HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian Tahap Satu Penentuan Formula Pembuatan Sabun Transparan
Penelitian tahap satu merupakan tahap pemilihan formula pembuatan sabun trasnparan. Hasil penelitian tahap satu ini diaplikasikan pada penelitian tahap dua.
Analisa dilakukan terhadap transparansi, pembusaan, dan kesan setelah menggunakan sabun (kesat, gatal, panas). Sabun transparan yang diinginkan adalah yang transparan, banyak busa, tidak menggumpal, dan tidak gatal atau kesat setelah digunakan.
Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan sabun transparan sangat berpengaruh terhadap kualitas produk yang dihasilkan. Perbedaan bahan- bahan tersebut dapat menyebabkan sabun transparan yang dihasilkan berubah karakteristiknya (Hambali et al., 2005).
Penelitian pendahuluan ini menggunakan metode yang bersumber dari www.sma.net (2008) dan Hambali et al. (2005). Perbedaan kedua metode tersebut terletak pada proses pelelehan, pencampuran dan pemanasan bahan. Pada metode Www.sma.net (2008) NaOH terlebih dahulu dilelehkan kemudian ditambah air dan bahan-bahan lainnya. Alkohol ditambahkan pada saat pemanasan. Pada metode Hambali et al. (2005), asam stearat dilelehkan terlebih dahulu, setelah meleleh semua barulah minyak kelapa dan NaOH 30% ditambahkan. Penambahan alkohol dilakukan tanpa pemanasan, begitu juga bahan lainnya.
Pengadukan dalam proses pembuatan sabun mandi harus terus dilakukan agar bahan-bahan dapat tercampur secara sempurna. Pengadukan tidak boleh dilakukan terlalu cepat, karena semakin cepat pengadukan, busa yang terbentuk saat proses pembuatan semakin banyak. Hal ini berdampak terhadap penyusutan produk akhir.
Pemilihan formula sabun transparan tidak dilakukan berdasarkan sifat kimia, tetapi secara deskriptif terhadap transparansi tanpa adanya bintik putih, busa yang dihasilkan banyak, dan kesan kesat didapatkan setelah pemakaian. Formula I (www.sma.net, 2008) menghasilkan sabun transparan yang kurang baik. Sabun yang dihasilkan transparan, namun terlihat banyak bintik putih (seperti kabut), serta busa yang dihasilkan kurang. Kesan yang didapat yaitu terasa panas dan gatal di tangan setelah pemakaian.
Bintik putih yang terlihat pada sabun dikarenakan campuran bahan yang tidak homogen. Penguapan alkohol sebelum proses selesai dapat memacu pembentukan bintik putih tersebut. Penambahan alkohol dilakukan pada saat pemanasan, akan menyebabkan penguapan alkohol berjalan lebih cepat, sehingga bahan-bahan yang dipanaskan belum seluruhnya larut dan tercampur secara homogen. Sabun yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 6.
I II Keterangan : I = Sabun transparan formula www.sma.net (2008)
II = Sabun transparan formula Hambali et al. (2005) Gambar 6. Sabun Transparan dari Dua Metode
Panas dan gatal yang terasa setelah pemakaian sabun dikarenakan konsentrasi NaOH yang digunakan terlalu pekat. Hal ini sesuai dengan penjelasan Kamikaze (2002) yang menyatakan, bahwa NaOH yang terlalu pekat dalam pembuatan sabun akan memberikan pengaruh negatif yaitu iritasi pada kulit.
Formula II (Hambali et al., 2005) menghasilkan sabun transparan dengan sifat yang diinginkan yaitu transparan tanpa terbentuknya bintik-bintik putih, busa yang dihasilkan banyak, dan setelah digunakan memberikan sensasi bersih pada kulit karena terasa kesat setelah dibilas.
Berbeda dengan metode www.sma.net ( 2008) yaitu penambahan alkoholnya dilakukan dengan pemanasan, penambahan alkohol pada metode Hambali et al.
