BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
C. Sifat Fisik Sabun Cair Transparan Ekstrak Lengkuas
Sifat fisik sediaan sabun cair transparan ekstrak lengkuas yang diuji meliputi organoleptis (bentuk, bau, dan warna), pH, ketahanan busa, dan viskositas. Uji sifat fisik sediaan bertujuan untuk mengetahui kualitas sabun cair ekstrak lengkuas yang telah dibuat. Pengujian sifat fisik sediaan seluruhnya dilakukan setelah 48 jam pembuatan. Hal ini bertujuan memberi waktu pada sediaan untuk membentuk sistem yang seharusnya setelah proses pembuatan, sehingga hasil pengukuran tidak terpengaruh akibat adanya energi dari gaya mekanik oleh pengadukan pada saat pencampuran bahan. Hasil pengujian sifat fisik sediaan yang dibuat disajikan pada tabel V.
Tabel V. Hasil pengujian sifat fisik sabun cair transparan ekstrak lengkuas
Sifat fisik F1 Fa Fb Fab
Organoleptis
Wujud cairan kental
Warna coklat kekuningan
Bau khas (campuran aroma melati dan lengkuas)
pH 6,5
Selisih tinggi busa (cm) 0,13 ± 0,06 0,37 ± 0,06 0,20 ± 0,10 0,17 ± 0,06 Viskositas (d.Pa.s) 1,33 ± 0,21 12,33 ± 1,53 10,17 ± 0,76 27,33 ± 2,52
Keterangan : nilai selisih tinggi busa dan viskositas adalah nilai pengujian ± SD
1. Organoleptis dan pH
Organoleptis sediaan sabun cair transparan ekstrak lengkuas yang diamati meliputi wujud, bau, dan warna. Hasil pengujian organoleptis dan pH pada tabel V menunjukkan bahwa setiap formula sabun cair yang dibuat memiliki wujud, warna, bau dan pH yang sama. Warna coklat kekuningan yang dihasilkan merupakan warna campuran dari gelatin yang berwarna kuning dan ekstrak lengkuas yang berwarna coklat pekat kekuningan.
Optimasi formula berdasarkan pH sediaan tidak dilakukan pada penelitian ini. Hal tersebut dikarenakan sediaan dari tiap-tiap formula memiliki nilai pH yang sama yang artinya penambahan betaine dan gelatin dalam jumlah yang berbeda tidak mempengaruhi pH sediaan. Seperti protein yang lain, gelatin juga bersifat amfoter yang dapat bertindak sebagai asam maupun basa, tergantung pH lingkungannya. Lingkungan yang semakin basa akan membuat gelatin bermuatan negatif dan lingkungan yang semakin asam akan membuat gelatin bermuatan positif (Schrieber et al., 2007). Lingkungan
37
di sekitar gelatin yang bersifat basa, maka ion hidrogen (H+) yang terdapat pada gugus amino cenderung dilepaskan untuk berikatan dengan ion hidroksil (OH-) yang ada di lingkungan, sehingga pH akhir sediaan mengarah pada pH netral. Nilai pH sediaan yakni 6,5 dan telah sesuai dengan pH kulit yaitu 4,5-7 (Buchmann, 2001).
2. Ketahanan busa
Parameter yang dapat diukur dan dapat menunjukkan sifat fisik dari suatu sediaan sabun cair adalah ketahanan busa. Ketahanan busa merupakan kemampuan busa yang dihasilkan oleh sabun cair dengan penggojogan dalam waktu, kecepatan, dan kekuatan tertentu untuk mempertahankan diri agar tidak mudah pecah. Pengukuran dilakukan pada menit ke-0 dan menit ke-5 setelah penggojogan dengan skala pengukuran 0,1 cm. Nilai ketahanan busa didapatkan dari selisih tinggi busa pada menit ke-5 dengan tinggi busa pada menit ke-0. Semakin kecil nilai selisih tinggi busa tersebut maka semakin besar ketahanan busa formula yang dibuat.
