Pembentukan suatu emulsi diawali dengan pem- bentukan droplet secara mekanik yang melibatkan agitasi dengan bantuan emulgator. Pada saat dua fase diaduk bersama-sama droplet kedua fase terse- but terbentuk. Turbulensi yang ditimbulkan saat agitasi menyebabkan terjadinya tabrakan antara droplet sehingga droplet besar akan terpecah men- jadi droplet lebih kecil. Dengan kata lain, turbulensi dapat menyebabkan terjadinya coalescence drop- let. Droplet-droplet yang mampu bercoalescence
dengan sangat cepat akan membentuk medium dispers.4Coalescence yang dimaksud tersebut tidak berhubungan stabilitas emulsi.
Pembentukan suatu emulsi melibatkan bebera- pa peristiwa yang dapat diterangkan dalam bebera- pa teori. Teori tersebut mencakup teori penurunan tegangan antar muka, teori orientasi pasak, dan teo- ri pembentukan interfacial ilm pada droplet. Pada dua fase yang tidak saling bercampur, gaya kohesi menjadi lebih besar dibandingkan gaya adhesinya sehingga tegangan antar muka kedua fase tersebut sangat besar. Emulgator yang teradsorpsi memben- tuk lapisan monomolecular pada droplet yang da- pat bermanfaat untuk menurunkan tegangan antar muka sehingga pembentukan droplet-droplet kecil dapat terfasilitasi. Teori penurunan tegangan antar muka tersebut lebih dominan berpengaruh pada saat proses pembuatan emulsi.5 Pada tahap pen- campuran dua fase, emulgator dibutuhkan untuk menurunkan tegangan permukaan antara dua fase sehingga pemecahan droplet menjadi lebih eisien. Contoh golongan emulgator yang bersifat menu- runkan tegangan antar muka adalah golongan emulgator non-ionik (Tween dan Span), senyawa amonium kuartener, dan sabun.
Teori baji terorientasi membahas tentang kela- rutan emulgator pada fase penyusun emulsi. Mole- kul emulgator membentuk lapisan monomolecular mengelilingi droplet. Apabila molekul emulgator lebih banyak terorientasi pada minyak, maka emulsi tipe a/m terjadi dan demikian sebaliknya. Sebagai contohnya sabun; sabun memiliki bagian yang hidro- ilik dan hidrofobik. Bagian hidroilik akan terorientasi sedimikian rupa sehingga air akan mengelilingi mi- nyak dan terbentuklah emulsi m/a.
Teori pembentukan interfacial ilm membahas posisi emulgator, yaitu terletak tepat pada antar fase minyak dan air sebagai ilm yang teradsorpsi pada permukaan droplet. Film emulgator menga- tasi gaya tarik-menarik (misal Van der Waals) antar droplet untuk mencegah terjadinya kontak antar droplet. Mekanisme penyediaan halangan bagi droplet untuk bergabung tersebut terjadi melalui: (a) adanya halangan sterik yang muncul akibat ke- beradaan emulgator dengan bentuk molekul yang meruah, (b) halangan elektrostatik yang terbentuk oleh karena muatan ion pada permukaan droplet. Muatan ion pada permukaan droplet terjadi akibat terionisasinya emulgator sehingga memberikan muatan listrik ganda pada droplet. Muatan listrik ganda tersebut menghasilkan halangan elektrosta- tik yang menyebabkan terjadinya tolak-menolak antar droplet sehingga mencegah terjadinya coa- lescence droplet.4,6
Stabilitas emulsi terkait dengan komposisi emul- gator dan suksesnya terbentuk droplet kecil-kecil. Semakin kecil diameter ukuran suatu droplet, se- makin banyak ilm emulgator terbentuk, semakin stabil emulasi yang dihasilkan.7 Ukuran diameter droplet dan distribusi ukuran droplet dalam sebuah emulsi sangat dominan dalam menentukan sta- bilitas isika emulsi.8 Distribusi ukuran droplet dan diameter droplet merupakan faktor yang terlibat dalam stabilitas emulsi seperti lokulasi, coalescence, creaming dan Ostwald Ripening.9 Distribusi ukuran droplet dan diameter droplet juga menentukan penampilan sebuah emulsi, karakter sifat alir dan proil pelepasan obat dari fase dispers. Diameter droplet dan distribusi ukuran droplet seringkali di- gunakan untuk memprediksi stabilitas emulsi.2
Untuk mencegah terjadinya penggabungan dro- plet yang berakhir pada coalescence droplet, emul- gator pada antar fase yang tidak saling bercampur akan teradsorpsi sebagai lapisan pada sekeliling droplet. Lapisan emulgator pada droplet harus kuat namun leksibel agar tidak mudah rusak selama ter- jadi tumbukan antara droplet. Lapisan tersebut ber- peran sebagai barrier yang berwujud barrier sterik dan barrier energi. Sifat isika lapisan yang terben- tuk pada permukaan droplet sangat ditentukan oleh
teradsorpsinya emulgator pada permukaan droplet. Untuk meminimalisasi coalescence, emulgator akan membentuk ilm di sekeliling droplet.
Berdasarkan mekanisme aksi, emulgator digo- longkan dalam tipe berikut:
1. Surface active agent. Surface active agent diad- sorpsi pada antar fase membentuk monomolecu- lar ilm untuk mengurangi tegangan antar muka sehingga mengurangi kecenderungan droplet untuk saling bergabung. Surface active agent
digolongkan dalam kelompok anionik (sodium stearat, kalsium oleat, dan sodium lauril sulfat), kationik (setrimonium bromida dan heksadesil piridinium klorida), non-ionik (Span 80, Tween 80, polietilen glikol 40 stearat) dan amiil (N-dodesil alanin).
