Galaktomanan yang diperoleh dari masing-masing tanaman yang berbeda memiliki kadar yang berbeda, misalnya galaktomanan yang diperoleh dari ampas
kelapa sebesar 20 Zultiniar dan Casoni, 2009, pada kolang-kaling 4,58 Tarigan, 2012, sedangkan pada Fenugreek kadar galaktomanan yang diperoleh
berkisar 25-30 Mathur and Mathur, 2005. Saat ini konsumsi galaktomanan sangat bervariasi tergantung pada
penggunaannya. Menurut perkiraan, sekitar 90-100 ribu ton galaktomanan dikonsumsi pertahun. Pemakaian terbesar adalah
guar gum
dengan 70-80 ribu ton,
locust bean gum
dengan 12-14 ribu ton. Pemakaian galaktomanan bermanfaat untuk pembentukan viskositas sangat baik dan juga penggunaannya untuk penyerapan air
atau pembentukan ikatan hidrogen membentuk formasi gel Sharma, 2008. Pada bidang farmasi dari sumber komersial dan nonkomersial, galaktomanan
telah dipelajari secara ekstensif selama waktu tertentu. Ada berbagai sumber galaktomanan dan berbagai bentuk aplikasi dalam farmasi, seperti tablet atau kapsul,
hidrogel, dan film. Selain penggunaan untuk hal sederhana, polisakarida ini berperan dalam modifikasi obat sebagai bahan matriks atau pelapis Silveira, 2011.
Galaktomanan digunakan di daerah usus tertentu sebagai penghantar obat yang berawal dari proses degradasi enzimatik dalam usus besar manusia Kabir
et al.
, 1998.
Komponen kimia yang terdapat pada hasil ekstraksi kolang-kaling adalah protein 0,261, galaktomanan 90,57 , serat kasar 8,05, dan lemak 0,101 .
Galaktomanan dari kolang-kaling berbentuk serbuk putih, memiliki sifat viskositas yang cukup besar dalam konsentrasi yang rendah Tarigan, 2012.
2.7 Galaktomanan Ikat Silang
Galaktomanan adalah polimer alam yang banyak digunakan dalam industri makanan, farmasi, dan kosmetik. Polimer alam secara konvensional digunakan
sebagai pengental dan pembuat gel. Modifikasi galaktomanan menunjukkan peningkatan sifat fisika seperti kelarutannya didalam air, viskositas dan
kemurniannya dibanding dengan yang aslinya Kok
et al.
, 1999.
Universitas Sumatera Utara
Modifikasi kimia pada galaktomanan pada umumnya untuk mengurangi sifat mengembangnya
swelling
. Modifikasi galaktomanan, seperti guar gum, masih dikembangkan dengan mereaksikan guar gum dengan senyawa fosfat, borax,
glutaraldehida, dan enzim pendegradasi Kabir
et al.
, 2000. Polimer ikat silang terbentuk karena adanya rantai linier yang terhubung satu
dengan yang lain oleh ikatan kovalen di berbagai tempat. Biasanya polimer ikat silang terbentuk selama sintesis atau reaksi kimia nonreversibel. Biasanya polimer
yang demikian terhubung oleh atom atau molekul tambahan yang terikat secara
kovalen Callister
et al.
, 2010. Ikat silang
crosslink
merupakan suatu ikatan yang menghubungkan satu rantai polimer dengan rantai polimer lainnya, dapat berupa interaksi kovalen maupun
interaksi non kovalen dan dapat meningkatkan massa molekul polimer. Hidrogel terikat-silang secara kovalen disebut gel kimia sedangkan secara non kovalen disebut
gel fisik Hennik
et al.
, 2002. Cara pembentukan ikat silang secara fisik yaitu dengan interaksi hidrofobik, interaksi muatan, atau dengan pembentukan ikatan
hidrogen. Metode ikat silang kimia meliputi polimerisasi radikal, reaksi kimia dari gugus komplementer, energi tinggi irradiasi dan menggunakan enzim. Pada ikat
silang kimia, dibutuhkan agen pengikat silang yang mungkin dapat bereaksi dengan zat-zat lainnya Berg
et al
., 2010.
