PEMBUATAN NANOKRIM KOJIC ACID DIPALMITATE DENGAN KOMBINASI SURFAKTAN TWEEN 80 DAN SPAN 80
MENGGUNAKAN MIXER
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Suzan NIM : 128114149
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2016
i
PEMBUATAN NANOKRIM KOJIC ACID DIPALMITATE DENGAN KOMBINASI SURFAKTAN TWEEN 80 DAN SPAN 80
MENGGUNAKAN MIXER
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Suzan NIM : 128114149
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2016
Persetuj uan Pembimbin g
PEMBUATAN NANOKRIM KOJIC ACID DIPALMITATE DENGAN KOMBINASI SURFAKTAN TWEEN 80 DAN SPAN 80
MENGGUNAKAN MIXER
Skripsi yang diajukan oleh : Suzan
NIM:
128114149telah disetuiui oleh :
Pembimbing Utama
(Dr. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt ) tanggal 4 Desember 2075
Pembimbing Pendamping
*v f)n ll l-
(Beti Pudyastuti M. Sc.,Apt) tanggal 4 Desember 2015
Pengesahan Skripsi Berjudul
PEMBUATAI{ NAI\OKRIM KOJIC ACID DTPALMITATE DENGAI{
KOMBINASI SURFAKTAI{ TWEEN 80 DAN SPAN 80
MENGGUNAKAN MIXER
Oleh:
Suzan
NIM:
r28tt4l49Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasr
Universitas Sanata Dharma padatanggal: 20 Januari 2016
Mengetahui Fakultas Farmxi
itas Sanata Dharma
i, M.si.,Ph.D.,Apt.
Panitia Penguji :
1.
Dr. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt2.
tseti Pudyastuti M. Sc.,Ap3.
Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt4.
Septimawanto Dwi Prasetyo, M.Si."{pt,W
W
'fi#
"riiry,lf G)
lt sD
Ui -=Y---
$ ,,r6}t*
i##*A
tlj"{+:[l#
flI
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
1 Corinthians 15:57
But we thank God who gives us
the victory through our Lord Jesus Christ
Don’t lose hope,
When you’re down to nothing, God is up to something
-Keven P.M-
Ku persembahkan karya ini untuk : Tuhan Yesus Kristus
Mama dan Papa Kedua kakak tercinta Kedua adik tersayang
Sahabat
Universitas Sanata Dharma
v PRAKATA
Pertama-tama, saya panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan pelimpahan kurnia yang dicurahkan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul
“PEMBUATAN NANOKRIM KOJIC ACID DIPALMITATE DENGAN KOMBINASI SURFAKTAN TWEEN 80 DAN SPAN 80 MENGGUNAKAN MIXER”. Skripsi ini diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
Penulis juga mengucapkan terimakasih yang tak terhingga kepada pihak- pihak yang telah mendukung baik dengan sarana maupun prasarana, mendorong dengan berbagai nasihat, kritikan dan masukan selama proses perkuliahan sampai pada proses pembuatan skripsi ini. Ucapan terimakasih ini ditujukan kepada : 1. Papa Ha Cie Liong dan Mama Chin Siat Ngo atas dukungan, doa, kepercayaan,
dan perhatian yang diberikan. Selalu ada bagi penulis baik dalam suka maupun duka.
2. Ibu Aris Widayati, M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
3. Ibu Dr. Sri. Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku Ketua Program Studi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dan dosen pembimbing yang telah bersedia membimbing, mengarahkan dan menemani selama proses pengerjaan skripsi ini.
vi
4. Ibu Beti Pudyastuti M. Sc.,Apt selaku dosen pembimbing yang telah bersedia membimbing, mengarahkan dan menemani selama proses pengerjaan skripsi ini.
5. Ibu Wahyuning Setyani, M. Sc., Apt dan Bapak Septimawanto Dwi Prasetyo, M. Si., Apt selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk perbaikan naskah skripsi ini.
6. Bapak Jeffry Julianus, M. Si selaku Dosen Pembimbing Akademik (DPA) yang telah memberikan motivasi kepada penulis selama masa perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
7. Para Laboran, satpam dan segenap karyawan atas seluruh fasilitas yang diberikan selama proses penelitian.
8. Medaliana Hartini, Agnesia Brilianti, Stephanie, dan Venny Claudia Hermanto selaku teman seperjuangan dalam proses penelitian ini atas segala dukungan, masukan, dan saran yang diberikan.
9. Vicky Wijoyo, Jessica, Maria Angelica, Rury dan Cyndi Pasaribu selaku sahabat yang selalu memberikan semangat dan menemani dikala suka maupun duka.
10. Ferdinandus Hans yang senantiasa mendukung dan memberikan motivasi kepada penulis.
11. Keluarga besar Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma atas kebersamaan yang indah dan pengalaman yang boleh dirasakan penulis.
12. Semua pihak dan teman-teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam proses penyelesaian skripsi ini.
vii
Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang berlipat ganda atas jasa-jasa besar mereka.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan adanya masukan dan kritikan yang dapat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Namun demikian, penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat menjadi sumbangan berarti bagi ilmu pengetahuan khususnya di bidang farmasi.
Penulis
Suzan
PERTIYATAAI{ KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat kwya atau bagian karya orang lain, kecuali telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka" sebagaimana layaknya kmya ilmiah.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagrmisme dalam skripsi ini, rqaka saya bersgdia menanggrmg segala sanksi sesuai peraturan perundang- mdangan yang berlaku.
yogyakarta,4D"r"-b:rr::ti5s
w
-*
vl11
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PT]BLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPBNTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama
: SuzanNomor
Mahasiswa
: 128114149Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
PEMBUATAN NANOKRIM
KOJIC ACID
DIPALMITATE DENGAN KOMBINASI SURFAKTAN TWEEN 80 DAN SPAN 80 MENGGUNAKAN MIXERbeserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan 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 royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 20 januan2016 Yang menyatakan
(
ry
Suzan )1X
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... ... .i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING.... ... ii
HALAMAN PENGESAHAN... ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN... .. iv
PRAKATA... ... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA...viii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xivv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
INTISARI ... xvi
ABSTRACT ... xvii
BAB I PENGANTAR ... 1
A. Latar Belakang ... 1
1. Perumusan masalah ... 4
2. Keaslian penelitian ... 4
3. Manfaat penelitian ... 6
B. Tujuan Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
A. Kojic Acid Dipalmitate (KAD) ... 7
B. Nanokrim ... 9
C. Metode Pembuatan Nanokrim ... 10
1. Metode emulsikasi energi tinggi ... 10
a. Pengadukan kecepatan tinggi ... 11
b. Homogenizer bertekanan tinggi... 11
c. Ultrasonik ... 11
2. Metode emulsifikasi energi rendah ... 12
D. Komponen Nanokrim ... 13
xi
E. Rheologi ... 14
1. Newtonian ... 15
2. Non-newtonian ... 15
a. Aliran plastik ... 15
b. Aliran pseudoplastik... 16
c. Aliran dilatan ... 17
F. Evaluasi Sediaan Nanokrim ... 18
1. Uji organoleptis ... 18
2. Uji homogenitas ... 18
3. Uji pH... 18
4. Uji tipe krim ... 18
5. Uji ukuran droplet ... 18
6. Uji viskositas dan rheologi... 19
7. Uji daya sebar ... 19
8. Uji daya lekat ... 19
G. Uji Stabilitas Fisik ... 20
H. Pemerian Bahan ... 21
1. Tween 80 ... 21
2. Span 80... 22
3. Virgin coconut oil (VCO) ... 22
4. Akuades... 23
I. Landasan Teori ... 24
J. Hipotesis Penelitian ... 25
BAB III METODE PENELITIAN... 26
A. Jenis Rancangan Penelitian ... 26
B. Variabel dan Definisi Operasional ... 26
