INTISARI
Manggis (Garcinia mangostana L.) diketahui memiliki beberapa aktivitas farmakologi, salah satunya adalah sebagai antioksidan. Ekstrak kulit buah manggis diformulasikan menjadi bentuk sediaan gel dengan tujuan meningkatkan kenyamanan pasien. Formula gel menggunakan carbopol 940 sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui komposisi carbopol 940 dan sorbitol dalam daerah optimum, pengaruhnya terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik, serta aktivitas antioksidan sediaan gel.
Penelitian eksperimental ini dirancang menggunakan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level. Carbopol 940 dan sorbitol digunakan sebagai faktor dengan level rendah dan level tinggi. Sifat fisik dan stabilitas fisik gel diuji dengan mengamati sifat organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan pemisahan fase. Data viskositas dengan rentang 200-300 dPa.s dan daya sebar 4,0-5,5 cm dianalisis secara statistik menggunakan Design Expert 9.0.6 taraf kepercayaan 95% untuk mencari efek dan daerah optimum carbopol 940 dan sorbitol, serta menggunakan R 3.2.3 untuk mengetahui stabilitas.
Hasil penelitian menunjukkan carbopol 940 memberikan respon yang signifikan dan dominan terhadap viskositas dan daya sebar, sedangkan sorbitol memberikan respon yang signifikan terhadap viskositas, dengan carbopol 940 sebagai faktor yang dominan. Komposisi optimum carbopol 940 dan sorbitol yang menghasilkan sifat fisik optimum adalah komposisi dengan carbopol 940 sebesar 0,54 gram dan sorbitol sebesar 5,66 gram. Gel stabil secara organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan pemisahan fase, serta memiliki aktivitas antioksidan kuat.
ABSTRACT
Mangosteen (Garcinia mangostana L.) has known to have many pharmacological activities, one of them was antioxidant acticity. Mangosteen peel extract were formulated into gel dosage form with purpose to increase patients comfort. Formulation gel used carbopol 940 as gelling agent and sorbitol as humectant. This research aimed to determine the optimum composition of carbopol 940 and sorbitol as well as to know the dominant farctors in producing a gel formulation that met the physical requirements and stability, and also to determine antioxidant activity of gel.
The research was a pure experimental, using factorial design with two-factor and two-level. The two-factor which used were carbopol 940 and sorbitol in low and high concentration. Evaluation in physical properties and stability of mangosteen extract gel such as organoleptic, pH, viscosity, spreadability, and phase separation. The data viscosity between 200-300 dPa.s and spreadability between 4,0-5,5 cm were tested by Design Expert 9.0.6 to determine effect and optimum area of carbopol 940 and sorbitol, then physical stability were tested by R 3.2.3.
The result showed that carbopol 940 gave a significant and dominant response to viscosity and spreadability, while sorbitol gave a significant response to viscosity. The optimum composition of carbopol 940 and sorbitol that met optimum physical requirements has been known at composition 5,44 gram of carbopol 940 and 5,66 gram of sorbitol. Gel was stable in organoleptic, pH, viscosity, spreadibility, and phase separation, with strong antioxidant activity.
FORMULASI GEL EKSTRAK KULIT BUAH MANGGIS
(Garcinia mangostana L.) SEBAGAI PENANGKAL RADIKAL BEBAS: PENGARUH CARBOPOL 940 DAN SORBITOL TERHADAP
SIFAT FISIK DAN STABILITAS FISIK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Linda Evelina Larisa NIM : 128114162
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
FORMULASI GEL EKSTRAK KULIT BUAH MANGGIS
(Garcinia mangostana L.) SEBAGAI PENANGKAL RADIKAL BEBAS: PENGARUH CARBOPOL 940 DAN SORBITOL TERHADAP
SIFAT FISIK DAN STABILITAS FISIK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Linda Evelina Larisa NIM : 128114162
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
TORMULASI GEL EKSTRAK
KI]LIT
BUAII MANGGIS{Garctnia nungostana L.) SEBAGAI PENAI\IGKAL RADIKAL BEBAS:
PENGARIIH CARBOPOL94O DA}t SORBMOL TERSADAP
SIFAT FISIK DAN STABILITAS X'ISIK
Oleh:
Linda Evelina Larisa
14t62
ian Skripsi
,,,,,.'i't
ds.;,u"ffi[
'P
.
fk-
padatansg*ip,
E
#
/fltrYi
i, *
//i'lfuittrrrrrf,ririri',
& i&=ft*
'i
%3",,,
ffi-,%#ff*-l
y,*rr%
{4E!t &F
Ph.D., Apt.
Panitia Penguji
l.
Dr, T.N. Saifullah s., M.si., Apt.2. Wahyuning Setyad,M.Sc., Apt.
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Kupersembahkan karyaku ini untuk JESUS CHRIST (my king, my saviour, my superhero, my best friend, my strength, my
everything)
Terimakasih Tuhan Yesus, Engkau memberi aku kekuatan untuk dapat melalui semua ini, kuserahkan seluruh hidup dan masa
depanku hanya kepada-Mu...
qI LOVE YOU JESUSq
Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau,
janganlah bimbang, sebab Aku ini Allahmu;
Aku akan meneguhkan, bahkan akan
menolong engkau; Aku akan memegang
engkau dengan tangan kanan-Ku yang
membawa kemenangan.
(Yesaya 41:10)
Sebab Aku ini mengetahui
rancangan-rancangan apa yang ada pada-Ku mengenai
kamu, demikianlah firman TUHAN, yaitu
rancangan damai sejahtera dan bukan
rancangan kecelakaan, untuk memberikan
kepadamu hari depan yang penuh harapan.
(Yeremia 29:11)
Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau,
janganlah bimbang, sebab Aku ini Allahmu;
Aku akan meneguhkan, bahkan akan
menolong engkau; Aku akan memegang
engkau dengan tangan kanan-Ku yang
membawa kemenangan.
(Yesaya 41:10)
Sebab Aku ini mengetahui
rancangan-rancangan apa yang ada pada-Ku mengenai
kamu, demikianlah firman TUHAN, yaitu
rancangan damai sejahtera dan bukan
rancangan kecelakaan, untuk memberikan
kepadamu hari depan yang penuh harapan.
(Yeremia 29:11)
Janganlah takut, sebab Aku menyertai engkau,
janganlah bimbang, sebab Aku ini Allahmu;
Aku akan meneguhkan, bahkan akan
menolong engkau; Aku akan memegang
engkau dengan tangan kanan-Ku yang
membawa kemenangan.
(Yesaya 41:10)
Sebab Aku ini mengetahui
rancangan-rancangan apa yang ada pada-Ku mengenai
kamu, demikianlah firman TUHAN, yaitu
rancangan damai sejahtera dan bukan
rancangan kecelakaan, untuk memberikan
kepadamu hari depan yang penuh harapan.
vii PRAKATA
Puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas kasih, berkat, dan penyertaan-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ‘Formulasi Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) Sebagai Penangkal Radikal Bebas: Pengaruh Carbopol 940 dan Sorbitol Terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik’ dengan baik. Penulisan skripsi ini merupkan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
Selama menyelesaikan perkuliahan, penelitian, dan penulisan skripsi ini peneliti mendapatkan dukungan, semangat, kritik, dan saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Aris Widayati, M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farnasi Universitas Sanata Dharma.
2. Bapak Dr. T.N. Saifullah S., M.Si., Apt. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan waktu, bimbingan, kritik, dan saran mulai dari penulisan proposal, penelitian, hingga penulisan skripsi. 3. Ibu Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt. dan Bapak Yohanes Dwiatmaka,
M.Si. selaku Dosen Penguji Skripsi yang telah memberikan waktu, kritik, dan saran dalam penulisan skripsi.
viii
5. Ibu Agustina Setiawati, M.Sc., Apt. selaku Kepala Laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
6. Seluruh staff Laboratorium Universitas Sanata Dharna Yogyakarta terutama Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Bimo, dan Pak Parlan atas segala bantuan selama skripsi.
7. Partner luar biasaku, Michael Henri Dwiatmaja yang selalu tulus memberi pertolongan, semangat, penghiburan, dan doa selama proses pengerjaan skripsi dari awal hingga selesai.
8. Teman seperjuangan, Lotmi Sabaretnam Barasa atas semua kebersamaan, kerjasama, dan suka-duka selama pengerjaan skripsi. 9. Teman-teman terkasih Agatha Riona Octavianus, Clarisa Dian,
Vinsensia Septima Ria Yovita, Desion Sudi, Buana Cahya Wijaya yang telah banyak memberikan dukungan selama pengerjaan skripsi. 10. Segenap pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas
dukungan dan bantuannya.
Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak memiliki kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat berguna untuk seluruh pihak, terutama di bidang kefarmasian.
Yogyakarta, 14 Februari 2016
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii
HALAMAN PENGESAHAN... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v
PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi
PRAKATA... vii
DAFTAR ISI... ix
DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR GAMBAR... xiv
DAFTAR LAMPIRAN... xvi
INTISARI... xvii
ABSTRACT... xviii
BAB I PENDAHULUAN... 1
A. Latar Belakang... 1
B. Rumusan Masalah... 3
C. Keaslian Penelitian... 4
D. Manfaat Penelitian... 5
E. Tujuan Penelitian... 5
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA... 7
x
B. Antioksidan... 11
C. Sediaan Gel... 16
D. Desain Faktorial... 25
E. Monografi Bahan... 27
1. Carbopol 940... 27
2. Triethanolamine (TEA)... 30
3. Sorbitol... 30
4. Metil Paraben... 31
5. Aquadest... 32
F. Landasan Teori... 33
G. Hipotesis... 35
BAB III METODE PENELITIAN... . 36
A. Jenis dan Rancangan Penelitian... 36
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional... 36
1. Variabel Penelitian... 36
2. Definisi Operasional... 37
C. Alat dan Bahan Penelitian... .39
1. Alat Penelitian... 39
2. Bahan Penelitian... 39
D. Tata Cara Penelitian... 39
1. Pembuatan Ekstrak Kental Kulit Buah Manggis... 39
2. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Buah Manggis... 40
xi
4. Uji Sifat Fisik Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... 43
5. Uji Stabilitas Fisik Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... 45
6. Uji Aktivitas Antioksidan Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... 45
E. Analisis Hasil... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... . 48
A. Pembuatan Ekstrak Kental Kulit Buah Manggis... 48
B. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Buah Manggis... 49
1. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum... 49
2. Penentuan Operating Time (OT)... 50
3. Penentuan Aktivitas Antioksidan Ekstrak... 51
C. Orientasi Level dari Kedua Faktor Penelitian... 52
D. Uji Sifat Fisik Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... . 54
1. Uji Organoleptis dan pH... . 54
2. Uji Viskositas... . 56
3. Uji Daya Sebar... .61
4. Uji Sifat Alir... .65
5. Optimasi Formula... . 66
E. Uji Stabilitas Fisik Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... . 67
1. Uji Sentrifugasi... 67
2. Uji Freeze Thaw... 68
F. Uji Aktivitas Antioksidan Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 74
xii
B. Saran... 75
DAFTAR PUSTAKA... 76
LAMPIRAN... 80
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel I. Turunan xanton pada kulit buah manggis... 10
Tabel II. Nilai kekuatan antioksidan bahan makanan... 11
Tabel III. Rancangan desain faktorial... 26
Tabel IV. Formula gel ekstrak kulit buah manggis... 42
Tabel V. Hasil penetapan OT ekstrak kulit buah manggis... a50 Tabel VI. Variasi konsentrasi carbopol 940 terhadap viskositas dan dayaaa sebar...L53 Tabel VII. Variasi konsentrasi sorbitol terhadap viskositas dan daya sebar... 53
Tabel VIII. Hasil uji organoleptis dan pH gel ekstrak kulit buah manggis... 55
Tabel IX. Hasil uji viskositas gel ekstrak kulit buah manggis... 56
Tabel X. Nilai efek carbopol 940, sorbitol dan interaksinya terhadap respon viskositas...L59 Tabel XI. Hasil uji daya sebar gel ekstrak kulit buah manggis... 61
Tabel XII. Nilai efek carbopol 940, sorbitol dan interaksinya terhadap respon daya sebar...L63 Tabel XIII. Sifat alir gel ekstrak kulit buah manggis...L65 Tabel XIV. Validasi Contourplot Superimposed...A67 Tabel XV. Hasil uji sentrifugasi gel ekstrak kulit buah manggis... L68 Tabel XVI. Pengamatan pemisahan fase uji freeze thaw... 71
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Buah manggis... 7
Gambar 2. Struktur molekul xanton... 10
Gambar 3. Mekanisme penghambatan radikal DPPH... 13
Gambar 4. Kurva aliran Newton... 20
Gambar 5. Kurva aliran plastis... 20
Gambar 6. Kurva aliran pseudoplastik... 21
Gambar 7. Kurva aliran dilatan... 22
Gambar 8. Kurva aliran tiksotropi... 22
Gambar 9. Kurva aliran rheopeksi... 23
Gambar 10. Kurva aliran anti-tiksotropi... 23
Gambar 11. Unit monomer asam akrilat dalam polimer carbopol... 27
Gambar 12. (a) Struktur awal carbopol (b) Struktur setelah ditambahkan basa... 29
Gambar 13. Struktur TEA... . 30
Gambar 14. Struktur sorbitol... 30
Gaambar 15. Struktur metil paraben... 31
Gambar 16. Hasil penentuan maksimum DPPH... 50
Gambar 17. Kurva konsentrasi larutan seri terhadap % peredaman... . 51
Gambar 18. Contour plot respon viskositas gel ekstrak kulit buah manggis... 58
Gambar 19. Grafik hubungan carbopol 940 terhadap viskositas... 60
xv
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Certificate of Analysis PT. Borobudur Industri Jamu... 80
Lampiran 2. Perhitungan IC50 ekstrak kulit buah manggis... 85
Lampiran 3. Orientasi level carbopol 940 dan sorbitol... 86
Lampiran 4. Organoleptis gel ekstrak kulit buah manggis... 88
Lampiran 5. Data pengukuran viskositas gel ekstrak kulit buah manggis... 92
Lampiran 6. Data pengukuran daya sebar gel ekstrak kulit buah manggis... 96
Lampiran 7. Validasi area komposisi optimum... 101
Lampiran 8. Hasil penentuan sifat alir gel ekstrak kulit buah manggis... 102
Lampiran 9. Hasil uji sentrifugasi gel ekstrak kulit buah manggis... 104
xvii INTISARI
Manggis (Garcinia mangostana L.) diketahui memiliki beberapa aktivitas farmakologi, salah satunya adalah sebagai antioksidan. Ekstrak kulit buah manggis diformulasikan menjadi bentuk sediaan gel dengan tujuan meningkatkan kenyamanan pasien. Formula gel menggunakan carbopol 940 sebagai gelling
agent dan sorbitol sebagai humektan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
komposisi carbopol 940 dan sorbitol dalam daerah optimum, pengaruhnya terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik, serta aktivitas antioksidan sediaan gel.
Penelitian eksperimental ini dirancang menggunakan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level. Carbopol 940 dan sorbitol digunakan sebagai faktor dengan level rendah dan level tinggi. Sifat fisik dan stabilitas fisik gel diuji dengan mengamati sifat organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan pemisahan fase. Data viskositas dengan rentang 200-300 dPa.s dan daya sebar 4,0-5,5 cm dianalisis secara statistik menggunakan Design Expert 9.0.6 taraf kepercayaan 95% untuk mencari efek dan daerah optimum carbopol 940 dan sorbitol, serta menggunakan R 3.2.3 untuk mengetahui stabilitas.
Hasil penelitian menunjukkan carbopol 940 memberikan respon yang signifikan dan dominan terhadap viskositas dan daya sebar, sedangkan sorbitol memberikan respon yang signifikan terhadap viskositas, dengan carbopol 940 sebagai faktor yang dominan. Komposisi optimum carbopol 940 dan sorbitol yang menghasilkan sifat fisik optimum adalah komposisi dengan carbopol 940 sebesar 0,54 gram dan sorbitol sebesar 5,66 gram. Gel stabil secara organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan pemisahan fase, serta memiliki aktivitas antioksidan kuat.
xviii ABSTRACT
Mangosteen (Garcinia mangostana L.) has known to have many pharmacological activities, one of them was antioxidant acticity. Mangosteen peel extract were formulated into gel dosage form with purpose to increase patients comfort. Formulation gel used carbopol 940 as gelling agent and sorbitol as humectant. This research aimed to determine the optimum composition of carbopol 940 and sorbitol as well as to know the dominant farctors in producing a gel formulation that met the physical requirements and stability, and also to determine antioxidant activity of gel.
The research was a pure experimental, using factorial design with two-factor and two-level. The two-factor which used were carbopol 940 and sorbitol in low and high concentration. Evaluation in physical properties and stability of mangosteen extract gel such as organoleptic, pH, viscosity, spreadability, and phase separation. The data viscosity between 200-300 dPa.s and spreadability between 4,0-5,5 cm were tested by Design Expert 9.0.6 to determine effect and optimum area of carbopol 940 and sorbitol, then physical stability were tested by R 3.2.3.
