INTISARI
Penelitian ini tentang optimasi formula sediaan gel UV protection filtrat perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) dengan menggunakan gliserol dan sorbitol sebagai humektan. Tujuan penelitian adalah untuk memperoleh profil campuran yang optimum dari humektan yang digunakan.
Penelitian ini termasuk rancangan eksperimental menggunakan metode simplex lattice design 2 komponen dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula UV protection filtrat perasan wortel yang dapat diterima masyarakat (acceptable). Tiap formula diuji untuk mengetahui respon daya sebar, viskositas dan pergeseran viskositas. Analisis persamaan yang diperoleh menggunakan analisis uji F dengan taraf kepercayaan 95%. Dibuat contour plot untuk masing-masing uji fisis, kemudian digabungkan semua contour plot untuk menghasilkan satu contour plot superimposed yang menunjukkan komposisi optimum humektan gliserol dan sorbitol.
Daya sebar optimal berkisar pada diameter penyebaran ditentukan sebesar 4 - 5 cm. Viskositas optimal ditentukan antara 290 dPa s sampai 300 dPa s. Stabilitas gel ditunjukkan dengan pergeseran viskositas kurang dari 5%. Dari penelitian tidak diperoleh komposisi optimum contour plot superimposed tetapi diperoleh formula V dengan komposisi gliserol 100% sebagai formula optimum yang memenuhi persyaratan sediaan gel, memiliki diameter daya sebar 4,18 cm, viskositas 295,83 dPa s, dan pergeseran viskositas sebesar 3,50 %. Profil sifat fisis daya sebar campuran humektan membentuk kurva melengkung terbuka ke atas, profil sifat fisis viskositas dan % pergeseran membentuk kurva melengkung terbuka ke bawah.
ABSTRACT
This research was about formula optimization of carrot filtrate UV protection gel dosage form by using glycerol and sorbitol as humectant. The research was aimed to obtain optimum mixture profile from used humectant. The research was included as experimental design using explorative 2 component’s simplex lattice design method, which was searching UV protection gel with acceptable appearance in the society.
Each formula was tested to search for spreadability, viscosity, and viscosity shift. Equity analysis which was obtained by using F test analysis with confidence level 95%. It was made contour plot for each physical properties test, then it was combined all contour plot to produce one contour plot superimposed which showed optimum area of sorbitol and glycerol composition.
Optimum diameter spreadability was determined around 4-5 cm. Optimum viscosity was determined around 290-300 dPa s. Gel stability was shown with the viscosity shift which is less than 5%. From the research it was not obtained optimum contour plot superimposed composition but it was obtained formula V (five) contain 100% glycerol as optimum formula which fullfills the requirement of high quality gel with diameter spreadability 4,81 cm, viscosity 295,83 d Pa s, and viscosity shift 3,50 %. Profile of spreadability curves formed concave line. Profile of viscosity and viscosity shift curves formed convex lines.
Keywords :
OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL
UV PROTECTION
FILTRAT PERASAN UMBI WORTEL (
Daucus carota
, L.) :
TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN GLISEROL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh :
Budiaji Suryawijaya Pranata
NIM : 048114128
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL
UV PROTECTION
FILTRAT PERASAN UMBI WORTEL (
Daucus carota
, L.) :
TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN GLISEROL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh :
Budiaji Suryawijaya Pranata
NIM : 048114128
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
!
"##$
%
!
"##$
%
!
"##$
%
KATA PENGANTAR
Penulis sungguh bersyukur kepada Bapa Yang Kekal atas penyertaan dan pemenuhan segala kebutuhan dalam pelaksanaan penelitian skripsi berjudul Optimasi Formula Sediaan Gel UV Protection Filtrat Perasan Umbi Wortel
(Daucus carota, L.) : Tinjauan terhadap Sorbitol dan Gliserol dari awal
sampai selesainya penelitian. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm) Universitas Sanata Dharma.
Dalam penyelesaian penelitian ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Christine Patramurti, M.Si., Apt., selaku Kepala Program Studi Farmasi Universitas Sanata Dharma.
3. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan kepercayaan penuh, bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Rina Kuswahyuning, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran.
5. Agatha Budi Susiana Lestari, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran.
7. Tim Wortel Miracle: Deci, Cipi, Deka, Ella, Ine, Finza dan Ian atas kebersamaan melewati siang dan malam di laboratorium.
8. Segenap Staf Laboratorium: Pak Yuwono, Pak Musrifin, Pak Sigit, Pak Wagiran, Pak Agung, Pak Iswandi, Pak Otto, Pak Heru, Pak Sarwanto, Pak Parlan, Pak Kunto dan Pak Andri atas bantuan dan kerjasamanya.
9. Pak Satpam: Mas Tri, Mas Agus, Mas Sani dan semua penjaga keamanan saat lembur kerja malam hari.
10.Tim SWF Paingan : Ko Frankie, Ko Yudi, Ko Andryan, Ko Yanuar, Mas Dwi, Bang Alex, Ko Daud, Andri kecil atas kebersamaan kita. 11.Bapak Gembala Obaja Sigit dan segenap rekan – rekan GKN untuk
motivasi yang diberikan.
12.Teman kos Paingan: Brother Ronald Sihombing, Robert, Dudy, Fredy, Boby, Icha dan Rico, Rei dan Mario, Bang Arnold dan Mas Setiya Adhi Nugraha.
13.Seluruh mahasiswa angkatan 2004 atas perjuangan bersama kita. 14.Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu untuk
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan akhir ini banyak kesalahan dan kekurangan yang ditemukan mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca
INTISARI
Penelitian ini tentang optimasi formula sediaan gel UV protection filtrat perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) dengan menggunakan gliserol dan sorbitol sebagai humektan. Tujuan penelitian adalah untuk memperoleh profil campuran yang optimum dari humektan yang digunakan.
Penelitian ini termasuk rancangan eksperimental menggunakan metode
simplex lattice design 2 komponen dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula
UV protection filtrat perasan wortel yang dapat diterima masyarakat (acceptable).
Tiap formula diuji untuk mengetahui respon daya sebar, viskositas dan pergeseran viskositas. Analisis persamaan yang diperoleh menggunakan analisis uji F dengan taraf kepercayaan 95%. Dibuat contour plot untuk masing-masing uji fisis, kemudian digabungkan semua contour plot untuk menghasilkan satu contour plot
superimposed yang menunjukkan komposisi optimum humektan gliserol dan
sorbitol.
Daya sebar optimal berkisar pada diameter penyebaran ditentukan sebesar 4 - 5 cm. Viskositas optimal ditentukan antara 290 dPa s sampai 300 dPa s. Stabilitas gel ditunjukkan dengan pergeseran viskositas kurang dari 5%. Dari penelitian tidak diperoleh komposisi optimum contour plot superimposed tetapi diperoleh formula V dengan komposisi gliserol 100% sebagai formula optimum yang memenuhi persyaratan sediaan gel, memiliki diameter daya sebar 4,18 cm, viskositas 295,83 dPa s, dan pergeseran viskositas sebesar 3,50 %. Profil sifat fisis daya sebar campuran humektan membentuk kurva melengkung terbuka ke atas, profil sifat fisis viskositas dan % pergeseran membentuk kurva melengkung terbuka ke bawah.
ABSTRACT
This research was about formula optimization of carrot filtrate UV protection gel dosage form by using glycerol and sorbitol as humectant. The research was aimed to obtain optimum mixture profile from used humectant. The research was included as experimental design using explorative 2 component’s simplex lattice design method, which was searching UV protection gel with acceptable appearance in the society.
Each formula was tested to search for spreadability, viscosity, and viscosity shift. Equity analysis which was obtained by using F test analysis with confidence level 95%. It was made contour plot for each physical properties test, then it was combined all contour plot to produce one contour plot superimposed which showed optimum area of sorbitol and glycerol composition.
Optimum diameter spreadability was determined around 4-5 cm. Optimum viscosity was determined around 290-300 dPa s. Gel stability was shown with the viscosity shift which is less than 5%. From the research it was not obtained optimum contour plot superimposed composition but it was obtained formula V (five) contain 100% glycerol as optimum formula which fullfills the requirement of high quality gel with diameter spreadability 4,81 cm, viscosity 295,83 d Pa s, and viscosity shift 3,50 %. Profile of spreadability curves formed concave line. Profile of viscosity and viscosity shift curves formed convex lines.
