Abstract : Corn husk is a part of the plant that has a high cellulose fiber content, which is around 44.08%, so it is potentially to be used as a source of raw material of microcrystalline cellulose. The  purpose of this research was to synthesize and determine the characteristics of microcrystalline cellulose produced from corn husk. The making of microcrystalline cellulose was carried out in two stages, namely delignification using NaOH solvent with  five  variations  of  concentration  (7,5%,  10%,  12,5%,  15%  and  17,5%)  and  hydrolyzed  using  2,5  N  HCl. Characteristic  test  for  microcrystalline  cellulose  included  organoleptic,  pH,  flow  time  and  stationary  angle, FTIR, and XRD. The results showed that microcrystalline cellulose produced from corn husk had characteristics such as fine powder, white and odorless, pH was 7.0, flow time was 0.3 g/sec, a stationary angle was 54 o , FTIR analysis showed a typical peak of cellulose namely 3411,05 for O-H and 2900,61 for C-H, with a crystallinity degree was 79%.

## Keywords :  Microcrystalline Cellulose; Corn husk, Zea mays L
Abstrak : Kulit jagung merupakan bagian tanaman yang memiliki kandungan serat selulosa yang tinggi yaitu sekitar 44,08%, sehingga sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber bahan baku mikrokristalin selulosa. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mensintesis dan menentukan karakteristik mikrokristalin selulosa yang dihasilkan dari kulit jagung. Pembuatan mikroksritalin selulosa dilakukan dengan dua tahap yaitu  delignifikasi  menggunakan  pelarut NaOH  dengan    lima  variasi  konsentrasi  (7,5%,  10%,  12,5%,  15% dan  17,5%)  dan  dihidrolisis  menggunakan  HCl  2,5  N.  Uji  karakteristik  mikrokristalin  selulosa  meliputi organoleptis,  pH,  waktu  alir  dan  sudut  diam,  FTIR,  dan  XRD.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa mikrokristalin  selulosa  yang  dihasilkan  dari  kulit  jagung  memiliki  karakterisitk  berupa  serbuk  halus, berwarna  putih  dan  tidak  berbau,  pH  7,0,  waktu  alir  0,3  g/detik,  sudut  diam  54 o ,  analisis  FTIR memperlihatkan  puncak  khas  selulosa  yaitu  3411,05  untuk  O-H  dan  2900,61  untuk  C-H,  dengan  derajat kristalinitas 79%.
Kata Kunci :  Mikrokristalin Selulosa; Kulit Jagung, Zea mays L
KARAKTERISASI MIKROKRISTALIN SELULOSA DARI KULIT JAGUNG PULUT ( Zea mays L. Var Ceratina Kulesh)
1|Surya Ningsi, 2|Nining Iklasita, 3|Munifah Wahyuddin, 4|Syamsuri Syakri Email Korespondensi : surya.ningsi@uin-alauddin.ac.id Jurusan Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Alauddin Makassar

