digunakan. Carbopol berperan sebagai gelling agent yang membentuk konsistensi gel sedangkan propilen glikol berperan sebagai humektan yang menjaga kelembapan sediaan gel. Penelitian ini berfungsi untuk mengetahui pengaruh Carbopol dan propilen glikol terhadap sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot, mendapatkan area komposisi optimum gel dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol, serta mengetahui stabilitas viskositas sediaan setelah 5 siklus uji freeze-thaw.
Penelitian ini merupakan eksperimental murni dengan metode desain faktorial yang menggunakan dua faktor yaitu Carbopol dan propilen glikol, dengan dua level yaitu level tinggi dan rendah. Respon yang diamati adalah sifat fisik sediaan yang meliputi viskositas dan daya sebar sediaan dengan analisis data menggunakan perangkat lunak Design Expert dan R Studio.
Hasil penelitian menunjukkan Carbopol memberikan efek yang dominan dalam mengingkatkan viskositas sebesar 95,64% serta menurunkan daya sebar sediaan sebesar 59,26%. Area komposisi optimum Carbopol dan propilen glikol ditemukan dengan superimposed contourplot respon viskositas dan daya sebar sediaan. Gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot formula 1, a, dan ab memiliki stabilitas viskositas dan daya sebar yang baik setelah 5 siklus uji stabilitas freeze-thaw.
the formulation. Carbopol is a gelling agent which set the consistency of a gel and propylene glycol is a humectant which mantains the humidity of a gel. This research aimed to know the effect of Carbopol and propylene glycol in the physical properties of bergamot essential oil hand sanitizer gel, to find the optimum area of Carbopol and propylene glycol in the formulation, and to evaluate the stability of the gel after 5 cycles of freeze-thaw stability testing.
This research is a design factorial experimental research that use two factors which are Carbopol and propylene glycol and two levels which are high and low. The observed responses are the physical properties, including viscosity and the spreadability of the gel, which are analyzed by Design Expert and R Studio software.
The result shows that Carbopol contribute a dominant effect in increasing 95,64% of the gel’s viscosity and decreasing 59,26% of the gel’s spreadability. The optimum area of Carbopol and propylene glycol is found by the superimposed contourplot of the viscosity and spreadability responses. Formula 1, formula a, and formula b of bergamot essential oil hand sanitizer gel are proved to have a good stability after 5 cycles of freeze-thaw stability testing.
i
MINYAK ATSIRI JERUK BERGAMOT DENGAN GELLING AGENT CARBOPOL DAN HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh: Vicky Wijoyo NIM : 128114131
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
iv
Untuk Papa, pahlawanku yang tak pernah berhenti berjuang
dan Mama, wanita super yang tak pernah kenal lelah
Untuk Tuhan Yesus Kristus,
dan tangan-tangan Nya yang berada di balik layar
vii
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih, karunia, dan berkat yang telah diberikan kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Formula Sediaan Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri
Jeruk Bergamot dengan Gelling Agent Carbopol dan Humektan Propilen Glikol” dengan baik.
Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Strata Satu pada Program Studi Farmasi (S.Farm). Terselesaikannya tugas akhir ini tidak lepas dari peran, dukungan, bantuan, bimbingan, dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Papa dan Mama, sebagai keluarga, teman, guru, dan motivator terbaik. 2. Ibu Aris Widayati, M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi
Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Prof. Dr. Achmad Fudholi, DEA, Apt., selaku dosen pembimbing atas perhatian, bimbingan, kesabaran, dan dukungan yang diberikan selama penyusunan proposal, penelitian, dan penyusunan skripsi.
4. Ibu Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt., dan Ibu Dr. Dewi Setyaningsih, M.Sc., Apt. yang telah meluangkan waktu untuk menguji, serta saran yang diberikan.
viii
Musrifin, Mas Agung, Pak Parlan, selaku laboran serta laboran-laboran lain atas segala bantuan selama proses penelitian di laboratorium.
7. Rangers Bergamot: Jessica, Stanislaus Kris Bangkit Tri Putra, Kevien Arditanoyo, dan Edward Christian untuk dukungan, semangat perjuangan dan kesabaran serta pengertiannya selama proyek ini.
8. Keluarga Belut : Maria Angelika Suhadi, Suzan, Jessica, Rury Henggar Tyas Utami, Cyndi Yulanda Putri Pasaribu, dan Patricia Valentina Hendriana atas semua dukungan, dorongan semangat, serta penghiburan.
9. Medaliana Hartini atas segenap bimbingannya; Malvin Choco atas semua kemurahan berbagi petuah dan ilmu; Galih Permadi selaku moodbooster dan penyemangat terbaik.
10. Sesama rekan skripsi formulasi dan segenap mahasiswa angkatan 2012 Farmasi Universitas Sanata Dharma.
11. Segenap pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan, terutama dalam bidang kefarmasian.
ix
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ... 7
A. Gel ... 7
x
D. Propilen Glikol ... 12
E. Jeruk Bergamot ... 14
1. Taksonomi ... 14
2. Minyak atsiri jeruk bergamot ... 14
F. Desain Faktorial ... 16
G. Landasan Teori ... 17
H. Hipotesis ... 18
BAB III METODE PENELITIAN ... 19
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 19
B. Variabel dan Definisi Operasional ... 19
1. Variabel penelitian ... 19
2. Definisi operasional ... 20
C. Bahan Penelitian ... 21
D. Alat Penelitian ... 22
E. Tata Cara Penelitian ... 22
1. Spesifikasi minyak atsiri jeruk bergamot ... 22
2. Formula ... 22
3. Orientasi level Carbopol dan propilen glikol ... 23
4. Pembuatan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ... 24
5. Uji sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ... 25
xi
1. Optimasi area komposisi optimum ... 26
2. Stabilitas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ... 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
A. Orientasi Level Carbopol dan propilen glikol ... 28
1. Penetapan range viskositas dan daya sebar ... 28
2. Orientasi level Carbopol ... 29
3. Orientasi level propilen glikol ... 30
B. Pembuatan Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot ... 31
C. Uji Sifat Fisik Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot .... 34
1. Uji organoleptis ... 34
2. Uji viskositas ... 35
3. Uji daya sebar ... 36
E. Efek Penambahan Carbopol dan Propilen Glikol serta Interaksinya terhadap Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot ... 37
1. Respon viskositas ... 38
2. Respon daya sebar ... 41
F. Area Komposisi Optimum ... 44
1. Contour plot viskositas ... 44
2. Contour plot daya sebar ... 45
3. Superimposed contour plot ... 45
xii
1. Viskositas ... 48
2. Daya sebar ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
A. Kesimpulan ... 54
B. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
LAMPIRAN ... 59
xiii
Tabel I. Keaslian penelitian ...5
Tabel II. Rancangan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level ...16
Tabel III. Formula acuan ...22
Tabel IV. Formula modifikasi ...23
Tabel V. Sifat fisik berbagai merk sediaan gel hand sanitizer ...28
Tabel VI. Respon sifat fisik sediaan gel dengan variasi jumlah Carbopol ...29
Tabel VII. Respon sifat fisik sediaan gel dengan variasi jumlah propilen glikol ...30
Tabel XI. Efek Carbopol dan propilen glikol serta interaksinya terhadap respon viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...38
Tabel XII. Efek Carbopol dan propilen glikol serta interaksinya terhadap respon daya sebar gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...41
Tabel XIII. Hasil validasi area komposisi optimum gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...47
Tabel XIV. Uji Shapiro Wilk (normalitas data) pergeseran viskositas ...49
Tabel XV. Uji Levene dan analisis variansi pergeseran viskositas ...50
xiv
xv
Gambar 1. Struktur carbopol ...11 Gambar 2. Struktur propilen glikol ...13 Gambar 3. Profil reologi gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ....35 Gambar 4. Model grafik efek Carbopol terhadap respon viskositas sediaan
gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...39
Gambar 5. Model grafik efek propilen glikol terhadap respon viskositas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...40
Gambar 6. Model grafik efek Carbopol terhadap respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...42
Gambar 7. Model grafik efek propilen glikol terhadap respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...43
Gambar 8. Contour plot respon viskositas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...44
Gambar 9. Contour plot respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...45
Gambar 10. Superimposed contour plot gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...46
Gambar 11. Titik validasi pada area optimum superimposed contour plot gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...47
Gambar 12. Grafik pergeseran viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot selama 5 siklus freeze-thaw ...49
xvi
Lampiran 1. Sertifikat analisis minyak atsiri jeruk bergamot ...59
Lampiran 2. MSDS minyak atsiri jeruk bergamot ...60
Lampiran 3. Sertifikat analisis Carbopol ...62
Lampiran 4. Sertifikat analisis propilen glikol ...63
Lampiran 5. Data orientasi level kedua faktor penelitian ...64
Lampiran 6. Data sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot ...66
Lampiran 7. Perhitungan data menggunakan perangkat lunak Design Expert ...70
Lampiran 8. Uji T terhadap validasi persamaan respon viskositas dan daya sebar ...73
Lampiran 9. Perhitungan data stabilitas menggunakan perangkat lunak R Studio ...74
xvii
Sifat fisik sediaan gel dapat dipengaruhi oleh gelling agent dan humektan yang digunakan. Carbopol berperan sebagai gelling agent yang membentuk konsistensi gel sedangkan propilen glikol berperan sebagai humektan yang menjaga kelembapan sediaan gel. Penelitian ini berfungsi untuk mengetahui pengaruh Carbopol dan propilen glikol terhadap sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot, mendapatkan area komposisi optimum gel dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol, serta mengetahui stabilitas viskositas sediaan setelah 5 siklus uji freeze-thaw.
