OPTIMASI FORMULA GEL ANTIBAKTERI EKSTRAK KULIT BUAH
MANGGIS (
Garcinia mangostana
Linn.) MENGGUNAKAN HPMC SEBAGAI
GELLING AGENT
DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN
DENGAN METODE DESAIN FAKTORIAL
NASKAH PUBLIKASI
Oleh :
ANGGITA SEKAR ARUMSASI
K100110015
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
OPTIMASI FORMULA GEL ANTIBAKTERI EKSTRAK KULIT BUAH
MANGGIS (Garcinia mangostana Linn.) MENGGUNAKAN HPMC SEBAGAI
GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN DENGAN METODE DESAIN FAKTORIAL
OPTIMIZATION OF ANTIBACTERIAL GEL FORMULA MANGOSTEEN PEEL EXTRACT (Garcinia mangostana Linn.) USING HPMC AS A GELLING AGENT
AND PROPYLENE GLYCOL AS A HUMECTANT BY FACTORIAL DESIGN METHOD
Anggita Sekar Arumsasi, Suprapto, Rima Munawaroh Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani, Tromol Pos 1, Pabelan, Surakarta, 57012
ABSTRAK
Kulit buah manggis mengandung senyawa derivat xanton (α-mangostin) yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus. Guna mempermudah penggunaannya maka dibuat ke dalam sediaan gel. Tujuan penelitian ini untuk menentukan formula gel ekstrak kulit buah manggis yang optimum menggunakan HPMC (Hidroxy Propyl Methyl Cellulose) sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan dengan metode desain faktorial. Evaluasi gel yang dilakukan meliputi organoleptis, homogenitas, viskositas, pH, uji daya lekat, uji daya sebar, dan stabilitas fisik selama 1 bulan serta uji aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dengan metode difusi sumuran. Hasil evaluasi formula kemudian dianalisis menggunakan metode desain faktorial dan one sampel t-Test untuk membandingkan hasil prediksi formula optimum dengan verifikasi percobaan. Hasil uji stabilitas gel optimum dianalisis dengan independent samples T Test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formula gel optimum ekstrak kulit buah manggis adalah HPMC 14% dan propilen glikol 20%. Kombinasi HPMC 14% dan propilen glikol 20% dapat meningkatkan viskositas, pH, daya lekat dan aktivitas antibakteri serta dapat menurunkan daya sebar gel. Gel optimum ekstrak kulit buah manggis yang disimpan selama 1 bulan memiliki pH, daya lekat, daya sebar, dan aktivitas antibakteri yang cukup stabil sedangkan viskositas gel kurang stabil.
Kata kunci: ekstrak kulit manggis, Garcinia mangostana L., gel, antibakteri, Staphylococcus aureus, desain faktorial
ABSTRACT
Mangosteen peel contains xanton derivatives (α-mangostin) which has antibacterial activity against Staphylococcus aureus. In order to facilitate its use then made into a gel formulation. The purpose of this study was to determine the gel formula extract mangosteen peel optimum use of HPMC (Hydroxy Propyl Methyl Cellulose) as a gelling agent and propylene glycol as a humectant by factorial design method. Gel evaluation was conducted on the organoleptic, homogeneity, viscosity, pH, adhesion test, spread test, and physical stability for 1 month and test of antibacterial activity against Staphylococcus aureus with well diffusion method. Formula evaluation results were then analyzed using a factorial design method and one sample t-test to compare the predicted results with the optimum formula experimental verification. Optimum gel stability test results were analyzed with independent samples T Test. The results showed that the optimum gel formula mangosteen peel extract is HPMC 14% and 20% propylene glycol. HPMC combination of 14% and 20% propylene glycol can increase the viscosity, pH, adhesion and antibacterial activity and can decrease the spread gel. Optimum gel mangosteen peel extract stored for 1 month had a pH, adhesion, dispersive power, and the antibacterial activity is quite stable, while the viscosity of the gel is less stable.
2 PENDAHULUAN
Manggis (Garcinia mangostana Linn.) merupakan tanaman buah asli Indonesia
yang kulitnya dapat dimanfaatkan sebagai obat. Kulit buah manggis mengandung senyawa
α-mangostin yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa ekstrak etanol kulit buah manggis memiliki
kadar hambat minimum terhadap Staphylococcus aureus sebesar 1 mg/mL dan kadar
bunuh minimum sebesar 2 mg/mL terhadap Staphylococcus aureus (Geetha et al., 2011).
Bakteri Staphylococcus aureus merupakan salah satu penyebab infeksi ataupun penyakit
kulit. Sediaan topikal sering digunakan untuk mengobati penyakit kulit adalah bentuk gel.
Komponen gelling agent dan humektan merupakan bagian yang sangat berpengaruh
terhadap kualitas fisik dari sediaan gel. HPMC salah satu gelling agent yang membentuk
gel jernih dan memiliki viskositas stabil pada penyimpanan jangka panjang (Rogers, 2009).
Propilen glikol berfungsi sebagai humektan yang mempertahankan kandungan air dalam
sediaan sehingga sifat fisik dan stabilitas sediaan selama penyimpanan dapat dipertahankan
(Weller, 2009).
