Rekayasa Proses Enkapsulasi Hidrolisat Kolagen Kulit Ikan Patin (Pangasius sp.) dengan Nanostructured Lipid Carrier (NLC) sebagai Serum Kosmetik yang Diperkaya Ekstrak Lidah Buaya

Abstract

Hidrolisat kolagen dihasilkan dari proses hidrolisis kolagen yang terdapat pada tulang, kulit, dan jaringan ikat hewan seperti sapi, babi, unggas, dan ikan. Kulit ikan patin dapat menjadi sumber kolagen yang cukup aman dan juga halal. Hidrolisat kolagen terbukti memiliki aktivitas biologis sebagai antipenuan. Hal ini karena hidrolisat kolagen dapat merangsang biosintesis protein ekstraseluler pada kulit. Untuk menghasilkan hidrolisat kolagen dengan aktivitas antioksidan yang tinggi, metode secara enzimatis dapat dilakukan. Enzim alkalase dan papain banyak dipilih untuk menghidrolisis protein. Hidrolisat kolagen (3-25 kDa) memiliki bobot molekul yang lebih rendah dibandingkan dengan kolagen (300 kDa) sehingga mampu berpenetrasi ke lapisan kulit yang lebih dalam. Namun, hidrolisat kolagen memiliki kelemahan yaitu bersifat higroskopis dan tidak stabil terhadap lingkungan. Sistem nanostructured lipid carrier (NLC) memiliki kemampuan enkapsulasi yang tinggi, rilis yang terkontrol, stabil secara termodinamik dan mampu meningkatkan bioavailabilitas senyawa bioaktif. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan formula optimal dari sistem pembawa NLC yang memuat hidrolisat kolagen dengan menentukan lipid padat (setil palmitat) dan lipid cair (asam oleat) dan konsentrasi hidrolisat kolagen untuk dapat menghasilkan NLC hidrolisat kolagen dengan karakteristik yang baik berdasarkan nilai ukuran partikel, indeks polidispersitas dan zeta potensial. Hasil NLC yang memuat hidrolisat kolagen akan dijadikan serum kosmetik dengan tambahan bahan aktif lain berupa ekstrak lidah buaya. Ekstrak lidah buaya dapat digunakan untuk melembutkan dan melembabkan kulit serta sebagai pelapis kulit bagian terluar dan menghambat terjadinya hidrasi air kulit. Penelitian dilakukan dalam empat tahapan. Tahap pertama adalah ekstraksi kolagen dari kulit ikan patin dengan mengkombinasikan metode asam dan enzim menggunakan enzim papain. Penelitian terdahulu masih banyak yang menggunakan enzim pepsin dalam ekstraksi kolagen sehingga sulit diaplikasikan karena berbenturan dengan kehalalan bagi beberapa agama. Metode ini mampu menghasilkan derajat pengembangan tertinggi sebesar 425,49% Sementara konsentrasi enzim terbaik yaitu sebesar 5000 U/mg dengan waktu perendaman dalam larutan enzim selama 72 jam menghasilkan rendemen kolagen tertinggi sebesar 18,94%. Kolagen mengandung asam amino utama dengan residu terbesar yaitu glisin dan prolin masing-masing sebesar 25,56% dan 13,86%. Komposisi asam amino, bobot molekul dan gugus fungsi menunjukkan bahwa PaSC (papain soluble collagen) merupakan kolagen tipe 1. PaSC memiliki nilai pH sebesar 4,51 dan viskositas 3,42 cP. Morfologi kolagen menunjukkan PaSC memiliki struktur permukaan berserat seperti kapas. PaSC memiliki ukuran partikel sebesar 328,7 nm dengan keseragaman ukuran partikel dilihat dari nilai PDI 0,36, namun gaya tolak menolak antarpartikel rendah dengan nilai zeta potensial 3,35 mV sehingga memungkinkan partikel mudah teragregasi. Kolagen yang