xviii INTISARI
Sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel dipengaruhi oleh faktor proses pencampuran yaitu lama pencampuran dan kecepatan putar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui signifikansi pengaruh lama dan kecepatan putar pada level yang diteliti terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel minyak cengkeh.
Jenis penelitian adalah eksperimental murni dengan desain faktorial 22. Level rendah dan tinggi lama pencampuran adalah 10 dan 30 menit, sedangkan kecepatan putar adalah 200 dan 500 rpm. Pengujian sifat fisik berfokus pada viskositas dan daya sebar, sedangkan stabilitas fisik berfokus pada pergeseran viskositas. Data dianalisis menggunakan program R-2.14.1 dengan uji two-way
ANOVA untuk data parametrik, serta uji Wilcoxon untuk data nonparametrik. Analisis statistik dilakukan dengan taraf kepercayaan 95%. Organoleptis, iritasi primer, dan aktivitas antimikroba emulgel juga diamati pada penelitian ini.
Hasil analisis data menunjukkan bahwa kecepatan putar signifikan terhadap viskositas pada level rendah lama pencampuran. Lama pencampuran signifikan berpengaruh terhadap daya sebar pada level rendah kecepatan putar, kecepatan putar signifikan berpengaruh terhadap daya sebar pada level rendah maupun tinggi lama pencampuran. Lama pencampuran merupakan faktor yang dominan dalam menaikkan pergeseran viskositas. Hanya formula 1 yang memenuhi persyaratan sifat fisik dan stabilitas fisik sesuai dengan kriteria.
xix ABSTRACT
Physical properties and physical stability of emulgel were influenced by mixing duration and mixing rate. The aim of this study was to determine the significancy of the effect of mixing duration and mixing rate in level studied on the physical properties and physical stability of the clove oil emulgel.
The study was a pure experimental study with 22 factorial design. Low and high level of mixing duration are 10 and 30 minute, while low and high mixing rate were 200 and 500 rpm. Testing of physical properties was focused on viscosity and spreadability, while for physical stability was on viscosity shift. Data were analyzed using the R-2.14.1 program with two-way ANOVA test for parametric data, and Wilcoxon rank sum test was used for nonparametric data. Statistical analysis performed at 95% confidence interval. Organoleptic, primary irritation, and microbial activity of emulgel were also studied.
The result of this analysis showed that the mixing rate was significantly affecting the viscosity at low level mixing duration. Mixing duration had a significant effect on the spreadability at low level of mixing rate. Mixing rate significantly affect the spreadability at low and high levels of mixing duration. Mixing duration was the dominant factor in increasing the viscosity shift response. Only formula 1 which was eligible the physical properties and stability in accordance with the criteria.
FORMULASI EMULGEL MINYAK CENGKEH (Oleum caryophylli): PENGARUH LAMA DAN KECEPATAN PUTAR PADA PROSES PENCAMPURAN TERHADAP SIFAT FISIK DAN STABILITAS FISIK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh: Lia Susanti NIM : 098114135
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
FORMULASI EMULGEL MINYAK CENGKEH (Oleum caryophylli): PENGARUH LAMA DAN KECEPATAN PUTAR PADA PROSES PENCAMPURAN TERHADAP SIFAT FISIK DAN STABILITAS FISIK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh: Lia Susanti NIM : 098114135
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
iv
HALAM AN PERSEM BAHAN
A ku hendak mengajar & menunjukkan kepadamu jalan yang harus
kau tempuh, Aku hendak memberi nasihat, M ata- K u tertuju
kepadamu.
Mazmur 32:8
Sekolah kehidupan menawarkan beberapa pelajaran yang
sulit, tetapi dalam pelajaran yang sulitlah seseorang belajar
banyak - terutama ketika guru anda adalah Tuhan Yesus
sendiri.
~ Corrie T en Boom~
Kupersembahkan karya kecilku ini untuk:
vii PRAKATA
Puji syukur ke hadirat Allah Bapa atas berkat dan penyertaan yang diberikan kepada penulis, sehingga penulis bisa menyelesaikan laporan akhir yang berjudul “Formulasi Emulgel Minyak Cengkeh Minyak (Oleum cariophylli): Pengaruh Lama dan Kecepatan Putar pada Proses Pencampuran terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik” dengan baik.
