INTISARI
Minyak atsiri daun sirih hijau diketahui dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli yang dapat menyebabkan diare. Penggunaan minyak atsiri secara langsung minyak daun sirih kurang efektif sehingga diformulasikan dalam bentuk gel hand sanitizer. Karbopol 940 sebagai gelling agent memiliki sifat pengental yang baik. Sorbitol sebagai humektan dapat menjaga kandungan air dalam sediaan. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh karbopol 940 dan sorbitol maupun interaksi keduanya terhadap sifat fisik gel, mengetahui jumlah komposisi karbopol 940 dan sorbitol pada area optimum, mengetahui stabilitas gel selama masa penyimpanan 30 hari, dan mengetahui efek antibakteri dari sediaan gel terhadap Escherichia coli.
Rancangan penelitian menggunakan desain faktorial dengan faktor karbopol 940 dan sorbitol pada level rendah dan tinggi. Sifat dan stabilitas fisik gel yang diuji meliputi organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar serta uji aktivitas terhadap Escherichia coli. Data viskositas dan daya sebar dianalisis menggunakan Design Expert 9.0.4 dengan taraf kepercayaan 95% untuk mencari efek dan area optimum karbopol 940 dan sorbitol. Analisis t-test pada perangkat lunak R Studio digunakan untuk mengetahui stabilitas fisik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbopol 940 berpengaruh signifikan terhadap peningkatan viskositas dan penurunan daya sebar, sedangkan sorbitol dan interaksi keduanya berpengaruh signifikan terhadap peningkatan viskositas gel. Area komposisi optimum diperoleh pada jumlah karbopol 940 dan sorbitol dengan persamaan tertentu yang memenuhi kriteria respon yang diinginkan. Gel stabil secara organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar selama penyimpanan 30 hari. Gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau dapat menghasilkan aktivitas Escherichia coli.
ABSTRACT
Oleum Piper betle L. has known could inhibit the growth of bacteria Escherichia coli that caused diarhea, so that was formulated in the form of a hand sanitizer gel. Carbopol 940 is a good thickener as a gelling agent. Sorbitol as a humectan to maintain the water content in the gel. This aims of the study was to determine the influence of composition of carbopol 940, sorbitol, and interaction of them on the physical properties, determine the composition of carbopol 940 and sorbitol on the optimum area, determine stability of gel for 30 days, and determine the antibacteria effect of gel to Escherichia coli.
The study were used a factorial design with carbopol 940 and sorbitol as a factor at low and high levels. The physical properties and stability of the gel that were evaluated include of organoleptic, pH, viscosity, spreadability and antimicrobial activity test. Viscosity and spreadability data were analyzed using Design Expert 9.0.4 with a level of 95% to determine effects and optimum area of carbopol 940 and sorbitol. T-test analysis on R Studio software was used to determine stability.
The results showed that carbopol 940 was significantly influence on the increasing of viscosity and decreasing of spreadability, while sorbitol and their interactions were significantly influence on the increasing of viscosity of the gel. Optimum composition area was obtained on the amount of carbopol 940 and sorbitol by the equation that reached the criteria. Gel was stable in organoleptic, pH, viscosity, and spreadability during 30 days storage. Oleum Piper betle L. hand sanitizer gel could bring out the antibacteria activity.
PENGARUH KARBOPOL 940 DAN SORBITOL DALAM FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU
(Oleum Piper betle L.) DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Gita Mentari NIM : 118114160
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
PENGARUH KARBOPOL 940 DAN SORBITOL DALAM
FORMULASI GEL HAND SANITIZER MINYAK DAUN SIRIH HIJAU (Oleum Piper betle L.) DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Farmasi
Oleh : Gita Mentari NIM : 118114160
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Kepersembahkan karya Ini untuk:
Bapak dan Ibu, adik-adikku, dan sahabat-sahabatku,
vii PRAKATA
Puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan penyertaan-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Karbopol 940 dan Sorbitol Dalam Formulasi Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Sirih (Oleum Piper betle L.) Dan Uji Aktivitas Antibakteri” ini dengan baik. Skripsi ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu syarat mendapat gelar sarjana Farmasi (S.Farm.) program studi Farmasi.
Skripsi ini dapat terlaksana dan diselesaikan tanpa lepas dari peran, dukungan, bantuan, bimbingan, arahan, dan motivasi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Orang tua penulis tercinta, Bapak Soegino dan Ibu Mudji Lestari, yang selalu memberikan doa, cinta, dukungan, dan semangat selama proses skripsi hingga selesai.
2. Ibu Aris Widayati M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Dr. Teuku Nanda Saifullah Sulaiman, S.Si., M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan waktu, bimbingan, arahan, dukungan, semangat, kritik dan masukan kepada penulis mulai dari proposal, penelitian, penyusunan, hingga penyelesaian skripsi ini.
viii
5. Tim dosen penguji atas kesediaannya memberikan waktu, masukan, kritik, dan saran kepada penulis.
6. Segenap dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah membagikan ilmu, pengalaman dan membimbing selama perkuliahan. 7. Pak Musrifin, Mas Agung, Pak Mukminin, Pak Parlan, Bapak Satpam, serta
laboran-laboran lain atas segala bantuan dan semangat yang diberikan kepada penulis selama penelitian.
8. Adik-adik penulis, Adik Ruth Kristaufiyani dan Adik Wahyu Pranyoto yang selalu memberikan doa, semangat, keceriaan, dan dukungan selama proses skripsi hingga selesai.
9. Rekan skripsi sekaligus sahabat penulis, Yolanda Angnes atas kebersamaan, kerjasama, bantuan, dan berbagi suka duka selama proses skripsi ini.
10. Sahabat-sahabat penulis, Yolanda Novia Widyawati, Aditya Christian Firmanto, Vincentius Henry Susanto, Paramita Liong, dan Villia Nova atas kebersamaan, keceriaan, semangat, dukungan, doa, kritik, saran, dan berbagi suka duka selama proses skripsi hingga selesai.
11. Geng Bestcosd (Desty Isniati, Apria Sari, Eko Prastia, Sherly Dwi Putri, An Nissa Ridviania, Mutiara) selaku sahabat terbaik penulis atas kebersamaan, keceriaan, canda tawa, semangat, doa, dukungan, dan berbagi suka duka selama proses skripsi hingga selesai.
ix
Nino, Henry, Andre) dan laboratorium lantai 3 (Nia, Surya, Elyn, Utin, Fera) untuk kebersamaan, bantuan, dan keceriaan selama di laboratorium. 13. Teman–teman FST-B dan FSM-D, serta teman-teman Farmasi 2011 lainnya
untuk kebersamaan yang luar biasa selama masa perkuliahan dan kegiatan lain.
14. Seluruh pihak yang telah mendoakan, membantu, dan mendukung selama proses skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis sangat menyadari bahwa penulis memiliki keterbatasan kemampuan dan pengetahuan, serta masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam laporan akhir skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak. Penulis berharap laporan akhir skripsi ini dapat berguna bagi semua pihak dalam bidang akademik, terutama dalam bidang kefarmasian.