dihasilkan dari penelitian tahap pertama selanjutnya digunakan untuk menghasilkan hidrolisat kolagen. Pembuatan hidrolisat kolagen masih jarang diteliti sehingga perlu eksplorasi lebih dalam untuk menghasilkan hidrolisat kolagen dengan metode yang baik. Pada penelitian ini hidrolisat kolagen dihidrolisis menggunakan kombinasi metode enzim dan fisik (ultrasonic probe). Kebanyakan penelitian masih menggunakan watebath ultrasound dalam menghasilkan hidrolisat kolagen. Metode ini menghasilkan nilai derajat hidrolisis, kapasitas penghambatan DPPH, pH, viskositas, ukuran partikel, indeks polidispersitas (PDI), dan zeta potensial yang baik dari hidrolisat kolagen yang dihidrolisis dengan alkalase (HCA) dibandingkan papain (HCP). Analisis berat molekul, gugus fungsi dan komposisi asam amino menegaskan bahwa kedua produk tersebut adalah hidrolisat kolagen. Rendemen kedua hidrolisat kolagen baik HCA dan HCP masih termasuk rendah dengan nilai berturut-turut sebesar 4,48% dan 4,66%. Tahap ketiga yaitu membuat formula nanostructured lipid carrier (NLC) yang memuat hidrolisat kolagen yang dihasilkan dari tahap dua atau disebut NLC-HC. NLC merupakan sistem suatu sistem penghantar obat berukuran nano yang pada umumnya tersusun oleh lipid padat, lipid cair dan emulsifier. Pada penelitian ini digunakan setil palmitat sebagai lipid padat, asam oleat sebagai lipid cair, tween 80 dan span 80 sebagai surfaktan. Hasil penelitian menunjukkan NLC-HCA (hidrolisat kolagen dihidrolisis alkalase) memiliki ukuran partikel lebih kecil dibandingkan dengan NLC-HCP (hidrolisat kolagen dihidrolisis papain), yakni sekitar 33,59 – 64,23 nm. Indeks polidispersitas menunjukkan baik NLC-HCA maupun NLC-HCP memiliki keseragaman ukuran (monodispersi) dengan nilai PDI <5. Zeta potensial semua formula menunjukkan nilai <-30 mV sehingga kemungkinan formula teragregasi kecil karena gaya tolak menolak yang tinggi. NLC-HCA memiliki tingkat kekentalan lebih rendah dibandingkan NLC-HCP dengan nilai pH sesuai dengan rentang pH kulit. Homogenitas dan daya sebar formula NLC-HCA maupun NLC-HCP sangat baik.. NLC-HCA maupun NLC-HCP memiliki kestabilan yang baik selama penyimpanan 4 minggu pada suhu 4°C, suhu ruang dan suhu 40°C ditandai dengan tidak adanya pemisahan pada sistem NLC. Morfologi NLC-HCA menunjukkan bentuk yang bulat yang menandakan hidrolisat kolagen diselimuti oleh lipid. Tahap terakhir adalah pembuatan serum NLC-HC dengan menggunakan NLC-HCA COA0,5A dan NLC-HCP COP0,5A sebagai bahan aktif dalam serum. Serum kosmetik yang dihasilkan menunjukkan serum wajah NLC hidrolisat kolagen memiliki homogenitas yang baik dengan tipe emulsi minyak dalam air. Viskositas terbesar dari semua formula yaitu pada formula F0. Sementar untuk daya sebar serum yaitu pada formula F1. Semua formula memiliki pH yang sesuai dengan pH wajah. Stabilitas semua formula serum cukup baik dilihat dari penyimpanan selama 4 minggu tidak terjadi perubahan dari daya sebar, homogenitas, warna dan tekstur. Efektivitas kelembaban dari serum yang diaplikasikan pada kulit responden menunjukkan adanya peningkatan kelembaban selama pemakaian 5 hari serta tidak adanya iritasi berupa kulit kemerahan, gatal maupun pembengkakan pada responden.