Keywords :
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
PRAKATA... ... vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... ix
INTISARI ... x
ABSTRACT ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xvi
DAFTAR GAMBAR ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN... xviii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang... 1
B. Perumusan Masalah ... 4
C. Keaslian Karya ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 5
A. Wortel ... 6
1. Morfologi tanaman ... 6
2. Kandungan kimia dan kegunaan... 6
B. Beta Karoten... 7
C. Gel ... 8
D. Carbomer... 9
E. Humektan ... 10
F. Radikal bebas dan Antioksidan karotenoid... 11
G. Sunscreen dan SPF ... 12
H Spektrofotometri UV ... 13
I. Metode Simplex Lattice Design... 14
J. Keterangan Empiris ... 15
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 16
A. Jenis Rancangan Penelitian ... 16
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 16
1. Variabel Penelitian... 16
2. Definisi Operasional ... 17
C. Bahan dan Alat ... 18
D. Tata Cara Penelitian... 19
1. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.)... 19
3. Optimasi pembuatan gel UV Protection... 20
4. Uji sifat fisis formula ... 22
E. Analisis Data ... 23
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
A. Preparasi Wortel dan Ekstraksi Beta Karoten ... 24
B. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Perasan Wortel ... 25
1. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF dalam filtrat perasan wortel sebelum membuat gel ... 26
2. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF dalam gel ... 30
C. Pembuatan Sediaan Gel ... 32
D. Sifat Fisis dan Stabilitas Sediaan Gel ... 33
1. Uji Daya Sebar... 34
2. Uji Viskositas ... 36
3. Uji Stabilitas ... 37
E. Optimasi Formula Sediaan Gel ... 38
1. Perkiraan Formula Optimum berdasar Daya Sebar ... 38
2. Perkiraan Formula Optimum berdasar Viskositas... 40
3. Perkiraan Formula Optimum berdasar % Pergeseran Viskositas ... 41
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN …... 43
B. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
LAMPIRAN ... 47
DAFTAR TABEL
Tabel I. Formula Simplex Lattice Design... 21
Tabel II. Kurva baku beta karoten dengan Spektrofotometer Genesis 10.... 27
Tabel III. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel dengan dengan Spektrofotometer Genesis 10... 27
Tabel IV. Hasil pengukuran SPF ... 29
Tabel V. Kurva baku beta karoten dengan Perkin-ElmerSpektrofotomer UV-Vis Lambda 20... 30
Tabel VI. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel dengan Perkin-ElmerSpektrofotomer UV-Vis Lambda 20... 31
Tabel VII. Hasil pengukuran SPF dalam 200 gram gel. ... 31
Tabel VIII. Hasil pengukuran sifat fisis dan stabilitas gel UV Protection... 34
Tabel IX. Hasil perhitungan uji F pada daya sebar gel UV Protection... 35
Tabel X. Hasil perhitungan uji F pada viskositas gel UV Protection... 36
Tabel XI. Hasil perhitungan uji F pada pergeseran viskositas gel UV Protection... 37
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur molekul beta karoten ... 7
Gambar 2. Spektra UV-Vis Beta Karoten... 8
Gambar 3. Rumus molekul carbopol ... 10
Gambar 4. Struktur molekul gliserol ... 10
Gambar 5. Struktur molekul sorbitol ... 11
Gambar 6. Hasil scanning beta karoten dengan pelarut kloroform...28
Gambar 7. Hasil scanning panjang gelombang serapan maksimum larutan beta karoten ... 30
Gambar 8. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon daya sebar gel UV Protection...35
Gambar 9. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon viskositas gel UV Protection...37
Gambar 10. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon % pergeseran viskositas gel UV Protection...38
Gambar 11. Grafik hubungan antara humektan dengan respon daya sebar yang menunjukkan range optimum humektan... 39
Gambar 12. Grafik hubungan antara humektan dengan respon viskositas yang menunjukkan range optimum humektan... 40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Kadar Filtrat Perasan Wortel... 47
Lampiran 2. Data Sifat Fisis, Persamaan Simplex Lattice Design, Uji F... 53
Lampiran 3. Data Nilai pH Gel ... 66
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Setiap orang terpapar oleh radiasi ultraviolet dari matahari, sejumlah kecil
radiasi UV memberikan keuntungan untuk kesehatan dan berperan penting dalam
produksi vitamin D. Apabila kita terlalu banyak terpapar oleh radiasi UV maka
akan menimbulkan berbagai masalah kesehatan, terutama munculnya kanker kulit
(Anonim, 2006a). Banyak studi epidemiologi menemukan bahwa radiasi UV
menyebabkan kanker pada manusia berkulit terang atau dapat menimbulkan efek
yang lebih ringan seperti sunburn hal ini dikarenakan lapisan ozon yang semakin
menipis dari tahun ke tahun (Anonim, 2007a). Radiasi UV menghasilkan proses
fotooksidasi yang bertanggung jawab dalam berbagai macam kerusakan jaringan
kulit ini (Sies dan Stahl, 2004). Radiasi UV sendiri didefinisikan merupakan
bagian dari spektrum elektromagnetik yang berada antara sinar X dan sinar
tampak. Sinar UV dibagi menjadi vacuum UV(40-190nm), Far UV (190-220nm),
UV C (220-290nm), UV B (290-320nm) dan UV A (320-400nm). Vacuum UV,
Far UV, dan UV C hampir tidak ditemukan dalam alam karena secara total
diserap oleh atmosfer. UV B adalah bentuk radiasi UV yang paling berbahaya
karena memiliki energi cukup untuk menembus dan merusak pada DNA seluler.
Individu yang beraktivitas memiliki resiko besar terpapar oleh efek UV B, terlebih
lagi lapisan ozon semakin menipis (Zeman, 2007). Sistem pertahanan tubuh
melanin yang dihasilkan oleh melanosit. Sistem ini sebagai sistem yang memblok
penetrasi UV dan mencegah kerusakan pada jaringan kulit rentan yang ada
sebelah dalam (Anonim, 2007b).
Sunscreen adalah senyawa kimia yang mampu mengabsorpsi dan atau
memantulkan sinar UV sebelum mencapai kulit (Stanfield, 2003). Sunscreen
dapat digunakan untuk mengurangi efek merusak radiasi UV, tetapi sekarang ini
sunscreen berbahan aktif sintetik di pasaran dilaporkan terbukti memiliki resiko
kurang aman ketika digunakan. Bahan aktif sintetik berukuran sangat kecil
mampu untuk terabsorpsi ke dalam kulit dan dapat tereksitasi menjadi radikal
bebas menyerang sel DNA. Penyerangan sel DNA ini dapat menyebabkan efek
yang lebih buruk daripada terpapar oleh UV secara langsung (Hanson, K.M.,
Gratton, E., Bardeen, C.J., 2006). Oleh karena itu penelitian menggunakan zat
aktif dari bahan alam yang lebih aman dalam penggunaannya.
Penelitian ini membuat sediaan UV Protection menggunakan zat aktif dari
bahan alam beta karoten berasal dari filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.).
Beta karoten sebagai golongan karotenoid merupakan antioksidan yang berperan
dalam proses fotoproteksi, menangkap radikal bebas akibat proses fotooksidasi
yang dihasilkan oleh radiasi UV (Siems dan Stahl, 2004). Bentuk sediaan topikal
yang mungkin untuk dibuat adalah cream, lotion, dan gel. Namun bentuk sediaan
cream dan lotion memiliki kekurangan yaitu tidak nyaman ketika digunakan.
Kandungan minyak dalam cream menjadi masalah pada orang dengan produksi
kelenjar sebasea berlebihan karena dapat merangsang timbulnya jerawat. Lotion
kulit. Oleh karena itu perlu dikembangkan bentuk sediaan gel yang mempunyai
sifat fisis lebih baik dan nyaman dalam penggunaannya, memiliki viskositas
cukup dan dapat dirancang sediaan hidrogel yang tidak berminyak dan mudah
untuk dibersihkan.