Penulis mengalami banyaknya kesulitan dan hambatan selama menyelesaikan laporan akhir ini. Namun, oleh bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Oleh karena itu, dengan keredahan hati penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orang tua dan Ku Anton yang telah memberikan kasih sayang, semangat, dukungan, dan perjuangan untuk membiayai selama penulis menempuh perkuliahan.
2. Ipang Djunarko, M. Sc., Apt. selaku dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
3. Christophori Maria Ratna Rini Nastiti, M. Pharm., Apt., selaku pembimbing, atas perhatian, bimbingan, arahan, semangat, dan dukungan yang diberikan selama penyusunan proposal, penelitian, dan penyusunan laporan akhir.
viii
5. Rini Dwiastuti, M. Sc., Apt., selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya untuk menguji, sekaligus saran dan kritik yang diberikan kepada penulis.
6. Dra. Yetty Tjandrawati, M. Si., selaku dosen pembimbing akademik atas segala perhatian yang diberikan kepada penulis.
7. Romo Drs. Petrus Sunu Hardiyanta, S. J., S. Si., atas kesediaan untuk berkonsultasi dan memberikan pengetahuan yang bermanfaat bagi penulis. 8. Maria Dwi Budi Jumpowati, S.Si., dan Agung Santosa, M. A., atas
masukan-masukan yang diberikan selama mengadakan penelitian.
9. Dra. Lily Widjaja, M. Si., Apt., yang telah membantu penulis untuk pengadaan minyak cengkeh serta memberikan masukan-masukan kepada penulis.
10.Pak Musrifin, Pak Heru, Pak Parjiman, Pak Otok, Pak Sigit, Pak Mukminin, dan laboran-laboran lain atas bantuan yang diberikan selama penelitian dan menempuh perkuliahan.
11.Lisa, Lydia, dan Anthony, keluarga yang senantiasa mendoakan serta memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
12.Selvia, Jenny, Anta, Lani, dan Melisa selaku teman satu tim atas kerja sama, semangat, dukungan, dan suka duka yang telah dilewati bersama.
ix
14.Sahabat-sahabatku Nia, Rika, Ratih, dan Febrin sahabat berbagi cerita yang menguatkan, menghibur, dan mendoakan selama ini, serta kesediaan untuk selalu direpotkan.
15.Teman-teman GKI Pahlawan Magelang dan guru-guru sekolah minggu (Bu Reni, Bu Kusnomo, Bu Endang, Bu Lukito, Bu Yayuk, Bu Atien, Andre) untuk semangat, doa, perhatian, dan pengertian yang diberikan selama ini. 16.Ester, Sisca, Dicky, Inggrid, Uci, Rea, Alvi, Dara, dan teman-teman kost Dewi
1 untuk semangat, dukungan, dan doa yang diberikan.
17.Semua teman-teman angkatan 2009, khususnya kelompok praktikum F dan FST B atas kebersamaan, semangat, dukungan, keceriaan selama ini.
18.Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari adanya kekurangan selama penyusunan laporan akhir ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata, semoga laporan akhir ini bermanfaat bagi pembaca.
