LOTION MOISTURIZER MINYAK ALMOND: APLIKASI SIMPLEX LATTICE DESIGN
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Progam Studi Farmasi
Oleh:
Myisha Felicia Elisabet NIM: 148114061
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2018
i
OPTIMASI TWEEN 80 DAN SPAN 80 SEBAGAI EMULSIFYING AGENT DALAM LOTION MOISTURIZER MINYAK ALMOND: APLIKASI
SIMPLEX LATTICE DESIGN
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Progam Studi Farmasi
Oleh:
Myisha Felicia Elisabet NIM: 148114061
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2018
ii
iii
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk Tuhan-ku Yesus Kristus, kedua orang tua-ku, dan adik perempuan-ku.
So, to love you is not my promise It is my fate To burn for you Until I can burn no more -Atticus
v
vi
vii PRAKATA
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Tween 80 dan Span 80 dalam Lotion Moisturizer Minyak Almond: Aplikasi Simplex Lattice Design”
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm).
Selama penyusunan skripsi ini penulis mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak dalam rupa bimbingan, kritik, saran, dan doa. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada:
1. Keluarga yang selalu memberikan dukungan, motivasi, dan doa selama masa penyusunan skripsi.
2. Dr. Agatha Budi Susiana Lestari, Apt. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan banyak pengarahan dan saran selama proses pengerjaan skripsi.
3. Dr. Dewi Setyaningsih, Apt. dan Beti Pudyastuti, M.Sc., Apt. selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik, saran, dan masukan mulai dari masa ujian proposal hingga tahap penyusunan skripsi.
4. Pak Musrifin dan Mas Agung selaku laboran yang telah bersedia memberikan masukan dan pengarahan pada saat pengerjaan skripsi di laboratorium FTSF dan Kimia Fisika.
5. Eva Husein selaku teman seperjuangan skripsi yang telah memberikan banyak saran dan bertukar pikiran dengan penulis selama tahap pengerjaan skripsi.
6. Ivena Karin, Antonia Ita, dan Widya Tri Nuragni yang selalu bersedia menjadi tempat penulis berbagi suka dan duka selama 4 tahun masa perkuliahan.
7. Etheldreda, Riska, Sastira, Agnes Chyntia, Biata, Ika, dan Feli yang telah banyak berproses dengan penulis dan mendukung kesuksesan penulis dalam perkuliahan.
viii
8. Teman-teman anggota UKM KSR PMI Unit VI Universitas Sanata Dharma yang telah banyak memberikan pengalaman sosial serta dukungan moral selama penulis menjadi pengurus dan anggota.
9. Seluruh teman FSMB 2014 yang telah berdinamika bersama selama masa perkuliahan.
10. Seluruh dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberikan banyak ilmu selama 4 tahun masa perkuliahan
Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna dikarenakan keterbatasan penulis khususnya dalam pengetahuan dan pengalaman.
Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun diharapkan oleh penulis.
Mohon maaf jika terdapat kata-kata yang kurang berkenan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat untuk kepentingan ilmu pengetahuan khususnya di bidang farmasi.
Penulis
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ... vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
ABSTRAK ... xiv
PENDAHULUAN ... 1
METODE PENELITIAN ... 4
A. Bahan Penelitian ... 4
B. Alat Penelitian ... 4
C. Definisi Operasional... 4
D. Tata Cara Penelitian ... 5
1. Pembuatan lotion ... 5
2. Evaluasi sifat fisik dan stabilitas fisik lotion ... 7
a. Penentuan tipe emulsi ... 7
b. Pengamatan organoleptis ... 7
c. Uji homogenitas ... 7
d. Uji pH ... 7
e. Uji viskositas ... 7
f. Uji daya sebar ... 8
g. Uji mikromeritik ... 8
3. Uji TEWL ... 8
E. Analisis Hasil ... 9
x
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 11
A. Penentuan rentang viskositas dan daya sebar ... 11
B. Pembuatan lotion minyak almond ... 11
C. Uji organoleptis dan uji homogenitas ... 13
D. Pengukuran pH ... 14
E. Analisis ukuran droplet ... 14
F. Uji viskositas ... 16
G. Uji daya sebar ... 17
H. Pergeseran viskositas ... 19
I. Optimasi Lotion minyak almond ... 21
J. Pengukuran Transepidermal Water Loss ... 23
KESIMPULAN ... 24
DAFTAR PUSTAKA ... 25
LAMPIRAN ... 28
BIOGRAFI PENULIS ... 70
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. HLB Surfaktan Formula I-V... 5
Tabel 2. Perbandingan Tween 80 dan Span 80 ... 5
Tabel 3. Formula Acuan ... 6
Tabel 4. Formula Lotion Minyak Almond Modifikasi ... 6
Tabel 5. Viskositas dan Daya Sebar Lotion di Pasaran ... 11
Tabel 6. Peran Bahan dalam Formula ... 12
Tabel 7. Hasil Uji Viskositas dan Daya Sebar Orientasi ... 12
Tabel 8. Pengamatan Organoleptis ... 13
Tabel 9. Rata-Rata Diameter Droplet (µm) ... 14
Tabel 10. Rata-Rata Uji Viskositas (dPa.s)... 16
Tabel 11. Rata-Rata Uji Daya Sebar (cm) ... 18
Tabel 12. Rata-Rata Pergeseran Viskositas ... 19
Tabel 13. Rentang Respon yang Diinginkan ... 21
Tabel 14. Rata-rata TEWL (g/h/m2) ... 23
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Molekul Tween dan Span pada Antarmuka Emulsi M/A ... 3
Gambar 2 Grafik Rata-Rata Diameter Droplet ... 15
Gambar 3. Kurva Respon Viskositas ... 16
Gambar 4. Kurva Respon Daya Sebar ... 18
Gambar 5. Kurva Respon Pergeseran Viskositas ... 20
Gambar 6. Plot Respon Area Optimum ... 22
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Certificate of Analysis Minyak Almond ... 30
Lampiran 2. Ethical Clearance ... 31
Lampiran 3. Uji Viskositas dan Daya Sebar Produk Pasaran ... 32
Lampiran 4. Perhitungan HLB dan rHLB ... 33
Lampiran 5. Uji sifat fisik dan stabilitas lotion minyak almond ... 34
Lampiran 6. Perhitungan Simplex Lattice ... 36
Lampiran 7. Uji F Taraf Kepercayaan 95% ... 39
Lampiran 8. Analisis Ukuran Droplet ... 42
Lampiran 9. Dokumentasi ... 62
Lampiran 10. Informed Consent Uji TEWL ... 65
Lampiran 11. Uji T ANOVA Orientasi terhadap Respon Daya Sebar dengan Microsoft Excel ... 66
Lampiran 12. Uji T ANOVA Orientasi terhadap Respon Viskositas dengan Microsoft Excel ... 67
Lampiran 13. Uji T ANOVA terhadap TEWL dan Ukuran Partikel dengan Microsoft Excel... 68
Lampiran 14. Tampilan data TEWL pada software MPA ... 69
xiv ABSTRAK
Emulsifying agent memiliki peran penting dalam menjaga stabilitas fisik pada sistem emulsi. Tujuan penelitian ini yaitu menemukan komposisi optimum Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent dalam lotion minyak almond dengan pengolahan respon uji menggunakan metode Simplex Lattice Design (SLD) dan menguji kemampuan formula optimum lotion minyak almond untuk melembapkan kulit dengan mengukur Transepidermal Water Loss (TEWL) pada permukaan kulit. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni menggunakan metode SLD dua faktor yaitu Tween 80 dan Span 80. Optimasi dilakukan terhadap 5 formula dengan respon uji berupa viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas.
Berdasarkan penelitian, diperoleh komposisi optimum Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent dalam lotion minyak almond dengan pengolahan metode Simplex Lattice Design berada pada formula V dengan perbandingan Tween 80:Span 80 yaitu 1:0 dan nilai sebenarnya yaitu Tween 80 sebesar 8%b/b dan Span 80 sebesar 2%b/b. Formula optimum lotion moisturizer minyak almond terbukti mampu melembapkan kulit subjek secara signifikan (p <
0,05) dilihat dari menurunnya nilainya TEWL subjek dengan nilai awal antara 5,37-15,53 g/h/m2 menjadi 3,57-11,86 g/h/m2.