## PENDAHULUAN
Indonesia  termasuk  dalam  delapan  negara  terbesar  penghasil  jagung  di  dunia.  Data  Badan Pusat  Statistik  (BPS)  menunjukkan  bahwa  produksi  jagung  di  Indonesia  pada  tahun  2015 mencapai  19,6  juta  ton  dan  Sulawesi  Selatan  menempati  urutan  ketiga  sebagai  provinsi penghasil  jagung  terbanyak  setelah  Jawa  Timur  dan  Jawa  Tengah.  Produksi  jagung  di Sulawesi Selatan terus mengalami peningkatan dari 1,25 juta ton pada tahun 2013 menjadi 1,52 juta ton pada tahun 2015  (Statistik, 2020). Jagung pulut merupakan jenis jagung yang banyak  dikembangkan  di  Kawasan  Timur  Indonesia  seperti  Sulawesi  secara  keseluruhan, Lombok,  Sumbawa  Besar,  Mataram,  Bima  Seram,  Kupang,  dan  Ambon  (Maruapey,  2012; (Suarni et al., 2019).
Penggunaan sumber bahan tambahan farmasi dari sumber alami seperti tumbuhan, hewan dan limbah pertanian banyak digunakan sebagai alternatif pengganti bahan sintesis. Limbah adalah bahan yang dihasilkan dari bahan utama yang tidak digunakan lagi dan dimaksudkan untuk dibuang (Uwaezuoke et al., 2014). Hasil bulir jagung yang dimanfaatkan dalam bidang pangan  hanya  mewakili  5%  dari  keseluruhan  tanaman  jagung,  sedangkan  95%  sisa  dari tanaman  jagung  masuk  dalam  kategori  limbah  alami  yaitu  batang,  daun,  kulit  dan  tongkol jagung (Faesal, 2013).
Kulit  jagung  merupakan  limbah  pertanian  yang  memiliki  kandungan  serat  selulosa  yang tinggi.  Komposisi  kimia  kulit  jagung  meliputi  15%  lignin;  5,09%  abu;  4,57%  alkohol- sikloheksan;  dan  44,08%  selulosa  (Fagbemigun  et  al.,  2014).  Kadar  selulosa  yang  tinggi membuat  kulit  jagung  sangat  berpotensi  untuk  dimanfaatkan  sebagai  sumber  bahan  baku mikrokristalin  selulosa.  Dalam  literatur,  mikrokristalin  selulosa  dapat  dihasilkan  dari berbagai macam sumber. Beberapa contoh tanaman yang telah diteliti sebagai sumber bahan
baku  potensial  penghasil  mikrokristalin  selulosa  adalah  kulit  kacang  tanah,  jerami,  ampas tebu,  tongkol  jagung,  bambu,  sekam  padi,  kertas  bekas,  kertas  saring,  dan  limbah  kapas (Trache  et  al.,  2016).  Mikrokristalin  selulosa  merupakan  bahan  baku  impor  yang  banyak digunakan  sebagai  eksipien  (bahan  tambahan)  dalam  pembuatan  sediaan  farmasi  (Hening Pratiwi,  2015).  Mikrokristalin  selulosa  adalah  bahan  tambahan  yang  penting  dalam  bidang Farmasi  sebagai  bahan  pengikat  dalam  pembuatan  tablet  secara  cetak  langsung. Mikrokristalin selulosa mempunyai kemampuan pengikatan yang baik, sensitivitas yang baik sebagai pelicin, sensitif sebagai pengikat, dan daya kohesif kuat (Trache et al., 2016; Z Hindi, 2017;  Yugatama,  2015).  Saat  ini  hampir  96%  bahan  baku  obat  yang  digunakan  di  industri farmasi di Indonesia masih diimpor (Kemenkes RI, 2017). Pemanfaatan limbah kulit jagung sebagai  sumber  bahan  baku  mikrokristalin  selulosa  diharapkan  dapat  mewujudkan kemandirian obat di dalam negeri.

## METODE PENELITIAN

## Jenis dan Pendekatan Penelitian
Jenis penelitian ini adalah penelitian kuantitatif dan pendekatan penelitian yang digunakan adalah  eksperimen  laboratorium,  dengan  membandingkan  karakteristik/spesifikasi kelompok sampel dengan syarat mutu yang telah ditetapkan.

## Alat dan Bahan
Alat-alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  timbangan  analitik,  oven, magnetic stirrer , hot plate , Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), XRD. Bahan yang digunakan adalah kulit jagung pulut, NaOH, HCl, H 2 SO 4 , Avicel PH 101, dan aquadest.

## Sintesis Mikrokristalin Selulosa

## Proses Delignifikasi
Sampel kulit jagung disortasi kering lalu dicuci menggunakan air mengalir untuk selanjutnya dikeringkan. Kulit jagung digiling dan diayak dengan mesh 40. Serbuk kulit jagung sebanyak 100  gram    direndam  dengan  larutan  NaOH  selama  24  jam.  Digunakan    variasi  konsentrasi NaOH yaitu 7,5%, 10%, 12,5%, 15% dan 17,5%. Setelah 24 jam rendaman disaring, kemudian endapan dicuci dengan air hingga pH air hasil cucian berkisar antara 6-7.

