BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA
H. Daya sebar
I. Viskositas
menggunakan metodeSimplex Lattice Design?
2. Berapakah range komposisi humektan dalam formula gel UV protection
filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) yang menghasilkan formula optimum?
3. Bagaimanakah profil sifat fisik dan stabilitas fisik gel UV protection filtrat
wortel (Daucus carota,Linn.) ?
C. Keaslian Karya
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Optimasi Formula Gel UV protection Filtrat Wortel (Daucus carota, Linn.) : Tinjauan Terhadap Humektan Propilenglikol dan Sorbitol belum pernah dilakukan dan dipublikasikan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini secara teoritis menambah informasi bagi ilmu pengetahuan,
khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai aplikasi Simplex Lattice Design
pada proses pembuatan gelUV protection. Penelitian ini secara praktis bermanfaat
untuk mengetahui jumlah komposisi humektan yang menghasilkan gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.) yang memiliki sifat fisis (daya
sebar dan viskositas) yang baik.
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui range komposisi optimum dalam pembuatan gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) bila diuji secara fisis (uji daya
sebar dan uji viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas)
menggunakan metodeSimplex Lattice Design.
2. Untuk mengetahui range komposisi humektan dalam formula gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan formula
optimum.
3. Untuk melihat profil sifat fisik dan stabilitas fisik dari gelUV protection filtrat
6 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Wortel ( Daucuss carrota, Linn. )
Famili : Apiaceae
Uraian : Wortel adalah tumbuhan sayur yang ditanam sepanjang tahun.
Terutama di daerah pegunungan, yang memiliki suhu udara dingin dan lembab.
Wortel mempunyai batang daun basah berupa sekumpulan pelepah (tangkai daun)
yang muncul dari pangkal buah bagian atas (umbi akar), mirip daun seledri.
Kandungan Kimia
Wortel mempunyai nilai kandungan vitamin A yang tinggi yaitu sebesar
12.000 SI. Sementara komposisi kandungan unsur yang lain adalah kalori sebesar
42 kalori, protein 1,2 gram, lemak 0,3 gram; hidrat arang 9,3 gram; kalsium 39
mg; fosfor 37 mg; besi 0,8 mg; vit B1 0,06 mg; dan vit C 6 mg. Komposisi di atas
diukur per 100 g (Arisandi dan Andriani, 2006).
Kadar beta karoten yang terkandung dalam wortel (740 µg) hampir dua kali lipat lebih banyak dari kandungan beta karoten dalam kangkung (380µg) dan tiga kali lebih banyak kandungan beta karoten daun caisin (286µg). Makin jingga warna wortel, makin tinggi kadar beta karoten-nya (Afriansyah, 2002).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
B. Beta Karoten
Beta karoten adalah molekul yang memberikan warna oranye pada
wortel. Beta karoten termasuk dalam kategori senyawa karotenoid, yang banyak
ditemukan pada buah dan sayur juga terdapat dalam kuning telur.
Gambar 1. Struktur beta karoten(Evens, 2000)
Fungsi dari beta caroten sangat penting sebagai antioksidan dan
mencegah kanker. Ikatan terkonjugasi dari beta karoten bertanggungjawab
terhadap penyerapan sinar gelombang tampak dan menyebabkannya berwarna.
Daerah serapan beta caroten terdapat pada daerah panjang gelombang 400-500nm.
(Evens, 2000). Beta karoten terlarut dalam CS2, benzene, dan kloroform. Agak
larut dalam ether dan petroleum ether; sukar larut dalam metanol dan etanol dan
praktis tidak larut dalam air, basa, dan asam (Anonim, 1989).
C.UV protection
Paparan sinar matahari dapat menyebabkan beberapa efek biokimia.
Sebagai reaksi primer, sinar pada panjang gelombang tertentu dapat bereaksi
dengan kromofor yang sesuai. Kromofor ini secara langsung dapat merusak atau
dapat bertindak sebagai photosensitizer untuk reaksi lain. Reaksi photooxidative
dengan adanya kehadiran oksigen dapat menginisiasi terjadinya ROS pada
8
radikal peroksida dapat merusak molekul biologis dan fungsinya. Reaksi
photooxidative merupakan awal dari timbulnya premature-skin aging dan proses
patofisiologis lain akibat kerusakan photosensitivity dari kulit (Sies and Stahl,
2004).
