INTISARI
Minyak daun sirih hijau (Piper betle Linn) diketahui mengandung kavikol yang memiliki aktivitas antibakteri, salah satunya terhadap Escherichia coli yang merupakan bakteri penyebab diare. Pemanfaatan efek antibakteri pada minyak daun sirih hijau akan baik bila diformulasikan menjadi bentuk sediaan gel hand sanitizer. Dalam formulasi gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau, sifat fisik sediaan dipengaruhi oleh komposisi bahan yang digunakan diantaranya karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 dan gliserin terhadap sifat fisik gel hand sanitizerminyak daun sirih hijau, mengetahui kestabilan sediaan pada penyimpanan selama 30 hari, dan mengetahui aktivitas antibakteri sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau.
Penelitian yang dilakukan merupakan desain faktorial dengan dua faktor (karbopol 940 dan gliserin) dan dua level (level rendah dan tinggi). Sifat fisik dan stabilitas fisik gel hand sanitizer yang dievaluasi meliputi organoleptis, pH, viskositas dan daya sebar. Hasil evaluasi sifat fisik dianalisis menggunakan program Design Expert 9.0.4 trial dengan ANOVA one way pada taraf kepercayaan 95%, stabilitas fisik serta aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dianalisis menggunakan program RStudio versi 3.1.2.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor karbopol 940 adalah faktor yang secara signifikan mempengaruhi viskositas dan daya sebar gel hand sanitizer minyak daun sirh hijau (p<0,05), sediaan gel hand sanitizer stabil secara viskositas selama penyimpanan 30 hari, untuk respon daya sebar formula F1, Fa, dan Fab stabil selama penyimpanan 30 hari, sedangkan formula Fb tidak stabil selama masa penyimpanan. Sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan formula F1 dan Fb dapat menghambat bakteri Escherichia coli.
ABSTRACT
Oleum green betel leaf (Piper betle Linn) has known to has chavicol as antibacterial activity, one of them to Escherichia coli that causing diarrhea. The use of an antibacterial effect in oleum green betel leaf will be better when formulated into dosage forms hand sanitizer gel. In hand sanitizer gel formulation of oleum green betel leaf, the physical properties of the dosage influenced the composition of the materials used include carbopol 940 as a gelling agent and glycerin as a humectant. This study aimed to examine the efffect of different concentration of carbopol 940 and glycerin to physical properties of the hand sanitizer gel of oleum green betel leaf, its stability in 30 days, and its antibacterial activity.
This research design was factorial design with two factors carbopol 940 and glycerin) and two levels (low level and high evel). Evaluation in physical properties and stability of oleum green betel leaf hand sanitizer gel such as organoleptic, pH, viscosity, and spreadability. Physical properties was analyzed using ANOVA one way on Design Expert 9.0.4 trial with confidential degree 95%, physical stability and activity of antibacterial hand sanitizer gel oleum green betel leaf was analyzed using the program RStudio version 3.1.2.
The result showed that carbopol 940 had a significant effect to viscosity and spreadability (p<0,05), oleum green betel leaf hand sanitizer gel stable viscocity during storage of 30 days, for spreadability F1, Fa, and Fab was stable, while the formula Fb unstable during storage of 30 days and oleum green betel leaf hand sanitizer gel with formula F1 and Fb has been to inhibit Escherichia coli.
Keywords : oleum green betel leaf (Piper betle Linn), hand sanitizer gel, carbopol 940, glycerin, factorial design. .
PENGARUH KARBOPOL 940 DAN GLISERIN DALAM FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU (Piper betle Linn)
TERHADAP SIFAT FISIK, STABILITAS FISIK DAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Escherichia coli.
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Yolanda Angnes NIM : 118114156
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
PENGARUH KARBOPOL 940 DAN GLISERIN DALAM FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU (Piper betle Linn)
TERHADAP SIFAT FISIK, STABILITAS FISIK DAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Escherichia coli.
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Yolanda Angnes NIM : 118114156
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2016
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PENGARUH KARBOPOL 940 DAN GLISERIN DALAM FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU (Piper betle Linn) TERHADAP
SIFAT FISIK, STABILITAS FISIK DAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Escherichia coli.
Oleh :
Yolanda Angnes
NIM : 118114156
Dipertahankan di hadapan panitia penguji skripsi
Fakultas Farmasi
Universitas Sanata Dharma
pada tanggal :
Mengetahui
Fakultas Farmasi Sanata Dharma
Universitas Sanata Dharma
Dekan
(Aris Widayati, M.Si., Ph.D., Apt.)
Panitia Penguji Skripsi
1. Dr. T.N. Saifullah Sulaiman, M.Si., Apt.
2. Damiana Sapta Candrasari, S.Si., M.Sc. 3. Beti Pudyastuti, M.Sc., Apt.
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk
Papa, mama, dek gebby, dek kesya, dan segenap keluarga tercinta, sebagai rasa terima kasihku
atas dukungan dan penyertaan dalam doa.
Untuk sangke atas motivasi dan semangat yang diberikan
Semua sahabat SMA dan sahabat di farmasi atas saran, bantuan, semangat, dukungannya.
v
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa s kripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarism dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi peraturan perundang-undangan yang berlaku.
Yogyakarta, 03 Desember 2015
Penulis
Yolanda Angnes
vi
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yolanda Angnes
Nomor mahasiswa : 118114156
Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Univeristas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : PENGARUH KARBOPOL 940 DAN GLISERIN DALAM FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU (Piper betle Linn) TERHADAP SIFAT FISIK, STABILITAS FISIK DAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI TERHADAP Escherichia coli .
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : ____________________ Yang menyatakan
vii PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan kasih-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Pengaruh Karbopol 940 dan Gliserin dalam Formulasi Gel Hand Sanitizer
Minyak Daun Sirih Hijau (Piper betle Linn) terhadap Sifat Fisik, Stabilitas Fisik dan Aktivitas Antibakteri terhadap Escherichia coli ” ini dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat mendapat gelar sarjana farmasi (S.Farm) program studi Farmasi.
Tugas akhir ini dapat terlaksana dan diselesaikan tanpa lepas dari peran, dukungan, motivasi, bantuan, bimbingan, arahan, dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Tuhan Yesus yang selalu ada menyertai, memberkati, dan memberi pertolongan dalam setiap langkah kehidupan penulis.
2. Kedua orang tua penulis tercinta, Bapak Agustinus dan Ibu Elisabeth Kappa, yang selalu memberikan cinta, doa, dukungan dan semangat.
3. Ibu aris Widayati M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
4. Bapak Dr. Teuku Nanda Saifullah Sulaiman, S.Si., M.Si., Apt., dan Ibu Melania Perwitasari M.Sc., selaku dosen pembimbing skripsi atas segala dukungan dan arahan, semangat, dan masukan kepada penulis selama penyusunan skripsi.
viii
4. Ibu Damiana Sapta Candrasari, S.Si., M.Sc. dan Ibu Beti Pudyastuti, M.Sc., Apt. sebagai penguji yang telah memberikan waktu, masukan, kritik, dan saran kepada penulis.
5. Segenap dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah membagikan ilmu serta pengalaman selama perkuliahan penulis.
6. Pak Musrifin, Pak Mukmin, serta laboran-laboran lain atas segala bantuan dan semangat yang diberikan kepada penulis selama penelitian.
7. Adek-adek penulis, Gebby dan Kesya yang selalu memberikan semangat dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
8. Rekan skripsi penulis yang terbaik Gita Mentari, atas kebersamaan dan kerjasama selama penelitian dan penyusunan skripsi.
9. Rekan seperjuangan Rio Irawan dan Macin, atas kebersamaan selama penelitian dan penyusunan skripsi.
10.Sangke, atas semangat dan doa yang diberikan kepada penulis selama penyusunan skripsi.
11.Teman-teman Farmasi (Hensu, Yolanda, Adit) atas semangat dan bantuan yang diberikan kepada penulis.