The result showed that carbopol 940 gave a significant and dominant response to viscosity and spreadability, while sorbitol gave a significant response to viscosity. The optimum composition of carbopol 940 and sorbitol that met optimum physical requirements has been known at composition 5,44 gram of carbopol 940 and 5,66 gram of sorbitol. Gel was stable in organoleptic, pH, viscosity, spreadibility, and phase separation, with strong antioxidant activity.
1 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Antioksidan banyak ditemukan pada alam, diantaranya pada buah manggis (Garcinia mangostana L.). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa kulit buah manggis mengandung senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan. Senyawa tersebut diantaranya flavonoid, tanin dan xanton (Paramawati, 2010).
Metabolit sekunder utama dari kulit buah manggis adalah xanton. Xanton adalah molekul besar yang terdiri dari berbagai komponen super antioksidan. Fungsi utama antioksidan adalah melawan (menetralisir) pro oksidan atau lebih dikenal sebagai radikal bebas (Paramawati, 2010). Senyawa utama dari xanton
adalah α-mangostin dan -mangostin (Jung, Su, Keller, Mehta, and Kinghorn, 2006).
Selain sebagai limbah, kulit manggis umumnya hanya diolah untuk penyamakan kulit, obat tradisional dan bahan pembuat zat antikarat serta pewarna tekstil, sedangkan pemanfaatan ekstrak kulit manggis sebagai sediaan topikal masih kurang dikembangkan (Nova, 2012).
kelebihan, diantaranya yaitu : memiliki kemampuan penyebaran yang baik pada kulit; memberi efek dingin; tidak menghambat fungsi rambut secara fisiologis; mudah dicuci dengan air; serta pelepasan obatnya baik (Voight, 1994). Selain itu sediaan gel yang mengandung bahan alam sebagai zat aktif masih jarang ditemukan dipasaran.
Aktivitas antioksidan gel ekstrak kulit buah manggis dalam penelitian ini diuji dengan menggunakan metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picril hydrazil). Metode DPPH dipilih karena memiliki beberapa kelebihan antara lain sederhana, mudah, cepat, peka, serta memerlukan sedikit sampel (Hanani, Mun’im, dan Sekarini, 2005).
Gelling agent basis dari sediaan gel yang digunakan untuk membentuk gel
dan idealnya harus tidak berinteraksi dengan komponen lain dari formulasi serta harus bebas dari kontaminasi mikroba (Mahalingam, Li, and Jasti, 2008). Pada penelitian ini, gelling agent yang digunakan yaitu carbopol 940. Dengan digunakannya gelling agent carbopol 940 massa gel yang dihasilkan akan memberikan bentuk serta penampakan yang baik, jernih, dan tidak keruh (Islam, Mohammad, Nai’r, Susan, and Chrisita, 2004). Carbopol 940 memiliki viskositas
tinggi pada konsentrasi rendah, sehingga efektif dan ekonomis. Dalam temperatur ruang, carbopol 940 dapat stabil dalam jangka waktu lama dan akan tetap stabil atau mengalami perubahan tak berarti apabila ada penambahan senyawa antioksidan dalam formulasi (Johnson and Steer, 2006).
(kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk diaplikasikan (Barel, Paye,
and Maibach, 2009). Pada penelitian ini humektan yang digunakan adalah
sorbitol. Sorbitol dipilih karena relatif inert dan kompatibel dengan sebagian besar eksipien, tidak membuat inflamasi, tidak korosif, dan tidak volatil, sehingga dapat menjaga konsistensi sediaan. Dibandingkan dengan gliserol dan propilenglikol, sorbitol memiliki BM dan viskositas yang paling tinggi, dan paling tidak mudah menguap (Rowe, Sheskey, and Weller, 2003).
Desain faktorial merupakan rancangan untuk menentukan pengaruh beberapa faktor secara simultan dan interaksi dari faktor-faktor tersebut. Carbopol
940 sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan merupakan faktor
penting yang berpengaruh dalam sifat fisik dan stabilitas fisik gel. Dengan demikian, melalui desain faktorial dapat ditentukan faktor mana yang dominan berpengaruh serta mengetahui ada atau tidaknya interaksi antar faktor yang diteliti.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan sebelumnya, ada beberapa masalah yang akan diteliti sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh dari variasi carbopol 940 dan sorbitol terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik gel ekstrak kulit buah manggis?
2. Berapa komposisi carbopol 940 dan sorbitol pada daerah optimum sehingga dihasilkan gel dengan sifat fisik yang baik?
4. Bagaimana aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah manggis?
5. Bagaimana aktivitas antioksidan sediaan gel ekstrak kulit buah manggis?
C. Keaslian Penelitian
Penelitian terkait ekstrak kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) dan formulasi gel yang pernah dilakukan ialah :
1. “Optimasi HPMC sebagai Gelling Agent dalam Formula Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.)” yang dilakukan oleh Arikumalasari pada tahun 2013. Penelitian ini mengenai optimasi HPMC (Hidroksi Propil Metil Selulosa) sebagai gelling agent dalam formula gel ekstrak kulit buah manggis dengan tinjauan desain faktorial.
2. “Formulasi dan Uji Aktivitas Antioksidan Sediaan Masker Peel-off Ekstrak Etanol 50% Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.)” yang dilakukan oleh Izzati pada tahun 2014. Penelitian ini mengenai formulasi dan uji aktivitas antioksidan gel masker peel-off dengan gelling agent HPMC.
3. “Optimasi Formula Sediaan Gel Antijerawat Basis Karbopol dan CMC-Na Ekstrak Kulit Buah Manggis dengan Metode SLD (Simplex Lattice Design)” yang dilakukan oleh Aristowati pada tahun 2013. Penelitian ini mengenai optimasi carbopol dan CMC-Na pada sediaan gel anti jerawat ekstrak kulit buah manggis dengan metode SLD (Simplex Lattice Design).
D. Manfaat Penelitian a. Manfaat Teoritis
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi sumber informasi mengenai pengaruh carbopol 940 sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik gel ekstrak kulit buah manggis, serta mengenai bagaimana aktivitas antioksidan gel ekstrak kulit buah manggis.
b. Manfaat Praktis
Menghasilkan suatu formulasi gel ekstrak kulit buah manggis dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik, aman, dan dapat bermanfaat bagi masyarakat.
E. Tujuan Penelitian a. Tujuan Umum
Menghasilkan formula gel antioksidan dari ekstrak kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) yang sesuai dengan persyaratan sifat fisik dan stabilitas fisik yang ditentukan serta dapat diterima masyarakat.
b. Tujuan Khusus
1. Mengetahui pengaruh carbopol 940 dan sorbitol terhadap sifat fisik gel ekstrak kulit buah manggis.
2. Mengetahui komposisi carbopol 940 dan sorbitol pada daerah optimum sehingga dihasilkan gel ekstrak kulit buah manggis dengan sifat fisik yang diinginkan.
3. Mengetahui stabilitas fisik gel ekstrak kulit buah manggis melalui uji sentrifugasi dan freeze thaw cycle.
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Manggis (Garcinia mangostana L.)
Gambar 1. Buah manggis (Nugroho, 2008)
Manggis yang memiliki nama latin Garcinia mangostana L. merupakan tanaman yang berasal dari daerah Asia Tenggara meliputi Indonesia, Malaysia, Thailand, dan Myanmar. Manggis merupakan tumbuhan fungsional karena sebagian besar dari tumbuhan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai obat. Di luar
negri manggis dijuluki “Queen of the Tropical Fruits” yang merupakan refleksi
perpaduan dari rasa asam manis yang tidak dipunyai oleh komoditas buah lainnya. Di Indonesia manggis disebut dengan berbagai macam nama lokal seperti manggu (Jawa Barat), Manggus (Lampung), Manggusto (Sulawesi Utara), Manggista (Sumatera Barat). (Nurchasanah, 2012).
Klasifikasi manggis secara taksonomi adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae Ordo : Guttiferales Famili : Guttiferae Genus : Garcinia
Spesies : Garcinia mangostana L.