Yogyakarta, 05 Desember 2015
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
INTISARI ... xvi
ABSTRACT ... xvii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Keaslian Penelitian ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 6
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ... 7
xi
B. Hand Sanitizer ... 8
C. Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau ... 12
D. Monografi Bahan-Bahan ... 13
E. Desain Faktorial ... 16
F. Escherichia coli ... 17
G. Uji Aktivitas Antibakteri... 18
H. Landasan Teori... 18
I. Hipotesis ... 20
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 21
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 21
B. Variabel dan Definisi Operasional ... 21
C. Bahan dan Alat Penelitian ... 24
D. Tata Cara Penelitian ... 25
E. Analisis Hasil ... 31
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
A. Karakterisasi Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau... 33
B. Uji Antibakteri Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau ... 34
C. Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau ... 37
D. Optimasi Formula ... 45
E. Pengujian Sifat Fisik Formula Optimum ... 47
F. Stabilitas Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau ... 48
xii
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
A. Kesimpulan ... 55
B. Saran ... 56
DAFTAR PUSTAKA ...57
LAMPIRAN ...61
xiii
DAFTAR TABEL
TABEL I. Desain faktorial dengan dua faktor dan dua level ... 17 TABEL II. Formula gel hand sanitizer ... 28 TABEL III. Modifikasi formula gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau ... 28 TABEL IV. Hasil karakterisasi minyak atsiri daun sirih hijau ... 32 TABEL V. Hasi uji organoleptis dan pH gel hand sanitizer minyak atsiri daun
sirih hijau ... 36 TABEL VI. Nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksi terhadap respon viskositas ... 40 TABEL VII. Nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksi keduanya terhadap respon daya sebar ... 43 TABEL VIII. Nilai batasan viskositas dan daya sebar gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau ... 45 TABEL IX. Hasil perbandingan teoritis dan verifikasi formula optimum ... 46 TABEL X. Hasil pengukuran diameter zona hambat gel hand sanitizer minyak
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur umum karbopol 940 ... 13
Gambar 2. Struktur umum sorbitol ... 14
Gambar 3. Hasil pengukuran diameter zona hambat minyak atsiri daun sirih hijau ... 34
Gambar 4. Diagram hasil pengukuran diameter zona hambat minyak atsiri daun sirih hijau ... 34
Gambar 5. Contourplot respon viskositas ... 38
Gambar 6. Karbopol dalam bentuk coiled ... 39
Gambar 7. Grafik residual viskositas terhadap probabilitas normal ... 39
Gambar 8. Grafik hubungan karbopol 940 terhadap viskositas ... 40
Gambar 9. Contourplot respon daya sebar ... 41
Gambar 10. Grafik residual daya sebar terhadap probabilitas normal ... 43
Gambar 11. Grafik hubungan karbopol 940 terhadap daya sebar ... 44
Gambar 12. Contourplot superimposed gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau ... 45
Gambar 13. Grafik stabilitas viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau selama penyimpanan 30 hari ... 48
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Certificate of Analysis Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau ... 59
Lampiran 2. Surat keterangan bakteri Escherichia coli ... 60
Lampiran 3. Surat hasil uji bobot jenis minyak atsiri daun sirih hijau ... 61
Lampiran 4. Data verifikasi minyak atsiri daun sirih hijau... 62
Lampiran 5. Data pengujian daya antibakteri ... 62
Lampiran 6. Data pengujian sifat fisik dan stabilitas fisik gel ... 67
Lampiran 7. Analisis statistik pengaruh faktor pada gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau terhadap respon dengan software Design Expert 9.0.4 trial ... 69
Lampiran 8. Pengujian formula optimum gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau ... 72
xvi INTISARI
Minyak atsiri daun sirih hijau diketahui dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli yang dapat menyebabkan diare. Penggunaan minyak atsiri secara langsung minyak daun sirih kurang efektif sehingga diformulasikan dalam bentuk gel hand sanitizer. Karbopol 940 sebagai gelling agent memiliki sifat pengental yang baik. Sorbitol sebagai humektan dapat menjaga kandungan air dalam sediaan. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh karbopol 940 dan sorbitol maupun interaksi keduanya terhadap sifat fisik gel, mengetahui jumlah komposisi karbopol 940 dan sorbitol pada area optimum, mengetahui stabilitas gel selama masa penyimpanan 30 hari, dan mengetahui efek antibakteri dari sediaan gel terhadap Escherichia coli.
Rancangan penelitian menggunakan desain faktorial dengan faktor karbopol 940 dan sorbitol pada level rendah dan tinggi. Sifat dan stabilitas fisik gel yang diuji meliputi organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar serta uji aktivitas terhadap Escherichia coli. Data viskositas dan daya sebar dianalisis menggunakan Design Expert 9.0.4 dengan taraf kepercayaan 95% untuk mencari efek dan area optimum karbopol 940 dan sorbitol. Analisis t-test pada perangkat lunak R Studio digunakan untuk mengetahui stabilitas fisik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbopol 940 berpengaruh signifikan terhadap peningkatan viskositas dan penurunan daya sebar, sedangkan sorbitol dan interaksi keduanya berpengaruh signifikan terhadap peningkatan viskositas gel. Area komposisi optimum diperoleh pada jumlah karbopol 940 dan sorbitol dengan persamaan tertentu yang memenuhi kriteria respon yang diinginkan. Gel stabil secara organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar selama penyimpanan 30 hari. Gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau dapat menghasilkan aktivitas Escherichia coli.
xvii ABSTRACT
Oleum Piper betle L. has known could inhibit the growth of bacteria Escherichia coli that caused diarhea, so that was formulated in the form of a hand sanitizer gel. Carbopol 940 is a good thickener as a gelling agent. Sorbitol as a humectan to maintain the water content in the gel. This aims of the study was to determine the influence of composition of carbopol 940, sorbitol, and interaction of them on the physical properties, determine the composition of carbopol 940 and sorbitol on the optimum area, determine stability of gel for 30 days, and determine the antibacteria effect of gel to Escherichia coli.
The study were used a factorial design with carbopol 940 and sorbitol as a factor at low and high levels. The physical properties and stability of the gel that were evaluated include of organoleptic, pH, viscosity, spreadability and antimicrobial activity test. Viscosity and spreadability data were analyzed using Design Expert 9.0.4 with a level of 95% to determine effects and optimum area of carbopol 940 and sorbitol. T-test analysis on R Studio software was used to determine stability.
The results showed that carbopol 940 was significantly influence on the increasing of viscosity and decreasing of spreadability, while sorbitol and their interactions were significantly influence on the increasing of viscosity of the gel. Optimum composition area was obtained on the amount of carbopol 940 and sorbitol by the equation that reached the criteria. Gel was stable in organoleptic, pH, viscosity, and spreadability during 30 days storage. Oleum Piper betle L. hand sanitizer gel could bring out the antibacteria activity.
1 BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang
Salah satu hal yang sangat penting diperhatikan dalam menjaga kesehatan tubuh adalah kebersihan tangan. Terkadang masyarakat tidak terlalu memperdulikan kebersihan tangan saat beraktivitas sehingga berpotensi besar untuk terkontaminasi mikroorganisme lalu menimbulkan penyakit. Salah satu penyakit yang disebabkan karena tidak menjaga kebersihan tangan adalah diare. Hasil survey menunjukkan angka penderita diare semua umur pada tahun 2000 adalah 301/1000 penduduk, tahun 2003 adalah 374/1000 penduduk, tahun 2006 adalah 423/1000 penduduk (Depkes RI, 2001). Menurut Kemenkes RI 2011, mencuci tangan dapat menurunkan angka kejadian diare sebesar 47%.
Kebiasaan mencuci tangan menjadi hal yang penting dalam usaha menjaga kebersihan tangan. Namun, sulitnya keberadaan air dan sabun terkadang menjadi kendala utama dalam mencuci tangan sehingga menimbulkan rasa malas untuk mencuci tangan. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan gel antiseptik tangan (hand sanitizer) sebagai alternatif karena penggunaannya praktis dan mudah dibawa ke mana-mana.
Hand sanitizer merupakan sediaan gel dengan berbagai kandungan yang
cepat membunuh organisme yang ada di kulit tangan (Benjamin, 2010). Menurut FDA, hand sanitizer dapat membunuh kuman dalam waktu relatif cepat. Hand sanitizer yang beredar di pasaran banyak yang mengandung alkohol dalam
memiliki keterbatasan diantaranya tidak boleh digunakan pada bagian kulit yang terluka dan pemakaian berulang dapat menimbulkan kekeringan dan iritasi kulit (Dyer, Gerenraich and Wadhams 1998). Sedangkan hand sanitizer selalu diperlukan setiap saat dan dalam pemakaian berulang. Peneliti ingin mengganti alkohol dengan minyak daun sirih hijau.