(2005) dilakukan tanpa pemanasan. Hal ini bertujuan untuk mempertahankan alkohol agar tidak cepat menguap, sehingga dapat menjalankan fungsinya sebagai pelarut dengan baik. Hasil akhir produk didapatkan sabun transparan yang homogen. Hasil dari kedua formula yang digunakan tersebut dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Analisa Visual Sabun Transparan dengan Dua Formula
Analisa Formula
I II
Transparansi + ++
Busa + ++
Kesan pada kulit setelah
pemakaian Panas dan gatal Kesat Keterangan : I = metode www.sma.net (2008)
II = metode Hambali et al. (2005)
++ = transparan, busa banyak, tidak ada bintik putih + = kurang transparan, berbusa, ada bintik putih
Hasil analisa yang diperoleh menunjukkan bahwa metode Hambali et al.
(2005) dapat menghasilkan sabun transparan yang lebih baik dibandingkan metode www.sma.net (2008), yaitu transparan, busa yang dihasilkan banyak, dan kesan kesat setelah pemakaian. Berdasarkan hasil ini, maka pada penelitian tahap dua, formula yang digunakan yaitu metode Hambali et al. (2005) yang dimodifikasi sesuai perlakuan.
Penelitian Tahap Dua
Penelitian tahap dua menggunakan formula Hambali et al. (2005) yang dimodifikasi dengan penambahan madu pada beberapa konsentrasi. Formulasinya dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Formulasi Sabun Madu Transparan
Bahan Jumlah (% b/b)
P0 P2,5 P5 P7,5
Asam stearat 7 7 7 7
Minyak kelapa 20 20 20 20 NaOH 30% 20,3 20,3 20,3 20,3
Gliserin 13 13 13 13
Etanol 15 15 15 15
Gula pasir 7,5 7,5 7,5 7,5
Cocoamide DEA 3 3 3 3
NaCl 0,2 0,2 0,2 0,2
Asam sitrat 3 3 3 3
Air 4,5 4,5 4,5 4,5
Madu 0 2,5 5 7,5
Sumber : Hambali et al. (2005) yang dimodifikasi
Peningkatan konsentrasi madu menyebabkan warna sabun transparan semakin mendekati warna madu yaitu kuning kecoklatan. Perbedaan warna sabun tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Konsentrasi madu sampai 10% pernah dilakukan, sabun yang diperoleh berwarna lebih gelap, namun sabun yang dihasilkan lebih lunak dan lengket setelah digunakan di tangan. Hal ini yang menyebabkan penambahan madu dibatasi hingga konsentrasi 7,5%.
P0 P2,5
P5 P7,5
Keterangan : P = Konsentrasi madu (%)
Gambar 7. Perbedaan Warna Sabun Transparan dengan Penambahan Konsentrasi Madu yang Berbeda
Sabun yang diperoleh memiliki rendemen sebesar 10% dari berat total bahan yang digunakan. Hasil pengujian terhadap sifat fisik sabun madu transparan yang meliputi kekerasan sabun, tegangan permukaan, stabilitas emulsi, tegangan antar muka dan stabilitas busa dapat dilihat pada Tabel 8. Pengujian sifat fisik dilakukan untuk mengetahui kesesuaian sifat fisik sabun transparan yang dihasilkan.
Tabel 8. Analisa Sifat Fisik Sabun Madu Transparan
Sifat Fisik Hasil Analisa
P0% P2,5% P5% P7,5%
Kekerasan (mm/detik) * 7,15±0,42 8,11±0,32 9,41±0,29 9,79±0,05 Tegangan Permukaan
(dyne/cm) * 31,43±2,13 27,05±1,08 25,97±1,13 25,02±0,14 Tegangan Antar Muka
(dyne/cm) tn 19,2±1,57 16,00±3,16 14,67±2,47 13,97±2,04 Stabilitas Emulsi (%) * 88,14±2,22 89,33±1,60 90,75±1,07 92,71±1,12 Stabilitas Busa (%)* 30,37±6,01 42,75±5,34 66,19±7,71 78,21±5,45 Keterangan : * = nyata
tn = tidak nyata
Kekerasan
Gula pasir (sukrosa) merupakan salah satu bahan baku yang digunakan dalam pembuatan sabun mandi transparan. Sukrosa yang mengalami proses pemanasan terurai menjadi glukosa dan fruktosa. Hal ini dapat menurunkan kekerasan dari suatu produk (Winarno, 1991).
