OPTIMASI SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE SEBAGAI GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN
DALAM SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK Spirulina platensis MENGGUNAKAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
INTISARI
Pigmen warna dari Spirulina platensis diketahui memiliki aktivitas antioksidan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui formula yang optimum dalam pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis menggunakan CMC-Na sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan. Efek paling dominan dari jumlah CMC-Na dan propilen glikol maupun interaksi keduanya akan menentukan respon sifat fisik dari sediaan. Pergeseran viskositas selama penyimpanan 28 hari menjadi parameter stabilitas.
Rancangan penelitian menggunakan desain eksperimental faktorial. Faktor adalah CMC-Na dan propilen glikol dengan masing-masing menggunakan level rendah dan level tinggi. Analisis data menggunakan uji ANOVA interaksi dua faktor dengan taraf kepercayaan 95%. Respon yang dihasilkan digunakan untuk mendapatkan area komposisi optimum CMC-Na dan propilen glikol. Pengolahan data statistik menggunakan software SPSS versi 22.
Hasil menunjukkan CMC-Na memberikan efek signifikan terhadap respon viskositas dengan efek meningkatkan. CMC-Na, propilen glikol dan interaksi kedua faktor memberikan efek signifikan terhadap respon daya sebar. Efek CMC-Na menurunkan daya sebar, sedangkan propilen glikol dan interaksi kedua faktor meningkatkan daya sebar. CMC-Na merupakan faktor paling dominan dalam mempengaruhi sifat fisik gel. Diperoleh area optimum dalam pembuatan gel ekstrak Spirulina platensis dengan hasil yang valid, namun tidak stabil selama penyimpanan 28 hari.
OPTIMIZATION SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE AS GELLING AGENT AND PROPYLENE GLYCOL AS HUMECTANT IN
PREPARATION OF Spirulina platensis EXTRACT AS ANTI-AGING DOSAGE FORM USING FACTORIAL DESIGN APPLICATION
ABSTRACT
Pigment color of Spirulina platensis has a good antioxidant activity. This research was conducted in order to know optimal formula for manufacture anti-aging gel of Spirulina platensis extract using CMC-Na as gelling agent and humectant propylene glycol. Dominant effect from CMC-Na and propylene glycol as well their interaction will be determine physical characteristics gel response. Viscosity shift during storage about 28 days become a parameter stability.
This research using an experimental factorial design. Factor is CMC-Na and propylene glycol with each factors using low level and high level. Data analysis using ANOVA interaction two factors with a 95% confidence level. Response result was made to obtain optimum composition area of CMC-Na and propylene glycol. Analysis statistic using software SPSS version 22.
The result showed that CMC-Na provide significant effect on viscosity response with enhancing viscosity. CMC-Na, propylene glycol, and their interaction provide significant effect on spreadibility. CMC-Na gives decrease effect, but propylene glycol and their interaction gives increase spreadibility. CMC-Na is the most dominant factors that affects the viscosity and spreadibility response.Optimum area could be found with valid result but not stable in 28 days storage.
OPTIMASI SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE SEBAGAI GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN
DALAM SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK Spirulina platensis MENGGUNAKAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh :
Andriana Cindy Salim NIM : 128114112
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
OPTIMASI SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE SEBAGAI GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN
DALAM SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK Spirulina platensis MENGGUNAKAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh :
Andriana Cindy Salim NIM : 128114112
FAKULTAS FARMASI
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tiga Hal yang Tidak Akan Terulang Dalam Hidup :
Karya tulis ini kupersembahkan untuk :
Papa dan Mama Tecinta
Kakak-adik Tersayang
Sahabat dan Teman-teman
Almamaterku, Universitas Sanata Dharma
WAKTU
UCAPAN
PRAKATA
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa untuk segala berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul
“OPTIMASI SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE SEBAGAI GELLING
AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMEKTAN DALAM
SEDIAAN GEL ANTI-AGING EKSTRAK Spirulina platensis
MENGGUNAKAN APLIKASI DESAIN FAKTORIAL”. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Program Studi Farmasi (S.Farm) Universitas Sanata Dharma.
Proses penulisan hingga terselesaikannya tugas akhir ini tidak terlepas dari peran, dukungan dan bantuan dari berbagai pihak kepada penulis. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Orang tua, kakak dan adik yang selalu memberikan kasih sayang, motivasi, dukungan moral maupun material dan saran kepada penulis.
2. Ibu Aris Widayati, M.Si., Apt., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
4. Ibu Wahyuning Setyani, M.Sc., Apt. dan Bapak Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktu dan memberikan kritik serta saran bagi penulis.
5. Bapak laboran khususnya Pak Musrifin, Pak Wagiran, Mas Agung, Pak Parlan, Mas Bimo dan Mas Kunto atas segala bantuan yang diberikan kepada penulis selama penelitian.
6. Mitra kerja skripsi yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dari awal penyusunan proposal, penelitian hingga penyusunan naskah skripsi ini.
7. Rekan-rekan skripsi lantai 1 dan lantai 3 yang selalu memberikan semangat, dukungan, masukan serta keceriaan kepada penulis selama penelitian di laboratorium.
8. Teman-teman Farmasi angkatan 2012, khususnya kelas FST-B untuk kebersamaan, kerjasama, keceriaan dan kenangan yang tak terlupakan selama masa perkuliahan.
9. Segenap pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu untuk setiap bantuan dan dukungan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis menerima segala bentuk kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan skripsi ini. Penulis mengharapkan agar skripsi ini dapat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Yogyakarta, 20 Januari 2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .. vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
INTISARI ... xvii
ABSTRACT ... xviii
BAB I. PENGANTAR ... 1
A. Latar Belakang ... 1
1. Rumusan Masalah ... 3
2. Keaslian penelitian ... 3
3. Manfaat penelitian ... 5
B. Tujuan Penelitian ... 5
1. Tujuan umum ... 5
A. Kulit ... 7
B. Penuaan Dini ... 8
C. Radikal Bebas ... 9
D. Spirulina platensis ... 10
E. Ekstraksi dengan Maserasi ... 13
F. Spektrofotometri ... 13
G. Desain Faktorial ... 14
H. Gel... 15
I. Gelling Agent... 15
J. Humektan ... 16
K. Metil Paraben ... 17
L. Parameter Uji Sifat Fisik ... 18
1. Viskositas ... 18
2. Daya Sebar ... 19
M. Uji Hedonik (Uji Kesukaan) ... 19
N. Landasan Teori ... 20
O. Hipotesis ... 21
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 22
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 22
B. Variabel Penelitian... 22
1. Variabel bebas ... 22
2. Variabel tergantung ... 22
4. Variabel pengacau tak terkendali ... 23
C. Definisi Operasional ... 23
D. Bahan Penelitian ... 25
E. Alat Penelitian ... 25
F. Tata Cara Penelitian ... 25
1. Ekstraksi Spirulina platensis... 25
2. Uji % aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis ... 26
3. Optimasi formula gel anti-aging ... 27
4. Pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis... 28
5. Uji sifat fisik dan stabilitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis .. 29
6. Validasi ... 30
7. Uji Hedonik ... 30
G. Analisis Data ... 31
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
A. Pemilihan Sampel ... 32
B. Pembuatan Ekstrak Spirulina platensis ... 32
C. Penetapan % Aktivitas Antioksidan Ekstrak air Spirulina platensis ... 34
D. Pembuatan Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 36
E. Orientasi Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 39
F. Optimasi Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 43
G. Uji Sifat Fisik Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 44
1. Uji organoleptis ... 44
3. Uji viskositas ... 46
4. Uji daya sebar ... 47
H. Uji Stabilitas Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 48
I. Efek Penambahan CMC-Na dan Propilen Glikol serta Interaksinya dalam Menentukan Sifat Fisik Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis ... 51
1. Uji normalitas data ... 51
2. Uji kesamaan varians data ... 53
