INTISARI
Phycobiliprotein pada Spirulina platensis diketahui memiliki aktivitas antioksidan yang mampu mengatasi masalah penuaan dini karena radikal bebas. Ekstrak Spirulina platensis diformulasikan menjadi gel anti-aging. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor dominan antara carbopol 940, gliserin dan interaksi kedua faktor yang menentukan sifat fisik gel, untuk mengetahui kestabilan gel setelah siklus freeze thaw dan penyimpanan 28 hari serta untuk mengetahui area komposisi optimum dari formulasi gel anti-aging.
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dua faktor dua level. Faktor yang digunakan carbopol940 (1 g dan 2 g) dan gliserin (15 g dan 25 g). Parameter sifat fisik yang diamati adalah organoleptis, pH, homogenitas, viskositas, dan daya sebar. Parameter stabilitas yang diamati adalah viskositas dan persen sineresis. Data viskositas dan daya sebar dianalisis secara statistik menggunakan Design Expert dengan taraf kepercayaan 95% untuk mencari faktor dominan dan area optimum formula sediaan gel, serta menggunakan software R 3.2.2 untuk mengetahui stabilitas gel.
Hasil penelitian menunjukkan carbopol 940 merupakan faktor dominan dalam memberikan efek terhadap viskositas dan daya sebar. Gel anti-aging stabil setelah siklus freeze thaw dan penyimpanan 28 hari. Area komposisi optimum yang memenuhi parameter sifat fisik dapat ditemukan dengan kompisisi carbopol 1-1,4 g dan gliserin 15-25 g.
ABSTRACT
Phycobiliprotein in Spirulina platensis has been known have antioxidant activity which able to overcome premature aging caused free radicals. Spirulina platensis extract formulated into anti-aging gel preparation. This research aims to determine the dominant factor between carbopol 940, glycerin and their interaction to determine on the physical properties, to determine physical stability, and to determine the optimum composition area of anti-aging gel.
This research was an experimental using factorial design with two factors two levels. Carbopol940 (1 g and 2 g) and glycerin (15 g and 25 g) were used as factor. Physical properties was tested by observe organoleptic, pH, homogeneity, viscosity, and spreadability. Stability of gel was tested by observe percent of syneresis and viscosity. Data viscosity and spreadability were tested by Design Expert with confidence level 95% to find the dominant factor and the optimum area and stability of gel were tested by software R 3.2.2.
The result show that carbopol940 was a dominant factor that give the effect to viscosity and spreadability. Anti-aging gel was stable after freeze thaw cycle and 28 days storage. The optimum composition area has been found with good physical properties with carbopol 1-1,4 g and glycerin 15-25 g.
OPTIMASI GELLING AGENT CARBOPOL 940 DAN HUMEKTAN GLISERIN TERHADAP SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK
Spirulina platensis DENGAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Agatha Riona Octavianus NIM : 128114105
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
OPTIMASI GELLING AGENT CARBOPOL 940 DAN HUMEKTAN GLISERIN TERHADAP SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK
Spirulina platensis DENGAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Agatha Riona Octavianus NIM : 128114105
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
ii
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Hanya Ada Satu Kesuksesan;
Menjalani Hidup dengan Caramu Sendiri
-Christopher Morley
-
Skripsi ini kupersembahkan untuk...
Tuhan Yesus Kristus
Almarhum Papa
Mama, Agit, Dimas, dan David
vii PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria atas segala berkat dan penyertaan-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “OPTIMASI GELLING AGENT
CARBOPOL 940 DAN HUMEKTAN GLISERIN TERHADAP SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK Spirulina platensis DENGAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL” dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) program studi Farmasi.
Selama proses perkuliahan menempuh masa studi S1 sampai penyusunan skripsi ini selesai, penulis telah menerima dukungan baik dalam doa, bimbingan, arahan, saran, maupun kritik yang membangun dari berbagai pihak. Penulis hendak menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Aris Widayati, M.Si., Apt., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Septimawanto Dwi Prasetyo, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan waktu, pengarahan, dukungan dan semangat selama penelitian hingga penyusunan skripsi. 3. Ibu Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt., selaku dosen penguji yang telah
berkenan memberikan masukan dan pengarahan demi perbaikan skripsi ini.
viii
5. Segenap dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah mengajar dan membimbing penulis selama perkuliahan.
6. Segenap laboran dan karyawan terutama Pak Musrifin, Pak Wagiran, Pak Parlan, Pak Agung dan Pak Kayat yang telah membantu selama penelitian berlangsung.
7. Mama tercinta, tante Opi, om Anast, Agit, Dimas, dan David atas segala doa dan dukungannya selama penulis menyusun skripsi.
8. Rekan-rekan skripsi penulis selama penelitian, Tika, Rossa, dan Cindy atas kebersamaannya selama penelitian.
9. Teman-teman angkatan 2012 Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang juga memberikan warna selama masa perkuliahan penulis. 10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
memberikan doa, bantuan, dan dukungan selama penelitian skripsi. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan mengingat keterbatasan kemampuan serta pengalaman yang dimiliki. Kritik dan saran yang membangun sangat diperlukan oleh penulis untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi seluruh pihak, terutama perkembangan ilmu dalam bidang kefarmasian.
Yogyakarta, 04 Januari 2016
ix DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi
2. Keaslian penelitian... 5
3. Manfaat penelitian ... 6
B. Tujuan Penelitian ... 6
1. Tujuan umum ... 6
x
E. Analisis Aktivitas Antioksidan dengan Kromatografi Lapis Tipis ... 13
F. Spirulina platensis ... 14
G. Ekstraksi ... 17
H. Gel ... 18
I. Gelling Agent ... 19
J. Humektan ... 20
K. Bahan-bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Gel Anti-Aging ... 20
1. Trietanolamin (TEA) ... 21
2. Metil paraben ... 21
3. Akuades ... 22
L. Desain Faktorial ... 22
M. Landasan Teori ... 24
N. Hipotesis ... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 26
xi
B. Variabel dan Definisi Operasional ... 26
1. Variabel penelitian ... 26
2. Definisi operasional ... 27
C. Bahan Penelitian ... 29
D. Alat Penelitian ... 29
E. Tata Cara Penelitian ... 30
1. Pembuatan ekstrak Spirulina platensis ... 30
2. Uji aktivitas antioksidan ekstrak cair Spirulina platensis dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ... 30
3. Orientasi formula gel anti-aging ... 31
4. Pembuatan gel anti-aging ... 32
5. Uji sifat fisik gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 33
6. Uji stabilitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 34
7. Subjective assessment ... 34
F. Analisis Hasil ... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
A. Pembuatan Ekstrak Spirulina platensis ... 36
B. Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Spirulina platensis ... 37
C. Orientasi Level Setiap Faktor Penelitian ... 39
D. Pembuatan Gel Anti-Aging Ekstrak Spirulina platensis ... 42
E. Pengujian Sifat Fisik Gel Anti-Aging Ekstrak Spirulina platensis ... 44
1. Uji organoleptis ... 45
xii
3. Uji viskositas ... 46
4. Uji daya sebar ... 50
5. Optimasi formula ... 54
F. Stabilitas Gel Anti-Aging Ekstrak Spirulina platensis Setelah Siklus Freeze thaw ... 57
G. Stabilitas Gel Anti-Aging Ekstrak Spirulina platensis Selama Masa Penyimpanan 28 Hari ... 60
H. Subjective Assessment ... 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 64
A. Kesimpulan ... 64
B. Saran ... 64
DAFTAR PUSTAKA ... 65
LAMPIRAN ... 70
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I. Nilai pH kulit manusia di berbagai lokasi dari berbagai literatur . 10 Tabel II. Kandungan pigmen dalam 10 gram Spirulina platensis... 16 Tabel III. Rancangan desain faktorial dengan 2 faktor dan 2 level ... 22 Tabel IV. Formula gel acuan ... 32 Tabel V. Level rendah dan level tinggi carbopol940 dan gliserin pada
formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 32 Tabel VI. Formula gel anti-aging dengan aplikasi desain faktorial ... 32 Tabel VII. Pengaruh variasi komposisi carbopol940 pada 200 g gel
anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 39 Tabel VIII. Pengaruh variasi komposisi gliserin pada 200 g gel anti-aging .... 41 Tabel IX. Organoleptis gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 45 Tabel X. pH dan homogenitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 46 Tabel XI. Viskositas (�̅±SD) gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis... 47 Tabel XII. Nilai efek carbopol 940, gliserin dan interaksi kedua faktor
terhadap viskositas... 48
Tabel XIII. Daya sebar(�̅±SD) gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 51 Tabel XIV. Nilai efek carbopol 940, gliserin dan interaksi kedua faktor
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Kulit dan bagian-bagiannya ... 8
Gambar 2. Mekanisme metode DPPH ... 12
Gambar 3. DPPH radikal dan non radikal ... 14
Gambar 4. Morfologi Spirulina platensis... 15
Gambar 5. Pemanenan Spirulina platensis... 15
Gambar 6. Struktur carbopol ... 19
Gambar 7. Struktur gliserin ... 20
Gambar 8. Struktur trietanolamin ... 21
Gambar 9. Struktur metil paraben ... 21
Gambar 10. Hasil uji aktivitas antioksidan dari ekstrak Spirulina platensis dengan KLT. ... 38
Gambar 11. Grafik orientasi pengaruh variasi komposisi carbopol 940 terhadap viskositas... 39
Gambar 12. Grafik orientasi pengaruh variasi komposisi carbopol 940 terhadap daya sebar ... 40
Gambar 13. Grafik orientasi pengaruh variasi komposisi gliserin terhadap viskositas ... 41
xv
Gambar 15. Molekul serbuk carbopol 940 membentuk koil dan tidak
membentuk koil setelah didispersikan dalam air ... 43
Gambar 16. Grafik hubungan carbopol 940 terhadap respon viskositas ... 49
Gambar 17. Grafik hubungan gliserin terhadap respon viskositas ... 49
Gambar 18. Contour plot respon viskositas ... 50
Gambar 19. Grafik hubungan carbopol 940 terhadap respon daya sebar ... 53
Gambar 20. Grafik hubungan gliserin terhadap respon daya sebar ... 53
Gambar 21. Contour plot respon daya sebar ... 54
Gambar 22. Contour plot superimposed sediaan gel anti-aging dengan komposisi formula I ... 55
Gambar 23. Contour plot superimposed sediaan gel anti-aging dengan komposisi formula II ... 55
Gambar 24. Contour plot superimposed sediaan gel anti-aging dengan komposisi formula III ... 56
Gambar 25. Grafik stabilitas viskositas sediaan gel anti-aging setelah siklus freeze thaw ... 58
Gambar 26. Grafik stabilitas viskositas sediaan gel anti-aging selama penyimpanan 28 hari ... 60
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Surat keterangan serbuk Spirulina platensis ... 71
Lampiran 2. Hasil uji kadar air serbuk Spirulina platensis... 72
Lampiran 3. Certificate of analysis carbopol (AQUPEC HV-505HC) ... 73
Lampiran 4. Orientasi level kedua faktor penelitian ... 74
Lampiran 5. Pengujian sifat fisik gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis .... 75
Lampiran 6. Data uji stabilitas ... 76
Lampiran 7. Analisis statistik pengaruh faktor pada sediaan gel anti-aging terhadap respon dengan software Design Expert 9.0.6 dan pengujian formula optimum ... 79
Lampiran 8. Analisis statistik data uji stabilitas menggunakan software R i386 3.2.2 ... 85
Lampiran 9. Kuesioner subjective assessment ... 96
Lampiran 10. Dokumentasi ekstraksi Spirulina platensis ... 97
Lampiran 11. Dokumentasi sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis .. 98
Lampiran 12. Dokumentasi pengujian sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 103
xvii INTISARI
Phycobiliprotein pada Spirulina platensis diketahui memiliki aktivitas antioksidan yang mampu mengatasi masalah penuaan dini karena radikal bebas. Ekstrak Spirulina platensis diformulasikan menjadi gel anti-aging. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor dominan antara carbopol 940, gliserin dan interaksi kedua faktor yang menentukan sifat fisik gel, untuk mengetahui kestabilan gel setelah siklus freeze thaw dan penyimpanan 28 hari serta untuk mengetahui area komposisi optimum dari formulasi gel anti-aging.
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dua faktor dua level. Faktor yang digunakan carbopol940 (1 g dan 2 g) dan gliserin (15 g dan 25 g). Parameter sifat fisik yang diamati adalah organoleptis, pH, homogenitas, viskositas, dan daya sebar. Parameter stabilitas yang diamati adalah viskositas dan persen sineresis. Data viskositas dan daya sebar dianalisis secara statistik menggunakan Design Expert dengan taraf kepercayaan 95% untuk mencari faktor dominan dan area optimum formula sediaan gel, serta menggunakan software R 3.2.2 untuk mengetahui stabilitas gel.
Hasil penelitian menunjukkan carbopol 940 merupakan faktor dominan dalam memberikan efek terhadap viskositas dan daya sebar. Gel anti-aging stabil setelah siklus freeze thaw dan penyimpanan 28 hari. Area komposisi optimum yang memenuhi parameter sifat fisik dapat ditemukan dengan kompisisi carbopol 1-1,4 g dan gliserin 15-25 g.
xviii ABSTRACT
Phycobiliprotein in Spirulina platensis has been known have antioxidant activity which able to overcome premature aging caused free radicals. Spirulina platensis extract formulated into anti-aging gel preparation. This research aims to determine the dominant factor between carbopol 940, glycerin and their interaction to determine on the physical properties, to determine physical stability, and to determine the optimum composition area of anti-aging gel.
This research was an experimental using factorial design with two factors two levels. Carbopol940 (1 g and 2 g) and glycerin (15 g and 25 g) were used as factor. Physical properties was tested by observe organoleptic, pH, homogeneity, viscosity, and spreadability. Stability of gel was tested by observe percent of syneresis and viscosity. Data viscosity and spreadability were tested by Design Expert with confidence level 95% to find the dominant factor and the optimum area and stability of gel were tested by software R 3.2.2.
The result show that carbopol940 was a dominant factor that give the effect to viscosity and spreadability. Anti-aging gel was stable after freeze thaw cycle and 28 days storage. The optimum composition area has been found with good physical properties with carbopol 1-1,4 g and glycerin 15-25 g.
1 BAB I
PENGANTAR
A.Latar Belakang
Kulit cantik dan sehat merupakan impian yang diinginkan oleh setiap wanita Indonesia. Kondisi geografis Indonesia dan berbagai masalah lingkungan dapat menghambat impian semua wanita Indonesia karena dapat menyebabkan terjadinya berbagai masalah kulit.
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan iklim tropis yang dilalui oleh garis khatulistiwa, sehingga Indonesia mendapat panas sepanjang tahun (Munawir dkk., 2006). Paparan panas yang terjadi sepanjang tahun, mengakibatkan penduduk terpapar sinar ultraviolet (UV) dari matahari secara kronik dan berlebihan, sehingga menyebabkan terjadi masalah kulit seperti muncul bintik-bintik, keriput, noda hitam, kulit terbakar karena sinar matahari (sunburns) dan pigmentasi tidak merata pada kulit (Narayanaswamy dan Ismail, 2015).
DNA. Intensitas sinar UV B paling kuat terjadi pada pukul 10.00-16.00. Sinar UV B mengakibatkan kulit terbakar, memerah, noda-noda hitam, dan terjadi penuaan. Sinar UV C kemungkinan paling berbahaya meskipun lapisan ozon menyaring sinar ini (Med Express, 2009).
Polusi udara dan asap rokok juga dapat menimbulkan masalah kulit. Polusi udara mengganggu kemampuan kulit dalam mengatur tingkat kelembabannya sehingga kulit menjadi terlalu kering dan bersisik serta membuat pori-pori kulit menjadi tertutup dan mengakibatkan timbulnya jerawat atau bintik-bintik hitam (Med Express, 2009).
Asap rokok mengandung komponen beracun yang dapat diserap secara sistemik dan menyebabkan kerusakan kolagen (jaringan ikat) di kulit. Peningkatan kolagenase yang diinduksi karena merokok dapat mengakibatkan degradasi kolagen atau kerusakan jaringan ikat kulit (Yin, Morita, dan Tsuji, 2001).
dikemukakan para ahli menjadi salah satu teori penuaan yang dinamakan teori radikal bebas (Jusuf, 2005).