12.Teman-teman XVI (Yovita, Agi, Inggrid, Christin, Yunda, Annie, Reymond, Nathan, Triono) atas kebersamaan, semangat, doa, motivasi, dan bantuan yang diberikan selama menjalani hidup sebagai mahasiswa di Jogja. 13.Teman-teman Farmasi 2011 lainya untuk kebersamaan, keceriaan, canda
ix
14.Segenap pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu untuk setiap dukungan dan bantuannya.
Penulis sangat menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam laporan akhir skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Semoga laporan akhir skripsi ini dapat berguna bagi seluruh pihak, terutama dalam bidang kefarmasiaan.
Yogyakarta, 03 Desember 2015
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
INTISARI ... xvi
ABSTRACT ... xvii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
1. Rumusan masalah ... 4
2. Keaslian penelitian ... 4
3. Manfaat penelitian ... 5
B. Tujuan Penelitian ... 5
1. Tujuan umum ... 5
xi
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA... 7
A. Minyak Daun Sirih Hijau ... 7
B. Gel ... 8
C. Hand Sanitizer ... 10
D. Kontrol Kualitas Sediaan Gel Hand Sanitizer ... 13
E. Desain Faktorial ... 17
F. Escherichia coli ... 19
G. Uji Aktivitas Antibakteri ... 18
H. Landasan Teori ... 20
I. Hipotesis ... 22
BAB III. METODE PENELITIAN... 23
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 23
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 23
C. Bahan Penelitian ... 25
D. Alat Penelitian ... 26
E. Tata Cara Penelitian ... 26
1. Karakterisasi Minyak Daun Sirih Hijau ... 26
2. Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Daun Sirih Hijau... 28
3. Formula Gel Hand Sanitizer ... 29
4. Pembuatan Gel Hand Sanitizer ... 30
5. Pengujian Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer ... 31
6. Pengujian Stabilitas Fisik Gel Hand Sanitizer... 32
xii
7. Pengujian Aktivitas Antibakteri Sediaan Gel Hand Sanitizer Minyak
Daun Sirih Hijau ... 32
F. Analisis hasil ... 33
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 35
A. Karakterisasi Minyak Daun Sirih Hijau ... 35
B. Pengujian Aktivitas Antibakteri Minyak Daun Sirih Hijau ... 35
C. Pengujian Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 38
D. Pengujian Stabilitas Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 47
E. Pengujian Aktivitas Antibakteri Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 49
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
A. Kesimpulan ... 52
B. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 54
LAMPIRAN ... 58
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel I. Rancangan Desain Faktorial dengan Dua Faktor dan Dua Level ... 18
Tabel II. Formula Gel Hand Sanitizer Menurut Sari dan Isadiartuti ... 29
Tabel III. Formula Gel Hand Sanitizer Hasil Modifikasi ... 30
Tabel IV. Karakterisasi Minyak Daun Sirih Hijau... 35
Tabel V. Hasil Pengujian Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer ... 38
Tabel VI. Nilai Efek Karbopol 940, Gliserin, dan Interaksinya terhadap Respon Visksoitas ... 40
Tabel VII. Nilai Efek Karbopol 940, Gliserin, dan Interaksinya terhadap Respon Daya Sebar ... 43
Tabel VIII. Hasil Verifikasi Formula Optimum ... 47
Tabel IX. Aktivitas Antibakteri Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau terhadap Echerchia coli... 50
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Daun Sirih Hijau (Piper betle Linn) ... 7
Gambar 2. Hasil Pengukuran Diameter Zona Hambat Minyak Daun Sirih Hijau terhadap Echerchia coli ... 36
Gambar 3. Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Daun Sirih Hijau ... 37
Gambar 4. Contourplot Respon Viskositas Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 39
Gambar 5. Grafik Residual Viskositas terhadap Probabilitas Normal ... 41
Gambar 6. Grafik Hubungan Karbopol 940 terhadap Viskositas ... 41
Gambar 7. Grafik Hubungan Gliserin terhadap Viskositas ... 42
Gambar 8. Contourplot Respon Daya Sebar Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 42
Gambar 9. Grafik Residual Viskositas terhadap Probabilitas Normal ... 44
Gambar 10. Grafik Hubungan Karbopol 940 terhadap Respon Daya Sebar ... 44
Gambar 11. Grafik Hubungan Gliserin terhadap Respon Daya sebar ... 45
Gambar 12. Contourplot Superimposed Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau Hasil Validasi Formula Optimum ... 46
Gambar 13. Grafik Kestabilan Gel Hand Sanitizer terhadap Respon Viskositas ... 48
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Keterangan Minyak Daun Sirih Hijau (Piper betle Linn)
CV Nusa Aroma ... 59
Lampiran 2. Surat Keterangan Bakteri Echerchia coli ... 60
Lampiran 3. Surat Hasil Pengujian Bobot Jenis Minyak Daun Sirih Hijau ... 61
Lampiran 4. Pengujian Aktivitas Antibakteri Minyak Daun Sirih Hijau ... 62
Lampiran 5. Pengujian Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau ... 64
Lampiran 6. Analisis Statistik Pengaruh Faktor pada Sediaan Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih terhadap Respon dengan Software Design Expert 9.0.4 trial dan Pengujian Formula Optimum ... 66
Lampiran 7. Analisis Statistik Kestabilan Sediaan Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau dengan Software R.3.1.1 ... 70
Lampiran 8. Prngujian Aktivitas Antibakteri Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau terhadap Echerchia coli ... 74
xvi INTISARI
Minyak daun sirih hijau (Piper betle Linn) diketahui mengandung kavikol yang memiliki aktivitas antibakteri, salah satunya terhadap Escherichia coli yang merupakan bakteri penyebab diare. Pemanfaatan efek antibakteri pada minyak daun sirih hijau akan baik bila diformulasikan menjadi bentuk sediaan gel hand sanitizer. Dalam formulasi gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau, sifat fisik sediaan dipengaruhi oleh komposisi bahan yang digunakan diantaranya karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 dan gliserin terhadap sifat fisik gel hand sanitizerminyak daun sirih hijau, mengetahui kestabilan sediaan pada penyimpanan selama 30 hari, dan mengetahui aktivitas antibakteri sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau.
Penelitian yang dilakukan merupakan desain faktorial dengan dua faktor (karbopol 940 dan gliserin) dan dua level (level rendah dan tinggi). Sifat fisik dan stabilitas fisik gel hand sanitizer yang dievaluasi meliputi organoleptis, pH, viskositas dan daya sebar. Hasil evaluasi sifat fisik dianalisis menggunakan program Design Expert 9.0.4 trial dengan ANOVA one way pada taraf kepercayaan 95%, stabilitas fisik serta aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dianalisis menggunakan program RStudio versi 3.1.2.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor karbopol 940 adalah faktor yang secara signifikan mempengaruhi viskositas dan daya sebar gel hand sanitizer minyak daun sirh hijau (p<0,05), sediaan gel hand sanitizer stabil secara viskositas selama penyimpanan 30 hari, untuk respon daya sebar formula F1, Fa, dan Fab stabil selama penyimpanan 30 hari, sedangkan formula Fb tidak stabil selama masa penyimpanan. Sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan formula F1 dan Fb dapat menghambat bakteri Escherichia coli.
xvii ABSTRACT
Oleum green betel leaf (Piper betle Linn) has known to has chavicol as antibacterial activity, one of them to Escherichia coli that causing diarrhea. The use of an antibacterial effect in oleum green betel leaf will be better when formulated into dosage forms hand sanitizer gel. In hand sanitizer gel formulation of oleum green betel leaf, the physical properties of the dosage influenced the composition of the materials used include carbopol 940 as a gelling agent and glycerin as a humectant. This study aimed to examine the efffect of different concentration of carbopol 940 and glycerin to physical properties of the hand sanitizer gel of oleum green betel leaf, its stability in 30 days, and its antibacterial activity.
This research design was factorial design with two factors carbopol 940 and glycerin) and two levels (low level and high evel). Evaluation in physical properties and stability of oleum green betel leaf hand sanitizer gel such as organoleptic, pH, viscosity, and spreadability. Physical properties was analyzed using ANOVA one way on Design Expert 9.0.4 trial with confidential degree 95%, physical stability and activity of antibacterial hand sanitizer gel oleum green betel leaf was analyzed using the program RStudio version 3.1.2.
