OPTIMASI KOMPOSISI FORMULA SNEDDS
(Self-Nanoemulsifying Drug Delivery System) EKSTRAK
METANOL KAYU SECANG (Caesalpinia sappan L.)
DENGAN FASE MINYAK KEMIRI
Disusun Oleh :
NUGRAHA MAS’UD
M0614041
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Farmasi
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iv
OPTIMASI KOMPOSISI FORMULA SNEDDS (Self-Nanoemulsifying Drug
Delivery System) EKSTRAK METANOL KAYU SECANG (Caesalpinia
sappan L.) DENGAN FASE MINYAK KEMIRI
NUGRAHA MAS’UD
Program Studi S1 Farmasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Ekstrak metanol kayu secang memiliki aktivitas biologis antara lain antibakteri, antikanker, antidiabetik dan antioksidan. Pengembangan teknologi formulasi diperlukan untuk meningkatkan efektivitas penghantaran obat di dalam tubuh sehingga diperoleh efek farmakologi yang baik. Formulasi nanoemulsi dengan teknik SNEDDS diharapkan dapat meningkatkan penghantaran obat didalam tubuh secara tertarget dan meningkatkan transport obat. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui komposisi optimum formula SNEDDS ekstrak metanol kayu secang beserta parameter pengujian fisik nanoemulsi.
Parameter pengujian fisik meliputi persentase transmitansi dengan spektrofotometri UV-Vis, waktu emulsifikasi dengan media AGF dan fase pemisahan dengan sentrifugasi dan freeze-thaw test. Optimasi dilakukan dengan menggunakan metode SLD dengan software Design Expert versi Stat Ease Dx 9
Trial yang diperoleh 14 formula. Berdasarkan hasil optimasi, diperoleh
komponen SNEDDS antara lain minyak kemiri sebagai fase minyak, Tween 80
-Croduret® 50SS sebagai surfaktan dan propilenglikol sebagai co-surfaktan.
Hasil pengujian fisik 14 formula diperoleh formula optimal SNEDDS ekstrak metanol kayu secang dengan komposisi 15,00% minyak : 62,43% surfaktan : 22,57% co-surfaktan dengan nilai desirability 0,663, yang mampu
me-loading ekstrak sebesar 25 mg/gram sistem SNEDDS. Parameter pengujian
fisik formula optimal SNEDDS diperoleh respon persentase transmitan sebesar 94,32 ± SE 0,92%, waktu emulsifikasi 74,67 ± SE 0,88 detik dan fase pemisahan 0,89 ± SE 0,01. Hasil pengujian fisik formula optimal dilakukan verifikasi uji statistik One Sample T-Test dengan taraf kepercayaan 95% dengan nilai p-value lebih dari 0,05 pada ketiga parameter uji yang menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan signifikan antara hasil observasi dengan prediksi software Design
Expert versi Stat Ease Dx 9 Trial.
v
THE OPTIMIZATION FORMULA COMPOSITION OF SNEDDS (
Self-Nanoemulsifying Drug Delivery System) OF METHANOL SAPPAN WOOD
EXTRACT (Caesalpinia sappan L.) WITH CANDLENUT OIL PHASE
NUGRAHA MAS’UD
Undergraduate Program of Pharmacy, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Sebelas Maret
ABSTRACT
Methanol sappan wood extract has biological activities such as antibacterial, anticancer, antidiabetic, and antioxidant. The development of formulation technology is needed to increase the effectiveness of drug delivery system in the body. So, the pharmacological effect is well obtained. Nanoemulsion formulation with SNEDDS technique is expected to increase the estimated drug delivery system in the body and to increase the drug transport. The aim of this research is to know the optimum composition of SNEDDS formula of methanol sappan wood extract with nanoemulsion physical testing parameters.
The physical testing parameters include the percentage of transmittance with UV-Vis spectrophotometry, emulsification time with AGF media and separation phase by centrifugation and freeze-thaw test. The optimization is done by using SLD method with Design Expert software Stat Ease Dx 9 Trial version obtained 14 formulas. Based on the optimization result, the SNEDDS components are candlenut oil as oil phase, Tween 80-Croduret® 50SS as surfactant and propylenglycol as co-surfactant.