Penuaan dini dapat dicegah dengan antioksidan yang dapat menetralisir radikal bebas (Pai dkk., 2014). Secara alami tubuh dilengkapi dengan pertahanan antioksidan seperti enzim superoksida dismutase, glutation peroksidase dan katalase. Antioksidan tersebut belum sepenuhnya dapat mencegah kerusakan sel karena radikal bebas, sehingga dibutuhkan senyawa antioksidan yang diperoleh dari luar salah satunya Spirulina platensis (Vaya dan Aviram, 2001).
Spirulina platensis merupakan mikroalga hijau biru (Cyanophyceae) yang mengandung pigmen phycobiliprotein yang berfungsi sebagai pewarna alami dan memiliki aktivitas antioksidan (Yudiati, Sedjati, dan Agustian, 2011). Pigmen phycobiliprotein diketahui mempunyai efek meredam beberapa reactive oxygen species (ROS) secara in vivo (Hirata, Tanaka, Ooike, Tsunomora, dan Sakaguchi, 2000). Phycobiliprotein dapat diperoleh melalui proses maserasi menggunakan air, karena phycobiliprotein lebih mudah larut dalam pelarut polar seperti air dan larutan penyangga (Arlyza, 2005 ; Setyawan dan Satria, 2013).
Uji aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis dilakukan dengan menggunakan 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) pada plat Kromatografi Lapis Tipis (KLT). Pada metode ini dapat dilihat terjadi perubahan warna dari senyawa berwarna ungu (DPPH) menjadi kuning oleh elektron dari senyawa antioksidan (Masoko dan Eloff, 2007).
dalam bentuk sediaan oral (kapsul dan tablet) serta sediaan topikal seperti masker (Badan Pengawas Obat dan Makanan, 2012). Berdasarkan database tersebut, peneliti membuat Spirulina platensis dalam inovasi kosmetik yaitu sediaan gel.
Komponen penting dalam pembuatan gel adalah gelling agent dan humektan. Gelling agent yang digunakan adalah carbopol 940 dan gliserin digunakan sebagai humektan. Kelebihan carbopol 940 yaitu bersifat stabil, kompatibel dengan bahan lain dan toksisitasnya rendah. Humektan gliserin dalam sediaan topikal dapat melembabkan kulit dengan konsentrasi penggunaan gliserin kurang dari 30% (Rowe, Sheskey, dan Quinn, 2009).
Gelling agent dan humektan berpengaruh pada sifat fisik dan stabilitas sediaan gel, sehingga untuk mengetahui pengaruh antara gelling agent dan humektan maupun interaksi keduanya terhadap sifat fisik dan stabilitas sediaan gel, digunakanlah metode desain faktorial. Metode desain faktorial dalam penelitian ini dilakukan dengan dua faktor (gelling agent dan humektan) dan dua level (level rendah dan level tinggi).
1. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan di atas, maka rumusan masalah yang ada adalah:
a. Faktor apakah yang lebih dominan antara carbopol940 dan gliserin maupun interaksi kedua faktor yang menentukan sifat fisik (viskositas dan daya sebar) sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis?
c. Apakah area komposisi optimum gelling agent carbopol940 dan humektan gliserin dapat ditemukan sehingga diperoleh sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis yang dapat memenuhi parameter sifat fisik gel?
2. Keaslian penelitian
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan peneliti, penelitian tentang optimasi gelling agent carbopol940 dan humektan gliserin dalam sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dengan aplikasi desain faktorial belum pernah dilakukan.
Penelitian yang terkait Spirulina platensis dan formulasi gel antara lain: a. Penelitian yang dilakukan oleh Hirata dkk. (2000): “Antioxidant Activities
of Phycocyanobilin Prepared from Spirulina platensis”. Pada penelitian
tersebut dilakukan uji aktivitas antioksidan phycocyanobilin dari Spirulina platensis.
b. Penelitian yang dilakukan oleh Shalaby dan Shanab (2013): “Antiradical and Antioxidant Activities of Different Spirulina platensis Extracts
against DPPH and ABTS Radical Assays”. Pada penelitian tersebut
dilakukan uji aktivitas antioksidan dan antiradikal dari Spirulina platensis pada berbagai pelarut.
c. Penelitian yang dilakukan oleh Kurniawati (2015): “Optimasi Gelling Agent Carbomer dan Humektan Gliserin dalam Sediaan Gel
optimasi antara carbopol sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan dalam gel anti-inflamasi menggunakan aplikasi desain faktorial. d. Penelitian yang dilakukan oleh Arunyanart dan Charoenrein (2008): “Effect
of Sucrose on The Freeze-Thaw Stability of Rice Starch Gels: Correlation
with Microstructure and Freezable Water”. Pada penelitian tersebut
dilakukan uji stabilitas rice starch gels dengan metode freeze-thaw selama 5 siklus.
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Menambah ilmu pengetahuan bagi perkembangan dunia farmasi mengenai optimasi gelling agent carbopol 940 dan humektan gliserin pada pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
b. Manfaat metodologis. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan informasi tentang komposisi optimum dari gelling agent carbopol940 dan humektan gliserin dengan aplikasi desain faktorial pada pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
c. Manfaat praktis. Sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis diharapkan dapat menjadi alternatif kosmetik dari bahan alami.
B.Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum
2. Tujuan khusus
a. Mengetahui faktor yang dominan antara carbopol940 dan gliserin maupun interaksi kedua faktor yang menentukan sifat fisik (viskositas dan daya sebar) sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
b. Mengetahui kestabilan sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis setelah siklus freeze thaw dan selama masa penyimpanan 28 hari.
8 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A.Kulit
Kulit merupakan salah satu organ terbesar dari tubuh yang membentuk 15% dari berat badan keseluruhan sehingga dapat menutupi tubuh dengan sempurna dan melindungi struktur yang berada di bawahnya (Setiadi, 2007).
Gambar 1. Kulit dan bagian-bagiannya (Healthfavo, 2013)
Lapisan kulit dari luar ke dalam terdiri dari epidermis, dermis, dan hipodermis yang dijelaskan sebagai berikut:
1. Epidermis (kulit ari)
Epidermis merupakan lapisan kulit terluar dan memiliki ketebalan bervariasi di setiap bagian tubuh (Nurachman dan Angriani, 2011). Lapisan epidermis terdiri dari stratum corneum (lapisan tanduk), stratum lusidium, stratum granulosum, stratum spinosum, dan stratum basale (germinativum). Pada epidermis terdapat pigmen kulit. Warna kulit tergantung pada jenis dan jumlah dua pigmen utama melanin–feomelanin yang berwarna kemerahan dan eumelanin yang berwarna kecoklat-hitaman. Paparan sinar UV merangsang melanosit sehingga kulit menjadi lebih gelap (Parker, 2009).
2. Dermis (kulit jangat)
Dermis atau kulit jangat merupakan lapisan yang berada di bawah lapisan epidermis, tepatnya di dalam jaringan ikat (kolagen) dan lapisan serabut elastin. Lapisan dermis terdiri atas pembuluh darah, ujung saraf, kelenjar minyak, kelenjar keringat, otot penegak rambut, dan akar rambut. Lapisan dermis mengandung serat yang elastis sehingga dapat membuat kulit yang dikerutkan akan kembali menjadi bentuk semula. Serat elastis dalam dermis terbuat dari jaringan protein sehingga apabila terjadi kekurangan protein maka kulit menjadi kurang elastis dan mudah mengendur serta dapat menimbulkan kerutan (Wirakusumah, 2007). 3. Hipodermis (subkutan)
adiposa yang berguna sebagai shockbreker atau pegas bila terjadi tekanan trauma mekanis yang menimpa kulit dan sebagai tempat penimbunan kalori, cadangan makanan, dan menahan panas tubuh (Setiadi, 2007).
Menurut Barel, Paye, dan Maibach (2009), terdapat variasi pH di berbagai lokasi permukaan kulit yang disajikan pada tabel I. Menurut Barel dkk. (2009), kulit wajah pada bagian dahi dan pipi memiliki pH 4-5,5. Jika suatu sediaan memiliki pH di luar range tersebut, sediaan berpotensi menimbulkan efek iritasi pada kulit (Benson dan Watkinson, 2012).