Penelitian ini merupakan eksperimental murni dengan metode desain faktorial yang menggunakan dua faktor yaitu Carbopol dan propilen glikol, dengan dua level yaitu level tinggi dan rendah. Respon yang diamati adalah sifat fisik sediaan yang meliputi viskositas dan daya sebar sediaan dengan analisis data menggunakan perangkat lunak Design Expert dan R Studio.
Hasil penelitian menunjukkan Carbopol memberikan efek yang dominan dalam mengingkatkan viskositas sebesar 95,64% serta menurunkan daya sebar sediaan sebesar 59,26%. Area komposisi optimum Carbopol dan propilen glikol ditemukan dengan superimposed contourplot respon viskositas dan daya sebar sediaan. Gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot formula 1, a, dan ab memiliki stabilitas viskositas dan daya sebar yang baik setelah 5 siklus uji stabilitas freeze-thaw.
xviii factors which are Carbopol and propylene glycol and two levels which are high and low. The observed responses are the physical properties, including viscosity and the spreadability of the gel, which are analyzed by Design Expert and R Studio software.
The result shows that Carbopol contribute a dominant effect in increasing 95,64% of the gel’s viscosity and decreasing 59,26% of the gel’s spreadability. The optimum area of Carbopol and propylene glycol is found by the superimposed contourplot of the viscosity and spreadability responses. Formula 1, formula a, and formula b of bergamot essential oil hand sanitizer gel are proved to have a good stability after 5 cycles of freeze-thaw stability testing.
1 BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang
Tangan merupakan media yang sangat mudah untuk penyebaran penyakit dan infeksi pada manusia karena tangan manusia sangat sering melakukan kontak dengan lingkungan, serta kontak dengan area mata, hidung maupun mulut yang sangat rentan untuk jalan infeksi bakteri. Di negara berkembang seperti Indonesia, penyakit infeksi bakteri masih menyebabkan banyak penyakit bahkan kematian. (Kurniawan dkk, 2012). Kebersihan tangan yang terjaga adalah salah satu hal penting dalam langkah pencegahan penyakit yang disebabkan oleh infeksi mikroorganisme dan penyakit menular lainnya (WHO, 2005).
Mengikuti perkembangan dunia yang modern, masyarakat kini lebih menyukai sediaan hand sanitizer yang cepat, sederhana, dan efisien untuk tetap menjaga kebersihan tangan dibandingkan mencuci tangan secara konvensional (Kurniawan dkk, 2012). Hand sanitizer juga lebih direkomendasikan untuk para tenaga kesehatan yang harus selalu menjaga kebersihan tangannya karena hand sanitizer mampu mengurangi resiko kulit yang kering akibat terlalu sering mencuci tangan (Shah dkk, 2014). Beberapa studi menyatakan penggunaan hand sanitizer terbukti efektif dalam menurunkan infeksi penyakit gastrointestinal serta respiratory karena bakteri (Hammond dkk, 2000).
(etanol, propanol, isopropanol) dengan konsentrasi beragam dari 50 hingga 70%. Alkohol efektif digunakan sebagai antiseptik karena memiliki kemampuan bakteriosidal terhadap berbagai jenis bakteri, namun tidak terhadap virus dan jamur. Akan tetapi alkohol dapat melarutkan lapisan lemak dan sebum pada kulit, serta mengakibatkan kekeringan dan iritasi pada pemakaian berulang terhadap kulit. Selain itu alkohol juga memiliki sifat mudah terbakar (Retnosari dan Isadiartuti, 2006).
Jeruk bergamot (Citrus bergamia) merupakan salah satu tanaman yang dikenal memiliki aktivitas antimikrobial. Minyak atsiri jeruk bergamot memiliki aktivitas antijamur maupun antibakteri yang telah banyak diteliti. Uji secara in vitro menunjukan minyak atsiri jeruk bergamot menghambat pertumbuhan bakteri Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, dan Campylobacter jejuni, bahkan jamur Candida albicans (Fisher dan Phillips,2006). Aktivitas antibakteri serta antijamur dari minyak atsiri jeruk bergamot ini didapatkan dari kandungan senyawa linalool di dalamnya (Navarra dkk, 2015). Aktivitas tersebut membuat minyak jeruk bergamot menjadi suatu alternatif bahan aktif alami pengganti alkohol yang cocok digunakan dalam formulasi sediaan gel hand sanitizer.
konsistensi sediaan gel. Salah satunya merupakan Carbopol (carbomer) yang membentuk polimer dengan viskositas yang diatur dengan penambahan elektrolit dan pengaturan pH (Troy dan Beringer, 2006). Gel juga mengandung humektan yang berperan menarik air dan memiliki kemampuan meningkatkan hidrasi pada lapisan stratum korneum. Propilen glikol adalah salah satu humektan yang kerap digunakan pada sediaan topikal (Barel dkk, 2014). Untuk mendapatkan gel hand sanitizer yang memiliki sifat fisik yang stabil serta dapat diterima oleh konsumen maka diperlukan proses optimasi komposisi kedua komponen tersebut.
Optimasi komposisi dapat dilakukan salah satunya dengan metode desain faktorial. Desain faktorial merupakan suatu rancangan penelitian yang dapat melihat efek dari beberapa faktor serta interaksi dari faktor-faktor tersebut terhadap respon yang dikehendaki pada level yang diteliti (Santoso, 2010). Dengan demikian metode desain faktorial dapat mengetahui faktor mana yang paling dominan antara gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol serta mengetahui ada tidaknya interaksi antara kedua faktor tersebut terhadap sifat fisik dan stabilitas sediaan yang dibuat.
1. Rumusan Masalah
a. Bagaimana pengaruh gelling agent Carbopol, humektan propilen glikol, serta interaksi keduanya terhadap respon viskositas dan daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot?
b. Apakah didapatkan area optimal sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol?
c. Bagaimanakah stabilitas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot setelah 5 siklus uji stabilitas freeze-thaw?