The result of physical test of 14 formulas is the optimum formula of SNEDDS of methanol sappan wood extract in the composition of 15.00% oil: 62,43% surfactant: 22,57% co-surfactant with desirability value 0,663, that able to loading the extract to 25 mg / gram of SNEDDS system. The parameter physical testing of SNEDDS optimal formula obtained by transmittance percentage response equal to 94,32 ± SE 0,92%, emulsification time 74,67 ± SE 0,88 sec and separation phase 0,89 ± SE 0,01. The result of physical testing of optimal formula is done by verification of One Sample T-Test statistic test with 95% trust level with p-value more than 0,05 on the three test parameters indicating that there is no significant difference between the observation result and the prediction of Design
Expert software Stat Ease Dx 9 Trial version.
vi
HALAMAN MOTTO
“Bermimpilah dengan segenap pikiran, yakinlah dengan sepenuh hati, wujudkanlah dengan seluruh tenaga“
-Wishnutama-
“Sebaik-baik manusia adalah mereka yang bermanfaat bagi orang lain”
-HR. Thabrani dan Daruquthni-
“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan”
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, berkah serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan judul Optimasi Komposisi Formula SNEDDS (Self-Nanoemulsifying Drug Delivery System) Ekstrak Metanol Kayu Secang (Caesalpinia sappan l.) Dengan Fase Minyak Kemiri. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Farmasi di Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pelaksanaan dan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc.(Hons), Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
2. Bapak Dr.rer.nat. Saptono Hadi, S.Si., M.Si., Apt. selaku Kepala Program Studi S1 Farmasi Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan dukungan dan bimbingan dalam kegiatan perkuliahan baik akademik maupun non akademik.
3. Ibu Anif Nur Artanti, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing I skripsi yang telah memberikan dukungan, arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Dian Eka Ermawati, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing II skripsi yang telah memberikan dukungan, arahan dan bimbingan selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.
5. Ibu Yeni Farida, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan banyak saran, arahan dan bimbingan selama perkuliahan S1 ini.
viii
7. Staf Laboratorium dan staf Administrasi Program Studi S1 Farmasi Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah membantu dalam hal administrasi dan kegiatan perkuliahan S1 ini.
8. Keluarga tercinta (Bapak Joko Triyono, Ibu Fatimah, Mbak Fika) yang telah banyak memberikan dukungan, arahan dan doa selama ini.
9. Keluarga seperjuangan S1 Farmasi UNS Angkatan 2014 yang telah banyak membantu dan membersamai baik suka maupun duka selama perkuliahan S1 ini.
10.Teman seperjuangan skripsi Anggraini Febriyanty, Ariiq Azmi Rofiqi Sulkhan, Aprilia Saefanan Shofa. Kharisma Setianingrum dan Deby Fajar Lestari yang telah banyak membantu hingga terselesaikannya skripsi ini. 11.Semua pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan hingga
terselesaikannya skripsi ini.
Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharap kritik, saran dan masukan demi penelitian yang lebih baik di masa yang akan datang. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kemajuan ilmu di bidang kefarmasian dan kesehatan.
Surakarta, 26 Juni 2018
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN ABSTRAK ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR PERSAMAAN MATEMATIKA ... xiv
DAFTAR SINGKATAN ... xv
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
A. Kayu Secang ... 5
1. Deskripsi Tanaman Secang ... 5
2. Nama Lain Tanaman Secang ... 5
3. Klasifikasi ... 6
4. Kandungan Kimia Kayu Secang ... 6
5. Manfaat Kayu Secang ... 6
B. Metode Penyarian/Ekstraksi ... 7
C. Nanoemulsi ... 8
D. Simplex Lattice Design ... 13
x
F. Hipotesis ... 16
BAB III METODE PENELITIAN... 17