Tabel I. Nilai pH kulit manusia di berbagai lokasi (Barel dkk., 2009)
Skin surface pH Location
4,0-5,5 Forehead
4,0-5,5 Forehead and cheek
4,1-4,2 Forearm
Ciri-ciri penuaan dini yaitu kerutan, kulit menjadi kendur (elastisitas kulit menurun), perubahan warna kulit (pigmentasi) yang tidak merata, noda hitam, serta kulit menjadi kasar dan kering (Binic, Lazarevic, Ljubenovic, Mojsa, dan Sokolovic, 2013).
Proses menua merupakan proses fisiologis yang akan terjadi pada semua makhluk hidup yang meliputi seluruh organ tubuh termasuk kulit. Saat mulai terjadinya proses menua pada kulit tidak sama pada setiap orang. Pada orang tertentu proses menua kulit terjadi sesuai dengan usianya sedangkan pada orang lain datangnya lebih cepat, keadaan ini disebut penuaan dini (premature aging). Hal ini menunjukkan bahwa proses menua pada setiap individu berbeda, tergantung dari berbagai faktor yang dapat mempengaruhi dan mempercepat terjadinya proses menua kulit (Jusuf, 2005).
Bermacam-macam teori proses menua telah dikemukakan para ahli namun sampai saat ini mekanisme yang pasti belum diketahui. Teori radikal bebas merupakan salah satu teori proses menua. Teori radikal bebas saat ini lebih banyak dianut dan dipercaya sebagai mekanisme proses menua. Berbagai usaha untuk menanggulangi kulit menua sekarang ini banyak ditujukan pada usaha pengikatan atau pemecahan radikal bebas. Bahan yang dapat menetralisir radikal bebas disebut antioksidan (Jusuf, 2005).
C.Radikal Bebas
pasangannya termasuk menyerang sel-sel tubuh yang normal. Akibatnya sel-sel akan rusak dan menua dan juga mempercepat timbulnya kanker (Jusuf, 2005). Molekul-molekul radikal bebas tersebut yaitu reactive oxygen spesies (ROS) seperti anion superoksida, peroksida, radikal hidroksil (OH), ion hidroksil,
oksigen singlet dan reactive nitrogen spesies seperti nitrogen oksida (NO) dan
peroksinitrit (ONOO-) (RNS) (Pai dkk., 2014).
D.Antioksidan
Antioksidan mampu menghambat reaksi berantai radikal bebas dalam tubuh dengan cara mendonasikan satu atau lebih elektronnya kepada senyawa oksidan untuk diubah menjadi senyawa yang stabil (Kikuzaki, Hisamoto, Hirose, Akiyama dan Taniguchi, 2002). Antioksidan memiliki kemampuan untuk menghambat proses oksidasi. Metode yang digunakan untuk menilai aktivitas antioksidan yaitu dengan menggunakan 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH). Antioksidan akan mendonorkan proton atau hidrogen kepada DPPH, sehingga terbentuk 2,2-difenil-1-pikrilhidrazin (DPPH-H) yang bersifat non radikal (Wikanta, Januar, dan Nursid, 2005).
E.Analisis Aktivitas Antioksidan dengan Kromatografi Lapis Tipis Pada uji aktivitas antioksidan, biasanya dilakukan tes skrining menggunakan 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) pada plat Kromatografi Lapis Tipis (KLT) untuk melihat kemampuan penangkap radikal dari senyawa-senyawa yang ada dalam suatu ekstrak. Metode Kromatografi Lapis Tipis dapat dengan cepat mendeteksi dan memisahkan komponen aktif dalam ekstrak tumbuhan.
Metode Kromatografi Lapis Tipis memiliki keuntungan lain seperti nyaman, sederhana dalam pelaksanaannya, dan tidak memerlukan peralatan khusus (Kannan, Arumugam, dan Meenakshi, 2010). Metode DPPH umumnya digunakan dalam mengevaluasi aktivitas antioksidan suatu senyawa dan merupakan metode yang valid dan akurat, mudah dalam pelaksanaannya dan ekonomis (Kedare dan Singh, 2011).
Gambar 3. DPPH radikal dan non radikal. (A). DPPH (radikal), berwarna ungu. (B). DPPH-H (non radikal) berwarna kuning (Molyneux, 2004)
F. Spirulina platensis
Spirulina platensis merupakan salah satu mikroalga hijau biru (Cyanophyceae) yang digolongkan sebagai bakteri yang dapat melakukan fotosintesis untuk menghasilkan oksigen. Spirulina platensis mampu tumbuh dalam berbagai kondisi pertumbuhan yang dapat ditemukan di perairan dengan berbagai tingkat salinitas dengan pH basa, biasanya berkisar 8-11. Kondisi pH basa ini memberikan keuntungan dari sisi budidaya karena relatif tidak mudah terkontaminasi oleh mikroalga lain, yang umumnya hidup pada pH yang lebih rendah atau lebih asam (Arlyza, 2005).
Spirulina platensis mengandung senyawa antioksidan seperti selenium, vitamin E, dan enzim superoksida dismutase yang dapat memperkecil resiko kerusakan yang diakibatkan oleh radikal bebas (Adam, 2005). Spirulina platensis secara ekstensif tumbuh dan menghasilkan protein-protein yang berguna untuk makanan atau untuk kegunaan industrial sebagai pigmen biru, emulsifier, thickening, dan gelling agent.
Spirulina platensis juga mengandung komponen lain seperti asam lemak tak jenuh seperti omega-3 dan omega-6, provitamin, dan kandungan fenolik (Shalaby dan Shanab, 2013). Morfologi dari Spirulina platensis ditunjukkan pada gambar 4. Spirulina platensis memiliki wujud seperti lumpur yang berwarna hijau dan pemanenan Spirulina platensis dapat dilakukan dengan cara penyaringan seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 4. Morfologi Spirulina platensis dilihat menggunakan scanning electron microscope (El-Samragy, 2012)
Tingkatan taksonomi Spirulina platensis menurut Kabinawa (2006)
Spesies : Spirulina platensis
Spirulina platensis mengandung pigmen phycobiliprotein. Phycobiliprotein merupakan kompleks pigmen-protein yang dapat menyerap cahaya. Berdasarkan sifat penyerapan cahaya, pigmen phycobiliprotein terdiri atas tiga kelompok yaitu phycoerythrin (PE) menyerap cahaya pada 495 nm dan 540-570 nm, phycocyanin (PC) menyerap cahaya pada 610-620 nm, dan allophycocyanin (APC) menyerap cahaya pada 650-655 nm (Sudhakar, Jagatheesan, Perumal, dan Arunkumar, 2015).
Spirulina platensis lebih dominan akan pigmen phycocyanin, sehingga digolongkan sebagai mikroalga hijau biru (Kabinawa, 2006). Komposisi kandungan pigmen dalam Spirulina platensis disajikan pada tabel II.
Tabel II. Kandungan pigmen dalam 10 gram Spirulina platensis (Kabinawa, 2006)
Jenis Pigmen Kandungan/10 g Persentase (%) Phycocyanin (biru) 1500 – 2000 mg 15 – 20
Klorofil a (hijau) 115 mg 1,15
Karotenoid (oranye) 37 mg 0,37
merupakan pewarna alami yang memiliki aktivitas antioksidan dengan cara peredaman radikal bebas oleh 2,2’-azobis (2-amidinopropane) dihydroxychloride (AAPH) (Hirata dkk., 2000 ; Yudiati dkk., 2011). Biomassa sel dari Spirulina platensis terutama pigmen phycobiliprotein akan jauh lebih mudah larut dalam pelarut polar, seperti air dan larutan penyangga (bufer) terutama bufer fosfat bila dibandingkan dengan pelarut kurang polar seperti aseton dan kloroform (Arlyza, 2005 ; Setyawan dan Satria, 2013).
G.Ekstraksi
Prinsip ekstraksi adalah melarutkan dan menarik senyawa menggunakan pelarut yang tepat (Silvia, Arreneuz, dan Wibowo, 2015). Maserasi merupakan proses ekstraksi yang dilakukan pada suhu kamar, yang memungkinkan untuk pelarut menembus struktur seluler pada tumbuhan dan melarutkan senyawa aktif (Supriyatna, Moelyono, Iskandar, dan Febriyanti, 2015).