2. Keaslian Penelitian
Tabel I. Keaslian penelitian
Pembeda Veronica, 2013 Yuliani, 2005 Kurniawan
dkk., 2012 Penelitian ini
Carbopol Carbopol Carbopol Carbopol
Humektan Propilen glikol Propilen glikol Propilen glikol Propilen glikol Metode Desain faktorial Desain faktorial Level Desain faktorial Zat aktif Ekstrak daun
a. Peneliti dapat mengaplikasikan pengetahuan teoritis ke dalam penelitian optimasi formula sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol
c. Penelitian ini memberikan alternatif cara menjaga kebersihan tangan masyarakat dengan praktis dan efektif menggunakan sediaan hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
B. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh gelling agent Carbopol, humektan propilen glikol, serta interaksi keduanya terhadap respon viskositas dan daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
2. Mendapatkan area optimal sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol
7 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Gel
Menurut Farmakope Indonesia IV (1995) gel merupakan sistem semisolid terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan. Jika massa gel terdiri dari partikel kecil yang terpisah sistem gel disebut sistem dua fase, atau biasa disebut juga magma. Jika makromolekul organik tersebar rata dalam suatu cairan maka sistem gel disebut sistem satu fase. Makromolekul sintetis yang menyusun gel fase tunggal antara lain adalah carbopol.
Polimer gel tersusun dari jaringan monomer tiga dimensi yang saling berikatan dan mengembang di dalam solven hingga batas konsentrasi tertentu. Gel dapat dikatakan berada di fase intermediet antara sediaan liquid dan solid. Gel tersusun dari fase terdispersi yaitu polimer, serta fase pendispers yaitu air atau solven lain. Sistem gel dapat berbentuk jernih ataupun keruh, karena penyusunnya mungkin tidak terlarut sempurna dan dapat membentuk agregat. Konsentrasi penyusun gelling agent dalam sediaan adalah kurang dari 10%, biasanya 0,5-2.0% (Troy dan Beringer, 2006).
karakter reologi, daya lekat, dan uji stabilitas (Gad, 2008) serta uji extrudability, uji iritasi, dan uji homogenitas (Kaur dan Guleri, 2013).
Pengukuran viskositas adalah salah satu cara paling cepat dan akurat untuk memberikan gambaran mengenai karakter suatu gel, bagaimana cara penanganan dan penyimpanannya. Pengujian viskositas ini disertai dengan pengujian reologi untuk mengetahui karakter reologi gel, yang umumnya merupakan sistem non-Newtonian. Viskometer dengan sistem cup dan bob maupun sistem cone dan plate dapat digunakan untuk pengujian reologi gel. Viskometer tersebut mengukur gaya gesek yang timbul ketika gel mulai mengalir yang dipengaruhi oleh temperatur dan kecepatan putar pengukuran (Gad, 2008).
Viskositas pada sistem non-Newtonian diukur pada beberapa kecepatan putar dengan temperatur yang terkontrol. Sediaan gel memiliki karakteristik rheologi pseudoplastis dimana peningkatan kecepatan atau shear stress yang diberikan bersifat menurunkan viskositas sediaan. Sifat alamiah lain dari sediaan gel adalah kemampuan untuk kembali ke konsistensi awal setelah tidak ada gaya yang diberikan kembali atau dikenal dengan karakter tiksotropi (Gad, 2008).
Molekul yang mengkerut ini memaksa keluarnya medium dari sistem matriks gel (Gad, 2008). Sineresis biasanya terjadi pada sediaan dengan konsentrasi gelling agent yang rendah. Fenomena sineresis menunjukkan sediaan tidak stabil secara termodinamika (Kaur dan Guleri, 2013).
Uji freeze-thaw atau cycling test dapat digunakan untuk melihat stabilitas fisik gel, terjadinya pemisahan fase, maupun sineresis. Uji freeze-thaw dilakukan minimal 3 siklus dengan 24 jam pembekuan pada suhu -4 hingga 0oC
dan 24 jam pencairan pada suhu kamar atau 40oC atau sesuai tujuan (Lieberman dkk, 1989). CPMP (2004) menyatakan uji freeze-thaw hendaknya dilakukan dengan pembekuan pada suhu -10oC hingga -20oC dan pencairan pada suhu 25oC. Periode uji freeze-thaw adalah 24 jam karena mengikuti ritme harian bumi. Uji freeze-thaw dapat digunakan untuk melihat ketahanan fisik sediaan pada suhu uji atau terhadap adanya perubahan temperatur selama distribusi atau penyimpanan (Bajaj dkk, 2012).
B. Hand Sanitizer
Bakteri yang ada di tangan dibagi menjadi dua jenis yaitu bakteri resident dan bakteri transient. Bakteri resident adalah bakteri yang tinggal dan berkoloni di kulit dan biasa ditemui pada lapisan stratum korneum kulit. Sebagai flora normal, bakteri ini memiliki peran protektif dengan melakukan kompetisi nutrisi dengan bakteri patogen. Bakteri transient biasa didapatkan melalui kontak dengan permukaan benda asing. Bakteri ini mungkin tidak dapat berkoloni di tangan dan lebih mudah dihilangkan dibandingkan bakteri resident. Bakteri transient dapat bersifat patogenik dan menyebabkan infeksi. Hand sanitizer bekerja membunuh mikroorganisme transient yang hidup di permukaan tangan dan menjaga bakteri resident untuk hidup setelah penggunaan (WHO, 2005).
WHO (2005) merekomendasikan menjaga kebersihan tangan rutin dengan dua cara, yaitu dengan mencuci tangan dan dengan mengaplikasikan sediaan antiseptik tangan mengandung alkohol yang dapat berupa gel ataupun cairan. Sediaan hand sanitizer yang mengandung alkohol telah terbukti mampu mengurangi infeksi bakteri pada gastrointestinal di berbagai kalangan konsumen (Reynolds dkk, 2006).
C. Carbopol
dan tidak bersifat reaktif terhadap komponen formulasi lainnya (Gibson, 2009), serta ekonomis, mudah didapatkan, mampu membentuk massa gel yang jernih, dan memiliki organoleptis yang bisa diterima oleh konsumen (Gad, 2008)
Gambar 1. Struktur carbopol (Wen dan Park, 2010)
Carbopol merupakan salah satu gelling agent yang sering digunakan sebagai penambah viskositas dalam sediaan farmasi. Carbopol memiliki karakteristik non-toksik dan non-iritan dalam penggunaan, serta tidak menimbulkan efek hipersensitivitas atau alergi terhadap penggunaan secara topikal pada manusia (Gibson, 2009). Polimer carbopol terdiri atas monomer berupa asam akrilik yang dihubungkan oleh alil sukrosa atau alil eter dari pentaeritritol dan/atau sukrosa. Carbopol memiliki range berat molekul beragam yang menggambarkan viskositas serta rigiditas polimer yang bisa dibentuk. Sebagai suatu gelling agent, carbopol biasanya digunakan sebesar 0,5 hingga 2% dari sediaan (Allen dan Howard, 2014).
carbopol telah terdispersi. NaOH dapat digunakan sebagai penetralisir resin carbopol yang mengandung kurang dari 20% alkohol. Triethanolamin dapat digunakan sebagai penetralisir resin carbopol yang mengandung hingga 50% alkohol. Viskositas pH akan menurun signifikan pada pH di bawah 3 atau di atas 12 (Troy dan Beringer, 2006). Peningkatan pH mengakibatkan derajat ionisasi gugus karboksilat pada polimer meningkat dan terjadi gaya tolak menolak antara rantai polimer sehingga solven dapat masuk membentuk massa gel (Lieberman dkk., 1989).