1. Variabel penelitian ... 26
2. Definisi operasional ... 27
C. Bahan Penelitian ... 28
D. Alat Penelitian ... 28
E. Tata Cara Penelitian ... 28
xii
1. Formula sediaan nanokrim KAD ... 28
2. Pembuatan sediaan nanokrim KAD ... 29
3. Evaluasi sediaan nanokrim KAD ... 30
a. Evaluasi sifat fisik ... 30
b. Evaluasi stabilitas fisik ... 32
F. Analisis Data ... 32
BAB IV PEMBAHASAN HASIL ... 33
A. Formulasi Nanokrim KAD ... 33
B. Evaluasi Sifat Fisik Sediaan Nanokrim KAD ... 33
1. Pemeriksaan organoleptis dan pH ... 34
2. Pemeriksaan homogenitas ... 34
3. Pemeriksaan tipe nanokrim ... 35
4. Pemeriksaan ukuran droplet ... 36
5. Pengukuran viskositas ... 37
6. Pemeriksaan daya sebar ... 38
7. Pemeriksaan daya lekat ... 38
C. Stabilitas Fisik Sediaan Nanokrim KAD ... 39
1. Stabilitas organoleptis dan pH sediaan nanokrim KAD ... 40
2. Stabilitas homogenitas sediaan nanokrim KAD ... 41
3. Stabilitas tipe emulsi sediaan nanokrim KAD ... 41
4. Stabilitas ukuran droplet sediaan nanokrim KAD ... 41
5. Stabilitas viskositas sediaan nanokrim KAD ... 42
6. Stabilitas daya sebar sediaan nanokrim KAD ... 44
7. Stabilitas daya lekat sediaan nanokrim KAD ... 44
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 45
A. Kesimpulan ... 45
B. Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA... 46
LAMPIRAN... 50
BIOGRAFI PENULIS... 68
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel I. Kandungan asam lemak dalam VCO ... 23
Tabel II. Formula acuan nanokrim ... 28
Tabel III. Formula nanokrim KAD ... 29
Tabel IV. Karakterisasi sediaan nanokrim KAD ... 33
Tabel V. Stabilitas sediaan nanokrim KAD setelah accelerated testing... 39
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Proses pembentukan melanin ... 7
Gambar 2. Struktur epidermis kulit ... 8
Gambar 3. Struktur kimia kojic acid dipalmitate ... 9
Gambar 4. Kurva tipe sifat alir newtonian ... 14
Gambar 5. Kurva sifat alir plastik ... 16
Gambar 6. Kurva sifat alir pseudoplastik ... 16
Gambar 7. Pembesaran volume interpartikel (void) ... 17
Gambar 8. Kurva sifat alir dilatan ... 17
Gambar 9. Struktur kimia Tween 80 ... 21
Gambar 10. Struktur kimia Span 80 ... 22
Gambar 11. Nanokrim KAD ... 34
Gambar 12. Hasil uji homogenitas nanokrim KAD ... 35
Gambar 13. Kelarutan sediaan nanokrim KAD (a) dalam air (b) dalam minyak .. 35
Gambar 14. Distribusi droplet nanokrim KAD ... 36
Gambar 15. Kurva rheologi sediaan nanokrim KAD... 37
Gambar 16. Stabilitas sediaan nanokrim KAD setelah accelerated testing ... 40
Gambar 17. Hasil uji homogenitas sediaan nanokrim KAD setelah accelerated testing ... 41
Gambar 18. Kurva rheologi sediaan nanokrim KAD setelah melewati accelerated testing ... 43
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Sertifikat analisis kojic acid dipalmitate dari PT. Cortico Mulia
Sejahtera... 51
Lampiran 2. Perhitungan HLB nanokrim KAD ... 52
Lampiran 3. Data pengamatan organoleptis sediaan nanokrim KAD... 52
Lampiran 4. Data pengukuran pH sediaan nanokrim KAD... 52
Lampiran 5. Data pengukuran ukuran droplet sediaan nanokrim KAD ... 53
Lampiran 6. Data pengukuran viskositas dan rheologi sediaan nanokrim KAD 57 Lampiran 7. Data pengukuran daya sebar sediaan nanokrim KAD... 58
Lampiran 8. Data pengukuran daya lekat sediaan nanokrim KAD... 59
Lampiran 9. Data perhitungan statistika uji normalitas sediaan nanokrim KAD 60 Lampiran 10. Data perhitungan statistika uji T berpasangan sediaan nanokrim KAD sebelum dan setelah accelerated testing... 62
Lampiran 11. Dokumentasi... . 63
xvi INTISARI
Kojic acid dipalmitate (KAD) memiliki aktivitas sebagai antioksidan dan agen pemutih. KAD memiliki sifat yang sukar larut dalam air sehingga diformulasikan dalam bentuk nanokrim minyak dalam air. Formulasi KAD dalam bentuk nanokrim menggunakan metode emulsifikasi energi rendah atau metode kondensasi cukup rumit untuk dilakukan dan menghasilkan ukuran droplet yang cukup besar yaitu 240 nm sehingga diperlukan formulasi nanokrim KAD dengan menggunakan metode emulsifikasi energi tinggi yang lebih sederhana untuk menghasilkan ukuran droplet yang lebih kecil. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat sediaan nanokrim yang stabil dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 pada perbandingan 8 : 2 menggunakan mixer.
Pengujian sediaan nanokrim KAD dilakukan dengan mengamati sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan. Parameter sifat fisik yang diuji yaitu organoleptis, homogenitas, pH, tipe krim, ukuran droplet, viskositas, daya sebar, dan daya lekat.
Stabilitas fisik nanokrim diuji dengan accelerated testing pada penyimpan di climatic chamber pada suhu 40±2 °C/RH 75±5 % selama satu bulan.
Hasil penelitian menunjukkan sediaan nanokrim KAD yang dihasilkan stabil karena tidak mengalami perubahan warna, bau, tipe emulsi, dan pemisahan fase. Hasil uji statistika menggunakan uji T dengan software R.3.2.2 pada taraf kepercayaan 95% menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan yang signifikan pada pH, ukuran droplet, viskositas, daya sebar, dan daya lekat sediaan nanokrim setelah accelerated testing selama satu bulan.
Kata kunci : kojic acid dipalmitate, nanokrim, mixer, Tween 80, Span 80.
xvii ABSTRACT
Kojic acid dipalmitate (KAD) have activity as an antioxidant and bleaching agent. KAD is poorly soluble in water so it can formulated into nanocream oil in water. KAD formulations in the form nanocream using low energy emulsification method or condensation method is quite complicated to do and produce droplets large enough size that is 240 nm so needed preparation nanocream KAD using high energy emulsification methods are much simpler to produce smaller droplet sizes. The aim of this study is produce stable nanocream with surfactant combination of Tween 80 and Span 80 on a ratio of 8:2 by using a mixer.
Testing nano-cream KAD doing by observe physical properties and physical stability of the formulation. Physical properties of the tested parameters are organoleptic, homogeneity, pH, type of cream, droplet size, viscosity, dispersive power, and adhesion. Nano-cream physical stability is tested by accelerated testing in climatic chamber with storage at 40±2 °C/RH 75±5 % for one month.
The results showed that the preparation nano-cream KAD generated stable because it does not change color, smell, type of emulsion and phase separation.
Results of statistical using T-test with software R 3.2.2. at 95% confidence level showed that no significant changes in pH, droplet size, viscosity, and adhesion dispersive power after accelerated testing nano-cream for one month.
Keywords: kojic acid dipalmitate, nano-cream, mixer, Tween 80, Span 80.
1 BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang
Kojic acid (KA) adalah asam organik yang diproduksi secara biologi menggunakan tipe fungi yang berbeda dengan fermentasi aerob dan substansi yang beraneka ragam. KA memiliki aktivitas antioksidan dan berfungsi sebagai agen pemutih. KA dalam formulasinya di kosmetik mempunyai sifat yang tidak stabil terhadap panas dan cahaya sehingga digunakan senyawa derivatnya (Mohamad, Mahamed, Suhaili, Salleh, and Ariff, 2010).
Kojic acid dipalmitate (KAD) merupakan salah satu bentuk derivat dari senyawa KA. KAD mempunyai aktivitas yang sama seperti KA namun lebih stabil dari KA yaitu tahan pada suhu tinggi, mempunyai kisaran pH yang lebar, dan bersifat lipofilik (Goncalez, Marcussi, Calixto, Correa, and Chorilli, 2015).