Hasil analisa kekerasan sabun transparan yang diberi penambahan madu 0- 7,5% menunjukkan nilai pada kisaran 7,15-9,79 mm/detik atau bertambah 2,64 mm/detik (Tabel 8). Semakin besar nilai penetrasi jarum dalam sabun, berarti sabun tersebut semakin lunak. Sebagai sabun pembanding yaitu sabun transparan komersil
”Madoe” memiliki nilai kekerasan sebesar 6,5 mm/detik, berarti lebih keras dibanding sabun transparan hasil penelitian. Analisis keragaman menunjukkan bahwa penambahan madu memberikan pengaruh nyata (P < 0,05) terhadap kekerasan sabun transparan yang dihasilkan.
Sifat ortogonalnya menunjukkan bahwa peningkatan penambahan madu menyebabkan penurunan kekerasan sabun mandi transparan menurun mengikuti persamaan linear y = 7,23 + 0,37x (R2 = 0,91), seperti yang tampak pada Gambar 8.
Artinya, setiap penambahan 1% madu akan meningkatkan nilai kekerasan sabun mandi transparan sebesar 0,37 mm/detik.
Gambar 8. Pengaruh Konsentrasi Madu terhadap Kekerasan Sabun Transparan
Hal ini disebabkan madu memiliki sifat higroskopis. Gula pereduksi dalam madu bersifat higroskopis sehingga semakin tinggi kandungan gula pereduksi maka daya ikat air semakin tinggi (TP News, 2008). Hal ini dapat menurunkan kekerasan dari suatu produk. Madu memiliki kandungan gula pereduksi (glukosa dan fruktosa) yang tinggi. Rataan glukosa (dekstrosa) pada madu mencapai 31,3% dan fruktosa (levulosa) sebesar 38,2% (Sihombing, 1997). Kadar air madu juga dimungkinkan mempengaruhi penurunan kekerasan sabun transparan.
Madu memiliki kandungan gula pereduksi yang lebih tinggi dibanding sukrosa. Pemanasan menyebabkan sukrosa terurai menjadi glukosa dan fruktosa. Hal ini dapat menurunkan kekerasan dari suatu produk (Winarno, 1991).
Tegangan Permukaan
Sabun merupakan produk yang dapat menurunkan tegangan permukaan air (Suryani et al., 2002). Analisa tegangan permukaan ditujukan untuk mengetahui kemampuan sabun madu transparan untuk menurunkan tegangan permukaan air.
Perubahan tegangan permukaan pada sabun merupakan suatu pembuktian pernyataan Kirk et al. (1954), yang menyatakan bahwa sabun mempunyai dua
y = 7,23 + 0,37x; R2 = 0,91
0 3 6 9 12
0 2,5 5 7,5
Konsentrasi Madu (%) Kekerasan Sabun (mm/dtk)
struktur gugus yang berbeda yaitu gugus hidrofobik dan gugus hidrofilik. Kedua gugus tersebut dapat menurunkan tegangan permukaan sehingga sabun dapat mengikat kotoran berupa minyak atau lemak.
Tegangan permukaan air tanpa campuran sabun pada analisa ini sebesar 58,35 dyne/cm. Tegangan permukaan air yang telah ditambahkan sabun madu transparan berkisar antara 25,02-31,43 dyne/cm (Tabel 8), sedang sabun transparan komersil ”Madoe” yang digunakan sebagai sabun pembanding memiliki nilai tegangan permukaan sebesar 21,6 dyne/cm. Hal ini menunjukkan bahwa sabun transparan komersil ”Madoe” memiliki kemampuan menurunkan tegangan permukaan yang lebih baik dibanding sabun yang dihasilkan.
