OPTIMASI FORMULA GEL
UV PROTECTION FILTRAT
WORTEL (Daucus carota, Linn.) : TINJAUAN TERHADAP
HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL DAN SORBITOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh:
Desy Chrismawati
NIM : 048114015
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
ii
OPTIMASI FORMULA GEL
UV PROTECTION FILTRAT
WORTEL (Daucus carota, Linn.) : TINJAUAN TERHADAP
HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL DAN SORBITOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh:
Desy Chrismawati
NIM : 048114015
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
iii
v
Halaman Per sembahan
Kuper sembahkan kar ya ini unt uk Tuhan dan or ang2 t er kasihku ....
Tanpa mer eka aku bukan siapa-siapa
Tuhan,...
Berikanlah akukekuatanuntuk mengubah apa yang dapat kuubah
Berikanlah akukepasrahan untuk menerima apa yang tak dapat kuubah
dan ....
Berikanlah akukebijaksanaan untuk dapat membedakan keduanya...
Aku meminta semua hal, agar aku dapat menikmati hidup. D iberiN ya aku hidup, agar aku dapat menikmati semua hal.
Aku tidak mendapat sesuatu pun yang aku minta. T etapi mendapat semua yang kubutuhkan.
It i s n i ce t o be i mport an t
But
It i s more i m port an t t o be n i ce
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Desy Chrismawati
Nomor Mahasiswa : 048114015
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : Optimasi Formula Gel UV Protection Filtrat Wortel (Daucus carota, Linn.) : Tinjauan terhadap Humektan Propilen Glikol dan Sorbitol.
Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 28 Januari 2008
Yang menyatakan
vii PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan karena atas berkat dan rahmat Nya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Adapun skripsi
ini disusun dan diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Strata 1 (S1) Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm).
Dalam proses penyusunan skripsi ini tentunya sangat tidak mudah.
Dibutuhkan banyak bantuan pikiran, tenaga, semangat, doa, dan dana agar
akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu dengan
kerendahan hati penulis ingin berterima kasih kepada berbagai pihak yang
banyak membantu penulis antara lain :
1. My Almighty God ”Jesus” untuk cinta-Nya yang tak pernah padam.
2. Rita Suhadi, M.Si, Apt selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis.
4. C.M. Ratna Rini Nastiti, S.Si, Apt selaku Dosen penguji yang telah
menguji sekaligus memberi saran dan kritik yang membangun bagi
penulis.
5. Agatha Budi Susiana, M.Si, Apt selaku dosen penguji atas
kesediaannya memberikan waktu untuk menjadi dosen peguji.
6. Mami dan papi ku tercinta untuk segala dukungan dan bimbingannya
selama ini.
7. Kokoh Tanamal tercinta yang membuat hidupku menjadi lebih hidup.
viii
8. Tomi adikku tersayang untuk saran dan dukungannya.
9. Silvia”Cipi”Margaretha teman terbaikku untuk pertemanan kita
selama ini dan selamanya.
10. Tim Project Wortel (Cipi, Dk, Ine, Ella, BA, Finza, Andri) yang
selalu berbagi suka duka di laboratorium bersama.
11. Anak-anak FST 2004 yang memberikan banyak saran dan masukan
untuk skripsi ini.
12. Anak-anak AMAKUSA (Cipi, Heni, Ine, Dk, Cendut, Tata, Ayu,
Tyas, Nova, Nike, Jenoy, Nenes, Uut, Dewi, Dian, Yemi, Mira, Flori,
Reta, Titin, Lia, dll).
13. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Ottok, serta
laboran-laboran yang lain atas bantuannya selama penulis menyelesaikan
laporan akhir.
14. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini.
Penulis menyadari bahwa mungkin skripsi ini masih memiliki banyak
kekurangan disana-sini karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan
penulis. Oleh karena itu penulis dengan kerendahan hati mengharapkan adanya
saran dan kritik yang membangun yang berguna bagi penelitian selanjutnya.
Demikian, semoga skripsi ini dapat berguna bagi para pembaca sekalian.
Tuhan memberkati.
ix
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis
ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah
disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya
ilmiah.
Yogyakarta, 28 Januari 2008
Desy Chrismawati
x
INTISARI
Penelitian ini merupakan penelitian mengenai optimasi formula gel
UV protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.). Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan area optimum dari formula gel UV protection filtrat wortel dengan komposisi humektan propilenglikol dan sorbitol yang sesuai untuk menghasilkan sifat fisik sediaan gel yang baik. Selain itu juga bertujuan untuk melihat profil sifat fisik dan stabilitas dari gel UV protection filtrat wortel.
Penelitian ini termasuk dalam kategori penelitian eksperimental eksploratif. Metode optimasi formula yang digunakan adalah Simplex Lattice Design (SLD) 2 komponen. Optimasi dilakukan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik yang meliputi viskositas, daya sebar dan persen pergeseran viskositas sediaan gel setelah penyimpanan selama satu bulan.
Semua formula pada penelitian ini memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang baik. Namun berdasarkan metode uji Fhitung pada ketiga persamaan SLD didapatkan hasil bahwa hanya persamaan untuk daya sebar saja yang regresi dan dapat digunakan untuk memprediksi respon. Dengan demikian kedua persamaan yang tidak regresi tidak dapat digunakan untuk menentukan komposisi optimum dari kedua humektan dan tidak dapat digunakan untuk memprediksi respon dari persamaan SLD yang dihasilkan.
Berdasarkan profil sifat fisiknya dapat diketahui bahwa pencampuran kedua humektan akan meningkatan daya sebar dan viskositas dari sediaan namun akan menurunkan persen pergeseran viskositas.
xi
ABSTRACT
The research was about the optimization of formula for making UV protection of carrot filtrate (Daucus carota, Linn.) gels. This research aimed to obtain the optimum composition of the humectants which were propilenglikol and sorbitol, which showed good physical properties and good stability of gels. In addition, it aimed to investigate the physical properties and stability profiles of UV protection carrot filtrate gels.
The design of the research was experimental explorative. The method used to optimize the formula was two components Simplex Lattice Design (SLD). Optimization was conducted in terms of viscocity and spreadibility; as well as physical stability (percentage of viscocity shift of storage over one month).
All formula in this research showed good physical properties and stability. But, the result of Flevene test for three equations of SLD indicated that the equation of spreadibility was the only equation which was regression and available to predict the response. Therefore, those equations cannot be used to obtain an optimum composition of the humectants. The response cannot be predicted by the SLD equation due to the in regression equation.
Based on the physical profile of the gels, combination of the humectants could increase both spreadibility and viscocity properties. Meanwhile, the combination of the humectants could decrease of percentage of viscocity shift response.
Keywords: carrot filtrate, UV protection, humectants, physical properties, physical stability, Simplex Lattice Design two component
xii DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN... vi
PRAKATA ... vii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...ix
INTISARI ... x
ABSTRACT ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ...xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN... xvii
BAB I. PENGANTAR... 1
A. Latar Belakang... 1
B. Perumusan Masalah ... 4
C. Keaslian Karya ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 5
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ... 6
xiii
B. Beta karoten ... 7
C. UV Protection ... 7
D. Spektrofotometri ... 9
E. Gel ... 10
F. Humektan ... 12
G. Simplex Lattice Design ... 13
H. Daya sebar ... 15
I. Viskositas ... 16
J. Keterangan empiris ... 16
BAB III. METODE PENELITIAN ... 18
A. Jenis Rancangan Penelitian ... 18
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 18
C. Bahan dan Alat ... 19
D. Tata Cara Penelitian... 20
1. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat wortel... 20
2. Pembuatan GelUV protection filtrat wortel... 22
3. Memprediksi nilai SPF beta karoten dalam filtrat wortel .. 23
4. Optimasi formula GelUV protection filtrat wortel ... 23
E. Analisis Data dan Optimasi ... 24
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25
A. Pembuatan filtrat wortel... 25
B. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat wortel ... 26
C. Pembuatan gelUV protection filtrat wortel ... 29
xiv
D. Pengukuran SPF filtrat wortel ... 31
E. Uji sifat fisik dan stabilitas gelUV protection filtrat wortel.... 34
F. Optimasi formula gelUV protection filtrat wortel ... 37
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN … ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 43
LAMPIRAN ... 46
xv
DAFTAR TABEL
Tabel I. Formula untuk Metode SLD ... 22
Tabel II. Pengukuran Absorbansi larutan baku beta karoten ... 28
Tabel III. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat wortel ... 29
Tabel IV. Perhitungan SPF Filtrat Wortel... 33
Tabel V. pH gel ... 35
Tabel VI. Uji Sifat Fisik Sediaan Gel ... 36
Tabel VII. Komposisi humektan untuk tiap formula ... 37
Tabel VIII. Persamaan SLD respon uji... 37
Tabel IX. Perhitungan regresi persamaan SLD ... 39
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur beta karoten ... 7
Gambar 2. Struktur karbopol ... 11
Gambar 3. Struktur propilenglikol ... 13
Gambar 4. Struktur sorbitol ... 13
Gambar 5. Hasil scanning beta karoten... 27
Gambar 6. Kurva baku beta karoten ... 28
Gambar 7. Spekra UV (250-400 nm) baku beta karoten ... 32
Gambar 8. Spektra UV (250-400 nm) filtrat wortel ... 32
Gambar 9. Respon daya sebar ... 38
Gambar 10. Respon viskositas ... 38
Gambar 11. Respon persen pergeseran viskositas... 38
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan kadar filtrat wortel ... 46
Lampiran 2. Perhitungan persen pergeseran viskositas ... 48
Lampiran 3. Perhitungan Persamaan SLD ... 50
Lampiran 4. Data uji regresi persamaan menggunakan metode Fhitung ... 56
Lampiran 5. Dokumentasi ... 62
1 BAB I
PENGANTAR
A. Latar Belakang
Sinar Ultraviolet (UV) dari matahari tidak selalu berbahaya, sinar ini
dapat bermanfaat untuk meningkatkan aliran darah di kulit, membantu perubahan
provitamin D menjadi vitamin D, serta mengubah potensial redoks pada jaringan
epidermis menjadi lebih mudah direduksi sehingga dapat mengaktifkan vitamin,
hormon, dan enzim. Namun terlalu banyak paparan sinar UV dapat menyebabkan
sunburn, premature aging, dan kanker kulit (Ley and Reeve, 1997). Kulit yang
terpapar sinar matahari secara terus menerus akan menyebabkan kulit menjadi
kering.