Berdasarkan uraian di atas, maka dilakukan optimasi formula gel antibakteri
ekstrak kulit buah manggis dengan metode desain faktorial untuk mengetahui efek dan
interaksi dari penggunaan HPMC sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai
humektan ditinjau dari sifat fisik gel, uji aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus
aureus dan stabilitas fisik gel selama 1 bulan.
METODE PENELITIAN
A.Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya: viskometer VT-RION, pH
meter, alat uji daya lekat, alat uji daya sebar, autoklaf (MA 672®), oven (Memmert®),
inkubator bakteri (Memmert®), dan alat-alat gelas (Pyrex).
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya: ekstrak etanol kulit buah
manggis yang diperoleh dari Lansida Herbal Technology Yogyakarta, etanol 70%
(farmasetis), HPMC 660 (farmasetis), propilen glikol (farmasetis), metil paraben
(farmasetis), propil paraben (farmasetis), dan akuades (farmasetis), media Mueller Hinton
(MH), media Brain Heart Infusion (BHI), media Manitol Salt Agar (MSA), NaCl 0,9%, cat
Gram bakteri, pelarut dimetil sulfoksida 1% (DMSO), antibiotik amoksisilin, dan bakteri
Staphylococcus aureus ATCC 29213 yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi
B.Jalan Penelitian
1. Ekstrak Kulit Buah Manggis
Ekstrak kulit buah manggis diperoleh dari Lansida Herbal Technology Yogyakarta.
Kulit buah manggis diekstraksi menggunakan etanol 70%.
2. Formulasi Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis
Pembuatan gel ekstrak kulit buah manggis dilakukan dengan mendispersikan
HPMC dalam akuades yang telah dipanaskan pada suhu 80o-90°C. Metil paraben dan
propil paraben dilarutkan dalam propilen glikol, kemudian ditambahkan ekstrak kulit buah
manggis (campuran A). Campuran A ditambahkan ke dalam HPMC yang telah
mengembang disertai dengan pengadukan hingga homogen. Formula gel antibakteri
ekstrak kulit buah manggis dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Formula gel antibakteri ekstrak kulit buah manggis
Formula
Keterangan= (1): kedua faktor pada level bawah, a: faktor A pada level atas dan faktor B pada level bawah, b: faktor B pada level atas dan faktor A pada level bawah, ab: kedua faktor pada level atas.
3. Evaluasi Sifat Fisika Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis
Evaluasi sifat fisik gel meliputi pemeriksaan organoleptis, homogenitas, uji pH, uji
daya lekat, uji daya sebar, dan uji aktivitas antibakteri terhadap Stapylococcus aureus serta
uji stabilitas fisik gel yang disimpan selama 1 bulan.
4. Uji Kromatografi Lapis Tipis Ekstrak Kulit Buah Manggis
Ekstrak kulit buah manggis sebanyak 10 mg dilarutkan dalam 1 mL etanol stok 1
%. Sebanyak 50 µL larutan sampel ditotolkan pada plat silika gel GF 254, kemudian
dielusi dengan fase gerak kloroform P-etil asetat (9:1) v/v. Plat tersebut dikeringkan,
kemudian diamati di bawah sinar UV 254 nm dan dihitung nilai Rf (DepKes RI, 2010).
5. Uji Antibakteri
Sterilisasi alat dan bahan. Alat-alat gelas dimasukkan ke dalam oven kemudian
disterilkan pada suhu 175oC selama 1- 2 jam (pemanasan kering). Alat dan bahan yang
tidak tahan pemanasan kering dimasukkan ke dalam autoklaf untuk disterilkan pada suhu
suhu 121oC selama 20 menit (pemanasan basah), sedangkan untuk bahan logam seperti
ose steril cukup dipanaskan diatas nyala bunsen sampai merah menyala.
Pembuatan media bakteri. Pembuatan media ada didalam kemasan sehingga hanya
4 Pembiakan bakteri. Bakteri Staphylococcus aureus diambil dengan ose steril
kemudian secara streak plate digoreskan pada media Mueller Hinton (MH ), diinkubasi
pada suhu 37°C selama 24 jam. Koloni bakteri yang tumbuh disimpan di almari es pada
suhu 4°C sebagai stok bakteri.
Pengecatan Gram. Preparat diambil satu ujung mata ose dari koloni bakteri dan
digoreskan pada gelas obyek setipis mungkin, dikeringkan, dan ditetesi formalin. Preparat
siap diuji dengan cat Gram A, Gram B, Gram C, Gram D kemudian diperiksa dibawah
mikroskop perbesaran 1000 x dengan bantuan minyak imersi.
Uji biokimiawi. Satu mata ose biakan bakteri pada media MH digoreskan pada
media MSA (Manittol Salt Agar), kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 18-24 jam
dan diamati perubahan warna yang terjadi (kuning).