Penelitian ini merupakan salah satu upaya untuk menyumbangkan inovasi
dalam memformulasi gel. Sediaan topikal yang dibuat harus memiliki sifat fisis
yang nyaman dan mudah untuk diaplikasikan, salah satunya yaitu memiliki daya
sebar yang baik (Garg, A., Aggarwal, D., Garg, S., Singla, A.K., 2002). Dalam
penelitian ini digunakan agen pengental gel carbopol dan 2 humektan yaitu
sorbitol dan gliserol. Humektan menempati posisi yang penting dalam formula
untuk memberikan proteksi terhadap kehilangan air pada gel karena evaporasi air
yang sangat cepat mempengaruhi daya sebar sediaan. Gliserol memiliki
higroskopis tinggi namun daya ikat air total tidak berbeda jauh dengan
higroskopisnya, sedang sorbitol walaupun memiliki higroskopis lebih rendah
daripada gliserol tapi memiliki daya ikat air total 21 kali daripada nilai
higroskopisnya. Dengan kombinasi sifat ini maka diharapkan formula memiliki
daya sebar dan stabilitas yang baik, yaitu memiliki kemampuan higroskopis tinggi
dan daya ikat total air besar, sehingga evaporasi secara maksimal dapat dicegah
dan mampu mempertahankan konsistensi. Kombinasi sorbitol dan gliserol
diharapkan pula dapat membentuk gel dengan sifat yang nyaman untuk
digunakan.
Pendekatan yang digunakan pada optimasi formula gel UV Protection
design diaplikasikan untuk melihat profil campuran bahan, sekaligus dapat
memperkirakan sifat campuran lain yang tidak dicobakan dalam penelitian.
Pendekatan ini juga memungkinkan mendapatkan area optimum campuran 2
humektan dengan sifat fisis dan stabilitas yang dikehendaki (Amstrong, 1996.,
Bolton, 1997).
B. Perumusan Masalah
1.Apakah ada range optimum gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus
carota, Linn.) bila dilihat dari sifat fisis dan stabilitas gel menggunakan
metode simplex lattice design?
2.Berapa jumlah humektan sorbitol dan gliserol dalam formula gel UV
Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) yang menghasilkan
formula optimum?
3.Bagaimana profil sifat fisis gel UV Protection dengan campuran humektan
sorbitol dan gliserol yang terbentuk?
C. Keaslian Penelitian
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang
optimasi formula gel UV Protection filtrat perasan umbi wortel (Daucus carota,
L.) tinjauan terhadap sorbitol dan gliserol metode Simpleks Lattice Design belum
D. Manfaat Penelitian
1. Manfaat Teoritis
Memberikan informasi bagi perkembangan ilmu kefarmasian mengenai
penggunaan bahan alam dalam sediaan UV Protection.
2. Manfaat Praktis
Mengetahui area komposisi optimum dari sifat fisis gel UV Protection filtrat
perasan wortel (Daucus carota, L.) dengan humektan sorbitol dan gliserol.
E. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui apakah ada range optimum bila dilihat dari sifat fisis dan
stabilitas gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) pada
variasi komposisi humektan sorbitol dan gliserol.
2. Mendapatkan jumlah humektan yang menghasilkan formula optimum gel UV
Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.).
3. Mendapatkan profil sifat fisis gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Wortel
1. Morfologi tanaman
Terna musiman, tinggi 1-1,5 m, tumbuh di daerah sejuk bertemperatur
200C. Jenis wortel cukup banyak, tumbuh baik pada ketinggian 500-1000 m atau
1000-2000 m dpl. Untuk tumbuhnya, wortel memerlukan tanah geluh berpasir
yang kaya bahan organik dan sinar matahari yang cukup.
Wortel berbatang pendek, basah, merupakan sekumpulan tangkai daun
yang keluar dari ujung umbi bagian atas. Daun majemuk berganda, pangkal
tangkai melebar menjadi upih, lonjong, tepi bertoreh, ujung runcing, pangkal
berlekuk, panjang 15-20cm, lebar 10-13cm, pertulangan menyirip, berwarna hijau.
Bunga berkumpul dalam payung majemuk, mahkota berbentuk bintang, halus,
berwarna putih.
2. Kandungan kimia dan kegunaan
Wortel segar mengandung air, protein, karbohidrat, lemak, serat, abu,
nutrisi anti kanker, gula alamiah (fruktosa, sukrosa, dektrosa, laktosa, dan
maltosa), pektin, glutanion, mineral (kalsium, fosfor, besi, kalium, natrium,
magnesium, kromium), vitamin (beta karoten, B1, dan C) serta asparagine.
(Dalimartha, 2001). Secara umum dalam 122 gram wortel, terdapat beta karoten
10,108 mg, vitamin B1 0.081 mg, dan vitamin C 7,2 mg (Anonim, 2007)
Wortel berwarna orange oleh karena kandungan beta karoten, yang mana
dalam tubuh manusia untuk diubah menjadi vitamin A. Wortel juga kaya akan
serat, mineral dan dikenal sebagai antioksidan (Anonim, 2007c).
B. Beta Karoten
Beta karoten merupakan golongan karoten. Beta karoten digunakan oleh
tubuh untuk membuat retinol, yang mana dibutuhkan untuk kesehatan
penglihatan. Walaupun konsumsi vitamin A berlebih adalah berbahaya, tetapi beta
karoten adalah supplement yang aman karena tubuh akan mengubah beta karoten
menjadi vitamin A sesuai dengan kebutuhan. Oleh karena itu tidak meracuni
tubuh. Beta karoten adalah antioksidan dan melindungi tubuh dengan menangkap
radikal bebas mencegah oksidasi (Anonim, 2006b).
Rantai terkonjugasi dalam golongan karotenoid menunjukkan bahwa
mereka menyerap dalam area visible dan memberikan warna. Spektrum dibawah
menunjukkan beta karoten menyerap kuat antara 400-500 nm, beta karoten
tampak orange karena merefleksikan warna merah atau kuning (Anonim, 2006b).
Gambar 2. Spektra UV-Vis Beta Karoten
After Vetter et al. in Karotenoids (ed. O. Isler), Birkhauser Verlag, 1971 , p194 (Anonim, 2007d).
C. Gel
Gel, kadang-kadang disebut Jeli, merupakan sistem semipadat terdiri dari
suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang
besar, terpenetrasi oleh suatu cairan (Anonim, 1995). Gel adalah sistem semi rigid
yang pergerakan medium pendispersinya dibatasi oleh jaringan tiga dimensi dari
partikel atau makromolekul yang terdispersi. Beberapa sistem gel merupakan
sistem yang jernih – transparan seperti air; tetapi ada yang memiliki tampilan
keruh – buram karena bahan-bahan penyusun tidak terdispersi secara keseluruhan
atau gel tersebut membentuk aggregat. Konsentrasi dari gelling agent kurang dari
10%, biasanya dalam rentang 0.5 % sampai 2 %. Gel dapat digunakan secara oral,
topikal, intranasal, vaginal, dan rektal (Allen dan Loyd, 2002).
Hidrogel adalah sediaan semisolid yang mengandung material polimer
menyimpan air dalam strukturnya. Salah satu alasan disukainya hidrogel sebagai
komponen dari sistem penghantaran dan pelepasan obat adalah kompatibilitasnya
yang relatif baik dengan jaringan biologis (Zatz and Kushla, 1996).
D. Carbomer
Carbomer (Carbopol) pertama kali dideskripsikan dalam literatur
professional pada tahun 1955 dan sampai sekarang digunakan dalam berbagai
sediaan farmasetika, misalnya dalam tablet lepas terkontrol, suspensi, dan gel
topikal. USP 25 menetapkan nama umum untuk carbopol adalah carbomer (Allen
dan Loyd, 2002). Carbopol didispersikan ke dalam air membentuk larutan asam
yang keruh yang kemudian dinetralkan dengan basa kuat seperti sodium
hidroksida, trietanolamin, atau dengan basa inorganik lemah seperti amonium
hidroksida, sehingga akan meningkatkan konsistensi dan mengurangi kekeruhan
(Barry,1983). Ketika ditambahkan air, maka memungkinkan tumbuhnya jamur
dan mikroorganime yang lainnya. Ketika diformulasikan dengan sistem berair,
0,1% metilparaben atau propilparaben dapat ditambahkan sebagai agen pengawet
dan tidak mempengaruhi efisiensi dari resin carbomer (Allen dan Loyd, 2002).
Carbomer yang digunakan dalam penelitian ini adalah carbomer 940 NF, memiliki
kekentalan 40.000-60.000 cP, memiliki efisiensi membentuk gel dengan
viskositas tinggi dan memiliki kejernihan sangat baik (Allen dan Loyd, 2002).
Dalam bentuk netral, carbopol larut dalam air, alkohol, dan gliserin serta akan
membentuk gel yang jernih dan stabil. Pada larutan asam (pH 3,5-4,0) dispersi
akan menunjukkan viskositas yang optimal. Pada pH di atas 10, struktur gel rusak
dan viskositas menurun (Anonim, 2001).