x
xi
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ... 7
A. Jerawat ... 7
G. Metode Desain Faktorial ... 20
H. Landasan Teori ... 20
I. Hipotesis ... 21
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN... 22
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 22
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 22
1. Variabel Penelitian ... 22
xii
C. Bahan Penelitian ... 25
D. Alat penelitian ... 26
E. Tata Cara Penelitian ... 26
1. Identifikasi Minyak Cengkeh ... 26
2. Verifikasi Minyak Cengkeh ... 26
3. Formulasi Emulgel dengan Kombinasi Lama Pencampuran dan Kecepatan Putar Mixer ... 27
4. Uji pH ... 28
5. Uji Iritasi Primer Emulgel ... 28
6. Uji Sifat Fisik Emulgel ... 29
7. Uji Stabilitas Fisik Emulgel ... 29
8. Uji Antimikroba Emulgel terhadap Staphylococcus epidermidis ... 30
F. Analisis Hasil ... 31
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 34
A. Identifikas dan Verifikasi Minyak Cengkeh ... 34
B. Uji Iritasi Primer Formula Optimum ... 35
C. Formulasi Emulgel dengan Kombinasi Lama Pencampuran dan Kecepatan Putar Mixer ... 37
D. Uji pH ... 44
E. Uji Sifat Fisik Sediaan Emulgel ... 45
F. Uji Stabilitas Fisik Sediaan Emulgel ... 47
xiii
1. Viskositas ... 48
2. Daya Sebar ... 52
3. Pergeseran Viskositas ... 55
H. Uji Antimikroba Emulgel terhadap Staphyloccus epidermidis ... 59
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 64
A. KESIMPULAN ... 64
B. SARAN ... 64
DAFTAR PUSTAKA ... 66
LAMPIRAN ... 70
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel I. Kandungan kimia minyak cengkeh ... 9
Tabel II. Level rendah dan level tinggi lama pencampuran dan kecepatan putar pada proses pembuatan emulgel minyak cengkeh... 28
Tabel III. Hasil verifikasi sifat fisik minyak daun cengkeh ... 34
Tabel IV. Sifat fisik emulgel dengan variasi kecepatan putar ... 42
Tabel V. Sifat fisik emulgel dengan variasi kecepatan putar ... 43
Tabel VI. Hasil uji sifat fisik emulgel minyak cengkeh ... 45
Tabel VII. Uji Shapiro-Wilk viskositas tiap formula ... 49
Tabel VIII. Wilcoxon rank sum test respon viskositas ... 51
Tabel IX. Uji Shapiro-Wilk daya sebar tiap formula ... 52
Tabel X. Wilcoxon rank sum test respon daya sebar ... 53
Tabel XI. Uji Shapiro-Wilk respon pergeseran viskositas ... 55
Tabel XII. Nilai efek faktor lama dan kecepatan putar serta interaksinya terhadap respon daya sebar ... 56
Tabel XIII. Zona hambat yang dihasilkan tiap formula dibandingkan dengan kontrol basis ... 60
Tabel XIV. Hasil uji Shapiro-Wilk zona hambat ... 61
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gambar terjadinya jerawat. ... 8
Gambar 2. Struktur kimia komponen terbesar minyak cengkeh (eugenol, eugenol asetat, caryophyllene) ... 9
Gambar 3. Tween 80 ... 11
Gambar 4. Span 80... 12
Gambar 5. Unit monomer asam akrilat dari polimer carbopol... 13
Gambar 6. Triethanolamin ... 14
Gambar 7. Gliserin ... 14
Gambar 8. Metil paraben... 15
Gambar 9. Propil paraben ... 16
Gambar 10. Kurva hubungan diameter droplet dan viskositas ... 17
Gambar 11. Pengujian iritasi primer pada punggung kelinci ... 36
Gambar 12. Hasil uji iritasi primer pada kulit punggung kelinci 48 jam ... 37
Gambar 13. Skema tetesan minyak dalam emulsi minyak air, menunjukkan orientasi molekul tween dan span pada antarmukanya... 40
Gambar 14. Struktur skematik carbopol sebelum dan sesudah netralisasi dengan basa ... 41
Gambar 15. Profil kurva variasi lama pencampuran terhadap daya sebar ... 42
Gambar 16. Profil kurva variasi lama pencampuran terhadap viskositas ... 42
Gambar 17. Profil kurva variasi kecepatan putar terhadap daya sebar ... 44
xvi
Gambar 19. Penampilan emulgel setelah pembuatan dan setelah penyimpanan
satu bulan . ... 47
Gambar 20. Kurva pengaruh lama pencampuran terhadap pergeseran viskositas emulgel. ... 56
Gambar 21. Kurva pengaruh kecepatan putar terhadap pergeseran viskositas emulgel. ... 57
Gambar 22. Hasil two-way ANOVA pergeseran viskositas ... 58
Gambar 23. Signifikansi efek dengan uji ANOVA ... 58
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Certificate of Analysis Clove Leaf Oil Light ... 70
Lampiran 2. Sertifikat hasil uji Staphylococcus epidermidis ... 71
Lampiran 3. Verifikasi minyak cengkeh... 72
Lampiran 4. Perhitungan HLB ... 72
Lampiran 5. Hasil uji iritasi emulgel ... 73
Lampiran 6. Hasil uji sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel ... 74
Lampiran 7. Analisis statistika sifat fisik dan stabilitas fisik menggunakan program R-2.14.1 ... 76
Lampiran 8. Hasil uji antimikroba emulgel terhadap Staphylococcus epidermidis ... 83
Lampiran 9. Hasil analisis statistika antimikroba emulgel ... 83
xviii INTISARI
Sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel dipengaruhi oleh faktor proses pencampuran yaitu lama pencampuran dan kecepatan putar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui signifikansi pengaruh lama dan kecepatan putar pada level yang diteliti terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel minyak cengkeh.