Pembuatan suspensi bakteri. Sejumlah koloni bakteri Staphylococcus aureus
diambil dari stok bakteri menggunakan ose steril. Bakteri selanjutnya disuspensi kedalam 2
mL NaCl steril kemudian di inkubasi shaker selama 1-2 jam pada suhu 37°C. Suspensi
bakteri disamakan dengan standard Mc Farland (1,5x108 CFU/mL) dengan penambahan
NaCl steril.
Pengujian aktivitas antibakteri dari Gel. Sebanyak 200 µL bakteri Staphylococcus
aureus yang telah distandarkan hingga kekeruhan 1,5x108CFU/mL, dimasukkan pada
permukaan media MH dan diratakan dengan spreader glass. Media yang telah berisi
bakteri dibuat 6 sumuran menggunakan pelubang sumuran dengan diameter yang sama (6
mm). Enam sumuran berturut-turut adalah basis HPMC tanpa ekstrak (kontrol negatif),
formula I, formula II, formula III, formula IV, dan antibiotik amoksisilin (kontrol positif).
Masing-masing sumuran berisi gel sebanyak 85 mg. Cawan petri kemudian diinkubasi
pada suhu 37oC selama 18-24 jam.
Teknik Analisis
Perolehan data formula optimum dari software Factorial Design pada Design
Expert 9.1.3, kemudian diverifikasi dengan cara membuat sediaan gel dengan formula
seperti yang diperoleh selanjutnya diuji sifat fisiknya. Data hasil verifikasi percobaan
kemudian dibandingkan dengan data formula optimum yang diperoleh dari software
desain faktorial menggunakan uji one-sample t-Test. Hasil uji stabilitas fisik gel dianalisis
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Evaluasi Sifat Fisik Gel Ekstrak Kulit Buah Manggis
Pemeriksaan organoleptis gel dilakukan untuk mengetahui sifat fisik gel yang
didasarkan pada hasil pengamatan visual secara langsung. Pemeriksaan organoleptis
meliputi warna, bau, dan bentuk dari gel ekstrak kulit buah manggis.
Tabel 2. Hasil pemeriksaan organoleptis dan homogenitas gel ekstrak kulit buah manggis
Formula Warna Bau Bentuk Homogenitas
1 Coklat Khas ekstrak etanol kulit buah manggis Cair Homogen 2 Coklat Khas ekstrak etanol kulit buah manggis Semipadat Homogen 3 Coklat Khas ekstrak etanol kulit buah manggis Cair Homogen 4 Coklat Khas ekstrak etanol kulit buah manggis Semipadat Homogen Keterangan= Formula 1: kombinasi HPMC 10 g dan PG 10 g Formula 3: kombinasi HPMC 10 g dan PG 20 g
Formula 2: kombinasi HPMC 18 g dan PG 10 g Formula 4: kombinasi HPMC 18 g dan PG 20 g
Hasil pengamatan organoleptis menunjukkan semua formula gel ekstrak kulit buah
manggis berwarna coklat, berbau khas ekstrak etanol kulit buah manggis, bentuk formula 1
dan 3 cair sedangkan formula 2 dan 4 semipadat. Hasil pengamatan homogenitas
menunjukkan semua gel baik formula 1, 2, 3, dan 4 adalah homogen. Gel dikatakan
homogen apabila memiliki persamaan warna yang merata dan tidak ditemukan adanya
partikel atau bahan yang kasar yang dapat diraba (Syamsuni, 2005).
Tabel 3. Hasil pemeriksaan sifat fisik dan antibakteri gel ekstrak kulit buah manggis
Pemeriksaan Formula 1 Formula 2 Formula 3 Formula 4 Viskositas (dPa.s.) 20,00 ± 0,00 61,67 ± 2,88 23,33 ± 2,88 78,33 ± 2,88 pH 4,60 ± 0,01 4,76 ± 0,02 4,79 ± 0,06 4,80 ± 0,00 Daya Lekat (detik) 4,00 ± 1,00 15,67 ± 1,15 11,67 ± 1,52 28,00 ± 2,00 Daya Sebar (cm2) 46,14 ± 1,72 22,40 ± 1,34 38,46 ± 0,00 18,23 ± 0,00
Antibakteri (mm) 10,67 ± 0,28 10,67 ± 0,28 11,17 ± 0,28 12,00 ± 0,50 Keterangan= Formula 1: kombinasi HPMC 10 g dan PG 10 g Formula 3: kombinasi HPMC 10 g dan PG 20 g
Formula 2: kombinasi HPMC 18 g dan PG 10 g Formula 4: kombinasi HPMC 18 g dan PG 20 g
Hasil uji viskositas, pH, daya lekat, daya sebar dan aktivitas antibakteri dari
keempat formula dapat ditunjukkan pada Tabel 3. Formula 4 (kombinasi HPMC 20 g dan
PG 20 g) memiliki nilai tertinggi pada data viskositas, pH, daya lekat, dan aktivitas
antibakteri serta nilai terendah pada data daya sebar dibandingkan dengan formula 1, 2,
dan 3.
Hasil uji viskositas, pH, daya lekat, daya sebar dan aktivitas antibakteri diolah
menggunakan metode desain faktorial. Hasil pemeriksaan tersebut akan menghasilkan
suatu persamaan, hubungan interaksi antara kedua faktor, dan grafik contour plot, seperti
yang dijelaskan di bawah ini.