Buah manggis (Garcinia mangostana L.) adalah buah musiman dengan kulit yang berwarna unggu tua karena mengandung banyak antosianin dan isi berwarna putih. Dalam satu buah terdapat 5-6 daging buah. Mempunyai 1-3 biji, selaput biji tebal berair, putih, serta dapat dimakan. Pohon selalu hijau, tinggi 6-20 m. Batang tegak, batang pokok jelas, kulit batang coklat, memiliki getah kuning. Daun tunggal, duduk daun berhadapan atau bersilang berhadapan, helaian; mengkilat dipermukaan, permukaan atas hijau gelap permukaan bawah hijau terang, bentuk elips memanjang, 12-23 x 4,5-10 cm, tangkai 1,5-2 cm. Bunga betina 1-3 di ujung batang, susunan menggarpu, garis tengah 5-6 cm. Dua daun kelopak yang terluar hijau kuning, 2 yang terdalam lebih kecil, bertepi merah, melengkung kuat, tumpul. Mahkota terdiri dari 4 daun mahkota, bentuk telur terbalik, berdaging tebal, hijau kuning, tepi merah atau hampir semua merah. Bakal buah beruang 4-8, kepala putik berjari-jari 4-6. Buah berbentuk bola tertekan, garis tengah 3,5-7 cm, ungu tua, dengan kepala putik duduk (tetap), kelopak tetap, dinding buah tebal, berdaging, ungu, dengan getah kuning. Pohon manggis mempunyai akar serabut (Dalmartha, 2003).
buahnya. Dalam kulit buah manggis (pericarp) terdapat komponen yang bersifat antioksidan senyawa tersebut diantaranya flavonoid, tanin, dan xanton. Metabolit sekunder utama dari kulit buah manggis adalah xanton. Meskipun daging buah manggis mengandung vitamin C yang juga merupakan sumber antioksidan alami, tetapi jumlahnya sangat sedikit (Paramawati, 2010).
Kandungan yang terdapat dalam daging buah manggis antara lain gula sakarosa, dekstrosa, dan levulosa. Dalam takaran tiap 100 gram sajian buah manggis terdiri dari 79,2 gram air, 0,5 gram protein, 19,8 gram karbohidrat, 0,3 gram serat, 11 mg kalsium, 17 mg fosfor, 0,9 mg besi, 14 IU vitamin A, 66 mg vitamin C, 0,09 mg vitamin B1 (Thiamin), 0,06 mg vitamin B2 (riboflavin), dan 0,1 mg vitamin B5 (niasin) (Dweck, 2014).
Xanton adalah molekul besar yang terdiri dari berbagai komponen super antioksidan. Antioksidan sendiri telah terbukti mempunyai banyak manfaat bagi tubuh manusia, di antaranya menetralisir radikal bebas yang masuk atau diproduksi dalam tubuh, mencegah penuaan organ tubuh, mencegah penyakit yang berhubungan dengan jantung, mencegah berbagai jenis penyakit kanker, mencegah kebutaan, dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Fungsi utama antioksidan adalah melawan (menetralisir) pro oksidan atau lebih dikenal sebagai radikal bebas (Paramawati, 2010).
Xanton merupakan derivat dari difenil- -pyron, yang memiliki nama IUPAC 9H-xantin-9-on dengan rumus molekul C13H8O2. Xanton terdistribusi luas
suku, yaitu Guttiferae, Moraceae, Polygalaceae dan Gentianaceae (Jung et al., 2006).
Gambar 2. Struktur molekul xanton (Jung et al., 2006)
Struktur dasar xanton terdiri dari tiga benzena dengan satu benzena di tengahnya yang merupakan keton. Hampir semua molekul turunan xanton sering disebut polyphenol. Xanton memiliki 200 jenis zat turunan dan 40 diantaranya terdapat dalam kulit manggis. Xanton dalam buah manggis terdapat di bagian kulit buah (pericarp) dan sedikit dalam kulit biji (hull) (Paramawati, 2010).
Senyawa utama dari xanton adalah α-mangostin dan -mangostin (Jung et al., 2006). Turunan xanton yang terdapat pada kulit buah manggis dapat dilihat pada Tabel I.
Tabel I. Turunan xanton pada kulit buah manggis (Paramawati, 2010) Turunan xanton dalam kulit manggis
Kekuatan antioksidan dihitung dari kemampuannya dalam menetralisasi gugus radikal bebas. Kemampuan tersebut dihitung dengan satuan ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity), yaitu kemampuan dalam menyerap radikal oksigen (Nugroho, 2008). Penelitian yang dilakukan Nugroho membuktikan bahwa xanton yang memiliki banyak derivat yang terkandung dalam kulit buah manggis merupakan antioksidan yang sangat tinggi yang memilki aktiviitas farmakologi yang sangat efektif. Nilainya mencapai 17.000-20.000 ORAC per 100 ons (sekitar 2835 gram kulit), lebih besar dari wortel dan jeruk yang kadar ORAC-nya hanya 300 dan 2.400 (Stevi, Dewa, dan Vanda, 2012). Nilai kekuatan antioksidan beberapa bahan makanan setiap 100 ons atau setara dengan 3 kg bahan dapat dilihat pada Tabel II.
Tabel II. Nilai kekuatan antioksidan bahan makanan (Nugroho, 2008). Buah Kemampuan menyerap radikal oksigen
(ORAC / Oxygen Radical Absorbance Capacity)
Manggis Tomat Wortel Anggur Apel Jeruk Stroberi
17,000-20,000 200 300 1,100 1,400 2,400 2,600
B. Antioksidan
namun jika jumlah radikal bebas bertambah, antioksidan yang dihasilkan tubuh tidak mampu untuk mengikat radikal bebas tersebut dan akhimya dapat terjadi
stress oksidatif (Winarsi, 2007).
Radikal bebas dihambat melalui 3 cara, yaitu:
1. Mencegah atau menghambat pembentukan radikal bebas yang baru.
2. Menginaktivasi atau menangkap radikal dan memotong propagasi (pemutusan rantai).
3. Memperbaiki kerusakan oleh radikal bebas (Winarsi, 2007). Secara umum antioksidan dibedakan menjadi dua, yaitu antioksidan enzimatis dan antioksidan non-enzimatis. Antioksidan enzimatis disebut juga sebagai antioksidan primer atau antioksidan endogenus. Suatu senyawa dapat dikatakan sebagai antioksidan primer apabila dapat memberikan atom hidrogen secara cepat kepada senyawa radikal, kemudian radikal antioksidan yang terbentuk segera menjadi senyawa yang lebih stabil. Contoh antioksidan primer adalah superoksida dismutase (SOD), katalase, dan glutation peroksidase (Winarsi, 2007). Contoh lain senyawa yang termasuk antioksidan primer adalah kelompok senyawa polifenol, asam askorbat (vitamin C), BHT (Butil Hidroksi Toluena), BHA (Butil Hidroksi Anisol), TBHQ (Tersier Butil Hidroksi Quinolin), tekoferol, dan PG (Propil Galat) (Arcan, 2005).
komponen seluler (Winarsi, 2007). Senyawa yang termasuk golongan antioksidan sekunder adalah asam triodipropionat, dilauril, dan distearil ester (Arcan, 2005).
Beberapa metode yang biasa digunakan untuk menentukan kapasitas antioksidan suatu bahan meliputi :
1. Metode DPPH
DPPH (1,1-diphenyl-2-picril hydrazil) merupakan senyawa radikal bebas yang stabil dalam larutan metanol (berwarna ungu tua). Mekanisme reaksi yang terjadi adalah proses reduksi senyawa DPPH oleh antioksidan yang menghasilkan pengurangan intensitas warna dari larutan DPPH sehingga warna ungu dari radikal menjadi memudar (warna kuning). Pemudaran warna akan mengakibatkan penurunan nilai absorbansi sinar tampak dari spektrofotometer. Semakin pudar warna DPPH setelah direaksikan dengan antioksidan menunjukkan kapasitas antioksidan yang semakin besar pula (Benabadji et al., 2004).
[image:34.595.100.515.163.670.2]Mekanisme penghambatan radikal DPPH dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Mekanisme penghambatan radikal DPPH (Benabadji et al., 2004)
-stokiometri 2:1) dan komponen aromatik polyhidroksil (hidrokuinon dan pirogalol). Komponen lain seperti fenol monohidrat (tyrosin), gula sederhana (glukosa), purin dan primidin tidak bereaksi, sedangkan protein akan terpresipitasi. Pengencer yang biasanya digunakan adalah metanol atau etanol karena pengencer yang lain akan mengganggu reaksi (Molyneux, 2004).
DPPH menunjukkan absorbsi yang kuat pada panjang gelombang 517 nm karena elektron yang tidak berpasangan dan absorbsi berkurang ketika elektron telah berpasangan. Larutan alkoholik akan berwarna ungu pekat pada konsentrasi 0,5 mM dan hukum Lambert-Beer berlaku dalam rentang absorbsi
yang terukur. Konsentrasi awal DPPH (50 sampai 100 μM) harus memberikan
absorbansi kurang dari 1,0 (respon intensitas cahaya yang tereduksi tidak lebih dari 10 kali ketika melewati sampel) (Hanani et al., 2005).