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa penambahan madu berpengaruh nyata (P < 0,05) terhadap tegangan permukaan sabun transparan yang dihasilkan. Pengujian terhadap sifat ortogonalnya menunjukkan bahwa penambahan madu sampai 7,5% akan menurunkan tegangan permukaan mengikuti garis linear y = 30,42 - 0,81x (R2 = 0,72), seperti yang dilukiskan pada Gambar 9. Setiap penambahan 1% madu akan menurunkan nilai tegangan permukaan sabun transparan sebesar 0,81 dyne/cm.
Gambar 9. Pengaruh Konsentrasi Madu terhadap Tegangan Permukaan Sabun Transparan
Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung jumlah dan jenis asam aminonya. Protein dalam madu menyebabkan madu memiliki tegangan permukaan
y = 30,42 - 0,81x ; R2 = 0,72
20 25 30 35
0 2,5 5 7,5
Konsentrasi Madu (%) Tegangan Permukaan (dyne/cm)
yang rendah. Semakin tinggi konsentrasi madu yang ditambahkan, semakin banyak protein dan dapat menyebabkan tegangan permukaan semakin menurun. Kenyataan ini sesuai dengan pernyataan White and Doner (1980) yaitu madu memiliki kemampuan tegangan permukaan yang rendah karena adanya protein, sehingga merupakan humektan yang sempurna dalam produk kosmetik. Protein memiliki gugus hidrofilik dan hidrofobik. Gugus hidrofilik akan mengikat air dan gugus hidrofobik mengikat lemak.
Tegangan Antar Muka
Analisa tegangan antar muka ditujukan untuk mengetahui kemampuan sabun mandi madu transparan menurunkan tegangan antar muka air dengan xylen yang diasumsikan sebagai kotoran atau lemak. Kemampuan ini merupakan tolak ukur kemampuan sabun mandi transparan untuk berinteraksi dengan lemak atau kotoran sehingga kotoran atau lemak dapat dibersihkan.
Tegangan antar muka suatu fasa yang berbeda derajat polaritasnya akan menurun jika gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda dari kedua fase (adhesi) lebih besar dibandingkan gaya tarik menarik antar molekul yang sama dalam fase tersebut (kohesi) (www.pharmacy.wilkes.edu, 2008).
Tegangan antar muka air sebesar 59,0 dyne/cm. Tegangan antar muka air bercampur sabun transparan dengan campuran madu 0-7,5% berkisar antara 13,97- 19,2 dyne/cm, nilai rataan tegangan antar muka sabun madu transparan yang diperoleh adalah sebesar 27,37 dyne/cm (Tabel 8) dan mencakup tegangan antar muka sabun transparan ”Madoe” (18 dyne/cm). Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa penambahan madu tidak berpengaruh nyata terhadap tegangan antar muka sabun transparan yang dihasilkan.
Stabilitas Emulsi
Sabun padat termasuk dalam emulsi tipe w/o (Suryani et al., 2002). Stabilitas suatu emulsi merupakan salah satu karakter penting dan mempunyai pengaruh besar terhadap mutu produk emulsi ketika dipasarkan. Emulsi yang baik tidak membentuk lapisan-lapisan, tidak terjadi perubahan warna dan memiliki konsistensi yang tetap.
Stabilitas emulsi dipengaruhi oleh jumlah asam lemak yang terkandung dalam sabun. Asam lemak ini berperan dalam menjaga konsistensi sabun. Kestabilan
emulsi dalam sabun juga dipengaruhi oleh kadar air dan bahan dasar yang bersifat higroskopis. Semakin tinggi kadar air dalam sabun maka akan semakin tidak stabil.
Stabilitas emulsi sabun madu transparan yang dihasilkan memiliki kisaran nilai antara 88,14-92,71% (Tabel 8). Sebagai pembanding, analisa juga dilakukan terhadap sabun ”Madoe” yaitu sabun transparan komersil yang ternyata memiliki nilai stabilitas emulsi sebesar 91,86%.
