OPTIMASI FORMULA EMULGEL MINYAK DAUN CENGKEH SEBAGAI PENGHILANG BAU KAKI
DENGAN CARBOPOL® 940 SEBAGAI GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMECTANT
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Tri Pamulatsih
NIM: 098114106
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Tri Pamulatsih
Nomor Mahasiswa : 098114106
Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
OPTIMASI FORMULA EMULGEL MINYAK DAUN CENGKEH SEBAGAI PENGHILANG BAU KAKI
DENGAN CARBOPOL® 940 SEBAGAI GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMECTANT
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,
mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya ataupun
member royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 14 Juni 2013
Yang menyatakan
vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan
dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layakanya karya ilmiah.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarisme dalam naskah
ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan
perundang-undangan yang berlaku.
Yogyakarta, 14 Juni 2013
Penulis
vii
INTISARI
Minyak daun cengkeh dapat menghambat pertumbuhan Staphylococcus epidermidis yang merupakan flora normal kulit yang dapat menyebabkan munculnya bau kaki. Sediaan emulgel memiliki kelebihan yaitu kemampuan penetrasi tinggi dan memberikan sensasi dingin saat pemakaian karena terdiri dari dua sistem, yaitu emulsi dan gel. Adanya Carbopol® 940 dan propilen glikol dengan komposisi optimum dalam formula dapat memberikan pengaruh terhadap sifat fisik sediaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang dominan dalam mempengaruhi sifat fisik emulgel minyak daun cengkeh serta mengetahui area optimum komposisi Carbopol® 940 dan propilen glikol pada pembuatan emulgel minyak daun cengkeh.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental, menggunakan desain faktorial dengan dua faktor (gelling agent dan humectant) dan dua level (level tinggi dan level rendah). Respon dalam penelitian ini adalah sifat fisik (daya sebar dan viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas). Respon yang dioptimasi adalah sifat fisik (viskositas dan daya sebar). Analisis data dilakukan secara statistik menggunakan uji ANOVA program R 12.4.1 menggunakan taraf kepercayaan 95%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Carbopol® 940 berpengaruh dominan dalam peningkatan respon viskositas dan penurunan respon daya sebar, sementara propilen glikol tidak memberikan efek untuk respon daya sebar tetapi signifikan dalam menurunkan respon viskositas. Area optimum pada superimposed contour plot yang menghasilkan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki dapat diperoleh, yaitu antara Carbopol® 940 3,76 gram – 4,78 gram dan Propilen glikol 3,24 gram – 7 gram.
viii
ABSTRACT
Clove leaf oil can inhibit the growth of Staphyloccus epidermidis which is a normal flora of the skin that develop foot odor. Clove leaf oil is prefered formulated as emulgel, for its high penetration capability and cooling effect. The existence of Carbopol® 940 and propylene glycol with optimum composition of the formula may impact the physical properties of the preparation. This study aimed to determine the dominant factor influencing the physical properties emulgel and stability, as well as to determine the optimum composition area of Carbopol® 940 and propylene glycol on the level studied, and determine the safety use of the preparation.
This study was experimental, using a factorial design with two factors (gelling agent and a humectant) in two levels. The investigated responses in this study were physical properties (spreadibility and viscosity) and stability (viscosity shift after one month storage). The optimization response were physical properties (spreadibility and viscosity). The data were analyzed statistically by using ANOVA test in the R 12.4.1 on the confidence level 95%.
The results showed that Carbopol® 940 predominantly increased the viscosity response and decreased the value of spreadibility, while propylene glycol did not give any effect on the spreadibility but significantly decreased the value of viscosity. The optimum area was observed between 3.76 grams - 4.78 grams of Carbopol® 940 and 3.24 grams - 7 grams propylene glycol.
ix
Prakata
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan
penyertaanNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Optimasi Formula Emulgel Minyak Daun Cengkeh Sebagai Penghilang Bau Kaki
dengan Carbopol® 940 sebagai Gelling Agent dan Propilen Glikol sebagai
Humectant”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Farmasi (S. Farm.) di Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Selama menempuh masa studi S1, penulis mendapat banyak bantuan dari
berbagai pihak berupa bimbingan, sarana, dukungan, semangat, doa, kritik dan
saran. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat, rahmat, dan kesempatan yang
senantiasa dianugerahkan-Nya.
2. Bapak, Ibu, Mas Adhy, Mbak Siwi, Mas Nius dan segenap keluarga yang
selalu membimbing, mendoakan, memberi dukungan serta cinta dan kasih yang
berlimpah.
3. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
4. C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt. selaku dosen pembimbing yang
dengan sabar dan tekun mendampingi dan memberi pengarahan.
5. Rini Dwi Astuti, M.Sc., Apt. dan Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt. selaku
dosen penguji skripsi yang telah bersedia meluangkan waktu untuk menguji,
x
6. Dra. Lily Wijaya, M.Si., Apt. yang telah membantu dalam penyediaan minyak
daun cengkeh.
7. Andreas Whisnu, S.T. yang senantiasa mendampingi, mendukung, dan
memberikan semangat terutama selama penyusunan skripsi ini.
8. Sahabat: Febrin Nessy Triana, Wisnu Brahmana, Augustinus Teti, Theresia
Nindyati, “konco dolan”, dan seluruh teman-teman angkatan 2009 atas cerita,
motivasi, dan kebersamaan selama ini.
9. Rekan-rekan di laboratorium: Lia Susanti, S.Farm., Selvia, S.Farm., Melisa
Silvia W., S.Farm., Lani Agustina, dan Jenny Marina atas kerja samanya
selama penelitian.
10. Pak Musrifin, Pak Mukminin, Mas Agung, Pak Heru, Pak Ottok, seluruh
laboran, staff dan karyawan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma atas
fasilitas dan pelayanan administratif selama menempuh studi S1 terutama
dalam penyelesaian skripsi ini.
11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu karena keterbatasan
penulis, terima kasih untuk bantuan yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis
dalam melakukan penelitian serta penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis
sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Yogyakarta, 14 Juni 2013
xi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... v
INTISARI ... vi
ABSTRACT ... vii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... viii
xii
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 20
xiii
1. Identifikasi dan Verifikasi Minyak Daun Cengkeh ... 23
a. Verifikasi indeks bias minyak daun cengkeh ... 24
b. Verifikasi kerapatan minyak daun cengkeh ... 24
2. Pembuatan emulgel dengan kombinasi komposisi Carbopol® 940 dan Propilen Glikol ... 24
6. Uji potensi antibakteri emulgel minyak daun cengkeh ... 27
F. Analisis Hasil ... 28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31
A. Identifikasi dan Verifikasi Minyak Daun Cengkeh ... 31
B. Penentuan Level Carbopol® 940 dan Propilen Glikol ... 32
1. Penentuan level Carbopol® 940 ... 32
2. Penentuan level propilen glikol ... 34
C. Pembuatan emulgel dengan kombinasi komposisi Carbopol® 940 dan Propilen Glikol ... 35
D. Uji pH ... 37
E. Uji Iritasi Primer ... 38