Kata kunci: Tween 80, Span 80, lotion minyak almond, Simplex Lattice Design, Transepidermal Water Loss
xv ABSTRACT
Emulsifying agent has an important role in maintaining physical stability of emulsion system. This study have two purposes. The first is to find optimum ratio of Tween 80 and Span 80 as emulsifying agent in almond oil lotion by using Simplex Lattice Design method. The second is to examine the ability of sweet almond oil lotion to moisturize skin by measuring Transepidermal Water Loss (TEWL) on the surface of the skin. This is a pure experimental study using Simplex Lattice Design with two factors: Tween 80 and Span 80. Optimization performed on five formulas with different ratio of Tween 80 and Span 80.
Physical properties which have been observed are viscosity, spreadability, and shift of viscosity.
In this study, the optimum ratio of Tween 80 and Span 80 as emulsifying agent in lotion obtained on formula five with the ratio of Tween 80: Span 80 is 1:0. The real value of each component is 8%w/w for Tween 80 and 2%w/w for Span 80. The optimum formula of almond oil lotion proved to has moisturizing ability by reducing TEWL significantly (p < 0,05) with the score from 5,37-15,53 g/h/m2 to 3,57-11,86 g/h/m2 after lotion applicated.
Keywords: Tween 80, Span 80, sweet almond oil lotion, Simplex Lattice Design, Transepidermal Water Loss
1
PENDAHULUAN
Suhu udara serta kelembapan tinggi khas negara tropis menyebabkan tubuh mudah berkeringat dan kotor. Namun perilaku bersih yang keliru seperti mencuci tangan dengan sabun terlalu sering dan durasi waktu mandi yang terlalu lama dapat menyebabkan kulit menjadi kering, kasar, dan pecah-pecah. Hal ini disebabkan karena sabun umumnya bersifat basa dan kebanyakan sabun mengandung Sodium Lauryl Sulfate (SLS) sehingga penggunaan yang terlalu sering dapat meningkatkan pH kulit, menyebabkan iritasi, dan menurunnya nilai NMF (Correa and Nebus, 2012; Angelova-Fischer et al., 2016).
Natural Moisturizing Factor (NMF) merupakan faktor yang secara alami bertanggungjawab terhadap hidrasi stratum corneum, pembentukan barrier homeostasis, deskuamasi, dan elastisitas kulit (Angelova-Fischer et al., 2016).
Menurunnya kadar NMF pada stratum corneum menunjukan bahwa telah terjadi penurunan komponen alami yang bertanggungjawab menjaga kelembapan kulit seperti sebum dan asam lemak alami kulit.
Minyak almond diekstrak dari biji almond (Prunus dulcis) yang memiliki sifat occlussive dan emollient sehingga mampu menjaga kelembapan sekaligus menghaluskan kulit (Sheikh, Asghar, & Ahmad, 2013). Minyak almond mengandung polyunsaturated fatty acids (PUFA) sehingga membantu regenerasi dan hidrasi kulit (Roncero et al., 2016). Kandungan PUFA dalam minyak almond yang digunakan yaitu asam palmitat 6,5%, asam stearat 1,8%, asam oleat 70,4%, dan asam linoleat 19,5%.
Lotion merupakan sediaan yang memiliki basis emulsi atau suspensi biasanya hadir dalam bentuk pembawa yang konsistensinya rendah. Lotion dapat memiliki sifat occlusive dan emollient. Emollient bekerja mengisi retakan pada kulit yang pecah-pecah sehingga dapat menghaluskan kulit. Occlussive bekerja membentuk barrier untuk mencegah kulit kehilangan air berlebih (Sirikudta et al., 2013). Lotion dipilih oleh peneliti dikarenakan sediaan yang diinginkan ditujukan untuk penggunaan seluruh permukaan tubuh, kecuali daerah wajah dikarenakan menurut Walters dan Roberts (2008) daerah wajah memiliki lapisan stratum
2
corneum yang lebih tipis dibandingkan area tubuh ektermitas seperti lengan dan tungkai sehingga lebih sensitif. Oleh karena itu diperlukan sediaan dengan daya sebar yang baik dan tekstur yang ringan. Lotion dibuat dengan tipe minyak dalam air (M/A) sehingga nyaman digunakan karena tidak menimbulkan kesan berminyak dan mudah dicuci.
Pemilihan emulsifying agent yang digunakan didasari oleh Hukum Bancroft yang menyatakan bahwa emulsifying agent yang digunakan dalam suatu sediaan harus terlarut dalam fase kontinyu pada sediaan tersebut (Myers, 2006).
Dengan demikian dipilih Tween 80 sebagai surfaktan karena bersifat hidrofil dan larut pada fase kontinyu lotion M/A. Surfaktan dapat ditentukan karakternya dengan menggunakan nilai HLB. Sistem emulsi tipe M/A memiliki rentang HLB 8-16. Namun jika HLB surfaktan lebih dari 13 maka akan cenderung membentuk deterjen (Kim, 2005). Oleh karena itu rentang HLB yang diinginkan yaitu 8-13.
Tween 80 memiliki HLB 15 sehingga untuk mendapatkan formula optimum dengan HLB yang sesuai untuk emulsi tipe MA digunakan kombinasi Span 80 dengan HLB 4,3. Tween 80 dan Span 80 merupakan emulsifying agent dengan sifat nonionik sehingga memberikan banyak keuntungan seperti meningkatkan stabilitas dan lebih fleksibel dalam pemilihan bahan dalam formulasi dibandingkan dengan menggunakan surfaktan ionik (Croda, 2008).
Surfaktan tersusun atas kepala berupa cincin sorbitan yang hidrofilik dan ekor berupa rantai hidrokarbon yang hidrofobik. Menurut Boyd et al. (1972) yang yang menggambarkan mengenai interaksi molekul Tween 40 dan Span 80 pada antarmuka emulsi tipe M/A, rantai hidrokarbon Span 80 berada pada globul minyak sementara kepalanya berada pada antarmuka fase air. Ketika Tween ditambahkan maka ekor Tween akan berada pada fase minyak sementara cincin sorbitan dan rantai polyoxyethylene berada pada fase air (Gambar 1). Diketahui juga bahwa rantai hidrokarbon Tween berada di antara rantai hidrofobik milik Span. Span sebagai surfaktan dengan HLB 4,3 memiliki peran penting dalam mempertahankan interaksi pada antarmuka pada globul minyak untuk mencegah coalescence. Namun kepala sorbitan yang besar pada Span membatasi interaksi antar ekor hidrofobik Span pada fase minyak. Kombinasi dengan Tween membuat jarak antar rantai
3
hidrofobik surfaktan menjadi lebih dekat sehingga memicu terjadinya gaya van der Waals yang efektif. Hal ini menyebabkan lapisan antarmuka menjadi lebih kuat dan stabilitas emulsi M/A meningkat sehingga mencegah terjadinya coalescence.
Gambar 1. Molekul Tween dan Span pada Antarmuka Emulsi M/A Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengoptimasi campuran bahan dalam suatu formula diantaranya metode Simplex Lattice Design, Simplex Centroid Design, Simplex Axial Design, dan Extreme Vertex Design.
Metode Simplex Lattice Design dipilih karena dapat digunakan untuk optimasi formula yang belum pernah dilakukan optimasi. Selain itu, metode ini sesuai dengan prosedur pembuatan dimana variabel tergantung tiap formula konstan.
Metode Simplex Lattice Design dapat digunakan untuk memprediksi hubungan antara faktor kausal dengan respon dan secara statistik dapat menentukan formula optimum (Cornell, 2002; Voinovich et al., 2009; Duangjit et al., 2014).