Tabel 4. Persamaan factorial design kombinasi HPMC dan propilen glikol
Uji Persamaan
Keterangan= Y: Respon sifat fisik, XA: Faktor HPMC, XB: Faktor propilen glikol, XAXB:Interaksi antara kedua
6
A B
C D
E
Gambar 1. Contour plot gel ekstrak kulit buah manggis terhadap (A) viskositas gel, (B) pH gel, (C) daya lekat gel, (D) daya sebar gel, dan (E) antibakteri gel. Kombinasi HPMC dan propilen glikol level rendah berada pada area berwarna biru, sedangkan HPMC dan propilen glikol level tinggi berada pada area berwarna merah.
A B
C D
E
1. Viskositas Sediaan Gel
Persamaan viskositas gel (Tabel 4) menunjukkan bahwa koefisien persamaan
HPMC bernilai +23,75 dan propilen glikol +5,63 yang berarti dapat meningkatkan
viskositas gel, namun HPMC lebih besar pengaruhnya hingga 4 kali lipat dalam
meningkatkan viskositas gel dibandingkan dengan propilen glikol. Kombinasi antara
HPMC dan propilen glikol menghasilkan nilai koefisien interaksi +3,75, artinya
kombinasi kedua faktor dapat meningkatkan viskositas gel.
Contour plot (Gambar 1A) menunjukkan tingkat viskositas gel yang ditandai
dengan perbedaan warna, semakin tinggi tingkat viskositas maka akan berada pada warna
merah dan semakin rendah tingkat viskositas akan berada pada warna biru. Kombinasi
HPMC dan propilen glikol level rendah berada pada area berwarna biru, sehingga
kombinasi tersebut memiliki tingkat viskositas yang rendah, sedangkan kombinasi HPMC
dan propilen glikol level tinggi berada pada area berwarna merah yang menunjukkan
kombinasi tersebut memiliki tingkat viskositas yang tinggi.
Hubungan pengaruh peningkatan level HPMC dan propilen glikol terhadap
viskositas gel dapat dilihat pada Gambar 2A. Kombinasi antara HPMC dengan propilen
glikol pada level yang berbeda dapat berpengaruh terhadap viskositas gel. Propilen glikol
level rendah (garis berwarna hitam) menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan
HPMC viskositas gel meningkat. Demikian juga pada propilen glikol level tinggi (garis
berwarna merah) menunjukkan bahwa penambahan HPMC juga meningkatkan viskositas
gel. Propilen glikol level tinggi lebih besar pengaruhnya dalam meningkatkan viskositas
gel daripada propilen glikol level rendah.
Viskositas gel dengan propilen glikol level tinggi semakin meningkat dengan
penambahan HPMC. Hal tersebut menunjukkan bahwa penambahan HPMC dapat
meningkatkan viskositas gel karena HPMC membentuk basis gel dengan mengabsorbsi
pelarut sehingga cairan tersebut tertahan dan meningkatkan tahanan cairan dengan
membentuk massa yang kompak (Martin et al., 1993). Semakin tinggi konsentrasi gelling
agent (HPMC) yang digunakan maka semakin besar viskositasnya (Faizatun et al., 2008).
2. pH Sediaan Gel
Pengukuran pH dilakukan untuk mengetahui pH dari sediaan gel agar sesuai
dengan pH kulit. Sediaan gel yang baik adalah gel yang memiliki pH berkisar antara 4,0 –
6,8 (Barry, 1983). Persamaan pH gel (Tabel 4) menunjukkan bahwa koefisien persamaan
HPMC bernilai +0,042 dan propilen glikol +0,068 yang berarti dapat meningkatkan pH
8 faktor HPMC dan propilen glikol mempunyai pengaruh menurunkan pH gel dengan
koefisien interaksi bernilai -0,027.
Contour plot (Gambar 1B) menunjukkan kombinasi HPMC dan propilen glikol
level rendah berada pada area berwarna biru, sehingga kombinasi tersebut memiliki tingkat
pH yang rendah, sedangkan HPMC dan propilen glikol level tinggi berada pada area
berwarna merah yang menunjukkan kombinasi tersebut memiliki tingkat pH yang tinggi.
Hubungan pengaruh peningkatan level HPMC dan propilen glikol terhadap pH gel
dapat dilihat pada Gambar 2B. Propilen glikol level rendah (garis berwarna hitam)
menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan HPMC pH gel meningkat. Demikian
juga pada propilen glikol level tinggi (garis berwarna merah) menunjukkan bahwa
penambahan HPMC juga meningkatkan pH gel. Propilen glikol level tinggi lebih besar
pengaruhnya dalam meningkatkan pH gel daripada propilen glikol level rendah.