xiv
G. Pengaruh Carbopol® 940 dan Propilen Glikol terhadap Sifat Fisik Emulgel
Minyak Daun Cengkeh ... 41
1. Daya sebar ... 42
2. Viskositas ... 43
H. Uji Stabilitas Emulgel Minyak Daun Cengkeh ... 44
I. Optimasi Formula ... 46
1. Daya sebar ... 47
2. Viskositas ... 48
J. Validasi Superimposed Contour Plot Emulgel ... 49
K. Potensi Antibakteri Emulgel Minyak Cengkeh ... 51
L. Keterbatasan Penelitian ... 53
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
A. KESIMPULAN ... 55
B. SARAN ... 55
DAFTAR PUSTAKA ... 57
LAMPIRAN ... 60
xv
Tabel VII. Perbandingan Hasil Pengukuran Indeks Bias dan Bobot Jenis Minyak Daun Cengkeh dengan CoA dan Literatur ... 31
Tabel VIII. Hasil Pengukuran pH ... 37
Tabel IX. Hasil Uji Sifat Fisik Emulgel Minyak Daun Cengkeh ... 40
Tabel X. Efek Carbopol® 940 , Propilen Glikol, dan Kemungkinan Adanya Interaksi Kedua Faktor dalam Menentukan Respon Daya Sebar 43
Tabel XI. Efek Carbopol® 940 , Propilen Glikol, dan Kemungkinan Adanya Interaksi Kedua Faktor dalam Menentukan Respon Viskositas . 44 Tabel XII. Hasil Pengukuran Pergeseran Viskositas ... 45
Tabel XIII. Efek Carbopol® 940, Propilen Glikol, dan Kemungkinan Adanya Interaksi Kedua Faktor dalam Menentukan Respon Pergeseran Viskositas ... 46
Tabel XIV. Hasil Validasi Superimposed Contour Plot Emulgel Minyak Cengkeh ... 50
xvi
Tabel XVI. Perbandingan Daya Antibakteri Masing-masing Formula dengan
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur Carbopol ... 9
Gambar 2. Bentuk Molekul Carbopol Sebelum Dinetralisasi ... 10
Gambar 3. Bentuk Molekul Carbopol Setelah Dinetralisasi ... 11
Gambar 4. Struktur Propilen glikol ... 12
Gambar 5. Grafik Penentuan Level Carbopol® 940 Berdasarkan Respon Viskositas ... 33
Gambar 6. Grafik Penentuan Level Carbopol® 940 Berdasarkan Respon Daya Sebar ... 33
Gambar 7. Grafik Penentuan Level Propilen glikol Berdasarkan Respon Viskositas ... 34
Gambar 8. Grafik Penentuan Level Propilen glikol Berdasarkan Respon Daya Sebar ... 35
Gambar 9. Hasil Uji Iritasi Primer Menggunakan Kelinci ... 38
Gambar 10. Emulgel Setelah Pembuatan ... 45
Gambar 11. Emulgel Setelah Penyimpanan Satu Bulan ... 45
Gambar 12. Contour Plot Daya SebarEmulgel Minyak Daun Cengkeh ... 47
Gambar 13. Contour Plot ViskositasEmulgel Minyak Daun Cengkeh ... 48
Gambar 14. Superimposed Contour Plot Emulgel Minyak Daun Cengkeh ... 49
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Certificate of Analysis Clove Leaf Oil Light ... 60
Lampiran 2. Sertifikat Hasil Uji Staphylococcus epidemidis ... 61
Lampiran 3. Verifikasi Minyak Daun Cengkeh ... 62
Lampiran 4. Hasil Uji Pendahuluan ... 63
Lampiran 5. Hasil Pengukuran pH ... 66
Lampiran 6. Hasil Uji Iritasi Primer ... 67
Lampiran 7. Hasil Uji Sifat Fisik Minyak Daun Cengkeh ... 69
Lampiran 8. Hasil Uji Stabilitas Emulgel Minyak Daun Cengkeh ... 70
Lampiran 9. Hasil Analisis Menggunakan R-12.4.1 ... 72
Lampiran 10. Perhitungan Nilai Efek ... 80
Lampiran 11. Hasil Contour Plot Masing-masing Respon ... 82
Lampiran 12. Superimposed Contour Plot ... 83
Lampiran 13. Hasil Validasi Superimposed Contour Plot Emulgel Minyak Daun Cengkeh ... 84
Lampiran 14. Hasil Uji Zona Hambat Emulgel Minyak Daun Cengkeh terhadap Staphylococcus epidermidis ... 85
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Masalah bau pada kaki merupakan hal yang sering dialami oleh siapa
saja dan terkadang membuat sebagian orang menjadi tidak tenang bahkan
mempengaruhi kepercayadirian seseorang sebelum dapat mengatasi bau kaki
tersebut. Bau kaki muncul pada saat banyak keringat diproduksi pada bagian kaki.
Pada dasarnya keringat tersebut tidak bau, namun adanya bakteri Staphlyococcus
epidermidis yang merupakan flora normal kulit mendegradasi leusin dalam
keringat menjadi asam isovaleric. Asam isovaleric ini yang diketahui sebagai
penyebab bau kaki (Ara, Hama, Akiba, et al, 2006).
Beberapa bahan alam dapat digunakan untuk mengatasi masalah-masalah
yang disebabkan oleh bakteri seperti bau kaki. Salah satu bahan alam yang dapat
digunakan untuk mengatasi masalah tersebut adalah minyak cengkeh. Minyak
cengkeh yang digunakan dapat berasal dari batang cengkeh, kuncup bunga
cengkeh, maupun daun cengkeh yang memiliki kandungan eugenol sekitar 72 –
90% (Lis-Balchin, 2006). Kusuma, (2010) dan Suryarini, (2011) telah
membuktikan bahwa minyak cengkeh memiliki aktivitas antimikroba karena
mengandung eugenol. Terlebih pada penelitian yang dilakukan Kusuma, (2010),
pada konsentrasi 15% minyak cengkeh sudah dapat menghambat pertumbuhan
Staphyloccus epidermidis yang ditunjukkan dengan terbentuknya zona jernih pada
Minyak cengkeh diformulasikan menjadi bentuk sediaan untuk
menghasilkan efektivitas pada kadar tertentu, mempermudah penggunaan dan
memberikan kenyamanan ketika dipakai dibandingkan penggunaan minyak
cengkeh secara langsung. Efektivitas sediaan emulgel dalam menghambat
pertumbuhan bakteri Staphyloccus epidermidis tersebut dapat diuji dengan metode
difusi sumuran. Minyak cengkeh yang diformulasikan menjadi bentuk sediaan
juga meningkatkan keamanan penggunaan karena mengurangi resiko iritasi yang
ditimbulkan dari minyak cengkeh itu sendiri.
Sediaan emulgel dipilih karena emulgel merupakan gabungan dari dua
sistem, yaitu emulsi dan gel. Emulsi mempunyai kelebihan yaitu kemampuan
penetrasi yang tinggi (Allen, 2002). Adanya gel di dalam sistem memberikan
keuntungan yaitu mengurangi sensasi berminyak dari minyak cengkeh di dalam
sediaan serta kandungan air pada gel yang cukup tinggi memberikan sensasi
dingin pada kulit. Sistem gel di dalam sediaan menimbulkan efek cepat kering
setelah pengolesan, sehingga sediaan nyaman untuk digunakan.
Adanya Carbopol® 940 sebagai gelling agent di dalam sistem dapat meningkatkan viskositas sediaan yang juga berpengaruh terhadap kemampuan
menyebar sediaan sehingga mempermudah penggunaannya sebagai sediaan
topikal. Carbopol® 940 diketahui dapat menghasilkan gel dengan karakteristik yang diinginkan, serta tidak mengiritasi dan tidak menimbulkan reaksi alergi dan
reaksi sensitivitas pada penggunaan topikal (Rowe, Sheskey, dan Quin, 2009).
(Allen, 2002). Carbopol® 940 yang merupakan polimer sintesis dipilih karena merupakan gelling agent yang kuat, sehingga hanya diperlukan dalam konsentrasi
kecil dibandingkan polimer alam yang juga memiliki kekurangan lain yakni
rentan terhadap degradasi mikroba.
Suatu sediaan yang mengandung gel memiliki sifat mudah menguap dan
mengering sehingga dikhawatirkan zat aktif akan ikut menguap dan
mempengaruhi sifat fisik serta efektivitas sediaan. Penambahan humectant
merupakan salah satu cara untuk menjaga efektivitas dan sifat fisik sediaan yang
mengandung gel. Humectant yang merupakan komponen dalam kosmetika yang
bersifat higroskopis ini akan mempertahankan kandungan air dalam sediaan
sehingga sifat fisik dan stabilitas sediaan selama penyimpanan dapat
dipertahankan.
Humectant yang dipilih pada penelitian ini adalah propilen glikol.
Dibandingkan gliserol, propilen glikol memiliki viskositas yang lebih rendah
dengan bobot molekul lebih kecil, serta kemampuan menguap yang tinggi
(Sagarin, 1957). Propilen glikol sebagai humectant juga dapat mempertahankan
kandungan air pada lapisan kulit terluar karena bersifat higroskopis sehingga
mampu mempertahankan kelembaban saat diaplikasikan ke permukaan kulit
(Zocchi, 2011). Selain itu, propilen glikol juga merupakan bahan tambahan dalam
kosmetik yang tidak berbahaya karena aman digunakan sampai konsentrasi lebih
dari 50%. Propilen glikol tidak menyebabkan iritasi lokal bila diaplikasikan pada
terjadi reaksi hipersensitivitas pada pemakaian 38% secara topikal (Barel, Paye,
Maibach, 2001).