Sifat KAD yang lipofil menyebabkan KAD sesuai jika diformulasikan dalam bentuk sediaan krim minyak dalam air. Penelitian Goncalez et al. (2015) menunjukkan bahwa KAD dapat diformulasikan dalam bentuk sediaan multiple emulsi dengan sistem A/M/A. Namun yang menjadi kekurangan sediaan tersebut yaitu ukuran droplet fase dispers yang dihasilkan berukuran besar sehingga menyebabkan terjadinya ketidakstabilan secara kinetika yang ditandai dengan adanya pemisahan secara spontan menjadi tiga fase. Salah satu cara untuk meningkatkan kestabilan krim adalah memperkecil ukuran droplet menjadi nanokrim sehingga mencegah terjadinya flokulasi, koalesensi, dan sedimentasi (Wooster, Golding, and Sanguansari, 2008).
Krim adalah bentuk sediaan setengah padat berupa emulsi mengandung satu atau lebih bahan obat terlarut dalam bahan dasar yang sesuai (Depkes RI, 1995). Nanoemulsi adalah salah satu bentuk dari emulsi yang stabil secara kinetika, mengandung dispersi yang sangat halus dengan ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm (Porras et al., 2004). Oleh karena itu, nanokrim dapat didefinisikan sediaan semisolid berupa emulsi yang stabil secara kinetika dan mempunyai ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm.
Salah satu komponen penting dalam formula nanokrim adalah surfaktan karena surfaktan dapat menentukan stabilitas nanokrim dalam sistem yang terbentuk (Maestro, Sole, Gonzalez, Solans, and Gutierrez, 2008). Surfaktan merupakan molekul yang memiliki gugus polar yang suka air (hidrofilik) dan gugus nonpolar yang suka minyak (lipofilik) sehingga dapat menyatukan fase minyak dan air (Dizaj, 2013). Pada penelitian ini, kombinasi surfaktan yang digunakan adalah Tween 80 dan Span 80 dengan total HLB dalam sistem sediaan yaitu 12,86 yang sesuai dengan tipe krim yang diinginkan yaitu minyak dalam air (M/A). Tween 80 merupakan salah satu ester parsial asam lemak dari polioksilen sorbitan yang memiliki HLB 15 dan bersifat hidrofilik. Tween 80 telah digunakan secara luas untuk makanan, kosmetik, dan aplikasi farmasetika karena tidak bersifat toksik dan tidak menimbulkan iritasi. Span 80 memiliki HLB 4,3 sehingga bersifat lipofilik (Radomska and Wojciechowska, 2005). Tween 80 dan Span 80 merupakan surfaktan nonionik yang kompatibel terhadap suasana asam dan basa, tahan terhadap proses hidrolisis dan degradasi mikroorganisme, serta memiliki critical micelle concentration (CMC) rendah yang dapat menghasilkan
micelle yang lebih stabil sehingga dapat meningkatkan kestabilan sistem yang terbentuk (Dizaj, 2013).
Metode yang digunakan untuk pembuatan nanokrim akan berperan penting terhadap stabilitas sediaan yang dihasilkan. Secara umum dibutuhkan energi pada proses pembuatan nanokrim. Berdasarkan energi yang diberikan, ada dua tipe metode pembuatan nanokrim yaitu metode emulsifikasi energi rendah dan metode emulsifikasi energi tinggi (Sole et al., 2010).
Penelitian sebelumnya mengenai nanokrim KAD pernah dilakukan oleh Al-Edresi and Baie (2009) dengan menggunakan metode emulsifikasi energi rendah atau metode kondensasi menghasilkan ukuran droplet 240 nm. Penelitian tersebut menyatakan bahwa titik kritis dari metode pembuatannya yaitu jumlah volume air yang ditambahkan. Pada penelitian tersebut, Al-Edresi tetap menggunakan suhu tinggi pada proses pembuatannya untuk mendispersikan KAD sehingga droplet yang terbentuk masih cukup besar karena kecepatan evaporasi air yang meningkat akibat suhu yang terlalu tinggi. Menurut Sole, Maestro, Gonzalez, Solans, and Gutierrez (2006) untuk mendapatkan ukuran droplet yang kecil dibutuhkan jumlah energi mekanik yang besar.
Penelitian Abdulkarim et al. (2010) menunjukkan bahwa sediaan nanokrim piroksikam dengan ukuran droplet yang kecil yaitu 130-140 nm dapat dihasilkan dengan menggunakan metode emulsifikasi energi tinggi dengan propeller. Propeller merupakan agitator yang memberikan energi tinggi dalam bentuk pengadukan kecepatan tinggi. Propeller juga dilengkapi dengan blades beserta motor pemutar yang efektif untuk mencampur likuid dan memecah droplet
sehingga dapat menghasilkan ukuran droplet yang kecil (Schmidt and Roessling, 2006). Alat lain yang menghasilkan pengadukan kecepatan tinggi selain propeller yaitu mixer. Mekanisme pemecahan droplet oleh mixer terjadi karena adanya tumbukan antar droplet sehingga droplet akan pecah menjadi ukuran yang lebih kecil. Metode dari Abdulkarim et al. (2010) juga lebih sederhana apabila dibandingkan dengan metode Al-Edresi and Baie (2009). Oleh sebab itu, dilakukan penelitian mengenai pembuatan nanokrim KAD dengan metode yang diacu dari Abdulkarim et al. (2010) untuk mengetahui apakah metode yang diacu dapat memformulasikan sediaan nanokrim KAD yang stabil dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer.
1. Perumusan masalah
Apakah dapat dihasilkan sediaan nanokrim KAD yang memiliki stabilitas fisik yang baik dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer?
2. Keaslian penelitian
Penelitian terkait KAD dan formulasi nanokrim yang pernah dilakukan antara lain:
a. Penelitian Al-Edresi and Baie (2009) yang berjudul “Formulation and Stability of Whitening VCO In Water Nano-cream”. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui stabilitas dari sediaan nanokrim yang dihasilkan dengan menggunakan fase minyak VCO.
b. Penelitian Al-Edresi and Baie (2010) yang berjudul “In-vitro and In- vivo Evaluation of Photo-Protective Kojic Dipalmitate Loaded Into Nano-creams”. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas KAD dengan uji kemampuaan penetrasi dari senyawa KAD menggunakan sel Franz.
c. Penelitian Abdulkarim et al. (2010) yang berjudul “Formulation and Characterization of Palm Oil Esters Based Nano-cream for Topical Delivery of Piroxicam”. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik palm oil esters pada pembuatan nanokrim piroksikam dengan menggunakan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 20.
d. Penelitian Goncalez et al. (2015) yang berjudul “Structural Characterization and In Vitro Antioxidant Activity of Kojic Dipalmitate Loaded W/O/W Multiple Emulsions Intended for Skin Disorders”.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakteristik ukuran droplet dan zeta potensial yang terbentuk dari sediaan multiple emulsi sistem W/O/W sehingga dapat dianalisis bioadhesi in vitronya.
e. Penelitian Mahdi et al. (2011) yang judul “Formulation and In Vitro Release Evaluation of Newly Synthesized Palm Kernel Oil Esters-Based Nanoemulsion Delivery System for 30% Ethanolic Dried Extract Derived from Local Phyllanthus urinaria for Skin Antiaging”. Penelitian ini mengenai penggunaan surfaktan Tween 80 dan Span 80 dengan perbandingan 9:1 pada formulasi nanoemulsi ekstrak Phyllanthus urinaria.
Sejauh penelusuran pustaka dari beberapa sumber yang dilakukan, penelitian mengenai pembuatan nanokrim kojic acid dipalmitate dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer belum pernah dilakukan.
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan ilmiah bagi perkembangan ilmu pengetahuan mengenai formulasi dan metode pembuatan sediaan nanokrim KAD dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80.
b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan sediaan nanokrim KAD yang memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik dan bermanfaat bagi masyarakat
B. Tujuan Penelitian
Sediaan nanokrim KAD yang memiliki stabilitas fisik yang baik dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer dapat dihasilkan.
