12 Bab III Metode Penelitian III.1 Gambaran Umum Penelitian Gambaran umum penelitian terdiri dari beberapa tahapan yaitu proses ekstraksi, pembuatan larutan prekursor, pembuatan hidrogel dengan metode freeze-thaw, dan karakterisasi hidrogel. Gambar III. 1 Skema tahapan penelitian III.2 Tahap Penelitian III.2.1 Ekstraksi Selulosa dari Tongkol Jagung Serbuk tongkol jagung diperoleh dari produsen di Yogyakarta. Proses ekstraksi selulosa dari serbuk tongkol jagung dilakukan dengan menggunakan 3 tahapan yaitu delignifikasi, bleaching dan hidrolisis asam. Proses delignifikasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan lignin (delignifikasi). Proses tersebut dilakukan Optimasi dari metode sintesis hidrogel Ekstraksi selulosa dari tongkol jagung Optimasi parameter: jumlah siklus, suhu, dan waktu untuk freeze-thaw Analisis kadar selulosa Sintesis hidrogel berbasis selulosa dari tongkol jagung Variasi konsentrasi pada larutan precursor untuk optimasi struktur hidrogel Uji mikrobilolgi: Antibakteri in- vitro Karakterisasi fisikokimia dan biokompatibilitas hidrogel Uji Sitotoksisitas Sifat fisikokimia: SEM, XRD, DSC/TGA, FTIR, uji pengembangan (Swelling degree), uji fraksi gel (Gel Fraction) dan uji tekan 13 dengan mencampurkan serbuk tongkol jagung dengan larutan NaOH 10%, kemudian dilakukan pengadukan menggunakan stirrer selama 72 menit pada suhu 80°C agar menghasilkan larutan yang homogen. Setelah homogen dilakukan penyaringan sekaligus penetralan pH dengan pembilasan menggunakan aquades. Setelah pH netral kemudian filtrat tersebut dikeringkan pada suhu 50°C selama 24 jam. Hasil serbuk dari proses delignifikasi (filtrat-1) kemudian diproses kembali pada tahapan bleaching. Proses bleaching dilakukan untuk mendegradasi sisa lignin yang masih tersisa, memperbaiki kecerahan, dan meningkatkan kemurnian selulosa. Proses tersebut dilakukan dengan mencampurkan filtrat-1 dengan larutan NaClO 5% dan diaduk menggunakan stirrer selama 30 menit pada suhu 40°C sampai larutannya homogen. Setelah itu dilakukan penyaringan sekaligus penetralan pH dengan menggunakan aquades. Setelah pH netral kemudian filtrat-1 tersebut dikeringkan pada suhu 50°C selama 24 jam. Hasil serbuk dari proses bleaching (filtrate-2) kemudian diproses kembali pada tahapan hidrolisis asam. Proses hidrolisis asam dilakukan untuk menghilangkan hemiselulosa yang masih tersisa. Proses tersebut dilakukan dengan mencampurkan filtrat-2 dengan larutan H 2SO4 10%, kemudian diaduk menggunakan stirrer selama 60 menit pada suhu ruang agar larutannya homogeny. Setelah homogen dilakukan penyaringan sekaligus penetralan pH dengan pembilasan menggunakan aquades. Setelah pH netral kemudian filtrat tersebut dikeringkan pada suhu 50°C selama 24 jam menghasilkan filtrat-3 (Serbuk selulosa) (Enawgaw et al., 2021). III.2.1 Pembuatan Larutan Prekursor dan Hidrogel Larutan prekursor dibuat dengan mencampurkan 5% (b/b) serbuk selulosa kedalam larutan NaOH dengan variasi NaOH sebesar 2%, 3%, 4%, 5%, 6% dan 7% (b/b) berturut-turut menghasilkan sampel dengan kode CN-2%, CN-3%, CN- 4%, CN-5%, CN-6%, dan CN-7%. Campuran larutan tersebut diaduk menggunakam magnetic stirrer pada suhu ruang selama ± 48 jam sampai homogen dan terjadi gelatinisasi. Larutan prekursor dimasukkan ke dalam potzlap untuk dibuat menjadi hidrogel. Hidrogel dibuat dengan menggunakan metode freeze-thaw dalam enam siklus. Proses pembekuan (freezing) dilakukan selama 20 jam pada suhu -25 o C dan proses pencairan (thawing) dilakukan selama 4 jam pada suhu 37 o C. 14 III.3 Karakteriasi III.3.1 Pengujian Kadar Selulosa Pengujian kadar selulosa dilakukan dengan menggunakan metode Chesson (Chesson, 1981). Pengujian dilakukan dengan menggunakan 1 gram sampel kering (massa a) yang ditambahkan dengan 150mL H 2O kemudian direfluks selama 60 menit pada suhu 100 o C. Hasilnya kemudian disaring dan residu yang dihasilkan dicuci dan dikeringkan sampai massanya konstan (massa b). Kemudian sampel kering yang dihasilkan ditambah dengan H 2SO4 1 N dan prosesnya sama dengan proses sebelumnya hingga menghasilkan massa kering (massa c). Residu kering kemudian ditambahkan dengan H 2SO4 72% dan direndam pada suhu kamar selama 4 jam. Hasil tersebut kemudian ditambahkan H 2SO4 1 N dan direfluks selama 60 menit pada suhu 100 o C, kemudian disaring dan residu dikeringkan sampai massanya konstan (massa d). Kadar selulosa diperoleh dengan menggunakan persamaan 3.1 ƒ†ƒ”•‡Ž—Ž‘•ƒ:�;L a. × Ô H srr¨ (3.1) (Ischak et al., 2021) III.3.2 Derajat Pengembangan, Kehilangan Berat dan Fraksi Gel Kemampuan hidrogel dalam menyerap jumlah maksimum cairan ditentukan dengan mengukur nilai derajat pengembangan (swelling degree). Hidrogel dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C sampai massanya konstan sebelum dilakukan pengujian (Edikresnha et al., 2021). Hidrogel direndam dalam potzlap yang telah diisi dengan larutan garam fosfat (PBS) yang memiliki pH 7,4 dan disimpan pada suhu 37 o C. Massa hidrogel kemudian diukur pada beberapa interval waktu. Massa hidrogel basah diukur setelah permukaan hidrogel dikeringkan menggunakan kertas saring. Derajat pengembangan hidrogel didefinisikan sebagai persentase kenaikan massa hidrogel setelah direndam dibandingkan dengan massa hidrogel kering sebelum direndam. ‡”ƒŒƒ–’‡�‰‡�„ƒ�‰ƒ�:�;L S 6FS 5 S 5H srr¨ (3.2) dengan w1 = massa hidrogel yang telah dikeringkan, dan w2 = massa setelah perendaman. 15 Mekanisme pengembangan hidrogel dilihat dari model kinetika pengembana hidrogel orde pertama dan orde kedua. Persamaan kinetika orde pertama ditunjukkan oleh persamaan 3.3 (Erceg et al., 2021) @5 ç @P L- 5:5 ØF5 ç; (3.3) dimana: 5 ç = pengembangan pada waktu t 5 Ø = pengembangan maksimum - 5 = konstanta kinetika orde pertama (jam -1 ) Persamaan 3.3 diintegralkan untuk keadaan t dari 0 sampai t dan untuk keadaan S t dari 0 sampai S t, sehingga diperoleh persamaan 3.4. HJ ÌÐ ÌÐ.