Oleh karena itu, gelling agent dan humectant merupakan bagian yang
perlu diperhatikan karena dapat mempengaruhi dan memiliki peranan penting
terkait dengan sifat fisik dan stabilitas sediaan. Desain faktorial merupakan desain
yang dapat digunakan untuk mendeterminasi efek-efek faktor secara simultan dan
interaksi antar efek tersebut (Voigt, 1984). Dengan menggunakan persamaan
desain faktorial untuk optimasi campuran dua bahan, dapat dibuat contour plot
suatu respon tertentu yang berguna dalam memilih komposisi campuran yang
optimum. Selanjutnya dengan ANOVA dapat diketahui faktor dan interaksi yang
berpengaruh secara bermakna sehingga dapat dirancang suatu formula yang
menghasilkan emulgel dengan karakteristik yang baik.
Faktor keamanan juga menjadi pertimbangan dalam pembuatan sediaan
topikal. Evaluasi untuk memastikan keamanan sediaan antara lain dapat dilakukan
dengan menguji pH sediaan untuk memastikan bahwa sediaan tersebut berada
pada range pH kulit. Evaluasi lain untuk memastikan keamanan penggunaan
adalah uji iritasi primer, yakni uji yang dilakukan untuk menginvestigasi
kemungkinan terjadinya iritasi di tempat kontak pada sentuhan pertama.
1. Permasalahan
Adakah pengaruh dari Carbopol® 940 dan propilen glikol terhadap sifat fisik dan stabilitas emulgel, dan jika ditemukan pengaruhnya serta
diperoleh data parametrik, manakah faktor yang dominan memberikan
Apakah kemudian diperoleh persamaan desain faktorial yang valid
untuk mencari area optimum komposisi Carbopol® 940 dan propilen glikol dalam superimposed contour plot yang menghasilkan emulgel minyak daun
cengkeh dengan kriteria yang dikehendaki?
2. Keaslian Penelitian
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian yang
relevan antara lain pernah dilakukan oleh Kusuma (2010) yang meneliti daya
antibakteri minyak cengkeh terhadap bakteri S. epidermidis yang merupakan
bakteri penyebab jerawat; Suryarini (2011) yang melakukan penelitian
tentang pengaruh Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent terhadap
sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel antiacne minyak cengkeh; serta Thakur,
Bharti, Mahant, dan Rao (2012) yang menyimpulkan dalam penelitiannya
tentang emulgel benzoil peroksida bahwa emulgel merupakan sistem
penghantaran obat topikal yang lebih baik karena memiliki keuntungan dari
kedua sistem yakni emulsi dan gel. Emulgel dapat digunakan untuk obat
dengan kelarutan air yang buruk, yang kemudian dimuat dalam basis gel
hidrofilik.
Dalam penelitian Kusuma (2010) disebutkan bahwa minyak cengkeh
dengan konsentrasi 15% dapat menghambat pertumbuhan bakteri S.
epidermidis. Selanjutnya, pada penelitian Suryarini (2011), diperoleh bahwa
Tween 80 merupakan faktor yang paling signifikan dalam menentukan respon
tentang optimasi formula emulgel minyak daun cengkeh sebagai penghilang
bau kaki dengan Carbopol® 940 sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant belum pernah dilakukan.
3. Manfaat Penelitian
a. Manfaat teoretis. Penelitian ini dapat menambah pengetahuan tentang
pengembangan formulasi sediaan topikal yang berasal dari bahan alam
serta kontribusi terhadap perkembangan sediaan emulgel dari bahan
alam minyak daun cengkeh.
b. Manfaat praktis. Melalui penelitian ini dapat dihasilkan sediaan
emulgel minyak daun cengkeh sebagai penghilang bau kaki dengan
komposisi Carbopol® 940 dan propilen glikol yang optimal, sehingga diperoleh sediaan yang memiliki sifat fisik yang baik dan dapat
diterima oleh masyarakat.
B. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum
Terwujudnya suatu bentuk sediaan topikal dari bahan alam yaitu
minyak daun cengkeh yang memiliki manfaat sebagai penghilang bau kaki
dengan sifat fisik yang baik yang memenuhi kriteria sebagai sediaan topikal.
2. Tujuan khusus
Agar peneliti mengetahui faktor yang memberikan pengaruh dan
mempengaruhi sifat fisik emulgel dan stabilitasnya dan memperoleh
persamaan desain faktorian yang valid sehingga dapat menginvestigasi
kemungkinan area optimum komposisi Carbopol® 940 dan propilen glikol dalam superimposed contour plot yang menghasilkan emulgel minyak daun
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Emulgel
Emulgel merupakan suatu sediaan kombinasi emulsi dan gel, yaitu
campuran emulsi baik tipe M/A maupun A/M, dengan gelling agent sebagai agen
pembentuk gel dengan konsentrasi tertentu (Suryarini, 2011). Salah satu
keuntungan emulgel adalah dapat digunakan untuk formulasi sediaan obat yang
memiliki kelarutan yang kurang baik di dalam air (Thakur, Bharti, Mahant, dan
Rao, 2012).
Emulsi diaplikasikan untuk pemberian minyak dan obat cair bersama,
dengan tujuan menyamarkan rasa, bau, dan penampilan yang tidak
menyenangkan, bahkan kadang untuk mendukung absorpsi pada obat-obat
tertentu (Allen, 2002). Emulsi mempunyai kemampuan penetrasi yang tinggi
kedalam kulit (Magdy, 2004). Gel mengandung basis senyawa hidrofilik sehingga
memiliki konsistensi lembut dan memberikan rasa dingin yang berasal dari
penyerapan lembab ke kulit (Voigt, 1984). Suatu sediaan gel biasanya
mengandung bahan pengembang, air, penahan lembab, dan pengawet. Penahan
lembab (humectant) seperti gliserin, sorbitol, atau propilen glikol adalah substansi
higroskopis yang secara umum larut air dan biasanya digunakan untuk mencegah
proses pelepasan senyawa yang mudah menguap (Barel, Paye, dan Maibach,
B. Carbopol® 940
Gambar 1. Struktur Carbopol (Rowe, Sheskey, dan Quin, 2009)
Tabel I. Kegunaan Carbopol (Rowe, Sheskey, dan Quin,2009)
Kegunaan Konsentrasi (%)
Emulsifying agent 0,1 – 0,5
Gelling agent 0,5 – 2,0
Suspending agent 0,5 – 1,0
Tablet binder 0,75 – 3,0
Controlled-release agent 5 – 30,0
Carbopol adalah resin asam poliakriat sintesis yang bobot molekulnya
besar dan mengandung gugus asam karboksilat. Carbopol berupa serbuk putih
halus, baunya khas, mudah terion, sedikit asam, higroskopis, terdispersi dalam air
menghasilkan pH 2,8 – 3,2 (Zatz dan Kushla, 1996). Senyawa-senyawa yang
dapat menetralkan carbomer antara lain: NaOH, KOH, Na2CO3, borax, dan amin
seperti diisopropanolamin dan trietanolamin. Iritasi primer, sensitifitas, atau reaksi
alergi tidak ditemukan pada penggunaan carbomer secara topikal (Rowe, Sheskey,
dan Quin, 2009). Carbopol® 940 memiliki kekentalan 40.000 – 60.000 cP, memiliki efisiensi membentuk gel dengan viskositas tinggi dan memiliki
kejernihan sangat baik (Allen, 2002).
sangat tergantung pada pH (Osborne dan Amann, 1990). Bila pH Carbopoltidak
dinetralkan, viskositasnya akan turun karena ikatan hidrogen pada struktur gelnya
mudah putus. Penambahan basa akan memutuskan lebih banyak gugus karboksil
sehingga gaya tolak-menolak elektrostatik lebih besar, memperbesar volume,
membuat gel mengembang dan lebih rigid. Penambahan basa berlebih akan
membuat gel lebih cair karena kation-kation melindungi gugus karboksil dan gaya
tolak-menolak elektrostatis berkurang (Barry, 1983).
Gel Carbopol® 940 terbentuk saat netralisasi pada pH 5-10 dengan penambahan logam hidroksida atau amin seperti diisopropanolamin dan
trietanolamin. Netralisasi dapat memperpanjang rantai carbomer yang semula
menggulung (coiled) dengan meningkatkan repulsion untuk membentuk jaringan
gel (Swarbrick dan Boylan, 1992).