Jenis penelitian adalah eksperimental murni dengan desain faktorial 22. Level rendah dan tinggi lama pencampuran adalah 10 dan 30 menit, sedangkan kecepatan putar adalah 200 dan 500 rpm. Pengujian sifat fisik berfokus pada viskositas dan daya sebar, sedangkan stabilitas fisik berfokus pada pergeseran viskositas. Data dianalisis menggunakan program R-2.14.1 dengan uji two-way
ANOVA untuk data parametrik, serta uji Wilcoxon untuk data nonparametrik. Analisis statistik dilakukan dengan taraf kepercayaan 95%. Organoleptis, iritasi primer, dan aktivitas antimikroba emulgel juga diamati pada penelitian ini.
Hasil analisis data menunjukkan bahwa kecepatan putar signifikan terhadap viskositas pada level rendah lama pencampuran. Lama pencampuran signifikan berpengaruh terhadap daya sebar pada level rendah kecepatan putar, kecepatan putar signifikan berpengaruh terhadap daya sebar pada level rendah maupun tinggi lama pencampuran. Lama pencampuran merupakan faktor yang dominan dalam menaikkan pergeseran viskositas. Hanya formula 1 yang memenuhi persyaratan sifat fisik dan stabilitas fisik sesuai dengan kriteria.
xix ABSTRACT
Physical properties and physical stability of emulgel were influenced by mixing duration and mixing rate. The aim of this study was to determine the significancy of the effect of mixing duration and mixing rate in level studied on the physical properties and physical stability of the clove oil emulgel.
The study was a pure experimental study with 22 factorial design. Low and high level of mixing duration are 10 and 30 minute, while low and high mixing rate were 200 and 500 rpm. Testing of physical properties was focused on viscosity and spreadability, while for physical stability was on viscosity shift. Data were analyzed using the R-2.14.1 program with two-way ANOVA test for parametric data, and Wilcoxon rank sum test was used for nonparametric data. Statistical analysis performed at 95% confidence interval. Organoleptic, primary irritation, and microbial activity of emulgel were also studied.
The result of this analysis showed that the mixing rate was significantly affecting the viscosity at low level mixing duration. Mixing duration had a significant effect on the spreadability at low level of mixing rate. Mixing rate significantly affect the spreadability at low and high levels of mixing duration. Mixing duration was the dominant factor in increasing the viscosity shift response. Only formula 1 which was eligible the physical properties and stability in accordance with the criteria.
1 BAB I PENGANTAR
A. Latar Belakang
Penampilan wajah menjadi faktor penting yang saat ini mendapatkan perhatian khusus dari kebanyakan orang. Hal ini disebabkan karena penampilan wajah dapat mempengaruhi kepercayaan diri seseorang. Namun, penampilan wajah bisa diganggu oleh munculnya jerawat. Jerawat timbul karena adanya sumbatan di pori-pori kulit oleh sebum yang berubah menjadi padat, peningkatan produksi sebum akibat pengaruh hormonal, kondisi fisik, dan fisiologis yang jika disertai sumbatan di muara kelenjar sebasea, aliran keluar sebum akan terbendung (Dwikarya, 2011). Selain itu disebabkan oleh adanya bakteri Propionibacterium
acnes dan Staphyloccocus epidermidis sebagai dua strain bakteri yang dapat
menginduksi terjadinya jerawat (Bialecka, Mak, Biedron, Bobek, Kasprowics, dan Marcinkiewics, 2005). Jerawat yang terjadi dengan adanya infeksi bakteri bisa menyebabkan inflamasi dan berakibat dengan bertambah parahnya jerawat.