Carbopol bersifat mudah dibasahi dalam air namun mudah menggumpal. Dispersi carbopol yang efektif dan cepat dapat dilakukan dengan menambahkan bubuk carbopol secara perlahan ke dalam fase air yang diaduk secara perlahan (Troy dan Beringer, 2006). Carbopol bersifat asam dengan pH 2,5-4,0 pada larutan 0,2%b/v dalam air dengan nilai pKa sebesar 6,0±0,5. Carbopol akan terdekomposisi dengan pemanasan 30 menit pada suhu 260oC, paparan ultraviolet, adanya asam kuat dan polimer kation. Carbopol bersifat bersifat higroskopis sehingga akan sulit didispersikan apabila terjadi penggumpalan (Rowe dkk, 2009).
D. Propilen Glikol
organik yang sering digunakan dalam formulasi sediaan kosmetik yaitu propilen glikol (Schueller dan Romanowski, 1999).
Gambar 2. Struktur propilen glikol (Rowe dkk, 2009)
Propilen glikol (1,2-Dihidroksipropana) berbentuk cairan jernih, tidak berwarna, viscous, dan tidak berbau, dengan rasa manis menyerupai gliserin. Propilen glikol memiliki titik didih 18oC, titik lebur -59oC, dengan berat jenis 1,038g/mL pada suhu 20oC. Propilen glikol bersifat campur dengan aseton, kloroform, etanol, gliserin, dan air. Senyawa ini tidak kompatibel dengan adanya senyawa pengoksidasi. Pada sediaan topikal, propilen glikol digunakan sebagai humektan pada konsentrasi maksimal 15% (Rowe dkk, 2009).
E. Jeruk Bergamot 4. Taksonomi
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Tracheobionta Divisi : Magnoliophyta
minyak esensial kemudian terbentuk area dimana minyak atsiri keluar dan dapat langsung diekstraksi (Dugo dan Giacomo, 2002).
Minyak atsiri jeruk bergamot tersusun dari senyawa volatile (93-96%) seperti monoterpen dan senyawa non-volatile (4-7%) seperti pigmen dan kumarin (Dugo dkk., 2010). Senyawa yang berperan dalam berbagai aktivitas farmakologis minyak atsiri jeruk bergamot adalah senyawa penyusun volatile, utamanya senyawa monoterpen limonene dan senyawa lain seperti linalool, limonene, dan linaliil asetat yang ditemukan dalam kadar yang lebih banyak dibandingkan dalam minyak atsiri jeruk lainnya (Navarra dkk., 2015). Aktivitas antimikroba paling kuat utamanya disumbangkan oleh senyawa linalool kemudian dilanjutkan dengan senyawa α dan β-pinene, limonene, dan linaliil asetat (Sokovic dkk., 2010).
F. Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan suatu desain eksperimen dengan adanya dua atau lebih faktor yang dimanipulasi. Pada desain faktorial dapat dilihat hubungan antara respon variabel dengan dua atau lebih faktor untuk menentukan efek dari faktor yang diteliti serta interaksinya yang berpengaruh secara signifikan. Keunggulan dari desain faktorial adalah dapat mengevaluasi efek dari dua atau lebih faktor dalam waktu bersamaan (Santoso, 2010).
Penelitian desain faktorial dimulai dengan menentukan faktor dan level yang akan diteliti serta respon yang akan diukur. Faktor merupakan suatu variabel yang menentukan variabel lain atau suatu besaran yang memberi pengaruh terhadap respon. Level merupakan tetapan atau nilai dari faktor yang dinyatakan secara numerik. Respon atau efek adalah perubahan yang disebabkan oleh variasi level dari faktor. (Bolton, 1997). Pada rancangan desain faktorial dengan dua level (A dan B) dan dua faktor (tinggi = i, rendah = 0), maka rancangan penelitian yang dilakukan adalah empat percobaan sebagai berikut:
G. Landasan Teori
Hand sanitizer merupakan sediaan antiseptik yang dapat digunakan untuk membersihkan tangan dalam keadaan yang tidak memungkinkan untuk mencuci tangan (Simonne, 2005). Hand sanitizer bekerja membunuh mikroorganisme transient yang ada di permukaan kulit tangan. Sediaan ini disukai karena praktis dan singkat dalam pengaplikasiannya, kerja yang efektif, dan nyaman bagi penggunanya (Traore, dkk.2007).
Formulasi sediaan hand sanitizer menggunakan bahan aktif alkohol mulai digantikan dengan bahan aktif alami karena alkohol dapat menyebabkan iritasi dan kekeringan pada aplikasi yang berulang pada kulit (Retnosari dan Isadiartuti, 2006). Minyak atsiri jeruk bergamot (Citrus bergamia) dapat dimanfaatkan sebagai alternatif zat aktif sediaan hand sanitizer karena aktivitas antimikroba yang dimilikinya. Minyak atsiri jeruk bergamot diketahui memiliki kemampuan antifungi terhadap jamur Candida sp. (Romano dkk, 2005), serta aktivitas antibakteri terhadap bakteri Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, dan Staphylococcus aureus (Fisher dan Phillips, 2006). Aktivitas antimkroba tersebut diketahui berasal dari senyawa linalool yang terdapat di dalam minyak atsiri jeruk bergamot (Fisher dan Phillips, 2006).
mengembang dalam solven hingga batas konsentrasi tertentu, atau yang biasa dikenal dengan istilah gelling agent. Salah satu polimer yang dipakai untuk gelling agent adalah Carbopol yang tersusun dari monomer asam akrilik. Carbopol sebagai gelling agent akan meningkatkan viskositas sediaan dari sediaan gel yang terbentuk (Troy dan Beringer, 2006). Senyawa humektan juga ditambahkan pada sediaan gel untuk mempertahankan kelembapan dan kandungan air pada sediaan (Allen dan Howard, 2014). Humektan bersifat higroskopis dan bersifat menurunkan viskositas dari sediaan gel yang terbentuk (Schueller dan Romanowski, 1999).
Terkait uraian di atas, diperlukan adanya optimasi formula sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol serta humektan propilen glikol supaya didapatkan sediaan yang memiliki sifat fisik dan stabilitas yang baik. Optimasi dilakukan menggunakan desain faktorial dua faktor, yakni Carbopol dan propilen glikol.
H. Hipotesis
1. Terdapat pengaruh dari gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol, serta interaksi keduanya terhadap sifat fisik sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
2. Dapat diperoleh area optimal sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol
19 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni menggunakan metode desain faktorial yang bersifat eksploratif, yaitu mencari area optimal dari Carbopol sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan pada gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot.
B. Variabel dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas.
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah jumlah Carbopol dan propilen glikol yang digunakan dalam formulasi gel hand sanitizer. b. Variabel terikat.
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah sifat fisik dari sediaan gel hand sanitizer yang meliputi organoleptis, daya sebar, viskositas sediaan, serta stabilitas sifat fisik dari sediaan hand sanitizer.
c. Variabel pengacau terkendali.
d. Variabel pengacau tidak terkendali
Variabel pengacau tidak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu dan kelembapan saat proses pembuatan.