3. Daya Lekat Sediaan Gel
Pengujian daya lekat gel perlu dilakukan untuk mengetahui kemampuan gel
menempel pada permukaan kulit. Persamaan daya lekat gel (Tabel 4) menunjukkan bahwa
HPMC dapat meningkatkan daya lekat gel dengan koefisien yang bernilai +7,25. HPMC
lebih besar pengaruhnya 1,5 kali lipat dalam meningkatkan daya lekat gel dibandingkan
dengan propilen glikol dengan koefisien bernilai +4,63. Kombinasi antara HPMC dan
propilen glikol menghasilkan nilai koefisien interaksi +0,88 artinya kombinasi kedua
faktor dapat meningkatkan daya lekat gel.
Contour plot (Gambar 1C) menunjukkan kombinasi HPMC dan propilen glikol
level rendah berada pada area berwarna biru, sehingga kombinasi tersebut memiliki tingkat
daya lekat yang rendah, sedangkan kombinasi HPMC dan propilen glikol level tinggi
berada pada area berwarna merah yang menunjukkan kombinasi tersebut memiliki daya
lekat yang tinggi. Kemampuan daya lekat gel akan mempengaruhi efek terapi. Semakin
lama kemampuan gel melekat pada kulit, maka gel dapat memberikan efek terapi yang
lebih lama (Ansel, 2005).
Hubungan pengaruh peningkatan level HPMC dan propilen glikol terhadap daya
lekat dapat dilihat pada Gambar 2C. Kombinasi HPMC dan propilen glikol level rendah
(garis berwarna hitam) menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan HPMC daya
lekat gel meningkat. Demikian juga pada propilen glikol level tinggi (garis berwarna
merah) menunjukkan bahwa penambahan HPMC juga meningkatkan daya lekat gel.
daripada propilen glikol level rendah, hal ini karena penambahan HPMC dapat
meningkatkan viskositas gel sehingga daya lekat gel juga semakin meningkat.
4. Daya Sebar Sediaan Gel
Pengujian daya sebar gel bertujuan untuk mengetahui kemampuan gel menyebar
pada permukaan kulit. Daya sebar dapat mempengaruhi absorbsi obat dan kecepatan
pelepasan zat aktif ditempat pemakaiannya. Suatu sediaan yang baik dan lebih disukai
apabila dapat menyebar dengan mudah dikulit dan nyaman digunakan (Wyatt et al., 2008).
Persamaan daya sebar gel (Tabel 4) menunjukkan bahwa HPMC dapat menurunkan
daya sebar gel dengan koefisien nilai -11,07. HPMC lebih besar pengaruhnya hingga 3 kali
lipat dalam menurunkan daya sebar gel dibandingkan dengan propilen glikol dengan
koefisien bernilai -3,45. Kombinasi antara faktor HPMC dan propilen glikol menghasilkan
nilai koefisien interaksi +0,88, artinya kombinasi kedua faktor dapat meningkatkan daya
sebar gel.
Contour plot (Gambar 1D) menunjukkan kombinasi HPMC dan propilen glikol
level rendah berada pada area berwarna merah, sehingga kombinasi tersebut memiliki
tingkat daya sebar yang tinggi, sedangkan kombinasi HPMC dan propilen glikol level
tinggi berada pada area berwarna biru yang menunjukkan kombinasi tersebut memiliki
daya sebar yang rendah. Semakin tinggi konsentrasi HPMC akan menurunkan kemampuan
daya sebar gel karena semakin tinggi tahanan gel untuk mengalir dan menyebar (Martin et
al., 1993). Daya sebar gel berbanding terbalik dengan viskositas dan daya lekat gel.
Hubungan pengaruh peningkatan level HPMC dan propilen glikol terhadap daya
sebar dapat dilihat pada Gambar 2D. Kombinasi antara HPMC dan propilen glikol level
rendah (garis berwarna hitam) menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan HPMC
daya sebar gel menurun. Demikian juga pada propilen glikol level tinggi (garis berwarna
merah) menunjukkan bahwa penambahan HPMC juga menurunkan daya sebar gel.
Propilen glikol level rendah lebih besar pengaruhnya dalam menurunkan daya sebar gel
daripada propilen glikol level tinggi.
5. Uji Aktivitas Antibakteri Sediaan Gel
Persamaan antibakteri gel (Tabel 4) menunjukkan bahwa koefisien persamaan
HPMC memiliki nilai +0,082 dan propilen glikol +0,42 yang berarti dapat meningkatkan
aktivitas antibakteri gel, namun HPMC lebih berpengaruh dalam meningkatkan aktivitas
antibakteri daripada propilen glikol. Kombinasi antara HPMC dan propilen glikol dapat
meningkatkan aktivitas antibakteri dengan koefisien interaksi yang bernilai +0,083.
Contour plot (Gambar 1E) menunjukkan kombinasi HPMC dan propilen glikol
10 aktivitas antibakteri yang rendah, sedangkan kombinasi HPMC dan propilen glikol level
tinggi berada pada area berwarna merah yang menunjukkan kombinasi tersebut memiliki
aktivitas antibakteri yang tinggi.
Hubungan pengaruh peningkatan level HPMC dan level propilen glikol terhadap
aktivitas antibakteri dapat dilihat pada Gambar 2E. Kombinasi propilen glikol level rendah
(garis berwarna hitam) menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan HPMC tidak
mempengaruhi aktivitas antibakteri, namun pada propilen glikol level tinggi (garis
berwarna merah) menunjukkan bahwa penambahan HPMC meningkatkan aktivitas
antibakteri gel. Propilen glikol level tinggi lebih berpengaruh dalam meningkatkan
aktivitas antibakteri gel daripada propilen glikol level rendah.