Minyak cengkeh (Oleum caryophylli) dikenal sebagai bahan alam yang memiliki khasiat sebagai antibakteri dan efektif dapat menghambat pertumbuhan
Staphyloccocus epidermidis. Hal ini dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan
oleh Kusuma (2010), konsentrasi minyak cengkeh sebesar 15% dapat menghasilkan zona jernih yang artinya terjadi penghambatan terhadap
Menurut Deveda, Jain, Vyas, Khambete, dan Jain (2010), sediaan topikal emugel bersifat lebih stabil dan merupakan pembawa yang lebih baik untuk zat aktif yang bersifat hidrofobik. Zat aktif yang akan digunakan yaitu minyak cengkeh, bersifat hidrofobik sehingga untuk meningkatkan acceptability
pada kulit wajah diformulasikan dalam emulsi tipe minyak dalam air yang kemudian distabilkan dengan sistem gel. Mohamed (2004) menyatakan bahwa gel memiliki karakteristik yang menguntungkan seperti sifatnya yang tiksotropi, tidak berminyak, daya sebarnya baik, mudah dicuci, emolien, dapat bercampur dengan bermacam-macam eksipien, dan dapat larut dengan air. Polimer pada gel dapat berfungsi sebagai emulsifying agent dan pengental sehingga emulsi menjadi lebih stabil dengan cara menurunkan tegangan permukaan dan sekaligus meningkatkan viskositas fase air (Panwar, Upadhyay, Bairagi, Gujar, Darwhekar, dan Jain, 2011).
3
Kecepatan putar mixer akan memberikan energi kinetik berupa gaya geser yang mempengaruhi perubahan sifat fisik emulgel yaitu viskositas. Hal ini karena emulsi yang dibuat pada emulgel memiliki sistem reologi non-Newtonian sehingga rheologi dan viskositas sangat dipengaruhi oleh berbagai proses pencampuran terutama oleh adanya gaya geser yang dihasilkan oleh kecepatan putar alat. Gaya geser yang diaplikasikan selama proses pencampuran tersebut dapat menurunkan viskositas emulgel dan selanjutnya berpengaruh pada kualitas sediaan yang terbentuk (Amiji dan Sandmann, 2003). Proses pencampuran pada pembuatan emulgel berpengaruh dalam menghasilkan emulgel yang memenuhi persyaratan sifat fisik dan stabilitas. Oleh karena itu, diperlukan upaya optimasi terhadap lama pencampuran dan kecepatan putar pada proses pembuatan emulgel.
Desain faktorial merupakan metode yang memungkinkan untuk mengamati kedua faktor secara simultan tanpa membuat salah satu faktor konstan sehingga dapat diketahui pengaruh dari faktor secara simultan dan adanya interaksi dari kedua faktor (Armstrong dan James, 1996). Lama pencampuran dan kecepatan putar merupakan faktor penting yang berpengaruh dalam sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Melalui desain faktorial dapat diketahui faktor mana yang dominan berpengaruh dan ada tidaknya interaksi antar faktor.
1. Perumusan masalah
b. Apakah variasi lama dan kecepatan putar pada level yang diteliti memberikan pengaruh yang signifikan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel minyak cengkeh (Oleum caryophylli)?
2. Keaslian penelitian
Penelitian yang relevan pernah dilakukan oleh Kusuma (2010) adalah membandingkan kemampuan krim antiacne minyak cengkeh dan emulgel antiacne minyak cengkeh dalam menghambat Staphylococcus
epidermidis. Hasilnya adalah konsentrasi minyak cengkeh 15% dapat
menghambat pertumbuhan Staphylococcus epidermidis dan diperoleh kesimpulan bahwa krim antiacne dan emulgel antiacne minyak minyak cengkeh tidak berbeda dalam kemampuannya menghambat Staphylococcus
epidermidis.
Suryarini (2011) meneliti pengaruh tween 80 dan span 80 sebagai
emulsifying agent terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel antiacne
minyak cengkeh (Oleum caryophylli) menggunakan aplikasi desain faktorial. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil bahwa tween 80 merupakan faktor yang paling signifikan dalam menentukan respon viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas.