Metode maserasi pada umumnya digunakan dalam isolasi senyawa bahan alam karena dengan perendaman sampel tumbuhan akan terjadi pemecahan dinding dan membran sel akibat perbedaan tekanan antara di dalam dan di luar sel sehingga senyawa metabolit sekunder yang ada dalam sitoplasma akan terlarut dalam pelarut dan ekstraksi senyawa akan sempurna karena dapat diatur lama perendaman yang dilakukan. Pemilihan pelarut pada metode maserasi akan memberikan efektivitas yang tinggi dengan memperlihatkan kelarutan senyawa bahan alam dalam pelarut tersebut (Zullaikah, Fulanah, dan Fitri, 2015).
adanya perbedaan konsentrasi antara larutan senyawa aktif di dalam dan di luar sel, di mana sel yang mengandung senyawa aktif (konsentrasi tinggi) akan menuju pelarut (konsentrasi rendah) untuk mencapai kesetimbangan konsentrasi antara senyawa aktif di dalam dan di luar sel (Silvia dkk., 2015).
H.Gel
Gel merupakan sistem semisolid yang tersusun atas dispersi molekul kecil atau besar dalam pembawa berair seperti jeli dengan penambahan bahan pembentuk gel. Bahan pembentuk gel yang dapat digunakan berupa makromolekul sintetik seperti karbomer; derivat selulosa, seperti karboksi metil selulosa, hidroksi propil metil selulosa; dan gum alami seperti tragakan. Gel dapat mengembang ketika didiamkan, dan membentuk tiksotropik sehingga harus dikocok sebelum digunakan untuk mengencerkan gel dan memungkinkan penuangan (Allen, Popovich, dan Ansel, 2013).
Formulasi gel terdiri dari bahan pembentuk gel; air; bahan obat; pelarut, seperti alkohol atau propilen glikol; pengawet seperti metil paraben dan propil paraben; dan penstabil seperti dinatrium edetat. Gel yang mengandung bahan obat dapat dibuat untuk berbagai rute pemberian, meliputi kulit, mata, hidung, vagina, dan rektum (Allen dkk., 2013).
Gel yang diaplikasikan ke kulit memiliki beberapa keuntungan yaitu tiksotropik, tidak berminyak, mudah dioleskan, mudah dibersihkan, emolien, jernih, kompatibel dengan beberapa eksipien dan larut dalam air (Helal, El-Rhman, Abdel-Halim, dan El-Nabarawi, 2012). Ketidakstabilan gel dapat dibagi menjadi 2 yaitu swelling dan sineresis. Swelling merupakan pembengkakan gel dan sineresis adalah peristiwa gel mengkerut sehingga cenderung memeras air keluar dari dalam sel, akibatnya gel tampak lebih kecil dan padat (Kuncari, Iskandarsyah, dan Praptiwi, 2014).
I. Gelling Agent
Pada penelitian ini gelling agent yang digunakan yaitu carbopol 940. Pemerian dari carbopoladalah serbuk putih, higroskopis, asam, dan sedikit berbau khas. Kegunaan carbopol 940 selain sebagai gelling agent dalam formulasi sediaan semisolid adalah sebagai rheology modifier, material bioadhesive, controlled release agent, emulsifying agent, agen stabilitas, dan agen pensuspensi. Carbopol biasa digunakan dalam kosmetik dan produk pharmaceutical karena stabilitasnya yang tinggi, kompatibel dengan bahan lain, dan toksisitasnya rendah (Lu dan Jun, 1998). Batas konsentrasi penggunaan carbopol sebagai gelling agent yaitu 0,5-2% (Rowe dkk., 2009).
J. Humektan
Humektan merupakan salah satu dari hydrating substances dalam produk kosmetik yang berfungsi untuk mencegah hilangnya air dari produk selama penggunaan dan meningkatkan kadar air dalam bahan yang bersentuhan dengan produk (Barel dkk., 2009). Humektan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gliserin.
Pemerian dari gliserin adalah cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, kental, memiliki rasa manis, dan bersifat higroskopis. Gliserin memiliki rumus empirik C3H8O3 dan bobot molekul 92,09. Gliserin juga berfungsi sebagai
pengawet, co-solvent, pelarut, emolien, penetration enhancer, dan bahan pengisotonis. Campuran gliserin dengan air, etanol (95%) dan propilen glikol adalah stabil. Gliserin dalam sediaan topikal digunakan sebagai humektan yang dapat melembabkan kulit dengan konsentrasi penggunaan gliserin kurang dari 30% (Rowe dkk., 2009). Kelebihan gliserin yaitu menunjukkan kesetimbangan higroskopisitas yang baik dan tidak toksik kecuali pada konsentrasi yang tinggi (Schueller dan Romanowski, 1999).
Gambar 7. Struktur gliserin (Rowe dkk., 2009)
1. Trietanolamin (TEA)
Trietanolamin merupakan cairan kental yang jernih, tidak berwarna hingga berwarna kuning pucat dan memiliki sedikit bau amonia. Trietanolamin berfungsi sebagai agen pembasa dan emulgator (Rowe dkk., 2009).
Gambar 8. Struktur trietanolamin (Rowe dkk., 2009) 2. Metil paraben
Metil paraben banyak digunakan sebagai bahan pengawet dalam kosmetik, produk makanan dan formulasi farmasetis. Metil paraben biasa digunakan sendiri atau dikombinasikan dengan golongan paraben atau bahan pengawet lainnya. Metil paraben paling sering digunakan sebagai bahan pengawet dalam kosmetik. Penggunaan metil paraben sebagai pengawet memiliki batas konsentrasi sebesar 0,02%-0,3% jika digunakan dalam sediaan topikal. Metil paraben berupa kristal tidak berwarna atau serbuk kristal putih; tidak berbau atau hampir tidak berbau dan memiliki sedikit rasa terbakar. Metil paraben larut dalam air panas pada suhu 80°C (1:30), etanol 95% (1:3), gliserin (1:60), dan propilen glikol (1:5) (Rowe dkk., 2009).
3. Akuades
Akuades merupakan cairan jernih, tidak berwarna, dan tidak berbau. Rumus kimia dari akuades yaitu H2O dengan bobot molekul sebesar 18,02.
Akuades memiliki pH 5-7 dan dalam pembuatan gel anti-aging digunakan sebagai pelarut dan media dispersi gelling agent (Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan RI, 2014).
L.Desain Faktorial
Desain faktorial adalah desain atau rancangan pilihan untuk menentukan efek simultan dari beberapa faktor dan dari interaksi faktor-faktor tersebut. Pada desain faktorial terdapat beberapa istilah yang biasa muncul seperti faktor, level, respon, efek dan interaksi. Faktor adalah variabel yang ditetapkan yang dapat mempengaruhi respon, seperti, konsentrasi, suhu, agen lubrikan, penggunaan obat atau makanan. Level merupakan nilai atau tetapan faktor, misalnya level rendah dan level tinggi. Respon merupakan sifat atau hasil percobaan yang diamati. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan karena adanya variasi oleh level yang ditetapkan pada faktor tersebut. Interaksi merupakan penambahan dari efek faktor (Bolton dan Bon, 2010). Rancangan desain faktorial dengan 2 faktor percobaan dan 2 level dapat dilihat pada tabel III.
Tabel III. Rancangan desain faktorial dengan 2 faktor dan 2 level Formula Faktor 1 Faktor 2 Interaksi
(1) - - +
a + - -
b - + -
Keterangan:
- = faktor dengan level rendah + = faktor dengan level tinggi
Formula (1) = formula dengan faktor 1 level rendah dan faktor 2 level rendah Formula a = formula dengan faktor 1 level tinggi dan faktor 2 level rendah Formula b = formula dengan faktor 1 level rendah dan faktor 2 level tinggi Formula ab = formula dengan faktor 1 level tinggi dan faktor 2 level tinggi Interaksi = hasil perkalian antar level
Rumus dari desain faktorial dua faktor dan dua level terlihat pada
Desain Faktorial memiliki banyak keuntungan yaitu:
1. Jika tidak ada interaksi, desain faktorial memiliki efisiensi maksimum dalam memperkirakan efek utama.
3. Efek berlaku untuk berbagai kondisi karena dapat diukur pada berbagai tingkat faktor-faktor lain (Bolton dan Bon, 2010).