## Analisis Kadar Selulosa
Penetapan  kadar  selulosa  dengan  menggunakan  metode  Chesson.  Mula-mula  ditimbang  1 gram sampel kering (berat a), kemudian ditambahkan 80 ml H 2 SO 4 1 N, lalu dididihkan diatas hot plate selama 1 jam. Setelah dididihkan, kemudian didinginkan, disaring, dan residu dicuci sampai  netral  dengan  air  panas  ±300  ml.  Residu  yang  didapatkan  kemudian  dikeringkan hingga beratnya konstan pada suhu 105°C dan kemudian ditimbang (berat b). Residu kering ditambahkan  75  ml  H 2 SO 4 72%  dan  didiamkan  pada  suhu  kamar  selama  4  jam.  Kemudian larutan ditambahkan air 50 ml dan dipanaskan diatas waterbath suhu 100°C selama 1 jam. Residu  disaring  dan  dicuci  dengan  aquadest  sampai  netral  (±400  ml).  Residu  kemudian dipanaskan  dengan  oven  suhu  105°C  sampai  beratnya  konstan  dan  ditimbang  (berat  c). Selanjutnya diabukan dan ditimbang (berat d). Kadar selulosa dinyatakan dalam rumus:
% Kadar selulosa = (𝑐−𝑑) 𝑎 x 100%

## Proses Hidrolisis
Endapan hasil delignifikasi direndam dalam  larutan HCl 2,5 N dan diaduk selama 10 menit hingga  terbentuk  suspensi,  suspensi  mikrokristalin  selulosa  dicuci  dengan  air  hingga  air cucian  memiliki  pH  6-7.  Mikrokristalin  selulosa  dikeringkan  pada  suhu  50°C  dan  diayak dengan mesh 100.

## Karakterisasi Mikrokristalin Selulosa

## Pengamatan Organoleptis
Pengamatan organoleptis terhadap mikrokristalin selulosa meliputi bentuk, warna dan bau.

## Pengukuran pH
Sebanyak 2 gram serbuk diaduk dengan 100 ml aquadest selama 5 menit dan diukur pHnya dengan pH meter.

## Pengukuran Waktu Alir dan Sudut Diam
Granul  sebanyak  100  gram  dimasukkan  ke  dalam  corong  dimana  bagian  bawah  corong ditutup.  Waktu  alir  adalah  waktu  yang  diperlukan  oleh  granul  untuk  mengalir  mulai  dari dibukanya  penutup  bawah  corong  sampai  habis. Sudut  diam  diukur  dari  kerucut  yang dibentuk oleh massa granul, dengan rumus:
tan α = (𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑘𝑒𝑟𝑢𝑐𝑢𝑡 (ℎ) 𝑗𝑎𝑟𝑖−𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑒𝑟𝑢𝑐𝑢𝑡 (𝑟)

## Karakterisasi Fourier Transform Infra-Red (FTIR)
Serbuk mikrokristalin selulosa diperiksa sifat fisikokimianya dengan spektrofotometer FTIR dan ditentukan puncak dan korelasinya dengan gugus-gugus standar.

## Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)
Karakterisasi  XRD  didalam  penelitian  ini  dilakukan  dengan  2θ  yang  berkisar  antara  0-90º (Steven et al., 2014).

## HASIL PENELITIAN
Tabel 1. Hasil analisis kadar selulosa
Tabel 2. Hasil pengamatan karakteristik mikrokristalin selulosa
No Karakteristik Hasil 1. Organoleptis (warna, bentuk, bau) Putih, serbuk halus, tidak berbau 1. pH 7,0 2. Waktu alir 0,3 g/detik 3. Sudut diam 54 o 4 Kristalinitas
79%
No Konsentrasi NaOH (%) Kadar Selulosa 1 7,5 20,9 % 2 10 26,2 % 3 12,5 32 % 4 15 39,5 % 5 17,5 37,4 %
O- H C- H β-glikosida
Gambar 1. Hasil FTIR Mikrokristalin Selulosa dari Kulit Jagung Pulut
Gambar 2. Hasil FTIR Mikrokristalin Selulosa Komersil (Avicel PH 101)
Gambar 3. Hasil XRD Mikrokristalin Selulosa dari Kulit Jagung Pulut
Gambar 3. Hasil XRD Mikrokristalin Selulosa Komersil (Avicel PH 101)