7 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kojic Acid Dipalmitate (KAD)
Kojic acid (KA) merupakan asam organik yang diproduksi secara biologi menggunakan tipe fungi yang berbeda dengan fermentasi aerob dan substansi yang beraneka ragam (Mohamad et al., 2010). KA memiliki aktivitas antioksidan melalui mekanisme radical scavenging activity dan berfungsi sebagai agen pemutih (Niwa and Akamatsu, 1991 ; Mohamad et al., 2010). KA akan menekan hiperpigmentasi dengan menghambat pembentukan melanin melalui penghambatan pembentukan enzim tirosinase. Tirosinase merupakan enzim utama dalam sintesis melanin (Mohamad et al., 2010). Proses pembentukan melanin dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Proses pembentukan melanin (Junquiera, Carneiro, and Kelly, 2003).
Melanin merupakan pigmen utama yang menentukan warna kulit. Melanin disintesis pada melanosom yaitu organela khusus pada melanosit yang terletak pada lapisan basal epidermis. Melanin yang terbentuk kemudian akan ditransfer ke keratinosit sehingga akan terjadi pigmentasi kulit (Hindritiani, Dhianawaty, Sujatno, Sutedja, and Setiawan, 2013).
Gambar 2. Struktur epidermis kulit (Park and Yaar, 2012).
Efek penghambatan dan kondisi penyimpanan dari KA tidak memadai karena mudah mengalami ketidakstabilan yang dapat dipercepat dengan adanya panas dan cahaya. Oleh sebab itu, dalam formulasinya di sediaan kosmetik digunakan senyawa derivat dari KA. Kojic acid dipalmitate (KAD) merupakan salah satu bentuk derivat dari senyawa KA yang mempunyai stabilitas dan efektivitas penghambatan enzim tirosinase lebih baik dibanding KA (Mohamad et al., 2010).
KAD (gambar 3) adalah serbuk berwarna kuning, dengan titik lebur 92 – 95 ºC, bersifat lipofilik dan mempunyai stabilitas yang lebih baik bila
dibandingkan dengan KA. KAD memiliki sifat yang lipofil, stabil terhadap cahaya, panas, dan pH. Batas penggunaan KAD pada sediaan perawatan kulit yaitu 0,5-3% (Spec-Chem, 2013). KAD mempunyai aktivitas yang sama seperti KA yaitu memiliki aktivitas antioksidan dengan melalui mekanisme radical scavenging activity dan mengkhelat besi serta digunakan juga sebagai agen pemutih (Al-Edresi and Baie, 2010).
Gambar 3. Struktur kimia kojic acid dipalmitate (Balaguer, Salvador, and Chisvert, 2008).
B. Nanokrim
Krim adalah bentuk sediaan setengah padat, berupa emulsi mengandung satu atau lebih bahan obat terlarut dalam bahan dasar yang sesuai (Depkes RI, 1995). Nanoemulsi adalah salah satu bentuk dari emulsi yang stabil secara kinetika, mengandung dispersi yang sangat halus dengan ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm (Porras et al., 2004). Oleh karena itu, nanokrim dapat didefinisikan nanokrim sebagai sediaan semisolid berupa emulsi yang stabil secara kinetika dan mempunyai ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm.
Sistem penghantaran nanokrim terdiri dari dua jenis yaitu nanokrim minyak dalam air (M/A) dengan sistem fase minyak sebagai fase internal dan fase air sebagai fase eksternal serta nanokrim air dalam minyak (A/M) dengan sistem
fase minyak sebagai fase eksternal dan fase air sebagai fase internal (Al-Edresi and Baie, 2010).
Tipe nanokrim dapat diuji dengan tiga cara yaitu uji pengenceran, uji kelarutan warna dan uji konduktivitas. Uji pengenceran didasarkan pada prinsip bahwa suatu emulsi akan bercampur dengan fase luarnya. Misalnya suatu emulsi M/A akan mudah diencerkan dengan penambahan air dan tipe emulsi A/M akan mudah diencerkan dengan penambahan minyak. Uji kelarutan warna dilakukan dengan menggunakan zat warna larut air seperti metilen biru atau biru brillian CFC yang diteteskan pada permukaan emulsi. Jika zat warna terlarut dan berdifusi homogen pada fase eksternal yang berupa air, maka tipe emulsi adalah M/A. Uji Konduktivitas didasarkan pada prinsip bahwa air mampu untuk menghantarkan listrik dan minyak tidak dapat menghantarkan listrik. Jika suatu elektroda diletakkan pada suatu sistem emulsi dan terlihat adanya konduktivitas elektrik maka tipe emulsi tersebut adalah M/A namun apabila tidak ada kondiktivitas elektrik yang terjadi maka tipe emulsi tersebut adalah A/M (Martin, 2008).
C. Metode Pembuatan Nanokrim
Berdasarkan besarnya energi yang diberikan pada sistem, terdapat dua metode pembuatan nanokrim, yaitu:
1. Metode emulsikasi energi tinggi
Emulsifikasi energi tinggi membutuhkan energi mekanik dari luar misalnya dengan instrumen seperti stirrer, homogenizers, microfluidizers, atau ultrasound generator (Villers, Aramwit, and Kwon, 2009). Energi tinggi
yang diberikan dapat dalam bentuk pengadukan kecepatan tinggi, homogenizer bertekanan tinggi, dan ultrasonikator. Mixer, agitator, dan mill termasuk dalam pengadukan kecepatan tinggi. Homogenizers, jet dispersers, dan microfluidizers termasuk dalam homogenizer bertekanan tinggi.
Sonikator termasuk dalam ultrasonikator (Gupta, Pandit, Kumar, Swaroop, and Gupta, 2010).
a. Pengadukan kecepatan tinggi
Mixer, agitator, dan colloid mills merupakan alat yang mempunyai sistem rotor-stator dengan pengadukan kecepatan tinggi. Pengadukan kecepatan tinggi yang dihasilkan rotor akan mengakibatkan emulsi terlempar ke sekeliling rotor sehingga terjadi dispersi yang intens pada ruang antara rotor dan dinding dalam stator (Koroleva and Yurtove, 2012).
b. Homogenizer bertekanan tinggi
Umumnya homogenizer bertekanan tinggi bekeja pada tekanan antara 50 sampai 100 Mpa dan cocok untuk sistem emulsi yang memiliki viskositas rendah hingga sedang (Koroleva and Yurtove, 2012).
Homogenizer akan memperkecil ukuran droplet dengan adanya shear stress pada cairan (Gupta et al., 2010).
c. Ultrasonik
Pembentukan nanoemulsi dengan ultrasonikasi merupakan cara yang efisien untuk memperkecil ukuran droplet namun kelemahannya yaitu hanya dapat digunakan untuk pembuatan dalam skala kecil. Energi
yang diperoleh dari ultrasonifikasi berasal dari sonotrodes (sonicator probes). Sonotrodes akan kontak dengan cairan dan memberikan getaran sehingga terbentuk rongga yang mengakibatkan getaran selanjutnya akan meradiasi langsung pada cairan sehingga droplet dispersi menjadi pecah.
Efisiensi pembuatan dengan ultrasonik sangat tergantung pada waktu ultrasonifikasi di amplitudo yang berbeda dan untuk monomer yang bersifat hidrofob membutuhkan waktu ultrasonifikasi yang lebih lama (Gupta et al., 2010).
2. Metode emulsifikasi energi rendah
Metode emulsifikasi energi rendah terbentuk secara spontan (spontaneous emulsification) saat air ditambahkan pada campuran minyak dan surfaktan (Villers et al., 2009). Terjadinya spontaneous emulsification tergantung dari perbandingan fase minyak dan surfaktan, konsentrasi surfaktan, konsentrasi surfaktan dan ko-solven, serta suhu. Metode emulsifikasi spontan ini membutuhkan surfaktan dengan nilai HLB lebih dari 12, sering digunakan karena mudah dibuat dalam skala laboratorium, tidak membutuhkan peralatan yang rumit atau temperatur yang tinggi, serta secara umum dapat menghasilkan ukuran droplet yang kecil (Kelmann, Kuminek, Teixeira, and Koester, 2007).