3. Uji ANOVA interaksi dua faktor ... 54
4. Efek dari kedua faktor dan interaksinya ... 56
J. Prediksi Komposisi Optimum CMC-Na dan Propilen Glikol ... 57
1. Contour plot viskositas ... 57
2. Contour plot daya sebar ... 58
3. Superimposed contour plot ... 59
K. Validasi Area Komposisi Optimum... 60
L. Uji Hedonik ... 62
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 65
A. Kesimpulan ... 65
B. Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA ... 66
LAMPIRAN ... 72
DAFTAR TABEL
Tabel I. Formula lubricating jelly ... 27
Tabel II. Formula modifikasi hasil orientasi ... 27
Tabel III. Level tinggi dan level rendah dari CMC-Na dan Propilen glikol dalam formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 28
Tabel IV. Formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis ... 28
Tabel V. Hasil penetapan persen aktivitas antioksidan ekstrak air Spirulina platensis ... 35
Tabel VI. Level rendah dan level tinggi dari tiap faktor yang diperoleh ... 43
Tabel VII. Formula optimasi gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis... 44
Tabel VIII. Data uji organoleptis gel ekstrak Spirulina platensis ... 45
Tabel IX. pH gel ekstrak Spirulina platensis setelah 48 jam pembuatan ... 46
Tabel X. Hasil uji viskositas gel 48 jam setelah pembuatan ... 47
Tabel XI. Hasil uji daya sebar gel 48 jam setelah pembuatan ... 48
Tabel XII. % Pergeseran viskositas ( ± SD) gel ekstrak Spirulina platensis ... 49
Tabel XIII. Viskositas ( ± SD) gel ekstrak Spirulina platensis pada 48 jam, 7 hari, 14 hari, 21 hari, 28 hari setelah pembuatan ... 50
Tabel XIV. Hasil uji normalitas data viskositas dan daya sebar ... 52
Tabel XV. Hasil uji kesamaan varians data viskositas dan daya sebar ... 53
Tabel XVI. Hasil uji ANOVA terhadap respon viskositas ... 55
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur kulit ... 8
Gambar 2. Morfologi Spirulina platensis ... 11
Gambar 3. Struktur CMC-Na ... 16
Gambar 4. Struktur Propilen Glikol ... 17
Gambar 5. Struktur Metil Paraben ... 18
Gambar 6. Serbuk Spirulina platensis ... 32
Gambar 7. Ekstrak air Spirulina platensis ... 34
Gambar 8. Reaksi antioksidan dalam menghambah radikal bebas DPPH ... 36
Gambar 9. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi CMC-Na terhadap respon viskositas ... 40
Gambar 10. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi CMC-Na terhadap respon daya sebar ... 41
Gambar 11. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi propilen glikol terhadap respon viskositas ... 42
Gambar 12. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi propilen glikol terhadap respon daya sebar ... 43
Gambar 13. Grafik perubahan viskositas setiap formula selama peyimpanan ... 50
Gambar 14. Ilustrasi dari analisis ANOVA interaksi dua faktor ... 54
Gambar 15. Contour plot respon viskositas gel ekstrak Spirulina platensis 58 Gambar 16. Contour plot respon daya sebar gel ekstrak Spirulina platensis ... 59
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat keterangan produk Spirulina platensis dari CV. Blue Green
Algae Biotechnology ... 72
Lampiran 2. Hasil pengukuran lamda maksimum DPPH ... 73
Lampiran 3. Hasil pengukuran % aktivitas antioksidan ... 73
Lampiran 4. Hasil orientasi kedua faktor penelitian ... 74
Lampiran 5. Formula desain faktorial ... 76
Lampiran 6. Hasil uji sifat fisik gel ekstrak Spirulina platensis... 76
Lampiran 7. Hasil uji stabilitas gel ekstrak Spirulina platensis ... 78
Lampiran 8. Perhitungan efek... 79
Lampiran 9. Hasil uji pergeseran viskositas gel ekstrak Spirulina platensis setiap minggu ... 80
Lampiran 10. Hasil validasi formula ... 81
Lampiran 11. Lisensi analisis data dengan software SPSS versi 22 ... 82
Lampiran 12. Hasil analisis data dengan software SPSS versi 22 ... 83
INTISARI
Pigmen warna dari Spirulina platensis diketahui memiliki aktivitas antioksidan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui formula yang optimum dalam pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis menggunakan CMC-Na sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan. Efek paling dominan dari jumlah CMC-Na dan propilen glikol maupun interaksi keduanya akan menentukan respon sifat fisik dari sediaan. Pergeseran viskositas selama penyimpanan 28 hari menjadi parameter stabilitas.
Rancangan penelitian menggunakan desain eksperimental faktorial. Faktor adalah CMC-Na dan propilen glikol dengan masing-masing menggunakan level rendah dan level tinggi. Analisis data menggunakan uji ANOVA interaksi dua faktor dengan taraf kepercayaan 95%. Respon yang dihasilkan digunakan untuk mendapatkan area komposisi optimum CMC-Na dan propilen glikol. Pengolahan data statistik menggunakan software SPSS versi 22.
Hasil menunjukkan CMC-Na memberikan efek signifikan terhadap respon viskositas dengan efek meningkatkan. CMC-Na, propilen glikol dan interaksi kedua faktor memberikan efek signifikan terhadap respon daya sebar. Efek CMC-Na menurunkan daya sebar, sedangkan propilen glikol dan interaksi kedua faktor meningkatkan daya sebar. CMC-Na merupakan faktor paling dominan dalam mempengaruhi sifat fisik gel. Diperoleh area optimum dalam pembuatan gel ekstrak Spirulina platensis dengan hasil yang valid, namun tidak stabil selama penyimpanan 28 hari.
ABSTRACT
Pigment color of Spirulina platensis has a good antioxidant activity. This research was conducted in order to know optimal formula for manufacture anti-aging gel of Spirulina platensis extract using CMC-Na as gelling agent and humectant propylene glycol. Dominant effect from CMC-Na and propylene glycol as well their interaction will be determine physical characteristics gel response. Viscosity shift during storage about 28 days become a parameter stability.
This research using an experimental factorial design. Factor is CMC-Na and propylene glycol with each factors using low level and high level. Data analysis using ANOVA interaction two factors with a 95% confidence level. Response result was made to obtain optimum composition area of CMC-Na and propylene glycol. Analysis statistic using software SPSS version 22.
The result showed that CMC-Na provide significant effect on viscosity response with enhancing viscosity. CMC-Na, propylene glycol, and their interaction provide significant effect on spreadibility. CMC-Na gives decrease effect, but propylene glycol and their interaction gives increase spreadibility. CMC-Na is the most dominant factors that affects the viscosity and spreadibility response.Optimum area could be found with valid result but not stable in 28 days storage.
BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang
Kulit merupakan lapisan atau jaringan paling luar dari tubuh yang berfungsi menutupi dan melindungi tubuh dari bahaya yang datang dari luar (Wibowo, 2008). Kulit juga berfungsi untuk mencegah terjadinya kehilangan cairan tubuh yang esensial, melindungi dari masuknya zat-zat kimia beracun dan mikroorganisme, mengatur suhu tubuh, dan melindungi kerusakan akibat radiasi sinar UV matahari (Brown dan Burns, 2005).
Penuaan pada kulit merupakan proses fisiologis yang pasti terjadi pada semua makhluk hidup. Penuaan ini terjadi karena berbagai faktor intrinsik dan ekstrinsik yang mempengaruhi. Penyebab penuaan ekstrinsik adalah sinar matahari, polusi udara, alat elektronik, dan nutrisi yang tidak seimbang (Yaar dan Gilchrest, 2003).
Adanya radikal bebas merupakan salah satu faktor ekstrinsik yang berperan dalam menyebabkan terjadinya penuaan pada kulit lebih cepat (premature aging) (Jusuf, 2005). Tanda-tanda dari penurunan fungsi kulit atau penuaan pada kulit yaitu kerutan halus, kulit tipis, bintik-bintik pigmen, kulit kendur, dan ketidak mampuan untuk berkeringat cukup (Mackiewicz dan Rimkevicius, 2008).
pada kulit. Penuaan dini ini disebabkan oleh adanya aktivitas radikal bebas dari sinar UV. Radikal bebas ini mempunyai elektron yang tidak berpasangan sehingga elektron ini akan mencari pasangannya dengan mencuri dari sel tubuh lain (Baumann, 2002). Radikal bebas yang berlebihan dapat merusak kolagen pada membran sel kulit, sehingga kulit menjadi kehilangan elastisitasnya dan terjadi keriput (Ardhie, 2011). Radikal bebas juga dapat merusak DNA yang menstimulasi produksi pigmen pada sel melanosit sehingga menyebabkan terjadinya depigmentasi ataupun hiperpigmentasi (Masaki, 2010).
Aktivitas radikal bebas dapat dinetralkan dengan antioksidan. Antioksidan adalah senyawa yang dapat memberikan pertahanan pada sel-sel tubuh terhadap kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas dan secara optimal dapat menjaga kesehatan (Isnindar, Wahyuno, dan Setyowati, 2011). Kandungan antioksidan terdapat dalam mikroalga Spirulina platensis yang biasa disebut dengan ganggang hijau-biru.
