tentang pengaruh crosslinker CaCL 2 terhadap kecepatan release obat asam salisilat dalam pectin edible film . Kitosan  sebagai  bahan  baku  utama  pada  penelitian  ini  dibuat  menjadi edible film . Pemanfaatan edible film ini sebagai penghantar obat salah satunya obat antibiotik. Penggunaan chitosan  edible  film sebagai drug  delivery  system ini  diaplikasikan  pada bagian  dalam  mulut.  Asam  salisilat  akan  digunakan  sebagai  obat  penghantar.  Untuk meningkatkan  keefektifan  penghantaran  obat  menggunakan chitosan  edible  film perlu dilakukan  pengontrolan  kecepatan  pelepasan  obat.  Kecepatan  pelepasan  obat ditentukan  oleh  difusivitas.  Difusivitas  asam  salisilat  pada chitosan  edible  film dapat dikontrol  dengan  melakukan crosslinking pada  film  tersebut. Crosslinker yang digunakan adalah natrium tripolifosfat. Sifat fisik film yang dipelajari berupa uji swelling , kuat tarik, persen pemanjangan.

## Metode Penelitian Bahan Penelitian
Bahan  yang  digunakan  adalah  kitosan  diperoleh  dari  PT.  Biotech  Surindo, crosslinker natrium tripolifosfat (NaTPP) (Sigma Aldrich), dan asam asetat glasial ( aq ) (Merck).

## Alat Penelitian
Alat  yang  digunakan  untuk  membuat chitosan  edible  film adalah magnetic  stirer ,  gelas beker, cetakan teflon, dan oven.

## Prosedur Penelitian
Chitosan  edible  film dibuat  dengan  melarutkan  2  g  kitosan  dengan  asam  asetat  1% sebanyak  100  mL.  Larutan  tersebut  dipanaskan  pada  suhu  50  ˚C  selama  60  menit dengan  diaduk  menggunakan magnetic  stirrer sampai  larutan  menjadi  homogen. Kemudian larutan tersebut ditambahkan larutan TPP dengan variasi konsentrasi (0 %; 0,05 %; 0,1 %; 0,2 %, (m/V)) dan diatur pH 3 kemudian diaduk selama 30 menit. Setelah tercampur, larutan dituang pada cetakan teflon kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu  50  ˚C  selama  10  jam. Chitosan  edible  film yang  sudah  kering  disimpan  dalam desikator selama 1 hari.

## Variabel Penelitian
Variabel penelitian ini yaitu konsentrasi natrium tripolifosfat dengan variasi  0 %; 0,05 %; 0,1 %; 0,2 % (m/V).

## Analisis Hasil
Karakteristik chitosan edible film diukur untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi crosslinker sebagai  penaut  silang  dalam  pembuatan edible  film .  Sifat-sifat  fisik  yang diukur  adalah  ketebalan,  kuat  tarik  ( tensile  strength )  dan  persen  pemanjangan ( elongation of break ), serta uji swelling pada chitosan edible film .