Secara umum antioksidan dapat didefinisikan sebagai substansi yang pada
konsentrasi yang rendah, dapat mengurangi oksidasi (Halliwell,B.and Gutteridge,
J.M.C., 1999). Aktivitas photoprotective dari karotenoid berhubungan dengan
sifatnya sebagai antioksidan, yaitu dapat memakan molekul singlet oksigen dan
radikal peroksida (Sies and Stahl, 2004). Kemampuan beta caroten mengurangi
ROS dipengaruhi oleh posisi energi level pada tingkat eksitasi yang dipengaruhi
oleh adanya ikatan double bound C=C yang dapat mengurangi terjadinya proses
oksidasi dengan mekanisme transfer energi (Youngand Lowe, 2000).
Minimal erythema dose (MED) adalah karakteristik untuk mengetahui
sensitivitas dari seseorang untuk mengalami resiko erythema akibat paparan sinar
UV (Sies and Stahl,2004). SPF adalah rasio minimal erythema dosage (MED)
pada kulit manusia yang diproteksi oleh agenUV protection terhadap MED kulit
manusia yang tidak diproteksi oleh agenUV protection (Walters, 1997).
Spektra distribusi dari kemampuan proteksi terhadap sinar UV diketahui
dengan memplotkan spektra absorbansi film-tipis (thin-film absorbance spectrum)
terhadap panjang gelombang.
Rumus hubungan antara serapan dengan SPF :
= SPF 1 log -A 10 = log10SPF (Walters, 1997)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
D. Spektrofotometri Visibel
Spektrofotometri Visibel (Vis) merupakan anggota teknik analisis
spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik sinar tampak
(380-780 nm). Pada umumnya pelarut yang sering dipakai dalam analisis
Spektrofotometri UV-Vis adalah air, etanol, sikloheksan, dan isopropanol. Namun
demikian, perlu diperhatikan absorpsi pelarut yang dipakai di daerah UV-Vis
(penggal UV=UV cut off). Hal lain yang perlu diperhatikan dalam masalah
pemilihan pelarut adalah polaritas pelarut yang dipakai, karena akan sangat
berpengaruh terhadap pergeseran spektrum molekul yang dianalisis (Mulja dan
Suharman, 1995).
Analisis kuantitatif zat tunggal dilakukan dengan melakukan pengukuran
absorbansi pada panjang gelombang maksimum. Alasan dilakukan pengukuran
pada panjang gelombang tersebut adalah : perubahan absorban untuk setiap satuan
konsentrasi adalah paling besar pada panjang gelombang maksimal, sehingga
akan diperoleh kepekaan analisis yang maksimal. Di samping itu, pita serapan di
sekitar panjang gelombang maksimal datar dan pengukuran ulang dengan
kesalahan kecil dengan demikian akan memenuhi hukumLambert-Beer :
A = log T 1 =ε.b.c Keterangan : A= absorbansi T = % transmitan
ε = absorbansi molar (liter.mol-1.cm-1) b = tebal larutan (cm)
c = konsentrasi (mol/liter)
10
E. Gel
Gel yang mengandung air disebut hidrogel. Hidrogel sebagian besar
penyusunnya terdiri dari zat yang larut air relatif dan ada bagian yang tidak larut
air. Sifat inilah yang menyebabkan hidrogel banyak digunakan pada sediaan
topikal (Martin, 1993). Konsistensi gel disebabkan oleh gelling agent (biasanya
polimer) dengan membentuk matriks tiga dimensi. Hidrogel adalah sistem
hidrofilik yang utamanya terdiri dari 85–95% air atau campuran
aqueous-alcoholic dan gelling agent. Polimer organik yang biasa digunakan adalah asam
poliakrilat (karbopol), natrium karboksimetilselulosa, atau selulosa non ionik
lainnya (Buchmann, 2001).
Hidrogel akan memberikan efek mendinginkan karena evaporasi pelarut.
Hidrogel mudah diaplikasikan dan memberi kelembaban secara instan tetapi pada
penggunaan jangka panjang akan membuat kulit kering. Dengan demikian,
diperlukan humektan seperti gliserol (Buchmann, 2001). Salah satu alasan
penggunaan hidrogel adalah pelarut yang digunakan dalam pembuatan obat
mempunyai kompatibilitas yang baik terhadap jaringan biologis tubuh (Zatz and
Kushla, 1996).