Spektrum sinar UV yang sampai ke bumi adalah UV-A ( 320 nm-400
nm) dan sebagian kecil UV-B ( 280 nm-320 nm), sedangkan UV C yang
memiliki sifat lebih merusak tidak sampai ke permukaan bumi karena diblok oleh
lapisan ozon di stratosfer. Namun adanya penipisan lapisan ozon oleh reaksi
fotokimia termasuk chlorofluorocarbons (CFC) menyebabkan lebih banyak sinar
UV-B yang dapat sampai ke permukaan bumi (Halliwell and Gutteridge, 1999).
Sinar UV yang secara biologis paling berpotensi menyebabkan eritema dan
hiperpigmentasi adalah sinar UV dengan panjang gelombang 280–320 nm (UV B)
(Jellinek, 1970).
Radikal bebas yang dihasilkan oleh radiasi sinar UV pada kulit akan
2
Reactive oxygen species (ROS) yang diproduksi setelah terjadi paparan sinar UV
akan berinteraksi dengan antioksidan pelindung kulit dan akan mempengaruhi
struktur kulit sepertielastic fibers atau sel-sel kulit sehingga kulit menjadi kering
dan lama kelamaan sel-sel kulit menjadi mati. Efek merugikan dari radiasi sinar
UV dapat dikurangi dengan penggunaan senyawa antioksidan baik secara per oral
maupun topikal. Karena senyawa antioksidan tersebut dapat mengontrol produksi
radikal bebas dan stress oksidatif yang dihasilkan akibat radiasi UV (Morquio, A.,
Rivera-Megret, F., Dajas, F., 2005).
Golongan karotenoid merupakan senyawa antioksidan yang efektif, salah
satu diantaranya adalah beta karoten. Studi epidemologi menunjukkan bahwa
terdapat pengurangan resiko kanker paru–paru dan beberapa kanker lain dengan
peningkatan konsumsi makanan yang kaya akan beta karoten (Young and Lowe,
2000).
Pada penelitian kali ini digunakan zat aktif yang berasal dari alam yaitu
ekstrak wortel yang mengandung beta karoten. Wortel merupakan salah satu
tanaman yang berkhasiat sebagai prekursor vitamin A dan antioksidan alami.
Wortel diketahui mengandung beta karoten yang cukup tinggi yaitu sekitar 740µg
(Afriansyah, 2002). Beta karoten sebagai antioksidan banyak digunakan untuk
pencegahan dan pengobatan penyakit yang berhubungan dengan strees oksidatif
(Sies and Stahl, 2004). Aktivitas fotoprotektif dari karotenoid berhubungan
dengan sifatnya sebagai antioksidan, yaitu dapat memakan molekul singlet
oksigen dan radikal peroksida (Sies and Stahl, 2004). Kemampuan beta caroten
mengurangi ROS dipengaruhi oleh posisi energi level pada tingkat eksitasi yang
dipengaruhi oleh adanya ikatan double bound C=C yang dapat mengurangi
terjadinya proses oksidasi dengan mekanisme transfer energi (Young and Lowe,
2000). Oleh karena itu, ekstrak wortel dapat digunakan sebagai alternatif dalam
pembuatan sediaan UV protection karena bersifat antioksidan sehingga dapat
mengurangi kerusakan oksidatif akibat ROS.
Teknologi terbaru untuk bentuk sediaan produk semisolid adalah sediaan
gel. Gel memiliki sifat lebih baik dibandingcream danlotion dan nyaman dalam
penggunaannya. Sediaan gel memiliki keuntungan yaitu memberikan sensasi
dingin dan dapat melembabkan kulit ketika diaplikasikan. Selain itu sediaan gel
dilihat dari sisi estetikanya lebih menarik dibandingkancream danlotion sehingga
masyarakat akan lebih tertarik untuk menggunakan sediaan topikal gel dibanding
sediaan topikal yang lain.
Humektan dalamUV protection dapat digunakan sebagai pelembab yang
dapat mengurangi penguapan air dari sediaan sehingga sediaan akan tinggal lama
di permukaan kulit dan lebih lama mengurangi efek paparan terhadap radiasi sinar
UV. Dalam pembuatan gel UV protection ini digunakan humektan berupa
propilenglikol dan sorbitol. Propilenglikol akan meningkatkan kelarutan zat
lipofilik (beta karoten) ke dalam matriks hidrogel sedangkan sorbitol yang
higroskopis akan menjaga konsistensi dari sediaan sehingga sediaan lebih stabil.
Pendekatan yang digunakan pada optimasi formula gelUV protection ini
menggunakan metode Simplex Lattice Design. Pendekatan ini memungkinkan
formulator untuk mendapatkan area optimum campuran dari kedua humektan
4
Penelitian mengenai sediaan UV protection sediaan gel filtrat wortel
belum pernah dilakukan sebelumnya. Penelitian yang ada sudah menguji efek beta
karoten murni sebagai antioksidan secara peroral yang dapat mengurangi efek
radiasi dari UV. Namun belum ditemukan penelitian mengenai efek perasan filtrat
wortel yang berpotensi dalamUV protection.
B. Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan diteliti adalah:
1. Adakah range komposisi optimum dalam pembuatan sediaan gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) bila diuji secara fisis (uji daya
sebar dan uji viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas)
menggunakan metodeSimplex Lattice Design?
2. Berapakah range komposisi humektan dalam formula gel UV protection
filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) yang menghasilkan formula optimum?
3. Bagaimanakah profil sifat fisik dan stabilitas fisik gel UV protection filtrat
wortel (Daucus carota,Linn.) ?
C. Keaslian Karya
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Optimasi
Formula Gel UV protection Filtrat Wortel (Daucus carota, Linn.) : Tinjauan
Terhadap Humektan Propilenglikol dan Sorbitol belum pernah dilakukan dan
dipublikasikan.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini secara teoritis menambah informasi bagi ilmu pengetahuan,
khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai aplikasi Simplex Lattice Design
pada proses pembuatan gelUV protection. Penelitian ini secara praktis bermanfaat
untuk mengetahui jumlah komposisi humektan yang menghasilkan gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.) yang memiliki sifat fisis (daya
sebar dan viskositas) yang baik.
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui range komposisi optimum dalam pembuatan gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) bila diuji secara fisis (uji daya
sebar dan uji viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas)
menggunakan metodeSimplex Lattice Design.
2. Untuk mengetahui range komposisi humektan dalam formula gel UV
protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan formula
optimum.
3. Untuk melihat profil sifat fisik dan stabilitas fisik dari gelUV protection filtrat
6 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Wortel ( Daucuss carrota, Linn. )
Famili : Apiaceae
Uraian : Wortel adalah tumbuhan sayur yang ditanam sepanjang tahun.
Terutama di daerah pegunungan, yang memiliki suhu udara dingin dan lembab.
Wortel mempunyai batang daun basah berupa sekumpulan pelepah (tangkai daun)
yang muncul dari pangkal buah bagian atas (umbi akar), mirip daun seledri.