Daun sirih mengandung 1-4,2% minyak atsiri yang mengandung senyawa hidroksikavikol, kavikol, kavibetol, estradiol, eugenol, metal-eugenol, karvakrol, terpeneba, seskuiterpena, fenil propan, dan tannin (Moeljanto, 2003). Derivat fenol yaitu eugenol dan kavikol berkhasiat antiseptik dan khususnya kavikol diketahui mempunyai daya pembunuh bakteri lima kali dari fenol (Sastrohamidjojo, 2004). Pada penelitian ini digunakan minyak atsiri daun sirih hijau karena memiliki aktivitas antibakteri yang kuat terhadap beberapa jenis bakteri, termasuk salah satu bakteri penyebab diare yaitu Escherichia coli. Berdasarkan penelitian Arambawela, Kumaratunga, and Kalyani (2005), minyak atsiri daun sirih hijau mempunyai nilai KHM sebesar 3,12 x 102 μg/ml terhadap bakteri Escherichia coli.
meningkatkan acceptability, serta memiliki kemampuan menjebak zat aktif dalam matriks sehingga kestabilan zat aktif dapat terjaga (Garg, Aggarwal, Garg, and Singla, 2002).
Kualitas gel antiseptik minyak atsiri daun sirih hijau dapat dilihat dari komponen sifat fisik dan stabilitas fisik gel yaitu viskositas dan daya sebar. Viskositas berperan penting dalam meningkatkan stabilitas fisik gel antiseptik minyak daun sirih hijau. Viskositas dan daya sebar dipengaruhi oleh komposisi bahan yang digunakan dalam formula gel, khususnya gelling agent dan humektan. Pada penelitian ini digunakan karbopol 940 sebagai gelling agent karena bersifat inert, aman, dan tidak menyebabkan iritasi, sensitivitas, atau alergi, dan tidak
bereaksi dengan komponen lain dalam formula (Zatz and Kushla, 1996). Selain itu, karbopol memiliki viskositas tinggi yaitu 40.000 – 60.000 cP sehingga dapat sebagai bahan pengental yang baik dan menghasilkan sediaan gel yang bening (Rowe, Sheskey, and Quinn, 2009). Humektan berfungsi untuk menjaga statibilitas fisik sediaan gel dengan cara menjaga kelembaban sediaan gel di mana akan mencegah penguapan air dan mengikat lembab. Pengunaan sobitol sebagai humektan karena bersifat inert, aman, kompatibel dengan banyak eksipien, dan tidak menyebabkan iritasi pada kulit (Loden, 2001).
formulasi gel antiseptik minyak daun sirih hijau yaitu dengan memperhatikan komposisi bahan yang digunakan. Oleh karena itu, penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi gelling agent dan humektan terhadap sifat fisik dan stabilitas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh karbopol 940 dan sorbitol maupun interaksi keduanya terhadap sifat fisik (viskositas dan daya sebar) gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau?
2. Berapa komposisi karbopol 940 dan sorbitol pada area optimum yang diperkirakan sebagai formula optimum?
3. Apakah gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau stabil selama masa penyimpanan 30 hari?
4. Apakah gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau mampu menghasilkan aktivitas antibakteri terhadap Escherichia coli ?
C. Keaslian Penelitian
Berdasarkan penelusuran pustaka yang dilakukan oleh penulis, penelitian mengenai Formulasi Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih (Piper betle L.) : Pengaruh Karbopol 940 dan Sorbitol Terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas, belum pernah dilakukan. Penelitian terkait yang pernah dilakukan antara lain : a. Formulasi Sediaan Gel Hand Sanitizer dengan Bahan Aktif Triklosan 0,5%
dan 1% yang dilakukan oleh Shu (2013).
(Polygonum minus Huds.) dengan Metode Simplex Lattice Design yang dilakukan oleh Natasya (2013).
c. Pengaruh Konsentrasi Karbopol 940 sebagai Gelling Agent terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas Gel Hand Sanitizer Minyak Daun Mint (Oleum Mentapiperita) yang dilakukan oleh Verica Septi Permatasari (2014).
D. Manfaat Penelitian 1. Manfaat teoritis
Menambah ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai pengaruh geling agent dan humektan dalam pembuatan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau terhadap sifat fisik dan stabilitas.
2. Manfaat praktis
E. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh karbopol 940 dan sorbitol maupun interaksi keduanya terhadap sifat fisik (viskositas dan daya sebar) gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau.
2. Mengetahui jumlah komposisi karbopol 940 dan sorbitol pada area optimum yang diperkirakan sebagai formula optimum.
3. Mengetahui stabilitas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau selama masa penyimpanan 30 hari.
7 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Gel
Gel adalah sediaan semisolid yang tersusun dari suspensi yang terbuat dari partikel anorganik kecil dan molekul organik besar yang terpenetrasi baik dalam suatu cairan. Gel mempunyai sistem semi kaku di mana pergerakan medium dispersnya terbatas karena adanya struktur matriks tiga dimensi dari partikel atau molekul terdispersi (Allen, 2002). Struktur matriks tiga dimensi ini menjaga kestabilan konsistensi gel terhadap deformasi dan mempengaruhi sifat viskoelastisitasnya (Osborne, 1990).
Gel merupakan sistem penghantaran obat yang baik dengan cara pemberian yang beragam dan kompatibel dengan banyak bahan obat yang berbeda (Allen, 2002). Gel untuk penggunaan topikal tidak boleh kasar dan lengket (Zatz and Kushla, 1996). Beberapa sistem gel jernih karena tampilan dari air, lainnya
keruh karena bahan-bahannya tidak terdispersi molekuler atau membentuk agregat yang bersinar (Allen, 2002). Gel memiliki kandungan air yang cukup tinggi sehingga dapat memberikan kelembaban yang bersifat mendinginkan dan memberikan rasa nyaman pada kulit (Mitzui, 1997).
asam poliakrilat (karbopol), natrium metilselulosa, atau selulosa organik lainnya (Barel and Paye, 2001). Hidrogel bersifat hidrofilik yang terdiri dari 85-95% air atau campuran aqueous-alcoholic dan gelling agent. Salah satu alasan disukainya hidrogel sebagai komponen dari sistem penghantaran dan pelepasan obat dikarenakan kompatibilitas yang relatif baik dengan jaringan biologi (Zatz and Kushla, 1996). Hidrogel mudah diaplikasikan serta memberi kelembaban secara instan namun dalam penggunaan jangka panjang akan membuat kulit kering, oleh karena itu diperlukan humektan seperti sorbitol (Buchmann, 2001).
B. Hand Sanitizer 1. Definisi
Hand sanitizer adalah sediaan gel dengan berbagai kandungan yang cepat
membunuh organisme yang ada di kulit tangan (Benjamin, 2010).
Menurut FDA (Food and Drug Administration), hand sanitizer banyak digunakan karena alasan kepraktisan yaitu mudah dibawa dan bisa cepat digunakan tanpa perlu menggunakan air. Hand sanitizer sering digunakan dalam keadaan darurat di mana kita tidak bisa menemukan air dan sabun. Hand sanitizer ini dapat membunuh kuman dalam waktu yang relatif cepat (Benjamin, 2010).
2. Bahan formula
a. Gelling agent. Gelling agent merupakan basis sediaan gel yang memiliki
b. Humektan. Humektan adalah bahan dalam produk kosmetik yang berfungsi untuk mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk digunakan (Loden, 2001). Humektan merupakan senyawa higroskopis yang umumya larut dalam air, tidak menutup kulit, dan mudah hilang saat dicuci (Zocchi, 2001). Humektan membantu menjaga kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Leyden and
Rawlings, 2002).
c. Agen penetralisasi. Agen ini merupakan penetralisasi/pembasa untuk gelling agent yang digunakan khususnya karbopol. Penggunaan agen ini tidak menimbulkan netralisasi berlebihan yang menyebabkan hilangnya viskositas (Noveon, 2002).
d. Pengawet. Pengawet merupakan bahan aditif untuk mempertahankan sediaan sabun agar tahan terhadap jamur (Ghaim and Volz, 2001). Penambahan pengawet khususnya pada sediaan gel sangat penting untuk mencegah degradasi mikrobial (Zatz and Kushla, 1996).
3. Evaluasi kualitas
a. Karakteristik fisik gel
Terdapat beberapa uji untuk mengetahui karakteristik sifat fisik gel, antara lain:
1) Organoleptis: uji ini dilakukan untuk melihat fisik gel secara visual. Aspek yang diamati antara lain warna, bau, homogenitas, dan tekstur (Muzzafar, Singh, and Chauhan, 2013).