Gambar 2. Bentuk Molekul Carbopol Sebelum Dinetralisasi (Coiled State)
Gambar 3. Bentuk Molekul Carbopol Setelah Dinetralisasi (Uncoiled State) (Noveon, 2002)
C. Propilen Glikol
Propilen glikol merupakan humectant yang biasa digunakan pada
kosmetik. Humectant adalah bahan kosmetik yang dapat mempertahankan
kandungan air pada lapisan kulit terluar, yang bersifat higroskopis sehingga
mampu mempertahankan kelembaban saat diaplikasikan ke permukaan kulit
(Zocchi, 2011). Propilen glikol mengandung tidak kurang dari 99,5% C3H8O2,
dengan pemerian berupa cairan kental yang jernih, praktis tidak berbau, serta
menyerap air pada udara lembab. Propilen glikol dapat bercampur dengan air,
aseton, alkohol dan kloroform, larut dalam eter dan beberapa minyak essensial,
tetapi tidak dapat bercampur dengan minyak lemak (Departemen Kesehatan
Republik Indonesia, 1995). Dari data Potential Chronic Health Effects dalam
Material Safety Data Sheet, propilen glikol tidak menimbulkan efek carcinogenic,
Gambar 4. Struktur Propilen glikol (Rowe, Sheskey, dan Quin, 2009)
Dibandingkan gliserol, propilen glikol memiliki viskositas yang lebih
rendah dengan bobot molekul lebih kecil, serta kemampuan menguap yang tinggi
(Sagarin, 1957). Propilen glikol digunakan sebagai humectant pada konsentrasi
10% sampai 20% (Voigt, 1984), sedangkan untuk pengawet sebesar 15% sampai
30% (Rowe, Sheskey, dan Quin, 2009). Propilen glikol merupakan bahan
kosmetik yang tidak berbahaya, tidak menyebabkan iritasi lokal bila diaplikasikan
ke membran mukosa, subkutan, atau injeksi intramuskular, dan tidak
menyebabkan reaksi hipersensitivitas pada pemakaian 38% propilen glikol secara
topikal, serta aman digunakan sampai dengan konsentrasi lebih dari 50% (Barel,
Paye, dan Maibach, 2001).
Tabel II. Kegunaan Propilen glikol (Rowe, Sheskey, dan Quin, 2009)
Kegunaan Bentuk Sediaan Konsentrasi (%)
Humectant Topikal ≈ 15
Preservative Solusio, semisolid 15 – 30
Solvent atau cosolvent
D. Minyak Daun Cengkeh
Daun cengkeh merupakan hasil dari pohon cengkeh yang belum banyak
dimanfaatkan dibandingkan dengan bunga atau tangkai cengkeh yang banyak
digunakan untuk industri rokok dan makanan (Jayanudin, 2011). Daun cengkeh
mengandung minyak atsiri yang bernilai ekonomis tinggi.
Kandungan kimia minyak cengkeh bervariasi tergantung dari bagian
tanaman mana minyak cengkeh tersebut dihasilkan, begitu pula besar
konsentrasinya (Lis-Balchin, 2006). Berdasarkan Standar Nasional Indonesia
(2006), minyak daun cengkeh mempunyai kadar eugenol minimal 78% dan β
-caryophyllene minimal 17 %. Ada beberapa metode isolasi minyak atsiri dari
daun cengkeh yaitu ekstraksi, penyulingan dengan air, penyulingan dengan uap,
dan penyulingan uap dan air yang masing-masing metode memiliki kelebihan dan
kelemahan serta efektivitas produksi yang berbeda (Jayanudin, 2011).
Tabel III. Kandungan Kimia Minyak Cengkeh (Lis-Balchin, 2006) Kandungan
Kumari (2008), disebutkan bahwa minyak cengkeh memiliki daya antibakteri
pada beberapa mikroba patogen seperti: S. aureus, S. epidermidis, Bacillus
subtilis, B. cereus, Bacillus sp., Kleibsiella sp., Listeria monocytogenes, dan
E. Staphylococcus epidermidis
Sistematika Staphylococcus epidermidis:
Divisi : Firmicutes
Kelas : Bacilli
Bangsa : Bacillales
Famili : Staphylococcaceae
Marga : Staphylococcus
Species : Staphylococcus epidermidis (Lindsay, J.A., 2008).
Staphylococcus epidermidis merupakan bakteri gram positif, aerob atau
anaerob fakultatif berbentuk bola atau kokus berkelompok tidak teratur, diameter
0,8 - 1,0 µm tidak membentuk spora dan tidak bergerak, koloni berwarna putih,
dan tumbuh cepat pada suhu 37oC (Jawetz, Melnick, Adelberg, dan Brooks, 2001). Kobayashi (1990) dalam penelitiannya menemukan bahwa Staphylococcus
epidermidis, yang merupakan flora normal kulit, memainkan peran utama dalam
menimbulkan bau kaki. Staphylococcus epidermidis mendegradasi leusin dalam
keringat yang diproduksi di telapak kaki menjadi asam isovaleric yang diketahui
menyebabkan bau kaki (Ara, Hama, Akiba, et al, 2006).
F. Uji Iritasi
Dalam industri kosmetik, evaluasi potensi iritasi pada kulit manusia oleh
bahan kimia atau formulasi merupakan suatu keharusan. Evaluasi tersebut dapat
kontak antara senyawa dan kulit manusia. Tes yang paling umum digunakan
adalah “rabbit skin irritation test” yang awalnya diuraikan oleh Draize et al
tahun 1944 (Kamkaen, Phuntuwate, Samee, Boonrod, Treesak, 2007).
Dalam pengujian ini, zat uji dioleskan pada kulit kelinci yang dicukur.
Penilaian reaksi kulit didasarkan pada pengamatan fisiologis pada kulit kelinci uji.
Reaksi didefinisikan sebagai eritema dan edema, dievaluasi sesuai dengan sistem
penilaian untuk reaksi kulit berdasarkan tabel berikut:
Tabel IV. Sistem Klasifikasi Reaksi Iritasi pada Kulit (Kamkaen, Phuntuwate, Samee, Boonrod, Treesak, 2007).
Reaction Score
Erythema
No erythema 0
Very slight erythema (barelyperceptible) 1
Well-defined erythema 2
Moderate to severe erythema 3
Severe erythema (beet redness) to eschar
Very slightedema (barelyperceptible) 1
Well-defined edema (edges of the area well defined by definite raising)
2
Moderate edema (raising approximately 1 mm) 3
Severe edema (raised more than 1 mm and extending beyond the area ofexposure)
4
Total possible score forprimaryirritation 8
Tabel V. Kategori Iritasi Primer (Kamkaen, Phuntuwate, Samee, Boonrod, Treesak, 2007).
Category PrimaryIrritation Index (PII)
Negligible 0 – 0.4
Slight irritation 0.5 – 1.9
Moderate irritation 2 – 4.9
G. Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan desain untuk memberikan model hubungan
antara variabel respon dengan satu atau lebih variabel bebas, berupa persamaan
matematis (Bolton, 1990). Desain faktorial yang paling sederhana terdiri dari dua
faktor dan masing-masing faktor menggunakan dua kategori yang digambarkan
sebagai desain faktorial 22. Informasi yang diperoleh dari desain ini adalah efek utama dari masing-masing variabel bebas dan efek interaksi keduanya
(Suryabrata, 1998).
Persamaan desain faktorial:
Y = b0 + b1(A) + b2(B) + b12(A)(B)... (1)
Dengan:
Y = respon hasil atau sifat yang diamati
(A) = level faktor A
(B) = level faktor B
b0, b1, b2, b12 = koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan
b0 = rata-rata hasil semua percobaan (intersep)
Dari persamaan (1) dan data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu
respon tertentu yang sangat berguna dalam memilih komposisi campuran yang
optimum (Bolton, 1990). Faktor dan interaksi yang berpengaruh secara bermakna
H. Landasan Teori
Minyak cengkeh dengan konsentrasi 15% dapat menghambat
pertumbuhan Staphyloccus epidermidis (Kusuma, 2010), yang merupakan flora
normal kulit dan memainkan peran utama dalam menimbulkan bau kaki karena
mengandung eugenol. Bau kaki diketahui berasal dari asam isovaleric yang
merupakan hasil degradasi leusin oleh bakteri Staphylococcus epidermidis (Ara,
Hama, Akiba, et al, 2006). Berdasarkan kemampuannya dalam menghambat
pertumbuhan bakteri Staphyloccus epidermidis maka minyak cengkeh dapat
diformulasikan menjadi sediaan emulgel sebagai penghilang bau kaki. Untuk
mengetahui efektivitas sediaan emulgel dalam menghambat pertumbuhan bakteri
Staphyloccus epidermidis tersebut dilakukan uji potensi antibakteri menggunakan
metode difusi sumuran.