H2
C HC
COOH n
Gambar 3. Rumus molekul carbopol (Anonim, 2001)
Carbopol merupakan polimer asam akrilat dengan n >1
E. Humektan
Humektan dalam formula mencegah kehilangan air dan menghindari
penyusutan produk karena evaporasi. Humektan dalam formula dimaksudkan
meningkatkan kenyamanan penggunaan produk pada kulit dan melembutkan kulit
(Nairn, 1997). Dalam kelembapan yang tinggi, humektan dapat menarik air dari
lingkungan sehingga stratum korneum tidak kekurangan air dan memiliki fungsi
biologis yang baik, selain itu kulit menjadi tidak kering (Rawlings, Harding,
Watkinson, Chandar, dan Scott, 2002).
Gliserin atau gliserol digunakan sebagai emollient dan humektan yang
sudah terdaftar pada FDA digunakan dalam konsentrasi 0,2-65,7% (Smolinske,
1992).
Sorbitol diklasifikasikan sebagai humektan, pemanis, dan pembawa
pemberi rasa dalam formula (Smolinske, 1992).
Gambar 5. Struktur molekul sorbitol
Higroskopisitas dan kemampuan humektan mengikat air (250C, 50% RH)
Humektan Higroskopisitas
(H20 mg/100mg)
Kapasitas Ikat Air Total
(H20 mg/100mg)
DPG 12 8
Sorbitol 1 21
PEG 200 20 22
Glyserin 25 40
Na – PCA 44 60
Na - laktat 56 84
(Rawlings dkk, 2002).
F. Radikal bebas dan Antioksidan karotenoid
Radikal bebas adalah molekul dengan satu atau lebih elektron tidak
berpasangan di orbit terluarnya. Molekul tidak stabil ini berinteraksi dengan cepat
dengan molekul yang ada didekatnya, memberikan, menarik, atau bahkan saling
melengkapi elektron terluar mereka. Reaksi ini tidak hanya mengubah molekul
yang lain. Karena kereaktifan dari ROS maka terjadi reaksi yang
berkesinambungan. Reaksi ini memiliki efek yang mengubah struktur dan fungsi
dari jaringan hidup. Bila tubuh kita secara terus menerus terpapar radikal bebas
dan ROS yang lain, jaringan yang dirusak oleh ROS dapat semakin parah
berkembang menjadi sejumlah penyakit, salah satunya kanker kulit (Gregory,
2002).
Aktivitas fotoproteksi dari karotenoid dihubungkan dengan sifat
antioksidan yang dimilikinya, secara efektif menetralkan reaksi radikal bebas
seperti oksigen singlet. Pengatasan reaksi radikal bebas dilakukan oleh karotenoid
secara fisika, dengan penghantaran energi eksitasi oksigen singlet ke karotenoid,
sebagai hasilnya oksigen akan kembali stabil (ground state), energi dilepaskan
oleh karotenoid sebagai energi panas (Sies dan Stahl, 2004).
G. Sunscreen dan SPF
Sunscreen adalah senyawa kimia yang mengabsorbsi dan atau
memantulkan sinar UV sebelum berhasil mencapai kulit. Biasanya sunscreen
merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat aktif. Jika hanya digunakan satu zat
aktif, sunscreen tersebut hanya mampu mengabsorbsi energi UV pada spektrum
yang terbatas (Stanfield, 2003).
Sun Protective Factor adalah tingkat perlindungan produk sunscreen
terhadap sinar matahari yang dapat menyebabkan eritema (sunburn). SPF
yang terlindungi oleh sunscreen dengan MED tanpa perlindungan sunscreen
(Stanfield, 2003).
Meskipun pengukuran SPF dapat dilakukan secara alami, namun juga
diketahui hubungan yang sederhana antara SPF dan absorbansi sebagai berikut :
− =
Io I A log10
SPF SPF
A=−log10 1 =log10
(Walters, Keeney, Wigl, Johnston, dan Cornelius, 1997).
I sebagai intensitas sinar dengan pemakaian sunscreen dan A merupakan
absorbansi. Suatu produk dikatakan mempunyai harga SPF 2 apabila seseorang
menggunakan sunscreen tersebut dia tinggal di bawah sinar matahari tanpa
terbakar dua kali lebih lama tanpa menggunakan sunscreen tersebut (Walters dkk,
1997).
H. Spektrofotometri UV
Spektrofotometri ultraviolet adalah anggota analisis spektroskopik yang
memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dengan
instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).
Spektrofotometri UV dapat melakukan penentuan terhadap sampel berupa
larutan, gas atau uap (Mulja dan Suharman, 1995). Pada analisis kuantitatif,
pengukuran serapan dilakukan pada panjang gelombang maksimum. Panjang
gelombang serapan maksimum merupakan panjang gelombang dimana suatu
maksimum, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi paling besar
sehingga akan didapat kepekaan analisis yang maksimal (Mulja dan Suharman,
1995).
J. Metode Simplex Lattice Design
Suatu formula merupakan campuran yang terdiri dari obat dan eksipien.
Setiap perubahan fraksi dari salah satu komponen dalam campuran akan merubah
sedikitnya satu atau bahkan lebih fraksi eksipien lain. Jika Xi adalah fraksi dari
komponen i dalam campuran maka:
0 ≤ Xi≤ 1 i = 1, 2, …. , q (1)
Campuran akan mengandung sedikitnya satu komponen dan jumlah fraksi
semua komponen adalah seragam, ini berarti :
X1 + X2 + …… + Xq = 1 (2)
Area yang menyatakan semua kemungkinan kombinasi dari
komponen-komponen dapat dinyatakan oleh interior dan garis batas dari suatu gambar
dengan q titik sudut dan q – 1 dimensi (Van Kamp et al., 1987; Amstrong &
James, 1996; Huismandkk, 1984).
Dalam pelaksanaan penelitian dengan simplex lattice design dapat dibuat
formulasi dengan kombinasi yang berbeda dari bahan tambahan. Kombinasi
tersebut dapat digunakan untuk memprediksi respon dalam simplex space secara
Keterangan Empiris
Semakin hari lapisan ozon semakin menipis, semakin besar radiasi UV
mampu mencapai bumi yang menginduksi timbulnya kanker kulit. Dalam keadaan
seperti ini diperlukan sebuah penemuan adanya sediaan UV Protection yang
memilliki tingkat kenyamanan yang baik dalam penggunaannya.
Golongan karetonoid seperti beta karoten telah terbukti sebagai
antioksidan yang baik secara oral, tetapi belum diketahui bagaimana secara
topikal. Zat aktif dari bahan alam diketahui pula memberikan tingkat keamanan
yang lebih baik bagi kulit daripada zat aktif sintetik. Penelitian ini merupakan
sebuah upaya untuk menemukan formula optimum gel UV Protection dengan zat
aktif alami sebagai antioksidan yaitu beta karoten yang terkandung dalam filtrat
perasan wortel (Daucus carota, L.).
Dalam penelitian dilakukan optimasi formula gel dengan filtrat perasan
wortel (Daucus carota, L.) menggunakan gliserol dan sorbitol sebagai humektan
dengan metode simplex latticce design. Humektan ditambahkan karena bersifat
menahan air pada sediaan gel untuk mengurangi penguapan dengan demikian
diharapkan sifat fisis gel tetap terjamin. Formula optimum merupakan formula
yang memiliki sifat fisis gel terbaik yaitu daya sebar gel, viskositas gel dan
stabilittas gel yang ditunjukkan dengan pergeseran viskositas setelah
penyimpanan selama 1 bulan. Nilai SPF invitro menunjukkan bahwa gel memiliki
aktivitas sebagai pelindung terhadap radiasi UV (antioksidan). Nilai SPF invitro
didapatkan melalui pengukuran serapan filtrat perasan umbi wortel menggunakan
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental semu menggunakan
metode simplex lattice design 2 komponen dan bersifat eksploratif, yaitu mencari
formula UV Protection filtrat perasan wortel yang dapat diterima masyarakat
(acceptable).
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
1. Variabel Penelitian
a) Variabel bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi humektan, yaitu
sorbitol dan gliserol.
b) Variabel tergantung
Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisis gel (daya sebar
gel, viskositas gel) dan uji stabilitas viskositas gel (setelah penyimpanan
selama satu bulan).
c) Variabel pengacau terkendali
Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah lama
pengadukan, kecepatan pengadukan, cahaya penyimpanan, dan wadah
penyimpanan.
d) Variabel pengacau tak terkendali
Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu
penelitian dan kelembapan.