## DISKUSI
Pembuatan  mikrokristalin  selulosa  dimulai  dengan  melakukan  ekstraksi  selulosa  dari  kulit jagung melalui proses delignifikasi. Proses ini dilakukan dengan menggunakan larutan basa, yaitu NaOH. Penggunaan pelarut alkali kuat dalam melarutkan selulosa dapat menghasilkan selulosa  yang  hampir  murni  yang  disebut α-selulosa.  Semakin  tinggi  kadar  α-selulosa  yang
O- H C- H β-glikosida
diperoleh  maka  semakin  tinggi  tingkat  kemurnian  mikrokristalin  selulosa  yang  dihasilkan. Proses  delignifikasi  bertujuan  untuk  menghilangkan  lignin  pada  kulit  jagung.  Adanya struktur  lignin  yang  masih  terdapat  pada  sampel  dapat  menghambat  penetrasi  asam  pada proses hidrolisis. Struktur lignin dapat dirusak dengan menggunakan larutan ini pada bagian kristalin  dan  amorf,  serta  dapat  memisahkan  sebagian  hemiselulosa.  Padatan  selulosa  dan hemiselulosa  kemudian  dipisahkan  dari  larutan  lignin  dengan  filtrasi  menggunakan  kain saring,  lalu  dicuci  menggunakan  akuades  hingga  pH  netral  untuk  membersihkan  larutan NaOH yang masih menempel pada sampel (Coniwanti, 2015; Prasetia Jemmy A. et al., 2016).
Pada  proses  delignifikasi  digunakan  larutan  NaOH  pada  berbagai  konsentrasi  (7,5%,  10%, 12,5%, 15% dan 17,5%) untuk menentukan konsentrasi optimum yang dapat menghasilkan kadar selulosa tertinggi dari kulit jagung. Dari hasil yang diperoleh (tabel 1) memperlihatkan bahwa  seiring  dengan  bertambahnya  konsentrasi  larutan  NaOH  yaitu  7,5%  hingga  15%, terjadi peningkatan kadar selulosa, tetapi kemudian terjadi penurunan kadar selulosa pada konsentrasi  selanjutnya  yaitu  17,5%.    Hal  ini  dapat  disebabkan  karena  pemakaian konsentrasi  NaOH  yang  tinggi  dapat  mengakibatkan  hancurnya  kisi  selulosa  akibat pengembangan yang terlalu kuat (Sumada et al., 2011).
Kadar  selulosa  yang  optimal  pada  proses  delignifikasi  diperoleh  pada  pemakaian  larutan NaOH  15%    yaitu  sebesar  39,5%.  Selulosa  inilah  yang  selanjutnya  digunakan  untuk  tahap selanjutnya  untuk  dihidrolisis  dengan  menggunakan  HCl  2,5  N.  Selama  proses  hidrolisis terjadi  pemisahan  secara  parsial  pada  penyusun  mikrofibril  selulosa  dimana  bentuk  amorf akan  putus  dan  meninggalkan  bentuk  kristalin  sehingga  dihasilkan  mikrokristalin  selulosa (Widia & Wathoni, 2014).