Kandungan Kimia
Wortel mempunyai nilai kandungan vitamin A yang tinggi yaitu sebesar
12.000 SI. Sementara komposisi kandungan unsur yang lain adalah kalori sebesar
42 kalori, protein 1,2 gram, lemak 0,3 gram; hidrat arang 9,3 gram; kalsium 39
mg; fosfor 37 mg; besi 0,8 mg; vit B1 0,06 mg; dan vit C 6 mg. Komposisi di atas
diukur per 100 g (Arisandi dan Andriani, 2006).
Kadar beta karoten yang terkandung dalam wortel (740 µg) hampir dua
kali lipat lebih banyak dari kandungan beta karoten dalam kangkung (380µg) dan
tiga kali lebih banyak kandungan beta karoten daun caisin (286µg). Makin jingga
warna wortel, makin tinggi kadar beta karoten-nya (Afriansyah, 2002).
B. Beta Karoten
Beta karoten adalah molekul yang memberikan warna oranye pada
wortel. Beta karoten termasuk dalam kategori senyawa karotenoid, yang banyak
ditemukan pada buah dan sayur juga terdapat dalam kuning telur.
Gambar 1. Struktur beta karoten(Evens, 2000)
Fungsi dari beta caroten sangat penting sebagai antioksidan dan
mencegah kanker. Ikatan terkonjugasi dari beta karoten bertanggungjawab
terhadap penyerapan sinar gelombang tampak dan menyebabkannya berwarna.
Daerah serapan beta caroten terdapat pada daerah panjang gelombang 400-500nm.
(Evens, 2000). Beta karoten terlarut dalam CS2, benzene, dan kloroform. Agak
larut dalam ether dan petroleum ether; sukar larut dalam metanol dan etanol dan
praktis tidak larut dalam air, basa, dan asam (Anonim, 1989).
C.UV protection
Paparan sinar matahari dapat menyebabkan beberapa efek biokimia.
Sebagai reaksi primer, sinar pada panjang gelombang tertentu dapat bereaksi
dengan kromofor yang sesuai. Kromofor ini secara langsung dapat merusak atau
dapat bertindak sebagai photosensitizer untuk reaksi lain. Reaksi photooxidative
dengan adanya kehadiran oksigen dapat menginisiasi terjadinya ROS pada
8
radikal peroksida dapat merusak molekul biologis dan fungsinya. Reaksi
photooxidative merupakan awal dari timbulnya premature-skin aging dan proses
patofisiologis lain akibat kerusakan photosensitivity dari kulit (Sies and Stahl,
2004).
Secara umum antioksidan dapat didefinisikan sebagai substansi yang pada
konsentrasi yang rendah, dapat mengurangi oksidasi (Halliwell,B.and Gutteridge,
J.M.C., 1999). Aktivitas photoprotective dari karotenoid berhubungan dengan
sifatnya sebagai antioksidan, yaitu dapat memakan molekul singlet oksigen dan
radikal peroksida (Sies and Stahl, 2004). Kemampuan beta caroten mengurangi
ROS dipengaruhi oleh posisi energi level pada tingkat eksitasi yang dipengaruhi
oleh adanya ikatan double bound C=C yang dapat mengurangi terjadinya proses
oksidasi dengan mekanisme transfer energi (Youngand Lowe, 2000).
Minimal erythema dose (MED) adalah karakteristik untuk mengetahui
sensitivitas dari seseorang untuk mengalami resiko erythema akibat paparan sinar
UV (Sies and Stahl,2004). SPF adalah rasio minimal erythema dosage (MED)
pada kulit manusia yang diproteksi oleh agenUV protection terhadap MED kulit
manusia yang tidak diproteksi oleh agenUV protection (Walters, 1997).
Spektra distribusi dari kemampuan proteksi terhadap sinar UV diketahui
dengan memplotkan spektra absorbansi film-tipis (thin-film absorbance spectrum)
terhadap panjang gelombang.
Rumus hubungan antara serapan dengan SPF :
D. Spektrofotometri Visibel
Spektrofotometri Visibel (Vis) merupakan anggota teknik analisis
spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik sinar tampak
(380-780 nm). Pada umumnya pelarut yang sering dipakai dalam analisis
Spektrofotometri UV-Vis adalah air, etanol, sikloheksan, dan isopropanol. Namun
demikian, perlu diperhatikan absorpsi pelarut yang dipakai di daerah UV-Vis
(penggal UV=UV cut off). Hal lain yang perlu diperhatikan dalam masalah
pemilihan pelarut adalah polaritas pelarut yang dipakai, karena akan sangat
berpengaruh terhadap pergeseran spektrum molekul yang dianalisis (Mulja dan
Suharman, 1995).
Analisis kuantitatif zat tunggal dilakukan dengan melakukan pengukuran
absorbansi pada panjang gelombang maksimum. Alasan dilakukan pengukuran
pada panjang gelombang tersebut adalah : perubahan absorban untuk setiap satuan
konsentrasi adalah paling besar pada panjang gelombang maksimal, sehingga
akan diperoleh kepekaan analisis yang maksimal. Di samping itu, pita serapan di
sekitar panjang gelombang maksimal datar dan pengukuran ulang dengan
kesalahan kecil dengan demikian akan memenuhi hukumLambert-Beer :
A = log
T
1
=ε.b.c
Keterangan : A= absorbansi
T = % transmitan
ε = absorbansi molar (liter.mol-1.cm-1) b = tebal larutan (cm)
c = konsentrasi (mol/liter)
10
E. Gel
Gel yang mengandung air disebut hidrogel. Hidrogel sebagian besar
penyusunnya terdiri dari zat yang larut air relatif dan ada bagian yang tidak larut
air. Sifat inilah yang menyebabkan hidrogel banyak digunakan pada sediaan
topikal (Martin, 1993). Konsistensi gel disebabkan oleh gelling agent (biasanya
polimer) dengan membentuk matriks tiga dimensi. Hidrogel adalah sistem
hidrofilik yang utamanya terdiri dari 85–95% air atau campuran
aqueous-alcoholic dan gelling agent. Polimer organik yang biasa digunakan adalah asam
poliakrilat (karbopol), natrium karboksimetilselulosa, atau selulosa non ionik
lainnya (Buchmann, 2001).
Hidrogel akan memberikan efek mendinginkan karena evaporasi pelarut.
Hidrogel mudah diaplikasikan dan memberi kelembaban secara instan tetapi pada
penggunaan jangka panjang akan membuat kulit kering. Dengan demikian,
diperlukan humektan seperti gliserol (Buchmann, 2001). Salah satu alasan
penggunaan hidrogel adalah pelarut yang digunakan dalam pembuatan obat
mempunyai kompatibilitas yang baik terhadap jaringan biologis tubuh (Zatz and
Kushla, 1996).
A. Karbopol (Carbomer)
Karbopol merupakan polimer hidrofilik dengan struktur cross-link.
Karbopol diikat dalam suatu polimerisasi asam akrilat dalam pelarut inert.
Penggunaan karbopol pada pelarut polar seperti air akan meningkatkan viskositas
danyield value dari gel. Penambahan sedikit alkali akan menyebabkan pH netral
sehingga gugus karboksil terionisasi dan melekat satu sama lain sehingga molekul
polimer naik. Hal ini akan mempengaruhi rheology sistem gel yang terbentuk
(Stephensonand Karsa, 2000).
Karbopol yang terdispersi dalam air membentuk larutan asam keruh
dengan pH 2,8-3,2 tetapi tidak larut. Netralisasi asam dengan basa akan
menghasilkan gugus karboksilat bermuatan negatif sehingga polimer akan terurai
dan mengentalkan sistem berair (Zatz, J.L., Berry, J.J. and Aldermen, D.A.,
1996). Dalam sistem berair, basa yang dapat digunakan adalah natrium, amonium,
kalium hidroksida, natrium karbonat, atau amina seperti trietanolamin (Zatz and
Kushla, 1996).
Rumus molekul karbopol adalah C3H4O2.
C HC H
H
C
OH O
Gambar 2. Struktur karbopol(Stephensonand Karsa, 2000)
B. TEA (Tri-Etanol Amin)
Merupakan cairan higroskopis yang bening, tidak berwarna atau
berwarna kuning pucat, kental, tidak berbau atau sedikit berbau amonia. Dapat
bercampur dengan air dan alkohol, larut dalam kloroform, sedikit larut dalam eter.
Sepuluh persen larutan ini bersifat basa terhadap kertas lakmus (Stephenson and
12
F. Humektan
Humektan digunakan untuk mencegah kekeringan dari suatu sediaan
terutama setelah sediaan dikeluarkan dari pengemas dan diaplikasikan ke kulit.
