KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH) DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU

Nama    : Fitria Melani

NIM      : F1C121013

Asisten  : Purti Ramadhanti dan Andreas Sihotang

KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH) DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU 

Surfaktan (surface active agent) adalah komponen kimia organic ampifilik, yaitu memiliki bagian hidrofilik (mudah larut dalam air) dan lipofilik (mudah bercampur dengan minyak). Cara kerja surfaktan adalah dengan mengurangi tegangan permukaan antara air dan minyak (Adianingsih et al., 2022). Dua karakter penting dari surfaktan adalah adsorpsi pada daerah antarmuka dan akumulasi mandiri membentuk struktur supramolekul. Struktur surfaktan pada bagian kepala bersifat polar dan pada bagian ekor bersifat nonpolar. Bagian kepala terdiri dari gugus hidroksil dan bagian ekor terdiri dari gugus alkil panjang. Kepala hidrofilik surfaktan terorientasi kearah permukaan, sedangkan bagain ekor hidrofobik menjauhi permukaan (Setyawan dan Paramita, 2019).

Surfaktan merupakan campuran kompleks dari bebrapa fosfolipid, protein, dan ion. Komponen tersebut akan membentu menurunkan tegangan permukaan. Zat ini menurunkan tegangan permukaan dengan tidak terlarut seluruhnya dalam cairan yang melapisi permukaan alveoli. Sebaliknya, sebagian molekul akan terlarut dan sisanya akan menyebar ke seluruh permukaan air (Hall, 2018).

Menurut Adiningsih et al. (2022), berdasarkan muatannya surfaktan dibagi emnjadi empat kategori yaitu surfaktan kationik, anionik, nonionik dan amfoterik.

1. Surfaktan kationik, memiliki kepala hidrofobik yang bermuatan positif. Contohnya garam alkil trimetil ammonium.
2. Surfaktan anionik, memiliki kepala hidrofilik yang bermuatan negatif. Contohnya sabun dan alkohol sulfat.
3. Surfaktan nonionik, tidak memiliki muatan listrik pada kepala hidrofobiknya. Contohnya ester gliserol asam lemak.
4. Surfaktan amfoter, mengandung dua gugus bermuatan yaitu positif dan negatif. Cohntohnya asam amino, dan fosfobetain.

Sumber: Adianingsih et al., 2022

Gambar 1. Struktur Jenis Surfaktan

Surfaktan bekerja sebagai penurun tegangan permukaan akan membentuk micelle. Konsentrasi surfaktan ketika membentuk Michele dinyatakan sebagai CMC (Critical Micelle Concentration). CMC adalah konsentrasi surfaktan jenuh di dalam suatu emulsi. Pada konsentrasi kritis, tegangan permukaan tidak berubah atau hanya berubah sedikit dengan kenaikkan konsentrasi surfaktan. Pada konsentrasi surfaktan dibawah CMC, penambahan surfaktan akan merubah IFT (Interfacial Surface Tention). Semakin besar konsentrasi surfaktan dalam campuran, tegangan permukaan antar fasa semakin kecil. Ketika penambahan surfaktan tidak merubah IFT atau perubahan IFT sangat kecil, maka konsentrasi surfaktan sudah mencapai konsentrasi kritis atau CMC. Untuk menentukan CMC harus dibuat grafik hubungan konsentrasi surfaktan dan IFT (Reningtyas dan Mahreni, 2015).

Pada konsentrasi surfaktan yang lebih tinggi akan terbentuk agregasi atau asosiasi dari surfaktan berupa sperikal, yang dikenal dengan misel. Miselisasi terjadi akibat interaksi hidrofobik. Interaksi hidrofobik akan menolak atau menjauhkan ekor hidrokarbon dari surfaktan terhadap air, dan akan menghasilkan agregasi, sedangkan grup kepala yang hidrofilik akan tetap berkontak langsung dengan air. Konsentrasi setimbang di mana monomer surfaktan membentuk misel disebut: konsentrasi kritis misel (Critical Micellization Concentration) (Amran, 2008).

Sumber: Ramadhan et al., 2022

Gambar 2. Kondisi Surfaktan Sebelum dan Sesudah Melewati Titik KMK

Penentuan nilai KMK sangat penting dilakukan terutama untuk menentukan konsentrasi surfaktan yang dapat digunakan sebagai solubilizing agent. Dimana   prosedurnya   adalah   dengan mebuat larutan seri surfaktan berbagai konsentrasi yang akan ditentukan nilai KMK nya untuk kemudian diukur tegangan permukaannya satu per satu. Kemudian setelah semua larutan seri surfaktan diukur tegangan permukaannya, dibuatlah kurva antara konsentrasi surfaktan sebagai sumbu x dan nilai tegangan permukaan sebagai sumbu y untuk kemudian  dilihat  pada  konsentrasi  berapa  surfaktan  tersebut  sudah tidak  bisa  menurunkan tegangan  permukaan (Ramadhan et al., 2022).