Spirulina platensis merupakan cyanobacteria yang memiliki berbagai
pigmen warna, salah satunya adalah phycobiliprotein. Phycobiliprotein ini terdiri dari phycocyanin (biru), phycoerythrin (merah tua) dan allophycocyanin (hijau kebiruan) (Kamble, Gaikar, Padalia, dan Shinde, 2013). Salah satu
Phycobiliprotein yang bermanfaat adalah phycocyanin karena memiliki aktivitas
Sediaan gel dengan ekstrak phycobiliprotein dari Spirulina platensis diharapkan dapat membantu mencegah terjadinya penuaan dini pada kulit yang disebabkan oleh adanya radikal bebas. Dengan penggunaan gel anti-aging ekstrak
Spirulina platensis ini maka dapat mengurangi jumlah radikal bebas yang ada
ataupun menempel pada kulit. 1. Rumusan Masalah
a. Faktor apakah yang paling dominan antara CMC-Na, propilen glikol maupun interaksi keduanya terhadap respon sifat fisik (viskositas dan daya sebar) dan stabilitas (pergeseran viskositas) sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis?
b. Apakah dapat diperoleh formula yang optimum untuk membuat sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis menggunakan variasi CMC-Na dan propilen glikol dengan sifat fisik dan stabilitas yang baik?
c. Apakah dapat diketahui persen aktivitas antioksidan dalam ekstrak air
Spirulina platensis?
2. Keaslian penelitian
Berdasarkan penelusuran pustaka yang penulis lakukan, penelitian
tentang “Optimasi Sodium Carboxymethyl Cellulose Sebagai Gelling Agent
dan Propilen Glikol Sebagai Humektan Dalam Sediaan Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis Menggunakan Aplikasi Desain Faktorial” belum pernah dilakukan. Penelitian serupa yang pernah dilakukan yaitu :
a. “Pengaruh Penambahan CMC (Carboxymethyl Cellulose) Sebagai Gelling
Sunscreen Ekstrak Kering Polifenol Teh Hijau (Camellia sinensis L.)”
(Dwiastuti, 2010). Penelitian tersebut berisikan tentang formulasi sediaan gel dengan ekstrak kering polifenol teh hijau dan dilihat faktor yang paling dominan antara CMC-Na dan propilen glikol dalam menentukan respon. Hasil yang diperoleh yaitu CMC mempunyai pengaruh yang dominan dalam menentukan respon viskositas, daya sebar dan pergeseran viskositas.
b. “Optimasi Gelling Agent CMC-Na dan Humektan Propilen Glikol dalam
Sediaan Gel Anti-inflamasi Ekstrak Daun Cocor Bebek (Kalanchoe
pinnata L.) dengan Aplikasi Desain Faktorial” (Novalia, 2015). Pada
penelitian tersebut dilakukan optimasi menggunakan CMC-Na dan propilen glikol namun dengan ekstrak daun cocor bebek sebagai anti-inflamasi. Hasil yang diperoleh yaitu CMC-Na merupakan faktor yang paling dominan dalam menentukan sifat fisik sediaan gel anti-inflamasi ekstrak daun cocor bebek.
c. “Optimasi Formulasi Sediaan Gel Ekstrak Daun Tembakau (Nicotiana tabacum) dengan Variasi Kadar Na-CMC dan Propilenglikol terhadap
Sifat Fisik Sediaan pada Uji Aktivitas Antibakteri” (Utami, 2014).
Penelitian ini menggunakan ekstrak daun tembakau sebagai antibakteri.
Hasil yang diperoleh dengan metode Simplex Lattice Design (SLD) yaitu
formula optimum gel memiliki komponen Na-CMC sebesar 1,7 gram dan
Pada hasil penelusuran pustaka tersebut, penelitian terkait pembuatan gel menggunakan CMC-Na sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan dengan ekstrak air Spirulina platensis sebagai zat aktif yang berfungsi sebagai anti-aging belum pernah dilakukan.
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Penelitian ini bermanfaat dalam memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan ilmiah mengenai formulasi gel
anti-aging ekstrak Spirulina platensis dengan CMC-Na sebagai gelling
agent dan propilen glikol sebagai humektan.
b. Manfaat metodologis. Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi mengenai komposisi optimum dari CMC-Na sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humektan dengan aplikasi desain faktorial pada pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
c. Manfaat praktis. Penelitian ini dapat menghasilkan sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis yang memiliki sifat fisik dan stabilitas yang baik.
B. Tujuan Penelitian 1. Tujuan umum
Membuat sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dengan gelling
2. Tujuan khusus
a. Mengetahui faktor yang dominan antara CMC-Na, propilen glikol atau interaksi keduanya dalam menentukan sifat fisik sediaan gel ekstrak
Spirulina platensis.
b. Mendapatkan formula yang optimum untuk membuat gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dengan gelling agent CMC-Na dan humektan propilen glikol.
c. Mengetahui persen aktivitas antioksidan dalam ekstrak air Spirulina
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Kulit
Menurut Wibowo (2008), kulit merupakan lapisan atau jaringan paling luar dari tubuh yang menutupi tubuh dan melindungi tubuh dari bahaya yang datang dari luar. Kulit juga merupakan bagian dari tubuh yang perlu mendapatkan perhatian khusus untuk memperindah kecantikan dan juga kulit dapat digunakan untuk deteksi penyakit yang diderita pasien.
Kulit berfungsi sebagai penahan dua arah yaitu membantu menyimpan cairan tubuh, mencegah dehidrasi komponen-komponen tubuh bagian dalam dan sekaligus mencegah masuknya organisme-organisme infeksius dan zat-zat beracun kedalam tubuh (Goeser, 2008). Dalam bukunya yang berjudul Dermatologi, Brown dan Burns (2005) menyatakan kulit berfungsi untuk mencegah terjadinya kehilangan cairan tubuh yang esensial, melindungi dari masuknya zat-zat kimia beracun dari lingkungan dan mikroorganisme, mengatur suhu tubuh, serta melindungi kerusakan akibat radiasi sinar UV matahari.
Kulit tumbuh dari dua macam jaringan yaitu jaringan epitel dan jaringan pengikat (penunjang). Jaringan epitel menumbuhkan lapisan epidermis sedangkan jaringan pengikat menumbuhkan lapisan dermis (kulit dalam) (Syaifuddin, 2009).
lapisan keratonosit yang aktif melakukan regenerasi dengan proses selama 28 hari. Pada lapisan dalam akan terbentuk pigmen (melanosit) dan pada lapisan luar terbentuk jaringan tanduk. Lapisan kulit dermis terdiri dari banyak serat kolagen dan elastin yang menunjang kekenyalan kulit, dan terdapat kelenjar keringat, kelenjar lemak, akar rambut, ujung-ujung saraf perasa, dan pembuluh darah kapiler. Lapisan kulit subcutis banyak terbentuk dari lapisan atau jaringan lemak (Dwikarya, 2007).
Gambar 1. Struktur kulit (Particle Sciences, 2009).
B. Penuaan Dini
ekstrinsik yang berperan dalam menyebabkan penuaan pada kulit dapat terjadi lebih cepat (premature aging) (Jusuf, 2005).
C. Radikal Bebas
Radikal bebas merupakan molekul yang mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan di orbit luarnya sehingga relatif tidak stabil (Pinnell, 2003). Untuk memperoleh kestabilan, molekul yang bersifat reaktif tersebut akan mencari pasangan elektronnya, sehingga disebut sebagai reactive
oxygen species (ROS). Mekanisme ROS untuk memperoleh kestabilan dapat
dengan donasi, namun umumnya “mencuri” dari sel tubuh lain (Baumann, 2002).
Kulit merupakan salah satu organ tubuh yang secara langsung terpajan oleh sinar matahari (Hakozaki, Date, Yoshii, Toyokuni, Yasui, dan Sakurai, 2008). Sinar UV dari matahari dapat menyebabkan terjadinya penuaan dini pada kulit karena adanya aktivitas dari radikal bebas (Baumann, 2002). Secara in vitro, berdasarkan panjang gelombang dari sinar UV dapat diketahui bahwa radiasi UV merupakan inisiator pembentukan ROS pada kulit. Berdasarkan panjang gelombangnya, sinar UV dibedakan atas tiga jenis yaitu UVA (320-400 nm), UVB (290-320 nm) dan UVC (200-290 nm) (Wang, Balagula, dan Osterwalder, 2010).