2. Definisi operasional
a. Gel hand sanitizer minyak atsiri bergamot merupakan sediaan semisolid yang diformulasikan dari minyak atsiri jeruk bergamot, gelling agent Carbopol, dan humektan propilen glikol yang dibuat sesuai formula dan prosedur dalam penelitian ini.
b. Gelling agent adalah faktor yang akan dioptimasi dalam penelitian ini dan digunakan untuk membentuk polimer gel hand sanitizer, yaitu Carbopol.
c. Humektan adalah faktor yang akan dioptimasi dalam penelitian ini dan berfungsi sebagai pelembab sediaan gel hand sanitizer, yaitu propilen glikol.
d. Desain faktorial adalah metode optimasi yang digunakan untuk mendapatkan area komposisi optimum gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol dalam formulasi sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot.
f. Level adalah nilai atau tetapan untuk faktor. Digunakan 2 level yaitu level tinggi dan level rendah yang nilainya didapatkan melalui orientasi.
g. Respon adalah besaran yang diamati perubahannya serta sifatnya dapat dikuantitatifkan. Respon yang diamati adalah sifat fisik sediaan yang meliputi viskositas dan daya sebar sediaan.
h. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan oleh variasi level dan faktor. Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level tinggi dan rendah.
i. Viskositas adalah suatu ketahanan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot untuk mengalir setelah diberikan gaya. Semakin kecil viskositas maka semakin mudah sediaan untuk mengalir.
j. Daya sebar adalah rata-rata diameter penyebaran tiap 1 gram gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot pada alat uji daya sebar yang diberi beban 125 gram dan didiamkan selama 1 menit.
k. Freeze-thaw adalah uji stabilitas dengan cara membekukan sediaan selama 24 jam pada suhu -2oC dan mencairkan gel selama 24 jam pada
suhu ruangan sebanyak 5 siklus. Pada akhir setiap siklus dilakukan pengamatan terhadap perubahan sifat fisik sediaan.
C. Bahan Penelitian
D. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas seperti beaker glass, gelas ukur, pipet tetes, pipet volume dan batang pengaduk, mixer Miyako®, viscotester Rheosys Merlin VR, neraca analitik, stopwatch, kaca pengukur daya sebar, penggaris, pH stick universal, freezer, dan wadah kaca.
E. Tata Cara Penelitian 1. Spesifikasi minyak atsiri jeruk bergamot
Minyak atsiri jeruk bergamot telah diuji oleh pihak CV. Nusa Aroma dengan informasi yang tertera pada Certificate of Analysis (Lampiran 1).
2. Formula
Formula yang digunakan dalam penelitian ini diadaptasi dari penelitian yang dilakukan oleh Kurniawan dkk (2012) sebagai berikut:
Dalam penelitian kali ini dilakukan modifikasi sebagai berikut:
3. Orientasi level Carbopol dan propilen glikol a. Penetapan range viskositas dan daya sebar.
Range viskositas dan daya sebar yang optimum untuk sediaan gel hand sanitizer yang dibuat didapatkan dari hasil pengukuran. Sebanyak tujuh merk hand sanitizer yang dijual di pasaran diukur viskositas dan daya sebarnya. Nilai terendah dan nilai tertinggi dari hasil pengukuran menjadi batas bawah dan batas atas range viskositas dan daya sebar dari sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot yang dibuat.
b. Orientasi level Carbopol.
Setelah 48 jam pembuatan, sediaan gel tersebut diuji viskositas dan daya sebarnya. Level tinggi dan level rendah Carbopol didapatkan dari sediaan orientasi dengan hasil pengukuran viskositas dan daya sebar formula yang berada di dalam batas range optimum yang sudah didapatkan. c. Orientasi level propilen glikol.
Orientasi level humektan propilen glikol dilakukan dengan membuat sediaan gel dengan jumlah propilen glikol masing-masing sebanyak 5%; 7%; 9%; 11%; 13%; dan 15% dengan jumlah eksipien lain yang tetap yakni sebesar 0,15% Carbopol, 0,02% propil paraben, akuades hingga 100 gram, dan TEA hingga pH sediaan 6. Setelah 48 jam pembuatan, sediaan gel tersebut diuji viskositas dan daya sebarnya. Level tinggi dan level rendah propilen glikol didapatkan dari sediaan orientasi dengan hasil pengukuran viskositas dan daya sebar formula yang berada di dalam batas range optimum yang sudah didapatkan.
4. Pembuatan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
atau sesuai dengan pH sediaan hand sanitizer di pasaran, kemudian sediaan diaduk kembali selama 3 menit hingga terbentuk massa gel yang diinginkan.
5. Uji sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot a. Uji organoleptis.
Pengamatan organoleptis yang dilakukan meliputi pengamatan bentuk, warna, dan aroma dari sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot.
b. Uji viskositas.
Pengukuran viskositas dilakukan 48 jam setelah sediaan dibuat dengan menggunakan alat viscotester Rheosys Merlin VR dengan cup dan bob serta perangkat lunak Rheosys Micra. Sediaan gel dimasukkan ke dalam wadah cup hingga bob terendam dan dipasang pada instrumen. Pengukuran viskositas dilakukan pada kecepatan putar 200 rpm.
c. Uji daya sebar.
6. Uji stabilitas freeze-thaw gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot Uji stabilitas freeze-thaw dilakukan terhadap sediaan gel hand sanitizer yang dibuat dan kontrol gel hand sanitizer X dan Y sebanyak 5 siklus uji. Pada setiap siklusnya dilakukan pembekuan sediaan selama 24 jam pada freezer dengan suhu -2oC dan pencairan sediaan selama 24 jam pada suhu ruangan. Pada akhir setiap siklusnya dilakukan pengujian sifat fisik berupa pengamatan organoleptis, pengukuran viskositas, dan pengukuran daya sebar sediaan, serta pengamatan visual terhadap adanya fenomena yang terjadi pada gel.
F. Analisis Data 1. Optimasi area komposisi optimum
Data sifat fisik yang meliputi daya sebar dan viskositas dianalisis sesuai dengan metode perhitungan desain faktorial menggunakan perangkat lunak Design Expert versi 9.0.6. Berdasarkan analisis statistik tersebut dapat diketahui efek dari gelling agent Carbopol, humektan propilen glikol, dan interaksinya, serta faktor mana yang lebih berpengaruh terhadap respon sifat fisik daya sebar dan viskositas sediaan. Dari analisis tersebut dapat diperoleh koefisien untuk melengkapi persamaan Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b12X1X2. Dari persamaan tersebut
didapatkan pula countour plot untuk mengetahui area komposisi optimum gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol.
diuji respon sifat fisik berupa viskositas dan daya sebar. Respon sifat fisik sediaan yang dibuat dan respon viskositas dari countour plot dianalisis dengan uji T untuk melihat validasi persamaan yang didapatkan.
2. Stabilitas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
28 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Orientasi Level Carbopol dan Propilen Glikol
Orientasi terhadap kedua faktor yaitu Carbopol dan propilen glikol dilakukan untuk menetapkan level tinggi dan level rendah yang akan digunakan dalam penelitian. Level tinggi dan rendah dari masing-masing faktor ditentukan dengan cara melihat respon yang dihasilkan berupa viskositas dan daya sebar dari gel yang dibuat.
1. Penetapan range viskositas dan daya sebar
Respon viskositas dan daya sebar dari sediaan gel hand sanitizer yang dibuat harus dapat memenuhi kriteria penerimaan. Oleh karena itu perlu ditentukan batas atas dan batas bawah dari respon viskositas dan daya sebar dari suatu sediaan gel hand sanitizer. Penentuan range respon viskositas dan daya sebar tersebut didapatkan dari pembanding berupa sediaan gel hand sanitizer yang beredar di pasaran. Tabel V menunjukkan hasil pengukuran viskositas dan daya sebar dari berbagai merk gel hand sanitizer yang beredar di pasaran.
Tabel V. Sifat fisik berbagai merk sediaan gel hand sanitizer Merk Viskositas (Pa.s) Daya Sebar (cm)
Dari hasil pengukuran tujuh merk gel hand sanitizer di atas maka dibuatlah range respon sifat fisik gel hand sanitizer dengan batas bawah dan batas atas diambil dari respon sifat fisik paling rendah dan paling tinggi. Maka didapatkan range respon viskositas dari gel hand sanitizer adalah sebesar 0,26703 – 0,66411 Pa.s serta range respon daya sebar dari gel hand sanitizer adalah
sebesar 5,88 – 8,33 cm.
2. Orientasi level Carbopol
Orientasi untuk menentukan level tinggi dan level rendah gelling agent Carbopol dilakukan dengan melihat respon sifat fisik yang meliputi daya sebar dan viskositas. Tabel VI menunjukkan respon sifat fisik gel dengan variasi jumlah Carbopol.