Mikrokristalin selulosa yang diperoleh selanjutnya dikarakterisasi (dapat dilihat pada tabel 2)  meliputi  organoleptis, pH,  waktu  alir  dan  sudut  diam,  FTIR,  dan  XRD.  Hasil pengamatan organoleptis  memperlihatkan  bahwa  mikrokristalin  dari  kulit  jagung  memiliki  bentuk berupa  serbuk  halus,  berwarna  putih  dan  tidak  berbau.  Mikrokristalin  selulosa  dari  kulit jagung  memiliki  pH  7,0.  Pengujian  waktu  alir  dan  sudut  diam  dilakukan  untuk  mengukur kemampuan alir hubungannya dengan kohesi antarpartikel. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa  mikrokristalin  selulosa  dari  kulit  jagung  memilik  waktu  alir  0,3  g/detik  (sangat kohesif),  dan  sudut  diam  54 o (aliran  buruk).  Hal  ini  sesuai  dengan  karakteristik mikrokristalin selulosa yang tertera pada literatur (Raymond C. Rowe, 2012). Mikrokristalin selulosa  banyak  digunakan  dalam  pembuatan  tablet  dengan  metode  granulasi  basah  dan kempa langsung karena berfungsi sebagai pengisi, pengikat, dan sekaligus penghancur, serta memiliki daya kohesif yang kuat  (Sumaiyah et al., 2016; Trache et al., 2016; Z Hindi, 2017; Hening Pratiwi, 2015).
Hasil  pemeriksaan  FTIR  (gambar  1  dan  2)  memperlihatkan  spektrum  IR  mikrokristalin selulosa  dari  kulit  jagung  terletak  pada  bilangan  gelombang  yang  mirip  dengan  Avicel  PH- 101. Hasil spektrum dengan pita serapan selulosa pada panjang gelombang 3500-3250 cm -1 mengindikasikan  adanya  ikatan  –OH  dari  α-selulosa.  Pada  pita  serapan  2905-2901  cm -1 menunjukkan adanya C-H alifatik yang menguatkan adanya α-selulosa. Pita serapan  899-670 cm -1 menunjukkan  adanya  ikatan  C-O-C  dan  800-900  cm -1 menunjukkan  ikatan  glikosidik yang merupakan karakteristik dari mikrokristalin selulosa(Kharismi et al., 2018).
Hasil  pemeriksaan  XRD  memperlihatkan  derajat  kristalinitas  dari  suatu  sampel. Mikrokristalin selulosa merupakan serbuk yang disusun atas dua fasa yaitu amorf dan kristal dengan kemurnian dan kristalinitas yang tinggi yaitu sebesar 55%-85% (Steven et al., 2014). Hasil  pemeriksaan  XRD  mikrokristalin  selulosa  dari  kulit  jagung  memperlihatkan  puncak tajam pada 2θ yaitu 22,41 o (fase kristal) dan puncak yang lebar pada 2θ yaitu 16,41 o (fase amorf)  (Kharismi  et  al.,  2018).  Hasil  ini  memiliki  kemiripan  dengan  Avicel  PH-101,  dapat dilihat  pada  gambar  3  dan  4.  Berdasarkan  hasil  pemeriksaan  XRD  mikrokristalin  selulosa kulit jagung memiliki kristalinitas yang tinggi yaitu sebesar 79%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  mikrokristalin selulosa yang disintesis dari kulit jagung pulut memiliki karakteristik berupa serbuk halus, berwarna  putih  dan  tidak  berbau,  pH  7,0,  waktu  alir  0,3  g/detik,  sudut  diam  54 o ,  analisis FTIR memperlihatkan puncak khas selulosa yaitu 3411,05 untuk O-H dan 2900,61 untuk C-H, dengan derajat kristalinitas 79%.