Contoh dari metode emulsifikasi energi rendah yaitu PIT (Phase Inversion Temperature) dan EIP (Emulsion Inversion Phase). Pada metode PIT, perubahan tipe surfaktan polyoxyethylene dipengaruhi oleh temperatur.
Surfaktan akan menjadi lipofilik dengan penambahan suhu karena dehidrasi pada rantai polimer dan akan bersifat hidrofil pada suhu rendah karena adanya hidrasi pada rantai polimer sedangkan pada metode EIP, perubahan fase A/M menuju ke M/A dipengaruhi oleh banyaknya air. Semakin banyak air yang ditambahkan maka ukuran droplet yang terbentuk akan semakin kecil karena droplet air akan bergabung dengan droplet air lainnya untuk membentuk fase eksternal (Al-Edresi and Baie, 2009 ; Koroleva and Yurtove, 2012).
D. Komponen Nanokrim
Sediaan nanokrim umumnya memiliki beberapa komponen yang digunakan seperti fase minyak, fase air, dan surfaktan. Pemilihan komponen dalam nanokrim tidak boleh mengiritasi dan bersifat sensitif terhadap kulit (Gupta et al., 2010).
Minyak merupakan komponen penting dalam formulasi nanokrim karena dapat melarutkan bahan aktif yang bersifat lipofil (Gupta et al., 2010). Kriteria utama pemilihan minyak yaitu minyak yang digunakan harus memiliki kemampuan yang tinggi untuk melarutkan obat yang akan diformulasi (Pathan, Zikriya, and Quazi, 2012).
Surfaktan merupakan molekul yang memiliki gugus polar dan gugus nonpolar. Apabila surfaktan dimasukkan dalam sistem yang terdiri dari air dan minyak, maka gugus polar akan mengarah ke fase air sedangkan gugus nonpolar akan mengarah ke fase minyak (Martin, Swarbrick, and Cammarata, 2008).
Surfaktan yang dipilih harus dapat menurunkan tegangan antarmuka untuk membantu proses penyatuan fase minyak dan fase air, menghasilkan film fleksibel yang dapat ditembus oleh kedua fase sehingga dapat bercampur, dan memiliki sifat hidrofil-lipofil untuk memberikan lingkungan yang tepat pada daerah antarmuka agar dapat terlihat tipe sistem yang diinginkan yaitu M/A, A/M, atau bicontinuous (Swarbrick, 2007).
Surfaktan digolongkan menjadi surfaktan tipe ionik, non-ionik, dan amfoterik (Sinko, 2011). Surfaktan non ionik umumnya lebih sering digunakan karena memiliki toksisitas yang rendah dibanding dengan surfaktan ionik. Nilai HLB yang sesuai sulit dicapai pada penggunaan surfaktan secara tunggal. Oleh sebab itu, digunakan kombinasi dua surfaktan non ionik untuk mendapatkan nilai HLB yang sesuai (Gupta et al., 2010). Penelitian yang dilakukan oleh Dizaj (2013) menunjukkan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 banyak digunakan untuk sediaan topikal karena sifatnya yang aman, non-toksik, kompatibel terhadap media asam dan basa, tahan terhadap hidrolisis dan degradasi mikroorganisme, serta memiliki critical micelle concentration (CMC) rendah yang dapat menghasilkan micelle yang lebih stabil sehingga dapat meningkatkan kestabilan sistem yang terbentuk.
E. Rheologi
Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi,
emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat oleh pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability) (Allen, Popovich, and Ansel, 2011). Terdapat dua jenis sifat aliran bahan, yaitu:
1. Newtonian
Aliran newtonian mempunyai karakteristik viskositas yang konstan dengan peningkatan shear rate (Allen et al., 2011).
Gambar 4. Kurva tipe sifat alir newtonian (Allen et al., 2011).
2. Non-newtonian
Aliran non-newtonian mempunyai karakteristik viskositas yang selalu berubah dengan penambahan shear rate. Dispersi heterogen cairan dan padatan seperti larutan koloid, emulsi, suspensi cair, dan salep termasuk dalam tipe aliran non-newtonian (Sinko and Singh, 2011). Aliran non- newtonian dibedakan menjadi tiga tipe yaitu:
a. Aliran plastik
Cairan yang mempunyai aliran plastik tidak akan mengalir sebelum suatu gaya tertentu dilampauinya. Gaya tersebut adalah yield value atau f.
Adanya yield value diakibatkan adanya interaksi van der Waals antar droplet yang berdekatan. Pada tekanan di bawah yield value, cairan tersebut bertindak sebagai bahan elastik sedangkan di atas yield value, aliran mengikuti hukum newton (Allen et al., 2011).
Gambar 5. Kurva sifat alir plastik (Allen et al., 2011).
b. Aliran pseudoplastik
Viskositas cairan pseudoplastik akan berkurang dengan naiknya shear rate dan tidak ada yield value. Viskositas yang menurun terjadi karena adanya peningkatan shear rate yang menyebabkan rantai polimer tersusun menjadi rantai panjang yang lurus sehingga akan terjadi penurunan resistensi sistem (Sinko and Singh, 2011).
Gambar 6. Kurva sifat alir pseudoplastik (Yulianti, Lestari, Aksarina, Simorangkir, Kusuma, and Banaimun, 2009).
c. Aliran dilatan
Viskositas cairan akan naik dengan naiknya shear rate karena volume interpartikel (void) akan naik bila ia bergeser.
Gambar 7. Pembesaran volume interpartikel (void) (Aulton, 2002).
Partikel dalam larutan memiliki volume interpartikel (void) yang kecil pada saat zero shear karena jumlah pembawa cukup untuk mengisi void tersebut. Tetapi adanya shear rate akan menyebabkan terjadinya pergerakan partikel yang cepat memperbesar void. Akibatnya, pembawa dengan jumlah yang tetap tidak cukup untuk mengisi void antar partikel yang melebar. Maka dari itu, viskositas sistem akan meningkat (Aulton, 2002).
Gambar 8. Kurva sifat alir dilatan (Allen et al., 2011).
F. Evaluasi Sediaan Nanokrim 1. Uji organoleptis
Pengujian organoleptis didasarkan pada proses pengindraan. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati adanya perubahan atau pemisahan fase, timbulnya bau, perubahan warna, dan perubahan konsistensi krim (Lawrence and Rees, 2000).
2. Uji homogenitas
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui distribusi partikel fase dispers dalam sediaan nanokrim (Voight, 1994).
3. Uji pH
Sediaan farmasetik untuk tujuan penggunaan topikal sebaiknya memiliki pH yang sesuai dengan pH kulit yaitu 4,5 – 7,0 (Yadav et al., 2014).
pH yang terlalu basa akan menyebabkan kulit menjadi bersisik, sedangkan pH yang terlalu asam akan menimbulkan iritasi kulit (Ali and Yosipovitch, 2013).
4. Uji tipe krim
Uji ini dilakukan untuk mengetahui tipe nanokrim yang terbentuk. Tipe nanokrim dapat berupa tipe minyak dalam air (M/A), air dalam minyak (A/M), dan bikontinu (Firoz, Afzal, and Imran, 2012).
5. Uji ukuran droplet
Pengujian ukuran droplet dilakukan dengan particle size analyzer (PSA) tipe dynamic light scattering (DLS). Prinsip PSA adalah sampel disinari dengan sinar laser dan fluktuasi cahaya yang tersebar dideteksi pada
hamburan sudut 𝜃 yang dikenal oleh detektor foton secara cepat (Volker, 2009).
6. Uji viskositas dan rheologi
Viskositas merupakan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir.
Viskositas dipengaruhi zat pengental, surfaktan, jumlah fase terdispersi, dan ukuran partikel (Martin et al., 2008).
Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability) (Allen et al., 2011).