Emulgel merupakan suatu sediaan kombinasi emulsi dan gel yang
memiliki kelebihan, yaitu kemampuan penetrasi yang tinggi serta memberikan
sensasi dingin di kulit karena adanya sistem gel dalam sediaan. Komponen yang
cukup penting dalam sediaan emulgel adalah gelling agent dan humectant. Untuk
mendapatkan sediaan emulgel yang memiliki sifat fisik yang baik, pemilihan
bahan tersebut perlu diperhatikan.
Gelling agent yang digunakan dalam penelitian ini adalah Carbopol® 940 karena aman serta tidak menyebabkan iritasi primer, reaksi sensitivitas, atau
kejernihan sangat baik (Allen, 2002). Carbopol® 940 yang merupakan polimer sintesis dipilih karena merupakan gelling agent yang kuat, sehingga hanya
diperlukan dalam konsentrasi kecil dibandingkan polimer alam yang juga
memiliki kekurangan lain yakni rentan terhadap degradasi mikroba.
Propilen glikol dipilih sebagai humectant karena merupakan bahan
kosmetik yang tidak berbahaya, tidak menyebabkan iritasi lokal, dan aman
digunakan hingga konsentrasi lebih dari 50%. Dibandingkan gliserol, propilen
glikol memiliki viskositas yang lebih rendah dengan bobot molekul lebih kecil,
serta kemampuan menguap yang tinggi. Selain itu, telah dilaporkan tidak terjadi
reaksi hipersensitivitas pada pemakaian 38% propilen glikol secara topikal (Barel,
Paye, dan Maibach, 2001). Sifatnya yang higroskopis membuat propilen glikol
mampu mempertahankan kelembaban sediaan.
Desain faktorial merupakan desain yang dapat dipilih untuk
mendeterminasi efek-efek faktor secara simultan dan interaksi antar efek tersebut.
Untuk mengetahui pengaruh Carbopol® 940, propilen glikol, atau kemungkinan interaksi keduanya dalam menentukan respon sifat fisik yaitu viskositas dan
daya sebar emulgel, dilakukan pendekatan dengan metode desain faktorial dua
faktor dan dua level. Sediaan emulgel minyak cengkeh perlu dipastikan
keamanannya, salah satunya dengan melakukan uji iritasi primer dengan subjek
uji kelinci. Metode uji iritasi yang biasa digunakan adalah Draize yang
mendefinisikan tingkat iritasi primer melalui eritema dan edema yang muncul
I. Hipotesis
Carbopol® 940 dan propilen glikol berpengaruh terhadap sifat fisik dan stabilitas emulgel dan diantara keduanya ada yang dominan memberikan
pengaruh. Diperoleh persamaan desain faktorial yang valid sehingga dapat
ditemukan area optimum komposisi Carbopol® 940 dan propilen glikol dalam
superimposed contour plot yang menghasilkan emulgel minyak daun cengkeh
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis Rancangan Penelitian
Penelitian yang dilakukan merupakan jenis penelitian eksperimental
dengan desain faktorial menggunakan dua faktor dan dua level.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas. Komposisi dan level (level rendah dan level tinggi)
Carbopol® 940 dan propilen glikol sebagai gelling agent dan
humectant.
b. Variabel tergantung.
1) Variabel tergantung uji sifat fisik adalah viskositas dan daya
sebar.
2) Variabel tergantung uji stabilitas fisik adalah pergeseran
viskositas
3) Variabel tergantung uji iritasi primer adalah eritema dan atau
edema
4) Variabel tergantung uji aktivitas antimikroba adalah diameter
c. Variabel pengacau terkendali.
1) Variabel pengacau terkendali uji sifat fisik dan stabilitas fisik
terutama adalah jenis dan ukuran mixer, suhu pencampuran, lama
pencampuran, kecepatan pencampuran, serta kondisi wadah dan
penyimpanan.
2) Variabel pengacau terkendali uji iritasi primer terutama adalah
jenis kelinci, kondisi kandang, serta banyaknya dan lama
pengaplikasian sediaan.
3) Variabel pengacau terkendali uji aktivitas antimikroba terutama
adalah kepadatan suspensi bakteri, diameter lubang sumuran,
banyaknya emulgel, suhu dan lama inkubasi.
d. Variabel pengacau tak terkendali. Variabel pengacau tak terkendali
dalam penelitian ini adalah laju evaporasi minyak daun cengkeh dan
kondisi kelinci.
2. Definisi Operasional
a. Emulgel. Emulgel adalah sediaan semisolid hasil emulsifikasi
minyak daun cengkeh menggunakan emulsifying agent Tween 80
dan Span 80 dengan penambahan Carbopol® 940 sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant yang dibuat sesuai
b. Faktor. Faktor adalah besaran yang mempengaruhi respon, dalam
penelitian ini digunakan 2 faktor, yaitu Carbopol® 940 sebagai faktor A dan propilen glikol sebagai faktor B.
c. Level. Level adalah nilai atau tetapan untuk faktor, dalam penelitian
ini terdapat 2 level, yaitu level rendah dan level tinggi. Level rendah
Carbopol® 940 dinyatakan dalam jumlah 3 g dan level tinggi sebanyak 5 g. Level rendah propilen glikol dinyatakan dalam jumlah
sebanyak 3 g dan level tinggi sebanyak 7 g.
d. Respon. Respon adalah besaran yang diamati perubahan efeknya,
besarnya dapat dikuantitatifkan. Dalam penelitian ini adalah hasil
percobaan sifat fisik emulgel (daya sebar dan viskositas) dan
stabilitas emulgel (pergeseran viskositas)
e. Efek. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan variasi level
dan faktor.
f. Daya sebar. Daya sebar adalah diameter penyebaran 1 gram emulgel
pada alat uji daya sebar yang diberi beban 50 gram dan didiamkan
selama 1 menit.
g. Viskositas. Viskositas adalah hambatan emulgel untuk mengalir
setelah adanya pemberian gaya. Semakin besar viskositas, maka
emulgel semakin tidak mudah untuk mengalir.
h. Pergeseran viskositas. Pergeseran viskositas adalah persentase dari
selisih viskositas emulgel dalam penyimpanan selama 1 bulan
C. Bahan Penelitian
Minyak daun cengkeh (minyak essensial dari daun tanaman cengkeh)
yang diperoleh dari CV Indaroma Yogyakarta, Carbopol® 940, Propilen glikol, Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent, parafin cair, Triethanolamine,
metil paraben, propil paraben, aquadest, kelinci, Mueller Hinton Agar, Mueller
Hinton Broth, kultur bakteri Staphyloccus epidermidis (ATCC 12228, Balai
Laboratorium Kesehatan Yogyakarta).
D. Alat Penelitian
Seperangkat alat gelas (PYREX), neraca, waterbath, mixer, viskometer
RION, stopwatch, alat pengukur daya sebar, seperangkat alat uji iritasi primer,
dan seperangkat alat uji potensi emulgel minyak daun cengkeh.