2) Pengukuran pH: pengukuran pH dilakukan untuk melihat perubahan pH saat awal dan akhir uji stabilitas. Kulit manusia memiiki pH asam antara 4,5-6,5. Jika sediaan topikal memiliki pH di atas pH kulit manusia maka kulit menjadi kering sedangkan di bawah pH kulit manusia maka akan iritasi (Muzzafar, Singh, and Chauhan, 2013).
mudah tidaknya gel tersebut dikeluarkan dari tempatnya, kemampuan gel menyebar rata, dan menghasilkan efek yang optimal terjaga (Garg et al., 2002).
4) Viskositas: merupakan tahanan bagi cairan untuk mengalir, semakin tinggi viskositas maka semakin besar tahanannya (Sinko, 2006). Pengukuran viskositas dilakukan untuk mengetahui sifat alir dan deformasi, sehingga produk dapat diaplikasikan dan diterima oleh pasien dengan baik (Herh, Tkachuk, Wu, Bernzen, and Rudolph, 1998). Semakin kental suatu cairan, semakin besar tahanannya sehingga butuh energi yang lebih besar untuk membuat cairan tersebut mengalir pada kecepatan tertentu (Sinko, 2006). Evaluasi viskositas merupakan karakteristik formulasi sediaan semisolid yang sangat penting karena viskositas menentukan lama tinggal sediaan di kulit sehingga obat dapat terpenetrasi dengan baik. Viskositas dapat diukur dengan menggunakan berbagai jenis viskometer berdasarkan kebutuhan vormulator (Garg et al., 2002).
b. Stabilitas gel
produk, mikroorganisme, getaran, inkompatibilitas fisik, dan inkompatibilitas kimia (National Health Surveilance, 2005).
Semakin lama waktu penyimpanan suatu sediaan maka sediaan tersebut dapat mengalami perubahan organoleptis, perubahan fisika-kimia, mikrobiologi, dan toksisitas. Suhu yang tinggi dapat mempercepat reaksi fisika dan kimia yang akan menghasilkan perubahan pada komponen, viskositas, dan organoleptis. Sedangkan suhu rendah dapat mempercepat reaksi fisika seperti kekeruhan, presipitasi, dan kristalisasi. Permasalahan yang ditimbulkan oleh suhu sangat tinggi atau rendah dapat berasal berasal dari proses pembuatan, penyimpanan, atau distribusi produk yang tidak sesuai. Sediaan yang sensitif dan tidak stabil terhadap cahaya sebaiknya dihindarkan dari cahaya dengan menggunakan wadah kedap cahaya dan ditambah antioksidan pada formulasinya untuk memperlambat proses oksidasi (National Health Surveilance, 2005).
C. Minyak Daun Sirih
Salah satu tanaman yang menghasilkan minyak atsiri adalah daun sirih. Daun sirih mengandung 1-4,2% minyak atsiri. Minyak atsiri daun sirih terdiri senyawa kavikol, kavibetol, estragol, eugenol, metileugenol, karbakrol, terpen, seskuiterpen, fenilpropan, dan tannin (Moeljanto and Mulyono, 2003). Minyak atsiri dari daun sirih mengandung 30% fenol dan beberapa derivatnya termasuk kavikol. Persenyawaan fenol ini diketahui memiliki aktivitas antibakteri dan minyak atsiri dari daun sirih juga dapat digunakan sebagai antijamur dan antioksidan (Depkes RI, 2000). Kavikol memiliki daya bunuh bakteri lima kali lebih besar dari fenol (Sastrohamidjojo, 2004).
Minyak atsiri daun sirih hijau mengandung fenol dan senyawa turunannya. Salah satu senyawa turunannya adalah kavikol yang memiliki aktivitas bakterisida. Senyawa fenol berinteraksi dengan dinding sel mikroorganisme akan terjadi perubahan struktur protein pada dinding sel bakteri dan meningkatkan permeabilitas sel sehingga pertumbuhan sel terhambat dan menjadi rusak (Moeljanto and Mulyono, 2003).
D. Monografi Bahan-Bahan 1. Karbopol 940
hidrogen pada struktur gel yang tidak dinetralkan mudah putus (Rowe, Sheskey, and Quinn, 2009).
Gambar 1. Struktur umum karbopol 940 (Rowe et al., 2009)
Di dalam gel, karbopol dapat digunakan untuk mengontrol dan meningkatkan viskositas pada pH 3,5 sampai 11. Dispersi karbopol akan meningkatkan viskositasnya seiring dengan peningkatan konsentrasi polimer (Weiner and Bernstein, 1989).
Karbopol yang digunakan dalam penelitian ini adalah karbopol 940 karena memiliki viskositas 40.000 – 60.000 cP pada 0,5% larutan dengan pH 7,5. Hal ini menunjukkan sifat karbopol 940 yaitu sebagai pengental yang baik dengan viskositas yang tinggi serta dapat menghasilkan gel yang jernih (Allen, 2002). Karbopol 940 digunakan sebagai bahan pembentuk gel pada konsentrasi 0,5 – 2,0% (Rowe et al., 2009).
2. Sorbitol
Humektan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sorbitol. Sorbitol (gambar 2) merupakan cairan bening, bersifat higroskopis, berasa manis, biasanya meleleh pada suhu sekitar 96˚C. Sorbitol mudah larut dalam air, sukar larut dalam etanol, metanol, dan asam asetat (Depkes RI, 1995).
Sorbitol sangat tidak larut dalam pelarut organik. Sorbitol bersifat inert, tidak mengiritasi kulit, dan dapat bercampur dengan bahan tambahan lainnya (Loden, 2001). Range konsentrasi sorbitol sebagai humektan yaitu 0,5–15 % . Sifat higroskopis sorbitol lebih rendah dari gliserol (Barel, Paye, and Maibach, 2009). Viskositas sorbitol pada 25˚C adalah 190cP (Smith and
Hong, 2003).
3. Trietanolamin (TEA)
Trietanolamin yang memiliki nama kimia 2,2‟,2”-nitrilotrietanol
merupakan cairan kental jernih, tidak berwarna sampai kuning muda, berbau amonia, dan dapat bercampur dengan air dan etanol. Trietanolamin adalah campuran basa yang terdiri dari sebagian besar trietanolamin, dietanolamin, dan monoetanolamin (Depkes RI, 1995). Titik leleh trietanolamin adalah 20-21˚C dan pH 10,5 (Rowe et al, 2009).
Penambahan trietanolamin pada karbopol akan membentuk garam yang tak terion pada pH sekitar 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel sehingga akan menggeser kesetimbangan ionik membentuk garam yang larut. Akibatnya, ion tolak menolak dari gugus karboksilat dan polimer menjadi kaku dan rigid sehingga akan meningkatkan viskositas (Osbone, 1990). 4. Natrium metabisulfit
5. Aquadest
Aquadest merupakan air yang dimurnikan yang diperoleh melalui destilasi, osmosis balik, atau proses lain yang sesuai. Dibuat dari air yang memenuhi persyaratan minum. Tidak mengandung zat tambahan lain. Aquadest merupakan cairan jernih, tidak berwarna, dan tidak berbau (Depkes RI, 1995).
E. Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan aplikasi sistem regresi yang membandingkan antara respon dengan variabel bebas. Dalam desain faktorial dapat dilihat hubungan antara variabel bebas yang digunakan untuk menentukan efek dari beberapa faktor dan interaksinya yang berpengaruh secara signifikan. Faktor dan level faktor yang akan diteliti, serta respon yang akan diukur pada desain faktorial harus diketahui dan didapatkan (Kurniawan dan Sulaiman, 2009). Desain faktorial dua level berarti ada dua faktor (misal A dan B) yang masing-masing faktor diuji pada dua level yang berbeda, yaitu level rendah dan level tinggi (Bolton, 2005).