7. Uji daya sebar
Uji ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan daya sebar krim pada kulit. Caranya yaitu volume tertentu diletakkan pada bagian tengah lempeng gelas, kemudian ditutup dengan lempeng gelas lainnya. Pada bagian lempeng sebelah atas dalam interval waktu tertentu dibebani oleh anak timbang.
Diameter penyebaran yang dihasilkan dengan penambahan pembebanan menggambarkan daya sebar sediaan (Parchuri, Kumar, Goli, and Karki, 2013).
8. Uji daya lekat
Uji ini bertujuan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan oleh krim untuk melekat pada kulit. Hal ini juga berhubungan dengan lama durasi kerja
obat. Semakin lama waktu yang dibutuhan, maka semakin lama durasi kerja obat (Voight, 1994).
G. Uji Stabilitas Fisik
Stabilitas merupakan kemampuan suatu produk obat atau kosmetik untuk bertahan dalam batas spesifikasi yang ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas dan kemurnian produk. Sediaan yang stabil adalah suatu sediaan yang masih berada dalam batas yang dapat diterima selama periode waktu penyimpanan dan penggunaan, di mana memiliki sifat dan karakteristik yang sama dengan yang dimiliki ketika dibuat (ACCSQ-PPWG, 2005).
Ketidakstabilan fisik sediaan ditandai dengan adanya warna yang memudar atau munculnya warna, timbul bau, perubahan atau pemisahan fase, pecahnya sistem, pengendapan suspensi atau caking, perubahan konsistensi, pertumbuhan kristal, terbentuknya gas, dan perubahan fisik lainnya (Martin et al., 2008).
Uji stabilitas dipercepat (accelerated testing) dirancang untuk meningkatkan laju degradasi kimia dan perubahan fisik sediaan dengan menggunakan kondisi penyimpanan berlebih dengan tujuan pemantauan reaksi degradasi dan memprediksi masa simpan dibawah kondisi penyimpanan normal.
Desain uji stabilitas dipercepat meliputi suhu tinggi atau rendah, kelembaban tinggi atau rendah, dan cahaya yang kuat atau lemah (Gadhave, 2002).
Uji stabilitas dipercepat untuk sediaan krim dapat dilakukan dengan menyimpan sediaan pada suhu 40°C dan RH 75% selama satu bulan. Efek dari suhu, kelembapan dan waktu terhadap karakteristik fisik krim akan diamati sebagai bentuk stabilitas dari formulasi. Dengan melakukan uji stabilitas dipercepat, kondisi kestabilan sediaan farmasetika atau kosmetik dapat diperoleh dalam waktu singkat. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan informasi yang diinginkan dalam waktu singkat dengan menyimpan sediaan pada kondisi yang dirancang untuk mempercepat terjadinya perubahan. Jika hasil pengujian pada accelerated testing diperoleh hasil yang stabil, maka sediaan yang dibuat dapat dinyatakan stabil selama dua tahun pada masa simpannya (Kumar, Sasikanth, Sabareesh, and Dorarabu, 2011).
H. Pemerian Bahan 1. Tween 80
Polyoxyethylene 80 sorbitan monolaurate atau biasa disebut Tween 80 (gambar 9) mempunyai rumus molekul C64H124O26 dan berat molekul 1310 gram/mol. Tween 80 larut dalam air, etanol, serta tidak larut dalam minyak mineral dan minyak sayur (Rowe, Shesky, and Quinn, 2009).
Tween 80 merupakan surfaktan non-ionik yang pemeriannya berupa cairan berwarna kuning dan memiliki nilai HLB 15. Tween 80 stabil pada keberadaan elektrolit, asam lemah, dan basa. Tween 80 sering digunakan dalam kosmetik, produk makanan, formulasi oral, parenteral dan topikal serta
merupakan eksipien yang tidak toksik dan tidak mengiritasi (American Pharmaceutical Association, 1994).
Konsentrasi Tween 80 sebagai kombinasi surfaktan dalam suatu sediaan berkisar antara 1-10% (Rowe et al., 2009).
Gambar 9. Struktur kimia Tween 80 (Rowe et al., 2009).
2. Span 80
Sifik fisik Span 80 (gambar 10) yaitu cairan berwarna kuning, mempunyai HLB 4,3, densitas 1,01, viskositas 970-1080 mPa.s pada suhu 25ºC, titik lebur 43-48ºC dan larut dalam minyak serta pelarut organik.
Konsentrasi Span 80 sebagai kombinasi surfaktan dalam suatu sediaan berkisar antara 1-10% (Rowe et al., 2009).
Gambar 10. Struktur kimia Span 80 (Rowe et al., 2009).
3. Virgin coconut oil (VCO)
VCO merupakan minyak yang dihasilkan dari buah kelapa segar. VCO dihasilkan tanpa melalui penambahan bahan kimia atau proses pemanasan
tinggi (Timoti and Hana, 2005). Virgin coconut oil (VCO) diperoleh melalui wet process santan kelapa yaitu dimulai dari proses creaming, flokulasi, dan kemudian coalescence. Proses yang dilakukan tidak menggunakan pelarut organik sehingga hemat biaya, hemat energi, dan sederhana (Marina, Man, and Amin, 2009).
VCO mengandung banyak asam lemak rantai menengah (medium chain fatty acid). Kandungan asam lemak rantai menengah yang paling banyak terkandung dalam VCO yaitu asam laurat (Timoti and Hana, 2005).
Kandungan asam lemak dalam VCO tertera pada tabel I.
Tabel I. Kandungan asam lemak dalam VCO Nama Asam lemak Konsentrasi (%)
Asam kaproat C6 0,52-0,69
Asam kaprilat C8 7,19-8,81
Asam kaprat C10 5,65-6,59
Asam laurat C12 46,64-48,03
Asam miristat C14 16,23-18,90
Asam palmitat C16 7,41-9,55
Asam stearat C18 2,81-3,57
Asam oleat C18:1 5,72-6,70
Asam linoleat C18:2 0,90-1,72
(Marina, Man, Nazimah, and Amin, 2009)
4. Akuades
Akuades digunakan sebagai pelarut dan pembawa pada formulasi farmasetika. Untuk aplikasi farmasi, air dimurnikan dengan cara destilasi, pertukaran ion, reverse osmosis (RO), atau beberapa proses lain yang sesuai untuk menghasilkan akuades. Karakteristik akuades adalah cairan bening, tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa (Rowe et al., 2009).
I. Landasan Teori
Kojic acid dipalmitate (KAD) merupakan senyawa ester dari kojic acid (KA) yang mempunyai stabilitas yang lebih baik dibanding KA (Mohamad et al., 2010). KAD memiliki sifat lipofil, stabil terhadap pH, suhu, dan cahaya. Sifat lipofilik dari KAD ini menjadikan KAD cocok untuk diformulasikan dalam bentuk nanokrim M/A (Goncalez et al., 2015). Nanokrim adalah sediaan semisolid berupa emulsi yang stabil secara kinetika dan mempunyai ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm.
Komponen penting pada pembuatan nanokrim yaitu surfaktan (Maestro et al., 2008). Surfaktan merupakan kopolimer amfifilik yang akan secara efektif membentuk nanokrim yang stabil karena surfaktan membantu penggabungan fase air dan fase minyak dan memperkecil ukuran droplet yang terbentuk dengan shear yang sesuai (Martin et al., 2008). HLB yang sesuai dapat diperoleh dengan menggunakan kombinasi antar surfaktan. Pada penelitian ini, surfaktan yang digunakan yaitu Tween 80 dan Span 80. Penelitian yang dilakukan oleh Dizaj (2013) menunjukkan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 banyak digunakan untuk sediaan topikal karena sifatnya yang aman, non-toksik, kompatibel terhadap media asam dan basa, tahan terhadap hidrolisis dan degradasi mikroorganisme, serta memiliki critical micelle concentration (CMC) rendah yang dapat menghasilkan micelle yang lebih stabil sehingga dapat meningkatkan kestabilan sistem yang terbentuk.
Penelitian Abdulkarim et al. (2010) menggunakan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 20 dalam pembuatan nanokrim piroksikam. Konsentrasi yang
digunakan yaitu 38% dengan perbandingan Tween 80 dan Span 20 sebesar 8 : 2.