E. Tata Cara Penelitian
1. Identifikasi dan Verifikasi Minyak Daun Cengkeh
Verifikasi minyak daun cengkeh yang dilakukan pada penelitian ini
meliputi verifikasi indeks bias minyak daun cengkeh dan bobot jenis minyak
daun cengkeh. Indeks bias minyak daun cengkeh diukur menggunakan hand
refractometer, sedangkan bobot jenisnya menggunakan piknometer yang telah
a. Verifikasi indeks bias minyak daun cengkeh. Minyak daun cengkeh
diteteskan pada prisma utama kemudian prisma ditutup. Ujung
refractometer diarahkan ke cahaya terang agar skala pada lensa dapat
dilihat dengan jelas dan ditentukan nilai indeks biasnya. Nilai indeks
bias ditunjukkan oleh garis batas yang memisahkan sisi terang dan sisi
gelap pada bagian atas dan bawah. Dilakukan replikasi sebanyak 3
kali.
b. Verifikasi bobot jenis minyak daun cengkeh. Piknometer yang
digunakan dikalibrasi terlebih dahulu dengan menetapkan bobot
piknometer kosong dan bobot air pada suhu 25OC. Piknometer diisi minyak daun cengkeh dan suhu dikondisikan pada 25OC, kemudian piknometer ditimbang. Bobot piknometer yang telah diisi minyak
daun cengkeh kemudian dikurangkan dengan bobot piknometer
kosong. Perbandingan antara bobot minyak daun cengkeh dengan
bobot air dalam pinkometer pada suhu 25OC merupakan bobot jenis minyak daun cengkeh. Replikasi dilakukan sebanyak 3 kali.
2. Pembuatan emulgel dengan kombinasi komposisi Carbopol® 940 dan
Propilen Glikol
Formula yang digunakan mengacu pada formula hasil penelitian
R/ Minyak cengkeh
Komposisi formula baru setelah dimodifikasi:
Tabel VI. Formula Optimasi Emulgel Minyak daun cengkeh (200 g Emulgel)
Cara pembuatan emulgel minyak daun cengkeh :
Carbopol® 940 dikembangkan dengan menggunakan 70 mL aquades dari formula selama 24 jam, kemudian semua bahan yang termasuk dalam fase
minyak, yaitu minyak daun cengkeh, parafin cair, Span 80, dan propil paraben
dicampur terlebih dahulu. Pada wadah yang berbeda, semua bahan yang
termasuk fase air, yaitu Tween 80, metil paraben, propilen glikol, dan sisa
aquades dicampurkan. Fase minyak dan fase air tersebut dicampurkan dengan
dikembangkan dengan aquades dari formula dengan kecepatan putar mixer
pada skala 1 selama 10 menit. TEA ditambahkan ke dalam campuran, lalu
campuran diaduk kembali menggunakan mixer kecepatan skala 1 selama 5
menit.
3. Uji pH
pH sediaan diuji dengan universal pH indicator yang memiliki skala
1-14. Pembacaan hasil pengujian dilihat dari warna yang terjadi pada pH stick
dan dibandingkan dengan skala warna pada wadah universal pH indicator.
4. Uji Iritasi Primer
Punggung kelinci dicukur 24 jam sebelum pengaplikasian sampel.
Kemudian bagian punggung yang sudah dicukur dibagi menjadi lima area
(masing-masing 2,54 x 2,54 cm). Tiga area untuk mengoleskan masing-masing
0,5 gram 3 replikasi sediaan, satu area untuk basis sediaan, dan satu yang lain
dibiarkan kosong tanpa perlakuan sebagai pembanding. Selanjutnya punggung
kelinci ditutup kasa, diamati setelah 24 jam, dan diulangi pada 72 jam setelah
aplikasi. Reaksi didefinisikan sebagai eritema dan edema berdasarkan evaluasi
sesuai dengan sistem penilaian untuk reaksi kulit (Kamkaen, Phuntuwate,
Samee, Boonrod, and Treesak, 2007).
5. Uji sifat fisik sediaan emulgel minyak daun cengkeh
Sifat fisik emulgel minyak daun cengkeh yang diuji pada penelitian ini
a. Uji Viskositas. Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester
Rion seri VT-04 dengan cara: sediaan emulgel dimasukkan dalam
wadah dan dipasang pada portable viscotester. Viskositas emulgel
diketahui dengan mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas.
Viskositas yang dikehendaki dalam penelitian ini antara 200 – 300
d.Pa.s. Pengujian viskositas dilakukan dalam dua periode, (48 jam
setelah emulgel selesai dibuat dan setelah penyimpanan selama 1
bulan) untuk mengetahui persen pergeseran viskositas. Replikasi
dilakukan sebanyak 3 kali.
b. Uji daya sebar. Cara pengujian daya sebar: sediaan emulgel
ditimbang seberat 1 gram dan diletakkan di tengah kaca bulat
berskala. Di atas emulgel diletakkan beban 50 gram, didiamkan 1
menit, kemudian dicatat penyebarannya. Daya sebar yang
dikehendaki adalah 3 – 5 cm. Pengujian daya sebar dilakukan pada
48 jam setelah pembuatan dengan replikasi dilakukan sebanyak 3
kali.
6. Uji potensi antibakteri emulgel minyak daun cengkeh
Tiga ose kultur bakteri Staphylococcus epidermidis dimasukkan
kedalam tabung berisi 10 mL media Mueller Hinton Broth dan diinkubasi
selama 48 jam hingga kekeruhannya sama dengan Mac Farland 0,5. Dari
bakteri dalam media Mueller Hinton Broth tersebut diambil 1 mL dan
pour plate. Pada media Mueller Hinton Agar yang telah memadat, dibuat 5
buah lubang dengan diameter masing-masing 8 mm. Empat buah lubang
digunakan untuk meletakkan emulgel dan satu lagi sebagai kontrol negatif
yaitu basis. Media diinkubasi pada inkubator selama 48 jam. Pengamatan
dilakukan dengan mengukur zona hambat yang dinyatakan dengan zona bening
di sekitar sediaan.
F. Analisis Hasil
Pada penelitian ini akan diperoleh beberapa data, yaitu: data sifat fisik
emulgel meliputi viskositas dan daya sebar emulgel, stabilitas emulgel yang
dilihat dari pergeseran viskositasnya, iritasi primer, pH, serta daya hambat
emulgel pada Staphylococcus epidermidis.
Untuk melihat pengaruh komposisi gelling agent dan humectant
(Carbopol® 940 dan propilen glikol) terhadap sifat fisik emulgel meliputi daya sebar dan viskositas, serta stabilitasnya (pergeseran viskositas) dianalisis
menggunakan desain faktorial. Respon untuk setiap kombinasi formula yang
diperoleh dari hasil uji sifat fisik emulgel digunakan untuk menghitung persamaan
desain faktorial:
Y = bo + b1 XA + b2 XB + b12 XAXB
Keterangan:
Y = Respon hasil percobaan yang diamati
XA = Level faktor A (Carbopol® 940 )
XAXB = Level faktor A dikalikan level faktor B
bo = Rata-rata hasil semua percobaan
b1, b2, b12 = Koefisien yang dapat dihitung dari hasil percobaan
Jika model persamaan tersebut valid, maka dari persamaan tersebut dapat
dibuat suatu contour plot dan contour plot superimposed untuk menentukan area
optimum. Desain faktorial digunakan untuk menentukan faktor mana yang
dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas emulgel.
Program yang digunakan untuk mengolah data secara statistik adalah
program R 12.4.1. Apabila data yang diperoleh memenuhi persyaratan uji
parametrik, maka analisis data pengujian hipotesis untuk melihat pengaruh faktor
terhadap sifat fisik dan stabilitas sediaan emulgel menggunakan ANOVA.
Persyaratan uji parametrik adalah distribusi data yang normal (p>0,05) yang diuji
menggunakan uji Shapiro-wilk, memiliki kesamaan varian yang dinyatakan
dengan p>0,05 diuji dengan Levene’s Test, dan uji signifikan persamaan
memberikan nilai p<0,05. Jika data yang diperoleh tidak memenuhi persyaratan
uji parametrik maka analisisnya menggunakan kruskal-wallis. Dari uji ANOVA
dapat diketahui signifikansi efek Carbopol® 940, propilen glikol, dan kemungkinan interaksi keduanya, serta dapat diketahui faktor yang dominan
memberikan pengaruh pada setiap sifat fisik dan stabilitas emulgel. Signifikansi
dinyatakan dengan nilai p<0.05.
Untuk mengetahui potensi antibakteri emulgel digunakan Wilcoxon Two
Sample karena keempat formula emulgel dalam penelitian memiliki konsentrasi
antibakteri antar-formula. Masing-masing formula dibandingkan potensi
antibakterinya dengan basis yang merupakan kontrol negatif.
