i
sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Farmasi
Oleh:
Manda Ferry Laverius NIM : 078114010
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Farmasi
Oleh:
Manda Ferry Laverius NIM : 078114010
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
v
we change things. We push the human race forward. And while you see us as the crazy ones, they see genius. BECAUSE THE PEOPLE WHO ARE CRAZY ENOUGH TO THINK THEY CAN CHANGE THE WORLD, ARE THE ONES WHO DO." [Apple Inc.]
"Kau pribumi terpelajar! Kalau mereka itu, pribumi itu, tidak terpelajar. Kau harus bikin mereka jadi terpelajar. Kau harus bicara pada mereka, dengan bahasa yang mereka tahu" [Pramoedya Ananta Toer]
Karya ini saya persembahkan: untuk Tuhan, atas cinta dari permulaan, sekarang, dan selamanya.
untuk Bapak B. Gurusinga, Ibu S. Sembiring, dan Kartika Sari…
kalian mencintai saya, bocah yang begitu bandel dan sulit diatur,
saya juga mencintai kalian… sederhana, namun sangat bermakna.
untuk Bapak B.P. Zardani, Bapak L.J. Muljanto, Bruder Agus Sekti FIC…
sosok yang saya kagumi,
terima kasih telah mengajarkan saya untuk menjadi dewasa.
dan untuk kalian semua, umat manusia…mari kita menyembuhkan dunia ini.
and this one is also for you, little baby… What if I give you my smile? Are you gonna stay for a while? What if I put you in my dreams tonight? Are you gonna stay until it's bright? Come on baby light my fire… You know, little baby… gravitation is not responsible for people falling in love.
viii
PRAKATA
Syukur dan terima kasih penulis ucapkan kepada Tuhan atas segala cinta-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Tween 80 dan Span 80 sebagai Emulsifying Agent serta Carbopol sebagai Gelling
Agent dalam Sediaan Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau (Camellia
sinensis L.): Aplikasi Desain Faktorial” dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai
salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam pelaksanaan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orangtua dan adik tercinta atas segala doa, semangat, dan dukungan yang tidak pernah berhenti diberikan kepada penulis.
2. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus dosen pembimbing akademik.
3. Agatha Budi Susiana L, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, motivasi, tantangan, pengarahan, kritik dan saran baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini.
ix
5. Segenap dosen yang telah membimbing penulis selama menempuh perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
6. Seluruh staf laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma khususnya Pak Musrifin yang telah banyak membantu selama penelitian di laboratorium.
7. Ayu Asmoro Ningrum dan Yoga Wirantara yang telah berjuang bersama penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih telah menjadi sahabat, tempat menyimpan rahasia, lawan untuk berdebat, teman bercanda, teman yang mau memberi nasehat, dan menjadi dua sosok yang bersejarah dalam hidup penulis.
8. Serevino Leonardo Ambuk dan Dian Prahara Florentino Wara, dua manusia jenius yang selalu penulis hormati. Terima kasih telah menjadi guru, panutan, serta teman diskusi bagi penulis. Paragraf pertama pada halaman persembahan penulis dedikasikan untuk dua orang ini.
9. Teman-teman angkatan 2007 lainnya yang bersama-sama melakukan penelitian mengenai formulasi. Terima kasih atas informasi, masukan dan kesediaan untuk belajar bersama.
10. Teman-teman kelas A 2007 dan FST angkatan 2007 yang telah berjuang bersama penulis di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
11. Tiatira Metri Setyadhiani Karunawati, Theresia Wijayanti, Sandra Ruby, dan teman-teman mahasiswa Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma lainnya atas keceriaan yang telah dilalui bersama.
x
13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis. Oleh karena penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pembaca dan memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
PRAKATA ... viii
1. Perumusan masalah ... 4
2. Keaslian penelitian ... 4
3. Manfaat penelitian ... 5
xii
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ... 7
A. Teh Hijau ... 7
3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB) ... 13
E. Gelling Agent ... 14
F. Analisis Ukuran Droplet ... 15
G. Desain Faktorial ... 17
H. Landasan Teori ... 19
I. Hipotesis ... 20
BAB III. METODE PENELITIAN ... 21
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 21
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 21
1. Variabel penelitian ... 21
2. Definisi operasional ... 22
C. Bahan dan Alat ... 25
D. Tata Cara Penelitian ... 25
1. Formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau ... 25
2. Pembuatan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau ... 27
xiii
E. Analisis Hasil ... 29
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31
A. Penetapan Dosis Ekstrak Teh Hijau sebagai Antioksidan ... 31
B. Formulasi Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau ... 32
C. Penentuan Tipe Emulsi dari Sediaan Emulgel ... 34
D. Pengaruh Tween 80, Span 80, dan Carbopol terhadap Respon Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik Emulgel ... 35
1. Respon viskositas ... 36
2. Respon daya sebar ... 44
3. Respon Pergeseran viskositas ... 51
E. Pergeseran Ukuran Droplet Emulgel ... 60
F. Optimasi Tween 80, Span 80, dan Carbopol pada Formula Emulgel Antioksidan Ekstrak Teh Hijau ... 62
1. Contour plot viskositas ... 63
2. Contour plot daya sebar ... 64
3. Contour plot pergeseran viskositas ... 66
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 69
A. Kesimpulan ... 69
B. Saran ... 69
DAFTAR PUSTAKA ... 71
LAMPIRAN ... 74
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel I. Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB ... 14
Tabel II. Rancangan Percobaan Desain Faktorial Tiga Faktor dan Dua Level ... 18
Tabel III. Formula Emulgel Photoprotector Hasil Modifikasi ... 26
Tabel IV. Penentuan Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Komposisi Emulsifying Agent dan Gelling Agent ... 27
Tabel V. Nilai HLB dari Tiap Formula Emulgel ... 35
Tabel VI. Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Tween 80, Span 80, dan Carbopol ... 36
Tabel VII. Hasil Uji Respon Viskositas... 36
Tabel VIII. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Viskositas ... 37
Tabel IX. Hasil Uji Anova untuk Respon Viskositas ... 42
Tabel X. Hasil Uji Respon Daya Sebar ... 44
Tabel XI. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Daya Sebar ... 45
Tabel XII. Hasil Uji Anova untuk Respon Daya Sebar ... 50
Tabel XIII. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas ... 52
Tabel XIV. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Pergeseran Viskositas 52 Tabel XV. Hasil Uji Anova untuk Respon Pergeseran Viskositas ... 58
xv
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur Tween 80 ... 12
Gambar 2. Struktur Span 80 ... 13
Gambar 3. Struktur Carbopol ... 15
Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskopik tipe emulgel (perbesaran 40x) ... 34
Gambar 5. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon viskositas ... 38
Gambar 6. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon viskositas ... 38
Gambar 7. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon viskositas ... 39
Gambar 8. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon viskositas ... 39
Gambar 9. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon viskositas ... 40
Gambar 10. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon viskositas ... 41
Gambar 11. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon daya sebar ... 46
xvii
Gambar 13. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon daya sebar ... 47 Gambar 14. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span
80 terhadap respon daya sebar ... 47 Gambar 15. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween
80 terhadap respon daya sebar ... 48 Gambar 16. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween
80 terhadap respon daya sebar ... 49 Gambar 17. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah
carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ... 53 Gambar 18. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi
carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ... 54 Gambar 19. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span
80 terhadap respon pergeseran viskositas ... 55 Gambar 20. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span
80 terhadap respon pergeseran viskositas ... 55 Gambar 21. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween
80 terhadap respon pergeseran viskositas ... 56 Gambar 22. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween
xviii
Gambar 23. Contour plot viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada carbopol 136,09 gram ... 63 Gambar 24. Contour plot daya sebar yang dihasilkan dari pengaruh tween 80
dan span 80 pada level rendah carbopol ... 65 Gambar 25. Contour plot pergeseran viskositas yang dihasilkan dari pengaruh
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I. Certificate of Analysis (CoA) Ekstrak Teh Hijau ... 74
Lampiran II. Perhitungan dosis ekstrak teh hijau untuk antioksidan ... 76
Lampiran III . Perhitungan rHLB dan HLB ... 76
Lampiran IV. Data sifat fisis dan stabilitas emulgel ... 78
Lampiran V. Normalitas Data ... 81
Lampiran VI. Tabel nilai efek terhadap masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0 ... 83
Lampiran VII. Data hasil uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0 untuk signifikansi pengaruh faktor terhadap masing-masing respon ... 85
Lampiran VIII. Persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0 ... 88
Lampiran IX. Analisis Statistik Pergeseran Ukuran Droplet ... 90
xx
INTISARI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan di antara emulsifying agent tween 80 dan span 80, gelling
agent carbopol, atau interaksinya dalam menentukan respon sifat fisik (daya sebar
dan viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dan untuk mendapatkan komposisi optimum emulsifying agent dan gelling agent sehingga diperoleh emulgel yang mempunyai sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki. Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dengan tiga faktor, yakni tween 80, span 80, dan carbopol pada dua level, yaitu level rendah dan level tinggi. Analisis statistik menggunakan uji Anova dengan taraf kepercayaan 95% dilakukan untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik. Berdasarkan signifikansi pengaruh dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, dilakukan prediksi hasil respon menggunakan
software Design Expert 7.0.0™ untuk memperoleh komposisi optimum tween 80,
span 80, dan carbopol.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tween 80 dan carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon viskositas. Sementara itu tween 80, span 80, carbopol, interaksi antara tween 80 dan span 80, serta interaksi antara ketiga faktor merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon daya sebar, sedangkan tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dan span 80 merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon pergeseran viskositas. Komposisi optimum untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki adalah 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; dan 133,41 gram carbopol, di mana pada komposisi tersebut menghasilkan respon daya sebar 3,30 cm; viskositas 249,93 d.Pa.s; dan pergeseran viskositas 0,70%.