2. Definisi Operasional
a.Filtrat perasan wortel adalah cairan hasil dari wortel yang telah dijuice,
disaring tiga kali dan disentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm selama 15
menit, dipisahkan dengan endapan perasan wortel.
b.Gelling agent adalah bahan pembentuk sediaan gel yang akan membentuk
matriks tiga dimensi. Pada penelitian ini digunakan carbopol 1% b/v.
c.Humektan adalah bahan yang membantu mempertahankan kelembaban pada
permukaan kulit dengan cara menarik lembab dari lingkungan. Pada
penelitian ini digunakan sorbitol dan gliserol.
d.Sifat fisis adalah sifat gel yang dapat dilihat kenampakan fisisnya dan dapat
diukur secara kuantitatif meliputi daya sebar, viskositas dan perubahan
viskositas selama penyimpanan.
e.Daya sebar optimum adalah daya sebar sediaan gel dengan diameter
penyebaran dengan range diameter 4 – 5 cm.
f. Viskositas optimum adalah viskositas yang mempunyai nilai antara 290 -
300 d Pa s.
g.Pergeseran viskositas optimum adalah selisih viskositas gel setelah disimpan
selama 1 bulan pada suhu kamar dengan viskositas segera setelah pembuatan
pembuatan. Pergeseran viskositas yang optimum dalam penelitian ditentukan
sebesar 5 %.
h.Contour plot adalah profil respon daya sebar, viskositas, dan pergeseran
viskositas gel UV protection.
i. Contour plot superimposed adalah gabungan dari semua contour plot yang
dapat digunakan untuk menentukan ada tidaknya prediksi komposisi formula
optimum gel UV protection.
j. Komposisi optimum adalah range komposisi humektan yang menghasilkan
gel dengan daya sebar 4–5 cm, viskositas 290-300 d Pa s, dan pergeseran
viskositas 5%.
C. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah filtrat perasan wortel
(Daucus carota, L.), n-heksan (kualitas p.a), aseton (kualitas p.a), gliserol
(kualitas farmasetis), sorbitol (kualitas farmasetis), carbopol (kualitas farmasetis),
triethanolamine (TEA), metil paraben (kualitas farmasetis), aquadest.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas (PYREX),
mixer, Viscotester seri VT 04 (Rion-Japan), Spectrophotometer UV GenesisTM 10,
Perkin-ElmerSpektrofotomer UV-Vis Lambda 20, lemari pendingin (Refrigerator
D. Tata Cara Penelitian
1. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus
carota.L)
1.1 Ekstraksi beta karoten dalam wortel
a. Preparasi Wortel
Wortel segar dibersihkan dan dipotong – potong, lalu ditimbang
kurang lebih 1 kg wortel yang telah dibersihkan kemudian dijus menggunakan
juicer. Hasil jus disaring tiga kali. Kemudian hasil saringan dipisahkan
dengan menggunakan sentrifuge kecepatan 4000 rpm selama 15 menit
sehingga didapatkan filtrat wortel dan endapan wortel. Kemudian filtrat dan
endapan dipisahkan. Bagian filtrat yang digunakan sebagai zat aktif gel UV
Protection.
b. Ekstraksi beta karoten
Sampel filtrat perasan wortel yang didapat kemudian ditimbang
secara seksama 0,50 gram. Kemudian sampel dicuci dengan 2 x 25 ml
aseton, kemudian dengan 25 ml heksan. Fase aseton dihilangkan dari ekstrak
dengan 5 x 100 ml aquadest. Kemudian lapisan paling atas (fraksi heksan)
diambil, lalu masukkan dalam labu ukur 25 ml kemudian ditambahkan
pelarut (aseton : heksan = 1: 9) sampai tanda. Replikasi dilakukan sebanyak
3 kali.
1.2 Pembuatan kurva baku beta karoten
Scaning max dengan menggunakan 3 seri larutan baku (2, 6, 10 ppm).
Kemudian dari ketiga seri larutan baku dibandingkan kurva serapannya.
b. Pengukuran absorbansi larutan seri baku
Tiap – tiap larutan seri baku 2; 4; 6; 8; 10 ppm diukur aborbansi pada
max yang didapat. Kemudian dibuat persamaan regresi linier antara
konsentrasi dengan absorbansi.
1.3 Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel
Absorbansi sampel filtrat diukur pada max. Kadar beta karoten dalam
filtrat perasan wortel dihitung berdasarkan persamaan kurva baku yang
didapat.
2. Memprediksi nilai SPF filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.)
Scanning serapan pada panjang gelombang 365 nm
Timbang sejumlah filtrat perasan wortel yang memberikan SPF 10 –
15, larutkan dalam kloroform hingga 25 ml, kemudian diukur serapannya
pada panjang gelombang 365 nm.
Penentuan dan pengukuran serapan filtrat perasan wortel
Dari hasil scanning serapan pada 365 nm, serapan yang didapat
dihitung sebagai nilai SPF, menggunakan rumus:
A = log 10 SPF
(Walters dkk, 1997).
3. Optimasi pembuatan gel UV Protection
Clear Aqueous Gel dengan Dimetikon
Aquadest 59,8 gram
Carbomer 0,5 gram
Triethanolamin 1,2 gram
Gliserol 34,2 gram
Propilene Glikol 2,0 gram
Dimetikon copoliol 2,3 gram
Komposisi Formula baru setelah dilakukan modifikasi untuk sediaan (100 gram)
sebagai berikut :
Aquadest 47 gram
Carbomer 1 gram
Triethanolamin 0,5 gram
Gliserol 0-48 gram
Sorbitol 0-48 gram
zat aktif (filtrat perasan wortel) 3,5 gram
Rancangan formula Simplex Lattice Design dengan komposisi sorbitol dan
gliserol yang berbeda dalam penelitian :
Tabel I. Formula Simplex Lattice Design
Formula I II III IV V
Gliserol 0 g 12 g 24 g 36 g 48 g
Sorbitol 48 g 36 g 24 g 12 g 0 g
Carbopol 1 g 1 g 1 g 1 g 1 g
Trietanolamin 0,5 g 0,5 g 0,5 g 0,5 g 0,5 g
Aquadest 47 g 47 g 47 g 47 g 47 g
Prosedur :
Carbopol ditambah aquades kemudian dimixer 400 rpm selama 10 menit.
Campuran komponen humektan dimixer selama 200 rpm selama 5 menit.
Kemudian campuran carbopol, campuran humektan dan filtrat dimikser dengan
kecepatan 200 rpm selama 5 menit. Langkah terakhir ditambahkan TEA pada
campuran, dimixer sampai terbentuk massa yang kental dan homogen.
4. Uji Sifat Fisis Formula
a. Uji Daya Sebar
Uji daya sebar sediaan gel UV Protection filtrat perasan wortel
dilakukan setidaknya 48 jam setelah pembuatan, dengan cara: gel ditimbang
seberat 1 gram, diletakkan ditengah kaca bulat berskala. Di atas gel
diletakkan kaca bulat lain ditambah dengan pemberat sehingga total berat
diatas gel 125 gram. Setelah didiamkan selama 1 menit, kemudian dicatat
penyebarannya (Garg dkk, 2002).
b. Uji Viskositas
Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04
dengan cara : gel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada portable
viscotester. Viskositas gel diketahui dengan mengamati gerakan jarum
penunjuk viskositas. Uji ini dilakukan dua kali, yaitu (1) segera setelah gel
E. Analisa Data
Data uji fisis diolah dengan pendekatan Simplex Lattice Design untuk
menghitung koefisien A, B, AB sehingga didapatkan persamaan Y= A(XA) +
B(XB) + AB(XA) (XB).
Tiap persamaan diuji validitasnya secara statistik menggunakan uji F
dengan taraf kepercayaan 95%. Apabila valid maka dapat dilakukan prediksi
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Preparasi Wortel dan Ekstraksi Beta Karoten
Proses ekstraksi beta karoten dimulai dari pemilihan wortel yang segar dan
memiliki bentuk dan umur seragam. Langkah selanjutnya secara berurutan adalah
memotong, menimbang dan mencuci wortel kurang lebih sebanyak 1 kg.