Berbeda dengan kedua hal tersebut, untuk menganalisis hasil uji iritasi
primer digunakan tabel evaluasi edema dan eritema, kemudian ditentukan kategori
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Identifikasi dan Verifikasi Minyak Daun Cengkeh
Minyak daun cengkeh yang digunakan pada penelitian ini merupakan
minyak daun cengkeh yang berasal dari CV. Indaroma, Yogyakarta dengan kadar
eugenol 74,08%. Telah dilakukan uji identifikasi yang dibuktikan dengan
Certificate of Analysis (CoA) yang terlampir di Lampiran 1. Verifikasi ulang
yang dilakukan pada penelitian ini meliputi pemeriksaan terhadap indeks bias dan
bobot jenis untuk memastikan kebenaran identitas minyak daun cengkeh yang
diguanakan.
Tabel VII. Perbandingan Hasil Pengukuran Indeks Bias dan Bobot Jenis Minyak Daun Cengkeh dengan CoA dan Literatur
Sifat Fisik USPC Inc.,
(1995) CoA Hasil Verifikasi
Indeks Bias 1,530 1,520 – 1,540 1,534 ± 0,001 Bobot Jenis 1,035 – 1,060 g/L 1,010 – 1,035 1,0207±0,002
Dari hasil yang diperoleh tersebut, diketahui bahwa indeks bias dan
bobot jenis minyak daun cengkeh yang digunakan masuk dalam rangeCertificate
of Analysis yang dilampirkan, tetapi tidak masuk dalam range secara teoretis
berdasarkan United State Pharmacopheia: The National Formulary (1995). Hal
ini dapat disebabkan karena perbedaan tempat tumbuh dan kondisi iklim yang
mempengaruhi jumlah dan macam-macam kandungan senyawa minyak cengkeh
Menurut Standar Nasional Indonesia (2006) dalam penelitian Jayanudin
(2011), minyak daun cengkeh mempunyai kadar eugenol ≥ 78% dan β
-caryophyllene ≥ 17 %. Pada CoA terlampir disebutkan bahwa kadar eugenol
dalam minyak daun cengkeh ini sebesar 74,08 %. Ketidaksesuaian tersebut dapat
disebabkan karena metode isolasi minyak atsiri dari daun cengkeh pada literatur
berbeda dengan metode isolasi pada minyak daun cengkeh dalam penelitian. Ada
beberapa metode isolasi minyak atsiri dari daun cengkeh, yaitu ekstraksi,
penyulingan dengan air, penyulingan dengan uap, dan penyulingan uap dan air
yang masing-masing metode memiliki kelebihan dan kelemahan (Jayanudin,
2011). Faktor lain yang juga dapat menyebabkan rendahnya kadar eugenol dalam
minyak daun cengkeh uji adalah menguapnya eugenol pada saat penampungan.
B. Penentuan Level Carbopol® 940 dan Propilen Glikol
1. Penentuan level Carbopol® 940
Sebelum menentukan level rendah dan level tinggi Carbopol® 940 yang digunakan dalam formula, terlebih dahulu dilakukan uji pendahuluan
untuk menentukan level. Penentuan level dilakukan dengan membuat emulgel
sebanyak 5 formula, dengan variasi jumlah Carbopol® 940 yang berbeda. Selanjutnya dilakukan pengukuran terhadap sifat fisik emulgel yang dilakukan
untuk tiap-tiap formula, yakni viskositas dan daya sebarnya. Hasil yang
Gambar 5. Grafik Penentuan Level Carbopol® 940 Berdasarkan Respon Viskositas
Gambar 6. Grafik Penentuan Level Carbopol® 940 Berdasarkan Respon
Daya Sebar
Dari kedua grafik tersebut, dipilih level rendah 3 gram dan level
tingginya 5 gram. Pemilihan ini didasarkan dari grafik jumlah Carbopol® 940 terhadap perubahan respon viskositas yang menunjukkan bahwa pada jumlah
0
Penentuan Level Carbopol
®940
Berdasarkan Respon Viskositas
Penentuan Level Carbopol®940 Berdasarkan Respon
Daya Sebar
Carbopol® 940 dari 3 ke 5 gram terjadi perubahan viskositas yang ditunjukkan dengan kenaikan grafik. Begitupun dengan perubahan daya sebar yang
ditunjukkan pada Carbopol® 940 dari 3 ke 5 gram, masih menunjukkan perubahan daya sebar yang ditunjukkan dengan penurunan grafik. Penggunaan
Carbopol® 940 1 gram sampai 2 gram menyebabkan peningkatan grafik pada respon viskositas dan penurunan grafik pada respon daya sebar yang cukup
tinggi, namun tidak menjadikan 1 gram dipilh sebagai level rendah dan 2 gram
sebagai level tinggi karena emulgel yang dihasilkan terlalu encer.
2. Penentuan level propilen glikol
Sama seperti penentuan level Carbopol® 940, untuk menentukan level rendah maupun level tinggi propilen glikol dalam formula, dilakukan terlebih
dahulu uji pendahuluan. Pada uji ini, dilakukan pembuatan emulgel dengan 5
variasi jumlah propilen glikol yang berbeda dengan jumlah Carbopol® 940 dan komponen emulgel lain yang tetap. Hasil yang diperoleh sebagai berikut:
Gambar 8. Grafik Penentuan Level Propilen glikol Berdasarkan Respon Daya Sebar
Dari kedua grafik tersebut, dipilih level rendah 3 gram dan level tinggi
7 gram. Pemilihan ini berdasarkan hasil pengujian yang digambarkan dalam
grafik jumlah propilen glikol terhadap perubahan respon viskositas yang
menunjukkan adanya perubahan viskositas, ditunjukkan dengan grafik yang
menurun. Begitupun dengan perubahan daya sebar yang ditunjukkan pada
propilen glikol dari 3 gram ke 7 gram, masih menunjukkan adanya perubahan
daya sebar yang diperlihatkan dari kenaikan grafik.
C. Pembuatan emulgel dengan kombinasi komposisi Carbopol® 940 dan
Propilen Glikol
Sebelumnya dalam sebuah penelitian dinyatakan bahwa konsentrasi 15%
minyak daun cengkeh dapat menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus
epidermidis yang ditunjukkan dengan adanya zona jernih di sekitar sampel
(Kusuma, 2010). Mempertimbangkan sifat minyak daun cengkeh yang lipofil,
pada penelitian ini dipilih sediaan emulgel agar bahan aktif ini dapat diaplikasikan
dengan nyaman oleh konsumen. Emulgel merupakan suatu sediaan yang terdiri
dari sistem emulsi dan gel. Emulsi sendiri memiliki kemampuan penetrasi yang
tinggi (Magdy, 2004). Sementara itu, adanya gel di dalam sistem meminimalkan
sensasi berminyak dari minyak daun cengkeh serta kandungan air pada gel yang
cukup tinggi memberikan sensasi dingin pada kulit. Penambahan gelling agent
dalam formula meningkatkan viskositas sediaan sehingga dapat diaplikasikan
secara topikal, sekaligus meningkatkan stabilitas sistem.
Pembuatan emulgel dimulai dengan mencampurkan bahan-bahan sesuai
dengan fasenya. Fase air terdiri dari tween 80, propilen glikol, aquadest, dan metil
paraben sebagai preservative yang larut dalam fase air. Yang termasuk dalam fase
minyak yaitu minyak daun cengkeh, span 80, parafin cair, dan preservative propil
paraben. Pencampuran kedua fase dilakukan pada suhu emulsifikasi hasil
orientasi, yaitu 500 C. Proses emulsifikasi berlangsung selama 10 menit dengan mengkondisikan temperatur tetap 500 C dan kecepatan mixer yang konstan yakni pada skala 1. Pemanasan dilakukan untuk mempermudah proses pembentukan
emulsi karena adanya energi akan membantu pendispersian yang lebih baik dari
satu fase ke fase lainnya. Carbopol® 940 dicampurkan dalam emulsi yang telah terbentuk dan dihomogenkan dengan mixer selama 10 menit pada skala 1.
Selanjutnya ditambah TEA dan dihomogenkan dengan mixerselama 5 menit.
Preservative yang dipilih untuk sediaan emulgel ini adalah golongan
propil paraben pada formula bertujuan untuk mencegah timbulnya jamur dan
mikroorganisme pada sediaan emulgel. Jika pada fase air terkontaminasi bakteri
maka akan menyebabkan ikatannya dengan bagian polar pada span 80 rusak
sehingga ikatan yang semula terbentuk antara tween 80 dan span 80 tidak kuat.