## Hasil dan Pembahasan Karakteristik Kitosan
Perbandingan  antara  bahan  kitosan  dengan  kitosan  komersial  menurut  Protan Laboratories Inc. (1987) ditunjukkan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Perbandingan bahan kitosan dengan standar kitosan komersial
No. Karakteristik Bahan Kitosan Kitosan Komersial 1. Kadar air 0,9% Maks. 10% 2. Kadar abu 1,05% Maks. 2% 3. Derajat deasetilasi 90% Min. 70% 4. Berat molekul rata-rata 133567,2773 g/mol 100.000 – 1.200.000 g/mol
Dari Tabel 1 menunjukkan bahan kitosan memenuhi syarat standar kitosan komersial.
Pengaruh Konsentrasi NaTPP pada Sifat Fisik Chitosan Edible Film Sifat  fisik  yang  diukur  meliputi  ketebalan, tensile  strength , elongation  of  break ,  dan persentase swelling . Pengujian tensile strength dan elongation of break dilakukan dengan prosedur ASTM 882- 91. Hasil analisis ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel  2.  Ketebalan film , Tensile  Strength dan Elongation  of  Break pada  berbagai konsentrasi crosslinker (NaTPP) No Konsentrasi NaTPP (%) Ketebalan (mm) Tensile strength (Mpa) % Elongation of break 1 0 0,930 9,63 21,87 2 0,05 0,455 10,13 18,94 3 0,1 0,805 12,33 18,21 4 0,2 0,555 16,84 12,57
Dari  Tabel  2.  Ketebalan  yang  diperoleh  tidak  selalu  sama  karena  pencampuran larutan yang  kurang homogen saat dituang ke dalam cetakan, sehingga banyaknya total padatan  pada  masing-masing  bagian  tidak  sama.  Semakin  tinggi  konsentrasi crosslinker (NaTPP) akan meningkatkan tensile strength .  Hal ini disebabkan adanya ikatan taut silang menyebabkan  struktur film menjadi  semakin  rapat.  konsentrasi crosslinker yang
ditambahkan  semakin  meningkat  akibatnya  interaksi  antara  polimer  dengan crosslinker semakin  banyak  dan  ikatannya  semakin  kuat.  Ion  tripolifosfat  dapat  mengikat  gugus amina  pada  kitosan  sehingga  meningkatkan  gaya  intermolekuler  pada  rantai  polimer. Selain  itu,  dengan  adanya  gugus  hidroksil  bebas  pada  kitosan  akan  membentuk  ikatan hidrogen antar molekul kitosan itu sendiri. Ikatan hidrogen yang kuat akan membentuk struktur polimer menjadi padat.
Sebaliknya,  penambahan crosslinker akan  menurunkan  presentase elongation  of break . Elongation of break adalah panjang maksimum saat film diregangkan dan terputus. Penambahan crosslinker NaTPP menyebabkan ikatan antar molekul polimer menjadi kuat dan kaku. Pada penelitian ini juga tidak menggunakan plasticizer dalam pembuatan edible film kitosan sehingga fleksibilitas film dan persen pemanjangan menurun.
Pengujian Swelling pada Chitosan Edible Film Uji swelling pada film bertujuan  untuk  mengetahui  berapa persen  air yang  dapat diserap  oleh film sehingga  mengalami  pembengkakan.  Larutan buffer dengan  pH  7,4 digunakan dalam analisis persen swelling pada chitosan edible film . Persentase perubahan berat  dihitung  sampai  berat film konstan.  Hasil  uji swelling pada  film  dengan  variasi konsentrasi NaTPP ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Presentase swelling chitosan edible film pada berbagai konsentrasi NaTPP
Pada  Gambar  1  menunjukkan  hasil  presentase swelling menurun  seiring  dengan penambahan  konsentrasi crosslinker (NaTPP).  Ikatan  antar  molekul  polimer  akan semakin rapat karena ada proses taut silang (crosslinking) sehingga cairan tidak mudah terdifusi  ke  dalam  chitosan  edible  film-TPP.  Hidrofilitas chitosan  edible  film -TPP berkurang karena gugus amina pada kitosan berikatan dengan ion tripolifosfat.

## Kesimpulan
Kitosan  dari  limbah  kulit  udang  dapat  dibuat  sebagai edible  film untuk  aplikasi drug delivery system (DDS). Penambahan konsentrasi natrium tripolifosfat (NaTPP) dari 0-0,2%  pada edible  film mempengaruhi  karakteristik  fisiknya  yaitu  meningkatkan  kuat tarik film , menurunkan fleksibilitas film dan nilai swelling .
73,02 67,35 42,50 34,09 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 swe lli n g, % konsentrasi NaTPP, %

## Daftar Pustaka
Honary S., Hoseinzadeh B., Shalchian P., 2010, The Effect of Polymer Molecular Weight on Citrate  Crosslinked  Chitosan  Films  for  Site-Specific  Delivery  of  a  Non-Polar  Drug , Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 9 (6): 525-531.
Ibezim  E.  C.,  Andrade  C.  T.,  Marcia  C.,  Barretto  B.,  2011, Ionically  Cross-linked Chitosan/Tripolyphosphate Microparticle for the Controlled Delivery of Pyrimethamine , Ibnosina Journal of Medical and Biomedical Sciences, 3 (3): 77-88.
Kistriyani, L., 2015, Pengaruh Ca 2+ Pada Karakteristik Pectin Edible Film Dalam Controlled- Release Drug Delivery System , Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Tiwary A. K., Rana V., 2010, Cross-linked Chitosan Films; Effect of Cross-linking Density on Swelling Parameters , Journal Pharmaceutical Sciences, 23: 443-448.