M. Landasan Teori
N.Hipotesis
1. Faktor carbopol 940 memberikan efek dominan yang menentukan sifat fisik (viskositas dan daya sebar) sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis. 2. Sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis secara fisik stabil setelah
siklus freeze thaw dan selama masa penyimpanan 28 hari.
26 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A.Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial yaitu dengan melihat perbandingan komposisi carbopol940 dan gliserin untuk memperoleh formula optimum dalam pembuatan sediaan gel anti-aging.
B.Variabel dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi komposisi gelling agent carbopol940 dan humektan gliserin.
b. Variabel tergantung. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik gel meliputi organoleptis, pH, homogenitas, viskositas, dan daya sebar gel serta stabilitas gel (viskositas dan persen sineresis setelah siklus freeze thaw dan selama masa penyimpanan 28 hari).
d. Variabel pengacau tak terkendali. Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu dan kelembaban ruangan saat pembuatan dan penyimpanan sediaan gel anti-aging.
2. Definisi operasional
a. Ekstrak Spirulina platensis adalah ekstrak yang diperoleh dengan cara maserasi serbuk Spirulina platensis menggunakan pelarut air perbandingan 1:10 selama 2 jam.
b. Gelling agent adalah bahan pembentuk gel yang membentuk matriks. Pada penelitian ini digunakan carbopol940 sebagai gelling agent.
c. Humektan adalah bahan yang berfungsi untuk menarik lembab dari lingkungan sehingga kelembaban kulit dapat dipertahankan. Pada penelitian ini digunakan gliserin sebagai humektan.
d. Desain faktorial adalah metode yang memungkinkan untuk mengetahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas sediaan gel anti-aging.
e. Formula optimum adalah formula gel yang memenuhi standar sediaan semisolid yang ditetapkan (daya sebar 5-7 cm, viskositas 200-300 dPa.s). f. Faktor adalah variabel yang diteliti dalam penelitian yaitu carbopol 940
dan gliserin.
g. Level adalah tetapan atau nilai dari suatu faktor yang dinyatakan secara numerik.
sebagai hasil sifat fisik gel meliputi viskositas dan daya sebar, serta stabilitas gel meliputi viskositas dan persen sineresis.
i. Sifat fisik gel adalah parameter-parameter yang menjadi acuan untuk mengetahui kualitas fisik gel yang meliputi organoleptis, pH, homogenitas, viskositas, dan daya sebar gel.
j. Organoleptis adalah uji pengamatan terhadap bentuk, warna, dan bau dari sediaan gel anti-aging.
k. pH merupakan salah satu parameter dari sediaan gel. pH sediaan gel yang baik untuk kulit wajah adalah 4,0-5,5.
l. Homogenitas ditentukan dari ada tidaknya serbuk yang muncul pada sediaan gel anti-aging.
m.Viskositas adalah tingkat kekentalan gel anti-aging yang diukur menggunakan viskotester.
n. Daya sebar adalah diameter penyebaran (cm) gel anti-aging pada kaca bulat berskala selama 1 menit dengan beban 125 g.
o. Stabilitas gel adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui tingkat kestabilan gel anti-aging, meliputi viskositas dan persen sineresis yang diuji setelah sediaan gel melewati siklus freeze thaw dan selama masa penyimpanan 28 hari.
q. Contour plot adalah grafik yang berfungsi untuk memprediksi komposisi optimum suatu formula berdasarkan parameter sifat fisik (viskositas dan daya sebar) gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
r. Contour plot superimposed adalah penggabungan grafik contour plot tiap respon viskositas dan daya sebar sehingga diperoleh area optimum. s. Subjective assessment adalah penilaian dari responden melalui kuesioner
sebagai gambaran penerimaan konsumen terhadap sediaan gel anti-aging yang dihasilkan.
t. Persentase setuju adalah jumlah persentase dari hasil persentase kuesioner sangat setuju dan setuju.
C.Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk Spirulina platensis (CV. Blue Green Algae Biotechnology), carbopol940, gliserin, akuades, trietanolamin (TEA), metil paraben, silika gel GF 254, n-butanol, asam asetat glasial, rutin, dan 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH).
D.Alat Penelitian
E.Tata Cara Penelitian 1. Pembuatan ekstrak Spirulina platensis
Serbuk Spirulina platensis ditimbang seksama sebanyak 10 gram, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL, lalu ditambahkan akuades sebanyak 100 mL. Erlenmeyer kemudian ditutup dengan aluminium foil, lalu dimaserasi menggunakan bantuan shaker dengan kecepatan 140 rpm selama 2 jam.
Hasil maserasi kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 4.000 rpm selama 30 menit. Setelah disentrifugasi, endapan dan supernatan yang dihasilkan kemudian dipisahkan dengan disaring menggunakan corong dan kertas saring sehingga diperoleh supernatan yang merupakan ekstrak cair Spirulina platensis yang dimasukkan dalam formula pembuatan gel.
2. Uji aktivitas antioksidan ekstrak cair Spirulina platensis dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
Uji aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis sebagai penangkap radikal bebas dilakukan berdasarkan metode Kannahi dan Suganya (2001) dengan sedikit modifikasi. Uji aktivitas diawali dengan mengeringkan plat KLT dalam oven pada suhu 100°C selama 10 menit. Fase diam yang digunakan yaitu silika gel GF 254 dengan ukuran 5 x 15 cm dengan jarak elusi 10 cm. Fase gerak yang digunakan untuk mengelusi yaitu n-butanol : asam asetat glasial : akuades dengan perbandingan 4 : 1 : 5 sebanyak 100 mL. Fase gerak dimasukkan ke dalam corong pisah lalu digojok selam 4 menit. Setelah itu dilakukan pendiaman selama satu hari.
merupakan fase geraknya. Fase gerak dimasukkan ke dalam chamber, kemudian chamber dijenuhkan menggunakan kertas saring. Plat KLT yang telah dikeringkan, kemudian diambil untuk digunakan sebagai tempat penotolan.
Larutan rutin 0,2% dalam metanol dibuat sebagai larutan standar dengan menimbang rutin sebanyak 0,02 g lalu dilarutkan dalam metanol pada labu takar 10 mL lalu ditotolkan menggunakan pipa kapiler pada plat KLT. Hal yang sama dilakukan pada ekstrak Spirulina platensis dengan menotolkan ekstrak menggunakan pipa kapiler pada plat KLT. Plat KLT dimasukkan ke dalam chamber yang telah dijenuhkan, kemudian ditunggu hingga fase gerak mengelusi totolan ekstrak Spirulina platensis hingga batas tanda yang menempuh jarak elusi 10 cm.
Plat KLT disemprot dengan menggunakan larutan DPPH 0,2% dalam metanol dan didiamkan dalam ruang gelap selama 30 menit. Plat KLT kemudian diamati. Senyawa aktif penangkap radikal bebas akan menunjukkan bercak berwarna kuning dengan latar belakang ungu (Demirezer, Kuruuzum-Uz, Bergere, Schiewe, dan Zeeck, 2001 ; Kannahi dan Suganya, 2001).
3. Orientasi formula gel anti-aging
Tabel IV. Formula gel acuan
Tabel V. Level rendah dan level tinggi carbopol940 dan gliserin pada formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
Formula Carbopol940 (g) Gliserin (g)
(1) 1,0 15
a 2,0 15
b 1,0 25
ab 2,0 25
4. Pembuatan gel anti-aging
Berdasarkan tabel V, dibuat 4 formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dalam tabel VI.
Tabel VI. Formula gel anti-aging dengan aplikasi desain faktorial
Bahan Formula
5. Uji sifat fisik gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
a. Pengamatan organoleptis. Pengamatan organoleptis dilakukan dengan mengamati bentuk, warna, dan bau dari sediaan gel.
b. Uji pH. Sejumlah tertentu sediaan gel diambil dengan menggunakan batang pengaduk lalu dioleskan secara keseluruhan pada pH universal. Kemudian warna pada stick pH tersebut disesuaikan dengan warna pada kemasan pH sehingga dapat diketahui pH gel yang telah dibuat. Pengujian pH dilakukan pada hari ke-2 setelah pembuatan.
c. Uji homogenitas. Sejumlah tertentu sediaan gel dioleskan pada dua keping kaca atau bahan transparan lain yang cocok, kemudian diamati. Sediaan gel harus menunjukkan susunan yang homogen dan tidak terlihat adanya butiran kasar. Pengujian homogenitas dilakukan pada hari ke-2 setelah pembuatan.
d. Uji viskositas. Pengujian viskositas dilakukan dengan menggunakan viskotester. Cara pengujiannya yaitu gel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada portable viskotester. Viskositas gel diketahui dengan mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas. Pengujian viskositas gel dilakukan pada hari ke-2 setelah pembuatan. Pengujian viskositas dilakukan sebanyak 3 replikasi.
dicatat diameter penyebarannya. Pengujian daya sebar dilakukan sebanyak 3 replikasi (Garg, Aggarwal, Garg, dan Singla, 2002).
