Pengembangan Proses Emulsi Pickering Minyak Pala Dengan Penstabil Kitosan Sebagai Sediaan Antimikroba Rongga Mulut

Abstract

Penelitian ini mengembangkan sistem emulsi Pickering alami berbasis agregat kitosan untuk menstabilkan dan melepaskan minyak atsiri pala (Myristica fragrans Houtt.) sebagai agen antimikroba oral yang aman, efektif, dan berkelanjutan. Penelitian dilaksanakan dalam beebrapa tahapan (1) skrining aktivitas antimikroba minyak atsiri pala terhadap patogen rongga mulut utama (Streptococcus mutans, S. sanguinis, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans); (2) sintesis kitosan berderajat deasetilasi (DD) tinggi sebagai penstabil emulsi sekaligus agen antimikroba; (3) formulasi dan evaluasi stabilitas fisik emulsi minyak pala–kitosan serta enkapsulasi emulsi minyak pala-kitosan dalam maltodekstrin dan uji pelepasan bahan aktif dan efikasi antimikroba sistem terhadap mikroba target. Hasil pengujian in-vitro menunjukkan bahwa minyak fuli pala (MEO) memiliki aktivitas antimikroba terkuat, dengan konsentrasi hambat minimum (KHM) serendah 75 µg/mL terhadap C. albicans. Komponen utama yang berperan adalah miristisin (16,53 %), safrol (4,57 %), eugenol (0,99 %), dan terpinen-4-ol (5,10 %), yang bekerja sinergis merusak membran sel, menghambat pembentukan biofilm, dan menyebabkan abnormalitas morfologi sel mikroba (terbukti melalui SEM). Minyak fuli pala juga menunjukkan aktivitas antioksidan yang lebih unggul (IC50 3,38 mg/mL) dibandingkan minyak daun atau biji, sehingga memenuhi kriteria sebagai agen bioaktif inti. Akan tetapi minyak ini tidak dipilih dalam penelitian selanjutnya karena kandungan safrol yang tinggi. Kitosan komersial (DD 74,5 %) berhasil dimodifikasi menjadi DD =86 % melalui maserasi alkali (NaOH 50 %) selama 96 jam. Kitosan yang dihasilkan memiliki bobot molekul 506 kD, dan menunjukkan aktivitas antimikroba terbaik pada pH 4,5–6,0 melalui mekanisme protonasi gugus amin (-NH2 menjadi -NH3?) yang memediasi interaksi elektrostatik dengan dinding sel mikroba. Pada kondisi ini, kitosan tidak hanya berfungsi sebagai biopolimer penstabil, tetapi juga berpotensi sebagai agen antimikroba aktif yang memperkuat efek minyak pala. Emulsi Pickering berbasis agregat kitosan berhasil diformulasikan tanpa surfaktan sintetik. Sistem terbaik ditentukan dari ukuran droplet terkecil dan tidak terjadi kriming selama pengamatan 28 hari, diperoleh pada konsentrasi kitosan 1% (b/b), fraksi minyak 30% (v/v), tanpa perlakuan ultrasonikasi terhadap larutan kitosan. Emulsi menunjukkan perilaku reologi gel-like, dengan modulus penyimpanan (G') mendominasi modulus kehilangan (G?). Analisis FTIR memperkuat bukti interaksi fisik antara kitosan dan minyak pala melalui ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik, tanpa pembentukan ikatan kovalen baru. Profil pelepasan minyak pala dalam media simulasi rongga mulut (pH 6,7) mengikuti model Higuchi, menunjukkan pelepasan terkendali selama 24 jam. Mekanisme ini sesuai untuk aplikasi obat kumur atau gel antimikroba. Uji efikasi antimikroba emulsi terhadap mikroba target menunjukkan efek sinergis yang lebih kuat dibandingkan minyak pala atau kitosan secara terpisah, terutama terhadap S. mutans dan C. albicans yang merupakan patogen utama karies dan kandidiasis oral. Enkapsulasi minyak pala-kitosan berhasil menurunkan dosis penghambatan pertumbuhan mikroba dari 150 mg/mL minyak biji pala murni menjadi 100 mg/mL enkapsulat minyak pala-kitosan yang setara dengan 25 mg/mL minyak biji pala. Secara keseluruhan, sistem emulsi Pickering ini menunjukkan efikasi antimikroba dan stabilitas fisik yang sangat baik, sifat biodegradable, dan profil keamanan yang tinggi (GRAS). Sistem ini berpotensi digunakan sebagai obat kumur alami, gel antimikroba oral, pengawet pangan fungsional, atau platform delivery senyawa bioaktif lainnya. Temuan ini memberikan kontribusi ilmiah signifikan dalam pengembangan teknologi enkapsulasi alami berbasis polisakarida kationik dan minyak atsiri, serta membuka peluang aplikasi komersial dalam industri kesehatan oral dan pangan fungsional.