Propilen glikol level tinggi dapat memerangkap ekstrak kulit buah manggis lebih
lama sehingga aktivitas antibakteri lebih tinggi dari propilen glikol level rendah. Hasil
menunjukkan penambahan HPMC mampu meningkatkan difusi aktivitas antibakteri dan
viskositas gel. Hasil ini tidak sesuai dengan teori hukum Stokes-Einstein yang menyatakan
bahwa difusi aktivitas antibakteri berbanding terbalik dengan viskositas sediaan. Peranan
viskositas tidak selalu dominan dalam proses difusi aktivitas antibakteri (Sukmawati &
Suprapto, 2010).
B. Identifikasi Bakteri Staphylococcus aureus
Bakteri Staphylococcus aureus diidentifikasi dengan menggunakan 2 cara yaitu
pengecatan Gram dan uji biokimia. Hasil pengecatan menunjukkan bakteri Staphylococcus
aureus berwarna ungu, berbentuk bulat dan berkelompok (Gambar 3A). Bakteri
Staphylococcus aureus termasuk Gram positif yang berwarna ungu dan berbentuk bulat
berkelompok seperti buah anggur. Bakteri Gram positif pada pencucian dengan alkohol
akan menyebabkan protein dinding selnya mengalami denaturasi, sehingga pori-pori
mengecil dan kompleks ungu kristal iodium tetap terperangkap pada dinding sel (Radji,
2011). Ketika bakteri telah jenuh mengikat cat Gram A maka bakteri tidak dapat mengikat
cat Gram D yang berwarna merah sehingga bakteri berwarna ungu.
Uji biokimiawi menggunakan media MSA (Manitol Salt Agar), bertujuan untuk
mengetahui kemampuan bakteri dalam memfermentasi manitol yang ditandai dengan
perubahan warna media MSA menjadi kuning. Hasil pengamatan menunjukkan media
bakteri dapat berubah warna menjadi kuning yang berarti bakteri mampu memfermentasi
manitol (Gambar 3B). Bakteri Staphylococcus aureus dapat meragi karbohidrat menjadi
A B
Gambar 3. Pengecatan bakteri Staphylococcus aureus (A) dan Uji biokimiawi MSA (B). Bakteri Staphylococcus aureus menghasilkan warna ungu (Gram positif) dan uji biokimia dalam memfermentasi manitol menghasilkan warna kuning.
C. Uji Kromatografi Lapis Tipis Ekstrak Kulit Buah Manggis
Uji kromatografi lapis tipis ekstrak kulit buah manggis bertujuan untuk
mengidentifikasi ekstrak kulit buah manggis atas dasar kandungan α-mangostin. Profil
KLT kulit buah manggis pada buku Farmakope Herbal Indonesia (2010) yaitu ekstrak
kulit buah manggis mengandung α-mangostin dengan Rf 0,53 pada pemadaman
fluororesensi dengan fase gerakkloroform P-etil asetat P(9:1) v/v dan fase diam silika gel
GF 254 pada deteksi UV254 (DepKes RI, 2010).
A B
Keterangan gambar B:
S = ekstrak kulit buah manggis, P = pembanding α-mangostin Rf= pembanding α-mangostin 0,53; Rf 1. 0,12; Rf 2. 0,53; Rf 3. 0,84
(DepKes RI, 2010)
Gambar 4. Uji kromatografi lapis tipis ekstrak kulit buah manggis (A) dan Literatur kromatografi lapis tipis ekstrak kulit buah manggis (DepKes RI, 2010) (B). Hasil KLT untuk mengidentifikasi senyawa α-mangostin menghasilkan Rf 0,58 yang tidak terlalu jauh dari literatur yaitu Rf 0,53.
Hasil uji kromatografi lapis tipis dapat dilihat pada Gambar 4. Hasil uji
kromatografi lapis tipis menunjukkan sampel ekstrak kulit buah manggis mengandung
senyawa α-mangostin dengan Rf 0,58 (Gambar 4A) yang tidak terlalu jauh dari nilai Rf
pembandingα-mangostin 0,53 pada literatur (Gambar 4B). Hal ini dapat dipengaruhi oleh
derajat kemurnian pelarut, derajat kejenuhan dari uap dalam bejana pengembangan, suhu,
derajat aktivitas, tebal, dan kerataan dari lapisan penyerap (Sastrohamidjojo, 1991).
D. Uji Aktivitas Antibakteri
Uji aktivitas antibakteri ekstrak kulit buah manggis dilakukan secara in vitro dengan
menggunakan metode difusi sumuran karena membutuhkan sedikit sampel, cepat, dan
mudah. Uji ekstrak kulit buah manggis konsentrasi 4% b/v, 8% b/v dan 12% b/v sebanyak
20 µL dilakukan untuk mengetahui kadar ekstrak kulit buah manggis yang dapat
12 Tabel 5. Hasil uji antibakteri ekstrak kulit buah manggis
Sampel Konsentrasi (% b/v)
Diameter zona hambat ± SD (mm)
Keterangan Keterangan : Diameter zona hambat termasuk diameter sumuran (6 mm).