Hipotesis dari penelitian ini terbagi menjadi dua. Hipotesis pertama yaitu berhasil diperoleh komposisi optimum Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent dalam lotion moisturizer minyak almond dengan pengolahan respon uji menggunakan metode Simplex Lattice Design. Kedua, lotion moisturizer minyak almond yang dihasilkan mampu memberikan efek melembapkan kulit diukur dari nilai Transepidermal Water Loss (TEWL).
4
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan menggunakan metode Simplex Lattice Design dua faktor.
A. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu aquadest, minyak almond (CV. Etheris Nusantara), Tween 80 (kualitas farmasetis), Span 80 (kualitas farmasetis), parafin cair (kualitas farmasetis), cera alba (kualitas farmasetis), nipagin (kualitas farmasetis), propilen glikol (kualitas farmasetis) dan asam stearat (kualitas farmasetis).
B. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu alat-alat gelas seperti beaker glass (Iwaki TE-32 Pyrex®) ; gelas ukur (Iwaki TE-32 Pyrex®); pipet tetes;
dan batang pengaduk, cawan porselen, waterbath, viscotester Rion® VT 04 (RION- Japan), mixer (Phillips) termodifikasi, neraca analitik (OHAUS), stopwatch, penggaris, pH stick universal (MERCK), mikroskop (OLYMPUS), Tewameter®
TM 300, alat uji daya sebar, dan wadah lotion.
C. Definisi Operasional
1. Komposisi optimum merupakan komposisi di mana perbandingan Tween 80 dan Span 80 menghasilkan sifat fisik dan stabilitas fisik paling baik dilihat dari parameter viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas.
2. Viskositas merupakan tingkat ketahanan suatu fluida untuk mengalir yang menggambarkan interaksi antara molekul sejenis dan tidak sejenis. Viskositas yang diinginkan berada pada rentang 30-50 dPa.s.
3. Daya sebar merupakan rata-rata diameter (cm) penyebaran tiap 1 gram lotion minyak almond yang diberi beban 125 gram dengan waktu pendiaman 1 menit.
Daya sebar yang diinginkan yaitu 6,25-7,5 cm.
4. Pergeseran viskositas merupakan selisih viskositas lotion pada penyimpanan 24-48 jam setelah pembuatan dan setelah 30 hari penyimpanan yang dinyatakan dalam bentuk persen. Kriteria pergeseran viskositas optimum yaitu
≤ 10% (Yuliani, 2010).
5
5. pH merupakan suatu angka yang menggambarkan konsentrasi ion hidrogen pada kulit. pH balance kulit berada pada rentang 4-6.
6. Pengukuran nilai respon sesaat merupakan hasil pengukuran respon 24-48 jam setelah pembuatan lotion
D. Tata Cara Penelitian 1. Pembuatan lotion
Pada penelitian ini lotion yang dibuat menggunakan kombinasi 2 emulgator nonionik yaitu Tween 80 dan Span 80 dengan melihat pengaruhnya terhadap respon berupa uji daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas. Nilai HLB campuran dari kombinasi Tween 80 dan Span 80 yang digunakan dalam formula tertera pada Tabel 1.
Tabel 1. HLB Surfaktan Formula I-V
Formula I II III IV V
HLB 8,58 9,65 10,72 11,29 12,86
Perbandingan antara Tween 80 dan Span 80 sebagai emulgator ditentukan dengan metode Simplex Lattice Design sehingga diperoleh perbandingan seperti yang ditampilkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan Tween 80 dan Span 80
Formula
Emulgator I II III IV V
Tween 80 0 0,25 0,5 0,75 1
Span 80 1 0,75 0,5 0,25 0
Kemudian pada setiap formula, nilai HLB kombinasi Tween 80 dan Span 80 dibuat demikian sehingga lotion minyak almond yang dihasilkan memiliki sifat minyak dalam air. Sementara itu, minyak almond yang digunakan sebanyak 4 %b/b mengacu pada penelitian Tricaesario dan Widayati (2016) yang menguji efektivitas krim minyak almond 4% dalam melembapkan kulit.
Formula yang digunakan pada penelitian ini mengacu pada formula dalam penelitian milik Syamsuddin, Zulkarnain, dan Hasyim, (2016) yang tertera pada Tabel. 3.
6
Tabel 3. Formula Acuan
Bahan Formula B (%b/b)
Ekstrak etanol sarang semut 0,1
Tween 80 dan Span 80 5
Propilen glikol 10
Propil paraben 0,18
Metil paraben 0,02
Minyak zaitun 5
Setil alkohol 2
Aquadest Add 100
Kemudian formula pada Tabel 3 dimodifikasi menjadi formula seperti yang tertera pada Tabel. 4.
Tabel 4. Formula Lotion Minyak Almond Modifikasi
Pembuatan lotion diawali dengan penimbangan. Pada proses penimbangan tiap bahan dilebihkan bobotnya sebesar 10% untuk meminimalisir berkurangnya bahan berlebih akibat tertinggal selama proses formulasi maupun pengujian.
Kemudian dibuat fase air dan fase minyak secara terpisah. Pembuatan fase minyak diawali dengan cera alba dan asam stearat dilelehkan di atas waterbath pada suhu 80°C. Setelah fase minyak meleleh dan campur, ditambahkan Span 80. Sementara
Bahan F1
(%b/b)
F2 (%b/b)
F3 (%b/b)
F4 (%b/b)
F5 (%b/b)
Minyak almond 4 4 4 4 4
Metil paraben 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15
Tween 80 4 5 6 7 8
Span 80 6 5 4 3 2
Cera alba 4 4 4 4 4
Propilen glikol 10 10 10 10 10
Asam stearat 5 5 5 5 5
Aquadest add 100 add 100 add 100 add 100 add 100
7
itu, untuk membuat fase air, metil paraben dilarutkan dalam propilen glikol kemudian dipanaskan hingga suhu 80°C lalu ditambahkan Tween 80. Fase minyak kemudian dicampurkan dengan fase air di atas waterbath kemudian diaduk perlahan hingga campur. Kemudian dilakukan mixing dengan menggunakan mixer dengan kecepatan putar 200 rpm dan waktu pencampuran 10 menit sambil ditambahkan aquadest yang telah dipanaskan dan juga minyak almond.
2. Evaluasi sifat fisik dan stabilitas fisik lotion a. Penentuan tipe emulsi
Penentuan tipe emulsi dilakukan dengan metode pengenceran. Sebanyak 1 gram lotion ditimbang kemudian dilarutkan dalam 10 mL aquadest. Jika sediaan dapat campur maka emulsi yang dibuat adalah tipe M/A.
b. Pengamatan organoleptis
Pengamatan yang dilakukan meliputi pengamatan perubahan warna dan perubahan bau sediaan. Pengamatan dilakukan pada 24-48 jam setelah formulasi dan pada minggu ke-4 penyimpanan.
c. Uji homogenitas
Masing-masing lotion yang akan diuji dioleskan pada 3 buah kaca objek untuk diamati homogenitasnya. Apabila pada ketiga kaca objek tersebut tidak terdapat gumpalan ataupun butiran-butiran kasar maka lotion yang diuji homogen.
Pengujian dilakukan pada 24-48 jam setelah formulasi dan pada minggu ke 4 penyimpanan.
d. Uji pH
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH stick universal yaitu dengan mengoleskan lotion pada pH stick. Pengukuran dilakukan 24-48 jam setelah pembuatan dan pada minggu ke-4 setelah sediaan selesai dibuat. Tiap pengukuran dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
e. Uji viskositas
Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viscotester VT 04.