The result showed that carbopol 940 had a significant effect to viscosity and spreadability (p<0,05), oleum green betel leaf hand sanitizer gel stable viscocity during storage of 30 days, for spreadability F1, Fa, and Fab was stable, while the formula Fb unstable during storage of 30 days and oleum green betel leaf hand sanitizer gel with formula F1 and Fb has been to inhibit Escherichia coli.
Keywords : oleum green betel leaf (Piper betle Linn), hand sanitizer gel, carbopol 940, glycerin, factorial design. .
1 BAB I
PENDAHULUAN A.Latar Belakang
Hingga saat ini penyakit diare masih merupakan masalah kesehatan masyarakat di negara berkembang seperti di Indonesia. Survei morbiditas yang dilakukan oleh Subdit Diare, Departemen Kesehatan dari tahun 2000 s/d 2010 menunjukkan kecenderungan insidens meningkat. Pada tahun 2000 IR (Incidence Rate) penyakit diare 301/1000 penduduk, tahun 2003 adalah 374/1000 penduduk, tahun 2006 naik menjadi 423/1000 penduduk, dan tahun 2010 menjadi 411/1000 penduduk. Kejadian Luar Biasa (KLB) diare juga masih sering terjadi, dengan CFR (Case Fatality Rate) yang masih tinggi. Pada tahun 2008 terjadi KLB di 69 kecamatan dengan jumlah kasus 5.756 orang, dengan kematian 100 orang (CFR 1,74%), sedangkan tahun 2010 terjadi KLB diare di 33 kecamatan dengan jumlah penderita 4.204 dengan kematian 73 orang (CFR 1,74%) (Kemenkes RI, 2011).
Diare merupakan suatu kumpulan dari gejala infeksi pada saluran pencernaan manusia yang dapat disebabkan oleh organisme seperti bakteri, virus dan parasit. Beberapa organisme tersebut biasanya menginfeksi saluran pencernaan melalui makanan dan minuman yang telah tercemar oleh organisme tersebut. Bakteri patogen seperti Echerchia coli, Shigella, Campylobacter, Salmonella sp, dan Vibrio cholera merupakan contoh bakteri patogen yang menyebabkan epidemi diare (Widowati, Mulyani, Nirwati, dan Sunarto, 2012).
2
angka kejadian diare sebesar 47% (Kemenkes RI, 2011). Selain menggunakan air dan sabun untuk mencuci tangan, hand sanitizer juga menjadi salah satu alternatif praktis yang dapat digunakan untuk mencuci tangan. Hand sanitizer banyak digunakan karena alasan kepraktisan pada saat darurat tidak ada air. Salah satu bahan yang diketahui memiliki kemampuan antibakteri yang dapat diformulasikan dalam sediaan gel hand sanitizer adalah minyak daun sirih hijau.
Hasil penelitian Agusta (2010) menunjukkan komponen utama minyak daun sirih hijau adalah fenol dan senyawa turunannya. Salah satu senyawa turunannya adalah kavikol yang memiliki aktivitas sebagai bakterisida lima kali lebih kuat dibandingkan dengan fenol. Hasil penelitian Yendriwati (2008) juga menyimpulkan bahwa daun sirih hijau diketahui memiliki efek antibakteri terhadap beberapa jenis bakteri. Beberapa bakteri yang dapat dihambat pertumbuhannya oleh senyawa yang terdapat di dalam daun sirih hijau adalah Escherichia coli, Salmonella sp, Staphylococcus aureus, Klebsiella, Pasteurella, dan dapat mematikan Candida albicans.
Hand sanitizer adalah sediaan dengan berbagai kandungan yang cepat membunuh mikroorganisme yang ada di kulit utamanya di kulit tangan (Benjamin, 2010). Gel merupakan salah satu bentuk sediaan yang cukup digemari sebagai hand sanitizer. Pada umumnya hand sanitizer mengandung 40-80% alkohol, klorheksidin, dan triklosan (Pelczar dan Chan, 2005). Penggunaan alkohol sebagai antiseptik memiliki keterbatasan yaitu alkohol dapat melarutkan lapisan lemak dan sebum pada kulit, di mana lapisan tersebut berfungsi sebagai pelindung terhadap infeksi mikroorganisme (Jones, 2003). Karena adanya
pengetahuan tentang keterbatasan alkohol dan aktivitas antibakteri yang dimiliki minyak daun sirih hijau, maka peneliti ingin memformulasikan sediaan gel hand sanitizer dengan zat aktif minyak daun sirih hijau.
Komponen utama suatu sediaan gel yaitu gelling agent dan humektan. Komponen ini dapat mempengaruhi sifat fisik dan stabilitas dari suatu sediaan. Pada penelitian ini, digunakan karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan. Karbopol 940 merupakan golongan karbomer yang bersifat stabil. Karbomer dapat terjamin kekentalannya selama penyimpanan dalam jangka waktu yang lama pada temperatur ruangan (Rowe, Sheskey, dan Quinn, 2009). Karbopol 940 dapat membentuk matrik tiga dimensi yang merupakan faktor yang penting dalam sistem gel dan menghasilkan sediaan gel yang bening serta memiliki efisiensi membentuk gel dengan viskositas yang tinggi. Gliserin sebagai humektan bersifat inert, compatible dengan banyak eksipien serta memberikan efek lembut pada kulit dan memberikan flesibilitas kulit (Tan, 2009). Sebagai humektan, sifat mengikat lembab (moisture-binding) pada gliserin dapat membantu mengurangi penguapan air dari formulasi suatu sediaan sehingga penggunaan gliserin pada tingkat yang optimum dapat meningkatkan ketahanan suatu gel.
4
daun sirih hijau. Dalam penelitian ini dilakukan juga uji aktivitas antibakteri sediaan gel hand sanitizer terhadap bakteri Eschericia coli dengan tujuan untuk memastikan bahwa sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau yang dibuat dapat menghasilkan aktivitas antibakteri.
1. Rumusan masalah
a. Bagaimana pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan terhadap sifat fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau?
b. Berapa komposisi karbopol 940 dan gliserin pada area optimum sehingga dapat menghasilkan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan sifat fisik yang diinginkan ?
Berdasarkan penelusuran pustaka yang dilakukan oleh penulis, penelitian mengenai Pengaruh Karbopol 940 dan Gliserin dalam Formulasi Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih (Piper betle Linn) terhadap Sifat Fisik, Stabilitas dan Aktivitas Antibakteri terhadap Eschericia coli belum pernah dilakukan. Penelitian ini terkait dengan :
a. Studi Efektivitas Sediaan Gel Antiseptik Tangan Ekstrak Daun Sirih (Piper betle Linn.) yang dilakukan oleh Sari dan Isadiartuti (2006).
b. Pengaruh Konsentrasi Karbopol 940 sebagai Gelling Agent terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Mint (Oleum Menta piperita) yang dilakukan oleh Verica Septi Permatasari (2014).
3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis
Menambah informasi bagi dunia ilmu pengetahuan, khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan dalam sediaan gel hand sanitizer dari minyak daun sirih hijau terhadap sifat fisik, stabilitas, dan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Escherichia coli. b. Manfaat praktis
Menghasilkan sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau yang memiliki sifat fisik, stabilitas yang baik dan memiliki aktivitas antibakteri yang dapat diterima masyarakat.
B. Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum
6
2. Tujuan Khusus
a. Mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 dan gliserin terhadap sifat fisik sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau. b. Mengetahui komposisi karbopol 940 dan gliserin yang dapaat
menghasilkan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan sifat fisik yang diinginkan.
c. Mengetahui stabilitas fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau selama masa penyimpanan 30 hari.
d. Mengetahui aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dalam menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli.