Hasil menunjukkan ekstrak kulit buah manggis konsentrasi 12% memiliki diameter
zona hambat paling tinggi yaitu 10,50 ± 0,00 mm (irradikal) sehingga dipilih untuk dibuat
gel (Gambar 13). Ekstrak kulit buah manggis konsentrasi 12% kemudian diformulasi
kedalam gel dengan basis HPMC dan dilakukan uji aktivitas antibakteri. Hasil uji aktivitas
antibakteri gel ekstrak kulit buah manggis dapat dilihat pada Gambar 6 dan Tabel 6.
Gambar 6. Uji aktivitas antibakteri ekstrak kulit buah manggis 12% (A), Uji aktivitas 4 formula gel antibakteri ekstrak kulit buah manggis (B), dan uji aktivitas antibakteri gel optimum ekstrak kulit buah manggis (C). F.1 (kombinasi HPMC 10 g dan PG 10 g), F.2 (kombinasi HPMC 18 g dan PG 10 g), F.3 (kombinasi HPMC 10 g dan PG 20 g), F.4 (kombinasi HPMC 18 g dan PG 20 g), Gel optimum (kombinasi HPMC 14 g dan PG 20 g).
Tabel 6. Hasil uji antibakteri gel ekstrak kulit buah manggis
Sampel Diameter zona hambat ± SD (mm) Keterangan Empat formula Formula optimum
Gel ekstrak kulit buah manggis
F. 1 = 10,67 ± 0,28
10,50 ± 0,08 Irradikal F. 2 = 10,67 ± 0,28
F. 3 = 11,17 ± 0,28 F. 4 = 12,00 ± 0,50
Kontrol positif (amoksisilin 1%) 30,00 ± 2,80 34,33 ± 3,75 Irradikal
Kontrol negatif (HPMC) - - Irradikal
Keterangan:
Formula 1: kombinasi HPMC 10 g dan PG 10 g Formula 3: kombinasi HPMC 10 g dan PG 20 g
Formula 2: kombinasi HPMC 18 g dan PG 10 g Formula 4: kombinasi HPMC 18 g dan PG 20 g
Formula optimum: kombinasi HPMC 14 g dan PG 20 g Diameter zona hambat termasuk diameter sumuran 6 mm.
Formula 4 (kombinasi HPMC 18 g dan PG 20 g) memiliki zona hambat terbesar
dibandingan dengan zona hambat ekstrak, gel optimum serta 3 formula lainnya. Ekstrak,
sediaan gel, dan antibiotik menghasilkan zona hambat yang irradikal sedangkan kontrol
negatif tidak menghasilkan zona hambat. Hasil dikatakan irradikal karena masih terdapat
pertumbuhan bakteri disekitar zona hambat yang dihasilkan.
E.Sifat Fisik Gel dan Antibakteri Formula Optimum dengan Desain Faktorial
Formula optimum gel ekstrak kulit buah manggis diperoleh dari persamaan desain
faktorial dengan kriteria viskositas target (50 dPa.s), pH maksimum (4,85), daya lekat
maksimum (27,25 detik), daya sebar target (30 cm2), dan aktivitas antibakteri maksimum
(11,5 mm). Dari contour plot superimposed gel ekstrak kulit buah manggis diperoleh
formula optimum kombinasi HPMC 14% dan propilen glikol 20% dengan nilai
desirability sebesar 0,848.
Gambar 7. SuperimposedContour plot gel ekstrak kulit buah manggis kombinasi HPMC dan propilen glikol. Warna kuning menunjukkan area prediksi formula optimum.
Hasil verifikasi percobaan yang diperoleh dibandingkan dengan hasil titik optimum
yang diperoleh dari desain faktorial menggunakan uji statistik one sample t-Test. Uji
statistik one sample t-Test digunakan untuk mengetahui seberapa signifikan perbedaan dari
kedua hasil tersebut.
Tabel 7. Hasil prediksi dan verifikasi formula optimum
Pemeriksaan Titik optimum Verifikasi Signifikansi Kesimpulan Viskositas (dPa.s.) 50,0000 48,3333 0,423 Berbeda tidak bermakna
pH 4,8350 4,8267 0,624 Berbeda tidak bermakna
Daya Lekat (detik) 19,1250 17,6667 0,048 Berbeda bermakna
Daya Sebar (cm2) 28,2800 23,6100 0,003 Berbeda bermakna Antibakteri (mm) 11,3350 10,5000 0,020 Berbeda bermakna
Hasil uji dikatakan adanya perbedaan yang signifikan apabila hasil p-value < 0,05
dan tidak ada perbedaan signifikan jika hasil p-value > 0,05. Data viskositas dan pH gel
menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan sehingga persamaan yang diperoleh dari
metode desain faktorial dapat dipercaya sedangkan uji daya lekat, daya sebar dan aktivitas
antibakteri menunjukkan hasil yang signifikan adanya perbedaan.