Parameter yang digunakan untuk mengetahui aktivitas antioksidan adalah IC50 yang didefinisikan sebagai konsentrasi senyawa antioksidan yang
menyebabkan hilangnya 50% aktivitas DPPH (Molyneux, 2004). Suatu sampel dikatakan memiliki aktivitas antioksidan bila memiliki nilai IC50 < 200 µg⁄��
(Hanani et al., 2005).
2. Metode ABTS
Metode ABTS (2,2-Azinobis(3-ethylbenzothiazoline)6-sulfonic acid) adalah metode yang digunakan yang digunakan untuk melihat aktivitas antioksidan. ABTS adalah substrat peroksidase yang stabil dan larut air, apabila dioksidasi oleh H2O2 akan membentuk membentuk senyawa radikal
kation yang tidak stabil. Prinsip metode ini adalah dengan menggunakan antioksidan dalam jumlah tertentu untuk menghambat ABTS. Kemampuan antioksidan dalam menghambat ABTS ini yang dapat diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 734 nm. Dari hasil spektrofotometer dapat diketahui aktivitas yang terdapat pada antioksidan (Ozgen, Reese, Neil,
and Artemio, 2006).
3. Metode Deoksiribosa
Deoksiribosa (2-deoksi-D-ribosa) merupakan gula ribosa turunan gula pentose dan yang mempunyai 5 atom karbon. Deoksiribosa apabila dipanaskan dengan suhu dan pH tertentu akan terdekomposisi menjadi malondialdehid (MDA) yang dapat dideteksi dengan asam tiobartiturat (TBA) menghasilkan kromogen MDA-TBA. Perubahan Deoksiribosa menjadi malondialdehid adalah dasar uji penangkapan radikal hidroksil (Haliwell and Gutteridge, 2000).
4. Metode FRAP
antioksidan pada suasana asam akan berwarna biru. Hasil pengujian diinterpretasikan dengan peningkatan absorbansi pada panjang gelombang 593 nm (Antolovich, Prenzler, Patsalides, McDonald, and Robards, 2002).
5. Metode TRAP
Prinsip metode TRAP (Total Radical-trapping Antioxidant Parameter) adalah berdasarkan pengukuran penggunaan oksigen selama reaksi oksidasi lipid terkontrol yang diinduksi oleh hasil dekomposisi dari AAPH
(2-2'-Azobis(2-aminidopropana)hidroklorida) untuk mengukur aktivitas antioksidan
(Molyneux, 2004).
C. Sediaan Gel
Gel merupakan sistem semipadat yang pergerakan medium pendispersinya terbatas oleh sebuah jalinan jaringan tiga dimensi dari partikel-partikel atau makromolekul yang terlarut pada fase pendispersi. Gel harus memiliki kejernihan dan harus dapat memelihara viskositas di atas rentang temperatur yang luas. Beberapa sistem gel penampilannya sejernih air, sedangkan gel yang lainnya keruh karena bahan-bahannya mungkin tidak terdispersi secara molekuler atau mungkin karena terbentuk agregat yang mendispersi cahaya. Konsentrasi basis gel pada umumnya kurang dari 10%, biasanya antara 0,5% sampai 2,0% dengan beberapa pengecualian (Allen, 2002).
Sifat-sifat gel yang diharapkan dalam sediaan gel topikal antara lain: memiliki sifat aliran tiksotropik, daya sebar baik, tidak berminyak, mudah dicuci, sebagai emolien, ringan (khususnya untuk jaringan yang mengelupas), tidak meninggalkan noda, dapat bercampur dengan bahan tambahan lain, larut air atau dapat bercampur dengan air (Ofner and Klech-Gellote, 2007).
Dasar gel dapat dibedakan menjadi dasar gel hidrofobik dan dasar gel hidrofilik (Allen, 2002) :
1. Dasar Gel Hidrofobik
Dasar gel hidrofobik umumnya terdiri dari partikel-partikel anorganik, bila ditambahkan ke dalam fase pendispersi, hanya sedikit sekali interaksi antara kedua fase. Berbeda dengan bahan hidrofilik, bahan hidrofobik tidak secara spontan menyebar, tetapi harus dirangsang dengan prosedur yang khusus. Dasar gel hidrofobik antara lain petrolatum, mineral oil/gel polyethilen, plastibase, alumunium stearat, dan carbowax (Allen, 2002).
2. Dasar Gel Hidrofilik
bentonit, eter selulosa, natrium alginat, tragakan, karbomer, polimer sintetik (Allen, 2002).
Beberapa keuntungan sediaan gel menurut Voigt (1994) adalah sebagai berikut : kemampuan penyebarannya baik pada kulit; efek dingin, yang dijelaskan melalui penguapan lambat dari kulit; tidak ada penghambatan fungsi rambut secara fisiologis; kemudahan pencuciannya dengan air yang baik; pelepasan obatnya baik.
Sifat fisik yang dipengaruhi oleh komposisi bahan gel antara lain : 1. Organoleptis
Uji organoleptis merupakan cara pengujian secara visual dengan menggunakan indera manusia sebagai alat utama untuk pengukuran daya penerimaan terhadap suatu produk. Dalam uji ini yang diamati antara lain warna, bau, tekstur, dan homogenitas (Muzzafar, Singh, and Chauhan, 2013). 2. pH
Suatu sediaan harus diperiksa untuk stabilitas pH dengan waktu tertentu, karena setiap perubahan pH dapat menunjukkan masalah yang potensial. Sediaan topikal yang baik memiliki pH antara 4,5-6,5, apabila suatu sediaan topikal memiliki pH diatas pH kulit maka kulit akan menjadi kering, sedangkan dibawah pH kulit maka kulit akan teriritasi (Muzzafar et al., 2013).
3. Viskositas
energi lebih besar untuk membuat cairan tersebut mengalir pada kecepatan tertentu (Sinko, 2011).
Viskositas mempunyai peranan penting pada beberapa bentuk sediaan. Viskositas merupakan faktor penting dalam menjaga obat bentuk suspensi, meningkatkan stabilitas emulsi, mengubah kecepatan pelepasan obat pada tempat aplikasi, dan membuat suatu bentuk sediaan mudah diaplikasikan. Seorang farmasis akan mempertimbangkan viskositas untuk meningkatkan stabilitas bentuk sediaan yang diformulasikan (Allen, 2002). Pengujian viskositas dapat dilakukan dengan berbagai jenis viskometer berdasarkan kebutuhan formulator (Garg, Aggarwal, Garg, and Singla, 2002).
Jika zat diklasifikasikan menurut tipe alir dan deformasinya, maka pada umumnya zat dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu: sistem Newton dan sistem non-Newton. Pemilihannya tergantung dari apakah sifat alirnya sesuai dengan hukum alir Newton atau tidak (Sinko, 2011).
Gambar 4. Kurva aliran Newton (Sinko, 2011)
Sebagian besar produk farmasetik cair bukan merupakan cairan sederhana dan tidak mengikuti hukum aliran Newton. Sistem ini disebut sistem non-Newton. Sifat non-Newton biasanya ditunjukkan oleh dispersi heterogen cairan dan padatan seperti larutan koloid, emulsi, supensi cair, dan salep (Sinko, 2011).
Menurut Sinko (2011), cairan non-Newtonian dibagi menjadi dua jenis : a. Time Independent (Tidak Dipengaruhi Waktu)
Aliran Plastis
[image:41.595.95.511.296.724.2]Kurva aliran plastis tidak melalui titik nol, memiliki suatu batas aliran yang memerlukan sejumlah tegangan geser minimal (yield value) ke dalam sistem agar bisa mengalir. Zat yang mempunyai yield value disebut zat Bingham. Contoh tipe aliran ini adalah krim, pasta (Sinko, 2011).
Gambar 5. Kurva aliran Plastis (Sinko, 2011)
Tegangan geser Laju geser
Laju geser
Aliran Pseudoplastik
Kurva aliran pseudoplastik dimulai pada titik nol, dan tidak ada yield
value seperti yang terlihat pada zat plastik. Viskositas menurun dengan
[image:42.595.102.512.279.584.2]adanya peningkatan rate of shear. Meningkatnya shearing stress menyebabkan keteraturan polimer sehingga mengurangi tahanan dan lebih meningkatkan rate of share pada shearing stress berikutnya (Sinko, 2011). Sejumlah besar produk farmasi, termasuk gom alam dan sintetik misalnya dispersi cair dari tragakan, natrium alginat, karbomer, metil selulosa dan karboksimetil selulosa, menunjukkan aliran pseudoplastik. Sifat aliran pseudoplastik mempunyai konsistensi yang tinggi dalam wadah, dapat dituang dengan mudah dan untuk kembali ke keadaan semula membutuhkan waktu yang singkat (Astuti, Susanti, Wirasuta, dan Widjaja, 2008).