Sebanyak 100 gram lotion dimasukan ke dalam wadah viscotester. Nilai viskositas ditunjukan oleh jarum yang ada pada alat. Hasil yang didapat dicatat. Pengujian
8
dilakukan 24-48 jam setelah formulasi dan pada minggu ke-1, 2, 3, dan 4 setelah pembuatan. Kemudian dihitung pula pergeseran viskositas dengan rumus:
Pergeseran viskositas =Viskositas 1 bulan − Viskositas awal
Viskositas awal 𝑥 100%
f. Uji daya sebar
Sebanyak 1 gram lotion diletakan di atas lempeng kaca, kemudian diletakkan lempeng kaca lainnya di atas lotion. Beban seberat 125 gram ditambahkan dan dilakukan pendiaman selama 1 menit. Diameter (cm) penyebaran lotion kemudian diukur. Pengujian dilakukan 24-48 jam setelah formulasi dan pada minggu ke-1, 2, 3, dan 4 penyimpanan.
g. Uji mikromeritik
Lotion minyak almond diencerkan dengan sedikit aquadest kemudian diletakan di atas kaca objek kemudian ditutup dengan kaca penutup. Kemudian dilakukan pengukuran sebanyak 500 partikel. Pengujian pada lotion dilakukan 24- 48 jam setelah pembuatan dan setelah penyimpanan selama 4 minggu lalu dihitung pergeseran ukuran partikel.
3. Uji TEWL
Subjek uji dipilih tiga orang perempuan dan tiga orang laki-laki dengan kriteria inklusi; berusia 18-25 tahun, telah menyetujui untuk berpartisipasi dalam penelitian dengan menandatangani informed consent, dan kriteria eksklusi;
penderita penyakit kulit (dermatitis, ezcema, dan lain-lain), memiliki alergi terhadap bahan pembuat krim, dan memiliki hubungan kekerabatan dengan peneliti.
Uji TEWL dilakukan dengan menggunakan Tewameter® TM 300 setelah didapatkan formula optimum melalui analisis hasil. Metode yang digunakan yaitu metode open-chamber dimana pengukuran dilakukan pada kondisi sensor pada probe kontak langsung dengan lingkungan sehingga sangat dipengaruhi kondisi dan sirkulasi udara sekitar (du Plessis et al., 2013). Pengukuran dilakukan pada suhu ruang terkontrol yaitu 20-22°C dengan RH 40-60% untuk meminimalisir pengaruh faktor eksternal terhadap pengukuran (du Plessis et al., 2013). Tewameter yang digunakan terhubung dengan komputer yang telah di-instal software Multi Probe Adapter (MPA). Alat ini bekerja dengan mengukur temperatur, relative humidity
9
(RH), dan tekanan penguapan pada kedua sisi probe. Perbedaan penguapan antara kedua sisi probe menggambarkan evaporative water loss pada area kulit tersebut (Rogiers, 2001). Probe terlebih dahulu dipanaskan dengan probe heater pada suhu 30°C yang merupakan suhu kulit pada lingkungan yang demikian (suhu 20-22°C, RH 40-60%). Data TEWL diperoleh melalui pengukuran selama 60-70 detik dengan menggunakan data pada detik ke-21 hingga detik ke-50 (durasi 30 detik).
Hal ini dikarenakan pengukuran akan lebih stabil setelah 20 detik jika probe terlebih dahulu dipanaskan.
Langkah pengambilan data TEWL didasari oleh penelitian Patzelt et al.
(2011). Subjek diminta untuk tidak mengaplikasikan produk perawatan kulit apapun selama 24 jam sebelum pengujian pada area lengan dan waktu pengujian sudah berselang 4 jam setelah subjek mandi untuk menghindari bias pada hasil pengukuran. Sebelum pengujian, tangan subjek dicuci lalu dikeringkan dengan handuk. Setelah selang 30 menit, tangan subjek ditandai dengan luas 2x2 cm menggunakan spidol permanen kemudian dioleskan 2 mg/cm3 lotion minyak almond pada area lengan bagian dalam tangan kanan keenam subjek. Setelah selang waktu 30 menit, dilakukan pengukuran TEWL.
F. Analisis Hasil
1. Penetuan Profil Campuran dengan Metode Simplex Lattice
Hasil uji uji daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas pada formula I, formula III, dan formula V digunakan untuk membentuk persamaan Simplex Lattice Design sementara formula II dan IV digunakan untuk verifikasi persamaan tersebut. Jika hasil respon dari persamaan semakin mendekati hasil respon uji yang sebenarnya maka persamaan tersebut semakin menggambarkan kondisi respon uji sebenarnya dalam penelitian sehingga memprediksi respon dengan penggunaan Tween 80 dan Span 80 dalam lotion dengan berbagai komposisi. Bentuk persamaan yang Simplex Lattice yang digunakan yaitu:
Y= A(X1) + B(X2) + AB(X1)(X2)
Pada persamaan, Y merupakan respon dari pengujian yang dilakukan, meliputi uji daya sebar, uji viskositas, dan pergeseran viskositas; X1 merupakan notasi komponen A (Tween 80) dalam formula; dan X2 merupakan notasi
10
komponen B (Span 80) dalam formula. Koefisien A merupakan 100% Tween 80, koefisien B merupakan 100% Span 80, dan koefisien AB merupakan perbandingan 50% Tween 80 dan 50% Span 80.
2. Uji Statistika
Tiap persamaan Simplex Lattice yang diperoleh dihitung regresinya menggunakan metode uji statistik Fhitung dengan taraf kepercayaan 95%. Apabila Fhitung lebih besar dari Ftabel maka persamaan yang diperoleh regresi sehingga persamaan Simplex Lattice dapat menunjukan hubungan antara Tween 80 dan Span 80 dengan respon.
Analisis data stabilitas fisik lotion minyak almond dilakukan dengan uji Saphiro Wilk dengan taraf kepercayaan 95% untuk mengetahui normalitas distribusi data, nilai p > 0,05 menunjukan data terdistribusi normal. Selanjutnya, dilakukan Levene Test untuk melihat variansi data lalu dilanjutkan dengan uji ANOVA dengan taraf kepercayaan 95%. Pada uji aktivitas moisturizer minyak almond, dibandingkan nilai TEWL sebelum dan sesudah lotion diaplikasikan dengan uji T. Jika nilai p-value > 0,05 maka tidak terdapat perbedaan bermakna antara nilai TEWL sebelum dan sesudah lotion diaplikasikan.
11
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penentuan Rentang Viskositas dan Daya Sebar
Rentang viskositas dan daya sebar yang diinginkan diperoleh dengan melakukan pengukuran terhadap 3 produk lotion yang beredar di pasaran sehingga lotion minyak almond yang dihasilkan diharapkan dapat diterima oleh masyarakat ditinjau dari daya sebar dan viskositas. Masing-masing pengujian dilakukan sebanyak 3 kali kemudian dihitung rata-ratanya. Melalui pengukuran 3 produk lotion di pasaran diperoleh rentang viskositas dan daya sebar seperti yang tertera pada Tabel 5. Dengan demikian, diperoleh rentang daya sebar yang diinginkan yaitu 6,25-7,5 cm dan rentang viskositas yang diinginkan yaitu 30-50 dPa.s.
Tabel 5. Viskositas dan Daya Sebar Lotion di Pasaran
Merk A Merk B Merk C
Daya Sebar (cm) 6,54 ± 0,20 6,25 ± 0,089 7,5 ± 0,10
Viskositas (dPa.s) 38,33 ± 2,35 50 ± 0 30 ± 0
B. Pembuatan Lotion Minyak Almond
Pembuatan lotion minyak almond diawali dengan melakukan modifikasi terhadap formula serta orientasi waktu pencampuran dan kecepatan putar mixer.
Optimasi kecepatan putar mixer penting dilakukan karena mempengaruhi besar kecilnya ukuran droplet yang dihasilkan (Block, 1996). Waktu pencampuran perlu dioptimasi karena semakin lama waktu pencampuran maka rata-rata ukuran partikel semakin kecil namun terjadi peningkatan standar deviasi partikel seiring dengan semakin lamanya waktu pencampuran (Block, 1996). Modifikasi formula dilakukan dengan mempertimbangkan peran dari tiap bahan dalam formula (Tabel 6). Formula modifikasi memiliki nilai required HLB (rHLB) dari fase minyak sebesar 12,25. Required HLB fase minyak menggambarkan HLB campuran surfaktan yang dibutuhkan untuk menyebarkan droplet fase minyak (Sinko, 2011).