7 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Minyak Daun Sirih Hijau (Piper betle Linn)
Gambar 1. Daun sirih hijau (Piper betle Linn)
Taksonomi
Kingdom: Plantae (Tumbuhan)
Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas: Magnoliopsida (Dikotil)
Ordo: Piperales Famili: Piperaceae Genus: Piper
Spesies: Piper betle Linn (Moeljanto dan Mulyono, 2003)
8
Kavikol merupakan komponen pendukung yang terurai dari daun sirih, memberikan bau khas dan memiliki daya bunuh bakteri lima kali lebih besar dari fenol. Senyawa fenol yang terkandung dalam minyak daun sirih hijau bersifat bakterisida. Senyawa fenol apabila terjadi interaksi dengan dinding sel mikroorganisme akan menyebabkan denaturasi protein dan meningkatkan permeabilitas mikroorganisme. Interaksi antar mikroorganisme mengakibatkan perubahan keseimbangan muatan dalam molekul protein, sehingga terjadi perubahan struktur protein dan menyebabkan terjadinya koagulasi. Protein yang mengalami denaturasi dan koagulasi akan kehilangan aktivitas fisiologis sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik. Perubahan struktur protein pada dinding sel bakteri akan meningkatkan permeabilitas sel sehingga pertumbuhan sel akan terhambat dan kemudian sel menjadi rusak (Praja, 2009).
Berdasarkan penelitian Arambewela, Arawwawala, dan Rajapaksa (2005) menyatakan bahwa minyak daun sirih hijau mempunyai nilai KHM yaitu
sebesar 5,00 x 103 µg/ml terhadap bakteri Staphylococus aureus, 1,00 x 104 µg/ml
terhadap bakteri Staphylococus epidermidis, 1,00 x 104 µg/ml terhadap bakteri
Pseudomonas aeruginosa, 3,12 x 102 µg/ml terhadap bakteri Escherichia coli,
2,50 x 103 µg/ml terhadap Streptococus agalactiae. Penelitian dari Poeloengan
(2006) menyatakan bahwa minyak daun sirih hijau dapat menghambat bakteri Staphylococus aureus pada konsentrasi 25% dan 50%.
B. Gel
Gel adalah bentuk sediaan setengah padat yang tersusun dari suspensi partikel anorganik berukuran kecil atau molekul organik yang berukuran besar yang tersusun dengan baik serta terpenetrasi dalam suatu cairan (Ansel, 2005). Secara umum gel diklasifikasikan menjadi empat yaitu, gel organik, gel anorganik, hidrogel, dan organogel. Gel anorganik biasanya merupakan sistem dua fase, contohnya gel aluminium hidroksida. Gel organik biasanya merupakan sistem satu fase, contohnya gel carbomer. Hidrogel terdiri dari bahan-bahan yang terdispersi sebagai koloid atau larut dalam air, contohnya adalah veegum. Organogel meliputi hidrokarbon, lemak hewani/nabati, hidrofilik organogel, contohnya yaitu petrolatum (Allen, 2002).
Hidrogel merupakan sediaan semisolid yang mengandung material polimer yang mempunyai kemampuan untuk mengembang dalam air tanpa larut dan bisa menyimpan air dalam strukturnya (Zatz dan Kushla, 1996). Hidrogel bersifat hidrofil dengan kandungan utama air (85-95%) dan gelling agent. Umumnya menggunakan komponen polimer organik seperti golongan asam poliakrilat (karbopol), natrium metilselulosa, atau selulosa organik lainnya.
10
Konsistensi gel disebabkan oleh gelling agent, biasanya polimer sintetik dengan membentuk matriks tiga dimensi. Gaya intermolekuler akan mengikat molekul solven pada matriks polimer sehingga mobilitas solven berkurang yang menghasilkan sistem tertentu dengan peningkatan pada viskositas. Rantai polimer akan memanjang pada pelarut yang cocok. Perpanjangan rantai polimer tersebut akan menghasilkan ikatan hidrogen antara air dan gugus hidroksil dari gelling agent. Setiap bagian dari molekul yang terdisolusi membentuk sistem random coil. Ikatan molekul tersebut yang bertanggung jawab terhadap struktur gel (Zats dan Kushla, 1996).
C. Hand Sanitizer
Hand sanitizer adalah sediaan dengan berbagai kandungan yang cepat membunuh mikroorganisme yang ada di kulit tangan (Benjamin, 2010). Hand sanitizer banyak digunakan karena alasan kepraktisan yaitu mudah dibawa dan bisa cepat digunakan tanpa perlu menggunakan air. Beberapa sediaan hand sanitizer dapat dijumpai di pasaran dan biasanya banyak yang mengandung alkohol. Cara pemakaiannya dengan diteteskan pada telapak tangan, kemudian diratakan pada permukaan tangan (Retnosari, 2006).
Suatu sediaan gel hand sanitizer dapaat diformulasikan dengan bahan-bahan yakni :
1. Karbopol 940
Gelling agent harus inert, aman dan tidak reaktif terhadap komponen yang lainnya. Gel dari polisakarida alam mudah mengalami degradasi mikroba sehingga diformulasikan dengan pengawet untuk mencegah
hilangnya karakterisitik gel akibat mikroba. Peningkatan jumlah gelling agent dapat memperkuat jaringan struktural gel (matriks gel) sehingga meningkatkan viskositas (Zats dan Kushla, 1996).
Karbopol 940 memiliki pemerian antara lain serbuk putih, asam, higroskopis, dengan sedikit bau yang khas. Nama lain dari karbopol adalah karbomer. Karbopol 940 adalah polimer sintetik dari asam akrilat yang mempunyai ikatan silang dengan alil sukrosa atau sebuah alil eter dari pentaeritritol. Karbopol 940 terdiri dari 52% - 68% gugus asam karboksilat (COOH). Berat molekulnya secara teorotis diperkirakan sekitar 7 x 105 hingga 4 x 109 (Rowe dkk, 2009).
Karbopol 940 dapat digunakan sebagai bahan pembentuk gel pada konsentrasi 0,5-2%, bahan pengemulsi pada konsentrasi 0,1-0,5% dan sebagai bahan pensuspensi pada konsentrasi 0,5-1%. Kegunaan lain karbopol yaitu sebagai material bioadhesif, controlled release agent, emulsifying agent, rheology modifier, zat penstabil, zat pensuspensi, dan pengisi tablet. Karbopol dapat mengembang di air dan gliserin, dan setelah netralisasi di etanol 95% membentuk struktur gel mikrogel tiga dimensional (Rowe dkk, 2009). Karbopol 940 tidak toksik, tidak mensensititasi, dan tidak mempengaruhi aktivitas biologi obat tertentu (Barry, 1983).
2. Gliserin
12
permukaan kulit tetap basah. Funsi umum humektan dalam sediaan adalah untuk memelihara kepadatan dan kelekatan dari sediaan (Barel dan Paye, 2001).
Gliserin merupakan cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, kental, cairan higroskopis, memiliki rasa manis kurang lebih 0,6 kali lebih manis dari sukrosa. Gliserin berfungsi sebagai antimikroba, kosolven, emolien, humektan, plasticizer, sweetening agent, dan tonicity agent. Pada formulasi sediaan farmasi, gliserin digunakan pada oral, mata, topikal, dan sediaan parenteral. Gliserin terutama digunakan sebagai humektan dan emolien pada konsentrasi ≤30% dalam formulasi sediaan topikal dan kosmetika. Nama lain
dari gliserin yaitu gliserol, croderol, E422, glycerolum, glycon G-100, kemstrene, optim, pricerine, 1,2,3-propanetriol, trihydroxypropane glycerol (Rowe dkk, 2009).
3. Triethanolamine
Triethanolamine (TEA) memiliki pH 10,5 dalam 0,1 N larutan, sangat higroskopis, berwarna cokelat apabila terpapar udara dan cahaya. TEA digunakan sebagai agen pembasa dan dapat juga digunakan sebagai emulsifying agent (Rowe dkk, 2009). TEA yang bersifat basa digunakan untuk netralisasi karbopol. Penambahan TEA pada karbopol akan membentuk garam yang larut. Sebelum netralisasi, karbopol di dalam air akan ada dalam bentuk tak terionkan pada pH sekitar 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel dan strukturnya random coil. Penambahan TEA akan menggeser kesetimbangan ionik membentuk garam yang larut. Hasilnya adalah ion
yang tolak-menolak dari gugus karboksilat dan polimer menjadi kaku dan rigid, sehingga meningkatkan viskositas (Osborne, 1990).