Gambar 6. Kurva aliran pseudoplastik (Sinko, 2011) Aliran Dilatan
Aliran dilatan memiliki karakteristik meningkatnya viskositas seiring dengan meningkatnya rate of shear, karena itu juga disebut pemadatan aliran. Aliran ini merupakan kebalikan dari aliran pseudoplastik. Aliran pseudoplastik seringkali dikenal sebagai shear thinning system, dan aliran dilatan diberi istilah shear thickening system (Sinko, 2011).
Laju geser
Gambar 7. Kurva aliran dilatan (Sinko, 2011) b. Time Dependent (Dipengaruhi Waktu)
Tiksotropi
Tiksotropi didefinisikan sebagai suatu pemulihan yang isoterm dan lambat pada pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena
shearing. Sifat aliran semacam ini umumnya terjadi pada partikel asimetrik
[image:43.595.100.512.98.702.2](misalnya polimer) yang memiliki banyak titik kontak dan tersusun membentuk jaringan tiga dimensi (Sinko, 2011). Tiksotropi adalah suatu sifat yang diinginkan dalam suatu farmasetis cair yang idealnya harus mempunyai konsistensi tinggi dalam wadah, namun dapat dituang dan tersebar mudah (Astuti et al., 2008).
Gambar 8. Kurva aliran tiksotropi (Sinko, 2011)
Laju geser
Tegangan geser
Laju geser
Laju geser
Rheopeksi
[image:44.595.100.511.249.719.2]Rheopeksi adalah suatu gejala dimana suatu sol membentuk suatu gel lebih cepat jika diaduk perlahan-lahan atau di shear daripada jika dibiarkan membentuk gel tersebut tanpa pengadukan. Dalam suatu sistem reopektis, bentuk keseimbangan adalah gel. Sedangkan dalam antitiksotropi keadaan kesetimbangan adalah sol (Sinko, 2011).
Gambar 9. Kurva aliran Rheopeksi (Sinko, 2011) Anti-Tiksotropi
Anti-Tiksotropi menyatakan kenaikan kekentalan atau hambatan mengalir dengan bertambahnya waktu shear (Sinko, 2011). Bila dilakukan pengukuran dengan pemberian tekanan geser secara berulang-ulang akan diperoleh viskositas yang terus bertambah sampai pada akhirnya suatu saat akan konstan (Astuti et al., 2008).
Gambar 10. Kurva aliran anti-tiksotropi (Sinko, 2011)
Laju geser
Tegangan geser
Laju geser
4. Daya Sebar
Daya sebar adalah kemampuan penyebaran sediaan pada kulit. Daya sebar merupakan karakteristik yang penting karena bertanggung jawab untuk ketepatan transfer dosis atau melepaskan zat aktifnya, dan kemudahan penggunaannya. Daya sebar berhubungan dengan viskositas, meningkatnya viskositas akan menurunkan daya sebar dan sebaliknya (Garg et al., 2002).
Efikasi terapi topikal dipengaruhi oleh daya sebar formulasi pada tempat target dengan dosis standar. Konsistensi formula yang optimum membantu memastikan dosis yang sesuai untuk diaplikasikan ke tempat target, khususnya untuk obat-obat poten. Apabila dosis berkurang, maka tidak akan memberikan efek yang diinginkan, tetapi dengan dosis berlebih dapat memberikan efek samping yang tidak diinginkan (Garg et al., 2002).
Faktor penting yang perlu dipertimbangkan dalam penilaian daya sebar yaitu rigiditas sediaan, lama tekanan, suhu tempat target, viskositas formulasi sediaan, dan laju penguapan pelarut. Metode yang paling sering digunakan dalam pengukuran daya sebar adalah metode parallel-plate. Keuntungan metode ini yaitu sederhana, mudah untuk dilakukan, dan tidak memerlukan banyak biaya. Namun, metode ini kurang tepat dan sensitif karena data yang dikumpulkan harus dihitung lagi secara manual (Garg et al., 2002).
yang masih berada dalam batas yang dapat diterima selama periode waktu penyimpanan dan penggunaan, dimana sifat dan karakteristik sama dengan yang dimilikinya pada saat dibuat (Djajadisastra, Mun’im, dan Dessy, 2009).
Untuk memperoleh nilai kestabilan suatu sediaan farmasetika atau kosmetik dalam waktu yang singkat, maka dapat dilakukan uji stabilitas dipercepat. Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan informasi yang diinginkan pada waktu sesingkat mungkin dengan cara menyimpan sampel pada kondisi yang dirancang untuk mempercepat terjadinya perubahan yang biasanya terjadi pada kondisi normal (Djajadisastra et al., 2009).
D. Desain Faktorial
Desain faktorial digunakan untuk mencari efek dari berbagai faktor atau kondisi terhadap hasil penelitian. Desain faktorial adalah desain untuk menentukan secara serentak efek dari beberapa faktor sekaligus interaksinya. Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yaitu untuk memberikan model hubungan antara variabel respon dengan satu atau lebih variabel bebas. Desain faktorial yang paling sederhana dan memadai untuk mencapai hasil adalah 2n. Pada desain faktorial 2n dibutuhkan 4 percobaan dimana 2 menunjukkan level dan n menunjukkan jumlah faktor percobaan (Bolton and Bon, 2004).
Istilah-istilah pada desain faktorial yang perlu dipahami ialah :
1. Faktor: variabel yang telah ditetapkan pada suatu penelitian yang dapat bersifat kualitatif ataupun kuantitatif. Faktor ini harus bisa dinyatakan dalam suatu harga atau nilai.
3. Respon: hasil terukur yang didapat dari suatu penelitian dan harus dapat dikuantifikasi. Bervariasinya level pada suatu penelitian dapat menyebabkan terjadinya perubahan respon.
4. Interaksi: akibat dari penambahan efek-efek faktor yang dapat bersifat antagonis atau sinergis. Antagonis berarti interaksi memliki efek yang memperkecil efek faktor sedangkan sinergis berarti interaksi memiliki efek yang menambah besar (Kurniawan dan Sulaiman, 2009).
[image:47.595.99.508.189.597.2]Rancangan faktorial dengan 2 level dan 2 faktor percobaan dapat dilihat pada Tabel III.
Tabel III. Rancangan desain faktorial
Formula Faktor A Faktor B
AB A B I
+ + - -
+ - + - Keterangan :
Formula AB = formula dengan faktor A level tinggi dan faktor B level tinggi. Formula A = formula dengan faktor A level tinggi dan faktor B level rendah. Formula B = formula dengan faktor A level rendah dan faktor B level tinggi. Formula I = formula dengan faktor A level rendah dan faktor B level rendah.
Y merupakan respon hasil atau sifat yang diamati. (A) dan (B) adalah level bagian A dan level bagian B. b0, b1 dan b12 adalah koefisien yang dapat dihitung dari
hasil percobaan.
Adanya interaksi dapat juga dilihat dari grafik hubungan respon dan level faktor. Jika hasil kurva menunjukkan garis sejajar, maka dapat dikatakan bahwa tidak ada interaksi antar eksipien dalam menentukan respon. Jika kurva menunjukkan garis yang tidak sejajar, maka dapat dikatakan bahwa interaksi antar eksipien dalam menentukan respon (Bolton and Bon, 2004).
E. Monografi Bahan 1. Carbopol 940
Carbopol 940 merupakan salah satu contoh dari gelling agent. Gelling agent
[image:48.595.103.513.279.634.2]merupakan basis dari sediaan gel yang digunakan untuk membentuk gel dan idealnya harus tidak berinteraksi dengan komponen lain dari formulasi serta harus bebas dari kontaminasi mikroba (Mahalingam et al., 2008).
Gambar 11. Unit monomer asam akrilat dalam polimer carbopol Sumber : Rowe, Sheskey, and Quinn (2009)
Carbopol memiliki pemerian antara lain serbuk putih, asam, higroskopis,
dengan sedikit bau yang khas. Nama lain dari carbopol adalah carbomer.
dengan alil sukrosa atau sebuah alil eter dari pentaerythritol. Carbopol terdiri dari 52% - 68% gugus asam karboksilat (COOH). Berat molekulnya secara teoritis diperkirakan sekitar 7 x 105 hingga 4 x 109 (Rowe et al., 2009).