Emulsi yang stabil cenderung memiliki nilai HLB surfaktan yang mendekati nilai rHLB dari fase minyak emulsi tersebut (Orafidiya and Oladimeji, 2002).
12
Tabel 6. Peran Bahan dalam Formula
Bahan Asam stearat
Cera alba
Propilen glikol
Metil paraben
Tween 80 Span 80 Fungsi Thickener,
Basis
Basis Stabilizing agent
Pengawet Emulsifying agent
Emulsifying agent
Orientasi kecepatan putar mixer dan waktu pencampuran dilakukan terhadap formula I dan formula V dengan mengamati respon daya sebar dan viskositas sesaat setelah pembuatan. Penentuan kecepatan putar mixer dilakukan dengan menggunakan mixer (Phillips) yang telah dimodifikasi. Kecepatan putar mixer yang digunakan yaitu 200 rpm dan 300 rpm masing-masing selama 5 dan 10 menit. Hasil orientasi (Tabel 7) menunjukan pada kecepatan putar 300 rpm dihasilkan lotion yang lebih kental dibandingkan pada kecepatan putar 200 rpm dan dengan pendiaman beberapa saat hingga suhu lotion mencapai suhu ruangan berhasil didapat lotion dengan konsistensi yang lebih kental. Menurut Peters (1997), seiring bertambahnya kecepatan putar mixer maka semakin kecil ukuran droplet. Ukuran droplet yang kecil mampu meningkatkan viskositas sehingga lotion yang dihasilkan lebih stabil dalam penyimpanan. Selain itu, semakin kecil ukuran droplet maka semakin kecil daya sebar. Hal ini dikarenakan ukuran droplet yang kecil menyebabkan peningkatan populasi droplet emulsi sehingga tejadi lebih banyak interaksi antar-molekul yang menyebabkan penurunan daya sebar (Honary and Majidian, 2007).
Tabel 7. Hasil Uji Viskositas dan Daya Sebar Orientasi
F I F V
200 rpm*) 300 rpm 200rpm*) 300 rpm
5*) menit
10 menit
5 menit
10 menit
5*) menit
10 menit
5 menit
10 menit Daya sebar
(cm)
7,39
±0,33
7,13
±0,15
6,65
±0,09
6,53
±0,01
6,75
±0,57
6,41
±0,19
6,43
±0,10
6,27
±0,04 Viskositas
(dpa.s)
33,33
±2,34
36,67
±2,36
35
±0
36,67
±2,36
43,33
±2,36
48,33
±2,36
46,67
±2,36
50
±0
*) Kecepatan putar dan waktu pencampuran yang dipilih
13
Dilakukan juga uji T untuk melihat signifikansi hasil pengukuran respon pada kecepatan putar dan waktu pencampuran yang ditentukan. Pada kecepatan putar 200 rpm dan 300 rpm, antara waktu pencampuran 5 menit dan 10 menit tidak terdapat perbedaan signifikan baik pada respon daya sebar maupun viskositas (p <
0,05). Maka, dipilih kecepatan putar 200 rpm dengan waktu pencampuran 5 menit dikarenakan pada kondisi tersebut sudah terbentuk sediaan lotion yang diinginkan.
Setelah didapat formula yang mampu menghasilkan lotion dengan karakter dan konsistensi yang diinginkan, maka dibuat lotion sebanyak 3 kali replikasi untuk setiap formula. Kemudian setiap formula dilakukan uji organoleptis, uji pH, uji homogenitas, uji daya sebar, dan uji viskositas. Diantara uji yang dilakukan, uji daya sebar, uji viskositas, dan pergeseran viskositas digunakan sebagai respon untuk menentukan komposisi optimum antara Tween 80 dan Span 80.
C. Uji Organoleptis dan Uji Homogenitas
Pada uji organoleptis, perubahan warna, bau, dan bentuk dari lotion minyak almond diamati secara langsung. Secara fisik, 24-48 jam setelah pembuatan lotion minyak almond berwarna putih hingga putih mutiara, dengan bau yang khas, dan bertekstur lembut. Pengamatan organoleptis dilakukan 24-48 jam dan minggu ke-4 setelah pembuatan dengan hasil pengamatan seperti yang tertera pada Tabel 8.
Tabel 8. Pengamatan Organoleptis
I II III IV V
Warna Putih Putih Putih Putih Putih
Bau Khas Khas Khas Khas Khas
Homogenitas Homogen Homogen Homogen Homogen Homogen Pada uji organoleptis baik warna, bau maupun tekstur lotion minyak almond tidak mengalami perubahan. Kelima formula serupa dengan keadaan awal masing- masing formula sesaat setelah pembuatan. Tidak ditemukan adanya perbedaan secara organoleptis antara sesaat setelah pembuatan dengan setelah penyimpanan minggu ke-4.
Pada tahap uji organoleptis dilakukan juga uji homogenitas. Lotion minyak almond dikatakan homogen jika pada lotion tidak terdapat gumpalan atau butiran kasar. Pada formula dengan kondisi penyimpanan suhu ruang tidak ditemukan
14
adanya gumpalan maupun partikel kasar pada kelima formula pada sesaat setelah formulasi dan minggu ke-4 penyimpanan. Kelima formula mampu mempertahankan stabilitasnya dikarenakan nilai HLB emulgator dari tiap formula diatur untuk berada pada rentang HLB emulsi tipe M/A.
D. Pengukuran pH
Pengukuran pH dilakukan untuk mengetahui kesesuaian pH lotion dengan pH kulit yaitu 4-6 (Ali and Yosipovich, 2013). Perubahan pH pada stratum corneum dapat menyebabkan masalah kulit serius seperti psoriasis dan dermatitis atopik (Schmid-Wendtner, Korting, 2006). Oleh karena itu, perlu dipastikan formulasi lotion minyak almond berada pada rentang pH kulit normal. Hasil pengukuran menunjukan kelima formula memiliki pH 5 baik 24-48 jam setelah pembuatan maupun pada minggu ke-4 setelah pembuatan.
E. Analisis Ukuran Droplet
Analisis ukuran droplet dilakukan dengan uji mikromeritik. Uji ini dilakukan untuk mengamati kejadian coalescence pada lotion sebagai salah satu faktor yang mengindikasikan terjadinya penurunan stabilitas sediaan. Analisis ukuran droplet dilakukan dengan mengamati sejumlah 500 partikel secara mikroskopik dengan menggunakan mikroskop OLYMPUS® Japan. Pengamatan dilakukan 24-48 jam setelah pembuatan dan setelah penyimpanan selama 4 minggu (28 hari). Rata-rata diameter droplet lotion yang tercantum pada Tabel 9.
Tabel 9. Rata-Rata Diameter Droplet (µm)
I II III IV V
24-48 jam 24,12 22,57 18,52 17,29 11,04
28 hari 25,18 23,48 21,97 19,30 11,91
Profil ukuran droplet dari setiap formula dapat dilihat pada Gambar 2.
Melalui Gambar 2 diketahui bahwa seiring dengan meningkatnya komposisi Tween 80 dalam formula terjadi penurunan diameter rata-rata ukuran droplet. Pada uji ini hasil pengamatan ukuran droplet 24-48 jam setelah pembuatan dan minggu ke-4 setelah pembuatan dihitung signifikansi-nya dengan uji T ANOVA dan dihasilkan p-value sebesar 0,014. Dengan demikian, perubahan ukuran droplet antara waktu
15
penyimpanan 24-48 jam dengan minggu ke-4 setelah formulasi dapat dikatakan signifikan (p < 0,05). Hal ini menunjukan bahwa tiap formula mengalami coalescence. Coalescence merupakan peristiwa menyatunya droplet emulsi disebabkan rusaknya lapisan film tipis pembatas antara droplet satu dengan yang lain (Kulshresta et al., 2010). Bergabungnya droplet emulsi ketika coalescence terjadi menyebabkan peningkatan ukuran droplet emulsi disertai dengan menurunnya viskositas (Tadros, 2013).