Pemotongan wortel menjadi bagian-bagian yang kecil perlu dilakukan untuk
mempermudah proses penyarian dengan juicer. Berdasarkan orientasi penelitian,
wortel yang diperlukan untuk menghasilkan filtrat digunakan dalam lima formula
(masing-masing formula 200 gram gel) kurang lebih sebanyak 1 kilogram. Setelah
pencucian, proses selanjutnya adalah pengambilan sari wortel dengan juicer,
penyaringan dan sentrifuge. Proses penyarian dengan juicer diulang lebih dari
satu kali apabila masih ada bagian wortel yang belum halus menjadi ampas,
pengulangan ini dapat menambah volume filtrat yang dihasilkan. Proses
penyaringan dilakukan tiga kali memiliki tujuan untuk menyaring ampas kasar.
Apabila tidak dilakukan penyaringan maka akan ditemukan endapan ampas
setelah selesai disentrifuge. Proses sentrifuge sendiri menggunakan alat sentrifuge
empat tabung, hasil penyaringan disentrifuge dalam volume sedikit demi sedikit,
proses satu kali sentrifuge dilakukan selama 15 menit dengan kecepatan 4000
rpm. Pada saat proses sentrifuge, hasil saringan dimasukkan kedalam tabung
sentrifuge ditutup kencang dengan membran film supaya cairan tidak tumpah.
Proses sentrifuge ini menggunakan prinsip gravitasi dalam pengendapan partikel
kecil dengan kecepatan tinggi sehingga dapat diperoleh sejumlah massa partikel
endapan dibagian bawah tabung. Cairan filtrat dipisah dengan endapan, maka
didapat filtrat murni yang bebas dari endapan, kemudian ditambahkan metil
paraben 0,1% untuk mencegah pertumbuhan jamur yang dapat membusukkan
filtrat wortel. Sifat filtrat wortel ini selama orientasi mudah mengalami
pembusukan dalam waktu yang singkat tanpa pengawet. Pemilihan metil paraben
sebagai pengawet berdasarkan kecocokannya dengan gelling agent carbopol.
Filtrat inilah yang akan digunakan sebagai zat aktif dalam pembuatan sediaan UV
Protection.
B. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Perasan Wortel
Langkah yang dilakukan mengikuti prosedur pengisolasian beta karoten
dari sayuran segar menurut AOAC dengan modifikasi. Pelarut yang digunakan
adalah campuran dengan perbandingan 1 bagian aseton dan 9 bagian heksan yang
bersifat non polar seperti beta karoten. Langkah awal adalah menimbang sampel
filtrat perasan wortel secara seksama 0,5 gram, sampel kemudian diekstrak
dengan 2 x 25 ml aseton, dilanjutkan dengan 25 ml heksan. Ekstraksi senyawa
beta karoten dari filtrat dilakukan dengan bantuan pengadukan menggunakan
magnetik strirer. Ekstraksi dengan aseton masing-masing distirrer selama 2,5
menit, hasil ekstraksi disaring dengan kertas saring dan ditampung dalam
erlenmeyer. Ekstraksi dengan heksan distirrer selama 1 menit saja, setelah itu
disaring dan disatukan dengan hasil ekstraksi dengan aseton. Waktu yang
sesudah mengalami pencucian dengan aseton sudah memudar, diasumsikan
sebagai tanda bahwa kandungan beta karoten sudah banyak yang terlarut dalam
aseton. Hasil ekstraksi kemudian ditempatkan ke dalam corong pisah, fase aseton
dihilangkan dengan penambahan 100 ml aquadest dan penggojogan selama 2
menit. Setelah penggojogan akan tampak 2 fraksi dalam corong pisah, fraksi air
yang mengikat aseton dan fraksi heksan. Beta karoten dalam fraksi aseton terikat
pada fraksi heksan ketika fraksi aseton terikat pada molekul air. Fraksi heksan
yang telah didapat diekstraksi 4 kali lagi menggunakan 100 ml aquadest dengan
prosedur yang sama. Fraksi heksan yang didapat dikumpulkan pada labu ukur 25
ml lalu ditambahkan pelarut sampai tanda, penambahan pelarut ini bertujuan
untuk menyeragamkan volume dalam perhitungan kadar.
1. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF sebelum membuat gel
Langkah awal yang dilakukan adalah scanning panjang gelombang
serapan maksimum larutan baku beta karoten. Panjang gelombang serapan
maksimum perlu dicari karena pada panjang gelombang tersebut senyawa
memberikan nilai serapan maksimum dibandingkan dengan panjang gelombang
yang lain. Sebagai baku digunakan beta karoten dari E Merck®. Scanning
dilakukan dengan konsentrasi 2 ppm, 6 ppm, dan 10 ppm pada range panjang
Tabel II. Kurva baku beta karoten dengan Spektrofotometer Genesis 10
KURVA BAKU I KURVA BAKU II KURVA BAKU III
Kadar
(ppm) Absorbansi
Kadar
(ppm) Absorbansi
Kadar
(ppm) Absorbansi
2,174 0,262 2,160 0,243 2,056 0,336
4,348 0,541 4,320 0,626 4,112 0,570
6,522 0,930 6,480 0,986 6,168 0,980
8,696 1,200 8,640 1,291 8,224 1,320
10,870 1,509 10,800 1,629 10,280 1,622
A = 0,0575 B = 0,14503 r = 0,99855
y = 0,14503 x + 0,0575
A = – 0,0761 B = 0,15912 r = 0,99915 y = 0,15912 x – 0,0761
A = -0,031 B = 0,16158 r = 0,99729 y = 0,16158 x - 0,0310
Semua persamaan diatas memiliki nilai regresi lebih besar daripada r tabel
(r tabel = 0,878) dengan taraf kepercayaan 95%. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa ketiga persamaan linier.
Persamaan yang digunakan adalah persamaan yang memiliki nilai regresi
terbaik 0,99915. Semakin tinggi nilai regresi menunjukkan semakin baik
hubungan sebab akibat antara variabel bebas dan variabel tergantung, dalam
penetapan kadar ini hubungan yang dimaksud adalah perubahan nilai kadar
benar-benar mempengaruhi nilai absorbansi.
Persamaan yang digunakan adalah y = 0,15912 x – 0,0761. Hasil dari
pengukuran nilai absorbansi sampel sebagai berikut :
Tabel III. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel dengan dengan Spektrofotometer Genesis 10
filtrat absorbansi Σ beta karoten
dalam 1 g filtrat
x ± SD (mg) CV (%)
1 1,238 0,13764 mg
2 1,186 0,13220 mg
3 1,251 0,13900 mg
Nilai SPF diukur pada rentang panjang gelombang UV yaitu pada 365 nm
secara in vitro. Alasan pemilihan panjang gelombang tersebut berdasarkan bahwa
365 nm merupakan panjang gelombang dilakukan uji efikasi yang masuk dalam
range UV mengiritasi kulit. Pada pengukuran nilai SPF digunakan kloroform
sebagai pelarut. Hal ini disebabkan oleh karena kloroform bersifat relatif lebih
non polar dibanding pelarut yang lain. Gambar di bawah adalah perbandingan
antara kurva baku dengan sampel filtrat perasan wortel dilarutkan dalam
kloroform, kemiripan profil dua puncak yang dimiliki oleh kedua hasil scanning
membuktikan bahwa sampel dari wortel adalah beta karoten.
Kurva baku 10 ppm Filtrat perasan umbi wortel
Gambar 6. Hasil scanning beta karoten dengan pelarut kloroform Spectrophotometer UV GenesisTM 10
Nilai UV cut off dari kloroform rendah dan hal ini tidak mengganggu
tampilan kromatogram beta karoten. UV cut off merupakan panjang gelombang
spesifik senyawa memberikan serapan. Perhitungan nilai SPF menggunakan
rumus Walters yang mana menunjukkan hubungan antara absorbansi dan nilai
=
SPF 1 log
-A 10 = log10SPF
(Walters dkk, 1997)
Tabel IV. Hasil pengukuran SPF
Serapan (A) SPF
Replikasi Replikasi
Σ beta
karoten
(mg) 1 2 3 1 2 3
SPF
rata-rata
1,64043 1,152 1,038 1,028 14,191 10,914 10,666 11,924
Perhitungan Filtrat yang diperlukan dalam Formula
Absorbansi yang mendekati nilai SPF yang diinginkan berasal dari
endapan perasan wortel maka kadar filtrat disesuaikan untuk mencapai kadar beta
karoten yang setara dengan kadar beta karoten pada endapan perasan wortel.