Notasi dalam faktorial desain yang sering dipakai adalah dua level (level tinggi dan level rendah). Faktor yang berada di level tinggi dilambangkan dengan
„+‟, sedangkan yang berada di level rendah dilambangkan dengan „-„. Hal ini
penting untuk penentuan interaksi antar faktor (Armstrong and James, 1996). Tabel I. Desain faktorial dengan dua faktor dan dua level
Keterangan : + : level tinggi - : level rendah
Faktor A dan B : faktor A (karbopol) dan faktor B (sorbitol)
Formula 1 : formula dengan level rendah karbopol dan sorbitol Formula a : formula dengan level tinggi karbopol dan level rendah
sorbitol
Formula b : formula dengan level rendah karbopol dan level tinggi sorbitol
Formula ab : formula dengan level tinggi karbopol dan sorbitol (Kurniawan dan Sulaiman, 2009). Secara umum, persamaan yang digunakan dalam desain faktorial yaitu: Y = b0 + b1(XA) + b2(XB) + b12(XA)(XB)...(1)
Keterangan:
Y = respon yang diamati
XA, XB = level faktor A dan faktor B
B0, b1, b2 = koefisien, didapat hasil percobaan
(Bolton, 2005).
F. Escherichia coli
Escherichia coli yaitu bakteri anaerob gram negatif berbentuk batang
G. Uji Aktivitas Antibakteri
Uji aktivitas antibakteri dilakukan untuk mengetahui kemampuan senyawa uji dalam mengahambat pertumbuhan bakteri dengan mengukur respon pertumbuhan populasi mikroorganisme terhadap agen bakteri (Setiabudi and Gan, 2007).
Metode yang paling umum digunakan untuk melihat aktivitas antibakteri adalah metode difusi. Metode difusi merupakan metode untuk melihat aktivitas antibakteri suatu senyawa uji dengan pengamatan diameter daerah hambatan bakteri atau zona jernih (Jawetz, Melnick, and Adelberg, 1996). Zona jernih yang dihasilkan menunjukkan adanya penghambatan pertumbuhan mikroorganisme oleh agen antimikroba pada permukaan media agar (Pratiwi, 2008).
Terdapat tiga cara metode difusi yaitu silinder, sumuran, dan cakram kertas. Metode paper disk menggunakan suatu cakram kertas saring (paper disk) yang berfungsi sebagai tempat menampung zat antimikroba. Kertas saring tersebut diletakkan pada lempeng agar yang telah diinokulasi mikroba uji, kemudian diinkubasi pada waktu tertentu dan suhu tertentu, sesuai dengan kondisi optimum dari mikroba uji (Pelczar and Chan, 1988).
H. Landasan Teori
jumlah humektan yang ditambahkan maka kemampuan untuk mempertahankan kelembaban dalam sediaan gel akan semakin tinggi. Hal ini dapat mempengaruhi viskositas sediaan. Sorbitol merupakan humektan yang memiliki higroskopis sangat rendah. Sorbitol dapat menjaga statibilitas sediaan gel dengan cara menjaga kelembaban sediaan gel dimana akan mencegah penguapan air dan mengikat lembab (Loden, 2001). Kombinasi karbopol 940 dan sorbitol mampu membentuk gel dengan sifat fisik yang baik dan stabil.
Komposisi karbopol 940 dan sorbitol optimum yang digunakan dalam gel minyak daun sirih diperoleh dengan menggunakan metode desain faktorial. Desain faktorial menunjukkan hubungan antara variabel bebas yang diteliti untuk menentukan efek dari beberapa faktor dan interaksinya.
I. Hipotesis
1. Karbopol 940 dan sorbitol dapat meningkatkan viskositas dan menurunkan daya sebar secara signifikan pada sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau.
2. Area komposisi optimum yang diperkirakan sebagai formula optimum gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau dapat diperoleh.
3. Gel minyak atsiri daun sirih hijau stabil secara fisik pada penyimpanan selama 30 hari.
21 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Jenis penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan pola dua arah untuk membandingkan sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas. Variabel bebas adalah konsentrasi karbopol 940 dan sorbitol.
b. Variabel tergantung. Variabel tergantung adalah sifat fisik gel yaitu viskositas dan daya sebar, stabilitas gel yaitu pergeseran viskositas setelah 30 hari penyimpanan, dan diameter zona hambat.
c. Variabel pengacau terkendali. Variabel pengacau terkendali adalah kualitas daun sirih hijau, kualitas bahan-bahan yang digunakan, kecepatan putar mixer, kondisi penyimpanan gel hand sanitizer, kepadatan suspensi bakteri Escherichia coli, diameter lubang sumuran, suhu dan lama inkubasi, serta jumlah bahan dalam formula selain karbopol 940 dan sorbitol.
2. Definisi operasional
a. Gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau adalah sediaan semi solid yang terbuat dari minyak atsiri daun sirih hijau menggunakan karbopol 940 sebagai gelling agent dan sorbitol sebagai humektan, berfungsi untuk menghilangkan bakteri di tangan.
b. Minyak atsiri daun sirih hijau adalah minyak atsiri dari tanaman daun sirih hijau yang diperoleh dari CV. Nusa Aroma Tangerang.
c. Gelling agent adalah pembentuk gel sebagai pengental, dan untuk menstabilkan. Pada penelitian ini digunakan karbopol 940 pada level rendah 1 gram dan level tinggi 4 gram.
d. Humektan adalah bahan untuk memberikan kelembaban. Pada penelitian ini digunakan sorbitol pada level rendah 2 gram dan level tinggi 10 gram. e. Sifat fisik gel adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui
kualitas fisik gel yang meliputi viskositas dan daya sebar.
f. Stabilitas fisik gel adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya perubahan gel dalam penyimpanan yaitu pergeseran viskositas dan daya sebar selama penyimpanan 30 hari pada suhu kamar. g. Daya sebar adalah kemampuan sediaan untuk menyebar pada permukaan
kulit setelah pemberian tekanan. Pada penelitian ini, nilai daya sebar yang memenuhi kriteria adalah 4-7 cm.
h. Viskositas adalah besarnya tahanan suatu cairan yang ada pada gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau untuk mengalir. Pada penelitian
i. Pergeseran viskositas adalah persentase dari selisih viskositas gel dalam penyimpanan selama 30 hari dengan viskositas gel setelah dibuat. Pada penelitian ini, sediaan gel stabil jika pergeseran viskositas tidak lebih dari 10% dari nilai viskositas sediaan gel 48 jam setelah pembuatan.
j. Pergeseran daya sebar adalah persentase dari selisih daya sebar gel dalam penyimpanan selama 30 hari dengan daya sebar gel setelah dibuat. Pada penelitian ini, sediaan gel stabil jika pergeseran daya sebar tidak lebih dari 10% dari nilai viskositas sediaan gel 48 jam setelah pembuatan. k. Desain faktorial adalah metode optimasi untuk mencari efek dari
berbagai faktor atau kondisi terhadap hasil penelitian. Desain faktorial juga digunakan untuk mengetahui efek dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas sediaan gel.
l. Faktor adalah besaran yang berefek pada respon yang dihasilkan. Dalam penelitian ini digunakan dua faktor yaitu komposisi gelling agent (karbopol) dan humektan (sorbitol).
m. Level adalah nilai atau tetapan untuk faktor. Dalam penelitian ini digunakan dua level untuk masing-masing faktor, yaitu level tinggi dan level rendah.
o. Efek adalah perubahan respon sebagai akibat dari adanya variasi level dan faktor. Nilainya dihitung dari selisih antara rata-rata respon yang timbul pada level tinggi dan rata-rata respon pada level rendah.
p. Daya antibakteri gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau adalah kemampuan dari gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau untuk menghambat atau membunuh bakteri Escherichia coli yang ditunjukkan dengan diameter zona hambat yang dihasilkan.
q. Zona hambat adalah zona jernih disekeliling paper disk di mana tidak terdapat pertumbuhan bakteri Escherichia coli yang menunjukkan adanya aktivitas antibakteri.
C. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak atsiri daun sirih hijau (CV. Nusa Aroma Tangerang), karbopol 940 (kualitas farmasetis), sorbitol (kualitas farmasetis), trietanolamin (kualitas farmasetis), natrium metabisulfit (kualitas farmasetis). Semua bahan tersebut diperoleh dari PT. Brataco Yogyakarta. Media Mueller Hinton Agar (MHA), media Mueller Hinton Broth (MHB), bakteri uji Escherichia coli yang diperoleh dari Balai Kesehatan
Yogyakarta.
D. Alat Penelitian
(RION-Japan), indikator pH (Merck), alat pengukur daya sebar, jarum ose, alat pembuat sumuran, inkubator, dan autoklaf
E. Tata Cara Penelitian
1. Verifikasi identitas minyak atsiri daun sirih hijau a. Penentuan bobot jenis
diperoleh dengan dilakukan perbandingan antara bobot minyak atsiri daun sirih hijau dengan kerapatan minyak atsiri daun sirih hijau. Replikasi pengujian dilakukan 3 kali (Depkes RI, 1995).
b. Penentuan indeks bias
Indeks bias minyak atsiri daun sirih hijau diukur menggunakan refraktometer. Minyak atsiri daun sirih hijau diteteskan pada prisma utama lalu prisma ditutup dan arahkan refraktometer ke cahaya terang sehingga dapat terlihat jelas nilai indeks biasnya. Suhu refraktometer diatur 20˚C dengan cara air dialirkan melalui refraktometer. Suhu harus dijaga dengan toleransi ± 0,2. Nilai indeks bias ditunjukkan oleh skala dimana terdapat garis batas yang memisahkan sisi terang dan gelap pada bagian atas dan bawah. Replikasi pengujian dilakukan 3 kali (Depkes RI, 1995).
2. Uji daya antibakteri minyak atsiri daun sirih hijau a. Pembuatan suspensi Escherichia coli
Sebanyak satu ose koloni bakteri Escherichia coli diambil dari stok bakteri, bakteri dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi media Muller Hinton Broth (MHB) steril dan diinkubasi. Kekeruhan suspensi bakteri Escherichia coli disesuaikan dengan standar 0,5 Mac Farland (Gupte, 2006).
b. Pembuatan kontrol media
diinkubasi. Setelah inkubasi, cawan kontrol diamati dan dibandingkan dengan perlakuan.
c. Pembuatan kontrol pertumbuhan bakteri
Suspensi bakteri dituang dalam cawan petri. Media MHA steril ditambahkan, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Cawan petri diinkubasi. Selanjutnya, pertumbuhan bakteri uji diamati melalui kekeruhan media dan dibandingkan dengan perlakuan. d. Uji daya antibakteri gel terhadap Escherichia coli
Suspensi bakteri dituang dalam cawan petri. Media MHA steril ditambahkan, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri merata. Media dibiarkan memadat lalu diletakkan paper disk berukuran 6 mm yang sebelumnya telah dicelupkan dalam formula gel atau basis. Sebanyak 6 paper disk dalam satu cawan petri mengandung minyak atsiri daun sirih hijau dengan konsentrasi 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, dan kontrol pelarut. Sebanyak 5 paper disk dalam satu cawan petri lainnya mengandung minyak atsiri daun sirih hijau dengan konsentrasi 6%, 7%, 8%, 9%, 10%. Cawan petri diinkubasi. Selanjutnya, diameter zona hambat diukur. Replikasi pengujian dilakukan tiga kali (Kusmiyati, 2006).
3. Formulasi gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau a. Formula gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau
Tabel II. Formula gel hand sanitizer Dilakukan modifikasi dan optimasi terhadap formula di atas sehingga dihasilkan formula sebagai berikut :
Tabel III. Modifikasi formula gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau
Bahan Komposisi
F1 Fa Fb Fab
Minyak atsiri daun sirih hijau (g) Karbopol 940 (g)
F1 : formula dengan karbopol 940 level rendah dan sorbitol level rendah
Fa : formula dengan karbopol 940 level tinggi dan sorbitol level rendah
Fb : formula dengan karbopol 940 level rendah dan sorbitol level tinggi
Fab : formula dengan karbopol 940 level tinggi dan sorbitol level tinggi
b. Pembuatan gel
dengan menggunakan mixer pada skala 1 selama 1 menit. TEA ditambahkan hingga terbentuk gel dengan diaduk menggunakan mixer dengan skala 1 selama 1 menit, pH yang terbentuk disesuaikan dengan pH kulit manusia. Minyak atsiri daun sirih hijau ditambahkan ke dalam campuran dengan diaduk menggunakan mixer dengan skala 1 selama 1 menit.
4. Uji sifat fisik dan stabilitas gel a. Uji organoleptis
Uji organoleptis dilakukan dengan diamati bau, warna, konsistensi dan homogenitas gel pada 48 jam setelah pembuatan.
b. Uji pH
Uji pH dilakukan dengan bantuan indikator pH dengan dimasukkan ke dalam sediaan gel dan dibandingkan dengan standar. c. Uji daya sebar
d. Uji viskositas
Uji viskositas dilakukan dengan menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan cara gel dimasukkan ke dalam wadah viscotester
hingga hampir penuh. Rotor dibenamkan ke dalam sediaan hingga batas tertentu. Alat viscotester dihidupkan, rotor berputar, jarum penunjuk skala akan bergerak dan menunjukkan besaran nilai viskositas. Nilai viskositas diketahui dengan membaca angka pada skala yang sesuai dengan rotor yang digunakan. Sediaan gel dianggap memiliki stabilitas yang baik jika memiliki persentase pergeseran viskositas kurang dari 10% (Zatz et al, 1996). Uji viskositas dilakukan dua kali, yaitu dua hari setelah pembuatan gel dan setelah gel disimpan selama 30 hari pada suhu kamar (Voight, 1994).
5. Uji daya antibakteri gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau a. Pembuatan suspensi Escherichia coli
Sebanyak satu ose koloni bakteri Escherichia coli diambil dari stok bakteri, bakteri dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi media Muller Hinton Broth (MHB) steril dan diinkubasi. Kekeruhan suspensi bakteri Escherichia coli disesuaikan dengan standar 0,5 Mac Farland (Gupte, 2006).
b. Pembuatan kontrol media
diinkubasi. Setelah inkubasi, cawan kontrol diamati dan dibandingkan dengan perlakuan.
c. Pembuatan kontrol pertumbuhan bakteri
Suspensi bakteri dituang dalam cawan petri. Media MHA steril ditambahkan, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Cawan petri diinkubasi. Selanjutnya, pertumbuhan bakteri uji diamati melalui kekeruhan media dan dibandingkan dengan perlakuan. d. Uji daya antibakteri gel terhadap Escherichia coli
Suspensi bakteri dituang dalam cawan petri. Media MHA steril ditambahkan, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri merata. Media dibiarkan memadat lalu diletakkan paper disk berukuran 6 mm yang sebelumnya telah dicelupkan dalam formula gel (perlakuan) atau basis (kontrol negatif). Sebanyak 5 paper disk diletakkan dalam cawan petri. Setiap paper disk mengandung gel formula F1, formula Fa,
formula Fb, formula Fab, dan basis. Cawan petri diinkubasi. Selanjutnya,
diameter zona hambat diukur dan dibandingkan dengan kontrol positif. Kontrol positif yang digunakan adalah minyak daun sirih hijau dengan konsentrasi 5% yang sebelumnya telah dilakukan uji aktivitas antibakteri. Replikasi pengujian dilakukan tiga kali (Kusmiyati, 2006).
F. Analisis Hasil
dan uji daya antibakteri. Data sifat fisik yaitu viskosistas dan daya sebar, dianalisis menggunakan Design Expert 9.0.4 dengan taraf kepercayaan 95%. Formula pada area optimum dipilih dan diuji kembali sifat fisiknya lalu dibandingkan dengan nilai respon teoretisnya menggunakan uji T tidak berpasangan pada perangkat lunak R Studio dengan taraf kepercayaan 95 % sebagai hasil verifikasi komposisi area optimum yang diperoleh.