A. Karbopol (Carbomer)
Karbopol merupakan polimer hidrofilik dengan struktur cross-link.
Karbopol diikat dalam suatu polimerisasi asam akrilat dalam pelarut inert.
Penggunaan karbopol pada pelarut polar seperti air akan meningkatkan viskositas
danyield value dari gel. Penambahan sedikit alkali akan menyebabkan pH netral
sehingga gugus karboksil terionisasi dan melekat satu sama lain sehingga molekul
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
polimer naik. Hal ini akan mempengaruhi rheology sistem gel yang terbentuk
(Stephensonand Karsa, 2000).
Karbopol yang terdispersi dalam air membentuk larutan asam keruh
dengan pH 2,8-3,2 tetapi tidak larut. Netralisasi asam dengan basa akan
menghasilkan gugus karboksilat bermuatan negatif sehingga polimer akan terurai
dan mengentalkan sistem berair (Zatz, J.L., Berry, J.J. and Aldermen, D.A.,
1996). Dalam sistem berair, basa yang dapat digunakan adalah natrium, amonium,
kalium hidroksida, natrium karbonat, atau amina seperti trietanolamin (Zatz and
Kushla, 1996).
Rumus molekul karbopol adalah C3H4O2.
C HC H H C OH O
Gambar 2. Struktur karbopol(Stephensonand Karsa, 2000)
B. TEA (Tri-Etanol Amin)
Merupakan cairan higroskopis yang bening, tidak berwarna atau
berwarna kuning pucat, kental, tidak berbau atau sedikit berbau amonia. Dapat
bercampur dengan air dan alkohol, larut dalam kloroform, sedikit larut dalam eter.
Sepuluh persen larutan ini bersifat basa terhadap kertas lakmus (Stephenson and
12
F. Humektan
Humektan digunakan untuk mencegah kekeringan dari suatu sediaan
terutama setelah sediaan dikeluarkan dari pengemas dan diaplikasikan ke kulit.
Humektan bekerja dengan mencegah evaporasi air dari sediaan. Contoh humektan
yaitu gliserol, polietilenglikol, dan propilenglikol yang biasa digunakan pada
konsentrasi 5% (Aulton, 2002).
Humektan yang digunakan pada penelitian ini yaitu propilenglikol dan
sorbitol. Propilenglikol merupakan cairan dengan rasa khas yang jernih, tidak
berwarna, tidak berbau, dan higroskopis. Dapat bercampur dengan air, aseton,
alkohol, dan kloroform. Larut dalam eter, kurang larut dalam minyak.
Propilenglikol digunakan sebagai humektan (pelembab), pelarut (cosolvent), dan
plasticizer (Boyland, 1986). Propilen glikol merupakan bahan yang tidak
berbahaya dan aman digunakan pada produk kosmetik dengan konsentrasi lebih
dari 50% (Loden, 2001). Propilen glikol tidak menyebabkan iritasi lokal bila
diaplikasikan pada membran mukosa, subkutan atau injeksi intramuskular, dan
telah dilaporkan tidak terjadi reaksi hipersensitivitas pada 38% pemakai propilen
glikol secara topikal (Anonim, 1983). Rumus molekul propilenglikol adalah
C3H8O2. H2C OH C H OH CH3
Gambar 3. Struktur propilenglikol (Anonim, 1995a)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Sorbitol berbentuk kristal putih, tidak berbau,dan bersifat higroskopis.
Rasanya manis sekitar 50–60% manis daripada sukrosa (Boyland, 1986).
Penggunaan sorbitol di bidang kefarmasian adalah sebagai humektan, agen
pemanis, dan komponen pemberi rasa (Smolinske, 1992). Rumus molekul sorbitol
adalah C6H14O6. H2 C C H H C HO C H CH H2 C OH OH OH OH OH
Gambar 4. Struktur sorbitol (Anonim, 1995a)
G. MetodeSimplex Lattice Design
Metode Simplex Lattice Design adalah suatu metode optimasi untuk
mengetahui sifat-sifat fisik dari dua campuran atau lebih. Dengan menggunakan
metode ini diharapkan faktortrial and error dalam mendesain suatu formula dapat
dikurangi dan metode ini juga dapat memprediksi sifat-sifat campuran tersebut
pada semua perbandingan (Bolton, 1997).