Modifikasi kimia melalui ikat silang pada galaktomanan pada umumnya untuk mengurangi sifat mengembangnya
swelling
. Modifikasi galaktomanan, seperti guar gum, masih dikembangkan dengan mereaksikan guar gum dengan senyawa fosfat,
borax, glutaraldehida, dan enzim pendegradasi Kabir
et al
., 2000. Interaksi antara gugus yang bermuatan positif dari bahan pengikat silang dan
gugus yang bermuatan negatif dari galaktomanan menunjukan adanya interaksi yang bersifat ionik. Sifat dari hasil ikat silang tergantung dari sifat pengikat silang Rana
et al.
, 2011.
Universitas Sumatera Utara
Salah satu pengikat silang dari senyawa fosfat adalah trinatrium trimetafosfat yang digunakan untuk mereduksi sifat mengembang
guar gum
. Trinatrium Trimetafosfat merupakan suatu pengikat silang yang tidak bersifat racun. Pada pH
basa, senyawa kompleks ester di-polimer fosfat dibentuk dari guar gum dan Trinatrium Trimetafosfat yang mengalami reaksi ikat silang Gambar 2.7. Sifat
mengembang pada polimer yang terikat silang menurun secara jelas 29-35 kali lipat Gowda
et al.
, 2012.
P O
O P
O O
P NaO
ONa ONa
O O
P NaO
O Galaktomanan
Galaktomanan OH
OH OH
OH O
O Gal-OH
TMP GIF
Gambar 2.7 Reaksi Galaktomanan dengan Trinatrium Trimetafosfat
Gowda
et al.
, 2012
Senyawa borax juga dapat digunakan sebagai agen pengikat silang yang mana
senyawa ini akan mebentuk kompleks dengan galaktomanan Gambar 2.8. Hal ini bukan merupakan hal yang aneh karena galaktomanan memiliki gugus hidroksil
yang berlimpah dan bersebelahan membentuk posisi cis. Reaksi akan terjadi pada konsentrasi yang sangat rendah pada galaktomanan dan ion borat.
C C
OH OH
H H
B OH
OH OH
HO C
C OH
OH H
H C
C O
O H
H C
C O
O H
H B
Guar Borate Ion
Guar Cross-linked
Gal-OH Ion Borat
Gal-OH GIB
Gambar 2.8 Reaksi Galaktomanan dengan Ion Borat
Chudzikowski, 1971. Pada reaksi ini, akan terbentuk gel dengan penambahan senyawa borat pada
galaktomanan dan larutan alkali untuk membentuk suasana alkali, dengan pH optimum diantara 7,5-10,5. Sifat dari gel yang terbentuk berdasarkan jenis
galaktomanan dan konsentarasi senyawa borax yang digunakan Chudzikowski, 1971.
Universitas Sumatera Utara
Glutaraldehida juga telah digunakan secara luas untuk proses ikat silang polimer yang mengandung gugus hidroksil. Telah diketahui bahwa dengan
peningkatan konsentrasi glutaraldehida maka terjadi peningkatan densitas hasil ikat silang dan penurunan kemampuan mengembang pada larutan penyangga. Jika
jumlah glutaraldehida yang digunakan untuk reaksi ikat silang makin tinggi maka efisiensi ikat silang rendah. Glutaraldehida Gambar 2.9 merupakan pengikat silang
Gambar 2.10 yang bersifat racun, tetapi sifat racun itu dapat direduksi secara signfikan setelah proses ikat silang Kabir
et al.
, 1998.
HCCH
2 3
CH O
O 2H
+
HCCH
2 3
CH OH
OH HCCH
2 3
CH OH
OH
Glutaraldehida Ion Glutaraldehida
Gambar 2.9 Isomerisasi Glutaraldehida dalam Suasana Asam
Kabir
et al.
, 1998.
Gal OH
OH HCCH
2 3
CH OH
OH O
OH HO
O CHCH
2 3
HC OH
OH O
O O
O CCH
2 3
C H
H
-2H
2
O
Gal-OH Ion Glutaraldehida GIG
Gambar 2.10 Reaksi Galaktomanan dengan Ion Glutaraldehida Kabir
et al.
, 1998. Galaktomanan ikat silang saat ini semakin dikembangkan sebagai bahan
yang digunakan untuk membawa obat ke bagian usus yang bermasalah. Kemampuan mengembang dari suatu galaktomanan di dalam cairan gastrointestinal menurun dari
100-200 kali menjadi 10-35 kali tergantung jumlah bahan pengikat silang yang digunakan. Galaktomanan akan kehilangan sifat non-ioniknya disebabkan oleh
proses ikat silang dan menjadi bermuatan negatif Rana
et al.
, 2011.
2.8 Asam Borat