Sumber: Data Percobaan Praktikum

Gambar 3. Grafik Hubungan Tegangan Permukaan VS Konsentrasi pada Suhu 15°C

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa nilai KKM yang terbentuk pada suhu 15°C adalah sebesar 188,3683.

Gelatin adalah produk parsial dari hidrolisis kolagen, yang merupakan hidrokoloid yang larut dalam air, termo reversibel, dan multifungsi. Gelatin merupakan salah satu produk hidrokoloid utama yang diperoleh dari hidrolisis protein kolagen dan bersifat hidrofilik. Gelatin merupakan hasil penggabungan beberapa rantai polipeptida untuk membentuk konformasi triple heliks. Gelatin terdiri dari deretan 50-1000 asam amino yang diikat menjadi satu. Dalam kolagen, struktur triple helix terdiri dari tiga rantai α sedangkan struktur gelatin terdiri dari tiga rantai berbeda. Rantai ini adalah rantai α, rantai β, dan rantai γ. Gelatin secara struktural terdiri dari rantai 3 asam amino berulang yang terdiri dari Glycine-Proline-Hydroxyproline (Said, 2020).

Gelatin berbentuk serbuk atau lembaran yang tidak berasa dan tidak berbau dengan tampilan tidak berwarna atau agak kuning. Larut dalam pelarut polar seperti air panas, gliserol, dan asam asetat, tetapi tidak larut dalam pelarut organik seperti alkohol. Gelatin memiliki banyak fungsi, diantaranya sebagai bahan penstabil (stabilizer), pengemulsi (emulsifier), zat pengikat, zat pengental, plastik alternatif (edible film), serta bahan matriks untuk implant. Gelatin memiliki sifat asam (karboksil) dan basa (amino dan guanidin). Gugus asam amino pada gelatin memberikan karakteristik amfoter karena gugus fungsi asam amino, amino terminal dan gugus karboksil dibentuk selama hidrolisis larutan asam kuat, gelatin bermuatan positif dan bermigrasi sebagai kation di medan listrik. Dengan larutan alkali kuat, gelatin menjadi bermuatan negatif dan bermigrasi sebagai anion. Tidak ada migrasi yang terjadi di titik tengah ketika titik isoelektrik adalah nol (Febriana et al., 2021).

Sumber:  Said, 2020

Gambar 4. Struktur Gelatin

DAFTAR PUSTAKA

Adiningsih, O. R., O. E. Puspita dan D. R. Rububiyah. 2022. Kosmetologi. Malang : Universitas Brawijaya Presss.

Amran, A. 2008. “Pengaruh Garam-Garam Nitrat Terhadap Konsentrasi Miselisasi Kritis (CMC, Critical Micellization Concentration) Saponin”. Jurnal Ilmiah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Vol. 11 (1) : 69 – 73.

Febriana, l. G., N. A. S. Stannia, A. N. Fitriani dan N. A. Putriana. 2021. “Potensi Gelatin dari Tulang Ikan sebagai Alternatif Cangkang Kapsul Berbahan Halal: Karakteristik dan Pra Formulasi”. Majalah Farmasetika. Vol. 6 (3) : 223 – 233.

Hall, J. E. 2018. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 13^th Edition. Singapore : Elsevier.

Ramdhan, M. R., R. Ariyani dan G. C. E. Darma. 2022. “Kajian Pustaka: Penentuan Nilai Konsentrasi Misel Kritis (KMK) Surfaktan serta Pengaruhnya terhadap Kelarutan Zat Aktif Farmasi”. Bandung Conference Series: Pharmacy. Vol. 2 (2) : 183 – 189.

Reningtyas, R. dan Mahreni. 2015. Biosurfaktan. Eksergi. Vol. 12 (2) : 12 – 22.

Said, M. I. 2020. “Role and Function of Gelatin in The Development of The Food and Non-Food Industry: A Review”. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 492 (1) : 1 – 8.

Setyawan, D. dan Paramita, D. P. 2019. Strategi Peningkatan Kelarutan Bahan Akrif Farmasi. Surabaya : Airlangga University Press.