Humektan bekerja dengan mencegah evaporasi air dari sediaan. Contoh humektan
yaitu gliserol, polietilenglikol, dan propilenglikol yang biasa digunakan pada
konsentrasi 5% (Aulton, 2002).
Humektan yang digunakan pada penelitian ini yaitu propilenglikol dan
sorbitol. Propilenglikol merupakan cairan dengan rasa khas yang jernih, tidak
berwarna, tidak berbau, dan higroskopis. Dapat bercampur dengan air, aseton,
alkohol, dan kloroform. Larut dalam eter, kurang larut dalam minyak.
Propilenglikol digunakan sebagai humektan (pelembab), pelarut (cosolvent), dan
plasticizer (Boyland, 1986). Propilen glikol merupakan bahan yang tidak
berbahaya dan aman digunakan pada produk kosmetik dengan konsentrasi lebih
dari 50% (Loden, 2001). Propilen glikol tidak menyebabkan iritasi lokal bila
diaplikasikan pada membran mukosa, subkutan atau injeksi intramuskular, dan
telah dilaporkan tidak terjadi reaksi hipersensitivitas pada 38% pemakai propilen
glikol secara topikal (Anonim, 1983). Rumus molekul propilenglikol adalah
C3H8O2.
H2C OH
C H OH
CH3
Gambar 3. Struktur propilenglikol (Anonim, 1995a)
Sorbitol berbentuk kristal putih, tidak berbau,dan bersifat higroskopis.
Rasanya manis sekitar 50–60% manis daripada sukrosa (Boyland, 1986).
Penggunaan sorbitol di bidang kefarmasian adalah sebagai humektan, agen
pemanis, dan komponen pemberi rasa (Smolinske, 1992). Rumus molekul sorbitol
adalah C6H14O6.
H2
C C
H H C
HO C
H CH H2
C OH
OH
OH
OH OH
Gambar 4. Struktur sorbitol (Anonim, 1995a)
G. MetodeSimplex Lattice Design
Metode Simplex Lattice Design adalah suatu metode optimasi untuk
mengetahui sifat-sifat fisik dari dua campuran atau lebih. Dengan menggunakan
metode ini diharapkan faktortrial and error dalam mendesain suatu formula dapat
dikurangi dan metode ini juga dapat memprediksi sifat-sifat campuran tersebut
pada semua perbandingan (Bolton, 1997).
Implementasi dari Simplex Lattice Design terdiri dari penyiapkan
beberapa formulasi dengan kombinasi yang berbeda dari komposisi bahan
penyusunnya. Kombinasi dipersiapkan sebagai data percobaan yang dapat
digunakan untuk memprediksi respon melalui persamaan Simplex Lattice dengan
cara yang sederhana dan efisien. Jika semua yang dioptimasi benar, maka
ekstrapolasi data yang berada diluar kombinasi tidaklah direkomendasikan.
14
mendiskripsikan pola respon berdasarkan persamaan yang didapat. Tidak ada
alasan untuk percaya bahwa persamaan ini dapat menjelaskan apa yang terjadi
secara fisika, tetapi faktanya bahwa pola respon yang kompleks hasil dari
perbedaan formulasi dapat dikira-kira hasilnya melalui persamaan simplex
(Bolton, 1997).
Persamaan umum untuk Simplex Lattice Design dengan dua variabel
bebas adalah sebagai berikut :
Y = a(A) + b(B) + ab(A)(B)
Keterangan :
Y = respon atau hasil penelitian
A = kadar proporsi komponen A
B = kadar proporsi komponen B
a,b,ab = koefisien yang dihitung dari pengamatan penelitian
Koefisien a,b,ab dapat dihitung dari asal percobaannya (Bolton, 1997).
Perubahan proporsi (bagian) dari satu komponen pada campuran akan
mengubah proporsi dari komponen bahan penyusun yang lain. Dengan dimikian,
pada formulasi farmasetis dari campuran yang mengandungq komponen jika kita
ingin mendesign proporsi dari komponen X1,X2,...,Xq maka :
0≤ Xi≤1 dengan i = 1,2,...,q (Amstrong, 1996)
Semua proporsi dari dua komponen dapat dipresentasikan sebagai garis
lurus. Jika respon dari bahan penyusun adalah murniadditive (tidak ada interaksi)
maka garis respon akan terlihat lurus. Garis respon yang cekung (concave)
mengindikasikan adanya efek merugikan dari pencampuran dua komponen.
Sedangkan garis respon yang cembung (convex) mengindikasikan adanya efek
yang menguntungkan dari pencampuran dua komponen (Amstrong, 1996).
H. Uji Daya sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak tiap tetes cairan atau
preparasi semisolid yang behubungan langsung dengan koefisien friksi. Faktor
yang mempengaruhi daya sebar adalah formulanya kaku atau tidak, kecepatan dan
lama tekanan yang menghasilkan kelengketan, temperatur pada tempat aksi.
Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas formula, kecepatan evaporasi
pelarut dan kecepatan peningkatan viskositas karena evaporasi (Garg, A.,
Aggarwal, D., Garg, S.,and Singla, A.K., 2002).
The parallel-plate method merupakan metode yang paling sering
digunakan dalam menentukan dan mengukur daya sebar sediaan semisolid.
16
I. Viskositas
Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk
mengalir; makin tinggi viskositas maka makin besar tahanannya (Martin, A. and
Bustamante, P., 1993). Viskositas, elastisitas dan rheologi merupakan
karakteristik formulasi yang penting dalam produk akhir sediaan semisolid.
Peningkatan viskositas akan menurunkan daya sebar (Garget al., 2002). Gel pada
penggunaan topikal sebaiknya tidak terlalu lengket karena dapat menimbulkan
rasa tidak nyaman. Penggunaan konsentrasigelling agent yang terlalu tinggi atau
penggunaan gelling agent dengan bobot molekul yang terlalu besar akan
menghasilkan gel yang susah diaplikasikan (Zatzand Kushla, 1996).
Karbopol pada konsentrasi rendah, gel yang dihasilkan memiliki sifat
pseudoplastik dan kembali menjadi plastik pada konsentrasi tinggi. Karbopol gel
dengan konsistensi yang cukup dapat mempertahankan bentuk sistem yang tidak
viskoelastik linier. Dalam perkiraan karbopol gel merupakan solid elastik (Zatz
and Kushla, 1996).
J. Keterangan Empiris
Penelitian dari Helmut Sies dan Wilhelm Stahl tahun 2004 telah
membuktikan adanya efektivitas beta caroten sebagai photoprotection dengan
pemberian suplemen beta caroten secara per oral. Keefektifan proteksi dari beta
caroten terhadap UV dapat ditingkatkan jika diformulasikan dalam sediaan
topikal. Wortel (Daucus carota, Linn.) sebagai salah satu tanaman yang memiliki
kandungan beta caroten yang paling banyak sangat berpotensi untuk
dikembangkan menjadi sediaan UV protection. Beta karoten sebagai antioksidan
banyak digunakan untuk pencegahan dan pengobatan penyakit yang berhubungan
dengan strees oksidatif (Sies and Stahl, 2004). Oleh karena itu, ekstrak wortel
dapat digunakan sebagai alternatif dalam pembuatan sediaan UV protection
karena bersifat antioksidan sehingga dapat mengurangi kerusakan oksidatif akibat
ROS.
Sediaan topikal yang sudah banyak beredar di pasar adalah cream dan
lotion. Sediaan gel dipilih karena memiliki keuntungan yaitu memberikan sensasi
dingin dan dapat melembabkan kulit ketika diaplikasikan.
Humektan dalam gel berfungsi melembabkan dengan cara menarik uap air
di sekitar kulit sehingga akan menggantikan air dalam sediaan yang menguap dan
menyebabkan konsistensi sediaan tetap terjaga. Pada penelitian kali ini digunakan
dua jenis humektan yaitu propilenglikol dan sorbitol. Propilenglikol dapat
meningkatkan kelarutan dari senyawa lipofilik (beta karoten) ke dalam matriks
hidrogel yang bersifat hidrofilik. Sedangkan sorbitol akan meningkatkan
viskositas dari gel sehingga konsistensi sediaan terjaga dan lebih stabil selama
dalam penyimpanannya. Penggabungan keduanya akan menghasilkan gel dengan
sifat fisik yang baik dan nilai akseptabilitas yang tinggi.
Dalam suatu sediaan gel kedua humektan diperlukan untuk membuat suatu
sediaan gel memiliki sifat fisik yang baik. Oleh karena itulah diperlukan suatu
penelitian untuk mengetahui range komposisi optimum dari kedua humektan yang
18 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Rancangan Penelitian
Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental semu yang bersifat
eksploratif, dengan desain penelitian secaraSimplex Lattice Design2 komponen.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
a. Variabel Penelitian
1.Variabel Bebas dalam penelitian ini adalah komposisi level humektan
Propilenglikol dan Sorbitol.