5
Khunt, Mishra, dan Shah (2012) meneliti tentang formulasi emulgel Piroxicam menggunakan aplikasi desain faktorial dua faktor tiga level (32). Variabel bebasnya adalah konsentrasi emulsifying agent dan konsentrasi carbopol. Sebagai variabel tergantung adalah % kumulatif pelepasan setelah 2 jam (Q2) dan % kumulatif pelepasan setelah 6 jam (Q6). Hasilnya adalah
kedua variabel bebas berpengaruh terhadap variabel tergantung. Degradasi Piroxicam dari emulgel mengikuti orde 1.
Formulasi emulgel Miconazole Nitrate dengan investigasi terhadap karakteristik pelepasan obat dan rheologi diteliti oleh Sabri, Sulayman, dan Khalil (2009). Faktor yang diteliti adalah emulsifying agent, konsentrasi fase minyak (paraffin liquidum), dan tipe gelling agent (Sodium
Carboximethylcellulose dan Carbopol). Diperoleh hasil bahwa emulsifying
agent merupakan faktor yang paling berpengaruh terhadap pelepasan obat
diikuti oleh konsentrasi fase minyak dan yang terakhir adalah tipe gelling
agent.
Namun, sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Formulasi Emulgel Minyak Cengkeh Minyak (Oleum
caryophylli): Pengaruh Lama dan Kecepatan Putar pada Proses Pencampuran
terhadap Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik belum pernah dilakukan. 3. Manfaat
a. Manfaat teoretis
dan stabilitas emulgel minyak cengkeh agar dapat dihasilkan emulgel dengan sifat yang diinginkan dan dapat diterima oleh konsumen.
b. Manfaat metodologis
Memberikan contoh aplikasi penerapan desain faktorial dan uji statistika dalam mengamati pengaruh lama dan kecepatan putar pada proses pencampuran emulgel terhadap sifat fisik dan stabilitas emulgel minyak cengkeh.
c. Manfaat praktis
Menghasilkan formulasi emulgel minyak cengkeh yang memenuhi persyaratan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dapat diterima oleh konsumen.
B. Tujuan 1. Tujuan Umum
Terbentuknya sediaan emulgel dengan zat aktif minyak cengkeh
(Oleum caryophylli) dengan sifat fisik (viskositas dan daya sebar) serta
stabilitas fisik (pergeseran viskositas) yang memenuhi kriteria. 2. Tujuan Khusus
7 BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Jerawat
Jerawat merupakan peradangan yang terjadi pada kulit karena adanya sumbatan di pori-pori kulit yang disebabkan oleh peningkatan ekskresi sebum oleh kelenjar sebasea (Dwikarya, 2011). Jerawat bisa ditemukan di wajah, leher, dada, dan punggung.
Paling tidak ada empat faktor penting yang menyebabkan terjadinya jerawat, yaitu tersumbatnya folikel rambut oleh sel yang secara normal mengalami deskuamasi, hiperaktivitas kelenjar sebasea, proliferasi bakteri di dalam sebum, dan inflamasi (American Academy of Family Phisicians, 2000).
Propionibacterium acnes dan Staphyloccocus epidermidis adalah dua strain
bakteri yang dapat menginduksi terjadinya jerawat (Bialecka, et al., 2005).
Inflamasi yang terjadi pada jerawat diakibatkan oleh aksi enzim yang diproduksi oleh bakteri. Enzim tersebut dapat menyebabkan sebum terhidrolisis menjadi asam lemak bebas yang menstimulasi proses inflamasi. Chemotactic
factor dilepaskan pada reaksi ini sehingga menarik neutrofil dan terjadi inflamasi.
Gambar 1. Tahap terjadinya jerawat. (A) folikel normal; (B) komedo terbuka (blackhead); (C) komedo tertutup (whitehead); (D) papule; (E)
pustule (AAFP, 2000)
B. Minyak Cengkeh (Oleum caryophilli)
Minyak cengkeh merupakan produk samping dari tanaman cengkeh. Tergantung dari bahan bakunya ada tiga macam minyak cengkeh, yaitu minyak bunga cengkeh, minyak tangkai cengkeh, dan minyak daun cengkeh. (Nurdjannah, 2004).