Radiasi sinar UV adalah inisiator poten dari generasi ROS pada kulit. Jenis dari ROS yang dihasilkan bergantung pada panjang gelombang dari sinar UV. Terutama sinar UVB yang menstimulasi produksi dari O2- melalui aktivasi
O2 melalui reaksi photosensitizing dengan kromofor internal seperti riboflavin.
UVA juga menghasilkan O2- melalui aktivasi NADPH oksidase (Masaki, 2010).
Sinar UVB mencapai atmosfer bumi dengan kadar yang cukup tinggi dan menyebabkan kulit terbakar (sunburn) atau kecoklatan (sutan) pada lapisan kulit ari. Sedangkan sinar UVA mampu menembus lapisan lemak pada kulit, sehingga menyebabkan kerusakan kolagen dan jaringan elastin, yakni zat yang membuat kulit menjadi kuat dan kenyal (Dwikarya, 2007).
DPPH adalah radikal bebas yang stabil dengan pita serapan pada panjang gelombang 515-517 nm (Widyaningsih, 2010). Hasil pengukuran pada panjang gelombang tersebut akan memberikan hasil absorbansi DPPH yang semakin kecil bila ditambah antioksidan. Metode DPPH ini secara luas digunakan untuk menentukan aktivitas antioksidan atau antiradikal senyawa fenolik serta ekstrak tumbuhan alami (Shalaby dan Shanab, 2013).
D. Spirulina platensis
Antioksidan adalah senyawa yang dapat memberikan pertahanan pada sel-sel tubuh terhadap kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas dan secara optimal dapat menjaga kesehatan (Isnindar, 2011). Menurut Wahlqvist (2013), antioksidan mampu menstabilkan atau menghentikan pembentukan radikal bebas dan reaksi berantainya sebelum radikal bebas tersebut menyerang sel-sel dan sistem sistemik tubuh.
pada kesehatan (Ali dan Saleh, 2012). Spirulina platensis adalah mikroalga hijau-biru yang berbentuk helix, berfilamen, multiseluler, dan berfotosintesis (Sanchez, Castillo, Rozo, dan Rodriguez, 2003).
Gambar 2. Morfologi Spirulina platensis diamati menggunakan mikroskop elektron (Ciferri, 1983).
Berdasarkan klasifikasinya, Spirulina platensis masuk dalam genus Arthrospira dan merupakan kelompok Cyanobacteria dan Prochlorales (Sanchez
et al., 2003). Menurut Kabinawa (2006), Spirulina platensis dikelompokkan
kedalam Thallophyta yaitu tumbuhan yang tidak memiliki akar, batang, dan daun sejati. Dalam kelompok Thallophyta, Spirulina masuk dalam dunia alga dengan klas Cyanobacterium karena tidak memiliki inti sel (akaryota). Klasifikasi dari
Spirulina platensis menurut Kabinawa (2006) :
Divisi : Cyanophyta Klas : Cyanophyceae Ordo : Nostocales Famili : Oscillatoriaceae Marga : Spirulina
Komposisi kandungan dari Spirulina platensis yaitu protein (55%-70%), karbohidrat (15%-25%), asam lemak esensial (18%), vitamin, mineral, dan pigmen yang terdiri dari karoten, klorofil dan phycocyanin (Ali dan Saleh, 2012).
Spirulina platensis memiliki berbagai senyawa berwarna (pigmen warna) yang
meliputi klorofil, karotenoid dan phycobiliprotein.
Phycobiliprotein adalah protein pigmen fluorescent yang stabil dan
berwarna cerah yang dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok utama, yaitu
phycocyanin (biru), phycoerythrin (merah tua) dan allophycocyanin (hijau
kebiruan) tergantung pada warna dan absorbansinya (Kamble et al., 2013).
Phycobiliprotein yang terdapat dalam Spirulina platensis terutama phycocyanin
memiliki berbagai fungsi secara biologis dan farmakologis, yaitu sebagai antioksidan, antiviral, anti-kanker, hepatoprotektif, antitumor, penangkap radikal, melindungi dari radiasi, dan anti-inflamasi (Sharma et al., 2014).
Menurut Wolfe (2009), penggunaan Spirulina platensis secara topikal dapat melindungi kulit dari paparan sinar matahari berlebih. Beberapa kandungan dari Spirulina platensis yang berfungsi sebagai antioksidan adalah β-karoten dan karotenoid lainnya, klorofil, zeaxanthin, superoxide dismutase (SOD),
phycocyanin, dan pigmen warna lainnya. Spirulina yang mengandung
phycocyanin merupakan penangkap radikal bebas yang poten dan menghambat
E. Ekstraksi dengan Maserasi
Ekstraksi dengan maserasi adalah proses pengekstrakan atau penyarian zat-zat bermanfaat dengan pelarut dan pengadukan pada temperatur ruang kamar. Tujuan ekstraksi bahan alam adalah untuk menarik komponen kimia yang terdapat pada bahan alam (Harbone, 1987). Proses pengolahan ekstraksi bahan tumbuhan obat dengan pelarut yang sesuai (air, alkohol, dan pelarut organik) menjadi ekstrak cair atau ekstrak kering banyak dilakukan untuk tujuan standarisasi sediaan obat herba sekaligus memberi keuntungan dari segi formulasi sediaannya (Sinambela, 2003).
Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu ekstrak antara lain yaitu kualitas bahan baku, jenis pelarut yang digunakan dalam ekstraksi, metode ekstraksi yang digunakan, ukuran partikel bahan, suhu selama proses ekstraksi dan pH ekstrak (Hernani, Marwati, dan Winarti, 2007).
F. Spektrofotometri
Spektrofotometri dapat digunakan untuk mengukur kadar sampel secara kuantitatif. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan perbandingan absorbansi sampel dengan absorbansi baku, atau dengan menggunakan persamaan regresi linear yang menyatakan hubungan antara konsentrasi baku dengan absorbansinya. Perasamaan yang diperoleh tersebut selanjutnya digunakan untuk menghitung kadar dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2007).
G. Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yang berupa teknik untuk memberikan hubungan antara variabel respon dengan satu atau lebih variabel bebas (Bolton, 1997). Desain faktorial dapat digunakan untuk melihat dan mengetahui faktor dominan yang berpengaruh secara signifikan terhadap suatu respon. Komponen dalam desain faktorial meliputi faktor, level, respon dan interaksi antar faktor yang mempengaruhi respon (Supriyanto, 2011).
adalah batas dari penambahan efek-efek faktor, dan dapat bersifat sinergis atau antagonis (Supriyanto, 2011).
H. Gel
Gel adalah suatu sistem semisolid yang tersusun atas dispersi molekul kecil atau besar dalam pembawa berair seperti jeli dengan penambahan bahan pembentuk gel (gelling agent) (Allen, Popovich, dan Ansel, 2010). Gel merupakan sediaan yang memiliki sistem penghantaran obat yang baik untuk berbagai rute pemberian dan cocok dengan berbagai senyawa obat (Allen, 2002).
Selain bahan pembentuk gel dan air, formulasi gel juga terdiri dari bahan obat yaitu : pelarut, seperti alkohol dan/atau propilen glikol ; pengawet antimikroba, seperti metilparaben dan propilparaben atau klorheksidin glukonat ; dan penstabil, seperti dinatrium edetat (Allen, Popovich, dan Ansel, 2005).
I. Gelling Agent
Gelling agent adalah bahan untuk pembentuk gel. Berbagai bahan
pembentuk gel (gelling agent) yang dapat digunakan yaitu berupa molekul sintetik, seperti karbomer 934, derivat selulosa, seperti karboksimetilselulosa, hidroksipropil metilselulosa dan gum alami seperti tragakan (Allen et al., 2010).
tergantung pada konsentrasi polimer dan berat molekulnya (Lieberman, Lachman, dan Schwatz, 1998).
CMC-Na dapat mengendap pada pH dibawah 2. CMC-Na stabil pada pH 2 hingga 10 dengan stabilitas maksimum pada pH 7 hingga 9. CMC-Na tidak dapat bercampur dengan alkohol. CMC-Na sebagai gelling agent akan membentuk gel yang termasuk dalam klasifikasi hidrogel. Hidrogel merupakan bahan yang terdispersi sebagai koloid atau larut dalam air. CMC-Na larut air pada semua temperatur (Allen et al., 2010).
CMC-Na banyak digunakan dalam sediaan oral maupun topikal dengan tujuan utama untuk meningkatkan viskositas. CMC-Na juga dapat meningkatkan daya lekat gel pada kulit. Sebagai agen pembentuk gel, dapat digunakan CMC-Na dengan konsentrasi 3-6% (Rowe, Sheskey, dan Quinn, 2009).