Dalam perhitungan diperoleh jumlah filtrat perasan wortel yang diperlukan untuk
menghasilkan SPF 11, 924 adalah 96,2968 gram.
Formula yang dibuat sesuai perhitungan menghasilkan sediaan gel yang
berpenampilan buruk yaitu warna gel yang terlalu pekat seperti saos tomat
Penampilan fisis yang demikian jelas tidak bisa diterima oleh masyarakat dan
tidak mungkin membuat formula seperti itu lagi, oleh karenanya diperlukan
sebuah cara untuk dapat menghasilkan gel memiliki penampilan yang bisa
diterima secara luas. Langkah yang diambil adalah mengurangi konsentrasi filtrat
perasan wortel dalam pembuatan formula yang baru, setelah dicoba membuat gel
dengan zat aktif filtrat perasan wortel sejumlah 3,5 gram dalam 100 gram formula
2. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF dalam gel
Panjang gelombang serapan maksimum yang diperoleh adalah 452,2 nm.
Gambar 7. Hasil scanning panjang gelombang serapan maksimum larutan beta karoten 452,2 nm
Konsentrasi : 10 ppm, 6 ppm, dan 2 ppm Pelarut : Aseton : Heksan (1:9)
Instrumen : Perkin Lambda Elmer 20
Tabel V. Kurva baku beta karoten dengan Perkin-Elmer Spektrofotomer UV-Vis Lambda 20
KURVA BAKU I KURVA BAKU II KURVA BAKU III
Kadar
(ppm) Absorbansi
Kadar
(ppm) Absorbansi
Kadar
(ppm) Absorbansi
2,060 0,341 2,114 0,276 2,182 0,361
4,120 0,669 4,228 0,543 4,364 0,676
6,180 0,980 6,342 0,922 6,546 1,046
8,240 1,320 8,456 1,182 8,728 1,232
10,300 1,656 10,57 1,462 10,91 1,658
A = 0,00890
B = 0,15927
r = 0,99988
y = 0,15927 x + 0,00890
A = – 0,02630
B = 0,14240
r = 0,99812
y = 0,14240 x – 0,02630
A = 0,04960
B = 0,14436
r = 0,99510
y = 0,14436 x + 0,04960
Persamaan diatas memiliki nilai regresi lebih besar daripada r tabel (0,878)
persamaan linier. Setiap kali sebelum membuat formula perlu ditetapkan kadar
beta karoten terlebih dahulu untuk dapat menentukan jumlah filtrat perasan wortel
yang digunakan dalam formula. Hal ini dilakukan karena sangat besar
kemungkinan adanya perbedaan kadar beta karoten dalam wortel yang berbeda
Persamaan yang digunakan adalah persamaan yang memiliki nilai regresi
terbaik 0,99988. Semakin baik nilai regresi menunjukkan semakin baik hubungan
sebab akibat antara variabel bebas dan variabel tergantung, dalam penetapan kadar
ini hubungan yang dimaksud antara konsentrasi dan nilai absorbansi. Persamaan
yang digunakan adalah y = 0,15927 x + 0,00890.
Nilai absorbansi dan konsentrasi filtrat tiap 1 gram filtrat perasan wortel
sebagai berikut :
Tabel VI. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel karoten dengan Perkin-ElmerSpektrofotomer UV-Vis Lambda 20
filtrat absorbansi Σ beta karoten
dalam 1 g filtrat
x ± SD (mg) CV(%)
1 1,067 0,08304
2 1,056 0,08218
3 1,059 0,08241
0,08254 ± 0,00045 0,5392
Dari perhitungan diperoleh jumlah beta karoten dalam 200 gram sediaan
adalah 0,29 mg, memberikan nilai SPF sebesar 1,12.
Tabel VII. Hasil pengukuran SPF dalam 200 gram gel
Serapan (A) SPF
Replikasi Replikasi
Σ beta
karoten
1 2 3 1 2 3
SPF
rata-rata
Suatu sediaan memiliki nilai SPF lebih dari 2 akan digolongkan menjadi
sediaan sunscreen, apabila sediaan memiliki sifat melindungi terhadap radiasi UV
maka sediaan itu dapat digolongkan menjadi sediaan UV Protection. Perlindungan
terhadap radiasi UV tersebut ditunjukkan dengan memiliki nilai SPF, dengan
dasar demikian sediaan yang dibuat adalah sediaan UV Protection.
C. Pembuatan Sediaan Gel
Penelitian ini membuat 5 formula dengan komposisi gliserol dan sorbitol
yang berbeda. Tujuan dibuat 5 formula ini untuk mendapatkan komposisi
optimum melalui perhitungan simplex lattice design. Gliserol dan Sorbitol
berfungsi sebagai humektan dimana memberikan proteksi terhadap kehilangan air
pada gel karena evaporasi air yang cepat dapat mempengaruhi daya sebar sediaan
gel. Gliserol memiliki higroskopis tinggi namun daya ikat air total tidak berbeda
jauh dengan higroskopisnya, sedang sorbitol walaupun higroskopis lebih rendah
daripada gliserol tapi memiliki daya ikat air total 21 kali daripada nilai
higroskopisnya. Dengan kombinasi sifat ini maka diharapkan formula memiliki
daya sebar dan stabilitas yang baik, yaitu memiliki kemampuan higroskopis tinggi
dan daya ikat total air besar, sehingga evaporasi secara maksimal dapat dicegah
dan mampu mempertahankan konsistensi gel. Carbopol digunakan sebagai agen
pembentuk gel yang memiliki sifat larut dalam air, memiliki kelebihan cepat
mengembang ketika diformulasikan. Dalam formula ditambahkan trietanolamin
sebagai pengental yang bersifat basa yang akan meningkatkan konsistensi dan
kemungkinan tumbuhnya jamur dan mikroorganime yang lainnya, maka
ditambahkan metilparaben sebagai agen pengawet dan tidak mempengaruhi
efisiensi dari resin carbomer. Metil paraben telah ditambahkan pada awal
prosedur pembuatan filtrat perasan wortel karena sifat filtrat yang rentang
ditumbuhi jamur dan mikroorganisme lain dalam waktu singkat.
D. Sifat Fisis dan Stabilitas Sediaan Gel
Sifat fisis dan stabilitas merupakan unsur yang menjamin kualitas
farmasetis suatu sediaan. Sifat fisis yang diukur dari sediaan gel sunscreen ini
adalah daya sebar dan viskositasnya. Stabilitas sediaan dilihat dari pergeseran
viskositas yang terjadi setelah gel disimpan selama satu bulan. Pengukuran daya
sebar dilakukan dengan mengukur diameter penyebaran gel rata-rata pada 6 kali
pengukuran pada kaca bulat berskala. Daya sebar yang baik menjamin pemerataan
gel saat diaplikasikan pada kulit. Nilai daya sebar yang direkomendasikan untuk
sediaan semistiff yaitu 5 cm. Daya sebar berbanding terbalik dengan viskositas
sediaan semipadat. Semakin besar daya sebar maka viskositas sediaan semipadat
semakin kecil (Garg dkk, 2002). Dalam penelitian ini direkomendasikan nilai
daya sebar yang lebih spesifik, yaitu antara 4 – 5 cm. Pemilihan nilai ini untuk
menghindari kemungkinan sebuah sediaan topikal memiliki daya sebar terlalu
rendah. Dalam penelitian ini kedua humektan baik sorbitol maupun gliserol yang
digunakan merupakan golongan alkohol yang menstabilkan sistem gel, jadi dapat
diprediksikan akan terbentuk sistem gel yang baik. Nilai viskositas yang
viskositas segera setelah pembuatan sediaan menunjukkan tingkat kekentalan gel,
sedangkan pengukuran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan
menunjukkan kestabilan gel. Apabila tidak terjadi pergeseran viskositas setelah
penyimpanan, dapat dikatakan gel memiliki stabilitas yang baik.
Nilai persen pergeseran maksimum yang direkomendasikan setelah 1
bulan adalah 5 % (Zats, Berry, dan Alderman, 1996), dimana nilai tersebut
merupakan suatu perubahan yang kecil menandakan kestabilan suatu sediaan.