9
Gambar 2. Struktur kimia komponen terbesar minyak cengkeh (eugenol, eugenol asetat, caryophyllene) (Ayoola, et al., 2008)
Minyak cengkeh yang diperoleh dari bagian tanaman yang berbeda memiliki kandungan kimia dengan presentase yang berbeda pula. Kandungan eugenol terbesar ada pada minyak cengkeh yang berasal dari tangkai, sedangkan kandungan terendah terdapat pada minyak cengkeh yang berasal dari daun.
Tabel I. Kandungan kimia minyak cengkeh (Lis-Balchin, 2006) Kandungan Kimia
Minyak cengkeh dapat digunakan sebagai antimikroba, antijamur, antimual, analgesik, antispasmodik, antikarminatif, antiseptik, parfum, dan penyedap makanan (Bhuiyan, Begum, Nandi, dan Akter, 2010). Tiga komponen utama dalam minyak cengkeh yaitu eugenol, eugenol asetat, dan caryophyllene
memiliki aktivitas antimikroba spektrum luas terhadap bakteri gram negatif
dan Enterobacter cloacae) maupun gram positif (Staphylococcus aureus), serta memiliki khasiat antifungi (Candida albicans) (Ayoola, et al, 2008).
Minyak daun cengkeh biasanya diperoleh dari daun cengkeh yang sudah gugur. Komposisi minyak yang dihasilkan bervariasi tergantung dari keadaan daun serta cara destilasinya, minyak yang dihasilkan biasanya mengandung eugenol antara 80-88% dengan kadar eugenol asetat yang rendah tetapi kadar caryophyllene yang tinggi. Penyulingan daun dengan kadar air 7 – 12% yang dilakukan dalam tangki stainless steel volume 100 Liter selama delapan jam, menghasilkan minyak dengan rendemen 3,5% dan total eugenol 76,8% (Nurdjannah, 2004).
C. Emulgel
Emulgel merupakan emulsi, baik emulsi tipe minyak dalam air atau air dalam minyak dimana ditambahkan gelling agent untuk membentuk sistem gel di dalamnya. Sediaan bentuk emulgel lebih stabil dan merupakan pembawa yang lebih baik bagi obat yang bersifat hidrofobik atau tidak larut air (Deveda et al., 2010).
11
hidrofobik bisa disiapkan dengan memanfaatkan kelebihan gel (Khullar, Kumar, Seth, dan Saini, 2011).
D. Bahan Formulasi 1. Emulsifying agent
Emulsifying agent adalah suatu molekul yang memiliki rantai
hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya.
Emulsifying agent memiliki kemampuan menarik fase air dan fase minyak
sekaligus, serta dapat menempatkan diri di antara kedua fase tersebut. Keberadaan emulsifying agent tersebut akan menurunkan tegangan permukaan fase air dan fase minyak (Friberg, Quencer, dan Hilton, 1996).
Kombinasi emulsifying agent dipilih karena dapat menghasilkan tipe emulsi yang diinginkan, yaitu M/A atau A/M sesuai dengan proporsi
emulsifying agent yang digunakan (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1983).
Kombinasi dua macam emulsifying agent yang sering digunakan adalah tween 80 dan span 80.
a. Polioksietilen Sorbitan Monooleat (Tween 80)
Tween 80 berbentuk cairan kental berwarna kuning terang sampai kuning sawo. Tween 80 bersifat nontoksik. Tween 80 mudah larut dalam air, etanol, minyak tumbuhan, etil asetat, metanol, tetapi tidak larut dalam minyak mineral. Tween 80 memiliki nilai HLB 15. Penggunaannya adalah sebagai emulsifying agent, wetting agent, penetrating agent, dan
diffusan (Iro, 2012).
b. Sorbitan monooleat (Span 80)
Gambar 4. Span 80 (Aulton, 2002)
Span 80 berbentuk cairan kental berwarna kuning terang. Span 80 tidak larut air, tetapi larut dalam pelarut organik. Memiliki nilai HLB 4,3. Span 80 dapat digunakan sebagai emulsifying agent, solubilizer,
softener, dan antistatic agent (Iro, 2012).
2. Gelling agent
Gelling agent merupakan bahan yang digunakan untuk membentuk
13
dan penggunaan preservative tidak boleh mengubah rheologinya, ekonomis, membentuk gel yang tidak berwarna, menimbulkan sensasi dingin saat digunakan di tempat aplikasi, dan bau yang menyenangkan (Mahalingam, Li, dan Jasti, 2008).