Gambar 3. Struktur CMC-Na (Rowe et al., 2009).
J. Humektan
mencegah terjadinya penguapan dari air ketika kemasan produk sudah dibuka. Beberapa contoh humektan adalah gliserol, polietilen glikol, propilen glikol (Aulton, 2007).
Propilen glikol merupakan cairan kental yang dapat bercampur dengan air dan alkohol. Propilen glikol merupakan pelarut yang berguna dengan rentang penggunaan yang lebar. Seringkali propilen glikol digunakan untuk menggantikan gliserin dalam formulasi (Allen et al., 2010).
Propilen glikol memiliki organoleptis bening, tidak berwarna, kental, dan tidak berbau. Propilen glikol memiliki formula C3H8O2 dengan bobot molekul
76.09 g/mol. Secara kimia, propilen glikol stabil ketika dicampur dengan etanol (95%), gliserin, atau air. Konsentrasi yang aman dalam penggunaan propilen
glikol dalam sediaan topikal sebagai humektan yaitu ≈ 15% (Rowe et al., 2009).
Gambar 4. Struktur Propilen Glikol (Rowe et al., 2009).
K. Metil Paraben
Metil paraben memiliki spektrum antimikroba yang luas, terutama efektif menghambat jamur dan ragi. Metil paraben memiliki aktivitas antimikroba pada pH 4-8. Efektivitas metil paraben dapat ditingkatkan dengan penambahan propilen glikol (2-5%). Metil paraben larut dalam propilen glikol dengan perbandingan kelarutan 1:5 (Rowe et al., 2009).
Gambar 5. Struktur Metil Paraben (Rowe et al., 2009).
L. Parameter Uji Sifat Fisik 1. Viskositas
Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, makin tinggi viskositas maka makin besar tahanannya (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993). Viskositas dan elastisitas merupakan karakteristik formulasi yang paling penting dalam produk akhir sediaan semisolid. Peningkatan viskositas pada sediaan akan meningkatkan waktu retensi pada tempat aksi terapi, tetapi akan menurunkan daya sebar (Garg et al., 2002).
adalah pergeseran viskositas. Adanya variasi pada ukuran atau jumlah droplet dapat dideteksi melalui pergeseran viskositas secara nyata (Aulton dan Diana, 1991).
2. Daya Sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak antara sediaan dengan tempat aplikasinya yang mencerminkan kelicinan (lubricity) sediaan tersebut, yang berhubungan langsung dengan koefisien gesekan. Daya sebar merupakan karakteristik yang penting dari suatu formulasi sediaan topikal dan bertanggung jawab untuk ketepatan transfer dosis atau melepaskan obatnya serta kemudahan dalam penggunaannya (Garg et al., 2002).
M. Uji Hedonik (Uji Kesukaan)
Pengujian organoleptik disebut sebagai penilaian sensorik yang merupakan suatu cara penilaian dengan memanfaatkan panca indera untuk mengamati tekstur, warna, bentuk, aroma, rasa suatu produk makanan, minuman ataupun obat (Ayustaningwarno, 2014). Prinsip uji hedonik adalah panelis diminta untuk mencoba suatu produk tertentu, kemudian panelis diminta memberikan tanggapan atau penilaian terhadap produk yang dicoba tanpa membandingkannya dengan produk yang lainnya. Secara umum tujuan dari uji hedonik yaitu untuk mengetahui tingkat kesukaan konsumen terhadap produk dan menilai produk pengembangan secara organoleptik (Laksmi, 2012).
Marliyati, Kustiyah, Khomsan, dan Gantohe, 2014). Evaluasi sensorik dapat digunakan untuk menilai adanya perubahan yang dikehendaki atau tidak dalam produk atau bahan-bahan formulasi, identifikasi area pengembangan, dan mengevaluasi produk pesaing (Ayustaningwarno, 2014).
Kelebihan dari uji organoleptik yaitu memiliki relevansi yang tinggi dengan mutu karena berhubungan langsung dengan selera konsumen. Kelemahan dan keterbatasan dari uji organoleptik yaitu diakibatkan beberapa sifat inderawi tidak dapat dideskripsikan, manusia yang dijadikan sebagai panelis dapat dipengaruhi oleh kondisi fisik dan mental serta dapat terjadi salah komunikasi antara panelis dan peneliti (Ayustaningwarno, 2014).
N. Landasan Teori
Penuaan dini salah satunya disebabkan oleh adanya radikal bebas. Terjadinya penuaan dini dapat dicegah dengan pemberian senyawa yang memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Sediaan gel anti-aging dengan ekstrak Spirulina
platensis dapat membantu mencegah dan melindungi kulit dari penuaan dini.
Pada penelitian ini dilakukan optimasi formula gel dengan senyawa aktif
phycobiliprotein yang mempunyai aktivitas sebagai antioksidan. Phycobiliprotein
diperoleh dari ekstrak air Spirulina platensis. Bahan pembentuk gel (gelling
agent) yang digunakan adalah CMC-Na dan propilen glikol sebagai humektan.
Optimasi formula ini dilakukan agar diperoleh sediaan gel anti-aging ekstrak
Spirulina platensis yang memiliki stabilitas yang baik.
CMC-Na sebagai gelling agent saat didispersikan dalam air akan mengembang dan membentuk butiran gel yang lengket dan menjadi gumpalan (Allen, et al., 2010). Hal ini akan menyebabkan viskositas gel meningkat, sehingga konsentrasi penambahan CMC-Na akan mempengaruhi viskositas. Humektan propilen glikol akan membantu menjaga kestabilan dari sediaan gel karena akan mencegah penguapan dari air dan dapat mengabsorbsi lembab dari lingkungan. Sehingga perpaduan konstentrasi dari CMC-Na dan propilen glikol akan mempengaruhi sifat fisik dan stabilitas dari sediaan gel anti-aging ekstrak
Spirulina platensis.
O. Hipotesis
CMC-Na merupakan faktor yang paling dominan dalam menentukan respon sifat fisik (viskositas dan daya sebar) gel anti-aging ekstrak Spirulina
platensis. Area komposisi optimum dalam pembuatan gel anti-aging ekstrak
Spirulina platensis dapat diperoleh. Persen aktivitas antioksidan dalam ekstrak air
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan rancangan penelitian eksperimental faktorial dengan melihat perbandingan jumlah konsentrasi gelling agent CMC-Na dan humektan propilen glikol, sehingga diperoleh formula optimal dalam pembuatan sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
B. Variabel Penelitian 1. Variabel bebas
Variabel bebas pada penelitian ini adalah variasi konsentrasi gelling
agent CMC-Na dan humektan propilen glikol.
2. Variabel tergantung
Variabel tergantung pada penelitian ini adalah perubahan stabilitas sediaan gel yang dapat dilihat dari perubahan karakteristik sifat fisik gel meliputi organoleptis, pH, homogenitas, daya sebar dan viskositas gel.
3. Variabel pengacau terkendali
4. Variabel pengacau tak terkendali
Variabel pengacau tak terkendali pada penelitian ini adalah suhu dan kelembaban ruangan saat pembuatan serta penyimpanan sediaan gel.
C. Definisi Operasional
1. Ekstrak air Spirulina platensis adalah ekstrak yang diperoleh dari ekstraksi serbuk Spirulina platensis menggunakan pelarut air dengan perbandingan 1:10 (b/v), dimaserasi selama 2 jam dan ekstrak yang diperoleh dinyatakan sebagai ekstrak air Spirulina platensis dengan konsentrasi 100 mg/mL.
2. Gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis adalah sediaan berbentuk semipadat yang dibuat dengan menggunakan gelling agent CMC-Na dan humektan propilen glikol sesuai dengan formula yang telah ditentukan dan dibuat sesuai dengan prosedur pembuatan gel pada penelitian ini.
3. Gelling agent adalah bahan untuk pembentuk gel. Berbagai bahan pembentuk
gel (gelling agent) yang dapat digunakan yaitu berupa molekul sintetik, seperti karbomer 934, derivat selulosa, seperti karboksimetilselulosa, hidroksipropil metilselulosa dan gum alami seperti tragakan.
4. Humektan adalah zat tambahan dalam formulasi yang dapat menjaga produk tetap lembab setelah diaplikasikan pada kulit dan mencegah terjadinya penguapan air ketika kemasan produk sudah dibuka.
bebas dan digunakan untuk melihat faktor dominan yang berpengaruh secara signifikan terhadap suatu respon.