xxi
ABSTRACT
The aims of this research were to find out the factors which have significant influence between the emulsifying agent tween 80 and span 80, gelling agent carbopol, or their interaction in terms of determining the physical properties (spreadability and viscosity) and the physical stability (viscosity shift after one month storage) of photoprotector emulgel of green tea extract and to obtain the optimum composition of the emulsifying agents and the gelling agent so that would be produced emulgel which has the desired physical properties and physical stability. This research was the experimental design that used factorial design method with three factors (tween 80, span 80, and carbopol) at two levels (high level and low level). Anova was used as a tool for statistical analysis to determine the factors that significantly influence the response of physical properties and physical stability. According to the significance of the influence from each factor on the response of physical properties and physical stability, then prediction of the responses was performed using software Design Expert 7.0.0™ software to obtain the optimum composition of tween 80, span 80, and carbopol.
The result showed that tween 80 and carbopol were the factors which have significant influence to determine the response of viscosity. Meanwhile, tween 80, span 80, carbopol, the interaction between tween 80 and span 80, and the interaction between these three factors were the factors and interactions that significantly influence the response of spreadability, whereas tween 80, span 80, and interaction between tween 80 and span 80 were the factors and interaction which have significant influence to determine the response of viscosity shift. The optimum composition to produced photoprotector emulgel of green tea extract which has the desired physical properties and physical stability was 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; and 133,41 gram carbopol, where that composition will produce spreadability 3,30 cm; viscosity 249,93 d.Pa.s; and viscosity shift 0,70%.
1
A. Latar Belakang
Kulit memiliki sejumlah antioksidan endogen yang dapat melindungi kulit dari kerusakan oksidatif. Kulit secara berkesinambungan terpapar oxidative
stress baik secara endogen maupun dari lingkungan sekitar. Hal ini menyebabkan
terbentuknya ROS (Reactive Oxygen Species) dan pada akhirnya menyebabkan kerusakan kulit. Antioksidan endogen pada kulit dapat berkurang oleh paparan
oxidative stress yang berkesinambungan tersebut. Sinar UV merupakan salah satu
penyebab kerusakan kulit melalui proses oksidatif. Kondisi ini menyebabkan dibutuhkannya senyawa yang dapat berfungsi sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga potensi kerusakan oksidatif pada kulit oleh sinar UV dapat dicegah. Sejumlah senyawa antioksidan alami dapat meningkatkan perlindungan terhadap sinar UV dan dapat berfungsi sebagai photoprotector. Senyawa antioksidan alami telah terbukti meningkatkan proteksi terhadap sinar UV yang menginduksi ekspresi berlebihan dari matrix metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al., 2009)
Salah satu senyawa antioksidan alami adalah polifenol. Teh hijau mengandung senyawa polifenol berupa katekin yang memberikan aktivitas antioksidan sehingga dapat mengurangi kerusakan sel (Syah, 2006). Kandungan polifenol dalam teh hijau antara lain epikatekin, epikatekin galat, epigalokatekin
dan epigalokatekin galat. Kandungan polifenol pada teh hijau ini sering digunakan untuk pencegahan maupun terapi photodamage yang disebabkan oleh sinar UV. Meskipun memiliki nilai SPF yang tidak terlalu besar, katekin pada teh hijau dapat bertindak sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga oxidative
stress yang disebabkan oleh paparan sinar UV dapat dicegah (Matsui et al., 2009)
Untuk mengaplikasikan ekstrak teh hijau yang mengandung polifenol pada kulit perlu dibuat suatu sediaan topikal yang didesain untuk penggunaan lokal pada kulit secara lebih praktis dan lebih efektif. Ada berbagai macam bentuk sediaan topikal, antara lain lotion, cream, gel dan emulgel. Kelebihan gel yaitu dapat memberikan rasa dingin di kulit dengan adanya kandungan air yang cukup tinggi sehingga nyaman digunakan (Mitsui, 1997). Pada emulsi terdapat fase minyak yang berfungsi sebagai emolien atau occlusive yang akan mencegah penguapan sehingga kandungan air di dalam kulit dapat dipertahankan. Peningkatan oklusivitas dari fase minyak pada sistem emulsi akan meningkatkan hidrasi pada stratum corneum dan hal ini berhubungan dengan berkurangnya hambatan difusi bagi zat terlarut. Oleh karena itu adanya sistem emulsi dalam bentuk sediaan emulgel akan memberikan penetrasi tinggi di kulit (Block, 1996). Atas dasar kelebihan dari emulsi dan gel tersebut maka sediaan emulgel akan memberikan kenyamanan ketika digunakan serta dapat menjadi drug delivery
system yang baik bagi zat aktif yang terkandung di dalamnya ketika emulgel
diaplikasikan di kulit.
.
stabilitas fisik emulsi (Block, 1996). Twen 80 dan span 80 merupakan emulsifying
agent yang sering digunakan secara bersamaan. Tween 80 adalah emulsifying
agent larut air sehingga mampu membentuk emulsi tipe M/A. Span 80 adalah
emulsifying agent nonionik di mana gugus lipofilnya lebih dominan. Dalam
interfacial film theory, adanya stable interfacial complex condensed film yang
terbentuk saat emulsifying agent yang bersifat larut air dicampurkan dengan
emulsifying agent yang bersifat larut lemak mampu membentuk dan
mempertahankan emulsi dengan lebih efektif dibandingkan penggunaan
emulsifying agent tunggal (Kim, 2005). Pada sistem gel, gelling agent akan
berperan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik gel. Carbopol merupakan salah satu eksipien yang sering digunakan sebagai gelling agent dalam sistem gel. Carbopol sebagai gelling agent akan membentuk jaringan struktural yang menyebabkan kenaikan viskositas sehingga merupakan faktor yang penting dalam sistem tersebut (Zats and Kushla, 1996). Oleh karena itu, emulsifyingagent
dan gelling agent akan mempengaruhi sifat fisik dan kestabilan sistem emulgel.
sediaan emulgel yang memenuhi kualitas fisik yang baik meliputi daya sebar dan viskositas, serta stabilitas fisik yang baik sehingga dapat diterima oleh masyarakat.