4. Natrium metabisulfit
Untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme pada sediaan gel, suspensi, dan sediaan semisolid lainnya, maka dibutuhkan penambahan pengawet ke dalam sediaan tersebut. Natrium metabisulfit merupakan serbuk hablur putih kekuningan, berbau belerang dioksida, mudah larut dalam air dan gliserin, sukar larut etanol (Dirjen POM, 1995). Natrium metabisulfit digunakan sebagai antioksidan dan pengawet antimikroba (Rowe dkk, 2009).
D. Kontrol Kualitas Sediaan Gel Hand sanitizer 1. Organoleptis
Uji ini dilakukan untuk melihat gel secara visual. Dalam uji ini yang diamati adalah warna, bau, dan konsistensi.
2. Pengukuran pH
Kulit manusia memiliki pH dalam rentang 4,5-6,5. Apabila suatu sediaan topikal memiliki pH di atas pH kulit, maka kulit akan menjadi kering sedangkan di bawah pH kulit, maka kulit akan teriritasi (Buchman, 2001). 3. Viskositas.
14
viskositas suatu sediaan semisolid menentukan lama tinggal sediaan di kulit, sehingga obat dapat terpenetrasi dengan baik. Pengujian viskositas dapat dilakukan dengan menggunakan viskometer berdasarkan kebutuhan formulator (Garg, Aggarwal, Garg, dan Singla, 2002).
4. Daya Sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak antara sediaan dengan tempat aplikasinya yang mencerminkan kelicinan sediaan tersebut. Daya sebar merupakan aspek yang bertanggung jawab terhadap keefektifan dan penerimaan pasien dalam penggunaan suatu sediaan serta ketepatan transfer dosis atau melepaskan zat aktifnya. Faktor – faktor yang mempengaruhi daya sebar yaitu: rigiditas sediaan, lama tekanan, temperatur tempat aksi. Metode yang paling sering digunakan dalam pengukuran daya sebar adalah metode parallel-plate. Keuntungan metode ini yaitu sederhana, mdah untuk dilakukan, dan tidak memerlukan banyak biaya. Namun, metode ini kurang tepat karena data yang dikumpulkan harus dihitung lagi secara manual (Garg dkk, 2002).
5. Stabilitas.
Faktor – faktor yang mempengaruhi stabilitas suatu produk yaitu faktor eksternal dan faktor internal. Faktor eksternal meliputi:
a. Waktu penyimpanan
Semakin mendekati waktu kadaluarsa atau semakin lama waktu penyimpanan suatu sediaan, maka sediaan tersebut dapat mengalami
perubahan berupa perubahan organoleptis, fisika-kimia, mikrobiologi, dan toksisitas.
b. Suhu
Suhu yang tinggi dapat mempercepat reaksi fisika dan kimia sehingga menghasilkan perubahan pada aktivitas komponen, viskositas, penampakan, warna, dan bau produk. Sedangkan suhu yang rendah dapat mempercepat reaksi fisika seperti kekeruhan, presipitasi dan kristalisasi. c. Cahaya dan oksigen
Sinar UV dapat berinteraksi dengan oksigen dapat membentuk radikal bebas dan menimbulkan reaksi oksidasi-reduksi. Sediaan yang sensitif dan tidak stabil terhadap cahaya sebaiknya dihindarkan dari cahaya seperti dengan menggunakan wadah kedap cahaya dan ditambah antioksidan pada formulasinya untuk memperlambat proses oksidasi. d. Kelembaban
Lembab dapat mempengaruhi stabilitas sediaan kosmetik padat, seperti serbuk, sabun batang dan sebagainya. Perubahan fisik produk yang terjadi seperti menjadi lebih lunak atau lengket, perubahan berat atau volume, selain itu kontaminasi mikroorganisme dapat terjadi, sehingga dapat menyebabkan penurunan daya terima masyarakat.
e. Bahan pengemas produk
16
penyimpanan. Pengemas yang baik adalah pengemas yang dapat menjaga stabilitas dari sediaaan.
f. Mikroorganisme
Produk yang mengandung air seperti gel, emulsi, suspensi, dan larutan lebih mudah terkontaminasi mikroorganisme (National Health Surveilance, 2005).
Dan untuk faktor internal yang mempengaruhi stabilitas yaitu : a. Inkompabilitas secara fisika
Perubahan yang terjadi dan nampak pada penampilan fisik dan dapat diamati pada sediaan yaitu presipitasi, pemisahan, kristalisasi, dan sebagainya.
b. Inkompabilitas secara kimia
1) Nilai pH dapat mempengaruhi stabilitas komponen penyusun produk, efektivitas, dan keamanan produk tersebut, oleh karena itu diperlukan pengaturan pH yang optimal, yang dapat mempengaruhi stabilitas fisik dan keamanan penggunaan.
2) Reaksi reduksi-oksidasi dapat mengubah aktivitas zat aktif, organoleptis dan penampilan produk, sehingga dalam formulasi perlu ditambahkan suatu bahan yang dapat mencegah terjadinya reaksi reduksi-oksidasi yang dapat merusak stabilitas produk. 3) Semakin banyak kandungan air dalam produk maka semakin besar
kemungkinan reaksi hidrolisis terjadi. Komponen-komponen dalam sediaan yang termasuk dalam gologan ester dan amina rentan
terhadap reaksi hidrolisis yang mengakibatkan terjadinya perubahan kimiawi dari komponen tersebut.
4) Interaksi antarkomponen formula dapat menyebabkan perubahan atau menghilangkan aktivitas bahan penyusun tersebut, sehingga perlu dilakukan pemilihan bahan yang tidak memiliki interaksi dengan bahan lain yang dapat mengakibatkan rusaknya komponen dari sediaan.
5) Interaksi antara komponen formula dengan bahan pengemasnya, sehingga harus dipilih pengemas yang netral terhadap sediaan dan terhadap komponen penyusun sediaan tersebut (National Health Surveilance, 2005).
E. Desain Faktorial
18
faktor dan dua level. Desain faktorial dua level berarti ada dua faktor (misal A dan B) yang masing-masing faktor diuji pada dua level yang berbeda, yaitu level rendah dan level tinggi (Bolton, 1990).
Tabel. I Rancangan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level
Formula Faktor Interaksi
Formula a : formula dengan level tinggi A, level rendah B Formula b : formula dengan level rendah A. level tinggi B Formula ab : formula dengan level tinggi A, B
Secara umum, persamaan yang digunakan dalam desain faktorial yaitu : Y= b0 + b1(A) + b2(B) + b12(A)(B) ... (1) Keterangan :
Y : respon
A,B : level faktor A, B
b0,b1,b2,b12 : koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan
Keuntungan menggunakan metode desain faktorial adalah memungkinkan untuk mengevaluasi efek dari lebih dari satu variabel independen, efek dari masing-masing faktor, dan efek interaksi faktor-faktor tersebut, selain itu keuntungan ekonomisnya yaitu dapat mengurangi jumlah dari subyek atau observasi yang dibutuhkan jika dua efek utama dievalusi secara terpisah (De Muth, 1999).