Hal tersebut akan memberikan dampak ketidakstabilan pada rantai hidrokarbon
dan mengakibatkan adanya coalesense pada sediaan emulgel.
D. Uji pH
Untuk memastikan sediaan emulgel minyak daun cengkeh ini tidak
mengiritasi kulit maka salah satunya perlu dilakukan pemeriksaan pH sediaan. pH
sediaan yang diharapkan adalah berada pada rentang pH kulit yaitu 4,5 – 6,5
(Anief, 2000). Berikut merupakan hasil pengukuran pH sediaan emulgel minyak
daun cengkeh:
Tabel VIII. Hasil Pengukuran pH
Formula Rata-rata pH ± SD
E. Uji Iritasi Primer
Pengujian iritasi dilakukan dengan metode Draize dengan menggunakan
hewan uji kelinci. Pada bagian kanan punggung kelinci yang telah dicukur dan
dibuat area seluas 2,54 x 2,54 cm, diolesi sediaan emulgel minyak daun cengkeh
sebanyak 0,5 gram. Pada bagian kiri punggung kelinci diberi basis sebagai kontrol
negatif dan ada satu bagian yang dibiarkan tanpa perlakuan sebagai pembanding
keadaan awal kulit kelinci sebelum diberi perlakuan. Pengamatan dilakukan pada
24 dan 72 jam untuk melihat apakah sediaan emulgel menyebabkan iritasi atau
tidak. Parameter penilaian untuk menentukan apakah terjadi iritasi atau tidak
adalah dengan melakukan scoring pada eritema dan edema yang muncul.
Gambar 9. Hasil Uji Iritasi Primer Menggunakan Kelinci
Keterangan: 1 = area tanpa perlakuan
2 = area yang diolesi basis
3 = area yang diolesi sediaan emulgel
2
1
Hasil pengujian selama 24 dan 72 jam menunjukkan bahwa tidak terjadi
eritema dan edema, baik pada bagian kulit yang diolesi sediaan emulgel maupun
pada bagian kulit yang diolesi basis. Hal ini berarti emulgel minyak daun cengkeh
tidak menimbulkan iritasi primer pada pengujian dengan hewan uji kelinci.
F. Uji Sifat Fisik Emulgel Minyak Daun Cengkeh
Agar dapat diterima oleh masyarakat, emulgel harus memenuhi kriteria
sifat fisik emulgel yang baik. Parameter sifat fisik emulgel dilihat dari daya sebar
dan viskositas emulgel yang diuji 48 jam setelah pembuatan.
Uji daya sebar dilakukan untuk menjamin pemerataan emulgel saat
diaplikasikan pada kulit. Daya sebar merupakan karakteristik penting dalam
formulasi yang mempengaruhi penerimaan konsumen karena bertanggung jawab
terhadap kemudahan saat diaplikasikan pada kulit. Dalam sediaan emulgel ini,
kemudahan pengaplikasian ditunjukkan ketika sediaan dioleskan tanpa tekanan
yang terlalu kuat, emulgel sudah cukup menyebar dengan baik. Daya sebar yang
diinginkan berada pada range 3 – 5 cm.
Profil daya sebar dapat menggambarkan viskositas masing-masing
formula. Dalam sediaan semisolid, daya sebar cenderung berkorelasi negatif
dengan viskositas. Dengan meningkatkan viskositas biasanya akan menurunkan
daya sebar suatu sediaan semi solid (Grag et al., 2002).
Viskositas merupakan salah satu faktor yang penting untuk dievaluasi
saat proses filling maupun saat emulgel dituang dari kemasannya untuk
digunakan. Pengukuran viskositas dilakukan menggunakan alat viscometer RION
seri VT-04. Tujuan pengukuran viskositas adalah untuk melihat profil kekentalan
emulgel yang dilakukan 48 jam setelah pembuatan. Viskositas sediaan yang
diinginkan adalah 200 – 300 dPa.s.
Tabel IX. Hasil Uji Sifat Fisik Emulgel Minyak Daun Cengkeh
Formula Daya Sebar (cm) Viskositas (dPa.s)
Formula 1 3,64 ± 0,08 183,33 ± 7,64
Formula a 3,50 ± 0,23 230,00 ± 10,00
Formula b 3,95 ± 0,11 160,00 ± 10,00
Formula ab 3,56 ± 0,09 216,67 ± 20,82
Keterangan:
Formula 1 : level rendah Carbopol® 940, level rendah propilen glikol Formula a : level tinggi Carbopol® 940, level rendah propilen glikol Formula b : level rendah Carbopol® 940, level tinggi propilen glikol Formula ab : level tinggi Carbopol® 940, level tinggi propilen glikol
Dari tabel tersebut didapatkan informasi untuk respon daya sebar bahwa
peningkatan penggunaan Carbopol® 940 baik pada level rendah maupun level tinggi propilen glikol cenderung menurunkan respon daya sebar emulgel. Berbeda
dengan peningkatan penggunaan propilen glikol, baik pada level rendah maupun
level tinggi Carbopol® 940 cenderung meningkatkan respon daya sebar emulgel.
Untuk respon viskositas, dari tabel tersebut diperoleh informasi bahwa
seiring dengan peningkatan penggunaan Carbopol® 940, baik pada level rendah maupun level tinggi propilen glikol cenderung meningkatkan respon viskositas
rendah maupun level tinggi Carbopol® 940 cenderung menurunkan respon viskositas emulgel.
Viskositas tertinggi diperoleh pada formula a sedangkan viskositas
terendah pada formula b. Seiring dengan hasil uji viskositas, untuk respon daya
sebar dari keempat formula dapat diketahui bahwa daya sebar terbesar pada
formula b sedangkan yang paling kecil adalah formula a. Disimpulkan juga bahwa
ada 2 formula, yaitu formula a dan formula ab yang menghasilkan respon yang
berada dalam range yang diinginkan. Hasil tersebut menunjukkan bahwa perlu
dilanjutkan ke studi optimasi untuk mendapatkan area optimum berdasarkan
superimposed contour plot.
G. Pengaruh Carbopol® 940 dan Propilen Glikol terhadap Sifat Fisik
Emulgel Minyak Daun Cengkeh
Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah desain
faktorial dengan 2 faktor yaitu Carbopol® 940 dan propilen glikol, dua level yakni level rendah dan level tinggi. Desain faktorial ini digunakan untuk melihat
pengaruh Carbopol® 940 dan propilen glikol, dan atau kemungkinan adanya interaksi kedua faktor dalam menentukan sifat fisik emulgel.
Untuk mengetahui faktor mana yang memberikan efek paling dominan
dalam menentukan respon daya sebar dan viskositas, maka data hasil uji sifat fisik
emulgel diolah menggunakan program R 12.4.1. Nilai efek yang diperoleh
berpengaruh terhadap peningkatan respon, sedangkan tanda negatif menunjukkan
bahwa efek tersebut memiliki pengaruh terhadap penurunan respon.
Sebelum menghitung nilai efek untuk mengetahui faktor yang
memberikan efek paling dominan dalam menentukan respon, terlebih dahulu data
hasil uji sifat fisik yang diperoleh diuji normalitasnya. Tujuan uji normalitas data
adalah untuk melihat apakah data yang diperoleh mempunyai distribusi (sebaran)
normal atau tidak. Data yang terdistribusi normal merupakan syarat dalam
melakukan analisis statistik parametrik.
Apabila data terdistribusi normal, yang harus dilakukan berikutnya
adalah menguji homogenitas data yang dimaksudkan untuk memperlihatkan
bahwa dua atau lebih kelompok data sampel berasal dari populasi yang memiliki
variansi yang sama. Jika diperoleh nilai p>0,05 maka dilanjutkan uji signifikansi
persamaan. Bila hasil menunjukkan bahwa persamaan signifikan (p<0,05) maka
dapat dilanjutkan uji ANOVA.
1. Daya sebar
Hasil uji normalitas data untuk respon daya sebar, keempat formula
memberikan nilai p>0,05. Hal ini berarti dapat dilanjutkan uji homogenitas
data untuk melihat kesamaan variannya. Diperoleh nilai p>0,05 yang berarti
sampel berasal dari populasi yang memiliki variansi yang sama. Selanjutnya
dilakukan uji signifikansi ANOVA dengan hasil sebagai berikut:
Jumlah sampel: 4 multiple R square: 0,6935 adjusted R square: 0,5785