33 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Karakterisasi Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau
Pada penelitian ini menggunakan minyak atsiri daun sirih hijau (Oleum Piper betle L.) diperoleh dari CV. Nusa Aroma Tangerang. Identifikasi minyak
atsiri daun sirih hijau dapat dibuktikan dengan membandingkan hasil karakterisasi dengan Certificate of Analysis (COA) (Lampiran 1). Verifikasi dilakukan oleh penulis untuk uji organoleptis dan indeks bias, sedangkan uji bobot jenis dilakukan oleh LPPT UGM Yogyakarta. Tujuan pengujian ini untuk memastikan kualitas identitas dari minyak atsiri daun sirih hijau yang diperoleh. Hasil karakterisasi minyak atsiri daun sirih hijau dijabarkan dalam tabel IV.
Tabel IV. Hasil karakterisasi minyak atsiri daun sirih hijau
Uji Hasil
Karakterisasi COA
Organoleptis
Kuning kecoklatan Kuning kecoklatan Khas aromatik
minyak atsiri daun sirih hijau yang digunakan. Minyak atsiri bersifat tidak stabil terhadap pengaruh lingkungan, baik pengaruh oksigen udara, sinar matahari, dan panas karena terdiri dari berbagai macam komponen penyusun (Gunawan and Mulyani, 2004).
Minyak atsiri daun sirih hijau yang diperoleh dari CV. Nusa Aroma Tangerang tetap digunakan pada penelitian ini. Hal ini karenaminyak atsiri daun sirih hijau yang diperoleh dari CV. Nusa Aroma Tangerang mengandung eugenol sebesar 14,8% dan kavibetol sebesar 11,4% untuk dapat menghasilkan aktivitas antibakteri (lampiran 1). Menurut hasil penelitian Arambawela et al. (2005) bahwa minyak atsiri daun sirih hijau memiliki kandungan eugenol sebesar 9,72%-13,41% dan kavibetol sebesar 2,12%-12,55% untuk menghasilkan aktivitas antibakteri.
B.Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau terhadap Escherichia coli
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Keterangan : Hasil uji antibakteri minyak atsiri daun sirih hijau. (a) replikasi 1
konsentrasi 6-10%, (b) replikasi 2 konsentrasi 10%, (c) replikasi 3 konsentrasi 6-10%.
Gambar 3. Hasil pengukuran diameter zona hambat minyak atsiri daun sirih hijau terhadap Escherichia coli
Pada gambar 4, menunjukkan bahwa semakin meningkat konsentrasi minyak atsiri daun sirih hijau, maka semakin besar diameter zona hambat yang dihasilkan. Dalam penelitian ini digunakan konsentrasi 1-10%, pada konsentrasi minyak atsiri daun sirih hijau 1% - 3% tidak menghasilkan aktivitas antibakteri. Pada konsentrasi minyak atsiri daun sirih hijau 4% mulai menunjukkan aktivitas antibakteri dan kontrol pelarut tidak menunjukkan adanya zona hambat yang berarti bahwa pelarut etanol 96% yang digunakan tidak memiliki aktivitas antibakteri. Hal ini sesuai dengan penelitian Arambewela et al., (2005) bahwa minyak atsiri daun sirih hijau dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli.
C.Sifat Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau Pengujian sifat fisik penting dilakukan untuk mengetahui kualitas sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau yang dibuat. Sifat fisik sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau yang dievaluasi meliputi organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar. Dalam penelitian ini, pengujian sifat fisik dilakukan 48 jam setelah pembuatan untuk memberi waktu pada sediaan agar dapat membentuk sistem gel setelah proses pembuatan, sehingga hasil pengukuran tidak terpengaruh oleh gaya gesekan dan energi saat pencampuran bahan.
1. Uji organoleptis dan pH
Gel perlu dievaluasi secara organoleptis dan pH karena mempengaruhi kualitas visual dan acceptability. Organoleptis yang diamati meliputi warna, konsistensi, bau, dan homogenitas. Hasil uji sifat fisik gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau disajikan pada tabel V.
Tabel V. Hasil organoleptis dan pH gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau Konsistensi Semisolid Semisolid Semisolid Semisolid
Bau Khas daun Homogenitas Homogen Homogen Homogen Homogen
pH 6 6 6 6
Warna putih bening yang keruh disebabkan karena warna kuning pekat dari minyak atsiri yang dicampurkan dalam sediaan. Bau yang dimiliki sediaan yaitu berbau khas daun sirih yang menyengat. Hal ini menunjukkan bahwa sebaiknya perlu ditambahkan parfum ke dalam sediaan untuk memperbaiki wangi sediaan, sehingga akan meningkatkan acceptability terhadap sediaan.
Sediaan topikal gel yang menggunakan karbopol sebagai gelling agent harus memiliki pH basa, yaitu range pH 5-10 agar terbentuk polimer
gel (Zatz and Kushla, 1996). Gel dengan pH 6 dihasilkan setelah penambahan trietanolamin (TEA). TEA yang bersifat basa digunakan untuk menetralisasi karbopol 940. Sebelum penambahan TEA, karbopol 940 dalam air berbentuk tak terion pada pH 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel. Penambahan TEA akan menggeser kesetimbangan ionik dan membentuk garam yang larut. Terbentuk ion yang tolak menolak dan polimer menjadi kaku dan rigid sehingga terbentuk gel dan meningkatkan pH sediaan.
Sediaan gel dalam penelitian ini memiliki nilai pH 6 di mana sediaan telah terbentuk polimer gel dalam pH yang sesuai range yang ditentukan. Selain itu telah sesuai dengan keadaan fisiologis kulit manusia, yaitu pH 4,5-7 (Buchmann, 2001).
2. Uji viskositas
mengalir sehingga sediaan sulit dituang, sedangkan apabila viskositas yang semakin rendah maka sediaan mudah mengalir. Hasil pengukuran viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau disajikan pada gambar 5.
1 1.6 2.2 2.8 3.4 4
Gambar 5. Contourplot respon viskositas
Contourplot di atas menunjukkan gambaran hasil pengukuran
viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau. Berdasarkan hasil contourplot, menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi karbopol 940
Gambar 6. Karbopol dalam bentuk coiled (Noveon, 2002).
Persamaan desain faktorial didapatkan untuk mengetahui efek karbopol 940 dan sorbitol terhadap viskositas. Berdasarkan program Design Expert 9.0.4 trial, persamaan desain faktorial untuk viskositas adalah sebagai
berikut: Y = -72,222 + 100,556(X1) – 0,389(X2) + 0,722(X1)(X2)...(2)
dengan Y sebagai respon viskositas, X1 adalah karbopol 940, X2 adalah
sorbitol, dan X1X2 adalah interaksi antara karbopol 940 dan sorbitol. Analisis
statistik ANOVA menunjukkan bahwa model regresi persamaan respon viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau signifikan (p-value < 0,05) sehingga dapat digunakan untuk optimasi. Hal ini dapat dibuktikan dari grafik normal probabilitas dan residual (gambar 7) yang menunjukkan bahwa sebaran residual cukup linier sehingga model regresi linier cukup baik.
Efek merupakan suatu perubahan respon yang disebabkan adanya variasi level faktor. Berdasarkan persamaan faktorial Design Expert 9.0.4 trial, nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksinya dalam menentukan
respon viskositas dapat dilihat pada tabel VI.
Tabel VI. Nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksinya terhadap respon viskositas
Faktor Efek p-value
Karbopol 940 314,67 < 0,0001 Sorbitol 11,33 0,0007 Interaksi 8,67 0,0034
Berdasarkan tabel VI, karbopol 940, sorbitol, dan interaksi kedua faktor memiliki efek bernilai positif. Hal ini menunjukkan karbopol 940, sorbitol, dan interaksi kedua faktor memiliki efek meningkatkan viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau. Karbopol 940, sorbitol, dan interaksi kedua faktor merupakan faktor yang mempengaruhi viskositas gel secara signifikan (p-value > 0,05), namun faktor yang mempengaruhi viskositas gel secara dominan adalah karbopol 940. Hal ini ditunjukkan dengan nilai efek yang paling besar dibandingkan sorbitol dan interaksi kedua faktor.