Contour plot suatu respon tertentu didapatkan dari persamaan desain faktorial tersebut dan data yang diperoleh yang sangat bermanfaat dalam pemilihan komposisi campuran yang optimal. Besarnya efek masing-masing faktor maupun efek interaksinya dapat diperoleh dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level tinggi dan rata-rata pada level rendah (Bolton, 1990). Konsep perhitungan efek menurut Bolton (1990) adalah sebagai berikut:
Efek faktor A = ... (2)
Efek faktor B =
... (3)
Efek faktor interaksi A dan B =
... (4)
F. Escherichia coli
20
G. Uji Aktivitas Antibakteri
Uji aktivitas antibakteri ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan suatu bahan atau campuran baik dalam menghambat pertumbuhan maupun membunuh bakteri tertentu. Salah satu metode pengujian tersebut adalah metode difusi. Prinsip metode difusi adalah pengukuran aktivitas antibakteri berdasarkan pengamatan pada diameter zona hambat bakteri akibat berdifusinya bahan uji dari titik pemberian bahan uji pada media difusi. Ada dua cara yang dapat dilakukan dengan menggunakan metode difusi yaitu sumuran dan paper disk. Paper disk dilakukan dengan menginokulasikan bakteri ke media, setelah media memadat paper disk ditetesi dengan agen antibakteri sehingga agen antibakteri meresap ke dalam paper disk. Aktivitas antibakteri yang diukur adalah diameter zona jernih yang dihasilkan di sekitar paper disk (Pratiwi, 2008).
H. Landasan Teori
Salah satu bakteri yang menyebabkan penyakit diare adalah Escherichia coli. Minyak daun sirih hijau diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri tersebut dengan senyawa turunan fenol yaitu kavikol (Yendriwati, 2008). Kavikol memiliki aktivitas sebagai bakterisida lima kali lebih kuat dari fenol yang dapat menghambat pertumbuhan beberapa jenis bakteri antara lain Escherichia coli, Salmonella sp, Staphylococcus aureus, Klebsiella, dan Pasteurella. Senyawa fenol apabila terjadi interaksi dengan dinding sel mikroorganisme akan menyebabkan denaturasi protein dan meningkatkan permeabiitas mikroorganisme sehingga pertumbuhan sel akan terhambat dan kemudian sel menjadi rusak (Praja,
2009). Oleh karena itu, minyak daun sirih hijau dijadikan sebagai zat aktif dalam sediaan gel hand sanitizer yang berfungsi sebagai antibakteri.
22
molekul. Meningkatnya ukuran unit molekul akan meningkatkan tahanan untuk mengalir dan menyebar (Martin dkk, 1993).
Desain faktorial dapat menunjukkan hubungan antara variabel bebas yang diteliti untuk menentukan efek dari beberapa faktor dan interaksinya yang berpengaruh secara signifikan. Metode desain faktorial memiliki kelebihan yakni memiliki efisiensi yang maksimum dalam memperkirakan efek yang dominan dalam menentukan respon, memungkinkan untuk mengidentifikasi efek masing-masing faktor, maupun efek interaksi antar faktor. Area optimum didapatkan dari cotour plot superimposed respon yang diteliti (Bolton, 1990).
I. Hipotesis
a. Faktor karbopol 940 dan gliserin berpengaruh signifikan terhadap respon sifat fisik yang diteliti yakni oragoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar pada sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau.
b. Komposisi karbopol 940 dan gliserin yang dapat menghasilkan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau yang diinginkan dapat diprediksi dari area optimum pada superimposed contour plot.
c. Gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau stabil secara fisik selama penyimpanan 30 hari.
d. Gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dapat menghambat pertumbuhan Eschericia coli.
23 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental menggunakan rancangan penelitian faktorial.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah konsentrasi karbopol 940 sebagai gelling agent dan gliserin sebagai humektan.
b. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik, stabilitas fisik dan aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau.
c. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah kecepatan putaran mixer, kondisi penyimpanan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau, kepadatan suspensi bakteri Escherichia coli, lama inkubasi serta jumlah bahan lain yang digunakan dalam formulasi.
d. Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu, kelembaban ruangan dan kemungkinan penguapan minyak daun sirih hijau.
2. Definisi operasional
24
penambahan minyak daun sirih hijau yang berfungsi sebagai antibakteri.
b. Minyak daun sirih hijau (Piper betle Linn) adalah minyak esensial dari daun sirih hijau (Piper betle Linn) yang diperoleh dari CV. Nusa Aroma Tangerang.
c. Gelling agent adalah pembentuk sediaan gel yang akan membentuk matriks tiga dimensi yang berpengaruh terhadap bentuk sediaan gel. Gelling agent yang digunakan pada penelitian ini adalah karbopol 940.
d. Humektan adalah komponen dari sediaan gel yang berfungsi sebagai pelembab, dalam penelitian ini menggunakan gliserin.
e. Sifat fisik dan stabilitas fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau adalah parameter yang dapat menunjukkan kualitas fisik dari sediaan gel hand sanitizer yang dibuat. Sifat fisik sediaan pada penelitian ini ditunjukkan oleh hasil pengamatan organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar. Stabilitas fisik ditunjukkan berdasarkan pengamatan viskositas dan daya sebar pada penyimpanan selama 30 hari pada suhu ruangan.
f. Viskositas adalah besarnya tahanan yang ada pada gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan satuan dpa.s. Hal ini berkaitan dengan kemampuan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau untuk dituang dan keluar dari wadah. Kriteria penerimaan respon viskositas yaitu pada range viskositas 30-90 d.Pa.s.
g. Daya sebar adalah diameter penyebaran gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau pada alat uji horizontal double plate selama 1 menit dengan beban 125 g yang dinyatakan dalam satuan cm. Kriteria penerimaan respon daya sebar yaitu pada range 12,560 – 38,465 cm2. h. Area optimum adalah area dari komposisi karbopol 940 dan gliserin
yang mampu memberikan viskositas 30-90 dPa.s dan daya sebar 4-7 cm.
i. Aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau adalah kemampuan dari gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dalam menghambat bakteri Escherichia coli yang ditunjukkan oleh diameter zona hambat yang dihasilkan.
j. Zona hambat adalah zona jernih di mana tidak ada pertumbuhan bakteri Escherichia coli di sekitar paper disk
C. Bahan Penelitian
26
D. Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan analitik (OHAUS®), glasswares (Pyrex), cawan porselen, mixer (Miyako), kertas indikator pH (Merck,Germany), paper disk ukuran 6 mm, horizontal double plate, viscometer seri VT 04 (Rion, Japan), stopwatch, penggaris, vortex, autoklaf (MODEL KT-40, ALP Co. Ltd Midorigouka, Japan), dan inkubator.
E. Tata Cara Penelitian 1. Karakterisasi minyak daun sirih hijau
a. Pengamatan organoleptis. Dilakukan pengamatan organoleptis terhadap minyak daun sirih hijau yang digunakan dalam penelitian, meliputi: bentuk, warna, dan bau.
b. Verifikasi indeks bias minyak daun sirih hijau. Indeks bias minyak daun sirih diukur menggunakan hand refractometer. Penutup prisma dibuka kemudian diteteskan sebanyak 1 atau 2 tetes minyak daun sirih hijau pada prisma utama. Penutup prisma ditutup perlahan sampai menyentuh prisma utama. Skala 1, 2, atau 3 diatur dengan memutar knob hingga tanda tergantung dari konsentasi sampel yang diuji. Jarak jangkauan adalah skala 1 untuk indeks bias 1,333 – 1,404 (skala sebelah kiri), skala 2 untuk indeks bias 1,404 – 1,468 (skala tengah), dan skala 3 untuk indeks bias 1,468 – 1,520 (skala sebelah kanan). Ujung hand refractometer diarahkan kearah cahaya yang terang, dilihat melalui lensa sambil diputar-putar hingga skala terlihat jelas. Tampak garis batas yang memisahkan sisi yang terang dan
gelap pada bagian atas dan bawah. Jika garis batas berwarna atau tidak jelas, maka ring diputar untuk menghilangkan warna hingga batas terlihat jelas. c. Verifikasi bobot jenis minyak daun sirih hijau. Piknometer yang digunakan
28
dengan kerapatan air, pada suhu 25°C. Replikasi dilakukan sebanyak tiga kali.