Gambar 2. Grafik Rata-Rata Diameter Droplet
Namun demikian, formula V dengan proporsi Tween 80:Span 80 1:0 menghasilkan selisih perubahan ukuran droplet yang terkecil. Tween 80 memiliki HLB 15 sehingga bersifat hidrofil. Surfaktan cenderung berinteraksi dengan molekul sejenisnya dikarenakan hanya sedikit energi yang dibutuhkan untuk berinteraksi dengan molekul sejenis (Myers, 2006). Dalam hal ini Tween 80 bersifat hidrofil sehingga memberikan pengaruh lebih besar. Kombinasi surfaktan yang digunakan bekerja dengan membentuk tolak-menolak sterik (steric repulsion), sehubungan dengan bentuk molekul surfaktan yaitu kepala hidrofobik dan ekor hidrofilik, pada antarmuka droplet minyak sebagai fase internal dan air sebagai fase eksternal sehingga mampu mencegah terjadinya coalescence yang mengakibatkan peningkatan ukuran droplet (Cheng et al., 2002; Banker, Siepmann, 2002).
0 5 10 15 20 25 30
0 0,25 0,5 0,75 1
1 0,75 0,5 0,25 0
Rata-rata diameter (µm)
Tween 80 Span 80 Komposisi Surfaktan
Penyimpanan 24-48 jam
Penyimpanan 28 hari
16 F. Uji Viskositas
Uji viskositas dilakukan untuk mengetahui konsistensi lotion minyak almond yang akan mempengaruhi daya sebar lotion saat diaplikasikan pada kulit.
Uji viskositas dilakukan dengan menggunakan Viscotester Rion® VT-04 sesaat setelah pembuatan dilanjutkan minggu ke-1, 2, 3, dan 4 setelah penyimpanan. Hasil pengukuran viskositas sesaat setelah pembuatan tertera pada Tabel 10.
Tabel 10. Rata-Rata Uji Viskositas (dPa.s)
I II III IV V
24-48 jam 34,33±0,94 36,67±0,94 38,33±2,36 39,33±0,94 42,67±2,05 28 hari 29,33±0,94 31,67±2,36 34,33±3,29 36,67±2,36 39,33±0,94
Data hasil uji viskositas yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk kurva seperti yang tertera pada Gambar 3.
34,33
38,33
42,67
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0 0,25 0,5 0,75 1
Viskositas (d.Pa.s)
1 0,75 0,5 0,25 0
Tween 80 Span 80 Rasio Komposisi Surfaktan
Gambar 3. Kurva Respon Viskositas
Gambar 3 menunjukan bahwa semakin tinggi level Tween 80 dalam formula maka semakin meningkat viskositas yang dihasilkan. Hal ini dapat dihubungkan juga dengan hasil pengamatan diameter droplet yang semakin kecil seiring dengan meningkatnya level Tween 80. Dalam penelitian Anisa dan Nour (2010) dikatakan bahwa semakin kecil ukuran droplet maka viskositas semakin tinggi. Hal ini dikarenakan ukuran droplet yang kecil menyebabkan jumlah droplet dalam sistem emulsi meningkat sehingga meningkatkan tahanan alir emulsi (Hill and Carrington
17
2006). Selain itu ukuran partikel yang kecil mencegah terjadinya coalescence yang menyebabkan menurunnya viskositas (Malvern, 2015).
Data viskositas yang diperoleh kemudian diolah dengan metode Simplex Lattice Design sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut:
Y = 42,67 (X1) + 34,33 (X2) + 2,02 (X1) (X2) Keterangan: X1 = Komposisi Tween 80
X2 = Komposisi Span 80 Y = Respon Viskositas
Persamaan Simplex Lattice yang dihasilkan memberikan koefisien dengan nilai positif pada Tween 80 sebesar 42,67 sedangkan Span 80 sebesar 34,33.
Dengan demikian, kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 dapat meningkatkan respon viskositas lotion. Pada persamaan, nilai Tween 80 lebih besar dibandingkan Span 80. Hal ini dikarenakan pengaruh fase air sebagai fase kontinyu membuat Tween 80 memiliki pengaruh lebih besar pada formula lotion.
Pada penelitian dilakukan juga pengujian terhadap persamaan Simplex Lattice yaitu dengan uji F ANOVA dan menggunakan formula II dan IV hasil respon uji. Melalui uji F ANOVA dengan taraf kepercayaan 95% diperoleh nilai Fhitung 3,85.
Fhitung lebih besar dari Ftabel (Ftabel=3,59) sehingga persamaan yang diperoleh dikatakan regresi. Selanjutnya, formula II dan IV hasil respon uji yang diperoleh digunakan untuk menguji persamaan Simplex Lattice. Melalui persamaan diperoleh nilai viskositas formula II sebesar 36,80 dPa.s dan formula IV sebesar 40,96 dPa.s.
Selisih yang tidak signifikan antara hasil yang diperoleh dari persamaan dengan hasil pengujian (p>0,05) menunjukan bahwa persamaan mampu menggambarkan respon sebenarnya sehingga dapat digunakan untuk memprediksi respon viskositas selanjutnya.
G. Uji Daya Sebar
Uji daya sebar ditujukan untuk melihat kemampuan sebar lotion saat diaplikasikan pada kulit. Daya sebar diukur sesaat setelah pembuatan dan dilanjutkan pada minggu ke-1, 2, 3, dan 4 setelah pembuatan. Pada uji daya sebar sesaat setelah pembuatan diperoleh data seperti tertera pada Tabel 11.
18
Tabel 11. Rata-Rata Uji Daya Sebar (cm)
I II III IV V
24-48 jam 7,56±0,043 7,45±0,041 7,31±0,012 7,22±0,041 6,50±0,023 28 hari 8,43±0,082 7,82±0,096 7,82±0,096 7,65±0,053 7,34±0,031
Data uji daya sebar yang diperoleh kemudian ditampilkan dalam bentuk kurva pada Gambar 4. Gambar 4 menunjukan bahwa semakin tinggi level Tween 80 dalam formula maka daya sebar yang dihasilkan semakin rendah. Hal ini sejalan dengan pengamatan viskositas yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya level Tween 80 dan diameter droplet formula yang semakin kecil seiring dengan meningkatnya level Tween 80. Semakin kecil ukuran partikel maka semakin kecil daya sebar. Hal ini dikarenakan ukuran partikel yang kecil sehingga tejadi lebih banyak interaksi antar-molekul sejenis yang menyebabkan penurunan daya sebar (Honary and Majidian, 2007).
7,56 7,31
6,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 0,25 0,5 0,75 1
Daya Sebar (cm)
Rasio Komposisi Surfaktan
1 0,75 0,5 0,25 0
Tween 80 Span 80
Gambar 4. Kurva Respon Daya Sebar
Data daya sebar yang diperoleh kemudian diolah dengan metode Simplex Lattice Design sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut:
Y = 6,50 (X1) + 7,56 (X2) + 1,12(X1) (X2) Keterangan: X1 = Komposisi Tween 80
X2 = Komposisi Span 80 Y = Respon Viskositas
19
Pada persamaan Simplex Lattice diperoleh koefisien dengan nilai positif yang dapat diartikan bahwa kombinsi surfaktan Tween 80 dan Span 80 dapat meningkatkan respon daya sebar. Nilai Tween 80 sebesar 6,50 sedangkan pada Span 80 sebesar 7,50. Pada persamaan nilai Span 80 lebih besar dibandingkan Tween 80 yang berarti Span 80 memiliki pengaruh lebih besar dalam meningkatkan respon daya sebar lotion. Hal ini dikarenakan Tween 80 sebagai surfaktan hidrofil bekerja pada fase air sebagai fase kontinyu pada lotion sehingga mampu meningkatkan respon daya sebar.