1. Perumusan masalah
a. Apakah persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon?
b. Di antara tween 80, span 80, carbopol, dan interaksinya pada level yang diteliti, manakah yang berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau?
c. Apakah dapat ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki?
2. Keaslian penelitian
3. Manfaat penelitian
a.
Menambah informasi dalam ilmu pengetahuan, khususnya bidang kefarmasian mengenai bentuk sediaan emulgel photoprotector yang menggunakan bahan alam sebagai zat aktifnya.
Manfaat teoritis.
b.
Menambah pengetahuan dalam bidang kefarmasian mengenai penggunaan metode desain faktorial dalam melakukan optimasi formula emulgel
photoprotector ekstrak teh hijau.
Manfaat metodologis.
c.
Memperoleh formula optimum yang dapat diaplikasikan sehingga menghasilkan sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau yang memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki.
Manfaat praktis.
B. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum
Membuat sediaan emulgel photoprotector dengan bahan aktif ekstrak teh hijau.
2. Tujuan khusus
b. Menentukan faktor dan/atau interaksi yang berpengaruh signifikan di antara tween 80, span 80, dan carbopol pada level yang diteliti dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau.
7
A. Teh Hijau
Teh dapat dikelompokkan dalam tiga jenis berdasarkan pengolahannya, yaitu teh hijau (tidak difermentasi), teh oolong (semifermentasi), dan teh hitam (fermentasi penuh) (Syah, 2006). Teh hijau berasal dari pucuk daun tanaman teh
(Camellia sinensis L.) melalui proses pengolahan tertentu. Secara umum
berdasarkan proses pengolahannya, teh diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu teh hijau, teh oolong, dan teh hitam. Teh hijau dibuat dengan cara pemanasan dan penguapan untuk menginaktifkan enzim polifenol oksidase/fenolase sehingga oksidase enzimatik terhadap katekin dapat dicegah (Hartoyo, 2003).
Zat bioaktif dalam teh terutama merupakan polifenol golongan flavonoid, yaitu flavanol tipe katekin seperti epikatekin (EC), epikatekin-3-galat (ECG), epigalokatekin (EGC), dan epigalokatekin-3-galat (EGCG); serta flavonol seperti kuersetin. Keempat tipe katekin tersebut merupakan antioksidan utama dalam teh hijau (Svobodova, Psotova, and Walterova, 2003). Katekin teh memiliki sifat tidak berwarna, larut air, serta membawa sifat pahit dan sepat pada seduhan teh. Hampir semua sifat produk teh termasuk di dalamnya rasa, warna, dan aroma, secara langsung maupun tidak, dihubungkan dengan modifikasi pada katekin ini (Hartoyo, 2003).
B. Photoprotector
Photoprotection adalah mekanisme perlindungan kulit dari kerusakan
yang disebabkan oleh sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (visible light).
Kerusakan yang mungkin muncul adalah kulit terbakar (sunburn), photoaging,
dan karsinogenesis. Melanin merupakan pigmen yang dapat berfungsi sebagai
photoprotector alami dan diproduksi langsung oleh kulit. Melanin akan menyerap
radiasi sinar UV dan secara aman mengubah energi dari foton UV menjadi panas.
Energi dari foton UV yang tidak diubah menjadi panas akan menyebabkan
terbentuknya radikal bebas atau spesies kimia reaktif yang berbahaya (Anonim,
2011).
metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al., 2009).
Sebagai senyawa antioksidan, pemberian EGCG secara topikal menghasilkan pencegahan terhadap sinar UVB dalam menginduksi respon inflamasi, imunosupresi dan oxidative stress. Penelitian secara in vitro dan in vivo pada hewan dan manusia membuktikan bahwa polifenol dari teh hijau merupakan agen photoprotective alami dan dapat digunakan sebagai agen farmakologi untuk mencegah sinar UVB dalam menginduksi penyakit kulit yang mencakup
photoaging dan kanker kulit dengan diikuti penelitian lanjut secara klinis (Katiyar,
2003). Polifenol dari teh hijau mampu mencegah peningkatan peroksidasi lipid yang disebabkan oleh cahaya. Pemberian EGCG secara topikal pada kulit yang terpapar sinar UV secara signifikan mengurangi produksi nitric oxide dan
hydrogen peroxide, maupun infiltrasi leukosit yang diinduksi oleh sinar UVB.
C. Emulgel
Emulgel dibuat dengan mencampurkan emulsi dan gelling agent dengan perbandingan tertentu. Bahan tambahan yang biasa digunakan dalam pembuatan emulgel adalah gelling agent yang dapat meningkatkan viskositas, emulsifying
agent untuk menghasilkan emulsi yang stabil, humektan dan pengawet. Syarat
sediaan emulgel sama seperti syarat untuk sediaan gel, yaitu untuk penggunaan dermatologi harus mempunyai syarat sebagai berikut; tiksotropik, mempunyai daya sebar yang mudah melembutkan, dapat bercampur dengan beberapa zat tambahan (Magdy, 2004).
D. Emulsifying Agent
Emulsifying agent adalah surfaktan yang mengurangi tegangan antar
muka antara minyak dan air, meminimalkan energi permukaan dari droplet yang terbentuk (Allen, 2002). Emulsifying agent merupakan suatu molekul yang mempunyai rantai hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Emulsifying agent akan dapat menarik fase minyak dan fase air sekaligus dan emulsifying agent akan menempatkan diri berada di antara kedua fase tersebut. Keberadaan emulsifying agent akan menurunkan tegangan permukaan fase minyak dan fase air (Friberg, Quencer, andHilton, 1996).
Emulsifying agent nonionik biasa digunakan dalam seluruh tipe produk
Diana, 1991). Emulsifying agent ini memiliki rentang dari komponen larut minyak untuk menstabilkan emulsi A/M hingga material larut air yang memberikan produk M/A. Emulsifying agent ini biasa digunakan untuk kombinasi emulsifying
agent larut air dan larut minyak untuk membentuk lapisan antarmuka yang
penting untuk stabilitas emulsi yang optimum. Emulsifying agent nonionik memiliki toksisitas dan iritasi yang rendah (Billany, 2002). Emulsifying agent nonionik memiliki bermacam-macam nilai hydrophile-lipophile balances (HLB) yang dapat menstabilkan emulsi M/A atau A/M. Penggunaan emulsifying agent nonionik yang baik bila menghasilkan nilai HLB yang seimbang antara dua
emulsifying agent nonionik, dimana salah satu bersifat hidrofilik dan yang lain
bersifat hidrofobik. Emulsifying agent nonionik bekerja dengan membentuk lapisan antarmuka dari droplet-droplet, namun tidak memiliki muatan untuk menstabilkan emulsi. Cara menstabilkan emulsi adalah dengan adanya gugus polar dari emulsifying agent yang terhidrasi dan bulky, yang menyebabkan halangan sterik antar droplet dan mencegah koalesen (Kim, 2005).
1. Tween 80
Tween 80 atau Polysorbate 80 merupakan ester oleat dari sorbitol di mana tiap molekul anhidrida sorbitolnya berkopolimerisasi dengan 20 molekul etilenoksida. Tween 80 berupa cairan kental berwarna kuning dan agak pahit (Rowe, Sheskey, and Quinn, 2009).
