| dc.description.abstract | Nitrit adalah senyawa anorganik yang secara luas ditemukan dimana-mana yang memainkan peran penting dalam berbagai sistem fisiologis, makanan, lingkungan, dan industri. Di dalam makanan, nitrit digunakan sebagai pengawet, zat antimikroba dalam daging olahan dan digunakan untuk mencipatkan warna merah muda dan memberikan rasa yang baik untuk proses curing daging. Namun menurut hasil pengamatan di masyarakat ditemukan beberapa sampel pangan mengandung nitrit melebihi ambang batas yang diizinkan. Sementara di lingkungan, nitrit banyak diperoleh dari limbah industri, domestik, dan pertanian. Nitrit sangat berpotensi bermigrasi ke air tanah karena sifatnya yang mudah larut dalam air dan tidak mudah menguap, sehingga mecemari persediaan air. Kehadiran nitrit berlebih dalam makanan dan air minum merupakan masalah kesehatan yang cukup besar. Keberadaanya di dalam tubuh dapat menyebabkan masalah kesehatan, salah satunya gejala karsinogenik.
Asam borat atau boraks merupakan bahan kimia berbahaya dan beracun yang secara legal digunakan sebagai bahan antiseptik, fungisida, insektisida, pestisida, kosmetik, obat-obatan, sabun dan deterjen. Residu penggunaan asam borat juga berpotensi tinggi menjadi sumber pencemar bagi lingkungan terutama lingkungan air melalui proses leaching sehingga mencemari persediaan air sebagai sumber air minum. Selain itu, di negara berkembang seperti Indonesia, bahan kimia ini disalahgunakan untuk mengawetkan, mengenyalkan dan meningkatan warna, tesktur serta aroma pada makanan seperti bakso, mie, kerupuk, dan tahu. Boraks atau asam borat sangat berbahaya meski hanya dalam jumlah kecil. Ia dapat menyebabkan gangguan pencernaan, otak, hati, dan ginjal.
Mengingat bahaya nitrit berlebih dan asam borat pada produk pangan dan air mimum, maka perlu adanya pendeteksi terhadap bahan-bahan kimia tersebut secara mudah, murah, cepat, dan ramah lingkungan. Biosensor colorimetric merupakan metode yang menjadi pusat perhatian karena metode ini mudah digunakan, murah, dan dapat diaplikasikan secara on site. Biosensor colorimetric dalam bentuk paper dipilih karena memiliki keunggulan diantaranya biayanya rendah, mudah difabrikasi, portabilitas, dapat mendeteksi dengan cepat, mudah digunakan, dan menggunakan reagen dan sampel yang minimum. Sehingga dalam penelitian ini dikembangkan biosensor berbentuk paper strip dengan colorimetric dari sumber bahan alam berupa senyawa bioaktif antosianin dan kurkumin yang didasarkan hasil penelitian kami sebelumnya. Sebelumnya kami melaporkan bahwa antosianin dan kurkumin terpilih menjadi bioaktif yang berpotensi dikembangkan menjadi biosensor untuk mendeteksi nitrit dan senyawa boron dari boraks, masing-masing.
Bahan aktif alami dari sumber bahan lokal seperti antosianin dan kurkumin, merupakan bahan alam yang menghasilkan warna dengan spesifisitas tertentu.
vi
Antosianin diekstrak dari dari ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L) dan kurkumin dari kunyit (Curcuma longa L.). Tipe warna dari masing-masing bioaktif dapat memberikan respon yang berbeda terhadap bahan kimia tertarget pada konsentrasi tertentu. Bioaktif merupakan senyawa yang tidak stabil terhadap kondisi lingkungan tertentu. Sehingga perlu dienkapsulasi dalam suatu matriks untuk meningkatkan kestabilann dan daya rekatnya pada media paper ketika dikembangkan menjadi biosensor paper strip. Dalam penelitian ini modifikasi selulosa dalam bentuk Carboxymethyl Cellulose (CMC) yang dikombinasikan dengan Polyvinyl Alcohol (PVA) dan modifikasi pati dalam bentuk maltodekstrin digunakan sebagai matriks pembawa untuk mengikat bioaktif dalam bentuk mikro atau nanoenkapsulasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan mengembangkan paper strip dengan indikator bioaktif dalam bentuk antosianin dan kurkumin terenkapsulasi dalam matriks CMC/PVA dan maltodekstrin secara berurutan sebagai biosensor untuk mendeteksi nitrit dan asam borat masing-masing dengan sensitivitas, selektivitas, dan stabilitas yang baik.
Dalam pengembangannya sebagai biosensor paper strip, antosianin telah berhasil dienkapsulasi dalam matriks CMC/PVA. Stabilitas antosianin meningkat setelah dienkapsulasi dalam matriks CMC/PVA. Enkapsulasi antosianin memiliki homogenitas yang baik dan terenkapsulasi dengan kuat dalam matriks CMC/PVA. Sebagai paper strip, gel antosianin dapat dilapiskan secara homogen dan stabil pada permukaan kertas dengan permukaan yang halus. Gel antosianin melekat dan terikat dengan baik pada kertas saring. Sehingga, ketika diaplikasikan pada penginderaan nitrit, nitrit dapat meresap perlahan tanpa menyebabkan pewarna antosianin terlepas dari matriks. Akibatnya, interaksi nitrit dan paper strip dapat memberikan respons perubahan warna yang homogen dari merah menjadi kuning. Antosianin dapat mendeteksi nitrit dengan LOD 175.74 ppm pada konsentrasi nitrit kisaran 200-700 ppm.
Enkapsulasi kurkumin dalam bentuk nanoemulsi dengan matriks dan penstabil maltodekstrin dapat meningkatkan stabilitas termalnya. Nanoemulsi kurkumin dengan penambahan asam oksalat dan asam klorida pekat terpilih menjadi reagen terbaik untuk biosensor colorimetric untuk deteksi asam borat karena memberikan perubahan warna merah ceri yang seragam dan kontras setelah kontak dengan asam borat. Seperti halnya paper strip antosianin, paper strip berbasis nanoemulsi kurkumin ini dapat mendeteksi asam borat dengan LOD 105.56 ppm pada kisaran 200-700 ppm.
Berdasarkan hasil penelitian ini, biosensor berbentuk paper strip ini menyediakan kepraktisan dalam pemakaian dan berpeluang besar untuk diaplikasikan dalam makanan dan air minum di masa mendatang sehingga dapat bermanfaat bagi masyarakat. Selain praktis, kedua biosensor tersebut merupakan green sensor karena menggunakan reagen colorimetric dari bahan alam dan tentunya lebih murah dan mendeteksi dengan cepat. | id |