6. Faktor adalah suatu besaran yang mempengaruhi respon yang dihasilkan, yaitu konsentrasi CMC-Na dan propilen glikol dalam menghasilkan sifat fisik dan stabilitas yang baik.
7. Level adalah tetapan untuk menilai suatu faktor, dalam penelitian ini terdapat dua level, yaitu level tinggi dan level rendah.
8. Respon adalah hal yang diamati yang merupakan hasil kuantitatif, seperti daya sebar dan viskositas serta stabilitas sediaan.
9. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan oleh variasi faktor dan level. Nilainya diperoleh dengan menghitung selisih rata-rata respon yang timbul pada level tinggi dan level rendah.
10. Sifat fisik dan stabilitas adalah parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui kualitas dari sediaan gel. Sifat fisik yang diamati adalah daya sebar dan viskositas dari gel. Sedangakan stabilitas gel diketahui dengan melihat perubahan viskositas gel selama penyimpanan satu bulan.
11. Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, makin tinggi viskositas maka makin besar tahanannya.
D. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Serbuk
Spirulina platensis yang diperoleh dari CV. Blue Green Algae Biotechnology,
CMC-Na (farmasetis), propilen glikol (farmasetis), metil paraben (farmasetis), DPPH, metanol, akuades.
E. Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mixer (Kirin KHM-286), Erlenmeyer, corong Buchner, vaccum, labu hisap, sentrifugasi, kertas saring, gelas ukur, Beaker glass, pipet tetes, pipet volum, mortir, sendok, batang pengaduk, labu takar, aluminium foil, timbangan analitik (Metler Toledo GB 3002), shaker, Spektrofotometer UV-Vis, viskotester seri VT 04F (Rion-Japan), indikator pH universal, stopwatch, alat uji daya sebar, alat uji homogenitas, cawan porselin, sudip, wadah plastik.
F. Tata Cara Penelitian 1. Ekstraksi Spirulina platensis
Hasil maserasi kemudian disentrifugasi selama 30 menit dengan kecepatan 8000 rpm (Jerley dan Prabu, 2015). Hasil sentrifugasi disaring menggunakan corong Buchner, labu hisap, dan kertas saring. Diperoleh ekstrak air Spirulina platensis yang dinyatakan sebagai ekstrak dengan konsentrasi 100 mg/mL (Shalaby dan Shanab, 2013). Dilakukan pengukuran pH ekstrak menggunakan pH meter.
2. Uji % aktivitas antioksidan ekstrak Spirulina platensis
Ekstrak air Spirulina platensis konsentrasi 100 mg/mL diencerkan menjadi konsentrasi 200 µg/mL. Pengenceran dilakukan dengan cara mengambil 1 mL ekstrak konsentrasi 100 mg/mL dan dimasukkan kedalam labu takar 50 mL kemudian ditmabhakan akuades sampai batas tanda. Diperoleh larutan pengenceran 1 dengan ekstrak konsentrasi 2 mg/mL. Larutan pengenceran 1 tersebut diambil sebanyak 5 mL dan dimasukkan kedalam labu takar 50 mL dan di tambah dengan akuades sampai batas tanda. Diperoleh larutan pengenceran 2 dengan ekstrak konsentrasi 200 µg/mL.
Aktivitas (%) =
x 100%
Ac = Absorbansi dari larutan metanolik DPPH At = Absorbansi dari sampel
(Shalaby dan Shanab, 2013). 3. Optimasi formula gel anti-aging
Menurut Allen (2002), formula lubricating jelly tercantum pada tabel I. Tabel I. Formula lubricating jelly (Allen, 2002).
Methylcellulose, 4000 cps 0,8%
Carbopol 934 0,24%
Propylene glycol 16,7%
Methylparaben 0,015%
Sodium hydroxide, qs ad pH 7
Purified water, qs ad 100%
Dari formula tabel I, selanjutnya dilakukan modifikasi formula dengan mengganti beberapa eksipiennya. Formula hasil modifikasi yang diperoleh berdasarkan orientasi tercantum pada tabel II.
Tabel II. Formula modifikasi hasil orientasi
CMC-Na 3,25 – 4,0 gram
Propilen glikol 9,0 – 13,5 gram
Metil paraben 0,2 gram
Ekstrak Spirulina platensis 0,2 gram
Penelitian ini menggunakan 2 faktor yaitu CMC-Na dan propilen glikol. Faktor tersebut dibuat menjadi dua level berbeda yaitu level rendah dan level tinggi. Level yang dibuat berbeda tersebut ditentukan seperti pada tabel III. Tabel III. Level tinggi dan level rendah dari CMC-Na dan Propilen glikol
dalam formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis Formula CMC-Na (g) Propilen glikol (g)
1 3,25 9
a 4 9
b 3,25 13,5
ab 4 13,5
Berdasarkan tabel level tinggi dan level rendah kedua faktor tersebut (tabel III), dibuat 4 formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis dengan komposisi seperti dalam tabel IV.
Tabel IV. Formula gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
Formula CMC-Na
4. Pembuatan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
selama 8 menit. Pembuatan gel dilakukan dengan cara CMC-Na yang telah dikembangkan di mixer selama 3 menit. Setelah 3 menit kemudian ditambahkan propilen glikol yang telah dicampur dengan metil paraben dan diaduk kembali selama 2 menit. Setelah itu ekstrak Spirulina platensis ditambahkan dan terus diaduk selama 3 menit.
5. Uji sifat fisik dan stabilitas gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis
a. Uji organoleptis. Dilakukan pengamatan terhadap sediaan gel ekstrak
Spirulina platensis yang meliputi warna, bau dan homogenitas. Uji
homogenitas dilakukan dengan cara sejumlah tertentu sediaan dioleskan pada dua keping kaca, dilakukan pengamatan pada sediaan yaitu sediaan harus menunjukkan susunan yang homogen dan tidak terlihat adanya butiran kasar (Panjaitan, Saragih, dan Purba, 2012).
b. Uji pH. Dilakukan setelah 48 jam pembuatan. Uji pH dilakukan dengan menggunakan indikator pH universal, yaitu dengan mengoleskan gel ekstrak
Spirulina platensis ke indikator pH universal dengan bantuan batang
pengaduk. Kemudian pH ditentukan dengan cara membandingkan warna yang dihasilkan dengan standar.
d. Uji viskositas. Sediaan gel dimasukkan kedalam wadah dan dipasang pada portable viskotester. Rotor yang digunakan adalah nomor 2. Viskositas gel diketahui dengan mengamati jarum penunjuk viskositas. Pengujian ini dilakukan pada 48 jam dan seminggu sekali selama penyimpanan sampai satu bulan.
e. Uji Stabilitas. Stabilitas gel dilihat dengan mengamati pergeseran viskositas selama 1 bulan dan pengukuran tiap minggunya.
6. Validasi
Gel ekstrak air Spirulina platensis dibuat berdasarkan komposisi CMC-Na dan propilen glikol yang ada pada area optimum. Pemilihan formula yang digunakan untuk validasi adalah dengan cara random menggunakan Microsoft Excel. Sebanyak tiga formula dipilih untuk validasi. Kemudian gel diukur respon viskositas dan daya sebar pada 48 jam setelah pembuatan. Hasil pengukuran dibandingkan dengan prediksi dari setiap formula.
7. Uji Hedonik
G. Analisis Data
Data yang diperoleh adalah daya sebar dan pergeseran viskositas. Analisis data dilakukan dengan aplikasi program SPSS dengan berbagai uji statistik, meliputi uji Shapiro-Wilk untuk mengetahui normalitas distribusi data dan uji Levene untuk mengetahui kesamaan varians. Apabila ada kesamaan varians dan data terdistribusi normal maka data tersebut dilanjutkan dengan analisis menggunakan uji Anova Interaksi Dua Faktor untuk melihat signifikansi efek CMC-Na, propilen glikol dan interaksi keduanya terhadap respon. Hasil dari uji Anova Interaksi Dua Faktor tersebut, dapat digunakan untuk mengetahui faktor yang paling dominan dalam menentukan respon sifat fisik dan stabilitas sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis. Faktor dikatakan berpengaruh jika diperoleh nilai p (probability) kurang dari 0,05 dengan tingkat kepercayaan 95%. Faktor paling dominan dalam mempengaruhi respon viskositas dan daya sebar dapat diketahui dengan cara menghitung nilai efek.