Pada penelitian tersebut, ukuran droplet yang dihasilkan dalam rentang 130-140 nm.
Selain komponen formula, metode pembuatan nanokrim harus sesuai karena metode pembuatan berperan dalam proses pembentukan ukuran droplet dalam rentang nanometer. Metode yang digunakan untuk pembuatan nanokrim KAD yaitu emulsifikasi energi tinggi menggunakan mixer. Energi tinggi yang dihasilkan mixer diperoleh dari pengadukan kecepatan yang tinggi. Pengadukan kecepatan tinggi yang dihasilkan rotor mixer akan mengakibatkan emulsi terlempar ke sekeliling rotor sehingga terjadi dispersi yang intens pada ruang antara rotor dan dinding dalam stator yang menyebabkan droplet yang terbentuk berukuran kecil.
J. Hipotesis Penelitian
Sediaan nanokrim KAD yang memiliki stabilitas fisik yang baik dapat dihasilkan dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer.
26 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Rancangan Penelitian
Penelitian mengenai pembuatan nanokrim kojic acid dipalmitate (KAD) dengan kombinasi surfaktan Tween 80 dan Span 80 menggunakan mixer termasuk jenis penelitian pra-eksperimental.
B. Variabel dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas. Variabel bebas pada penelitian ini adalah metode pembuatan nanokrim KAD.
b. Variabel tergantung. Variabel tergantung pada penelitian ini adalah sifat fisik dan stabilitas fisik dari sediaan nanokrim KAD yang dihasilkan.
c. Variabel pengacau terkendali. Variabel pengacau terkendali pada penelitian ini adalah lama pengadukan, kecepatan pengadukan, suhu dan kelembapan penyimpanan sediaan.
d. Variabel pengacau tak terkendali. Variabel pengacau tak terkendali pada penelitian ini adalah suhu dan kelembapan saat pembuatan dan pengujian sediaan.
2. Definisi operasional
a. Kojic acid dipalmitate. KAD merupakan senyawa ester dari kojic acid yang mempunyai stabilitas lebih baik terhadap pH, cahaya, dan panas.
b. Nanokrim. Nanokrim merupakan salah satu bentuk emulsi berbentuk yang stabil secara kinetika, mengandung dispersi yang sangat halus dengan ukuran droplet berkisar antara 20-500 nm. Nanokrim yang dibuat pada penelitian ini adalah nanokrim minyak dalam air.
c. Surfaktan. Surfaktan merupakan molekul yang memiliki gugus hidrofilik dan gugus lipofilik sehingga dapat menyatukan fase minyak dan air.
Surfaktan yang digunakan pada penelitian ini adalah kombinasi Tween 80 dan Span 80 dengan perbandingan 8 : 2.
d. Mixer. Mixer adalah alat yang dapat mencampurkan liquid-liquid atau liquid-solid dengan pengadukan kecepatan tinggi. Mixer yang digunakan yaitu mixer miyako SM-625 dengan kecepatan level 1.
e. Sifat fisik. Sifat fisik merupakan parameter yang digunakan untuk melihat karakteristik fisik sediaan nanokrim yang terbentuk, mencakup organoleptis, homogenitas, pH, tipe krim, ukuran droplet, viskositas, daya sebar, dan daya lekat. pH sediaan nanokrim yang baik yaitu mendekati pH kulit 4,5 – 7. Viskositas nanokrim yang diharapkan yaitu dalam rentang 7,5 – 45 Pa.s.
f. Stabilitas fisik. Stabilitas fisik adalah parameter yang digunakan untuk melihat tingkat kestabilan nanokrim yang telah terbentuk, dinilai dari hasil
evaluasi sifat fisik nanokrim setelah melalui accelerated testing pada suhu 40 ± 2 °C dan RH 75 ± 5 % selama satu bulan.
C. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah KAD (Kualitas Farmasetik, PT. Cortico Mulia Sejahtera), Tween 80 (Kualitas Farmasetik, Bratachem), Span 80 (Kualitas Farmasetik, Laboratorium Farmasi dan Teknologi UGM), VCO (Kualitas teknis, Tekun Jaya), dan akuades.
D. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas (Pyrex), neraca analitik (OHAUS), mixer (Miyako SM-625), anak timbang, kaca ekstensometer, gelas objek, stopwatch, particle size analyzer tipe dinamic light scattering (Horiba SZ-100), pH meter (SI Analytics), climatic chamber (Memmert), dan viskometer Merlin VR.
E. Tata Cara Penelitian 1. Formula sediaan nanokrim KAD
Formula acuan yang digunakan untuk membuat nanokrim tercantum dalam tabel II.
Tabel II. Formula acuan nanokrim
Bahan Fungsi Formula (% b/b)
Palm Oil Esters (POEs) Fase minyak 25
Tween 80 Surfaktan 30,4
Span 20 Surfaktan 7,6
Akuades Fase air 37
(Abdulkarim et al., 2010)
Berdasarkan formula diatas, dilakukan modifikasi pada konsentrasi minyak dan air, serta penambahan KAD sebagai zat aktif sediaan nanokrim.
Tabel III. Formula nanokrim KAD
2. Pembuatan sediaan nanokrim KAD
Metode pembuatan nanokrim KAD mengacu pada penelitian Abdulkarim et al. (2010) mengenai formulasi dan karakteristik palm oil ester pada pembuatan nanokrim piroksikam. Pada penelitian tersebut, pembuatan piroksikam dilakukan dengan cara mencampurkan fase minyak dan surfaktan selama 15 menit pada kecepatan 750 rpm menggunakan mixer yang mempunyai tiga mata pisau. Piroksikam ditambahkan dan dilanjutkan pengadukan selama 30 menit. Air ditambahkan dan diaduk selama 30 menit.
Perbedaan dengan pembuatan nanokrim KAD yaitu pada alat yang digunakan. Mixer yang digunakan pada pembuatan nanokrim KAD adalah mixer tanpa menggunakan mata pisau. Pembuatan dilakukan dengan cara VCO, Tween 80, dan Span 80 di aduk dengan menggunakan mixer selama 15 menit. KAD ditambahkan ke dalam campuran tersebut dan dilanjutkan pengadukan selama 30 menit. Akuades ditambahkan dan diaduk kembali selama 30 menit.
Bahan Fungsi Formula % (b/b)
KAD Zat aktif 1
VCO Fase minyak 10
Tween 80 Surfaktan 30,4
Span 80 Surfaktan 7,6
Akuades Fase air 52
3. Evaluasi sediaan nanokrim KAD a. Evaluasi sifat fisik
1) Uji organoleptis
Pengamatan visual dilakukan terhadap warna, bau, konsistensi dan ada tidaknya pemisahan fase pada sediaan nanokrim KAD.
2) Uji homogenitas
Sediaan diletakkan pada gelas objek, tutup dengan cover glass, dan diamati pendispersian partikelnya apakah terdispersi homogen atau tidak.
3) Pengukuran pH
Nilai pH diukur menggunakan pH meter yang telah dikalibrasi dengan menggunakan buffer pH 4 dan 7. Elektroda pH meter dicelupkan ke dalam sediaan nanokrim kemudian nilai pH sediaan akan terbaca pada monitor alat.
4) Uji tipe krim
Sampel nanokrim didispersikan dalam akuades (1:100) dan dalam VCO (1:100) dengan tujuan untuk mengetahui tipe sediaan nanokrim yang dihasilkan. Jika nanokrim terdispersi sempurna dalam akuades, maka tipe nanokrim adalah minyak dalam air, sedangkan jika nanokrim terdispersi sempurna dalam fase minyak, maka tipe nanokrim adalah air dalam minyak (Firoz et al., 2012).
5) Pengukuran ukuran droplet
Distribusi ukuran droplet diukur menggunakan particle size analyzer (PSA) tipe dynamic light scattering. Sampel dimasukkan ke dalam kuvet kaca yang dimasukkan ke dalam particle size analyzer.
Kemudian cahaya ditembakkan pada sudut 90°. Jumlah partikel pada ukuran tertentu akan terbaca pada monitor komputer yang terhubung dengan alat menggunakan software Horiba SZ-100.