Berdasarkan data pada tabel V, formula A menunjukkan nilai ketahanan busa yang paling rendah dibandingkan ketiga formula lainnya. Formula A ini mengandung komposisi betaine pada level tinggi dan gelatin pada level rendah. Ketahanan busa formula A tersebut paling rendah dapat dikarenakan adanya peningkatan jumlah betaine akan meningkatkan banyaknya busa yang dihasilkan oleh sabun cair, namun proporsi gelatin sebagai pelindung lapisan busa tidak sebanding dengan banyaknya busa yang dibentuk.
Betaine adalah salah satu surfaktan yang dapat meningkatkan banyaknya busa yang dihasilkan oleh suatu sediaan sabun dan gelatin merupakan bahan yang dapat membentuk lapisan film yang dapat melindungi dan menstabilkan suatu lapisan permukaan. Gelatin akan mengelilingi fase terdispersi sebagai lapisan tipis atau film yang diadsorpsi pada permukaan fase terdispersi tersebut. Lapisan yang terbentuk ini menyebabkan busa tidak mudah pecah dan akan mencegah pula tergabungnya busa-busa yang dihasilkan pada penggojogan sabun cair. Penggojogan yang dilakukan menyebabkan udara dalam tabung bersumbat akan terdispersi dalam cairan sabun. Surfaktan kemudian membentuk suatu lapisan dengan molekulnya teradsorpsi pada permukaan lapisan tersebut. Bagian polar surfaktan akan berada pada sisi luar lapisan dan berinteraksi dengan air, sedangkan bagian non-polar berinteraksi dengan udara yang terjebak.
Gelatin tipe A yang digunakan dalam penelitian dapat membentuk lapisan yang cenderung bermuatan positif pada lingkungan yang bersifat basa lemah (Schrieber et al., 2007). Adanya muatan tersebut akan menyebabkan gaya tolak menolak antar lapisan film. Oleh karena itu, lapisan tersebut dapat mencegah terjadinya kontak atau bergabungnya kembali fase terdispersi, yakni udara yang telah terjebak dalam bentuk busa. Karena adanya kombinasi komponen surfaktan dan gelatin ini akan memperkuat film sehingga film rupture dapat dicegah.
Berdasarkan hasil yang didapat dari analisis statistik dengan program
39
adanya interaksi betaine dan gelatin dibandingkan faktor betaine dan gelatin yakni ditunjukkan dengan nilai efek yang lebih besar. Nilai efek tersebut disajikan pada tabel VI. Persamaan desain faktorial yang didapatkan untuk respon ketahanan busa menunjukkan p-value < 0,05 yang berarti hasil permodelan signifikan pada respon ketahanan busa sabun cair transparan ekstrak lengkuas. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut:
Y = - 0,87037 + 0,13704 (X1) + 0,22963 (X2) – 0,029630 (X1)(X2)...(6) dengan X1 adalah faktor betaine, X2 adalah faktor gelatin, dan X1.X2 adalah interaksi faktor betaine dan gelatin.
Tabel VI. Efek betaine dan gelatin serta interaksi keduanya dalam menentukan respon ketahanan busa
Faktor Efek p-value p-value
persamaan
Betaine 0,100 0,0400
0,0158 Gelatin -0,067 0,1411
Interaksi -0,13 0,0114
Data pada tabel VI menunjukkan bahwa betaine dan interaksi kedua faktor dapat mempengaruhi respon ketahanan busa secara signifikan (p-value
< 0,05), sedangkan gelatin tidak memberikan efek yang signifikan terhadap respon ketahanan busa dengan p-value > 0,05. Berdasarkan nilai efek, betaine
menunjukkan nilai positif, sehingga efeknya adalah menurunkan ketahanan busa karena selisih tinggi busa yang meningkat, sedangkan gelatin dan interaksi kedua faktor mampu meningkatkan ketahanan busa karena selisih tinggi busa yang menurun yang ditunjukkan dari nilai efek positif.