2.Variabel Tergantung dalam penelitian ini adalah uji sifat fisik gel yang dan
stabilitas fisik sediaan gelUV protection filtrat wortel.
3.Variabel Pengacau Terkendali dalam penelitian ini adalah suhu penyimpanan
dan lama penyimpanan
4. Variabel Pengacau Tak Terkendali dalam penelitian ini adalah suhu percobaan
dan kelembaban udara.
b. Definisi Operasional
1. Humektan adalah senyawa yang ditambahkan dalam sediaan yang berfungsi
untuk melembabkan dengan cara menarik uap air dari lingkungannya untuk
menggantikan air yang menguap dari sediaan sehingga konsistensi dari sediaan
tetap terjaga.
2. Filtrat wortel adalah supernatan hasil sentrifugasi dari perasan wortel segar
yang sudah ditambahkan pengawet berupa metil paraben 0,2 % di dalamnya.
3.Uji Sifat Fisik adalah hasil percobaan yang diamati dalam penelitian ini yaitu
daya sebar dan viskositas.
4. Stabilitas adalah stabilitas gel yang digambarkan dari persen pergeseran
viskositas yang terjadi setelah satu bulan penyimpanan.
5. Kondisi optimum adalah range komposisi humektan yang menghasilkan gel
dengan daya sebar 3 sampai 5 cm , viskositas 280 sampai 300 d.Pa.s , dan
persen pergeseran viskositas (setelah satu bulan penyimpanan) kurang dari 15%.
C. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah filtrat wortel (Daucus
carota, Linn.), baku beta caroten (E.Merck), aseton (p.a Merck), heksan (p.a.
Merck), karbopol (kualitas farmasetis), gliserol (kualitas farmasetis), sorbitol
(kualitas farmasetis), tri-etanolamin (kualitas farmasetis), metil paraben (kualitas
farmasetis), dan aquadest (kualitas farmasetis).
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Juicer (MIYAKO),
sentrifuge, saringan, Mixer (ERWEKA-GERMANY), Mixer (CUCINA dengan
modifikasi pengatur rpm),Viscotester seri VT 04 (RION-JAPAN),paralell-plate,
neraca analitik, spektrofotometer UV-Vis (PERKIN-ELMER LAMBDA 20V),
spektrofotometer UV-Vis (GENESIS 10),Glasswares (PYREX-GERMANY), pH
20
D. Tata Cara Penelitian
1. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Wortel
1.1 Pembuatan Filtrat Wortel
Cuci bersih wortel (Daucus carota, Linn.) segar dan dipotong–potong lalu
ditimbang sejumlah kurang lebih 1 kg. Kemudian wortel segar dijus menggunakan
juicer. Hasil perasan kemudian disaring dengan saringan dengan ukuran mesh 100
lalu disentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm selama 15 menit. Kemudian
diambilsupernatan-nya.
1.2. Ekstraksi
Supernatan hasil sentrifugasi (filtrat) ditimbang sebanyak 3 g. Kemudian
ditambahkan dengan aseton 2x25 ml dan distirer selama 5 menit. Hasilnya
disaring dengan kertas saring dan diletakkan pada labu Erlen-meyer. Sisa filtrat
ditambahkan heksan 25 ml dan distrirerselama 1 menit. Hasilnya disaring dengan
kertas saring dan dicampurkan dengan hasil saringan sebelumnya. Hasil saringan
kemudian diekstrak dengan air sebanyak 5x100 ml pada corong pisah 250 ml
untuk menarik aseton. Fraksi heksan yang didapat kemudian ditampung dalam
labu ukur untuk ditambahkan dengan pelarut (Aseton:Heksan=1:9) sampai 25 ml
(Modifikasi prosedur ekstraksi pada AOAC)
1.3. Pembuatan Kurva Baku Beta Karoten
1.3.1. Pembuatan Larutan stok beta karoten
Timbang kurang lebih seksama 10,0 mg beta karoten murni kemudian
larutkan dengan pelarut aseton:heksan (1:9) sampai 25 ml.
1.3.2. Pembuatan Larutan intermediet beta karoten
Ambil 2,5 ml larutan stok ke dalam labu ukur 25 ml kemudian encerkan
dengan pelarut aseton : heksan (1:9) sampai tanda
1.3.3. Pembuatan larutan baku beta karoten
Pipet larutan intermediet sebanyak 1,25 ; 2,5; 3,75; 5,0; dan 6,25 ml
masing – masing ke dalam labu ukur 10 ml dan larutkan dalam pelarut
aseton:heksan (1:9) sampai tanda sehingga didapat konsentrasi 2; 4; 6; 8;
10 ppm
1.3.4.Scanningpanjang gelombang serapan maksimum beta karoten
Scaning max dengan menggunakan larutan baku dengan kadar 2; 6; dan
10 ppm
1.3.5. Pengukuran absorbansi larutan seri baku
Ukur aborbansi tiap–tiap larutan seri baku pada max yang didapat
kemudian buatlah persamaan regresi linier antara konsentrasi dengan
absorbansi (Y= Bx +A)
1.4. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Wortel
Fraksi heksan hasil ekstraksi dari filtrat wortel kemudian diukur
absorbansinya menggunakan spektrofotometer dan dihitung kadarnya
22
2. Pembuatan GelUV protectionFiltrat Wortel
Formula yang digunakan pada percobaan ini mengacu pada formula standarClear
aqueous gel with dimeticone (Allen, L., Popovich, N., Ansel, H., 2005)
Water 59,8 %
Carbomer 934 0,5 %
Triethanolamine 1,2
Glycerin 34,2
Propyleneglicol 0,2
Dimethicone copolyol 2,3
Tabel I. Formula untuk Metode SLD
Formula I II III IV V
Propilenglikol 0 12 24 36 48
Sorbitol 48 36 24 12 0
Karbopol 1 1 1 1 1
Aquadest 47 47 47 47 47
Trietanolamin 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Filtrat wortel 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
Campurkan karbopol dan aquadest menggunakanmixer400 rpm selama 10 menit
hingga homogen. Selanjutnya campurkan humektan (propilenglikol dan sorbitol)
menggunakanmixer 200 rpm selama 5 menit. Tambahkan campuran karbopol dan
aquadest serta filtrat wortel (Daucus carota,Linn.) ke dalam campuran humektan,
campur dengan mixer 200 rpm selama 5 menit. Terakhir tambahkan
triethanolamine ke dalam campuran, aduk hingga terbentuk massa gel. Uji pH dari
sediaan sehingga didapat pH yang cocok untuk sediaan topikal yaitu 4,5-6
(Anonim, 2007).
3. Memprediksi nilai SPF beta karoten dalam filtrat wortel
Timbang filtrat wortel 0,875 g (yang mengandung beta karoten setara dengan
jumlah beta karoten yang dimasukkan dalam gel UV protection). Kemudian
dilarutkan dalam 25 ml kloroform. Lakukan scanning pada UV 250-400 nm untuk
mengetahui profil serapan dari beta karoten pada panjang gelombang UV.
Selanjutnya dilakukan pengukuran absorbansi pada panjang gelombang 365 nm.
Perhitungan nilai SPF dilakukan dengan menggunakan metode Walters.
Rumusnya sebagai berikut :
=
SPF 1 log
-A 10 = log10SPF
4. Optimasi Formula GelUV protection Filtrat Wortel
4.1. Uji daya sebar
Uji daya sebar sediaan gel UV protection filtrat wortel (Daucus carota, Linn.)
dilakukan langsung setelah pembuatan dengan cara: gel ditimbang seberat 0,5
gram, diletakkan di tengah kaca bulat berskala. Di atas gel diletakkan kaca bulat
lain dan pemberat sehingga berat kaca bulat dan pemberat 125 gram, didiamkan
selama 1 menit, kemudian dicatat penyebarannya (Garg et al., 2002). Kemudian
24
4.2. Uji Viskositas
Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan
cara: gel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada portable viscotester.
Viskositas gel diketahui dengan mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas.
Uji ini dilakukan dua kali, yaitu (1) segera setelah gel selesai dibuat dan (2)
setelah disimpan selama satu bulan dengan replikasi sebanyak enam kali (Voigt,
1994).
E. Analisis Data dan Optimasi
Dari respon daya sebar, viskositas, persen pergeseran viskositas (setelah
penyimpanan selama 1 bulan) digunakan untuk membuat persamaan Simplex
Lattice Design dan dibuat area yang menggambarkan respon yang diinginkan.