## DAFTAR PUSTAKA
Coniwanti,  P.  (2015).  Pembuatan  Natrium  Karboksimetil  Selulosa  (Na-CMC)  dari  Selulosa Limbah Kulit Kacang (Arachis hypogea L.). Jurnal Teknik Kimia , 21 (4), 57–64.
Faesal,  F.  (2013).  Pengolahan  limbah  tanaman  jagung  untuk  pakan  ternak  sapi  potong.
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian , 19 , 181–190.
Fagbemigun, T. K., Fagbemi, O. D., Otitoju, O., Mgbachiuzor, E., & Igwe, C. C. (2014). Pulp and paper-making potential of corn husk. International Journal of AgriScience , 4 (44), 209– 213.
Hening Pratiwi, L. I. A. Y. L. M. (2015). Uji Karakteristik Mikrokristalin Selulosa dari Nata De Soya sebagai Eksipien Tablet. Farmasains , 2 (6), 269–274.
Kharismi,  R.  R.  A.  Y.,  Sutriyo,  &  Suryadi,  H.  (2018).  Preparation  and  characterization  of microcrystalline  cellulose  produced  from  betung  bamboo  (dendrocalamus  asper) through  acid  hydrolysis. Journal  of  Young  Pharmacists , 10 (2),  s79–s83. https://doi.org/10.5530/jyp.2018.2s.15
Maruapey, A. (2012). Produksi Produksi Berbagai Jagung Pulut. Jurnal Ilmiah Agribisnis Dan Perikanan , 5 (2), 33–45.
Prasetia  Jemmy  A.,  I.,  Dewantara  Putra,  ,  Permata  Sari  Arsana,  D.,  &  Merlina  Prabayanti,  N.
(2016).  Studi  Karakteristik  Farmasetis  Mikrokristalin  Selulosa  dari  Jerami  Padi Varietas Lokal Bali. Indonesian Journal of Materials Science , 17 (3). Raymond  C.  Rowe,    et  al.  (2012). Handbook  of  Pharmaceutical  Excipients (7th  ed.). Pharmaceutical Press.
RI, D. K. dan A. K. (2017). Fasilitasi Pengembangan dan Peningkatan Kapasitas Produksi Bahan Baku Obat dan Bahan Baku Obat Tradisional . 12.
Statistik, B. P. (2020). No Title . https://www.bps.go.id/linkTableDinamis/view/id/868 Steven,  .  M.,  &  Suratman,  R.  (2014).  PEMBUATAN  MIKROKRISTALIN  SELULOSA  ROTAN MANAU (Calamus manan sp.) SERTA KARAKTERISASINYA. Jurnal Selulosa , 4 (02), 89– 96. https://doi.org/10.25269/jsel.v4i02.84
Suarni,  S.,  Aqil,  M.,  &  Subagio,  H.  (2019).  POTENSI  PENGEMBANGAN  JAGUNG  PULUT MENDUKUNG  DIVERSIFIKASI  PANGAN  /  Potency  of  Waxy  Corn  Development  to Support Food Diversification. Jurnal Penelitian Dan Pengembangan Pertanian , 38 (1), 1. https://doi.org/10.21082/jp3.v38n1.2019.p1-12 Sumada,  K.,  Erka  Tamara,  P.,  &  Alqani,  F.  (2011).  Kajian  Proses  Isolasi  Α  -Selulosa  Dari Limbah Batang Tanaman Manihot Esculenta Crantz Yang Efisien. Jurnal Teknik Kimia , 5 (2), 434–438.
Sumaiyah,  Wirjosentono,  B.,  &  Karsono.  (2016).  Utilization  of  microcrystalline  cellulose  of sugar  palm  bunches  (Arengapinnata  (wurmb)  merr.)asexcipients  tablet  direct compression. International Journal of PharmTech Research , 9 (7), 130–139.
Trache, D., Hussin, M. H., Hui Chuin, C. T., Sabar, S., Fazita, M. R. N., Taiwo, O. F. A., Hassan, T. M., & Haafiz, M. K. M. (2016). Microcrystalline cellulose: Isolation, characterization and bio-composites  application—A  review. International  Journal  of  Biological Macromolecules , 93 , 789–804. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.09.056 Uwaezuoke,  O.  J.,  Bamiro,  O.  A.,  Ngwuluka,  N.  C.,  Ajalla,  O.  T.,  &  Okinbaloye,  A.  O.  (2014). Comparative  evaluation  of  the  disintegrant  properties  of  rice  husk  cellulose,  corn starch  and  Avicel®  in  metronidazole  tablet  formulation. Journal  of  Applied Pharmaceutical Science , 4 (12), 112–117. https://doi.org/10.7324/JAPS.2014.41219
Widia, I., & Wathoni, N. (2014). Review artikel selulosa mikrokristal: isolasi, karakterisasi dan
aplikasi dalam bidang farmasetik. Jurnal Farmaka , 15 (2), 127–143.
Z  Hindi,  S.  S.  (2017).  Microcrystalline  Cellulose:  The  Inexhaustible  Treasure  for Pharmaceutical  Industry. Nanoscience  and  Nanotechnology  Research , 4 (1),  17–24. https://doi.org/10.12691/nnr-4-1-3