Seringkali dalam sistem emulsi, kombinasi emul- gator ditambahkan. Untuk membentuk emulsi stabil, kombinasi emulgator harus membentuk susunan yang rapat dan ilm yang kompleks di sekeliling droplet . Contoh kombinasi emulgator adalah tween 40 dan span 80 dalam membentuk sistem emulsi m/a. Bagian hidrokarbon dari Span 80 (sorbitan monooleat) akan terorientasikan di dalam droplet minyak, sedangkan cincin sorbitan akan berinteraksi dengan air (medium). Cincin sorbitan yang meruah akan mencegah bagian hidrokarban Span 80 untuk saling berasosiasi di dalam droplet minyak. Ketika tween 40 (poly- oyehtylene sorbitan monopalmitat) ditambahkan, bagian hidrokarban dari tween 40 (sorbitan mo- nopalmitat) berada dalam droplet minyak se- dangkan cincin sorbitan dan rantai polioksietilen akan bergabung dengan air. Tween 40 akan ter- letak diantara molekul Span 80 sedemikian seh- ingga terbentuk ilm interfacial yang kuat untuk membentuk sistem emulsi m/a yang stabil.
2. Koloid hidroilik. Koloid hidroilik akan mem- bentuk multimolecular ilm di sekeliling droplet pada emulsi m/a. Sebagai emulgator, koloid
hidroilik lebih menekankan pada pembentukan ilm viskoelastis yang kuat menyelubungi droplet daripada penurunan tegangan antar muka. Den- gan sifat viskoelastisitas tersebut, koloid hidroilik mampu menahan terjadinya kerusakan sehingga memberikan stabilitas emulsi. Dalam medium air koloid ini mampu terhidrasi dan memberikan viskositas. Dengan peningkatan viskositas pada medium, coalescence droplet dapat dicegah. Namun demikian, emulgator ini memiliki kele- mahan yaitu sangat rentan terhadap hidrolisis dan sangat sensitive terhadap perubahan pH. Beberapa senyawa yang tergolong dalam dalam emulgator koloid hidroilik adalah polisakarida (akasia, karagen, metilselulosa), protein (gelatin), glikosida (saponin), fosfolipid (lesitin), dan sterol (lemak wool dan kolesterol).
3. Partikel padat halus. Partikel ini akan diadsoprsi pada antar fase dan membentuk ilm partikel di sekeliling fase dispers. Untuk dapat bekerja se- cara efektif, partikel solid ini harus berukuran jauh lebih kecil dari pada ukuran droplet dan mampu memberikan sudut kontak yang sesuai pada keti- ga fase, yaitu minyak/air/padatan.10 Contoh sen- yawa emulgator dalam golongan partikel halus adalah bentonit, veegum, dan aluminium hidrok- sida.
KESIMPULAN
Beberapa teori tentang pembentukan emulsi dan mekanisme emulgator dalam menciptakan stabili- tas emulsi telah dipaparkan di atas. Terjadinya suatu emulsi biasanya diterangkan dalam ketiga teori emulsiikasi secara terintegrasi, karena untuk mem- buat suatu emulsi stabil, ketiga teori dan mekanisme emulgator terlibat bersama-sama. Gabungan beber- apa emulgator dengan masing-masing fungsi sesuai dengan masing-masing mekanisme aksi juga terlibat dalam formulasi suatu emulsi.
1. Friberg SE, Quencer LG, Hilton ML. Theory of Emulsion. 1 ed. New York, Basel, Hong Kong: Marcel Dekker Inc; 1996.
2. Sinko PJ. Martin's Physical Pharmacy And Pharmaceutical Sciences. 5 ed. Philadelphia Baltimore New York London Buenos Aires Hong Kong Sydney Tokyo: Lippincott Williams and Wilkins; 2006.
3. Cui J, Yu B, Zhao Y, Zhu W, Li H, Lou H, et al. Enhancement of oral ab- sorption of curcumin by self-microemulsifying drug delivery systems. Int J Pharm. 2009 Apr 17;371(1-2):148-55.
4. Eccleston GE. Emulsions and Microemulsions. In: James S, editor. Ency- clopedia of Pharmaceutical Technology. 3 ed. USA: Informa Healthcare 2007.
5. Atwood D. Pharmaceutics The Science of Dosage Form second ed. Ed- inburgh: Churchill Livingstone; 2002`.
Daftar Pustaka
6. Im-Emsap W, Siepmann J, Paeratakul O. Disperse System. 4 ed. New York, Basel: Marcel Dekker, Inc; 2002.
7. Mollet H, Grubenmann A. Formulation Technology Emulsion, Suspensions, Solid Forms. Weinheim-New York-Chicester-Bris- bane-Singapore-Toronto: Wiley-VCH; 2001.
8. Becker P. Encyclopedia of Emulsion Technology. New York: Dekker; 1985.
9. Jiao J, Burgess DJ. Ostwald Ripening of Water in Hydrocar- bon Emulsions. Journal of Colloid and Interface Science. 2003;264(509-516):5.
10. Alonso MJ. Nanoparticulate Drug Carrier Technology. New York: Marcel Dekker; 1996.