F. Uji Stabilitas Sifat Fisik Gel dan Aktivitas Antibakteri
Tujuan dilakukan uji stabilitas fisik dilakukan untuk mengetahui kestabilan fisik gel
ekstrak kulit buah manggis meliputi organoleptis, homogenitas, pH, viskositas, daya lekat
dan daya sebar dari gel yang disimpan selama 1 bulan. Analisis data untuk uji stabilitas
fisik gel optimum menggunakan independent samples T Test dengan membandingkan
stabilitas gel dari minggu kenol dengan minggu keempat.
Tabel 8. Hasil stabilitas formula optimum
Pemeriksaan Uji stabilitas Kesimpulan
Minggu 0 Minggu 4 Signifikasi
Viskositas (dPa.s.) 48,3333 60,0000 0,016 Bermakna
pH 4,8267 4,5167 0,468 Berbeda tidak bermakna
14 Hasil uji stabilitas menunjukkan adanya perbedaan signifikan dari sifat fisik
viskositas ditunjukkan dengan nilai p-value < 0,05, artinya lama penyimpanan gel ekstrak
kulit buah manggis dapat mempengaruhi kestabilan viskositas dari gel. Hasil uji pH, daya
lekat, daya sebar, dan aktivitas antibakteri menunjukkan tidak adanya perbedaan yang
signifikan ditunjukkan dengan nilai p-value > 0,05, artinya lama penyimpanan gel ekstrak
kulit buah manggis tidak mempengaruhi kestabilan pH, daya lekat, daya sebar, dan
aktivitas antibakteri dari gel.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:
1. Formula optimum yang diperoleh dari contour plot superimposed dengan proporsi
HPMC 14% dan propilen glikol 20%.
2. Kombinasi HPMC 14% dan propilen glikol 20% dapat meningkatkan viskositas, pH,
daya lekat dan aktivitas antibakteri serta dapat menurunkan daya sebar gel ekstrak kulit
buah manggis. Gel optimum ekstrak kulit buah manggis yang disimpan selama 1 bulan
memiliki stabilitas cukup baik pada data pH, daya lekat, daya sebar, dan aktivitas
antibakteri sedangkan pada viskositas gel stabilitasnya kurang baik.
B. Saran
1. Perlu dilakukan uji acceptability kepada beberapa responden untuk mengetahui
apakah gel ekstrak kulit buah manggis menimbulkan iritasi pada kulit selama
pemakaian.
2. Perlu dilakukan formulasi menggunakan zat aktif α-mangostin saja yang diperoleh
dari isolasi ekstrak kulit buah manggis untuk memperbaiki penampilan gel ekstrak
kulit buah manggis agar lebih menarik khususnya pada warna gel.
DAFTAR PUSTAKA
Ansel, H. C., 2005, Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi, Edisi 4, diterjemahkan oleh Ibrahim, F., 390-391, Jakarta, UI Press.
Barry, BW, 1983, Dermatological formulations: percutaneous absorption in drugs and the pharmaceutical sciences, J Swarbrick (eds.) Fifth Edition, 127–213, New York, Marcel Dekker.
Faizatun, Kartiningsih, & Liliyana, 2008, Formulasi Sediaan Shampo Ekstrak Bunga Chamomile dengan Hidroksi Propil Metil Selulosa sebagai Pengental, Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia, 6 (1), 18-19.
Geetha R.V., Anitha Roy., & Lakhsmi T., 2011, Evaluation Of Anti Bacterial Activity Of Fruit Rind Extract Of Garcinia Mangostana Linn. On Enteric Pathogens-an in vitro study, Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 4 (2), 115-118.
Martin, A., J. Swarbrick, dan A. Cammarata, 1993, Farmasi Fisik: Dasar-dasar Farmasi Fisik dalam Ilmu Farmasetik, Edisi Ketiga, Penerjemah:Yoshita, 1176-1182, UI Press, Jakarta.
Priya, V., Jainu, M., Mohan, S., Saraswathi, & Gopan, C., 2010, Antimicrobial Activity of Pericarp Extract of Garcinia Mangostana Linn, International Journal of Pharma Sciences and Research, 1 (8), 278-281.
Radji, M., 2011, Buku Ajar Mikrobiologi Panduan Mahasiswa Farmasi dan Kedokteran,
801, Jakarta, EGC.
Rogers, T . I., 2009, Hypromellose, in Handbook of Pharmaceutical Excipients, Rowe, R.C., Sheskey, P. J., Owen, S.C. (eds.) Fifth Edition, 326-329, London, Pharmaceutical Press.
Sastrohamidjojo, H., 1991, Spektroskopi, 25, Yogyakarta, Liberty.
Sukmawati, A. & Suprapto, Efek Berbagai Peningkat Penetrasi Terhadap Penetrasi Perkutan Gel Natrium diklofenak Secara In Vitro, Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, 11 (12), 117-125.
Syamsuni, H., 2005, Farmasetika Dasar dan Hitungan Farmasi, 104, Jakarta, Penerbit Buku Kedokteran EGC.