Tiap–tiap persamaan yang didapat dari tiap formula dihitung regresinya
menggunakan metode uji statistik Fhitung dengan taraf kepercayaan 95 %. Apabila
persamaan tersebut regresi maka persamaan tersebut dapat digunakan untuk
memprediksi respon uji sifat fisik dari campuran kedua humektan dalam berbagai
komposisi sehingga dapat diketahui daerah optimum dari campuran humektan
yang menghasilkan sifat fisik yang diinginkan.
25 BAB IV
HASIL dan PEMBAHASAN
A. Pembuatan Filtrat Wortel
Wortel merupakan salah satu tanaman yang mengandung beta karoten
cukup tinggi. Jika wortel diperas dan diendapkan, beta karoten yang terkandung
didalamnya terdapat di bagian endapan atau patinya dan juga di bagian
supernatannya. Untuk penelitian kali ini digunakan bahan aktif berupa filtrat dari
perasan wortel segar. Wortel segar dijuice kemudian disaring dengan
menggunakan saringan teh beberapa kali sampai serat-serat wortel tersaring
semua. Kemudian dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm selama 15
menit untuk melakukan pemisahan endapan perasan dan filtrat dari perasan.
Sebagai standarisasi kandungan kimia dari sediaan gel yang dibuat maka
sebelum dilakukan pembuatan gel, perlu diketahui terlebih dulu kandungan beta
karoten dari filtrat wortel yang akan dimasukkan ke dalam sediaan. Untuk itu
dilakukan tahapan ekstaksi beta karoten dari filtrat wortel hasil perasan dengan
menggunakan metode modifikasi dariAnalytical method of AOAC.
Filtrat perasan wortel ditimbang dan dilarutkan dalam aseton 2x25 ml
kemudian distirer selama 5 menit dan disaring dengan kertas saring. Aseton
termasuk dalam kategori pelarut yang polar sehingga senyawa–senyawa yang
polar akan terlarut didalamnya. Selanjutnya filtrat residu dilarutkan kembali
dengan heksan 25 ml. Heksan merupakan jenis pelarut yang non polar sehingga
26
dibandingkan aseton. Hasil saringan yang terdiri dari fraksi heksan dan aseton
dicampur dan diletakkan pada corong pisah kemudian digunakan air sebanyak 5 x
100 ml untuk mencucinya. Aseton dan air termasuk pelarut yang polar sehingga
fraksi aseton dan zat-zat polar yang terkandung di dalam filtrat wortel akan
tertarik oleh air dan dibuang. Beta karoten yang termasuk senyawa non polar lebih
suka terlarut dalam pelarut heksan yang non polar sehingga dari ekstraksi tersebut
didapat fraksi heksan yang mengandung beta karoten dan akan diukur kadarnya.
B. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Wortel
Penetapan kadar beta karoten diperlukan sebagai kontrol terhadap
kandungan beta karoten yang terdapat di dalam sediaan. Sebelum filtrat wortel
dimasukkan dalam sediaan maka terlebih dahulu perlu ditetapkan kadar beta
karoten di dalamnya sehingga kadar beta karoten di dalam kelima formula yang
akan dioptimasi adalah sama. Karena kadar beta karoten didalamnya sama maka
diharapkan tidak ada pengaruh dari beta karoten terhadap sifat fisik dari kelima
formula.
Untuk mengetahui kadar beta karoten di dalam filtrat wortel digunakan
metode persamaan kurva baku dengan menggunakan beta karoten murni
(standart). Larutan baku beta karoten dibuat dengan menimbang 10 mg beta
karoten kemudian dilarutkan dalam 25 ml pelarut aseton heksan (1:9). Kemudian
dibuat larutan intermediet dengan pengenceran 10x larutan stok. Seri larutan baku
dibuat dalam konsentrasi 2;4;6;8;dan 10 ppm dan dibuat replikasi sebanyak tiga
kali untuk mencari nilai r (linearitas) persamaan baku yang paling signifikan,
yaitu yang mendekati 1. Dengan demikian dapat digunakan untuk mengukur kadar
dari filtrat wortel. Kemudian dilakukan scanning panjang gelombang maksimum
dari larutan baku beta karoten dengan menggunakan spektrofotometer
PERKIN-ELMER pada panjang gelombang visibel (400-600 nm) karena beta karoten
memberikan daerah serapan pada panjang gelombang visibel. Scanning panjang
gelombang maksimum dilakukan dengan menggunakan konsentrasi 2; 6; dan 10
ppm.
Gambar 5. Hasil scanning beta karoten murni
Hasil scanning max ketiga konsentrasi larutan baku didapatkan max
untuk beta karoten adalah 452 nm. max teoritis menurut AOAC untuk senyawa
beta karoten adalah 436 nm. Pergeseran panjang gelombangnya cukup jauh
(>2nm) hal ini mungkin disebabkan karena adanya pergeseran batokromik beta
28
dari teoritisnya. Atau dimungkinkan juga karena kondisi seperti suhu dan
kelembaban udara yang berbeda dari acuan sehingga mempengaruhi perbedaan
kondisi pengukuran. Untuk pengukuran absorbansi ketiga seri larutan baku
dilakukan pada max452 nm. Data pengukuran absorbansi ketiga seri larutan baku
yaitu :
Tabel II. Pengukuran Absorbansi larutan baku beta karoten
KURVA BAKU I KURVA BAKU II KURVA BAKU III
Kadar
2,060 0,341 2,114 0,276 2,182 0,361 4,120 0,669 4,228 0,543 4,364 0,676 6,180 0,980 6,342 0,922 6,546 1,046 8,240 1,320 8,456 1,182 8,728 1,232 10,300 1,656 10,57 1,462 10,91 1,658
A = 0,00890
Berdasarkan hasil pengukuran absorbansi ketiga larutan baku beta
karoten didapatkan tiga persamaan baku. Dari ketiga persamaan baku tersebut
dipilih persamaan baku pertama untuk menghitung kadar beta karoten dalam
filtrat wortel, karena nilai r nya mendekati 1.
KURVA BAKU
Gambar 6. Kurva baku beta karoten murni
Y = 0,15927 X + 0,00890
Kemudian dari persamaan kurva baku tersebut digunakan untuk
menghitung besarnya kadar beta karoten dalam filtrat wortel hasil ekstraksi
dengan aseton heksan.
Tabel III. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat wortel
filtrat absorbansi Σ beta karoten dalam 1 g filtrat
x ± SD CV
1 1,067 0,08304 2 1,056 0,08218 3 1,059 0,08241
0,08254 ± 0,00045 0,5392
C. Pembuatan GelUV Protection Filtrat Wortel
Gel yang dibuat adalah berasal dari formula standar Clear aqueous gel
with dimeticone yang sudah dimodifikasi. Gel yang dibuat memiliki basis
karbopol dan gelling agent berupa TEA (trietanolamin). Hidrogel relatif mudah
untuk dibilas sehingga tidak menimbulkan rasa lengket saat diaplikasikan. Salah
satu keuntungan dari gel adalah berupa sensasi dingin pada saat diaplikasikan
pada kulit. Pada umumnya untuk menghasilkan sensasi dingin ini digunakan
etanol, dimana sensasi dingin terjadi sebagai akibat dari evaporasi etanol dari
sediaan akibat pengaruh suhu tubuh atau suhu lingkungan. Namun adanya alkohol
pada preparasi gel berbasis karbopol dapat menurunkan viskositas dan kejernihan
gel yang dihasilkan (Allen et al, 2005). Hal ini akan mempengaruhi tampilan
sediaan gel dan mempengaruhi nilai estetikanya. Di samping itu penggunaan
etanol memiliki resiko untuk menyebabkan iritasi pada kulit. Untuk mengatasinya
30
Aquades dapat memberikan sensasi dingin dan selain itu aquades tidak
mengiritasi kulit.
Penggunaan pengawet berupa metil paraben 0,2% ditambahkan pada
filtrat wortel. Adanya air pada filtrat wortel dikhawatirkan akan menimbulkan
terjadinya degradasi dari beta karoten oleh adanya mikroba sehingga beta karoten
menjadi tidak berpotensi lagi.
Humektan dalam formulasi Gel UV protection digunakan sebagai
pelembab dari sediaan. Penguapan aquades yang berlebihan akibat efek dari sinar
UV akan mempengaruhi sifat fisik dari sediaan dan dapat menyebabkan kulit
menjadi terhidrasi. Dengan adanya humektan maka sediaan dapat menarik uap air
di sekitar kulit yang akan menggantikan air dalam sediaan yang menguap
sehingga sediaan akan tetap terjaga konsistensinya dan secara tidak langsung kulit
menjadi lebih lembab. Propilenglikol merupakan pelarut yang bersifat semi polar
sehingga dapat meningkatkan kelarutan senyawa lipofilik seperti beta karoten ke
dalam matriks hidrogel yang bersifat hidrofilik. Sorbitol memiliki sifat
higroskopis sehingga akan menarik air dari permukaan kulit dan menjaga sediaan
tetap konsisten dan kental. Dengan penggabungan keduanya akan menghasilkan
gel dengan sifat fisik yang baik dan nilai akseptabilitas yang baik. Adapun
perbedaan dari kelima formula gel filtrat wortel yang dibuat terletak pada
komposisi humektan yang dimasukkan seperti yang terlihat pada tabel I.