6. Uji stabilitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
a. Siklus freeze-thaw. Setiap formula disimpan pada suhu -18°C selama 22 jam, setelah itu disimpan pada suhu 30°C selama 2 jam. Penyimpanan dilakukan sebanyak 5 siklus dan setiap akhir siklus dilakukan pengamatan uji viskositas dan uji sineresis (Arunyanart dan Charoenrein, 2008).
b. Stabilitas gel selama masa penyimpanan 28 hari. Setiap formula disimpan pada suhu ruang hingga 28 hari. Pengujian viskositas dilakukan kembali pada setiap formula sediaan pada hari ke-7, 14, 21, dan 28. c. Uji sineresis. Sebanyak 10 gram dari setiap formula diambil kemudian
dimasukkan dalam tabung sentrifuge, lalu dimasukkan dalam alat sentrifuge dan disentrifugasi dengan kecepatan 1000 rpm selama 15 menit. Persen (%) sineresis dihitung berdasarkan perbandingan jumlah cairan yang terpisah (mL) dengan berat total gel (g) sebelum disentrifugasi dikalikan 100 (Arunyanart dan Charoenrein, 2008).
7. Subjective assessment
dahulu dilakukan validasi pada 30 orang mahasiswi fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
F. Analisis Hasil
Pada penelitian ini diperoleh data sifat fisik gel meliputi viskositas dan daya sebar serta stabilitas gel. Data sifat fisik (viskositas dan daya sebar) dan stabilitas fisik gel yang diperoleh dihitung rata-rata dan standar deviasinya. Data viskositas dan daya sebar kemudian dianalisis menggunakan software Design Expert 9.0.6 sehingga diperoleh interaksi dari kedua faktor pada dua level untuk masing-masing respon, persamaan desain faktorial Y= B0 + B1X1 + B2X2 + B12
X1X2, contour plot tiap respon, dan contour plot superimposed. Analisis statistik
36 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Pembuatan Ekstrak Spirulina platensis
Penelitian ini menggunakan ekstrak cair Spirulina platensis sebagai zat aktif dalam pembuatan sediaan gel anti-aging. Serbuk Spirulina platensis diperoleh dari CV. Blue Green Algae Biotechnology yang telah dipastikan kebenaran identitasnya dengan adanya surat keterangan yang terdapat pada lampiran 1 dan terdapat uji kadar air pada serbuk Spirulina platensis yang juga disajikan pada lampiran 2.
Pembuatan ekstrak cair Spirulina platensis dilakukan dengan metode maserasi menggunakan pelarut air dengan perbandingan 1:10 yaitu 10 g serbuk Spirulina platensis dilarutkan dalam 100 mL air. Pelarut air digunakan dalam ekstraksi ini karena pigmen phycobiliprotein yang dituju sebagai senyawa yang memberikan aktivitas antioksidan lebih mudah larut dalam pelarut polar, seperti air (Arlyza, 2005 ; Setyawan dan Satria, 2013). Phycobiliprotein stabil pada suhu 4°C-40°C (Rastogi, Sonani, dan Madamwar, 2015). Oleh karena itu, yang digunakan dalam formulasi gel anti-aging ini adalah ekstrak cair Spirulina platensis.
berdasarkan berat jenis molekul dengan cara memberikan gaya sentrifugal sehingga komponen yang lebih berat akan berada di dasar (endapan), sedangkan komponen yang lebih ringan akan terletak di atas (supernatan) (Farmawati, Wirajana, dan Yowani, 2015). Setelah disentrifugasi kemudian ekstrak disaring dengan menggunakan corong dan bantuan kertas saring untuk memisahkan ampas serbuk dengan hasil ekstraksi. Filtrat dari penyaringan inilah yang digunakan sebagai ekstrak cair Spirulina platensis.
B.Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Spirulina platensis
Pada penelitian ini dilakukan uji aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis menggunakan Kromatografi Lapis Tipis dengan deteksi DPPH, dikarenakan penelitian tentang uji aktivitas antioksidan Spirulina platensis secara kuantitatif telah dilakukan oleh Shalaby dan Shanab pada tahun 2013. Penelitian tersebut membuktikan bahwa ekstrak Spirulina platensis pada konsentrasi 200 µg/ml dengan pelarut air dapat memberikan aktivitas antioksidan sebesar 95,3% (Shalaby dan Shanab, 2013). Berdasarkan penelitian tersebut juga dinyatakan bahwa dengan menggunakan pelarut air dapat mengambil sejumlah besar phycobilyprotein dengan persen yield 4,2% atau dalam Spirulina platensis mengandung phycobiliprotein sebesar 8,23 mg/g (Shalaby dan Shanab, 2013).
mendonorkan elektron atau atom hidrogen pada radikal bebas DPPH (Molyneux, 2004). Hasil uji aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis ditunjukkan pada gambar 10.
Gambar 10. Hasil uji aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis dengan KLT. Keterangan : sistem KLT = fase normal ; fase diam = silika gel GF 254 ; fase gerak = n-butanol : asam asetat glasial : air (4:1:5) ; jarak elusi = 10 cm
; deteksi = DPPH. (1) Bercak positif antioksidan dari rutin. (2) Bercak positif antioksidan dari ekstrak Spirulina platensis
Hasil uji aktivitas antioksidan dengan KLT menunjukkan bahwa hasil elusi dari ekstrak Spirulina platensis dengan Rf 0,96 dan standar rutin dengan Rf 0,71 menimbulkan bercak kuning setelah disemprot DPPH (gambar 10). Berdasarkan hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa Spirulina platensis
1 2
1,00
0,50
memiliki aktivitas antioksidan seperti halnya rutin yang telah diketahui memiliki aktivitas antioksidan.
C.Orientasi Level Setiap Faktor Penelitian
Orientasi dilakukan untuk menentukan level rendah dan level tinggi setiap faktor dalam formulasi sediaan gel anti-aging. Faktor yang diamati pengaruhnya yaitu gelling agent carbopol 940 dan humektan gliserin. Level rendah dan level tinggi kedua faktor ditentukan dengan melihat respon sifat fisik gel (viskositas dan daya sebar). Sifat fisik sediaan gel dengan variasi komposisi carbopol940 disajikan dalam tabel VII.
Tabel VII. Pengaruh variasi komposisi carbopol940 pada 200 g gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
Carbopol940 (g) Viskositas (dPa.s) Daya Sebar (cm)
1,0 200 5,45
1,5 230 5,30
2,0 245 5,13
2,5 245 4,38
3,0 260 4,39
Gambar 11 menunjukkan bahwa dengan meningkatnya komposisi carbopol940 dari 1 g sampai 3 g dapat menaikkan respon viskositas, tetapi yang menunjukkan linearitas yang baik untuk respon viskositas adalah carbopol 940 dengan komposisi 1 g sampai 2 g. Hal yang sama ditunjukkan pada gambar 12 dengan komposisi carbopol940 1 g sampai 3 g dapat menurunkan respon daya sebar, dan yang menunjukkan linearitas yang baik untuk respon daya sebar juga dari komposisi carbopol940 1 g sampai 2 g. Berdasarkan hasil orientasi tersebut diperoleh komposisi carbopol 940 sebanyak 1 g sebagai level rendah dan 2 g sebagai level tinggi. Komposisi level rendah dan level tinggi pada carbopol 940 ini masuk dalam rentang carbopol sebagai gelling agent yaitu pada konsentrasi 0,5-2,0% (Rowe dkk., 2009).
Gambar 12. Grafik orientasi pengaruh variasi komposisi carbopol 940 terhadap daya sebar
menunjukkan penurunan viskositas secara linear. Respon viskositas kembali meningkat pada komposisi gliserin 30 g.