Polysorbate digunakan sebagai emulsifying agent pada emulsi
pada salep, dengan konsentrasi 1-15% sebagai solubilizer. Tween 80 digunakan secara luas pada kosmetik sebagai emulsifying agent (Smolinske, 1992). Tween 80 larut dalam air dan etanol (95%), namun tidak larut dalam
mineral oil dan vegetable oil. Aktivitas antimikroba dari pengawet golongan
paraben dapat mengurangi jumlah polysorbate (Rowe et al., 2009).
Gambar 1. Struktur Tween 80 (Anonim, 2010a)
2. Span 80
Span 80 mempunyai nama lain sorbitan monooleat. Pemeriannya berupa warna kuning gading, cairan seperti minyak kental, bau khas tajam, terasa lunak. Kelarutannya tidak larut tetapi terdispersi dalam air, bercampur dengan alkohol, tidak larut dalam propilen glikol, larut dalam hampir semua minyak mineral dan nabati, sedikit larut dalam eter. Berat jenis pada 20oC adalah 1 gram. Nilai HLB 4,3. Viskositas pada 25o
Ester sorbitan secara luas digunakan dalam kosmetik, produk makanan, dan formulasi sebagai surfaktan nonionik lipofilik. Ester sorbitan secara umum dalam formulasi berfungsi sebagai emulsifying agent dalam pembuatan krim, emulsi, dan salep untuk penggunaan topikal. Ketika
digunakan sebagai emulsifying agent tunggal, ester sorbitan menghasilkan emulsi air dalam minyak yang stabil dan mikroemulsi, namun ester sorbitan lebih sering digunakan dalam kombinasi bersama bermacam-macam proporsi
polysorbate untuk menghasilkan emulsi atau krim, baik tipe M/A atau A/M
(Rowe et al., 2009).
Gambar 2. Struktur Span 80 (Anonim, 2010b)
3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB)
Nilai HLB merupakan keseimbangan antara sifat lipofil dan hidrofil dari suatu surfaktan. Nilai HLB biasa digunakan untuk surfaktan nonionik (Rieger, 1996), dimana rentang nilai antara 0-20 (Florence and Atwood, 2006). Semakin lipofil suatu surfaktan, semakin rendah nilai HLB (Voigt, 1994).
Tabel I. Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB
HLB Pengunaan Dispersibilitas di air
1-3 Antifoaming agent Tidak
3-6 W/O emulsifying agent Jelek
7-9 Wetting agent Seperti susu yang bersifat tidak stabil
8-16 O/W emulsifying agent Dispersi seperti susu bersifat stabil
13-15 Detergents Dispersi transluent
15-18 Solubilizing agent Larutan jernih
E. Gelling Agent
Gel merupakan suatu sistem setengah padat yang terdiri dari suatu dispersi yang tersusun baik dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan (Ansel, 1999). Gel pada umumnya memiliki sifat rheologi pseudoplastik (Nairn, 1997).
Gelling agent yang digunakan dalam bidang farmasi dan kosmetik harus
inert, aman, dan non reaktif terhadap komponen formulasi lainnya. Gelling agent yang digunakan dalam formulasi cair harus dapat memberikan atau menyediakan bentuk martiks selama penyimpanan sediaan, dan matriks tersebut harus dapat pecah dengan mudah ketika diberikan shear forces pada saat penggojogan atau ketika diaplikasikan secara topikal (Zatz and Kushla, 1996).
Carbopol merupakan polimer sintesis dari kelompok acrylic polymers yang membentuk rantai silang dengan polyalkenyl eter (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol dapat menstabilkan emulsi dengan mengentalkan fase kontinyu sehingga mengurangi creaming dan coalescence atau dengan berfungsi sebagai
emulsifier pada konsentrasi kurang dari 1% (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol
sensitif terhadap garam sehingga emulsi polimer yang terbentuk akan pecah ketika diaplikasikan pada kulit dan memberikan lapisan minyak pada permukaan kulit. Lapisan minyak ini tidak akan diemulsikan kembali ketika bersentuhan dengan air sehingga akan melekat pada kulit (Zatz and Kushla, 1996).
akan meningkatkan muatan negatif sehingga timbul gaya tolak-menolak elektrostatis yang akan membuatnya menjadi gel yang rigid (kaku) dan mengembang. Penambahan basa yang berlebihan membuat gel menjadi encer karena kation-kation melindungi gugus-gugus karboksil dan juga mengurangi gaya tolak-menolak elektrostatis. Jika ditambahkan amina yang berlebih pada sistem dispersi carbopol, konsistensinya tidak berkurang, kemungkinan karena efek sterik mencegah pelindung karboksil yang diserang (Barry, 1983).
Gambar 3. Struktur Carbopol (Rowe et al., 2009)
F. Analisis Ukuran Droplet
Metode mikroskopik merupakan metode sederhana yang hanya menggunakan satu alat yaitu mikroskop yang bukan merupakan alat yang rumit dan memerlukan penanganan khusus. Kerugian dari metode mikroskopik adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi dari droplet tersebut, yaitu diameter. Selain itu jumlah droplet yang harus dihitung sekitar 300-500 droplet agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi, sehingga metode ini membutuhkan waktu dan ketelitian (Martin et al.,1993).
G. Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yaitu teknik untuk memberikan model hubungan antara variabel-respon dengan satu atau lebih variabel bebas. Model yang diperoleh dari analisa tersebut berupa persamaan matematika (Bolton, 1997). Desain faktorial merupakan desain yang digunakan untuk mengevaluasi efek dari faktor yang dipelajari secara simultan dan efek yang relatif penting dapat dinilai (Armstrong and James 1996). Desain faktorial digunakan dalam penelitian dimana efek dari faktor atau kondisi yang berbeda dalam penelitian ingin diketahui (Bolton, 1997).
Desain faktorial mengandung beberapa pengertian, yaitu faktor, level, efek, respon. Faktor merupakan setiap besaran yang mempengaruhi respon (Voigt, 1994). Level merupakan nilai atau tetapan untuk faktor. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan variasi tingkat dari faktor. Efek faktor atau interaksi merupakan rata-rata respon pada level tinggi dikurangi rata-rata respon pada level rendah. Respon merupakan sifat atau hasil percobaan yang diamati. Respon yang diamati harus dikuantitatifkan (Bolton, 1997).
Tabel II. Rancangan Percobaan Desain Faktorial Tiga Faktor dan Dua Level
Eksperimen Faktor Interaksi
A B C AB AC BC ABC Rumusan yang berlaku :
Y = B0 + B1(X1) + B2(X2) + B3(X3) +...+ B12X1X2 + B13X1X3 + B23X2X3
+...+ B123X1X2X3
Dengan :
...(1)
Y = respon hasil atau sifat yang diamati (X1)(X2)(X3
B
) = level pada faktor A, faktor B, dan faktor C
0, B1, B2, B3...
Dari rumus (1) dan data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu respon tertentu yang sangat berguna dalam memilih komposisi campuran yang optimum. Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level tinggi dan rata-rata respon pada level rendah (Bolton, 1997).
H. Landasan Teori
Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mencegah radikal bebas yang masuk dalam tubuh adalah dengan menggunakan sediaan atau produk yang mengandung antioksidan. Sejumlah penelitian secara farmakologis menyebutkan bahwa ekstrak teh hijau memiliki pengaruh antioksidan yang kuat. Beberapa penelitian menyebutkan bahwa keempat komponen polifenol teh: epigalokatekin galat, epikatekin galat, epigalokatekin, dan epikatekin merupakan antioksidan penting yang terdapat dalam teh hijau. Dengan kandungan antioksidan itu, teh hijau berpotensi sebagai photoprotector untuk mencegah radikal bebas pada kulit yang disebabkan oleh paparan sinar UV.
