Dimana C
1
dan k adalah suatu konstanta dan m
o
adalah kadar uap air lapisan tunggal. Persamaan ini dapat diselesaikan menggunakan program regresi non-
linear terkomputerisasi ataupun dalam bentuk persamaan polinomial Fontana, 2000.
2.7 Pengaruh Air terhadap Stabilitas Kimia dan Biokimia
Air terutama aktivitas air tidak hanya mempengaruhi pertumbuhan mikroba, tetapi juga mempengaruhi reaktivitas kimia dan enzimatik suatu bahan.
Air dapat mempengaruhi stabilitas kimia dalam berbagai cara. Air dapat bertindak sebagai pelarut, reaktan, atau mengubah mobilitas dari suatu reaktan dengan
mengubah viskositas sistem. Aktivitas air mempengaruhi pengcoklatan non- enzimatik non-enzymatic browning, oksidasi lipid enzimatik, denaturasi protein,
gelatinisasi amilum, dan retrodegradasi amilum Fontana, 2000.
Gambar 7. Aktivitas air – Diagram Stabilitas Labuza, 1972.
Universitas Sumatera Utara
Pengcoklatan non-enzimatik non-enzymatic browning meningkat dengan meningkatnya a
w
, dan mencapai maksimum pada range a
w
0,60 – 0,70. Umumnya, peningkatan a
w
yang lebih lanjut justru akan menghambat reaksi pengcoklatan. Lipid oksidasi akan mencapai minimum pada range a
w
menengah sedangkan mencapai maksimum pada range a
w
rendah dan tinggi. Stabilitas enzim dan vitamin juga dipengaruhi oleh aktivitas air sehubungan sifat alamiahnya yang
rapuh. Kebanyakan reaksi enzimatik berjalan lambat pada a
w
di bawah 0,80 tetapi beberapa reaksi dapat terjadi pada a
w
yang sangat rendah. Selain itu, juga mempengaruhi temperatur gelatinisasi dan laju retrodegradasi dari amilum
Fontana, 2000.
2.8 Stabilitas Fisik Cangkang Kapsul Gelatin dan HPMC 2.8.1 Warna
Warna, merupakan salah satu aspek yang mempengaruhi penilaian konsumen terhadap kualitas produk. Warna suatu bahan dapat berasal dari warna
alamiahnya atau warna yang terjadi selama proses pengolahannya Morales, dkk., 1998.
Temperatur dan kadar uap air yang relatif tinggi selama proses pengolahan dan penyimpanan yang berkepanjangan merupakan salah satu faktor utama yang
menyebabkan terjadinya reaksi pengcoklatan enzimatik dan non-enzimatik Labuza, dkk., 1972.
Reaksi pengcoklatan adalah suatu reaksi dimana suatu bahan berubah menjadi coklat, baik melalui proses enzimatik maupun non-enzimatik.
Pengcoklatan enzimatik ini melibatkan polifenol oksidase atau enzim lain yang menghasilkan melanin, sehingga menimbulkan warna coklat. Sedangkan
Universitas Sumatera Utara
pengcoklatan non-enzimatik dapat menimbulkan warna coklat tanpa adanya aktivitas enzim Marshall, dkk., 2000.
Ogura dkk 1998 mengisi cangkang kapsul gelatin dan HPMC dengan asam askorbat dan membungkusnya dalam botol polietilen tanpa desikan dan
menyimpannya pada suu 40 CRH 75 selama 2 bulan. Cangkang kapsul gelatin
menjadi berwarna coklat, sedangkan cangkang kapsul HPMC tidak mengalami perubahan warna. Hal ini menandakan bahwa perubahan warna yang terjadi
merupakan reaksi antara asam askorbat dan cangkang kapsul gelatin dikenal dengan reaksi Maillard Honkanen, 2004.
Reaksi Maillard merupakan suatu reaksi kimia pengcoklatan non-enzimatik antara gula pereduksi dengan protein atau asam amino. Tergantung pada jenis bahan
dan jalannya reaksi, perubahan warna yang terjadi bisa dari kuning lemah sampai coklat gelap. Banyak faktor yang mempengaruhi reaksi Maillard, seperti temperatur,
aktivitas air, pH, kadar uap air dan komposisi kimia suatu bahan
Morales, dkk., 1998.
2.8.2 Kerapuhan
Perlu diketahui bahwa cangkang kapsul bukan tidak reaktif, secara fisika atau kimia. Perubahan kondisi penyimpanan seperti temperatur dan kelembaban
dapat mempengaruhi sifat kapsul. Dengan terjadinya kenaikan temperatur dan kelembaban dapat menyebabkan kapsul mengikatmelepaskan uap air. Sebagai
akibatnya kapsul dapat menjadi rapuh atau lunak Margareth, dkk., 2009. Laju pengeringan kapsul juga mempengaruhi kekerasan dan kerapuhan
kapsul, kemampuan pelarutan, dan kecenderungan untuk melekat satu sama lain.. Kadar uap air yang rendah pada kapsul dapat menghambat pertumbuhan mikroba.