Selain itu, dilakukan juga pengujian terhadap persamaan Simplex Lattice yaitu dengan uji F ANOVA dan menggunakan formula II dan IV hasil pengukuran daya sebar. Melalui uji F ANOVA dengan taraf kepercayaan 95% diperoleh nilai Fhitung 758,24. Fhitung lebih besar dari Ftabel (Ftabel=3,59) sehingga persamaan yang diperoleh dikatakan regresi. Selanjutnya, formula II dan IV hasil respon uji yang diperoleh digunakan untuk menguji persamaan Simplex Lattice. Melalui persamaan, diperoleh nilai daya sebar formula II sebesar 7,50 cm dan formula IV sebesar 6,97 cm. Selisih yang tidak signifikan antara hasil yang diperoleh dari persamaan dengan hasil pengujian (p>0,05) menunjukan bahwa persamaan mampu menggambarkan kondisi nyata dalam penelitian sehingga dapat digunakan untuk memprediksi respon daya sebar selanjutnya.
H. Pergeseran Viskositas
Pergeseran viskositas merupakan uji stabilitas fisik yang dilakukan untuk mengetahui perubahan viskositas lotion selama waktu penyimpanan. Kriteria pergeseran viskositas sediaan lotion yang diinginkan yaitu ≤ 10%. Hasil pergeseran viskositas lotion minyak almond setelah penyimpanan selama 4 minggu kemudian dirangkum dalam Tabel 12.
Tabel 12. Rata-Rata Pergeseran Viskositas
I II III IV V
Pergeseran viskositas
(%)
14,46± 3,58 13,7±0,73 12,38±2,64 8,46±5,13 8,16±3,17
20
Data uji pergeseran viskositas yang diperoleh kemudian ditampilkan dalam bentuk kurva pada Gambar 5. Melalui Gambar 5 diketahui seiring dengan meningkatknya level Tween 80 dalam formula maka pergeseran viskositas semakin kecil. Menurut Myers (2006) surfaktan cenderung berinteraksi degan molekul sejenisnya, sehingga Tween 80 yang bersifat hidrofil mampu mempertahankan viskositas dengan baik pada lotion minyak almond dengan tipe M/A.
14,46
12,38
8,16
0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20
0 0,25 0,5 0,75 1
Pergeseran Viskositas (%)
Rasio Komposisi Surfaktan
1 0,75 0,5 0,25 0
Tween 80 Span80
Gambar 5. Kurva Respon Pergeseran Viskositas
Kemudian data diolah dengan menggunakan metode Simplex Lattice sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut:
Y = 8,16 (X1) + 14,46 (X2) + 4,28 (X1) (X2) Keterangan: X1 = Komposisi Tween 80
X2 = Komposisi Span 80
Y = Respon pergeseran viskositas
Persamaan Simplex Lattice yang dihasilkan memberikan koefisien dengan nilai positif yang menandakan bahwa kombinasi Tween 80 dan Span 80 dapat meningkatkan respon pergeseran viskositas. Pergeseran viskositas yang terjadi dalam penelitian bergerak ke arah yang lebih kecil. Peningkatan respon pergeseran viskositas yang terjadi berdasarkan hasil pengujian yaitu pergeseran ke arah yang lebih kecil. Nilai Tween 80 sebesar 8,16 sedangkan Span 80 sebesar 14,46. Nilai
21
Tween 80 lebih kecil dibandingkan Span 80 sehingga dapat diartikan bahwa Tween 80 memiliki pengaruh yang lebih kecil dibandingkan Span 80 dalam meningkatkan respon pergeseran viskositas lotion. Tween 80 yang bersifat hidrofilik mampu mempertahankan stabilitas fisik lotion dengan lebih baik pada lotion M/A dibandingkan Span 80.
Kemudian dilakukan juga pengujian terhadap persamaan Simplex Lattice yang diperoleh yaitu dengan uji F ANOVA dan menggunakan formula II dan IV hasil respon uji. Pada uji F ANOVA dengan taraf kepercayaan 95% diperoleh nilai Fhitung 3,82. Fhitung lebih besar dari Ftabel (Ftabel = 3,59) sehingga persamaan Simplex Lattice yang diperoleh dikatakan regresi. Selanjutnya, formula II dan IV hasil respon uji yang diperoleh digunakan untuk menguji persamaan Simplex Lattice.
Melalui persamaan, diperoleh nilai pergeseran viskositas formula II sebesar 13,70%
dan formula IV sebesar 10,53%. Perbedaan tidak signifikan antara hasil yang diperoleh dari persamaan dengan hasil pengujian (p>0,05) menunjukan bahwa persamaan mampu menggambarkan respon pergeseran viskositas yang sesungguhnya dalam penelitian sehingga dapat digunakan untuk memprediksi respon pergeseran viskositas selanjutnya.
I. Optimasi Lotion Minyak Almond
Optimasi diawali dengan menentukan nilai yang diinginkan pada tiap respon seperti tertera pada Tabel 13.
Tabel 13. Rentang Respon yang Diinginkan Minimum Maksimum
Daya sebar 6,25 cm 7,5 cm
Viskositas 30 dPa.s 50 dPa.s Pergeseran viskositas 0 % 10 %
Kemudian diplotkan formula optimum lotion minyak almond berdasarkan respon daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas sehingga diperoleh plot seperti yang ditampilkan pada Gambar 6.
22
Gambar 6. Plot Respon Area Optimum
Pada Gambar 6, garis merah menunjukan rentang area yang diinginkan sementara area berwarna biru merupakan area dimana Tween 80 dan Span 80 menghasilkan respon viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas sesuai rentang yang diinginkan. Berdasarkan Gambar 6 diperoleh dua formula yang memenuhi persyaratan pada ketiga respon yaitu formula IV dan formula V.
23
Formula V dipilih sebagai formula optimum dengan pertimbangan pergeseran viskositas formula V (8,16%) lebih kecil dibandingkan formula IV (8,46%).
J. Pengukuran Transepidermal Water Loss
Setelah diperoleh formula V sebagai formula optimum, maka dilakukan uji moisturizer terhadap lotion minyak almond. Pengukuran Transepidermal Water Loss (TEWL) dilakukan dengan menggunakan Tewameter® TM 300.
Pada penelitian, subjek dikondisikan terlebih dahulu pada suhu ruang 19- 22°C untuk menghindari hasil pengukuran yang bias akibat berkeringat. Lotion diaplikasikan pada bagian dalam lengan kanan. Data diambil 30 menit setelah lotion diaplikasikan. Pengolahan data antara subjek perempuan dan laki-laki tidak dipisah karena menurut penelitian Jacobi et al. (2005) mengenai pengaruh gender terhadap fisiologis stratum corneum tidak menunjukan adanya perbedaan signifikan pada hidrasi kulit dan TEWL. Berdasarkan hasil pengukuran, diperoleh rata-rata nilai TEWL keenam subjek seperti yang tercantum pada Tabel 14.
Tabel 14. Rata-rata TEWL (g/h/m2)
Subjek Sebelum diaplikasikan lotion Sesudah diaplikasikan lotion
1 5,37 4,96
2 10,15 11,35
3 15,53 11,86
4 11,65 7,14
5 8,52 5,67
6 9,68 3,57
Nilai tersebut kemudian dihitung taraf signifikansinya dengan menggunakan uji T one-sample dan diperoleh p-value sebesar 0,028. Nilai p <0,05 menunjukan bahwa hasil pengujian menunjukan perubahan signifikan pada kelembapan kulit subjek setelah lotion diaplikasikan. Nilai TEWL turun pada subjek ke-1, 3, 4, 5, dan 6 dengan nilai awal berkisar antara 5,37-15,53 g/h/m2 menjadi 3,57-11,86 g/h/m2. Dengan demikian lotion minyak almond yang diaplikasikan dianggap mampu meningkatkan hidrasi kulit dengan menurunkan nilai TEWL secara signifikan. Namun pada subjek ke-2 terjadi peningkatan nilai TEWL. Hal ini kemungkinan dikarenakan lotion belum menyerap secara sempurna.
24 KESIMPULAN
1. Diperoleh formula IV dan V berada pada area optimum Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent dalam lotion minyak almond dengan pengolahan menggunakan metode Simplex Lattice Design yang memenuhi persyaratan ditinjau dari respon viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas.