Hasil analisa keragaman menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi madu berpengaruh nyata (P < 0,05) terhadap stabilitas emulsi. Pengujian terhadap sifat ortogonalnya memperlihatkan bahwa peningkatan konsentrasi madu akan meningkatkan kestabilan emulsi sabun madu transparan yang dihasilkan mengikuti persamaan linear y = 87,96 + 0,60x (R2 = 0,63), seperti terlihat pada Gambar 10. Hal ini berarti setiap peningkatan 1% madu akan meningkatkan nilai stabilitas emulsi sebesar 0,60%.
Gambar 10. Pengaruh Konsentrasi Madu terhadap Stabilitas Emulsi Sabun Transparan
Peningkatan stabilitas emulsi dipengaruhi oleh peningkatan jumlah asam lemak yang berasal dari hasil reaksi lain dalam formula. Reaksi yang terjadi antara coco-DEA dan mineral yang terdapat di dalam madu menghasilkan asam lemak (Qisti, 2008), selain itu dapat juga disebabkan oleh madu yang ditambahkan pada formula. Jumlah asam lemak sabun transparan yang diberi tambahan madu 0-7,5%
berkisar antara 9,973-21,162% (Qisti, 2008). Tegangan permukaan yang menurun y = 87,96 + 0,60x ; R2 = 0,63
85 88 91 94
0 2,5 5 7,5
Konsentrasi Madu (%) Stabilitas Emulsi (%)
(Gambar 9) dengan penambahan madu turut menstabilkan emulsi. Zielenski (1997) menyatakan bahwa semakin kecil nilai tegangan permukaannya berarti semakin stabil sistem emulsi tersebut.
Stabilitas Busa
Busa adalah gas yang terjebak oleh lapisan tipis cairan yang mengandung sejumlah molekul surfaktan yang teradsorpsi pada lapisan tipis tersebut, dalam gelembung, gugus hidrofobik surfaktan akan mengarah ke gas, sedang bagian hidrofiliknya akan mengarah ke larutan. Gelembung akan dilapisi oleh lapisan tipis cairan yang mengandung sejumlah molekul surfaktan dengan orientasi face to face saat gelembung keluar dari badan cairan (Rileksbook, 2008).
Hasil analisa stabilitas busa sabun madu transparan menunjukkan kisaran 30,37-78,21%, seperti yang tercantum pada Tabel 8. Sabun mandi transparan
”Madoe” yaitu sabun transparan komersial yang diuji sebagai sabun pembanding memiliki nilai stabilitas busa sebesar 18,06%.
Hasil analisis keragaman terhadap stabilitas busa sabun mandi transparan menunjukkan bahwa penambahan madu berpengaruh nyata (P < 0,05) terhadap stabilita busa. Uji terhadap sifat ortogonal menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi madu, maka stabilitas busa juga semakin meningkat mengikuti persamaan linear y = 29,33 + 6,68x (R2 = 0,92), seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Pengaruh Konsentrasi Madu terhadap Stabilitas Busa Sabun Transparan
y = 29,33 + 6,68x ; R2 = 0,92
0 20 40 60 80 100
0 2,5 5 7,5
Konsentrasi Madu (%)
Stabilitas Busa (%)
Hal ini berarti setiap peningkatan 1% madu akan meningkatkan nilai stabilitas busa sebesar 6,68%. Protein dalam madu membantu dalam pembusaan.
Pembentukan busa terjadi saat udara terinkorporasi secara mekanis. Saat udara terinkorporasi dalam larutan protein, sel-sel terbentuk dari udara yang dikelilingi oleh lapisan protein pada fase antar muka udara-air (Wong, 1989).
Tegangan permukaan juga dapat mempengaruhi stabilitas busa. Penurunan tegangan permukaan menyebabkan udara dari luar dengan mudah masuk ke dalam air. Udara yang masuk terperangkap oleh surfaktan dan membentuk busa.