Jika kadar uap air pada kapsul gelatin kurang dari 10, kapsul cenderung menjadi
Universitas Sumatera Utara
rapuh, dan sebaliknya jika kadar air lebih tinggi dari 18 kapsul gelatin melunak. Kondisi penyimpanan yang direkomendasikan untuk bentuk sediaan kapsul
gelatin berkisar 15-30 C dan 30-60 kelembaban relatif RH. Margareth,
dkk., 2009. Perubahan kerapuhan kapsul oleh kelembaban relatif telah dipelajari oleh
Kontny dan Mulski. Pemantauan terhadap karakteristik kapsul yang disimpan pada kelembaban yang bervariasi membuktikan bahwa kelembaban merupakan
salah satu parameter yang penting dalam pembuatan dan penyimpanan kapsul. Kriteria yang diterima bahwa kerapuhan kapsul yang signifikan tidak boleh
terdeteksi pada kapsul yang disimpan pada kelembaban relatif 30 dan 50 selama 4 minggu Kontny, dkk., 1989.
Gambar 8. Kelembaban Relatif RH, Kandungan Uap Air Gelatin dan Sifat
Kapsul Gelatin Keras Kontny, dkk., 1989
Universitas Sumatera Utara
2.8.3 Waktu Hancur
Chiwele dkk. 2000 telah meneliti mengenai waktu hancur cangkang kapsul gelatin kosong dan kapsul HPMC Hydroxypropyl Methylcellulose setelah
penyimpanan selama 24 jam pada kondisi tropis lembab suhu 37 C, RH 75
dan pada temperatur kamar. Dalam metode ini, mereka menggunakan bola besi sebagai bahan pengisi dalam kapsul. Pada penyimpanan kondisi tropis lembab,
cangkang kapsul gelatin tidak mengalami perubahan waktu hancur dalam medium apapun, sedangkan waktu hancur kapsul HPMC tidak berubah hanya dalam
medium cairan lambung buatan Honkanen, 2004. Hasil ini tidak jauh berbeda dengan yang dilaporkan Ogura 1998 bahwa
cangkang kapsul HPMC yang telah diisi dengan spiramisin dan disimpan pada suhu 60
C, RH 75 selama 10 hari tidak mengalami perubahan sifat waktu hancur. Tetapi, mereka menggunakan prosedur standar uji waktu hancur dalam
farmakope, yang tidak dapat menentukan waktu hancur cangkang kapsul dan bahan obat secara terpisah. Sedangkan dalam metode yang digunakan Chiwele
dkk. 2000, bola besi yang digunakan tidak mempengaruhi waktu hancur Honkanen, 2004.
2.9 Spektroskopi IR
Spektroskopi Infrared IR merupakan suatu teknik analisa spektroskopi yang menggunakan spektrum daerah inframerah. Analisis IR ini dapat digunakan
untuk mengidentifikasi campuran dan menyelidiki komposisi sampel, berdasarkan serapan radiasi inframerah oleh ikatan kimia senyawa Anonim, 2010.
Universitas Sumatera Utara
2.10 Differential Thermal Analyzer
Analisis termal juga sangat penting untuk diketahui karena dalam proses industri umumnya berkaitan dengan suhupanas dan dapat memberikan data
mengenai stabilitas dan residu penguraian suatu bahan. Kadar uap air juga dapat dipelajari dari pengukuran termal ini Salah satu analisis termal ini adalah
Differential Thermal Analyzer DTA, yaitu suatu teknik analisa yang mengukur perbedaan temperatur antara suatu sampel dengan pembanding, apakah endotem
atau eksoterm. Puncak endoterm terjadi jika temperatur pada sampel lebih kecil daripada pembanding ΔT -, sebaliknya puncak eksoterm terjadi jika temperatur
pada sampel lebih besar daripada pembanding ΔT + Soares, 2004. Stabilitas termal asam alginat dan Na alginat telah diperiksa menggunakan
thermogravimetry TG dan differential scanning calorimetry DSC. Kurva thermogravimetry dari asam alginat menunjukkan bahwa proses penguraian
berlangsung melalui dua tahap. Pertama, terjadi kehilangan uap air diikuti dengan penguraian polimer. Sedangkan Na alginat terurai melalui tiga tahap. Pertama,
terjadi pelepasan uap air diikuti penguraian polimer dan terakhir terbentuk residu Na
2
CO
3
Soares, 2004. Terbentuknya residu Na
2
CO
3
telah diteliti oleh Newkirk, dimana residu Na
2
CO
3
dapat dipastikan dengan memanaskan sampel sampai suhu 550
o
C di dalam oven kemudian dengan menambahkan HCl pada sisanya. Terbentuknya gas
CO
2
pada residu tersebut di dalam tabung reaksi membuktikan adanya residu Na
2
CO
3
Soares, 2004.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian bersifat eksperimental yaitu dilakukan pengujian pengaruh kadar uap air terhadap sifat-sifat fisik cangkang kapsul alginat. Dalam penelitian ini
yang termasuk variabel bebas adalah kadar uap air . Sedangkan variabel terikat adalah sifat-sifat fisik cangkang kapsul alginat yang meliputi warna, kerapuhan,
waktu hancur, permeabilitas uap air, kesetimbangan kandungan uap air; stabilitas fisik dan aktivitas airnya.
3.1 Alat-alat