Tabel VIII. Pengaruh variasi komposisi gliserin pada 200 g gel anti-aging Gliserin (g) Viskositas (dPa.s) Daya Sebar (cm)
10 230 5,43
15 245 5,39
20 240 5,44
25 235 5,51
30 250 5,53
Gambar 13. Grafik orientasi pengaruh variasi komposisi gliserin terhadap viskositas
Pada gambar 14 terjadi peningkatan daya sebar mulai dari 15 g sampai 30 g, namun respon daya sebar dengan komposisi gliserin 15-25 g menunjukkan linearitas yang baik. Berdasarkan hasil orientasi terhadap linearitas respon viskositas dan daya sebar diperoleh komposisi gliserin sebanyak 15 g sebagai level rendah dan 25 g sebagai level tinggi.
D.Pembuatan Gel Anti-Aging Ekstrak Spirulina platensis
Ekstrak Spirulina platensis digunakan sebagai zat aktif dalam formulasi sediaan gel anti-aging. Keuntungan dari sediaan gel yaitu tiksotropik, tidak berminyak, mudah dioleskan, mudah dibersihkan, emolien, jernih, kompatibel dengan beberapa eksipien, dan dapat larut dalam air (Helal dkk., 2012). Formulasi gel anti-aging ini terdiri dari bahan obat atau zat aktif ekstrak Spirulina platensis, bahan pembentuk gel (gelling agent) yaitu carbopol940, akuades sebagai pelarut dan media dispersi gelling agent, gliserin sebagai humektan, trietanolamin sebagai agen pembasa, dan metil paraben sebagai pengawet.
Bentuk molekul pada serbuk carbopol 940 dan setelah dinetralkan dengan agen pembasa ditunjukkan pada gambar 15.
Gambar 15. Molekul serbuk carbopol 940 membentuk koil dan tidak membentuk koil (uncoil) setelah dinetralkan (Dumitriu, 2001)
Netralisasi pH carbopol 940 dengan agen pembasa yang sesuai akan mengakibatkan terbentuknya muatan negatif di sepanjang rantai polimer dan menyebabkan terjadinya gaya menolak antar muatan negatif. Gaya tolak-menolak ini menyebabkan molekul carbopol 940 sepenuhnya membentuk uncoil ke dalam strukturnya yang lebih bebas. Netralisasi ini dapat meningkatkan konsistensi dari terbentuknya gel dan dapat mengurangi kekeruhan. Cara paling sederhana untuk menghasilkan hidrogel dari carbopol 940 adalah dengan mendispersikan carbopol 940 ke dalam air, kemudian menetralisir pH polimer dengan agen pembasa seperti trietanolamin atau natrium hidroksida (Dumitriu, 2001). Agen pembasa yang digunakan dalam penelitian ini adalah trietanolamin. Netralisasi antara carbopol 940 dengan trietanolamin menghasilkan sediaan gel anti-aging yang transparan.
penggunaan dan meningkatkan kadar air dalam bahan yang bersentuhan dengan produk (Barel dkk., 2009).
Pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dimulai dengan mengembangkan carbopol 940 dalam akuades selama 24 jam. Carbopol 940 dimasukkan dalam wadah, kemudian diaduk menggunakan mixer dengan kecepatan putar level 1 selama 3 menit. Carbopol940 yang terdispersi dalam air akan membentuk larutan koloid asam yang mempunyai viskositas yang rendah.
Gliserin dan metil paraben dimasukkan dalam wadah yang berisi carbopol940, lalu diaduk dengan kecepatan putar level 1 selama 3 menit. Setelah itu ditambahkan TEA dan diaduk dengan kecepatan putar level 1 selama 1 menit. Penambahan TEA dilakukan dengan tujuan untuk menetralkan carbopol940 yang merupakan larutan asam, menyebabkan viskositas gel yang dihasilkan menjadi tinggi (Madan dan Singh, 2010). Ekstrak Spirulina platensis sebanyak 0,5 g kemudian ditambahkan dan terus diaduk selama 2 menit dengan kecepatan putar level 1. Waktu pengadukan dan kecepatan putar yang terlalu besar akan menimbulkan gelembung udara yang terperangkap dalam sediaan. Kecepatan putar dan waktu pengadukan yang rendah dapat membentuk massa gel dengan konsistensi baik.
meliputi organoleptis, pH, homogenitas, viskositas dan daya sebar yang diuji pada hari ke-2 setelah pembuatan. Pengujian dilakukan pada hari ke-2 setelah pembuatan karena pada hari ke-2 komponen penyusun dalam sistem gel telah tersusun dengan baik dan dianggap sudah tidak ada lagi pengaruh gaya atau energi yang diberikan saat proses pembuatan sediaan yang dapat mempengaruhi hasil respon.
1. Uji organoleptis
Uji organoleptis dilakukan untuk menguji sediaan yang dibuat nantinya akan dapat diterima oleh konsumen. Berdasarkan hasil pengujian organoleptis sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis pada tabel IX, menunjukkan sediaan gel anti-aging yang dihasilkan memiliki bentuk gel, berwarna biru, dan berbau khas.
Organoleptis pada setiap formula relatif sama yang menandakan tidak ada efek yang diberikan oleh adanya variasi komposisi carbopol940 dan gliserin terhadap perubahan bentuk, warna, dan bau dari gel. Tidak adanya perbedaan warna karena jumlah ekstrak Spirulina platensis yang berwarna biru digunakan untuk tiap formula adalah sama. Pada pemeriksaan bau sediaan gel, untuk semua formula memiliki bau khas dari Spirulina platensis tetapi tidak menyengat.
Tabel IX. Organoleptis gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis Formula Bentuk Warna Bau
(1) Gel Biru Khas
a Gel Biru Khas
b Gel Biru Khas
2. Uji pH dan homogenitas
Pengujian pH sediaan bertujuan untuk mengetahui kesesuaian pH gel dengan pH kulit, sehingga saat gel diaplikasikan akan terasa nyaman di kulit. Sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis diharapkan memiliki rentang sesuai dengan pH kulit wajah yaitu 4-5,5 (Barel dkk., 2009). Kondisi pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menimbulkan terjadinya iritasi pada kulit, terutama kulit wajah. Uji pH sediaan gel dilakukan dengan menggunakan pH stick universal. Hasil uji menunjukkan formula memiliki pH 5,5 (tabel X).
Tabel X menunjukkan bahwa semua formula mempunyai susunan yang homogen karena persebaran warna yang merata pada gel dan tidak memperlihatkan adanya butir-butir kasar pada saat sediaan dioleskan pada kaca transparan. Tekstur gel yang dihasilkan lembut yang disebabkan karena pada proses pencampuran, semua bahan tercampur dengan baik.
Tabel X. pH dan homogenitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis Formula pH Homogenitas
(1) 5,5 Homogen
a 5,5 Homogen
b 5,5 Homogen
ab 5,5 Homogen
3. Uji viskositas
Viskositas merupakan suatu besaran yang menunjukkan ketahanan suatu cairan untuk mengalir (Aeni, Sulaiman, dan Mulyan, 2012). Viskositas gel akan berpengaruh pada kemampuan menyebar dan melekat pada permukaan kulit.
pada kulit akan semakin menurun sedangkan kemampuan melekat pada kulit akan semakin meningkat. Demikian juga sebaliknya, bila viskositas gel menurun maka kemampuan menyebar akan meningkat sedangkan kemampuan melekat pada kulit akan semakin menurun (Aeni dkk., 2012 ; Yuliani, 2005).
Pengukuran viskositas dilakukan menggunakan viskotester VT-04 rotor skala 2 dengan kemampuan mengukur antara 100-4000 dPa.s. Hasil pengukuran viskositas sediaan gel anti-aging disajikan pada tabel XI.
Tabel XI. Viskositas (�̅±SD) gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis Formula Viskositas (dPa.s) semua formula masuk dalam rentang yang diinginkan. Berdasarkan hasil pengukuran viskositas dapat disimpulkan bahwa dengan penambahan carbopol 940 dapat menaikkan viskositas seperti yang ditunjukkan pada carbopol940 level rendah yaitu formula (1) dan b memiliki viskositas yang lebih rendah dibandingkan formula a dan ab dengan carbopol940 level tinggi.