Pemilihan Sabun Madu Transparan Terbaik
Pemilihan produk terbaik dilakukan dengan cara yang didasarkan pada pembobotan nilai kepentingan hasil analisa fisik. Nilai kepentingan setiap peubah ditentukan atas pertimbangan-pertimbangan yang dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Penilaian Kepentingan Setiap Peubah Sabun Madu Transparan Peubah Dasar Pertimbangan Kepentingan NK Kekerasan Berhubungan dengan ketahanan
pemakaian sabun 4 Tegangan Permukaan Menentukan daya bersih 5 Stabilitas Emulsi Menentukan umur simpan 3
Tegangan Antar
Muka Menentukan stabilitas busa 4 Stabilitas Busa Biasanya konsumen menyukai sabun yang
busanya stabil 5 Keterangan : NK = Nilai Kepentingan
Besarnya nilai kepentingan diperoleh berdasarkan kepentingan sifat fisik sabun transparan tersebut yang dinilai oleh beberapa orang. Semakin penting peubah, maka nilai kepentingan semakin besar. Pemilihan sabun madu transparan terbaik tidak hanya dilihat berdasarkan nilai kepentingan saja, tetapi dilihat juga nilai pembobotannya. Perhitungan penentuan sabun mandi transparan dapat dilihat pada Tabel 10. Sabun transparan terbaik ditunjukkan oleh sabun yang memiliki jumlah nilai bobot tertinggi.
Tabel 10. Pembobotan dalam Penentuan Konsentrasi Terbaik Sabun Madu Transparan
Peubah N K B
Perlakuan
P0 P2,5 P5 P7,5
N NB N NB N NB N NB Kekerasan 4 0,19 3 0,57 2 0,38 2 0,38 2 0,38
Tegangan
Permukaan 5 0,24 2 0,48 2 0,48 2 0,48 3 0,72 Stabilitas
Emulsi 3 0,14 2 0,28 2 0,28 2 0,28 3 0,42 Tegangan
Antar Muka
4 0,19 2 0,38 2 0,38 2 0,38 2 0,38 Stabilitas
Busa 5 0,24 2 0,48 2 0,48 2 0,48 3 0,72 Jumlah Nilai Bobot 2,19 2,00 2,00 2,62 Keterangan: NK = Nilai Kepentingan
Jumlah NK = 21
B = Bobot = Nilai Kepentingan Jumlah NK
N = Nilai (1= kurang baik, 2 = baik, 3 = paling baik) NB = Nilai Bobot = Nilai X Bobot
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sabun transparan terbaik adalah sabun transparan dengan konsentrasi madu 7,5%. Pengujian sifat fisik sabun transparan tidak mengacu pada SNI. Hal ini dikarenakan dalam penilaian mutu sabun, SNI lebih menekankan pada sifat kimia dan tidak pada sifat fisik. Kekerasan sabun transparan yang ditambahkan madu menghasilkan sabun yang semakin menurun nilai kekerasannya sejalan dengan bertambahnya konsentrasi madu yang ditambahkan.
Penurunan kekerasan sabun transparan dapat diperbaiki dengan cara menggantikan lemak yang digunakan dalam formula dan penggunaan madu dengan kadar air yang lebih rendah.
Nilai tegangan permukaan menunjukkan penurunan. Semakin tinggi konsentrasi madu yang ditambahkan, tegangan permukaan pun semakin menurun.
Tegangan permukaan yang rendah pada konsentrasi 7,5% mempengaruhi daya bersih. Nilai tegangan permukaan yang rendah akan meningkatkan daya bersih.
Kemampuan sabun dalam stabilitas emulsi pun meningkat, semakin kecil nilai tegangan permukaan, emulsi akan lebih stabil. Kestabilan emulsi dapat dilihat dari
warna sabun yang tidak berubah dan tidak adanya endapan atau pembentukan lapisan-lapisan dalam sabun. Tegangan permukaan yang rendah juga dapat mempertahankan busa lebih lama. Semakin kecil nilai tegangan permukaan, busa sabun semakin stabil.
Pemilihan sabun transparan yang ditambahkan madu dengan beberapa konsentrasi tidak hanya ditentukan dari sifat fisik saja. Keinginan konsumen pun diperhatikan dalam pembuatan sabun. Biasanya masyarakat Indonesia menginginkan sabun dengan busa yang banyak. Oleh karena itu, pemilihan sabun terbaik ditentukan oleh penerimaan masyarakat melalui tingkat kesukaan terhadap produk yang dihasilkan.