Tabel VIII. Hasil pengukuran sifat fisis gel UV Protection
Daya sebar (cm) Viskositas (dPa s) Pergeseran Viskositas
F x ± SD x SLD x ± SD x SLD x ± SD x SLD
I 3,78±0,20 3,78 295,00±8,37 295,00 2,73±1,87 2,73
II 3,77±0,25 3,72 301,67±9,83 297,39 1,66±1,71 3,73
III 3,72±0,20 3,72 298,33±4,08 298,33 2,73±1,65 2,73
IV 4,07±0,18 3,92 288,33±7,53 297,81 0,96±0,94 4,11
V 4,18±0,06 4,18 295,83±21,08 295,83 3,50±1,85 3,50
Rata2 3,90±0,21 3,86±0,19 295,83±4,93 296,87±1,40 2,32±1,00 3,36±0,61
Keterangan :
F : Formula
x : data hasil pengukuran dalam percobaan
x SLD : data hasil perhitungan dengan persamaan SLD
Data dicetak tebal adalah nilai rata-rata ± SD antar formula, data dicetak biasa
adalah nilai rata-rata ± SD dalam formula
1. Uji Daya Sebar
Perhitungan persamaan berdasar metode simplex lattice design
menghasilkan persamaan Y = 3,78 (X1) + 4,18 (X2) – 0,87 (X1)(X2).
Hipotesis :
H0 : Y = 3,78 (X1) + 4,18 (X2) – 0,87 (X1)(X2) tidak regresi
H1 : Y = 3,78 (X1) + 4,18 (X2) – 0,87 (X1)(X2) regresi
H0 ditolak bila : f hitung > f (2,27) α=0,05
Tabel IX. Hasil perhitungan uji F pada daya sebar gel UV Protection
Sum of Square
Degree of Freedom
Mean of
Square F hitung
Regresi 0,92 2 0,46 11,48
Residu 1,09 27 0,04
Total 2,01 29
Gambar 8. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon daya sebar gel UV Protection dengan titik diluar garis sebagai
hasil perhitungan dengan Simplex Lattice Design.
Nilai F tabel = 3,35. Nilai F hitung =11,48. Kesimpulan : H0 ditolak, H1
diterima, maka persamaan valid digunakan untuk memprediksi sifat fisis daya
sebar dengan variasi komposisi sorbitol dan gliserol.
Grafik Daya Sebar
3,40000 3,50000 3,60000 3,70000 3,80000 3,90000 4,00000 4,10000 4,20000 4,30000
100%S:0%G 75%S:25%G 50%S:50%G 25%S:75%G 100%G:0%S
2. Uji Viskositas
Perhitungan persamaan berdasar metode simplex lattice design
menghasilkan persamaan Y = 295,00 (X1) + 295,83 (X2) + 11,67 (X1)(X2).
Pengujian Persamaan SLD Daya Sebar :
Hipotesis :
H0 : Y = 295,00 (X1) + 295,83 (X2) + 11,67 (X1)(X2) tidak regresi
H1 : Y = 295,00 (X1) + 295,83 (X2) + 11,67 (X1)(X2) regresi
H0 ditolak bila : f hitung > f (2,27) α=0,05
Tabel X. Hasil perhitungan uji F pada viskositas gel UV Protection
Sum of Square
Degree of Freedom
Mean of
Square F hitung
Regresi 47,26 2 23,63 0,16
Residu 3956,90 27 146,55
Total 4004,17 29
Nilai F tabel = 3,35. Nilai F hitung = 0,16. Kesimpulan : H0 diterima, H1
ditolak, artinya tidak ada regresi maka persamaan tidak dapat digunakan untuk
memprediksi sifat fisis viskositas dengan variasi komposisi sorbitol dan gliserol.
Hal ini kemungkinan dapat disebabkan karena dalam penelitian tidak dilakukan
replikasi tetapi hanya dilakukan repitasi menggunakan bahan yang sama untuk
pengukuran. Waktu pendiaman dalam pengukuran yang tidak cukup bagi gel
untuk kembali ke struktur seperti semula mempengaruhi dihasilkan nilai
viskositas berbeda dengan pengukuran sebelumnya, perbedaan nilai viskositas ini
membuat nilai SD dalam formula menjadi besar (dapat dilihat pada Tabel XIII).
Gambar 9. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon viskositas gel UV Protection dengan titik diluar garis sebagai
hasil perhitungan dengan Simplex Lattice Design.
3. Uji Stabilitas
Perhitungan persamaan berdasar metode simplex lattice design
menghasilkan persamaan Y = 2,73 (X1) +3,50 (X2) + 4,30 (X1)(X2).
Pengujian Persamaan SLD Daya Sebar :
Hipotesis :
H0 : Y = 2,73 (X1) +3,50 (X2) + 4,30 (X1)(X2) tidak regresi
H1 : Y = 2,73 (X1) +3,50 (X2) + 4,30 (X1)(X2) regresi
H0 ditolak bila : f hitung > f (2,27) α=0,05
Tabel XI. Hasil perhitungan uji F pada % pergeseran viskositas gel UV Protection
Sum of Square
Degree of Freedom
Mean of
Square F hitung
Regresi 8,28 2 4,14 1,11
Residu 100,62 27 3,73
Total 108,90 29
Grafik Viskositas
280,00000 285,00000 290,00000 295,00000 300,00000 305,00000
100%S:0%G 75%S:25%G 50%S:50%G 25%S:75%G 100%G:0%S
Nilai F tabel = 3,35. Nilai F hitung = 1,11. Kesimpulan : H0 diterima, H1
ditolak, artinya tidak ada regresi maka persamaan tidak valid digunakan untuk
memprediksi sifat fisis. Penyebab ketidakvalidan data adalah karena data
viskositas awal yang diperoleh sudah memiliki SD dalam formula yang besar, hal
ini mempengaruhi hasil % pergeseran viskositas juga memiliki SD dalam formula
yang besar, dengan persamaan tidak valid.
Gambar 10. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon % pergeseran viskositas gel UV Protection dengan titik diluar
garis sebagai hasil perhitungan dengan Simplex Lattice Design.
E. Optimasi Formula Sediaan Gel
Dalam penelitian ini tidak didapat contourplot superimposed tetapi dapat
diperoleh perkiraan formula yang optimum berdasar sifat fisisnya
1. Perkiraan Formula Optimum berdasar Daya Sebar
Daya sebar yang optimum ditentukan memiliki nilai antara 4 – 5 cm yang
berprofil sebagai sediaan semi stiff.
Grafik % Pergeseran Viskositas
0,00000 0,50000 1,00000 1,50000 2,00000 2,50000 3,00000 3,50000 4,00000 4,50000
100%S:0%G 75%S:25%G 50%S:50%G 25%S:75%G 100%G:0%S
Gambar 11. Grafik hubungan antara humektan dengan respon daya sebar yang menunjukkan range optimum humektan.
Formula optimum yaitu pada sebagian formula IV (75% Gliserol + 25%
Sorbitol) dan formula V (100% Gliserol). Bila dilihat dari hasil, diperoleh bahwa
daerah optimum adalah formula yang banyak mengandung gliserol. Pada grafik
terlihat bahwa formula yang mengandung lebih sedikit gliserol memiliki nilai
daya sebar yang lebih rendah. Hal ini sesuai dengan teori, yaitu gliserol memiliki
higroskopisitas yang lebih tinggi daripada sorbitol, selain itu memiliki kapasitas
menarik air total lebih banyak daripada sorbitol. Suatu sediaan harus memiliki
daya sebar yang baik, tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu rendah. Apabila daya
sebar sediaan terlalu tinggi maka akan cepat hilang atau tidak nyaman untuk
digunakan karena sediaan akan mudah melebar ketika diaplikasikan pada kulit.
Apabila daya sebar sediaan terlalu rendah akan tidak nyaman pula digunakan,
karena bisa berkesan lengket dikulit. Titik kritis dalam sifat daya sebar bahwa
sifat tersebut penentu berhasil atau tidak UV Protection memberi perlindungan,
dimana daya sebar menentukan distribusi zat aktif UV Protection pada kulit.
Profil kurva yang terbentuk melengkung terbuka ke atas menunjukkan bahwa
interaksi antar gliserol dan sorbitol menurunkan respon daya sebar.
2. Perkiraan Formula Optimum berdasar Viskositas
Viskositas optimum ditentukan berada pada nilai 290-300 d Pa s
Gambar 12. Grafik hubungan antara humektan dengan respon viskositas yang menunjukkan range optimum humektan.
Formula optimum adalah semua formula. Viskositas merupakan salah satu
sifat penting yang harus diperhatikan, khususnya untuk kepentingan konsumen
ketika ak