Bentuk sediaan emulgel memiliki kelebihan tersendiri dilihat dari sisi gel maupun emulsi. Gel mempunyai kelebihan berupa kandungan air yang cukup tinggi sehingga memberikan kelembaban yang bersifat mendinginkan dan memberikan rasa nyaman pada kulit dan emulsi mempunyai kelebihan berupa kemampuan penetrasi yang tinggi pada kulit. Sistem emulsi dalam emulgel ini menggunakan komposisi emulsifying agent Tween 80 - Span 80. Emulsifying
agent akan menurunkan tegangan antar muka minyak dan air sehingga
penting dalam sediaan tersebut. Penambahan jumlah gelling agent akan memperkuat jaringan struktural emulgel sehingga menyebabkan kenaikan viskositas emulgel. Komposisi emulsifying agent dan gelling agent akan menentukan sifat fisik dan stabilitas dari emulgel.
Metode desain faktorial dapat digunakan untuk mendapatkan persamaan desain faktorial dan mengetahui apakah persamaan tersebut signifikan dalam memprediksi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Dengan metode ini efek tiap-tiap faktor maupun interaksi ketiganya dapat teridentifikasi dan dapat diketahui faktor dan/atau interaksi mana yang signifikan mempengaruhi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Selain itu dengan desain faktorial juga dapat diketahui area komposisi optimum terbatas pada level faktor yang diteliti untuk menghasilkan respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki berdasarkan
contour plot dari masing-masing respon sifat fisik dan stabilitas fisik.
I. Hipotesis
• Persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon.
21
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental menggunakan desain faktorial dengan tiga faktor dua level untuk melihat signifikansi model persamaan dalam memprediksi respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel serta untuk mengetahui faktor dan interaksi yang signifikan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi emulsifiying agent Tween 80 dan Span 80, serta komposisi gelling agent Carbopol® Ultrez 3% b/v yang dibedakan dalam dua level, yakni level rendah dan level tinggi. Level rendah komposisi Span 80 adalah 1,875 gram dan level tinggi adalah 3,75 gram, sedangkan level rendah komposisi Tween 80 adalah 3,75 gram dan level tinggi adalah 5,625 gram. Sementara itu level rendah komposisi Carbopol® Ultrez 3% b/v adalah 115 gram dan level tinggi adalah 145 gram.
c. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah waktu yang dibutuhkan selama proses pencampuran yakni 15 menit untuk pencampuran emulsi dan 20 menit untuk pencampuran emulgel, suhu pada saat proses pencampuran yakni 70o
d. Variabel pengacau tidak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu, cahaya, dan kelembaban lingkungan.
C, kecepatan mixer yang digunakan pada saat proses pencampuran yakni 300 rpm untuk pencampuran emulsi dan 400 rpm untuk pencampuran emulgel, dan lama penyimpanan emulgel yakni satu bulan.
2. Definisi operasional
a. Emulgel adalah sediaan yang dibuat dengan mencampurkan emulsi tipe minyak dalam air dan gelling agent sebagai pembentuk gel dengan konsentrasi tertentu.
b. Emulsifying agent merupakan suatu senyawa yang dapat menurunkan
tegangan permukaan yang berada di antara dua cairan yang tidak saling campur sehingga salah satu cairan dapat terdispersi di dalam cairan yang lainnya. Pada penelitian ini digunakan Span 80dan Tween 80.
c. Gelling agent adalah bahan pembentuk gel yang akan membentuk matriks
d. Faktor adalah besaran yang mempengaruhi respon, dalam penelitian ini yaitu emulsifying agent (Span 80 dan Tween 80) dan gelling agent (Carbopol).
e. Level adalah tingkatan jumlah atau besarnya faktor, dalam penelitian ini terdapat dua level, yaitu level rendah dan level tinggi. Level rendah komposisi Span 80 adalah 1,875 gram dan level tinggi adalah 3,75 gram, sedangkan level rendah komposisi Tween 80 adalah 3,75 gram dan level tinggi adalah 5,625 gram. Sementara itu level rendah komposisi Carbopol adalah 115 gram dan level tinggi adalah 145 gram.
f. Respon adalah hasil percobaan yang akan diamati perubahannya secara kuantitatif. Pada penelitian ini respon yang diamati adalah respon sifat fisik, meliputi daya sebar dan viskositas emulgel, serta respon stabilitas fisik, yakni pergeseran viskositas emulgel.
g. Efekadalah perubahan respon yang disebabkan variasi level dan faktor. h. Daya sebar adalah kemampuan emulgel untuk menyebar, diukur dengan
kondisi percobaan massa krim 1 gram, massa beban 125 gram selama satu menit.
i. Viskositas adalah tahanan emulgel untuk mengalir, diukur dengan Viscotester Rion™ seri VT-04.
j. Pergeseran viskositas adalah selisih viskositas emulgel setelah disimpan selama satu bulan (η2) pada suhu kamar dengan viskositas emulgel 48 jam
viskositas emulgel 48 jam setelah pembuatan yang telah dirata-rata (η1). Pergeseran viskositas dihitung menurut rumus:
Pergeseran viskositas =
k. Ukuran droplet adalah nilai percentile 90 dari diameter droplet-droplet fase minyak emulgel pada tiap formula yang diamati dengan mikroskop. l. Pergeseran ukuran droplet adalah perubahan atau perbedaan ukuran
droplet pada pengamatan emulgel 48 jam setelah pembuatan dengan penyimpanan satu bulan secara statistik berdasarkan normalitas data
percentile 90 pada masing-masing formula.
m. Desain faktorial adalah metode optimasi untuk mengetahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisik emulgel.
n. Contour plot adalah profil respon daya sebar, viskositas, dan pergeseran
viskositas emulgel.
C. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak kering teh hijau (Camellia sinensis L.) (PhytoLab), Carbopol (Ultrez), TEA (Bratachem), propilen glikol (Bratachem), Tween 80 (Bratachem), Span 80 (Bratachem), parafin cair (Bratachem), metil paraben (Bratachem), propil paraben (Bratachem), aquadest.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: gelas ukur (Iwaki TE-32 Pirex® Japan), bekker glass (Iwaki TE-32 Pirex® Japan), cawan porselen, mangkok stainless steel, mixer (Modifikasi USD), timbangan analitik (Mettler
Toledo GB 3002), pipet tetes, penangas air, stopwatch, mikroskop (Olympus
CH2-Japan) dan kamera moticam 1000 pixel 1,3M, alat uji daya sebar (modifikasi USD), Viscotester seri VT 04 (Rion™-Japan), dan software Design Expert
7.0.0™.
D. Tata Cara Penelitian
1. Formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau
Formula chlorphenesin emulgel menurut Magdy (2004) sebagai berikut :
Formula (%b/b) : Chlorphenesin 0,5
HPMC 2,5
Tween 20 0,6
Purified water to 100
Dilakukan modifikasi dengan mengganti zat aktif dan beberapa eksipiennya. Formula hasil modifikasi (untuk 500 gram) adalah sebagai berikut:
Tabel III. Formula Emulgel Photoprotector Hasil Modifikasi
Bahan Jumlah (g)
EGCG dan jumlah EGCG yang terkandung di dalam ekstrak teh hijau tersebut didapatkan dosis ektrak teh hijau yang digunakan sebagai antioksidan, yakni 0,031 gram.