6) Pengukuran viskositas dan rheologi
Pengukuran viskositas dan rheologi menggunakan alat viskometer Merlin VR. Sampel nanokrim diletakkan di atas plate kemudian plate viskometer diturunkan, dan diukur rheologi sediaan pada range kecepatan 1 - 50 rpm dengan 10 titik yang berbeda untuk mendapat bentuk kurva rheologinya. Nilai viskositas diambil pada satu titik di antara rentang kecepatan 1 - 50 rpm di mana nilai viskositas dan bentuk rheologi sediaan akan langsung terbaca pada layar komputer menggunakan software MICRA.
7) Pengukuran daya sebar
Sampel nanokrim ditimbang sebanyak satu gram, lalu diletakkan di atas kaca ekstensometer bagian tengah. Tutup kaca ekstensometer ditimbang dan ditambahkan beban hingga 125 gram. Penutup kaca dan beban diletakkan di atas massa sediaan selama satu menit.
Diameter sediaan yang menyebar diukur dengan mengambil rata-rata diameter dari empat sisi (Parchuri et al., 2013).
8) Pengukuran daya lekat
Sampel nanokrim ditimbang sebanyak 0,03 gram, diratakan pada gelas objek dan ditutup dengan gelas objek lainnya. Beban seberat satu kg ditambahkan dan didiamkan selama satu menit.
Setelah satu menit, beban diturunkan. Gelas objek ditempatkan pada alat uji dan ditarik dengan beban 80 gram. Waktu yang dibutuhkan untuk melepaskan kedua gelas objek dicatat.
b. Evaluasi stabilitas fisik
Metode evaluasi stabilitas fisik nanokrim yang digunakan adalah accelerated testing. Sediaan nanokrim disimpan pada climatic chamber dengan suhu 40 ± 2 ºC dengan RH 75 ± 5 % selama satu bulan. Setelah waktu uji, perubahan warna, bau, konsistensi dan terjadinya pemisahan fase nanokrim diamati. Apabila sampel tetap stabil maka dilakukan uji organoleptis, homogenitas, pH, tipe krim, ukuran droplet, viskositas, daya sebar, dan daya lekat.
F. Analisis Data
Aplikasi program R-3.2.2 digunakan untuk melakukan uji statistika dengan membandingkan data sifat fisik dan stabilitas fisik. Pada tingkat kepercayaan 95% maka dilihat apakah nilai p-value menunjukkan distrubusi data normal atau tidak normal. Data yang terdistribusi normal diolah dengan uji T sedangkan untuk data yang tidak normal diolah dengan Wilcoxon untuk mendapatkan p-value. Jika nilai p-value kurang dari 0,05 dapat disimpulkan terdapat perbedaan setelah sampel mengalami accelerated testing.
33 BAB IV
PEMBAHASAN HASIL
A. Formulasi Nanokrim KAD
Pada penelitian ini, dibuat formulasi nanokrim kojic acid dipalmitate (KAD) dengan fase minyak virgin coconut oil (VCO) dan kombinasi surfaktan antara Tween 80 dan Span 80. Metode pembuatan yang digunakan adalah metode emulsifikasi energi tinggi dengan pengadukan kecepatan tinggi mengunakan mixer. Metode ini diacu dari metode hasil penelitian Abdulkarim et al. (2010) dengan menggunakan alat berupa propeller dengan prinsip yang sama yaitu pengadukan kecepatan tinggi.
B. Evaluasi Sifat Fisik Sediaan Nanokrim KAD
Sediaan nanokrim KAD yang baik yaitu memiliki kriteria ukuran droplet kurang dari 500 nm, tidak mengalami pemisahan fase, memiliki pH sesuai dengan pH kulit yaitu antara 4,5 – 7, serta mempunyai viskositas antara 7,5 – 45 Pa.s.
Karakterisasi sediaan nanokrim KAD tersaji dalam tabel IV.
Tabel IV. Karakterisasi sediaan nanokrim KAD
Spesifikasi Hasil
Bentuk Krim
Warna Putih kekuningan
Bau Minyak kelapa
Pemisahan fase Tidak terjadi
pH 6,395 ± 0,298
Homogenitas Tipe krim Ukuran droplet
Homogen
Minyak dalam air (M/A) 80,78 ± 79, 99 nm
Viskositas 22,345±6,546 Pa.s
Rheologi Pseudoplastis
Daya sebar 2,51 ± 0,05 cm
Daya lekat 0,49±0,02 detik
1. Pemeriksaan organoleptis dan pH
Gambar 11. Nanokrim KAD
Ketiga replikasi nanokrim masing-masing dilakukan evaluasi awal terhadap organoleptisnya. Uji organoleptis meliputi warna, bau dan pemisahan fase. Nanokrim KAD yang dihasilkan berwarna putih kekuningan.
Warna tersebut terbentuk dari perpaduan kojic acid dipalmitate yang berwarna putih dan Tween 80-Span 80 yang berwarna kuning. Bau khas kojic acid dipalmitate tidak tercium karena tertutup oleh bau dari virgin coconut oil dalam sediaan. Ketiga replikasi formula tidak mengalami pemisahan fase.
Secara umum, pH ketiga formula cenderung bersifat netral yaitu dengan pH rata-rata 6,395 ± 0,298 yang menunjukkan bahwa pH sediaan sesuai dengan persyaratan pH untuk sediaan kulit yaitu 4,5-7. Hal ini akan menurunkan resiko terjadinya iritasi saat pengaplikasian sediaan pada kulit.
2. Pemeriksaan homogenitas
Sediaan dikatakan homogen apabila susunan partikelnya terdistribusi merata. Dari hasil pengamatan yang dilakukan, hasil menunjukkan bahwa dari ketiga replikasi sediaan nanokrim yang dibuat memiliki homogenitas
yang baik dan menunjukkan pendistribusian partikel yang merata. Hasil pengamatan homogenitas ditunjukkan pada gambar 12.
Gambar 12. Hasil uji homogenitas nanokrim KAD
3. Pemeriksaan tipe nanokrim
Tipe nanokrim diperiksa dengan mendispersikan sampel nanokrim pada fase minyak dan fase air yang digunakan. Fase di mana sampel dapat terdispersi homogen menunjukkan tipe emulsi tersebut. Berdasarkan hasil yang dilakukan, diketahui sediaan nanokrim KAD memiliki tipe minyak dalam air. Sampel dapat terdispersi dalam fase air dengan baik, sedangkan tidak terlarut (membentuk droplet) pada fase minyak (gambar 13).
Gambar 13. Kelarutan sediaan nanokrim KAD (a) dalam air (b) dalam minyak
Tipe sediaan juga dapat diketahui dari nilai HLB sistem yang digunakan. Apabila nilai HLB campuran lebih dari 8 menunjukkan tipe minyak dalam air dan apabila kurang dari 8 menunjukkan tipe air dalam
a b
minyak. Nilai HLB campuraan sediaan nanokrim KAD yaitu 12,86 sehingga diklasifikasikan dalam tipe minyak dalam air. Perhitungan nilai HLB tertera pada lampiran 2.
4. Pemeriksaan ukuran droplet
Gambar 14. Distribusi droplet nanokrim KAD
Pemeriksaan ukuran droplet dari sediaan nanokrim KAD dengan menggunakan mixer menghasilkan ukuran sebesar 80,78 nm. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa nanokrim KAD yang dibuat menggunakan mixer termasuk dalam kategori sediaan nanokrim. Namun simpangan baku yang diperoleh masih cukup besar yaitu 79,99 nm. Hal ini disebabkan karena pengecilan ukuran droplet dengan menggunakan emulsifikasi energi tinggi akan menyebabkan ukuran yang terbentuk tidak seragam dan memiliki puncak yang banyak (Affandi, Julianto, and Majeed, 2011). Untuk mendapat ukuran droplet yang seragam maka diperlukan energi yang lebih tinggi serta pembuatan nanokrim dilakukan dengan beberapa siklus di mana sistem nanokrim yang terbentuk pertama kali di hitung sebagai siklus pertama.