Data viskositas dan daya sebar yang diperoleh kemudian dihitung dengan metode desain faktorial. Perhitungan desain faktorial ini untuk menghitung koefisien dari b0, b1, b2 dan b12. Setelah diperoleh koefisien masing-masing maka akan diperoleh persamaan desain faktorial yaitu Y = b0 + b1 (XA) + b2 (XB) + b12 (XA)(XB). Dari persamaan tersebut kemudian dibuat contour plot masing-masing sifat fisik gel ekstrak Spirulina platensis. Masing-masing contour
plot tersebut kemudian digabungkan menjadi contour plot superimposed untuk
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemilihan Sampel
Spirulina platensis yang digunakan dalam pembuatan gel ini berasal dari
CV. Blue Green Algae Biotechnology yang berada di daerah Lamongan, Jawa Timur. Berdasarkan surat keterangan produk yang diberikan oleh CV. Blue Green Algae Biotechnology, serbuk Spirulina platensis ini berasal dari China dengan merk Polaris dan nomor batch 13-237-PSI.
Gambar 6. Serbuk Spirulina platensis
B. Pembuatan Ekstrak Spirulina platensis
Spirulina platensis mengandung pigmen warna phycobiliprotein yang
terdiri dari phycocyanin (biru), phycoerythrin (merah tua) dan allophycocyanin (Kamble et al., 2013). Menurut Shalaby dan Shanab (2013), ekstrak air Spirulina
plantensis memiliki kandungan pigmen phycobiliprotein yang besar. Menurut
Moorhead (2011), phycocyanin adalah pigmen biru dari Spirulina yang sangat larut dalam air, memberikan warna biru dan merupakan antioksidan kuat.
Phycobiliprotein yang termasuk didalamnya terdapat phycocyanin merupakan
senyawa yang larut dalam air sehingga pada ekstraksi ini digunakan cairan pengekstraksi air.
Ekstraksi dilakukan dengan perbandingan serbuk : air yaitu 1:10 (b/v). Proses maserasi dilakukan selama 2 jam (Farihah et al., 2014), kemudian hasil maserasi disentrifugasi selama 30 menit dengan kecepatan 8000 rpm (Jerley dan Prabu, 2015). Sentrifugasi ini dilakukan untuk memudahkan dalam pemisahan filtrat dengan endapan karena serbuk dari Spirulina sangat halus. Sentrifugasi merupakan pemisahan berdasarkan bobot jenis sehingga endapan akan berada di bawah dan filtrat mudah didapatkan. Setelah disentrifugasi, filtrat disaring menggunakan kertas saring untuk memastikan tidak ada partikel serbuk dalam filtrat. Filtrat yang diperoleh tersebut merupakan ekstrak air dari Spirulina
platensis yang dinyatakan dengan konsentrasi 100 mg/mL. Ekstrak air dari
Spirulina platensis ini memiliki pH sebesar 6,5.
menyebabkan ketidakstabilan (Sarada, Pillai, dan Ravishankar, 1999). Kandungan dari phycobiliprotein yang tidak stabil pada suhu diatas 40oC menjadi alasan tidak dilakukan pemekatan terhadap ekstrak. Ketidakstabilan tersebut juga dapat menyebabkan menurunnya aktivitas antioksidan dari phycobiliprotein.
Pada penelitian selanjutnya, dapat dipertimbangkan penggunaan freeze
drying untuk pengeringan ekstrak sehingga diperoleh ekstrak yang lebih stabil
dibandingkan dengan ekstrak air Spirulina. Hal ini mengingat kemungkinan adanya mikroba yang muncul selama penyimpanan ekstrak air Spirulina karena tidak adanya pengawet dalam ekstrak air tersebut.
Gambar 7. Ekstrak air Spirulina platensis
C. Penetapan % Aktivitas Antioksidan Ekstrak air Spirulina platensis Penetapan % aktivitas antioksidan dari ekstrak air Spirulina platensis dilakukan dengan spektrofotometer. Metode DPPH
(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) dipilih untuk menentukan % aktivitas dari antioksidan dalam
absorbansi maksimum pada panjang gelombang 515-517 nm. Dasar dari metode ini adalah penurunan absorbsi dari DPPH karena adanya antioksidan yang akan bereaksi dengan radikal bebas DPPH. Absorbansi DPPH akan semakin menurun sebanding dengan aktivitas antioksidan dalam menghambat radikal bebas DPPH.
Penetapan kadar dilakukan dengan mengukur lamda maksimum dari DPPH 0,002% yang digunakan. Hasil yang diperoleh yaitu DPPH 0,002% memiliki lamda maksimum 516 nm dengan absorbansi 0.579. Lamda maksimum yang diperoleh digunakan untuk mengukur % aktivitas antioksidan ekstrak. Hasil penetapan % aktivitas antioksidan ekstrak air Spirulina platensis ditunjukkan pada tabel V.
Tabel V. Hasil penetapan persen aktivitas antioksidan ekstrak air Spirulina platensis
Sampel Absorbansi % Aktivitas
Replikasi 1 0.257 55,61 %
Replikasi 2 0.255 55,96 %
Replikasi 3 0.254 56,13 %
Rata-rata 0,255 55,9 %
Pada tabel V, terlihat ekstrak air Spirulina platensis dengan konsentrasi 200 μg/mL memiliki rata-rata persen aktivitas antioksidan sebesar 55,9%. Adanya penurunan dari absorbansi DPPH dari 0,579 menjadi 0,255 menunjukkan adanya aktivitas antioksidan dalam ekstrak air Spirulina platensis. Pengukuran persen aktivitas antioksidan dari ekstrak dapat menunjukkan bahwa ekstrak air Spirulina
ditambah dengan sampel dan diinkubasi selama 30 menit. Hasil dari campuran tersebut terlihat perubahan warna cairan dari ungu muda menjadi kekuningan.
Reaksi dari suatu antioksidan dalam menghambat radikal bebas DPPH ditunjukkan pada gambar 8. Radikal bebas DPPH akan bereaksi dengan antioksidan yang menyumbangkan satu elektronnya sehingga membentuk senyawa diphenylpicrylhydrazine (non radikal) yang lebih stabil (Rohmatussolihat, 2009).
Gambar 8. Reaksi antioksidan dalam menghambah radikal bebas DPPH (Rohmatussolihat, 2009).
Pada penelitian selanjutnya, sebaiknya dilakukan pengukuran konsentrasi antioksidan dalam ekstrak air Spirulina platensis untuk mengetahui jumlah kandungan antioksidan dalam ekstrak.
D. Pembuatan Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis
pelarut polar. Phycobiliprotein yang bersifat polar dan mudah larut dalam air ini menjadi alasan dipilih bentuk sediaan gel.
Aktivitas antioksidan dari ekstrak air yang telah diukur menunjukkan bahwa ekstrak dengan konsentrasi 200 μg/ml dapat memberikan aktivitas sebesar 55,9%. Seharusnya, dengan ekstrak konsentrasi 200 μg/ml sebanyak 20 mg untuk pembuatan 100 gram gel sudah dapat memberikan aktivitas antioksidan sebesar 55,9%. Namun pada penelitian ini, dilakukan penambahan ekstrak konsentrasi 100 mg/ml sebanyak 0,2 gram kedalam sediaan gel. Ekstrak yang ditambahkan merupakan ekstrak hasil maserasi tanpa pengenceran. Tujuannya adalah untuk mempertahankan aktivitas antioksidan dalam sediaan gel tetap terjaga. Pertimbangan lainnya yaitu agar diperoleh warna sediaan gel yang menarik. Namun pada penelitian selanjutnya, diharapkan dapat dilakukan orientasi dosis ekstrak yang ditambahkan kedalam sediaan gel dan dilakukan pengukuran aktivitas antioksidan dalam sediaan gel yang telah dibuat.
Ekstrak air Spirulina platensis yang ditambahkan kedalam sediaan gel masih termasuk dalam dosis yang aman. Pada penelitian toksisitas akut yang dilakukan oleh Romay (1998), diketahui bahwa penggunaan pigmen warna
phycocyanin (kandungan pigmen paling banyak dalam phycobiliprotein) dosis 3
gram/kg berat badan pada hewan uji tikus galur Sparague-Dawley tidak memberikan efek perubahan histopatologi. Dosis 3 gram/kg juga secara statistik tidak memberikan efek toksik terhadap tubuh hewan uji.
fungsi sebagai antioksidan. Eksipien adalah bahan tambahan yang diperlukan dalam suatu sediaan dan memiliki fungsi penting dalam suatu sediaan. Eksipien yang digunakan dalam sediaan semisolid topikal harus memiliki kemampuan untuk meningkatkan kelarutan zat aktif, mengatur pelepasan dan permeasi obat, meningkatkan estetika, meningkatkan stabilitas dan mencegah kontaminasi serta pertumbuhan mikroba (Heather dan Adam, 2012). Eksipien yang digunakan dalam gel ini adalah CMC-Na, propilen glikol dan metil paraben.