B- 2
B+ 5
A- 7
A+ 10
Gambar 5. Grafik hubungan betaine terhadap respon ketahanan busa
Gambar 6. Grafik hubungan gelatin terhadap respon ketahanan busa
Gambar 5 dan 6 menunjukkan bahwa adanya peningkatan penggunaan
betaine dan gelatin mempengaruhi ketahanan busa dari sabun cair transparan A: Betaine (gram) B: Gelatine (gram) 7 7.6 8.2 8.8 9.4 10 S e li s ih t in g g i b u s a ( c m ) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 2 3 2 2 Interaction B: Gelatine (gram) A: Betaine (gram) 2 2.6 3.2 3.8 4.4 5 S e li s ih t in g g i b u s a ( c m ) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 2 2 3 2 Interaction
41
yang dibuat. Peningkatan betaine pada gelatin level rendah, terjadi peningkatan selisih tinggi busa, sedangkan semakin meningkatnya betaine
pada gelatin level tinggi, selisih tinggi busa semakin menurun (gambar 5). Peningkatan gelatin pada betaine level rendah, terjadi peningkatan selisih tinggi busa, sedangkan semakin meningkatnya gelatin pada betaine level tinggi, selisih tinggi busa semakin menurun (gambar 6). Gelatin yang ditambahkan pada level rendah tidak dapat melindungi busa yang dibentuk oleh betaine pada level tinggi secara optimal, sehingga busa tersebut tidak dapat mempertahankan diri dari karena busa lebih mudah mengalami thinning
maupun koalesensi dan pada akhirnya pecah.
Gambar 7. Contour plot respon ketahanan busa
Persamaan desain faktorial yang didapatkan menghasilkan contour plot seperti pada gambar 7. Warna yang ditampilkan pada grafik contour plot
7.00603 7.58075 8.15547 8.73019 9.30492 9.87964 2 2.6 3.2 3.8 4.4
5 Selisih tinggi busa (cm)
A: Betaine (gram) B : G e la ti n e ( g ra m ) 0.15 0.2 0.25 0.3 Selisih tinggi busa (cm)
0.4 0.1
tersebut menunjukkan gambaran hasil pengukuran selisih tinggi busa sabun cair transparan yang dibuat. Semakin biru area pada grafik menunjukkan semakin kecil selisih tinggi busa yang berarti semakin tinggi ketahanan busa sediaan. Semakin merah area pada grafik menunjukkan semakin besar selisih tinggi busa yang berarti semakin rendah ketahanan busa sediaan. Ketahanan busa semakin rendah pada penambahan betaine yang semakin banyak dan gelatin yang semakin sedikit.
3. Viskositas
Viskositas merupakan salah satu parameter yang menunjukkan sifat fisik sediaan sabur cair dan dapat mempengaruhi kemudahan sedian untuk mengalir. Viskositas berkaitan dengan pengisian ke dalam wadah kemasan dan pengaplikasian sediaan nantinya. Tahanan untuk mengalir akan meningkat jika viskositas suatu cairan semakin tinggi sehingga sediaan akan sulit dituang, sedangkan apabila viskositas terlalu rendah, maka sediaan mudah untuk mengalir. Hasil pengukuran pada tabel V menunjukkan pada penggunaan jumlah betaine yang sama namun dengan jumlah gelatin yang meningkat terdapat peningkatan viskositas, begitu pula yang terjadi pada penggunaan gelatin yang sama dan jumlah betaine yang meningkat.
Berdasarkan hasil yang didapat dari analisis statistik dengan program
Design Expert 9.0.4 trial, persamaan desain faktorial yang didapatkan untuk respon viskositas menunjukkan p-value < 0,05 yang berarti hasil permodelan signifikan pada respon viskositas. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut : Y = - 20,62963 + 2,29630 (X1) – 1,85185 (X2) + 0,68519 (X1)(X2)...(7)
43
dengan X1 adalah faktor betaine, X2 adalah faktor gelatin, dan X1.X2 adalah interaksi faktor betaine dan gelatin.