2. Uji aktivitas antibakteri minyak daun sirih hjau a. Pembuatan stok bakteri Escherichia coli
Media Mueller Hinton Agar (MHA) dimasukan ke dalam tabung reaksi sebanyak 5 mL, kemudian disterilkan dengan menggunakan autoklaf pada suhu 121°C selama 15 menit. Selanjutnya dimiringkan dan dibiarkan memadat. Diambil 1 ose biakan murni Escherichia coli dan diinokulasikan secara goresan zig-zag, kemudian diinkubasi selama 48 jam papada suhu 37°C dalam inkubator.
b. Pembuatan suspensi Escherichia coli
Satu ose koloni bakteri Escherichia coli diambil dari stok bakteri, dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang telah berisi media Mueller Hinton Broth (MHB) steril, kemudian diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37°C dalam inkubator, selanjutnya kekeruhan suspensi bakteri Escherichia coli disesuaikan dengan standar 0,5 Mac Farland (1,5 x 108 CFU /mL).
c. Pembuatan kontrol media
Media MHA steril dituang ke dalam cawan petri, dan ditunggu hingga memadat, kemudian diinkubasikan selama 48 jam dengan suhu 37°C. setelah diinkubasi, diamati, dan dibandingkan dengan perlakuan. d. Pembuatan kontrol pertumbuhan bakteri uji Escherichia coli
Dalam kondisi aseptis, suspensi bakteri dituangkan pada cawan petri, kemudian ditambahkan media MHA steril dengan suhu 45-50°C,
cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Cawan petri tersebut kemudian diinkubasi selama 48 jam, dengan suhu 37°C. setelah inkubasi, diamati pertumbuhan bakteri uji melalui kekeruhan media dan dibandingkan dengan perlakuan.
e. Uji aktivitas antibakteri minyak daun sirih hijau terhadap Escherichia coli. Dalam kondisi aseptis, suspensi bakteri dituangkan pada cawan
petri, kemudian ditambahkan media MHA steril dengan suhu 45-50°C, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Media dibiarkan memadat. Kemudian paper disk yang telah mengandung minyak daun sirih hijau diletakkaan diatas media steril. Sebanyak 6 paper disk pada 1 media steril dengan setiap paper disk mengandung larutan minyak daun sirih hijau dengan konsentrasi 1, 2, 3, 4, 5% dan kontrol negatif (etanol 95%) kemudian, sebanyak 5 paper disk pada 1 cawan media dengan setiap paper disk mengandung larutan minyak daun sirih dengan konsentrasi 6, 7, 8, 9, 10%. Selanjutnya, diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37°C. setelah diinkubasi, diameter zona hambat yang terbentuk diukur dengan menggunakan jangka sorong dan dicatat. Replikasi dilakukan sebanyak tiga kali.
3. Formula gel hand sanitizer
30
Tabel II. Formula gel hand sanitizer
Bahan Komposisi (b/v)
Ekstrak daun sirih 25%
Karbopol 940 0,5%
TEA 0,5%
Gliserin 1%
Corigen odoris (melon) 8 tetes
Natrium metabisulfit 0,2%
Aquadest 200mL
(Sari dan Isadiartuti, 2006)
Dilakukan modifikasi terhadap formula di atas sehingga dihasilkan formula baru seperti pada tabel III.
Tabel III. Formula gel hand sanitizer hasil modifikasi
Bahan F1 Fa Fb Fab
Karbopol 940 dikembangkan dengan aquadest dengan cara menaburkan karbopol 940 di atas aquadest (campuran 1). Pengembangan dilakukan selama 24 jam. Gliserin dan natrium metabisulfit yang sebelumnya sudah dilarutkan dengan aquadest ditambahkan ke dalam campuran 1 dan dilakukan pengadukan dengan mixer dengan skala kecepatan 1 selama 1 menit, lalu TEA ditambahkan
hingga terbentuk gel dengan pengadukan menggunakan mixer dengan skala 1 selama 1 menit. Kemudian ditambahkan minyak daun sirih hijau dan diukur pH gel dengan pH 6-7 menggunakan indikator pH universal.
5. Pengujian sifat fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau a. Uji organoleptis dan pH
Uji organoleptis dilakukan dengan mengamati konsistensi, bau, dan warna gel 48 jam setelah pembuatan. Pengukuran pH dilakukan dengan bantuan indikator pH universal (pH strips) dengan cara memasukkannya ke dalam sediaan dan membandingkan warna dengan standar.
b. Uji viskositas
Pengukuran viskositas gel dilakukan setelah 48 jam pembuatan dengan menggunakan alat Viscometer Rion seri VT 04 dengan cara gel dimasukkan ke dalam wadah dan dipasang pada portable viscometer. Viskositas gel diketahui dengan mengamati jarum penunjuk viskositas. (Zatz dan Kushla, 1996).
c. Uji daya sebar
32
6. Pengujian stabilitas fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau a. Uji organoleptis dan pH
Uji organoleptis dilakukan dengan mengamati konsistensi, bau, dan warna gel pada hari ke 2, 9, 16, 23. Dan 30. Pengukuran pH dilakukan dengan bantuan indikator pH universal (pH strips) dengan cara memasukkannya ke dalam sediaan dan membandingkan warna dengan standar.
b. Pengukuran viskositas
Pengukuran dilakukan pada hari ke 2, 9, 16, 23, dan 30 menggunakan alat Viscometer Rion seri VT 04 dengan cara gel dimasukkan ke dalam wadah dan dipasang pada portable viscometer. Viskositas gel diketahui dengan mengamati jarum penunjuk viskositas. (Zatz dan Kushla, 1996).
c. Uji daya sebar
Pengukuran daya sebar sediaan gel dilakukan pada hari ke 2, 9, 16, 23, dan 30. Pengukuran daya sebar dilakukan dengan cara gel ditimbang 0,5 gram kemudian gel diletakkan di tengah lempeng kaca bulat berskala. Di atas gel diletakkan kaca bulat lain dan pemberat 125 gram, didiamkan selama 1 menit, kemudian dicatat diameter sebarnya (Garg dkk, 2002). 7. Pengujiaan aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih
hijau
Dalam kondisi aseptis, suspensi bakteri dituangkan pada cawan petri, kemudian ditambahkan media MHA steril dengan suhu 45-50°C, cawan petri
digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Media dibiarkan memadat kemudian paper disk mengandung gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau diletakkan diatas media steril. Sebanyak lima paper disk pada satu cawan media steril dengan tiap paper disk mengandung formula 1, A, B, dan AB, dan kontrol negatif yaitu basis gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau. Cawan petri tersebut kemudian diinkubasi selama 48 jam dengan suhu 37°C. Dan diukur diameter zona hambat. Replikasi dilakukan sebanyak tiga kali. Uji aktivitas antibakteri sediaan gel hand sanitizer juga dibandingkan dengan kontrol positif yang merupakan minyak daun sirih hijau konsentrasi 5% yang sudah diuji sebelumnya.
F. Analisis Hasil
Data yang diperoleh dalam penelitian ini berupa data sifat fisik, stabilitas fisik, dan aktivitas antibakteri gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau. Analisis statistik data menggunakan Design Expert 9.0.4 Trial dan software RStudio versi 3.1.2. untuk mengetahui signifikansi perbedaan dari data yang diperoleh.
34
Data sifat fisik yaitu viskositas dan daya sebar dianalisis menggunakan Design Expert 9.0.4 Trial sehingga didapatkan interaksi dari kedua faktor pada dua level untuk masing-masing respon. Analisis statistik yang digunakan Design Expert 9.0.4 Trial.
Mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi karbopol 940 dan gliserin terhadap stabilitas sediaan, digunakan uji t berpasangan. Bila nilai p-value < 0,05 maka data dua kelompok yang dibandingkan berbeda signifikan. Analisis t tidak berpasangan digunakan untuk mengetahui aktivitas antibakteri sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau dengan nilai p-value < 0,05 yang berarti data dua kelompok yang dibandingkan berbeda signifikan.
35
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakterisasi Minyak Daun Sirih Hijau
Tujuan karakterisasi minyak daun sirih hijau adalah untuk memastikan kebenaran identitas dari minyak daun sirih hijau yang akan digunakan sebagai bahan penelitian berdasarkan pengamatan organoleptis, penetapan bobot jenis dan indeks bias. Minyak daun sirih hijau diperoleh dari CV. Nusa Aroma disertai dengan Certificate of Analysis (CoA) (Lampiran 1). Hasil karakterisasi minyak daun sirih hijau di jabarkan dalam tabel IV.