2. Pembuatan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau
Faktor yang akan diteliti adalah komposisi Carbopol 3% b/v, Tween 80, dan Span 80. Level tinggi dan level rendah dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
Tabel IV. Penentuan Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Komposisi Emulsifying Agent dan Gelling Agent
Faktor Carbopol 3% (g) Tween 80 (g) Span 80 (g)
Level rendah 115 3,75 1,875
Level tinggi 145 5,625 3, 75
a. Pembuatan emulsi
Fase minyak dibuat dengan mencampur parafin cair dengan Span 80 pada suhu 70
.
o
C, diaduk sampai homogen. Fase air dibuat dengan mencampur Tween 80 dan sebagian aqudest pada suhu 70o
b.
C, diaduk sampai homogen. Fase minyak ditambahkan ke fase air, kemudian ditambahkan sisa aquadest sambil diaduk menggunakan mixer dengan kecepatan 300 rpm selama 15 menit.
Pembuatan emulgel
Carbopol yang telah didispersikan di dalam aquadest sehari sebelumnya dengan konsentrasi 3% b/v ditambahkan TEA sedikit demi sedikit hingga gel mengental sambil diaduk menggunakan mixer dengan kecepatan 400 rpm hingga homogen dan pH dicek hingga mencapai pH 6-8. Emulsi
dicampurkan dengan gel tersebut sampai terbentuk emulgel, kemudian ditambahkan ekstrak teh hijau yang telah dilarutkan dalam aquadest, metil paraben dan propil paraben yang telah dilarutkan dalam propilen glikol. Dihomogenkan menggunakan mikser dengan kecepatan pengadukan sebesar 400 rpm dengan waktu 20 menit.
3. Evaluasi sediaan emulgel
a.
Sejumlah emulgel dioleskan pada gelas objek dan ditambahkan satu tetes
methylene blue. Selanjutnya dilakukan pengamatan secara mikroskopik
untuk menentukan apakah emulsi dari sediaan emulgel tersebut bertipe M/A atau A/M.
Penentuan tipe emulsi dengan metode pewarnaan.
b. Pengujian daya sebar
Uji daya sebar dilakukan 48 jam setelah pembuatan dengan cara emulgel ditimbang seberat satu gram dan diletakkan ditengah kaca bulat berskala. Di atas emulgel diletakkan kaca bulat lain dan pemberat dengan berat total 125 gram, didiamkan selama satu menit, dicatat diameter penyebarannya (Garg, Aggrawal, Garg, and Singla, 2002).
.
c. Pemeriksaan viskositas
Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan cara emulgel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada
portable viscotester. Viskositas emulgel diketahui dengan mengamati
setelah 48 jam emulgel selesai dibuat dan setelah penyimpanan selama satu bulan (Instruction Manual Viscotester VT-03E/VT-04).
d. Uji mikromeritik
Sejumlah emulgel dioleskan pada gelas objek kemudian letakkan pada mikroskop. Amati ukuran droplet yang terdispersi pada emulgel. Gunakan perbesaran lemah untuk menentukan objek yang akan diamati kemudian ganti dengan perbesaran kuat. Sebelum dilakukan pengukuran, terlebih dahulu mengkalibrasi lensa mikroskop. Catat diameter terjauh dari tiap droplet sejumlah 500 droplet (Martin et al., 1993).
.
E. Analisis Hasil
Analisis statistik yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan uji Anova. Uji ini digunakan untuk mengetahui signifikansi dari setiap faktor dan interaksinya dalam mempengaruhi respon. Berdasarkan analisis statistik ini, maka dapat ditentukan ada tidaknya pengaruh signifikan dari setiap faktor dan interaksinya terhadap respon. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai p-value.
Hipotesis alternatif (H1) menyatakan bahwa komposisi Tween 80, Span
80, Carbopol, atau interaksinya berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel photoprotector, sedangkan H0 merupakan negasi
dari H1 yang menyatakan bahwa komposisi tween 80, span 80, carbopol, atau
lebih kecil dari 0,05 yang berarti bahwa faktor berpengaruh signifikan terhadap respon. Taraf kepercayaan yang digunakan untuk uji statistik adalah 95% (Bolton, 1997; Muth, 1999).
Optimasi dalam penelitian ini dilakukan dengan metode desain faktorial. Metode tersebut digunakan untuk menghasilkan persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Masing-masing persamaan desain faktorial tesebut dianalisis signifikansinya dengan uji Anova untuk mengetahui apakah persamaan tersebut dapat digunakan untuk memprediksi sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Berdasarkan pertimbangan signifikansi pengaruh dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, dilakukan prediksi hasil respon menggunakan software Design
Expert 7.0.0™ untuk memperoleh komposisi optimum tween 80, Span 80, dan
carbopol.
31
A. Penetapan Dosis Ekstrak Teh Hijau sebagai Photoprotector
Dosis ekstrak teh hijau yang digunakan sebagai photoprotector ditentukan berdasarkan kandungan EGCG (Epigallocatechin-3-gallate) dari ekstrak teh hijau tersebut. Konstituen dengan aktivitas kemopreventif paling tinggi dalam teh hijau yang bertanggung jawab pada efek farmakologi dan biokimia adalah EGCG. Pemberian EGCG secara topikal menghasilkan pencegahan terhadap sinar UVB dalam menginduksi respon inflamasi, imunosupresi dan oxidative stress
Berdasarkan Certificate of Analysis ekstrak teh hijau yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan EGCG sebesar 8,40% b/b. Menurut Saito et al. (2007) nilai IC
(Katiyar, 2003).
50 untuk senyawa EGCG yang terkandung di dalam
ekstrak teh hijau hasil uji DPPH adalah 4,19 µg/mL dan pelarut yang digunakan dalam uji DPPH tersebut adalah metanol (berat jenis = 0,7918 g/mL). Untuk mengetahui jumlah ekstrak kering teh hijau sebagai photoprotector yang dapat digunakan untuk formula emulgel maka dilakukan perhitungan konversi berdasarkan nilai IC50 untuk senyawa EGCG dan jumlah EGCG yang terkandung
B. Formulasi Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau
Pembuatan emulgel photoprotector
Sementara itu untuk pembuatan emulsi diawali dengan membuat fase air dan fase minyak. Fase air dibuat dengan mencampurkan aquadest dan Tween 80 pada suhu 70
ini diawali dengan pendispersian carbopol di dalam aquadest dengan konsentrasi 3% b/v. Pada penelitian ini Carbopol didispersikan selama 24 jam untuk memaksimalkan hidrasi dan mencapai viskositas serta kejernihan yang maksimum.
o
C hingga homogen. Sementara itu fase minyak dibuat dengan mencampurkan parafin cair dan Span 80 pada suhu 70oC hingga homogen. Parafin cair dalam sediaan ini berfungsi sebagai emolien. Tween 80 dan Span 80 merupakan emulsifying agent nonionik yang akan membuat fase minyak dan fase air dapat saling campur sehingga dapat membentuk sistem emulsi. Emulsi dibuat dengan menambahkan fase minyak ke dalam fase air pada suhu 70o
hidrokarbon dari span 80, di mana rantai hidrokarbon tween 80 berada di antara rantai span 80. Sementara itu pada medium dispers akan terjadi ikatan hidrogen antara bagian hidrofilik dari tween 80 dan span 80 dengan air. Rantai polioksietilen dari tween 80 dan cincin span 80 akan menjadikan kedua
emulsifying agent ini sebagai halangan sterik bagi droplet-droplet parafin cair
sehingga kemungkinan untuk bergabungnya droplet-droplet parafin cair dapat diminimalkan (Kim, 2005).