2. Formula optimum lotion moisturizer minyak almond mampu melembapkan kulit subjek secara signifikan (p < 0,05) dilihat dari menurunnya nilainya TEWL subjek dengan nilai awal berkisar antara 5,37-15,53 g/h/m2 menjadi 3,57-11,86 g/h/m2.
25 DAFTAR PUSTAKA
Ali, Saba, Yosipovitch, Gil, 2013. Skin pH: From Basic Science to Basic Skin Care.
Acta Derm Venerol ; 93: 261-267.
Angelova-Fischer, Irena, T., Stilla, S., Kezic, T.W., Fischer, D., Zilliken, 2016.
Barrier Function and Natural moisturizing Level After Cumulative Exposure to Short-chain Aliphatic Alcohols and Detergents: Result of Occlusion- modified Tandem Repeated Irritation Test, Acta Derm Venerol 2016 (96):880- 884.
Anisa, A. N., Nour, Abdurahman H., 2010. Affect of Viscosity and roplet Diameter on Water-in-oil (W/O) mulsions: An Experimental Study, International Journal of Chemical and Molecular Engineering Vol. 4, No. 2: 213-216.
Banker, Gilbert S., Siepmann, Juergen, 2002. Modern Pharmaceutics, Fourth Edition, Taylor & Francis Group, pp. 378-379.
Block, L. H., 1996. Mixing, In: Lieberman, H. A., Lachman, L., and Schwartz, J.
B., Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse System, Vol. 2, Second Edition, Marcel Dekker, Inc., Newyork, pp. 79, 80.
Cheng, J., Xu, S., Wen, L., 2005. Steric repulsion between internal aqueous droplet and the external aqueous phase in double emulsion, Langmuir 2005, Vol.
21(25): 12047-12052.
Cornell, John, 2002. Experiments with Mixtures: Design, Models, and the Analysis of Mixture Data, John Wiley & Sons, Inc. New York.
Correa, M.C. and Nebus, J., 2012. Management of patients with atopic dermatitis:
The role of emollient therapy. Dermatology Research and Practice, 2012, 5.
Croda. (2008). Span and Tween. Croda Europe Ltd, 44(0), 6–11.
du Plesssis, Johan, Stefaniak, Aleksandr, Eloff, Fritz, 2013. International guidelines for the in vivo assessment of skin properties in non-clinical settings: Part 2.
Transepidermal water loss and skin hydration. Skin Research and Technology 2013; 19(3): 265-278.
Duangjit, S., Mehr, L. M., Kumpugdee-Vollrath, M., & Ngawhirunpat, T., 2014.
Role of simplex lattice statistical design in the formulation and optimization of microemulsions for transdermal delivery. Biological and Pharmaceutical
26
Bulletin, 37(12), 1948–1957. https://doi.org/10.1248/bpb.b14-00549.
Hill, Adrian, Carrington, Steve, 2006. Understanding the Links Between Rheology and Particle Parameters, American Laboratories Articles
Honary, Soheila, Majidian, M. Chaigani, 2007. The effect of partivle properties on the semisolid spreadability of pharmaceutical pastes, Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2007, 69 (3): 423-426.
Jacobi, Ute et al., 2005. Gender-Related Differences in the Physiology of the Stratum Corneum. Center of Experimental and Applied Cutaneous Physiology, Department of Dermatology, DOI: 10.1159/000088499.
Khabibullae, Pulat K., Saidov, Abdula, 2003. Phase Separation on Soft Matter Physics: Micellar Solutions, Microemulsion, Critical Phenomena, Springer- Verlag Berlin Heidelberg, New York, p. 157.
Kim, Cherng-ju, 2005. Advanced Pharmaceutics: Physicochemical Principles, CRC Press LLC, Florida, pp.214-235.
Kulshreshta, Alok K., Singh, Onkar N., Wall, Michael G., 2010. Pharmaceutical Suspensions: From Formulation Development to Manufacturing, Springer, New York, p. 7.
Lin, Chang, He, Gaong, Li, Xiangcun, 2007. Freeze/thaw induced demulsification of water-in-oil emulsions with loosely packed droplets. Separation and Purification Technology 56 (2007): 175-183.
Malvern, 2015. Understanding the link between particle properties and rheology of suspensions, Fachmesse fur Pruftechnik, Malvern Instruments Limited.
Myers, Drew, 2006. Surfactant Science and Technology, Third Edition, John Wiley
& Sons, Inc., United States, p. 293.
Orafidiya, Lara O., Oladimeji, F. A., 2002. Determination of the required HLB values of some essential oils, International Journal of Pharmaceutics 237 (2002): 241-249.
Patzelt, A., Lademann, J., Richter, H., 2011. In vivo investigations on the penetration of various oils and their influence on the skin barrier, Skin Research Technology 2012; 18:364-369.
Peters, D. C., 1997. Dynamics of Emulsification. In: Nienow, A. W., Harnby, N.,
27
and Edwards, M. F., Mixing in the Process Industries, 2nd Ed., Butterworth, heinemann,
Rogiers, Vera, 2001. EEMCO Gouidance for the Assesssment of Transepidermal Water Loss in Cosmetic Science. Skin Pharmacology and Apllied Skin Physiology 2001; 14: 117-128.
Roncero J. M., et al., 2016. Virgin Almond Oil: Extraction Methods and Composition. International Journal of Fats and Oils, 67 (3).
Schmid-Wendtner, M. H., Korting H. C., 2006. The pH pf the Skin Surface and Its Impact on the Barrier Function, Skin Pharmacology and Physiology 2006; 19:
296-302.
Sheikh, S., Asghar, S., & Ahmad, S. (2013). Development of HPTLC Qualitative Finger Printing Profile of Almond Oil in Marketed Herbal Cream, 3, 85–92.
Sinko, Patrick, J, 2011. Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Science, Sixth Edition, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, pp. 669, 767-768.
Sirikudta, W. et. al. (2013). Moisturizers for Patients with Atopic Dermatitis: An Overview. Journal of Allergy & Therapy, 4(4). https://doi.org/10.4172/2155- 6121.1000143
Syamsuddin, A., Zulkarnain, I., Hasyim, N, 2016. Formulasi Losio Emolien dari Ekstrak Etanol Sarang Semut ( Myrmecodia pendens ) dengan Menggunakan Emulgator Anionik dan Nonionik. Journal of Pharmaceutical and Medicinal Science 1(2), 79–82.
Tadros, Tharwat F., 2013. Emulsion Formation and Stability, First Edition, Wiley- VCH Verlag GmbH & Co., p. 24.
Tricaesario, Christian, Widayati, Retno I., 2016. Efektivitas Krim Almond Oil 4%
Terhadap Tingkat Kelembapan Kulit, Jurnal Kedokteran Diponegoro, Vol. 5 (4): 599-610.
Voinovich, D., Campisi, B., Phan-Tan-Luu, R., 2009. Experimental Design of Mixture Studies. Elsevier: 408-413.
Walters, Kenneth A., Roberts, Michael S., 2008. Dermatologic, Cosmeceutic, and Cosmetic Developement, Taylor & Francis Group, United States, pp. 141-142.
28
Yuliani, Sri Hartati, 2010. Optimasi kombinasi campuran sorbitol, gliserol, dan propilenglikol dalam gel sunscreen ekstrak etanol Curcuma mangga, Majalah Farmasi Indonesia, 2(2), 83-89.
29
LAMPIRAN
30
Lampiran 1. Certificate of Analysis Minyak Almond
31 Lampiran 2. Ethical Clearance
32
Lampiran 3. Uji Viskositas dan Daya Sebar Produk Pasaran
A B C
Daya Sebar (cm) 6,66 6,30 7,68
6,70 6,12 7,55
6,25 6,32 7,43
Rata-rata 6,54 6,25 7,5
SD 0,20 0,089 0,10
Viskositas (dPa.s) 40 50 30
35 50 30
40 50 30
Rata-rata 38,33 50 30
SD 2,35 0 0