Tabel VI. Respon sifat fisik sediaan gel dengan variasi jumlah Carbopol Carbopol (%) Viskositas (Pa.s) Daya sebar (cm)
0,075 0,16151 8,99
dan level tinggi untuk Carbopol adalah sebesar 0,125% dan 0,175% karena gel dengan konsentrasi Carbopol antara 0,125% hingga 0,175% menghasilkan respon sifat fisik yang berada dalam range sifat fisik optimal.
3. Orientasi level propilen glikol
Orientasi untuk menentukan level tinggi dan level rendah humektanpropilen glikol dilakukan dengan melihat respon sifat fisik yang meliputi daya sebar dan viskositas. Tabel VII menunjukkan respon sifat fisik gel dengan variasi jumlah propilen glikol.
Tabel VII. Respon sifat fisik sediaan gel dengan variasi jumlah propilen glikol
Propilen glikol (%) Viskositas (Pa.S) Daya sebar (cm)
5 0,50518 7,79
hingga 9% menghasilkan respon sifat fisik yang berada dalam range sifat fisik optimal.
B. Pembuatan Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot Gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dibuat dengan cara mengembangkan terlebih dahulu basis gel yakni gelling agent Carbopol dalam akuades selama 24 jam. Selanjutnya adalah penambahan eksipien propil paraben yang telah dilarutkan dalam humektan propilen glikol, serta dilanjutkan dengan penambahan zat aktif minyak atsiri jeruk bergamot. Penambahan triethanolamin kemudian dilakukan tetes demi tetes hingga pH sediaan mencapai pH 6. Seluruh proses pencampuran ini dilakukan dengan mixer Miyako® kecepatan putar 1 selama 5 menit. Terdapat 4 formula yang dibuat dalam penelitian ini yaitu formula 1, formula a, formula b, dan formula ab dengan perbedaan kombinasi jumlah Carbopol dan propilen glikol yang digunakan namun zat aktif dan eksipien lainnya dalam jumlah tetap.
minyak atsiri jeruk bergamot yakni sebesar 0,125%-1% untuk bakteri gram positif dan 0,5% untuk bakteri gram negatif. Penggunaan minyak atsiri ini juga aman dari efek fototoksisitas karena berada di bawah 2% (Dugo dan Bonacccorsi, 2014). Minyak atsiri jeruk bergamot yang digunakan telah diuji oleh pihak CV. Nusa Aroma yang meliputi uji organoleptis, kelarutan, densitas, indeks bias, dan rotasi optis. Hasil uji menunjukkan minyak atsiri jeruk bergamot yang digunakan dalam penelitian ini sesuai dengan spesifikasi seperti tertera dalam Certificate of Analysis (Lampiran 1).
produk hand sanitizer yang ada di pasaran dan sesuai dengan pH yang tidak mengiritasi kulit.
Eksipien humektan yang digunakan dalm formulasi gel hand sanitizer minyak atsiri bergamot ini adalah propilen glikol. Humektan berperan menarik air ke dalam sediaan karena sifat higroskopis yang dimilikinya. Sifat higroskopis ini didapatkan dari dua gugus hidroksi yang dimiliki oleh propilen glikol. Selain sebagai humektan, propilen glikol juga dapat digunakan sebagai pengawet karena sifat antiseptik yang dimilikinya (Rowe dkk, 2009). Karena humektan mampu menarik air dari lapisan epidermis kulit maka penggunaan di luar batas yaitu 15% justru mampu mengakibatkan kulit kering. Sesuai dengan hasil orientasi konsentrasi propilen glikol yang digunakan dalam formulasi adalah 5%-9%.
C. Uji Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot Pengujian terhadap sifat fisik sediaan gel bertujuan untuk mengetahui apakah sediaan gel yang dihasilkan telah memiliki sifat fisik yang baik yang menentukan kualitas sediaan serta penerimaan konsumen. Parameter sifat fisik yang diamati meliputi organoleptis, viskositas, dan daya sebar sediaan yang diuji 48 jam setelah pembuatan. Pengujian dilakukan setelah 48 jam pembuatan karena setelah 48 jam sudah tidak terdapat pengaruh gaya atau energi yang diberikan dalam proses pembuatan yang dapat mempengaruhi respon hasil pengujian (Garg dkk., 2002).
1. Uji organoleptis
Uji organoleptis dilakukan dengan cara mengamati bentuk, warna, dan aroma dari sediaan gel yang telah dibuat. Organoleptis dari keempat formula yang dibuat memiliki karakteristik yang mirip satu sama lain. Hasil pengamatan organoleptis ditampilkan pada tabel VIII.
Tabel VIII. Uji organoleptis gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Kriteria F1 Fa Fb Fab
Bentuk gel, semisolid gel, semisolid gel, semisolid gel, semisolid
Warna bening bening bening bening
: Formula dengan faktor Carbopol dan propilen glikol level rendah
: Formula dengan faktor Carbopol level tinggi dan propilen glikol level rendah : Formula dengan faktor Carbopol level rendah dan propilen glikol level tinggi : Formula dengan faktor Carbopol dan propilen glikol level tinggi
memiliki pH 6 yang sesuai dengan pH produk gel hand sanitizer yang ada di pasaran.
2. Uji viskositas
Viskositas suatu cairan dapat didefinisikan sebagai seberapa besar ketahanan cairan tersebut untuk mengalir atau bergerak. Pengukuran viskositas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dilakukan dengan instrumen viscotester Rheosys Merlin VR dengan perangkat cup dan bob yang dapat mengukur viskositas sekaligus melihat rheologi dari sediaan yang dibuat.
sifat alir dari sediaan yang dibuat bersifat pseudoplastis dimana peningkatan kecepatan dan shear rate yang diberikan akan menurunkan viskositas sediaan.
Data pengukuran viskositas yang digunakan adalah pengukuran pada kecepatan putar 200 rpm. Viskositas yang dikehendaki dimiliki oleh formula optimal pada penelitian kali ini adalah antara range viskositas optimal yang didapatkan sebelumnya yaitu sebesar 0,26703 hingga 0,66411 Pa.s pada pengukuran di kecepatan putar 200 rpm. Pertimbangan digunakannya range viskositas tersebut dengan pembanding berupa sediaan gel hand sanitizer di pasaran yang tidak terlalu kental sehingga mudah diaplikasikan di tangan. Tabel IX menunjukkan respon viskositas yang dihasilkan oleh masing-masing formula.
Tabel IX. Viskositas ( x±SD) gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Formula Viskositas (Pa.s)
1 0,20786 ± 0,02815
a 0,59928 ± 0,07120
b 0,20353 ± 0,01234
ab 0,54165 ± 0,02399
Dari tabel IX diketahui bahwa viskositas dari formula a dan formula ab berada di dalam range viskositas sediaan yang dikehendaki sedangkan viskositas dari formula 1 dan formula b berada di bawah range viskositas yang dikehendaki.
3. Uji daya sebar
menggunakan metode “parallel-plate” secara sederhana dengan menggunakan
kaca bulat yang memiliki skala mikrometer. Di atas kaca bulat tersebut diletakkan sediaan yang diuji sebanyak 1 gram yang kemudian ditimpa beban seberat 125 gram selama 1 menit. Daya sebar didapatkan dengan menghitung rata-rata diameter sediaan gel setelah diberi beban selama 1 menit (Garg dkk., 2002).
Daya sebar yang dikehendaki dimiliki oleh formula optimal pada penelitian kali ini adalah 5,88 hingga 8,33 cm. Pertimbangan digunakannya range daya sebar tersebut dengan pembanding berupa sediaan gel hand sanitizer di pasaran dengan daya sebar yang cukup besar sehingga mudah dan nyaman saat diaplikasikan di tangan. Tabel X menunjukkan respon daya sebar yang dihasilkan oleh masing-masing formula.