TEA ditambahkan ke dalam carbopol yang telah didispersikan di dalam air dengan tujuan untuk menetralisasi pH carbopol. Sebelum ditambahkan TEA, carbopol yang telah didispersikan di dalam air berada dalam bentuk tidak terionkan dengan pH 3. Ketika dinetralisasi, pH carbopol mengalami peningkatan menjadi pH 6, dan pada kondisi tersebut carbopol menjadi lebih kental. Hal ini disebabkan pada saat penambahan TEA, gugus karboksil dari carbopol akan berubah menjadi COO-. Adanya gaya tolak menolak elektrostatis antara gugus karboksil yang telah berubah menjadi COO
-Emulgel terbentuk dengan dicampurnya emulsi dan gel pada kecepatan putar mikser 400 rpm. Pada emulgel tersebut ditambahkan ekstrak teh hijau yang telah dilarutkan dalam aquadest. Metil paraben dan propil paraben yang dilarutkan di dalam propilen glikol juga ditambahkan ke dalam emulgel tersebut. Metil paraben dan propil paraben berfungsi sebagai pengawet, sedangkan propilen glikol selain sebagai pelarut metil paraben dan propil paraben juga berfungsi sebagai humektan (Rowe et al., 2009).
C. Penentuan Tipe Emulsi dari Sediaan Emulgel
Penentuan tipe emulsi dilakukan dengan metode pewarnaan menggunakan methylene blue. Dari hasil pengamatan secara mikroskopis, dapat disimpulkan bahwa tipe emulsi dari sediaan emulgel photoprotector adalah M/A (minyak dalam air). Hal ini dibuktikan dengan medium dispers yang berwarna biru, sedangkan fase dispers yang berupa droplet parafin cair tidak berwarna biru.
Methylene blue merupakan pewarna yang larut air, hal inilah yang menyebabkan
medium dispers dari sistem emulsi dan gel yang mengandung air akhirnya berwarna biru, sedangkan droplet fase dispers tidak. Hasil penentuan tipe emulsi dari sediaan emulgel photoprotector adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskopik tipe emulgel (perbesaran 40x)
Penentuan tipe emulsi dari masing-masing formula diperkuat dengan adanya perhitungan nilai HLB. Dengan dasar perhitungan nilai HLB ini, dapat diprediksi tipe emulsi yang terbentuk dalam sediaan emulgel photoprotector. Berikut adalah nilai HLB dari masing-masing formula.
Tabel V. Nilai HLB dari Tiap Formula Emulgel
Formula Nilai HLB
Berdasarkan tabel V, maka nilai HLB pada seluruh formula berada pada rentang 8-13. Menurut Kim (2005) pada nilai HLB 8-18 akan terbentuk emulsi tipe M/A, dan pada nilai HLB 13-18 terjadi efek deterjensi dan solubilisasi. Dengan demikian, pada rentang nilai HLB 8-13 akan membentuk emulsi M/A tanpa efek deterjensi dan solubilisasi. Jadi berdasarkan nilai HLB maka tipe emulsi yang terbentuk pada sediaan emulgel photoprotector adalah M/A.
D. Pengaruh Tween 80, Span 80, dan Carbopol terhadap Respon Sifat Fisik
dan Stabilitas Fisik Emulgel
stabilitas fisik gel. Pertimbangan tersebut digunakan dalam memilih ketiga eksipien ini untuk menjadi faktor yang diamati pengaruhnya terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik dari sediaan emulgel photoprotector ini. Respon sifat fisik yang diamati adalah daya sebar dan viskositas emulgel, sedangkan respon stabilitas fisik yang diamati adalah pergeseran viskositas emulgel.
Tabel VI. Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Tween 80, Span 80, dan Carbopol
Faktor Tween 80 (g) Span 80 (g) Carbopol (g)
Level rendah 3,75 1,875 115
Level tinggi 5,625 3, 75 145
1. Respon viskositas
Viskositas adalah suatu tahanan untuk mengalir (Martin et al., 1993). Viskositas yang tinggi akan memberikan stabilitas sistem emulsi di dalam sediaan emulgel karena akan meminimalkan pergerakan droplet fase dispers sehingga perubahan ukuran droplet ke ukuran yang lebih besar dapat dihindari dan kemungkinan terjadinya koalesens dapat dicegah. Pengukuran viskositas dilakukan pada hari kedua setelah pembuatan emulgel. Hasil uji respon viskositas ditunjukkan pada tabel VII berikut:
Tabel VII. Hasil Uji Respon Viskositas
Formula Rata-rata respon viskositas (d.Pa.s)
Berdasarkan data hasil pengujian respon viskositas, dilakukan analisis desain faktorial dengan menggunakan Software Design Expert 7.0.0™ untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon viskositas. Hasil analisis dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel VIII berikut:
Tabel VIII. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Viskositas
Faktor dan interaksi Efek
Tween 80 (a) 15,00
Span 80 (b) 7,50
Carbopol (c) 38,33
Tween 80 dan Span 80 (ab) 0,00
Tween 80 dan Carbopol (ac) 0,83
Span 80 dan Carbopol (bc) 0,00
Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) 4,17
Gambar 5. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon viskositas
Gambar 6. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon viskositas
sama juga ditunjukkan oleh grafik pada gambar 6, di mana pada level tinggi carbopol, semakin banyaknya jumlah tween 80 baik pada level tinggi maupun level rendah span 80 akan meningkatkan respon viskositas.
Gambar 7. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon viskositas
Berdasarkan grafik pada gambar 7 dapat dilihat adanya peningkatan respon viskositas pada level rendah span 80 ketika jumlah tween 80 ditingkatkan, baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol. Pada level tinggi span 80, peningkatan jumlah tween 80 baik pada level tinggi maupun level rendah carbopol akan diikuti dengan peningkatan respon viskositas seperti yang ditunjukkan oleh grafik pada gambar 8.
Gambar 10. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon viskositas
cenderung kecil jika dibandingkan dengan peningkatan respon viskositas pada level tinggi carbopol, di mana peningkatan viskositas yang terjadi pada level rendah carbopol adalah sebesar 3,333 d.Pa.s sementara peningkatan respon viskositas yang terjadi pada level tinggi carbopol sebesar 11,667 d.Pa.s.
Tabel IX. Hasil Uji Anova untuk Respon Viskositas
Sum of Mean F p-value
Untuk mengetahui apakah persamaan desain faktorial untuk respon viskositas signifikan dalam memprediksi respon viskositas dan untuk melihat faktor dan interaksi yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon viskositas dilakukan uji Anova menggunakan software Design Expert
7.0.0™. Suatu faktor atau interaksi yang berpengaruh signifikan dalam
tween 80 merupakan faktor yang memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 dan dapat disimpulkan bahwa faktor tween 80 dan faktor carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon viskositas.
Dari data signifikansi ini dapat disimpulkan bahwa penambahan carbopol dan tween 80 meskipun hanya dengan jumlah yang tidak terlalu banyak dalam formula emulgel antioksidan ini akan sangat berpengaruh pada profil viskositas sediaan tersebut. Penambahan carbopol sebagai gelling agent dalam sediaan emulgel ini akan meningkatkan viskositas sediaan. Hal ini disebabkan karena gugus karboksil dari carbopol telah berubah menjadi COO -pada saat penambahan TEA. Adanya gaya tolak menolak elektrostatis antara gugus karboksil yang telah berubah menjadi COO
banyak tween 80 akan membuat medium dispers menjadi lebih rigid. Semakin
rigid medium dispers akan mengakibatkan semakin meningkatnya viskositas
sistem emulsi. Emulsi merupakan bagian dari sedian emulgel antioksidan ini. Oleh karena itu ketika viskositas sistem emulsi meningkat maka akan mempengaruhi viskositas dari emulgel, di mana dalam hal ini viskositas dari emulgel juga akan meningkat.