Tabel VII. Efek betaine dan gelatin serta interaksi keduanya dalam menentukan respon viskositas
Faktor Efek p-value p-value
persamaan
Betaine 14,08 <0,0001
<0,0001 Gelatin 11,92 <0,0001
Interaksi 3,08 0,0080
Data pada tabel VII menunjukkan bahwa betaine dan gelatin merupakan faktor yang secara signifikan mempengaruhi viskositas sediaan (p-value < 0,05), sedangkan interaksi kedua faktor mempengaruhi viskositas secara tidak signifikan (p-value > 0,05). Berdasarkan hasil analisis desain faktorial, faktor dominan yang mempengaruhi respon viskositas adalah
betaine ditunjukkan dengan nilai efek yang paling besar dibandingkan dengan gelatin dan interaksi kedua faktor tersebut. Betaine, gelatin, maupun interaksi keduanya menunjukkan nilai efek yang positif, sehingga efek faktor tersebut adalah meningkatkan viskositas sabun cair transparan ekstrak lengkuas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 8. Grafik hubungan betaine terhadap respon viskositas
Gambar 9. Grafik hubungan gelatin terhadap respon viskositas
Gambar 8 dan 9 menunjukkan bahwa peningkatan penggunaan betaine
dan gelatin mempengaruhi viskositas dari sabun cair transparan yang dibuat.
Betaine maupun gelatin sama-sama dapat mempengaruhi viskositas yakni dengan peningkatan betaine maupun gelatin, viskositas sabun cair transparan
A: Betaine (gram) B: Gelatine (gram) 7 7.6 8.2 8.8 9.4 10 V is k o s it a s ( d .P a .s ) -10 0 10 20 30 2 2 Interaction B: Gelatine (gram) A: Betaine (gram) 2 2.6 3.2 3.8 4.4 5 V is k o s it a s ( d .P a .s ) -10 0 10 20 30 2 2 Interaction B- 2 B+ 5 A- 7 A+ 10
45
juga meningkat. Peningkatan betaine pada gelatin level rendah maupun level tinggi, terjadi peningkatan viskositas (gambar 8). Peningkatan gelatin pada
betaine level rendah maupun level tinggi, juga terjadi peningkatan viskositas (gambar 9).
Gambar 10. Contour plot respon viskositas
Persamaan desain faktorial yang didapatkan menghasilkan contour plot
seperti pada gambar 10. Warna yang ditampilkan pada grafik contour plot
tersebut menunjukkan gambaran hasil pengukuran viskositas sabun cair transparan yang dibuat. Semakin biru area pada grafik menunjukkan semakin rendah viskositas sediaan dan semakin merah area pada grafik menunjukkan semakin tinggi viskositas sediaan. Peningkatan viskositas terjadi ketika terdapat peningkatan betaine dan gelatin yang ditambahkan pada sediaan.
7 7.6 8.2 8.8 9.4 10 2 2.6 3.2 3.8 4.4 5 Viskositas (d.Pa.s) A: Betaine (gram) B : G e la ti n e ( g ra m ) 5 10 15 20 25 3 3 3 3 Viskositas (d.Pa.s) Design Points 30 1.1
Peningkatan viskositas ini disebabkan adanya penambahan betaine
dan gelatin. Betaine dalam pH lingkungan di sekitarnya yang relatif basa dapat bersifat anionik pada bagian hidrofilik di permukaan micelle, sedangkan gelatin tipe A yang digunakan cenderung bermuatan positif karena lingkungannya yang basa lemah. Betaine dapat berinteraksi dengan gelatin sehingga menyebabkan interaksi surfaktan tersebut dengan air berkurang. Interaksi antara betaine dan gelatin juga dapat mengurangi electrostatic repulsion antar bagian polar surfaktan sehingga surfaktan dapat dengan mudah membentuk micelle. Peningkatan konsentrasi surfaktan yang digunakan dapat mengakibatkan pembentukan rod-like micelle yang saling berpilin yang menyebabkan tahanan (viskositas) sistem meningkat.
Gelatin memiliki peran sebagai thickening agent yang dapat menambah kekentalan dari suatu sediaan karena sifatnya yang dapat membentuk struktur gel, sehingga penambahan gelatin dapat mempengaruhi viskositas sediaan. Gelatin merupakan suatu polimer yang kompleks dan memiliki struktur yang panjang dan saling terpilin dan terjebak bersama dalam solven yang tidak bergerak, sehingga penambahan gelatin pada sediaan sabun cair ini juga dapat mempengaruhi tahanan sistem ketika diberi suatu
shearing stres. Shearing stres yang diberikan tersebut menyebabkan molekul dalam sistem menyusun diri secara searah dan kembali ke susunan acak apabila shearing stres dihilangkan.
47