CMC-Na digunakan sebagai bahan pembentuk gel dan memiliki stabil pada pH 2-10 dengan stabilitas maksimum pada pH 7-9 (Allen et al., 2010). CMC-Na digunakan dalam sediaan topikal untuk meningkatkan viskositas dan juga meningkatkan daya lekat gel pada kulit. Sebagai agen pembentuk gel, dapat digunakan CMC-Na dengan konsentrasi 3-6% (Rowe et al., 2009).
Propilen glikol digunakan sebagai humektan dalam sediaan gel. Konsentrasi yang aman dalam penggunaan propilen glikol dalam sediaan topikal
sebagai humektan yaitu ≈ 15%. Humektan ini menjaga kelembaban kulit dengan
mekanisme menyerap lembab yang ada di lingkungan dan dapat mencegah hilangnya air setelah kemasan dibuka (Rowe et al., 2009). Propilen glikol dipilih sebagai humektan karena memiliki kelebihan dapat meningkatkan efektivitas dari metil paraben.
efektif menghambat jamur dan ragi (Rowe et al., 2009). Pada penelitian ini digunakan metil paraben sebanyak 0,2 gram untuk 100 gram gel.
Pembuatan gel dilakukan dengan mengembangkan CMC-Na terlebih dahulu selama 24 jam. CMC-Na dikembangkan menggunakan total air yang digunakan dalam pembuatan gel. Tahap selanjutnya adalah mencampurkan metil paraben ke dalam propilen glikol karena metil paraben mudah larut dalam propilen glikol dengan perbandingan kelarutan 1:5 (Rowe et al., 2009).
Pada pembuatan gel digunakan kecepatan pengadukan nomor 1. Kecepatan pengadukan yang digunakan sampai akhir pembuatan harus konstan. Hal ini dilakukan agar kecepatan pengadukan tidak menjadi variabel pengacau dalam pembuatan sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
Lamanya pencampuran untuk seluruh pembuatan gel selalu sama (konstan) yaitu 8 menit. Hal ini dilakukan mengendalikan lamanya pencampuran agar tidak menjadi pengacau dalam optimasi CMC-Na dan propilen glikol dalam pembuatan sediaan gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis.
E. Orientasi Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis
sebar. Viskositas sediaan gel yang diharapkan adalah 200-400 dPa’s dengan daya sebar 3-5 cm.
Menurut Rowe (2009), sebagai agen pembentuk gel, dapat digunakan CMC-Na dengan konsentrasi 3-6%. Namun, sebelumnya telah dilakukan pembuatan gel dengan rentang konsentrasi CMC-Na sebesar 3-6 gram dan diperoleh viskositas dan daya sebar diluar dari rentang yang diharapkan sehingga rentang CMC-Na diturunkan menjadi 2,5-4 gram. Grafik hasil orientasi faktor CMC-Na dengan rentang 2,5-4 gram terhadap respon viskositas dan daya sebar gel ekstrak Spirulina platensis ditujukkan pada gambar 9 dan gambar 10.
Gambar 10. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi CMC-Na terhadap respon daya sebar
Pada gambar 9 dan 10 dapat dilihat bahwa jumlah penggunaan CMC-Na memberikan pengaruh terhadap respon viskositas dan daya sebar gel ekstrak air
Spirulina platensis. Pada gambar 9, dapat dilihat bahwa semakin tinggi jumlah
CMC-Na yang digunakan maka viskositas yang dihasilkan semakin besar. Jumlah penggunaan CMC-Na 2,5-4 gram memberikan perubahan yang kurang linear terhadap respon viskositas. Pada gambar 10 terlihat bahwa semakin tinggi jumlah CMC-Na yang digunakan maka daya sebar yang dihasilkan semakin kecil. Penggunaan CMC-Na 2,5-4 gram tidak memberikan perubahan yang linear terhadap respon daya sebar. Oleh karena itu, CMC-Na sebesar 3,25-4 gram dipilih sebagai level tinggi dan level rendah sediaan karena memberikan perubahan paling linear dari kedua respon.
topikal sebagai humektan yaitu ≈ 15% (Rowe et al., 2009). Pada orientasi propilen
glikol ini digunakan rentang antara 7,5-15 gram. Grafik hasil orientasi faktor propilen glikol dengan rentang 7,5-15 gram terhadap respon viskositas dan daya sebar gel ekstrak Spirulina platensis ditujukkan pada gambar 11 dan gambar 12.
Pada gambar 11, terlihat semakin meningkatnya jumlah propilen glikol yang digunakan maka respon viskositas akan semakin menurun. Sebaliknya, pada gambar 12 terlihat semakin meningkatnya jumlah propilen glikol yang digunakan maka respon daya sebar akan semakin meningkat. Pada gambar 11 dan 12 terlihat respon dari viskositas dan daya sebar tidak linear. Sehingga dipilih propilen glikol 9 gram sebagai level rendah dan 13,5 gram sebagai level tinggi. Hal ini dikarenakan pada rentang 9-13,5 gram diperoleh grafik yang linear dari kedua respon.
Gambar 12. Grafik orientasi pengaruh konsentrasi propilen glikol terhadap respon daya sebar
Berdasarkan optimasi, diperoleh data level rendah dan level tinggi dari kedua faktor yang diteliti. Pada tabel VI, terlihat level dari masing-masing faktor.
Tabel VI. Level rendah dan level tinggi dari tiap faktor yang diperoleh
Faktor Level Rendah
(gram)
Level Tinggi (gram)
CMC-Na 3,25 4
Propilen Glikol 9 13,5
F. Optimasi Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis
terhadap suatu respon. Berdasarkan hasil orientasi, maka dapat ditetapkan empat formula untuk optimasi seperti pada tabel VII. Masing-masing fomula terdiri dari level rendah dan level tinggi yang berbeda-beda.
Pada formula 1, level CMC-Na dan propilen glikol rendah. Formula a, level CMC-Na tinggi dan propilen glikol rendah. Formula b, level CMC-Na rendah dan propilen glikol tinggi. Formula ab, level CMC-Na dan propilen glikol tinggi. Tujuan penggunaan level rendah dan level tinggi adalah untuk melihat respon yang berubah karena adanya variasi dari level. Respon yang diharapkan yaitu viskositas dengan rentang 200-400 dPa’s dan daya sebar 3-5 cm.
Tabel VII. Formula optimasi gel anti-aging ekstrak Spirulina platensis Formula CMC-Na (g) Propilen glikol (g)
1 3,25 9
a 4 9
b 3,25 13,5
ab 4 13,5
G. Uji Sifat Fisik Gel Anti-aging Ekstrak Spirulina platensis 1. Uji organoleptis
pengamatan uji organoleptis gel ekstrak Spirulina platensis ditunjukkan pada tabel VIII.
Tabel VIII. Data uji organoleptis gel ekstrak Spirulina platensis Kriteria Formula 1 Formula a Formula b Formula ab
Warna Biru muda Biru muda Biru muda Biru muda
Bau Khas Khas Khas Khas
Homogenitas Homogen Homogen Homogen Homogen
Dari tabel VIII, dapat dilihat bahwa secara keseluruhan gel yang dihasilkan memiliki warna biru muda dengan bau khas dan homogen. Homogenitas diamati dengan melihat tidak adanya partikel kasar pada sediaan gel yang terlihat secara kasat mata. Selain itu, saat dioleskan tidak terasa adanya partikel pada kulit. Berdasarkan data tersebut, diharapkan gel ekstrak
Spirulina platensis yang dibuat dapat memenuhi aspek acceptability.
2. Uji pH
Gel yang dibuat harus memiliki pH yang masuk dalam rentang pH fisiologis kulit. Hal ini dikarenakan jika pH dari sediaan diluar pH fisiologis kulit maka dapat memicu reaksi iritasi pada kulit. Kulit memiliki rentang pH antara 4,5 hingga 6,5. Semakin asam atau semakin basa suatu bahan mengenai kulit, maka kulit akan sulit menetralisirnya dan akan menyebabkan kulit menjadi pecah-pecah, sensitif dan mudah terkena infeksi (Tranggono dan Latifah, 2007).