Tabel IV. Hasil karakterisasi minyak daun sirih hijau
Pengujian Hasil karakterisasi Certificate of Analysis
36
hijau yang diuji tetap digunakan untuk penelitian selanjutnya karena minyak daun sirih hijau mengandung kavibetol, kavikol dan eugenol (Lampiran 1). Komponen utama minyak daun sirih hijau adalah fenol dan senyawa turunannya. Salah satu senyawa turunannya adalah kavikol yang memiliki aktivitas sebagai bakterisida lima kali lebih kuat dibandingkan dengan fenol (Agusta, 2010).
B. Pengujian Aktivitas Antibakteri Minyak Daun Sirih Hijau terhadap Escherichia coli
Pengujian minyak daun sirih hijau bertujuan untuk mengetahui aktivitas antibakteri minyak daun sirih hijau terhadap bakteri Escherichia coli dan juga digunakan sebagai dasar penentuan banyaknya minyak daun sirih hijau yang dapat ditambahkan ke dalam formula sediaan. Pengujian ini dilakukan dengan menguji minyak daun sirih hijau sebanyak 10 konsentrasi yaitu dari konsentrasi 1% sampai konsentrasi 10% dengan melakukan pengenceran pada tiap kosentrasi minyak daun sirih hijau menggunakan pelarut etanol 95%. Hasil pengukuran diameter zona hambat minyak daun sirih hijau disajikan pada gambar 2.
Gambar 2. Hasil pengukuran diameter zona hambat minyak daun sirih hijau terhadap Escherichia coli
Konsentrasi minyak daun sirih hijau (%b/v)
(a) (b)
Gambar 3. Uji aktivitas antibakteri minyak daun sirih hijau, (a) minyak konsentrasi 1-5% dan kontrol negatif (etanol 95%), (b) minyak konsentrasi
6-10%.
Gambar 2 menunjukkan bahwa dari konsentrasi 1% sampai 3% belum menunjukkan zona hambat, pada konsentrasi 4% mulai menunjukkan adanya zona hambat. Kontrol negatif menunjukkan tidak ada zona hambat yang terbentuk, yang berarti bahwa etanol 95% yang digunakan tidak mempunyai aktivitas antibakteri (gambar 2). Kontrol negatif menggunakan etanol 95% untuk memastikan bahwa pelarut yang digunakan untuk mengencerkan minyak daun sirih hijau tidak mempengaruhi aktivitas antibakteri dari minyak daun sirih. Hasil uji ini sesuai dengan penelitian Yendriwati (2008) yang menyatakan bahwa minyak daun sirih hijau dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli. Minyak daun sirih hijau mengandung fenol dan senyawa turunannya. Salah satu senyawa turunannya adalah kavikol yang memiliki aktivitas sebagai bakterisida. Senyawa fenol apabila terjadi interaksi dengan dinding sel mikroorganisme akan terjadi perubahan struktur protein pada dinding sel bakteri dan meningkatkan permeabilitas sel sehingga pertumbuhan sel akan terhambat dan kemudian sel menjadi rusak.
38
karena minyak daun sirih hijau pada konsentrasi 5% memiliki diameter zona hambat yang tidak berbeda signifikan jika dibandingkan dengan konsentrasi minyak daun sirih hijau 6% (p-value > 0,05) (Lampiran 4). Minyak daun sirih hijau sebanyak 5% ditambahkan ke dalam formula sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau sebesar 10 gram karena volume gel hand sanitizer yang diinginkan dalam penelitian ini yaitu 200 ml.
C. Pengujian Sifat Fisik Hand sanitizer Minyak Daun Sirih Hijau Sifat fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau yang dievaluasi yaitu organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar. Pengujian sifat fisik dilakukan 48 jam setelah pembuatan karena saat itu gel hand sanitizer sudah tidak dipengaruhi oleh gaya gesekan dan energi selama pembuatan gel hand sanitizer. Hasil uji sifat fisik tersaji dalam tabel V.
Tabel V. Hasil pengujian sifat fisik gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau
Sifat fisik F1 Fa Fb Fab
Viskositas (dPa.s) 55,00±5,00 310,00±5,00 52,66±2 ,51
300±10
Daya sebar (cm2) 18,847±2,678 6,920±0,705 19,116±1,188 7,548±0,486
Keterangan : nilai viskositas dan daya sebar adalah nilai pengujian ± SD
1. Pengujian organoleptis dan pH
Organoleptis sediaan gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau yang diamati meliputi konsistensi, bau, dan warna. Hasil pengujian organoleptis dan pH pada tabel V menunjukkan bahwa setiap formula gel hand sanitizer yang dibuat memiliki konsistensi, warna, bau dan pH yang sama. Warna bening kekuningan pada gel hand sanitizer yang dihasilkan merupakan warna dari minyak daun sirih hijau yang berwarna coklat kekuningan. Gel yang terbentuk dengan pH 6 dihasilkan dari penambahan trietanolamin (TEA) pada formula. Sebelum netralisasi, karbopol 940 di dalam air ada dalam bentuk tak terion pada pH sekitar 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel dan strukturnya random coil. Penambahan TEA akan menggeser kesetimbangan ionik membentuk garam yang larut. Hasilnya adalah polimer menjadi kaku dan rigid sehingga terbentuk gel dan sekaligus menaikkan pH sediaan. Nilai pH sediaan yakni 6 telah sesuai dengan pH kulit yaitu 4,5-7 (Buchmann, 2001).
2. Pengujian viskositas
40
Gambar 4. Contourplot respon viskositas gel handsanitizer minyak daun sirih hijau
Gambar 4 menunjukkan gambaran hasil pengukuran viskositas gel hand sanitizer yang dibuat. Viskositas semakin kecil pada perbandingan konsentrasi rendah karbopol 940 dan konsentrasi rendah gliserin yang ditunjukkan pada area grafik yang berwarna biru. Viskositas semakin besar pada penambahan karbopol 940 dan gliserin yang semakin banyak yang ditunjukkan pada area grafik yang berwarna merah, hal ini disebabkan karena struktur rantai polimer semakin rigid sehingga konsistensi gel meningkat yang ditandai dengan peningkatan viskositas (Zats dan Kushla, 1996).
Tabel VI. Nilai efek karbopol 940, gliserin, dan interaksinya terhadap respon viskositas
Faktor Efek p-value p-value
persamaan
Karbopol 940 251,17 <0,0001
Gliserin -6,17 0,1259 <0,0001
Interaksi -3,83 0,3192
Data pada tabel VI menunjukkan bahwa respon viskositas lebih dipengaruhi oleh faktor karbopol 940 dibandingkan dengan faktor gliserin dan adanya interaksi karbopol 940 dan gliserin (p-value < 0,05) yang juga
ditunjukkan dari nilai efek yang besar. Model persamaan regresi yang diperoleh dengan memasukkan faktor yang mempunyai pengaruh signifikan terhadap respon viskositas adalah sebagai berikut:
Y = –72,87500 + 128,45833(X1) + 0,18750(X2) – 0,47917(X1X2) ... (5) Dengan Y sebagai respon viskositas, X1 sebagai faktor karbopol 940, X2 sebagai faktor gliserin, dan X1X2 sebagai interaksi faktor karbopol 940 dan gliserin.
Dari persamaan 5 menunjukkan bahwa faktor karbopol 940 dan gliserin berpengaruh menaikkan viskositas gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau, sedangkan faktor interaksi karbopol 940 dan gliserin berpengaruh menurunkan viskositas. Demikian pula hasil uji ANOVA diperoleh bahwa model regresi berpengaruh signifikan terhadap respon viskositas gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau (p-value < 0,05). Hal ini juga dapat dibuktikan dari grafik normal plot of residuals (gambar 5) yang menunjukkan bahwa sebaran residual cukup linear sehingga model regresi yang digunakan dapat dipercaya.