A. Desain Penelitian ... 17
B. Variabel Penelitian ... 17
C. Waktu dan Tempat Penelitian ... 17
D. Alat dan Bahan ... 18
E. Prosedur Penelitian ... 18
F. Analisis Hasil ... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26
A. Determinasi dan Ekstraksi Kayu Secang ... 26
B. Uji Karakterisasi Ekstrak Metanol Kayu Secang ... 26
C. Uji Kelarutan dan Optimasi Loading Doses Extract ... 29
D. Optimasi dan Karakterisasi Formula SNEDDS Ekstrak Metanol Kayu Secang ... 31
E. Verifikasi Formula Optimal SNEDDS Ekstrak Metanol Kayu Secang ... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 47
A. Kesimpulan ... 47
B. Saran ... 47
DAFTAR PUSTAKA ... 48
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Biopharmaceutical classification system ... 9 Tabel 2. Komponen SNEDDS dalam uji kelarutan ekstrak metanol kayu
secang ... 20 Tabel 3. Batas atas dan batas bawah komposisi bahan ... 21 Tabel 4. Rancangan formula SNEDDS ekstrak metanol kayu secang dengan
fase minyak kemiri ... 22 Tabel 5. Formula AGF ... 23 Tabel 6. Hasil uji organoleptis, uji daya lekat ekstrak dan uji moisture content
ekstrak metanol kayu secang ... 26 Tabel 7. Hasil kromatografi lapis tipis ... 28 Tabel 8. Hasil uji kelarutan ekstrak metanol kayu secang pada beberapa
komponen ... 29 Tabel 9. Hasil uji optimasi loading doses ekstrak metanol kayu secang ... 30 Tabel 10.Hasil optimasi pada parameter persentase transmitansi, waktu
emulsifikasi dan stabilitas (fase pemisahan) ... 33 Tabel 11.Data optimasi formula SNEDDS ekstrak metanol kayu secang
dengan Software Design Expert versi Stat Ease Dx 9 Trial ... 44 Tabel 12. Hasil verifikasi formula optimal SNEDDS ekstrak metanol kayu
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Tanaman kayu secang yang dikoleksi di daerah Grobogan
Jawa Tengah ... 5
Gambar 2. Struktur molekul Tween 80 ... 11
Gambar 3. Struktur molekul Croduret® 50SS ... 11
Gambar 4. Struktur molekul propilen glikol ... 12
Gambar 5. Hasil kromatografi lapis tipis ... 27
Gambar 6. Normal Plot of Residuals parameter persentase transmitansi ... 34
Gambar 7. Countour Plot parameter persentase transmitansi ... 36
Gambar 8. Normal Plot of Residuals parameter waktu emulsifikasi ... 37
Gambar 9. Countour Plot parameter waktu emulsifikasi ... 39
Gambar 10. Normal Plot of Residuals parameter stabilitas (fase pemisahan) ... 41
Gambar 11. Countour Plot parameter stabilitas (fase pemisahan) ... 43
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil determinasi tanaman kayu secang ... 54
Lampiran 2. Certificate of Analysis minyak kemiri ... 55
Lampiran 3. Certificate of Analysis Croduret® 50SS ... 56
Lampiran 4. Perhitungan HLB campuran surfaktan ... 57
Lampiran 5. Dokumentasi ekstraksi dan karakterisasi ekstrak metanol kayu secang ... 58
Lampiran 6. Perhitungan rendemen ekstrak metanol kayu secang ... 59
Lampiran 7. Perhitungan penimbangan bahan ... 60
Lampiran 8. Dokumentasi optimasi loading doses extract dan uji kelarutan ekstrak ... 61
Lampiran 9. Pembuatan SNEDDS ekstrak metanol kayu secang ... 62
Lampiran 10. Hasil uji analisis optimasi Software Design Expert versi Stat Ease Dx 9 Trial ... 63
Lampiran 11. Hasil analisis formula optimal pada Software Design Expert versi Stat Ease Dx 9 Trial ... 65
xiv
DAFTAR PERSAMAAN MATEMATIKA
Halaman
Persamaan 1. Persamaan umum SLD ... 13
Persamaan 2. Persamaan rumus fase pemisahan (F) ... 25
Persamaan 3. Persamaan matematika parameter persentase transmitansi ... 35
Persamaan 4. Persamaan matematika parameter waktu emulsifikasi ... 39
xv
DAFTAR SINGKATAN
AGF artificial gastric fluid ANOVA Analysis of Variance
BCS Biopharmaceutical Classification System
BPOM RI Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia Depkes Departemen Kesehatan
F Fase Pemisahan
HCl Hydrogen Chloride
HLB Hydrophilic and Lipophilic Balance KLT Kromatografi Lapis Tipis
nm nanometer
NaCl Natrium Chloride
Rf Retention factor
rpm rotary per minute
SE Standard Error
SLD Simplex Lattice Design
SNEDDS Self-Nanoemulsifying Drug Delivery System
UV Ultraviolet