Implementasi dari Simplex Lattice Design terdiri dari penyiapkan
beberapa formulasi dengan kombinasi yang berbeda dari komposisi bahan
penyusunnya. Kombinasi dipersiapkan sebagai data percobaan yang dapat
digunakan untuk memprediksi respon melalui persamaan Simplex Lattice dengan
cara yang sederhana dan efisien. Jika semua yang dioptimasi benar, maka
ekstrapolasi data yang berada diluar kombinasi tidaklah direkomendasikan.
14
mendiskripsikan pola respon berdasarkan persamaan yang didapat. Tidak ada
alasan untuk percaya bahwa persamaan ini dapat menjelaskan apa yang terjadi
secara fisika, tetapi faktanya bahwa pola respon yang kompleks hasil dari
perbedaan formulasi dapat dikira-kira hasilnya melalui persamaan simplex
(Bolton, 1997).
Persamaan umum untuk Simplex Lattice Design dengan dua variabel
bebas adalah sebagai berikut :
Y = a(A) + b(B) + ab(A)(B)
Keterangan :
Y = respon atau hasil penelitian
A = kadar proporsi komponen A
B = kadar proporsi komponen B
a,b,ab = koefisien yang dihitung dari pengamatan penelitian
Koefisien a,b,ab dapat dihitung dari asal percobaannya (Bolton, 1997).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Perubahan proporsi (bagian) dari satu komponen pada campuran akan
mengubah proporsi dari komponen bahan penyusun yang lain. Dengan dimikian,
pada formulasi farmasetis dari campuran yang mengandungq komponen jika kita
ingin mendesign proporsi dari komponen X1,X2,...,Xq maka :
0≤ Xi≤1 dengan i = 1,2,...,q (Amstrong, 1996) Semua proporsi dari dua komponen dapat dipresentasikan sebagai garis
lurus. Jika respon dari bahan penyusun adalah murniadditive (tidak ada interaksi)
maka garis respon akan terlihat lurus. Garis respon yang cekung (concave)
mengindikasikan adanya efek merugikan dari pencampuran dua komponen.
Sedangkan garis respon yang cembung (convex) mengindikasikan adanya efek
yang menguntungkan dari pencampuran dua komponen (Amstrong, 1996).
H. Uji Daya sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak tiap tetes cairan atau
preparasi semisolid yang behubungan langsung dengan koefisien friksi. Faktor
yang mempengaruhi daya sebar adalah formulanya kaku atau tidak, kecepatan dan
lama tekanan yang menghasilkan kelengketan, temperatur pada tempat aksi.
Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas formula, kecepatan evaporasi
pelarut dan kecepatan peningkatan viskositas karena evaporasi (Garg, A.,
Aggarwal, D., Garg, S.,and Singla, A.K., 2002).
The parallel-plate method merupakan metode yang paling sering
digunakan dalam menentukan dan mengukur daya sebar sediaan semisolid.
16
I. Viskositas
Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk
mengalir; makin tinggi viskositas maka makin besar tahanannya (Martin, A. and
Bustamante, P., 1993). Viskositas, elastisitas dan rheologi merupakan
karakteristik formulasi yang penting dalam produk akhir sediaan semisolid.
Peningkatan viskositas akan menurunkan daya sebar (Garget al., 2002). Gel pada
penggunaan topikal sebaiknya tidak terlalu lengket karena dapat menimbulkan
rasa tidak nyaman. Penggunaan konsentrasigelling agent yang terlalu tinggi atau
penggunaan gelling agent dengan bobot molekul yang terlalu besar akan
menghasilkan gel yang susah diaplikasikan (Zatzand Kushla, 1996).
Karbopol pada konsentrasi rendah, gel yang dihasilkan memiliki sifat
pseudoplastik dan kembali menjadi plastik pada konsentrasi tinggi. Karbopol gel
dengan konsistensi yang cukup dapat mempertahankan bentuk sistem yang tidak
viskoelastik linier. Dalam perkiraan karbopol gel merupakan solid elastik (Zatz
and Kushla, 1996).