Tabel X. Daya sebar(x±SD) gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Formula Daya sebar (cm)
1 7,98 ± 0,30
A 7,08 ± 0,06
b 8,28 ± 0,07
ab 7,76 ± 0,06
Dari tabel X diketahui bahwa daya sebar dari keempat formula berada dalam range daya sebar yang diinginkan.
D. Efek Penambahan Carbopol dan Propilen Glikol serta Interaksinya terhadap Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot
keduanya dianalisis dengan menggunakan perangkat lunak Design Expert versi 9.06.
1. Respon viskositas
Data respon viskositas dari gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot yang dianalisis secara ANOVA melalui perangkat lunak Design Expert memberikan hasil sebagai berikut:
Tabel XI. Efek Carbopol dan propilen glikol serta interaksinya terhadap respon viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Faktor Efek p-value % kontribusi p-value
Dari tabel XII dapat dilihat p-value dari persamaan viskositas setelah dianalisis dengan ANOVA faktorial adalah sebesar <0,0001. Nilai p-value <0,05 menunjukkan respon yang dihasilkan signifikan dan dapat dicari persamaan responnya (Hick, 1993). Nilai p-value menunjukkan signifikansi dari faktor Carbopol, propilen glikol, maupun interaksi kedua faktor tersebut. Nilai p-value <0,05 memiliki arti bahwa faktor tersebut memberikan efek yang signifikan (Hick, 1993). Dari tabel XI diketahui bahwa faktor Carbopol memiliki p-value <0,0001 yang berarti faktor gelling agent Carbopol memberikan efek yang signifikan terhadap respon viskositas sediaan, sedangkan faktor humektan propilen glikol dan interaksi kedua faktor tidak memberikan efek yang signifikan terhadap respon viskositas sediaan.
Keterangan :
: propilen glikol level rendah : propilen glikol level tinggi
meningkatkan respon viskositas, sedangkan propilen glikol dan interaksi kedua faktor yang bernilai negatif menunjukkan bahwa keduanya berperan menurunkan respon viskositas. Sesuai dengan nilai p-value nya, Carbopol memiliki nilai efek yang paling besar dibandingkan propilen glikol maupun interaksi Carbopol dan propilen glikol terhadap respon viskositas sediaan, yaitu sebesar 95,64%.
v
Gambar 4. Model grafik efek Carbopol terhadap respon viskositas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Gambar 5 merupakan model grafik yang menunjukkan bahwa penambahan faktor humektan propilen glikol pada sediaan gel hand sanitizer dengan faktor humektan gelling agent Carbopol level rendah maupun level tinggi menimbulkan penurunan yang sangat kecil pada respon sifat fisik viskositas sediaan.
Gambar 5. Model grafik efek propilen glikol terhadap respon viskositas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Model persamaan untuk respon viskositas memiliki nilai p <0,05, sehingga model persamaan ini signifikan dan dapat digunakan dalam menentukan pengaruh masing-masing faktor terhadap respon viskositas. Persamaan desain faktorial untuk respon viskositas adalah :
Y = -0,31525 + 1,40939 XA + 4,76509.10-3 XB– 0,013668 XAXB ... (2)
Keterangan :
dengan XAadalah Carbopol, XB adalah propilen glikol, dan XAXB adalah interaksi
antara Carbopol dan propilen glikol.
2. Respon daya sebar
Data respon daya sebar dari gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot yang dianalisis secara ANOVA melalui perangkat lunak Design Expert memberikan hasil sebagai berikut:
Tabel XII. Efek Carbopol dan propilen glikol serta interaksinya terhadap respon daya sebar gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Faktor Efek p-value % kontribusi p-value dianalisis dengan ANOVA faktorial adalah sebesar 0,0001. Nilai p-value <0,05 menunjukkan respon yang dihasilkan signifikan dan dapat dicari persamaan responnya (Hick, 1993). Dari tabel XII dapat dilihat juga bahwa p-value dari faktor Carbopol dan propilen glikol keduanya memiliki nilai <0,005 yang berarti faktor Carbopol dan propilen glikol memberikan efek yang signifikan terhadap respon sifat fisik daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot. Interaksi antar kedua faktor menunjukkan nilai p-value >0,005 yang berarti interaksi kedua faktor tidak memberikan efek yang signifikan terhadap respon daya sebar sediaan.
Keterangan :
: propilen glikol level rendah : propilen glikol level tinggi
faktor yang bernilai positif menunjukkan bahwa keduanya berperan menaikkan respon daya sebar. Sesuai dengan nilai p-value nya, Carbopol memiliki nilai efek yang paling besar dibandingkan propilen glikol maupun interaksi Carbopol dan propilen glikol terhadap respon viskositas sediaan, yaitu sebesar 59,26%.
Gambar 6. Model grafik efek Carbopol terhadap respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Gambar 6 merupakan model grafik yang menunjukkan bahwa penambahan faktor gelling agent Carbopol pada sediaan gel hand sanitizer dengan faktor humektan propilen glikol level rendah maupun level tinggi akan menimbulkan efek penurunan pada respon sifat fisik daya sebar.
Keterangan :
: propilen glikol level rendah : propilen glikol level tinggi
dengan faktor gelling agent Carbopol level rendah maupun level tinggi akan menimbulkan efek kenaikan pada respon sifat fisik daya sebar.
Gambar 7. Model grafik efek propilen glikol terhadap respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Model persamaan untuk respon daya sebar memiliki nilai p <0,05 yaitu sebesar 0,0001, sehingga model persamaan ini signifikan dan dapat digunakan dalam menentukan pengaruh masing-masing faktor terhadap respon daya sebar. Persamaan desain faktorial untuk respon daya sebar adalah :
Y = 9,14728 + (-4,15385) XA + 9,561979.10-3 XB + 0,094017 XAXB ...(3)
dengan XA adalah Carbopol, XB adalah propilen glikol, dan XA XB adalah interaksi
E. Area Komposisi Optimum
Pencarian areakomposisi optimum dari Carbopol dan propilen glikol berfungsi untuk dapat menghasilkan sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot yang memenuhi sifat fisik yang dikehendaki. Area komposisi optimum didapatkan dengan menggunakan superimposed contour plot dengan perangkat lunak Design Expert 9.0.6.
1. Contour plot viskositas
Persamaan yang didapat dari perhitungan ANOVA pada respon viskositas adalah :
Y = -0,31525 + 1,40939 XA + 4,76509.10-3 XB– 0,013668 XAXB... (4)
dengan XAadalah Carbopol, XB adalah propilen glikol, dan XAXB adalah interaksi
antara keduanya, dan menghasilkan grafik contour plot seperti pada gambar 8.
2. Contour plot daya sebar
Persamaan yang didapat dari perhitungan ANOVA pada respon daya sebar adalah :
Y = 9,14728 + (-4,15385) XA + 9,561979.10-3 XB + 0,094017 XAXB ...(5)
dengan XA adalah Carbopol, XB adalah propilen glikol, dan XA XB adalah interaksi
antara keduanya, dan menghasilkan grafik contour plot seperti pada gambar 9.
Gambar 9. Contour plot respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
3. Superimposed contour plot
kuning merupakan area komposisi optimum untuk mendapatkan sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan sifat fisik yang dikehendaki, yaitu viskositas sebesar 0,26703 – 0,66411 Pa.S dan daya sebar sebesar 5,88 – 8,33 cm.
Gambar 10. Superimposed contour plot gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
F. Validasi Area Komposisi Optimum
untuk melihat apakah terdapat perbedaan dengan hasil teoritis yang didapatkan dari model persamaan. Hasil respon validasi ditunjukkan pada tabel XIII.