Carbopol dapat digunakan sebagai bahan pembentuk gel pada konsentrasi
0,5-2%, bahan pengemulsi pada konsentrasi 0,1-0,5%, dan sebagai bahan pensuspensi pada konsentrasi 0,5-1%. Kegunaan lain dari carbopol yaitu sebagai material bioadhesiv, controlled release agent, emulsifying agent, rheology
modifier, agen stabilisasi, agen pensuspensi, dan pengisi tablet (Rowe et al.,
2009).
Carbopol bersifat asam dan terdispersi dalam air sehingga sebelum
digunakan perlu dinetralkan terlebih dahulu dengan penambahan basa atau agen alkali yaitu triethanolamine (TEA). Kemampuan thickening carbopol paling baik pada viskositas tinggi yang dapat dicapai pada range pH 5,0-9,0. Netralisasi gugus karboksilat pada carbopol menggunakan zat alkali yang sesuai akan membuat carbopol 940 sangat terionisasi membentuk gel yang kaku (Allen, 2002).
Gambar 12. Reaksi carbopol dengan penambahan basa. (a) struktur awal carbopol; (b) struktur setelah ditambahkan basa (Jeon, 2007)
Carbopol sering digunakan sebagai gelling agent dalam pembuatan gel
karena relatif bersifat tidak toksik, tidak mengiritasi, tidak menyebabkan reaksi hipersensitivitas pada kulit manusia sehingga cocok digunakan sebagai gelling
agent gel. Dengan digunakannya carbopol, massa gel yang dihasilkan akan
memberikan bentuk serta penampakan yang baik, jernih dan tidak keruh (Islam et
al., 2004).
Dalam temperatur ruang, carbopol dapat stabil dalam jangka waktu lama dan akan tetap stabil atau mengalami perubahan tak berarti apabila ada penambahan senyawa antioksidan dalam formulasi (Johnson and Steer, 2006).
Carbopol memiliki gugus karboksilat yang akan membentuk ikatan hidrogen
dengan jaringan biologis yang menyebabkannya dapat melekat dengan baik (Rowe, Sheskey, and Owen, 2006).
Carbopol yang digunakan dalam penelitian ini adalah tipe carbopol 940
2. Triethanolamine (TEA)
Gambar 13. Struktur TEA (Rowe et.al., 2009)
Triethanolamine (TEA) adalah cairan kental yang memiliki bau sedikit
amonia, dan berwarna kuning pucat, memiliki titik leleh 20-21oC dan pH 10,5,
sangat higroskopis, dan berwarna cokelat apabila terpapar udara dan cahaya.
Triethanolamine digunakan sebagai agen pembasa dan dapat juga digunakan
sebagai emulsifying agent (Rowe et al., 2009).
Triethanolamine yang bersifat basa digunakan untuk menetralisasi
carbopol. Penambahan triethanolamine pada carbopol akan membentuk garam
yang larut. Sebelum di netralisasi, carbopol dalam air berada dalam bentuk tak terion pada pH sekitar 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel dan strukturnya
random coil dan dengan adanya penambahan triethanolamine akan menggeser
kesetimbangan ionik membentuk garam yang larut. Hasilnya ion yang tolak menolak dari gugus karboksilat dan polimer menjadi kaku dan rigid, sehingga meningkatkan viskositas (Jeon, 2007).
3. Sorbitol
[image:51.595.246.408.646.729.2]Sorbitol merupakan salah satu contoh humektan yang dapat juga berfungsi sebagai plasticizer, agen penstabil, agen pemanis, dan bahan pengisi pada tablet dan kapsul. Sorbitol memiliki pH 4,5-7 dalam 10% w v⁄ larutan (Rowe et al., 2009). Sorbitol mudah larut dalam air, tetapi sukar larut dalam etanol, dalam metanol, dan dalam asam asetat (Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan RI,1995). Range konsentrasi sorbitol sebagai humektan yaitu (2,5-15)% (Barel et al., 2009). Viskositas sorbitol pada suhu 25oC adalah 190 cP (Smith and
Hong, 2003).
Sorbitol merupakan bahan kimia yang relatif inert dan kompatibel dengan sebagian besar eksipien. Sorbitol tidak membuat inflamasi, tidak korosif, dan tidak volatil. Sorbitol mempunyai BM dan viskositas yang tinggi tetapi tidak menguap (Rowe et al., 2003).
Humektan adalah bahan dalam produk kosmetik yang ditujukan untuk mencegah hilangnya lembab dari sediaan dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk diaplikasikan (Barel et al., 2009). Humektan membantu menjaga kelembaban kulit dengan mekanisme yaitu menjaga kandungan air pada lapisan stratum korneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Leyden and Rawlings, 2002).
[image:52.595.296.373.631.722.2]4. Metil Paraben
Metil paraben berbentuk serbuk kristal, berwarna putih, dan tidak berbau. Nama kimia dari metil paraben adalah methyl-4-hydroxybenzoate dengan rumus kimia C8H8O3. Range konsentrasi yang digunakan dalam sediaan topikal yaitu
(0,02-0,3)% (Rowe et al., 2009).
Maksud ditambahkannya bahan pengawet pada gel untuk mencegah kontaminasi, kemunduran, dan kerusakan oleh bakteri serta jamur, karena sebagian besar komponen dalam sediaan gel dapat bertindak sebagai substrat bagi bakteri maupun jamur. Syarat zat pengawet adalah mampu membunuh kontaminasi mikroorganisme, tidak toksik atau menyebabkan iritasi pada pengguna, stabil dan efektif, serta selektif dan tidak bereaksi dengan bahan. Bahan pengawet yang dapat digunakan dalam pembuatan sediaan gel diantaranya metil paraben, etil paraben, propil paraben, dan asam sorbat (Pratiwi and Sylvia, 2008). 5. Aquadest
Aquadest merupakan cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak
mempunyai rasa. Nama lain dari aquadest adalah air suling. Aquadest dibuat dengan menyuling air minum. Fungsi dari aquadest adalah sebagai pelarut. Rumus kimia dari aquadest adalah H2O dengan berat molekul sebesar 18,02
F. Landasan Teori
Kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) mengandung komponen yang bersifat antioksidan, senyawa tersebut diantaranya flavonoid, tanin dan xanton (Paramawati, 2010). Fungsi utama antioksidan adalah melawan (menetralisir) pro oksidan atau lebih dikenal sebagai radikal bebas. Metabolit sekunder utama dari kulit buah manggis adalah xanton. Xanton adalah molekul besar yang terdiri dari berbagai komponen super antioksidan (Paramawati, 2010). Senyawa utama dari xanton adalah α-mangostin dan -mangostin (Jung et al., 2006).
Gel merupakan sistem semipadat yang pergerakan medium pendispersinya terbatas oleh sebuah jalinan jaringan tiga dimensi dari partikel-partikel atau makromolekul yang terlarut pada fase pendispersi (Allen, 2002). Bentuk sediaan gel memiliki beberapa kelebihan, diantaranya yaitu : kemampuan penyebaran yang baik pada kulit; memberi efek dingin; tidak menghambat fungsi rambut secara fisiologis; mudah dicuci dengan air; serta pelepasan obatnya baik (Voight, 1994).
Formula sediaan gel mengandung gelling agent dan humektan. Carbopol
940 digunakan sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan. Range
konsentrasi carbopol 940 sebagai gelling agent yaitu (0,5-2)% (Rowe et al., 2009). Pada fomulasi sediaan topikal, carbopol 940 akan membentuk gel yang jernih. Kemampuan thickening carbopol 940 paling baik pada viskositas tinggi yang dapat dicapai pada range pH 5,0-9,0. Netralisasi gugus karboksilat pada
sangat terionisasi membentuk gel yang kaku (Allen, 2002). Range sorbitol sebagai humektan sebesar (0,5-15)%, Sorbitol merupakan bahan kimia yang relatif inert dan kompatibel dengan sebagian besar eksipien. Sorbitol tidak membuat inflamasi, tidak korosif, dan tidak volatil. Sorbitol mempunyai BM dan viskositas yang tinggi tetapi tidak menguap (Rowe et al., 2003).
Sifat fisik gel ditentukan melalui viskositas dan daya sebar yang dihasilkan. Viskositas merupakan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir. Viskositas cairan yang semakin tinggi akan membutuhkan energi yang semakin besar agar cairan tersebut dapat mengalir (Sinko, 2011). Viskositas merupakan faktor penting yang dapat meningkatkan stabilitas gel (Allen, 2002). Efikasi terapi topikal dipengaruhi oleh daya sebar, dimana konsistensi formula yang optimum membantu memastikan dosis yang sesuai untuk diaplikasikan ke tempat target. Apabila dosis berkurang, maka tidak akan memberikan efek yang dlinginkan, tetapi dengan dosis berlebih dapat memberikan efek samping yang tidak diinginkan (Garg et al., 2002).