Dalam memformulasi suatu sediaan tingkat penerimaan pengguna
termasuk faktor yang sangat penting. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan
tampilan gel yang acceptable(dapat diterima konsumen) dengan memasukkan 7
gram filtrat wortel ke dalam 200 gram sediaan gel. Gel yang dihasilkan berwarna
kuning jernih, kenyal, dan mudah diaplikasikan. Dengan dasar inilah maka
sediaan gel dibuat dan dilakukan optimasi.
Kadar rata-rata beta karoten dalam filtrat wortel tiap 1 gram filtrat yang
ditimbang adalah sebesar 0,08254 mg. Berdasarkan hasil modifikasi diatas bahwa
7 gram filtrat dalam 200 gram sediaan gel menghasilkan tampilan gel yang cukup
acceptable. Dari kedua hasil tersebut dapat dihitung bahwa jumlah beta karoten
dalam 200 gel adalah :
=Σ filtrat perasan wortel dalam sediaan x rata-rataΣ beta karoten dalam filtrat
Σ sediaan gel yang dibuat
= x mg
g g
08254 , 0 200
7
= 2,8889x10-3 mg
D. Pengukuran SPF Filtrat Wortel
Data SPF pada percobaan ini digunakan untuk mendukung dan
memperkirakan kemampuan proteksi dari filtrat wortel terhadap sinar UV secara
in vitro. Salah satu jenis metode pengukuran SPF secara in vitro adalah dengan
metode Walters. Cara pengukuran SPF ini dianggap cukup sederhana dan mudah
untuk dilakukan. Filtrat wortel yang sudah diketahui berapa kadarnya ditimbang
dan dilarutkan dalam kloroform untuk kemudian dilakukan scanning
menggunakan spektrofotometer GENESIS 10 pada panjang gelombang UV
(250-400 nm). Kloroform merupakan pelarut dari beta karoten selain itu UVcut off dari
kloroform dibawah 250 nm sehingga kloroform tidak akan menimbulkan serapan
pada spektra yang dihasilkan (Dayand Underwood, 1996). Penggunaan kloroform
32
digunakan dalam penetapan kadar. Hal ini tidak menjadi masalah karena jumlah
beta karoten yang terlarut pada kedua pelarut tersebut dibawah jumlah kelarutan
jenuhnya sehingga dalam hal ini perbedaan pelarut tidak mempengaruhi jumlah
beta karoten yang terlarut pada kedua pelarut.
Gambar 7. Spektra UV ( 250-400 nm) baku beta karoten
Gambar 8. Spektra UV ( 250-400 ) filtrat perasan wortel
Dari kedua spektra terlihat bahwa terdapat serapan beta karoten terletak
pada daerah UV A dan UV B (270-350 nm). Berdasarkan data spektra tersebut
dimungkinkan bahwa beta karoten dapat dijadikan sunscreen yang dapat
mengabsorbsi sinar UV pada daerah rentang UV A maupun UV B.
Pengukuran absorbansi dari beta karoten dari filtrat wortel untuk
memprediksi nilai SPF sediaan dilakukan pada panjang gelombang 365 nm. Hal
ini dikarenakan untuk uji efikasi perhitungan SPF in vivo dari sediaan gel
menggunakan lampu UV yang hanya dapat memancarkan sinar dengan panjang
gelombang 365 nm saja sehingga hasil SPF yang didapat hanya berlaku untuk
panjang gelombang UV 365 nm. Hasil pengukuran SPF filtrat wortel yang setara
dengan jumlah beta karoten yang akan dimasukkan dalam sediaan gel adalah
sebagai berikut :
Tabel IV. Perhitungan SPF Filtrat Wortel
Serapan (A) SPF
Replikasi Replikasi
Σ beta karoten dalam sedian
( mg ) 1 2 3 1 2 3
SPF rata-rata
2,889.10-3 0,080 0,029 0,032 1,2023 1,0691 1,0765 1,1159
Hasil yang didapatkan ternyata nilai SPF in vitro sangatlah kecil.
Termasuk dalam kategori produk dengan perlindungan yang minimal (Harry,
1982). Meskipun berdasarkan spektra yang didapat, beta karoten dapat menyerap
energi di daerah UV A dan B namun perlu diperhatikan bahwa jumlah beta
karoten yang terdapat di dalam filtrat sangatlah kecil sehingga untuk menjadikan
sebagai sediaan sunscreen yang memiliki nilai SPF minimal 15 relatif sukar.
Dibutuhkan jumlah filtrat yang cukup besar untuk mencapai SPF yang dapat
diterima, jumlah filtrat yang terlalu besar akan mempengaruhi bentuk dan warna
dari sediaan gel sehingga tampilannya menjadi tidak menarik lagi.
Beta karoten dalam wortel berdasarkan penelitian Sies and Stahl tahun
2004 dapat berpotensi sebagai UV protection dengan mencegah terjadinya resiko
34
beta karoten dalam wortel terhadap sinar UV tidak sama dengan mekanisme
sunscreen yaitu sebagai pengabsorbsi atau penangkal sinar UV. Untuk
mengetahui efikasi dari filtrat wortel dalam menanggulangi radiasi sinar UV perlu
dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai efek antioksidan dari filtrat wortel dan
efek antioksidan dari sediaan gelUV protection itu sendiri.
E. Uji Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik GelUV Protection Filtrat Wortel
Kualitas dari suatu sediaan semisolid dapat dilihat dari sifat fisik dan
stabilitas fisik dari sediaan tersebut. Agar sediaan gel yang dibuat sudah
memenuhi syarat sediaan gel yang dapat diterima oleh pengguna maka perlu
dilakukan berbagai pengujian sifat fisik dan pengujian stabilitas fisiknya. Uji sifat
fisik disini meliputi daya sebar dan viskositas sedangkan untuk stabilitas fisik
dilakukan perhitungan terhadap perubahan viskositas gel setelah penyimpanan
selama 1 bulan.
Sebelum dilakukan uji sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan topikal
perlu dilakukan pengukuran terhadap pH dari sediaan. Hal ini dimasudkan agar
sediaan yang dibuat cocok dengan pH kulit yaitu sekitar 4,5-6 (Anonim,2007)
sehingga sediaan tidak mengiritasi kulit. Berdasarkan hasil pengukuran yang
ditunjukkan pada tabel V, pH sediaan gel masih berada dalam rentang kategori pH
kulit sehingga diharapkan sediaan tidak akan menimbulkan iritasi. Selain itu pH
dari sediaan gel berbasis karbopol ikut mempengaruhi viskositas dan
kejernihannya. Viskositas dan kejernihan gel karbomer yang acceptable dimulai
dari pH 4,5-5 dan viskositas dan kejernihan maksimum terjadi pada pH 7 (Allenet
Uji daya sebar dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui seberapa luas
area penyebaran dari gel saat diaplikasikan di kulit. Tata cara ujinya adalah
dengan menimbang gel sebanyak 1 g meletakkannya di tengah kaca bulat
berskala lalu diberi beban setara dengan 125 g selama 1 menit. Beban disini
dimasudkan sebagai tekanan yang diberikan pada sediaan saat diaplikasikan di
kulit. Kemudian diukur berapakah tingkat penyebaran dari gel yang dihitung
dalam bentuk parameter diameter daya sebar. Diameter daya sebar yang
diinginkan pada penelitian kali ini adalah 3-5 cm karena pada rentang tersebut
sediaan gel dianggap masih dapat menyebar dengan baik.
Viskositas merupakan tahanan untuk mengalir. Dimana semakin besar
viskositas berarti sediaan tersebut semakin kental demikian juga sebaliknya
semakin kecil viskositas sediaan tersebut semakin encer. Pengukuran viskositas
gel dilakukan 24 jam setelah pembuatan. Hal ini dimaksudkan agar saat diukur
kekentalan yang diukur benar-benar berasal dari sediaan. Sebab jika dilakukan
pengukuran segera setelah pembuatan ada kecenderungan bahwa masih terdapat
36
sempurna sehingga pengukuran viskositas akan menjadi tidak valid. Alat yang
digunakan dalam pengukuran adalah Viscotester Rion RT-04 dengan
menggunakan jarum pemutar yang paling kecil dan dilakukan pengulangan
pengukuran sampai 6 kali. Viskositas yang diharapkan dari gel yang terbentuk
adalah 280 d.Pa.s sampai 300 d.Pa.s karena pada rentang viskositas tersebut
didapatkan gel yang kenyal dan tampilannya juga baik (tidak terlalu encer dan
tidak terlalu kental).