2. Respon daya sebar
Menurut Garg et al. (2002) daya sebar merupakan karakteristik penting dalam formulasi yang menjamin kemudahan saat sediaan diaplikasikan di kulit, pengeluaran dari wadah, serta yang paling penting mempengaruhi penerimaan konsumen. Pada sediaan semipadat, daya sebar berbanding terbalik dengan viskositas sediaan. Semakin tinggi nilai viskositas suatu sediaan, maka daya sebar sediaan semakin rendah, begitu pula sebaliknya. Hasil uji respon daya sebar ditunjukkan pada tabel X berikut:
Tabel X. Hasil Uji Respon Daya Sebar
Formula Rata-rata respon daya sebar (cm)
Hasil pengujian respon daya sebar dianalisis menggunakan software
Design Expert 7.0.0™ untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing
faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon daya sebar. Hasil analisis dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel XI berikut:
Tabel XI. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Daya Sebar
Faktor dan interaksi Efek
Tween 80 (a) -0,19
Span 80 (b) -0,16
Carbopol (c) -0,26
Tween 80 dan Span 80 (ab) -0,092 Tween 80 dan Carbopol (ac) -0,025 Span 80 dan Carbopol (bc) -0,025 Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) -0,13
Gambar 11. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon daya sebar
Gambar 12. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon daya sebar
span 80 akan semakin menurunkan respon daya sebar, sedangkan pada level tinggi carbopol dan level rendah span 80, penambahan jumlah tween 80 tidak akan mengubah respon daya sebar seperti yang terlihat pada gambar 12.
Gambar 13. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon daya sebar
Pada gambar 13 dapat dilihat bahwa semakin banyaknya jumlah tween 80 pada level tinggi carbopol dan level rendah span 80 tidak mengubah respon daya sebar, sedangkan pada level rendah carbopol, peningkatan jumlah tween 80 akan mengakibatkan penurunan respon daya sebar. Hal yang berbeda dapat dilihat pada gambar 14 di mana pada level tinggi span 80, semakin tinggi jumlah tween 80 baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol akan menyebabkan respon daya sebar mengalami penurunan.
Gambar 16. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon daya sebar
Tabel XII. Hasil Uji Anova untuk Respon Daya Sebar
Dalam uji Anova menggunakan software Design Expert 7.0.0™, suatu persamaan desain faktorial dikatakan signifikan dalam memprediksi respon jika p-value dari persamaan tersebut kurang dari 0,05. Sementara itu suatu faktor atau interaksi dikatakan signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar jika p-value dari faktor atau interaksi tersebut juga kurang dari 0,05. Dari hasil uji Anova yang ditunjukkan pada tabel XII, persamaan desain faktorial untuk respon daya sebar merupakan persamaan yang signifikan dalam memprediksi respon daya sebar, sedangkan faktor yang signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar adalah faktor tween 80, span 80, dan carbopol, di mana interaksi yang signifikan dalam menentukan nilai respon daya sebar interaksi tween 80 dan span 80, serta interaksi ketiga faktor.
tersebut, yakni tween 80, span 80, dan carbopol merupakan faktor yang meningkatkan respon viskositas. Respon daya sebar erat kaitannya dengan respon viskositas. Profil daya sebar suatu sediaan semisolid akan sangat ditentukan oleh profil viskositas sediaan semisolid tersebut. Profil daya sebar merupakan salah satu bentuk shearing stress yang diberikan pada sediaan semisolid. Ketika shearing stress dalam bentuk daya sebar tersebut diberikan dengan kekuatan yang sama besar pada beberapa emulgel yang memiliki komposisi tween 80, span 80, dan carbopol yang berbeda di antara masing-masing emulgel, maka emulgel yang mengandung tween 80, span 80, dan carbopol lebih banyak akan menghasilkan jangkauan penyebaran emulgel yang lebih sempit dibandingkan emulgel dengan komposisi tween 80, span 80, dan carbopol yang lebih sedikit. Hal ini dikarenakan ketiga eksipien tersebut akan meningkatkan viskositas emulgel dan peningkatan viskositas emulgel itu menyebabkan jangkauan penyebaran emulgel menjadi lebih sempit.
3. Respon Pergeseran viskositas
menunjukkan semakin buruknya stabilitas fisik dari formula tersebut. Hasil uji respon pergeseran viskositas ditunjukkan pada tabel XIII berikut:
Tabel XIII. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas
Formula Rata-rata respon pergeseran viskositas (%)
1 4,94±2,41
Untuk mengetahui besarnya efek dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas dilakukan analisis desain faktorial dengan menggunakan software Design
Expert 7.0.0™berdasarkan data hasil pengujian respon pergeseran viskositas.
Hasil analisis dari masing-masing faktor dan interaksi antar faktor ditunjukkan pada tabel XIV berikut:
Tabel XIV. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Pergeseran Viskositas
Faktor dan interaksi Efek
Tween 80 (a) -2,16
Span 80 (b) -1,65
Carbopol (c) -0,36
Tween 80 dan Span 80 (ab) -1,51
Tween 80 dan Carbopol (ac) 0,36
Span 80 dan Carbopol (bc) 5,83x10-3 Tween 80, Span 80, dan Carbopol (abc) -0,10
itu faktor lainnya bernilai negatif. Hal ini berarti sebagian besar faktor memiliki efek menurunkan pergeseran viskositas. Faktor-faktor yang diamati pada penelitian ini merupakan bahan yang digunakan untuk menjaga stabilitas fisik sediaan semipadat. Tween 80 dan span 80 sebagai emulsifying agent berperan untuk menjaga stabilitas fisik emulsi sedangkan carbopol sebagai
gelling agent berfungsi untuk menjaga stabilitas fisik emulsi dan gel.
Gambar 18. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon pergeseran viskositas
mana pergeseran viskositas pada level rendah span 80 sebesar 0,19% sedangkan pergeseran viskositas pada level tinggi span 80 sebesar 3,41%.
Gambar 19. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon pergeseran viskositas
Grafik pada gambar 19 menunjukkan adanya penurunan respon pergeseran viskositas ketika tween 80 jumlahnya ditingkatkan baik pada level tinggi maupun level rendah carbopol dengan kondisi level rendah span 80. Hal yang sama ditunjukkan pada gambar 20 ditunjukkan di mana baik pada level rendah maupun level tinggi carbopol dengan kondisi level tinggi span 80 akan terjadi penurunan respon pergeseran viskositas apabila jumlah tween 80 semakin banyak.
Gambar 22. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas
Tabel XV. Hasil Uji Anova untuk Respon Pergeseran Viskositas
Meskipun tabel XIV menunjukkan bahwa setiap faktor dan interaksi antar faktor memiliki nilai efek untuk respon pergeseran viskositas, namun hal itu belum memastikan bahwa tiap faktor dan interaksi antar faktor memiliki efek atau pengaruh yang signifikan dalam menentukan nilai respon tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan uji Anova menggunakan software Design
Expert 7.0.0™ untuk melihat faktor apa saja yang berpengaruh signifikan
signifikan dalam memprediksi respon akan memberikan p-value lebih kecil dari 0,05. Dari tabel XV dapat dilihat bahwa persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas memberikan p-value lebih kecil dari 0,05 dan hal ini berarti persamaan desain faktorial untuk respon pergeseran viskositas merupakan persamaan yang signifikan dalam memprediksi respon pregeseran viskositas. Dari tabel XV juga dapat dilihat bahwa faktor-faktor dan interaksi lain selain faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 memberikan p-value yang lebih besar dari 0,05; sedangkan faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 memberikan
p-value yang lebih kecil dari 0,05. Oleh karena itu dari hasil uji Anova dapat
disimpulkan bahwa hanya faktor tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dengan span 80 yang berpengaruh signifikan dalam menentukan nilai respon pergeseran viskositas.