Gambar 11. Titik validasi pada area optimum superimposed contour plot gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Tabel XIII. Hasil validasi area komposisi optimum gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot
Viskositas (Pa.S) Daya Sebar (cm)
Respon
respon teoritis yang diharapkan. Data respon daya sebar yang didapatkan memiliki p-value sebesar 0,5842 yang menunjukkan bahwa data daya sebar hasil validasi juga berbeda tidak bermakna dengan respon teoritis yang diharapkan. Kedua respon sifat fisik hasil validasi yang berbeda tidak bermakna dengan respon fisik teoritis yang didapatkan dari perhitungan persamaan menunjukkan bahwa persamaan yang didapatkan dari penelitian ini valid.
G. Uji Stabilitas Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Jeruk Bergamot Uji stabilitas yang dilakukan terhadap sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jerukbergamot ini adalah uji stabilitas freeze-thaw. Uji stabilitas freeze-thaw atau cycling test bertujuan untuk melihat ketahanan sediaan terhadap perubahan suhu (Lieberman dkk., 1989). Uji ini dilakukan dengan mengkondisikan sediaan hingga membeku di dalam lemari pembeku pada suhu -2oC selama 24 jam dan mencairkan sediaan pada suhu ruangan selama 24 jam sebanyak 5 kali (5 siklus). Pada akhir setiap siklusnya dilakukan pengamatan terhadap respon sifat fisik sediaan berupa adanya perubahan sifat organoleptis, pergeseran viskositas dan daya sebar.
1. Viskositas
Gambar 12. Grafik pergeseran viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot selama 5 siklus freeze-thaw. Formula 1 dan formula b menunjukkan grafik yang overlapping
Hasil pengukuran viskositas setiap siklusnya dianalisis menggunakan uji Shapiro Wilk untuk melihat distribusi data yang didapatkan. Hasil uji Shapiro Wilk data viskositas dari masing-masing formula selama 5 siklus tercantum pada tabel XIV.
dilakukan uji homogenitas dengan uji Levene dan dilanjutkan dengan analisis variansi. Hasil uji Levene dan analisis variansi data viskositas formula 1, formula a, dan formula ab tercantum pada tabel XV.
Tabel XV. Uji Levene dan analisis variansi pergeseran viskositas
Jenis Data Formula Uji Levene
(p-value)
Hasil uji Levene menunjukkan baik formula 1, formula a, dan formula ab memiliki nilai p-value >0,05 yang menandakan data homogen dan dapat dilanjutkan dengan uji analisis variansi. Hasil uji ANOVA menunjukkan formula 1, formula a, dan formula ab memiliki nilai p-value >0,05 yang menandakan viskositas sediaan gel tersebut berbeda tidak bermakna setelah perlakuan uji stabilitas freeze-thaw selama 5 siklus (Istyastono, 2012).
2. Daya sebar
Daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot diukur pada setiap akhir siklus dengan metode “parallel-plate”. Hasil pengukuran
daya sebar selama 5 siklus ditunjukkan pada gambar 13.
Gambar 13. Grafik pergeseran daya sebar gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot selama 5 siklus freeze-thaw
Hasil pengukuran daya sebar setiap siklusnya dianalisis menggunakan uji Shapiro Wilk untuk melihat distribusi data yang didapatkan. Hasil uji Shapiro Wilk data daya sebar dari masing-masing formula selama 5 siklusnya tercantum pada tabel XVI.
Hasil p-value dari uji Shapiro Wilk menunjukkan normalitas data yang didapatkan. Nilai p-value>0,05 menunjukkan distribusi data normal dan data dapat dilanjutkan analisis homogenitas dengan uji Levene. Formula 1 dan formula ab memiliki nilai p-value>0,05 sehingga dapat dilakukan uji homogenitas dengan uji Levene dan dilanjutkan dengan analisis variansi. Hasil uji Levene dan analisis variansi data daya sebar formula 1 dan formula ab tercantum pada tabel XVII.
Tabel XVII. Uji Levene dan analisis variansi pergeseran daya sebar
Jenis Data Formula Uji Levene
(p-value) nilai p-value >0,05 yang menandakan data homogen. Hasil uji ANOVA formula 1 dan formula ab memiliki nilai p-value >0,05 yang menunjukkan perbedaan tidak bermakna antara daya sebar sediaan gel setelah perlakuan uji stabilitas freeze-thaw selama 5 siklus. Hal ini menunjukkan bahwa gel formula 1 dan formula ab menghasilkan respon daya sebar yang stabil selama 5 siklus freeze-thaw.
Tabel XVIII. Uji Kruskal Wallis pergeseran daya sebar
Jenis Data Formula p-value
Pergeseran Daya Sebar A 0,01753
B 0,1133
54 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Carbopol adalah faktor yang memberikan efek dominan meningkatkan respon viskositas serta menurunkan respon daya sebar sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot.
2. Area komposisi optimal sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot dengan gelling agent Carbopol dan humektan propilen glikol didapatkan menggunakan superimposed contour plot.
3. Gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot formula 1, formula b, dan formula ab memiliki stabilitas viskositas dan daya sebar yang baik setelah 5 siklus uji stabilitas freeze-thaw.
B. Saran
1. Perlu dilakukan validasi dengan jumlah titik pencuplikan yang lebih banyak, setidaknya tiga titik pencuplikan, supaya data lebih representatif dan kesimpulan yang diambil semakin akurat.
2. Perlu dilakukan uji aktivitas antibakteri terhadap sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri jeruk bergamot untuk mengetahui efektivitas sediaan yang dibuat dalam menjaga kebersihan tangan.
DAFTAR PUSTAKA
Allen, L.V., Howard, C.A., 2014, Ansel’s Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Lippincott Williams & Wilkins, US, 152,402. Aulton, M. E., 1988, Pharmaceutics the Science and Dosage Form Design,
Second Edition, Churchill Livingstone, London, 41-49.
Avinash, Hosmani H., Thorat, Yogesh. S., Kasture, P.V., 2006, Carbopol and Its Pharmaceutical Significance: A Review, Pharmaceutical Reviews. Bajaj, S., Singla, D., Sakhuja, N., 2012, Stability Testing of Pharmaceutical
Products, Journal of Applied Pharmaceutical Science, 2(3), 129-138. Barel, O., Paye, M., Maibach, H.I., 2014, Handbook of Cosmetic Science and
Technology, Fourth Edition, Taylor & Francis, United States, 98. Bolton, 1997, Pharmaceutical Statistics Practical and Clinical Applications, 3rd
edition, Marcel Dekker, Inc., New York, 610-619.
Chern, C.S., 2008, Principles and Applications of Emulsion Polymerization, John Wiley and Sons Inc., New Jersey, 243.
CPMP, 2004, Guideline on Stability Testing: Stability Testing of Existing Active Substances and Related Finished Products, CTFA & COLIPA, Brussels, 5.
Dirjen POM, 1995, Farmakope Indonesia, edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta, 7.
Dugo, G., Giacomo, A. D., 2002, Citrus: The Genus Citrus, Taylor and Francis Group, London, 114-130.
Dugo, G., Bonaccorsi, I., 2014, Citrus bergamia : Bergamot and Its Derivatives, Taylor & Francis Group, US, 10, 493.
Dugo, P., Mondello. L., Dugo. L.,Stancanelli, R., Dugo, G., 2010, LC-MS for the Identification of Oxygen Heterocyclic Compounds in Citrus Essential Oils, J. Pharm Biomed Anal, 24, 147-150.
Fisher, K., Phillips, C.A., 2006, The Effect of Lemon, Orange, and Bergamot essential Oils and Their Components on the Survival of Campylobacter jejuni, Escherichia coli O157, Listeria monoctygenes, Bacillus cereus, and Staphylococcus aureus in vitro and in Food Systems, Journal of Applied Microbiology, 101(6), 1232-1240.