Gambar 8 menunjukkan adanya peningkatan penggunaan karbopol 940 yang dapat mempengaruhi viskositas gel. Berdasarkan gambar 8, peningkatan karbopol 940 dapat meningkatkan viskositas gel pada sorbitol level rendah maupun tinggi. Grafik peningkatan viskositas naik secara signifikan, menunjukkan bahwa karbopol 940 berpengaruh dominan terhadap respon viskositas.
3. Uji daya sebar
Tujuan pengujian daya sebar terhadap gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau untuk mengetahui kemampuan sediaan gel dapat menyebar saat diaplikasikan di kulit. Daya sebar bertanggung jawab terhadap kemudahan pengaplikasian, penghantaran obat ke tempat aksi, dan penerimaan konsumen (Garg et al., 2002). Daya sebar dipengaruhi viskositas. Semakin tinggi viskositas sediaan maka semakin kecil kemampuan sediaan menyebar (Garg et al., 2002). Hasil pengukuran daya sebar gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau disajikan pada gambar 9.
Contourplot di atas menunjukkan gambaran hasil pengukuran daya
sebar gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau. Berdasarkan hasil contourplot (gambar 9), menunjukkan bahwa semakin banyak penggunaan
karbopol 940 maka daya sebar gel akan semakin menurun. Penurunan daya sebar dengan adanya penambahan karbopol 940 disebabkan karena polimer semakin rigid sehingga viskositas akan semakin tinggi. Viskositas yang semakin tinggi ini akan mengakibatkan kemampuan gel untuk menyebar di kulit semakin rendah.
Persamaan desain faktorial didapatkan untuk mengetahui efek dari karbopol 940 dan sorbitol terhadap daya sebar. Berdasarkan program Design Expert 9.0.4 trial, persamaan desain faktorial yang diperoleh untuk respon
daya sebar adalah sebagai berikut:
Y = 6,867 – 0,979(X1) + 1,389e-003(X2) – 3,472e-003(X1)(X2)...(3) dengan Y sebagai respon daya sebar, X1 adalah karbopol 940, X2 adalah
sorbitol, dan X1X2 adalah interaksi antara karbopol 940 dan sorbitol. Analisis
Gambar 10. Grafik residual daya sebar terhadap probabilitas normal
Berdasarkan persamaan design faktorial Design Expert 9.0.4 trial, nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksinya dalam menentukan respon daya sebar dilihat pada tabel VII.
Tabel VII. Nilai efek karbopol 940, sorbitol, dan interaksi keduanya terhadap respon daya sebar
Faktor Efek p-value
Karbopol 940 -3,000 < 0,0001 Sorbitol -0,058 0,3778 Interaksi -0,042 0,5236
Gambar 11. Grafik hubungan karbopol 940 terhadap daya sebar
Gambar 11 menunjukkan adanya peningkatan penggunaan karbopol 940 yang dapat mempengaruhi daya sebar gel. Berdasarkan gambar 11, peningkatan karbopol 940 dapat menurunkan daya sebar gel pada sorbitol level rendah maupun tinggi. Grafik penurunan daya sebar turun secara signifikan, menunjukkan bahwa karbopol 940 berpengaruh dominan terhadap respon daya sebar.
Hasil ini sudah sesuai bahwa nilai viskositas berbanding terbalik dengan nilai daya sebar. Penambahan jumlah karbopol 940 dan sorbitol mampu meningkatkan viskositas dan menurunkan daya sebar gel karena tahanan gel untuk mengalir semakin besar sehingga kemampuan gel untuk menyebar di kulit semakin rendah.
D.Optimasi Formula
kriteria, yaitu menentukan batasan viskositas dan daya sebar gel. Batasan ditentukan berdasarkan pengujian sifat fisik pada produk pasaran dan orientasi yang telah dilakukan sebelumnya. Batasan viskositas dan daya sebar dapat dilihat pada tabel VIII.
Tabel VIII. Nilai batasan viskositas dan daya sebar gel hand sanitizer minyak daun sirih hijau
Kriteria Nilai Batasan
Batas Rendah Batas Tinggi
Viskositas (dPa.s) 30 90
Daya Sebar (cm) 4 7
Berdasarkan tabel VIII, kriteria nilai batasan viskositas ditentukan dalam rentang 30-90 dPa.s karena dalam rentang tersebut menghasilkan sediaan gel yang tidak terlalu encer dan tidak terlalu kental. Kriteria nilai batasan daya sebar ditentukan dalam rentang 4-7 cm karena dalam rentang tersebut menghasilkan gel yang mudah menyebar dan nyaman saat diaplikasikan.
Gambar 12. Contourplot superimposed gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih
Titik X1 merupakan jumlah karbopol 940 dan X2 merupakan jumlah
sesuai yang ditentukan. Pada gambar 12, area berwarna kuning diprediksi sebagai area komposisi optimum dari karbopol 940 dan sorbitol untuk mendapatkan sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih yang sesuai dengan kriteria diinginkan. Area berwarna kuning perlu diverifikasi agar persamaan contourplot superimposed yang diperoleh valid.
E.Pengujian Sifat Fisik Sabun Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau Formula Optimum
Formula optimum yang didapatkan dari metode desain faktorial menggunakan Design Expert 9.0.4 trial ini perlu diverifikasi untuk mengetahui nilai viskositas dan daya sebar dari contourplot superimposed valid atau tidak. Verifikasi formula optimum dilakukan dengan mengambil dua titik secara acak dari beberapa solusi formula yang diberikan. Titik pertama (F1) yang diambil
yaitu jumlah komposisi karbopol 940 sebanyak 1 gram dan sorbitol sebanyak 10 gram. Titik kedua (F2) yang diambil yaitu jumlah komposisi karbopol 940
sebanyak 1,215 gram dan sorbitol sebanyak 5,348 gram. Data yang diperoleh dibandingkan secara statistik menggunakan uji T tidak berpasangan untuk mengetahui signifikansi perbedaan nilai teoritis dan hasil pengujian.
Tabel IX. Hasil perbandingan teoritis dan verifikasi formula optimum
Respon Formula Teoritis Hasil
Verifikasi p-value Viskositas (dPa.s) F1 31,667 31,333 0,6369
F2 52,542 52,666 0,7804
Daya Sebar (cm) F1 5,867 5,807 0,5367
Berdasarkan tabel IX, perbedaan antara viskositas teoritis dengan hasil verifikasi berbeda tidak signifikan (p-value > 0,05) dan daya sebar teoritis dengan hasil verifikasi memiliki perbedaan tidak signifikan (p-value > 0,05). Hal ini menunjukkan bahwa gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau yang dibuat telah sesuai dengan teoritis yang dihasilkan dari contourplot superimposed. Hal ini membuktikan bahwa formula optimum contourplot superimposed yang diperoleh dari persamaan desain faktorial menggunakan Design Expert 9.0.4 telah valid.
F.Stabilitas Fisik Gel Hand Sanitizer Minyak Atsiri Daun Sirih Hijau Stabilitas fisik gel terkait dengan keamanan dan penerimaan konsumen sehingga perlu dilakukan pengujian stabilitas fisik gel. Parameter stabilitas fisik gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau dilihat dari organoleptis, pH, viskositas, dan daya sebar. Parameter tersebut diamati dan diukur perubahannya selama 30 hari setelah pembuatan gel, yaitu setiap periode waktu 48 jam, 9 hari, 16 hari, 23 hari, dan 30 hari.
1. Organoleptis dan pH
Pengujian stabilitas pH dilakukan untuk mengetahui pergeseran pH selama 30 hari. Apabila pH sediaan tidak masuk dalam range kulit manusia maka akan menimbulkan sifat iritatif. Hasil menunjukkan tidak terdapat pergeseran pH selama masa penyimpanan 30 hari (lampiran 6). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan karbopol 940 dan sorbitol mampu menghasilkan sediaan gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau yang stabil secara pH.
2. Pergeseran viskositas
Stabilitas viskositas perlu diamati untuk mengetahui penurunan nilai viskositas selama masa penyimpanan 30 hari. Penurunan viskositas ini terkait dengan kemudahan gel mengalir pada saat diaplikasikan.
Gambar 13. Grafik stabilitas viskositas gel hand sanitizer minyak atsiri daun sirih hijau selama penyimpanan 30 hari