Untuk mengetahui kestabilitan fisik dari sediaan dilakukan uji pengukuran
viskositas setelah penyimpanan 1 bulan. Selisih dari rata-rata viskositas pada awal
pembuatan dengan hasil pengukuran viskositas setelah penyimpanan 1 bulan
disebut sebagai pergeseran viskositas dan dihitung dalam bentuk persen
pergeseran viskositas. Jika setelah penyimpanan tidak terjadi pergeseran
viskositas yang berarti (viskositas setelah pembuatan dan setelah penyimpanan
selama 1 bulan tidak berbeda bermakna) sediaan tersebut dikatakan stabil. Suatu
sediaan dianggap stabilitasnya masih baik jika persen pergeseran viskositasnya
kurang dari 15% (Zatzet al., 1996).
Tabel VI. Uji Sifat Fisik Sediaan Gel
Formula Daya Sebar (cm) Viskositas (dPas) % Pergeseran Viskositas I 3,78±0,21 295,00±8,37 3,95480± 1,75050 II 4,10±0,12 290,00±6,32 0,57471± 1,40775 III 4,13±0,25 296,67±8,16 5,33708± 1,65707 IV 4,15±0,18 279,17±2,04 0,29851± 0,0000
V 4,37±0,85 296,67±5,16 7,30337± 1,06593
F. Optimasi Formula GelUV Protection Filtrat Wortel
Optimasi formula dilakukan terhadap kelima formula yang telah dibuat
dengan variasi berupa komposisi humektan.
Tabel VII. Komposisi humektan untuk tiap formula Formula
I
Formula II
Formula III
Formula IV
Formula V % Sorbitol (X1) 100 75 50 25 0 % Propilenglikol (X2) 0 25 50 75 100
Dengan menggunakan metodeSimplex Lattice Design 2 komponen akan
dicari range komposisi optimum dari sediaan gel yang memenuhi kriteria sifat
fisik dan stabilitasnya. Dalam metode SLD 2 komponen, setelah didapatkan hasil
pengukuran terhadap respon uji sifat fisik dan stabilitas maka terlebih dahulu
dihitung persamaan SLD untuk tiap-tiap uji. Berdasarkan perhitungan metode
SLD maka persamaan yang didapat ditampilkan sebagai berikut :
Tabel VIII. Persamaan SLD respon uji Persamaan SLD
Daya sebar Y = 3,78 ( X1 ) + 4,37 ( X2 ) + 0,22 ( X1X2 ) Viskositas Y = 295 ( X1 ) + 296,67 ( X2 ) + 3,333333 ( XIX2 ) Persen pergeseran
viskositas
Y = 5,08475 ( X1 ) + 7,30337 ( X2 ) -2,30434 ( XIX2 )
Persamaan SLD tersebut kemudian diuji validitasnya dengan
menggunakan uji Fhitung untuk melihat apakah ada perbedaan bermakna respon
sifat fisik dan stabilitas antara hasil percobaan dengan hasil yang dihitung dari
38
Gambar 9. Respon Daya sebar
Gambar 10. Respon Viskositas
Gambar 11. Respon pergeseran viskositas
Y = 3,78 (X1)+4,37 (X2)+0,22 (X1X2)
Y = 295 (X1) + 296,67 (X2) + 3,333333 (XIX2)
Y = 5,08475 (X1)+7,30337 (X2)-2,30434 (XIX2)
X1: sorbitol X2:propilenglikol
X1: sorbitol X2:propilenglikol
X1: sorbitol X2:propilenglikol
Berdasarkan Gambar 9, 10, dan 11 kita dapat melihat bagaimana profil
sifat fisik dari sediaan gel filtrat wortel. Profil daya sebar sediaan gel (Gambar 9)
membuka ke bawah (cembung) dapat dikatakan bahwa semakin tinggi komposisi
sorbitol dalam sediaan diameter daya sebar akan semakin kecil. Bentuk kurva
yang cembung mengindikasikan bahwa pencampuran dari dua komponen
humektan membawa efek yang meningkatkan terhadap daya sebar sediaan. Profil
viskositas terlihat dari Gambar 10, dimana kurva respon viskositas membuka ke
bawah (cembung) artinya bahwa pencampuran kedua komponen menghasilkan
efek yang meningkatkan viskositas sediaan. Profil persen pergeseran viskositas
(Gambar 11) lebih membuka ke atas (cekung). Hal ini terlihat dari nilai koefisien
(ab) yang bernilai negatif, artinya interaksi antar dua komponen humektan
menghasilkan persen pergeseran viskositas yang kecil atau minimal. Dilihat dari
sisi stabilitasnya hal ini termasuk menguntungkan karena persen pergeseran
viskositas yang diinginkan semakin kecil semakin baik.
Berdasarkan perhitungan dengan metodeFhitung didapatkan hasil bahwa
persamaan SLD untuk daya sebar regresi, namun persamaan SLD untuk viskositas
dan pergeseran viskositas tidak regresi. Hasil perhitungannya sebagai berikut :
Tabel IX. Perhitungan regresi persamaan SLD
Daya sebar Viskositas % Pergeseran Viskositas Fhitung 13,1541 0,0832 2,2560
Ftabel (2,27) 3,35 3,35 3,35
Kesimpulan regresi tidak regresi tidak regresi
Dari ketiga persamaan SLD yang didapat, hanya persamaan SLD untuk
40
ini dapat terlihat dari gambar 9, 10, dan 11. Pada gambar 9 respon 25% dan 75%
sorbitol (Formula II dan Formula IV) hasil percobaan menunjukkan
penyimpangan yang tidak terlalu jauh (berbeda tidak bermakna) dari kurva
persamaan SLD hasil perhitungan sehingga hanya respon daya sebar saja yang
dapat ditentukancounter plot (daerah responnya).
Gambar 12. Counter plot respon daya sebar
Jika didasarkan pada hasil percobaan maka semua formula (I-V)
dianggap baik dari sisi sifat fisik dan stabilitas fisiknya. Hal ini dikarenakan
kelima formula tersebut memenuhi kriteria yang diinginkan formulator untuk
sediaan gel yang dibuat. Namun karena hanya respon daya sebar saja yang
persamaan SLD nya regresi maka pada penelitian kali ini tidak dapat diketahui
komposisi optimum humektan yang memenuhi kriteria uji sifat fisik dan stabilitas
dari sediaan yang dapat menggambarkan respon uji sehingga dapat disimpulkan
dari hasil percobaan bahwa perbedaan komposisi humektan tidak dapat
menggambarkan terjadinya peningkatan atau penurunan viskositas dan pergeseran
viskositas dari sediaan gel.
X1: sorbitol X2:propilenglikol
41 BAB V
KESIMPULAN dan SARAN
A. KESIMPULAN
1. Tidak didapatkan area optimum yang menghasilkan sifat fisik dan
stabilitas sediaan yang diinginkan, namun kelima formula dalam penelitian
ini menghasilkan sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan yang memenuhi
kriteria yang diinginkan oleh formulator dalam definisi operasional.
2. Profil kurva daya sebar dan viskositas sediaan gel adalah membuka ke
bawah (cembung) yang artinya pencampuran kedua humektan akan
meningkatkan respon; sedangkan profil kurva persen pergeseran viskositas
sediaan gel adalah membuka ke atas (cekung) yang artinya pencampuran
kedua humektan akan menurunkan respon.
B. SARAN
1. Sediaan gel filtrat wortel memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai
sedian topikal antioksidan yang dapat berpotensi sebagai UV protection
namun akibat keterbatasan waktu, pada penelitian kali ini tidak dilakukan
uji mekanisme antioksidan dari filtrat wortel sehingga disarankan untuk
penelitian lebih lanjut untuk melakukan uji tersebut untuk mengetahui
42
2. Penelitian kali ini tidak dihasilkan area optimum dari komposisi humektan
propilenglikol dan sorbitol sebagai gel UV protection maka disarankan
untuk meneliti lebih lanjut mengenai efek dominan dari kedua humektan
terhadap sifat fisik dari sediaan gel UV protection menggunakan Design
Faktorial sehingga dapat dijelaskan bagaimana efek dari pencampuran dari
kedua humektan dan humektan mana yang lebih besar dominasinya
terhadap sifat fisik sediaan.
3. Dibandingkan dengan sedian creamdanlotion, sediaan gel memiliki nilai
tambah yaitu dari sisi aseptabilitasnya karena tampilannya lebih menarik,
untuk menilai tingkat aseptabilitas dari sediaan gel UV protection filtrat
wortel ini perlu kiranya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai
subjective assesment.