Stabilitas didefinisikan sebagai kemarnpuan suatu produk obat atau kosmetik untuk bertahan dalam spesifikasi yang diterapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian produk (Djajadisastra et al., 2009).
G. Hipotesis
a. Carbopol 940 dan sorbitol memiliki pengaruh signifikan terhadap sifat fisik gel ekstrak kulit buah manggis yang meliputi viskositas dan daya sebar. b. Didapatkan komposisi carbopol 940 dan sorbiol pada daerah optimum
sehingga dihasilkan gel ekstrak kulit buah manggis yang memenuhi kriteria sifat fisik baik.
c. Sediaan gel ekstrak kulit buah manggis tetap stabil setelah melalui uji sentrifugasi dan freeze thaw cycle.
d. Ekstrak kulit buah manggis memiliki aktivitas antioksidan yang kuat.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Jenis rancangan penelitian ini merupakan penelitian eksperimental menggunakan desain faktorial, dengan dua level dan dua faktor untuk membandingkan sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Formulasi Teknologi Sediaan Padat-Semipadat Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
B. Variabel dan Definisi Operasional 1. Variabel Penelitian
a. Variabel Bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi konsentrasi carbopol
940 sebagai gelling agent dengan konsentrasi level rendah (0,5 g) dan level
tinggi (1 g) sertakonsentrasi sorbitol sebagai humektan dengan konsentrasi level rendah (2,5 g) dan level tinggi (10 g) dalam tiap 100 gram formula gel antioksidan ekstrak kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.).
a. Variabel Terikat
Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat organoleptis, pH, daya sebar, viskositas, dan sifat rheologi (sifat fisik gel); perubahan organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan pemisahan fase (stabilitas fisik gel); aktivitas antioksidan gel hasil formulasi.
b. Variabel Pengacau Terkendali
Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah alat dan bahan yang digunakan, lama pengadukan, kecepatan pengadukan, prosedur pembuatan dan pengujian, lama penyimpanan, kondisi penyimpanan serta wadah penyimpanan gel.
c. Variabel Pengacau Tak Terkendali
Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah kriteria tanaman manggis yang digunakan produsen sebagai sumber ekstrak kulit buah manggis, metode ekstraksi dan proses pegeringan ekstrak, suhu dan kelembaban udara ruangan selama pembuatan dan pengujian gel, serta subyektifitas peneliti dalam pengamatan hasil uji.
2. Definisi Operasional
a. Gel ekstrak kulit buah manggis adalah sediaan semisolid yang memiliki efek sebagai antioksidan untuk melindungi kulit dari paparan sinar matahari dengan carbopol 940 sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan yang sesuai dengan formula dan prosedur pembuatan dalam penelitian ini. b. Ekstrak kulit buah manggis adalah ekstrak kental hasil evaporasi filtrat etanol
96% ekstrak kulit buah manggis dalam wujud serbuk yang diperoleh dari PT. Industri Jamu Borobudur Semarang.
d. Gelling agent adalah bahan yang digunakan untuk membentuk kekentalan gel
atau dasar sediaan gel yang membentuk matriks. Carbopol 940 digunakan sebagi gelling agent dalam penelitian ini.
e. Humektan adalah bahan yang digunakan untuk mencegah lepasnya air dari sediaan serta mengabsorpsi lembab dari lingkungan saat gel diaplikasikan di kulit, sehingga kelembaban kulit dapat dipertahankan. Humektan yang digunakan dalma penelitian ini adalah sorbitol.
f. Sifat fisik adalah parameter untuk mengetahui kualitas fisik gel yang meliputi : organoleptis, pH, viskositas, daya sebar, dan sifat alir.
g. Stabilitas fisik adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya perubahan gel dalam penyimpanan sediaan yang meliputi pemisahan fase pada uji sentrifugasi, serta pemisahan fase, perubahan organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar setelah sediaan melewati enam siklus dalam uji
freeze thaw.
h. Viskositas adalah hambatan gel untuk mengalir setelah adanya pemberian gaya. Semakin besar viskositas, maka gel semakin tidak mudah mengalir. i. Daya sebar adalah kemampuan suatu sediaan untuk menyebar pada
permukaan tertentu setelah adanya pemberian tekanan. Daya sebar dinyatakan dalam luasan penyebaran sediaan.
C. Alat dan Bahan Penelitian 1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak kulit buah manggis dari PT. Industri Jamu Borobudur Semarang, carbopol 940,
triethanolamine (TEA), sorbitol, metil paraben, etanol, dan aquadest.
2. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas (Pyrex - Germany), timbangan analitik (Mettler Toledo), spektrofotometer UV-Vis, sonikator, waterbath, viscometer seri VT 04 (Rion - Japan), Rheosys Merlin, alat pengukur daya sebar, hot plate, magnetic stirrer, mixer (Miyako), pH universal
stick, pipet volume, glassfinn, serta wadah kaca (net @200 g).
D. Tata Cara Penelitian 1. Pembuatan Ekstrak Kental Kulit Buah Manggis
pelarut dilakukan sampai bobot ekstrak kulit buah manggis yang diperoleh konstan.
2. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Buah Manggis a. Penyiapan Ekstrak Uji
Ekstrak kulit buah manggis ditimbang seksama sebanyak 100,0 mg dalam beaker glass, lalu ditambahkan 40-60 mL etanol 96% sedikit demi sedikit dan dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL. Kemudian ditambahkan etanol 96% hingga garis tanda dan digojog hingga homogen, untuk membuat larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm. Selanjutnya, dari 100 mL larutan induk tersebut dibuat lima ekstrak uji masing-masing dengan konsentrasi yang berbeda. Diambil berturut-turut sebanyak 0,3 mL, 0,4 mL, 0,5 mL, 0,75 mL, dan 1,5 mL larutan induk, dan dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL, lalu ditambahkan etanol 96% hingga batas tanda dan digojog hingga homogen, untuk membuat larutan seri ekstrak uji dengan konsentrasi berturut-turut sebesar 12 ppm, 16 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 60 ppm.
b. Pembuatan larutan DPPH
Kristal DPPH ditimbang seksama sebanyak 4,0 mg dalam beaker
glass, lalu ditambahkan 40-60 mL etanol 96% sedikit demi sedikit dan
c. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
Larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL ditambah dengan etanol 96% sebanyak 2 mL, lalu diamati absorbansinya pada panjang gelombang 400-800 nm. Sebagai blanko digunakan etanol 96% sebanyak 6 mL. Dibuat kurva absorbansi vs panjang gelombang. Panjang gelombang dengan absorbansi tertinggi yang diperoleh adalah panjang gelombang maksimum. d. Penetapan Operating Time
Larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL ditambah dengan ekstrak uji konsentrasi 20 ppm sebanyak 2 mL. Absorbansi diamati pada panjang gelombang maksimum dengan interval waktu yang berbeda-beda (5, 10, 15, 20, 25, 30 menit). Sebagai blanko digunakan larutan DPPH 40 ppm sebanyak 4 mL yang ditambah dengan etanol 96% sebanyak 2 mL.
Operating Time (OT) adalah waktu yang dibutuhkan supaya reaksi antara
senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan dan larutan DPPH dapat berjalan sempurna, yang ditunjukkan dengan absorbansi yang dihasilkan telah stabil.
e. Pengukuran Aktivitas Peredam Radikal Bebas DPPH secara Spektrofotometri Tampak
lebih besar dari r tabel, maka persamaan regresi linier memenuhi standar untuk mencari nilai IC50. Untuk menghitung nilai IC50, y = 50%
[image:63.595.101.516.220.542.2]dimasukkan pada persamaan regresi linier kemudian nilai x dihitung. 3. Formulasi Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis
Tabel IV. Formula gel ekstrak kulit buah manggis
Bahan Formula
AB A B I
Ekstrak kental (g) 0,015 0,015 0,015 0,015
Carbopol 940 (g) 1 1 0,5 0,5
Sorbitol (g) 10 2,5 10 2,5
Metil paraben (g) 0,1 0,1 0,1 0,1
Triethanolamine (g) 1,5 1,5 1,5 1,5
Aquadest (g) ad 100 ad 100 ad 100 ad 100 Pembuatan gel ekstrak kulit buah manggis sebagai berikut :
Carbopol 940 dari masing-masing formula dikembangkan di dalam
aquadest dengan cara menaburkan carbopol 940 ke atas aquadest