Carbopol merupakan polimer sintetik dari asam akrilat dengan bobot molekul tinggi. Rantai polimernya terhubung silang-menyilang
(crosslinked) dengan alil sukrosa atau alil pentaeritriol. Carbopol terdiri dari
52% – 68% gugus asam karboksilat (COOH). Secara teoritis bobot molekul carbopol diperkirakan antara 7 x 105 sampai 4 x 109. Carbopol dapat digunakan sebagai material bioadhesiv, controlled release agent, emulsifying
agent, rheology modifier, agen stabilisasi, agen pensuspensi, dan pengisi tablet
(Rowe, Sheskey, dan Quinn, 2009).
Gambar 5. Unit monomer asam akrilat dari polimer carbopol (Rowe, et al., 2009)
Carbopol 940 merupakan tipe carbopol yang paling efisien karena viskositasnya yang tinggi yaitu 40.000-60.000 cps (pada kadar 0,5% dengan pH 7,5) dan menghasilkan gel dengan penampilan yang jernih (Allen Jr, 1999).
3. Triethanolamin
yang larut. Sebelum netralisasi, carbopol di dalam air akan ada dalam bentuk tak terion pada pH sekitar 3. Pada pH ini, polimer sangat fleksibel dan strukturnya random coil. Penambahan triethanolamin akan menggeser kesetimbangan ionik membentuk garam yang larut. Hasilnya adalah ion yang tolak menolak dari gugus karboksilat dan polimer menjadi kaku dan rigid, sehingga meningkatkan viskositas (Osborne, 1990).
Gambar 6. Triethanolamin (Rowe, et al., 2009)
4. Parafin cair
Nama lain dari parafin cair adalah nujol, mineral oil, bayol F. Parafin cair berbentuk cairan kental, dan tidak berwarna. Parafin cair bersifat mengiritasi membran mukosa dan saluran pencernaan atas (Dunlevy, 2001).
Paraffin liquidum juga dapat berfungsi emolien, yang mencegah dehidrasi
pada saat sediaan diaplikasikan ke kulit (Anonim, 2012). 5. Gliserin
Gambar 7. Gliserin (Rowe, et al., 2009)
15
trihydroxypropane glycerol. Gliserin berfungsi sebagai antimikroba, kosolven, emolien, humektan, plasticizer, sweetening agent, dan tonicity agent. Pada formulasi sediaan topical dan kosmetika, gliserin digunakan sebagai humektan atau emolien. Gliserin digunakan sebagai humektan dengan konsentrasi kurang dari 30%. Gliserin bersifat higroskopis (Rowe, et al., 2009).
6. Preservative
a. Metil paraben
Gambar 8. Metil paraben (Rowe, et al., 2009)
bersifat nonmutagenik, nonteratogenik, dan nonkarsinogenik (Rowe, et al., 2009).
b. Propil paraben
Gambar 9. Propil paraben (Rowe, et al., 2009)
Propil paraben digunakan sebagai antimikroba pada penggunaan topikal dengan konsentrasi 0,01-0,6%. Propil paraben menunjukkan aktivitas antimikroba pada pH 4-8. Aktivitas dapat ditingkatkan dengan menggunakan kombinasi paraben. Propil paraben digunakan bersama dengan metil paraben pada formulasi topikal (Rowe, et al., 2009).
E. Pencampuran
17
Ketika proses pengadukan berlangsung, kedua fase cairan akan membentuk droplet. Droplet-droplet ini bisa terbentuk dan terjadinya fase kontinyu diakibatkan karena droplet-droplet tersebut tidak stabil (Lieberman, Rieger, dan Banker, 1996). Energi bebas permukaan dari sistem emulsi yang tergantung pada total luas permukaan dan tegangan permukaan meningkat seiring dengan peningkatan luas permukaan akibat proses pencampuran. Untuk mengurangi energi bebas permukaan ini, droplet berenergi tinggi pertama kali diasumsikan sebagai bentuk bulat sehingga luas permukaan menjadi kecil. Kemudian tumbukan antardroplet menyebabkan terjadinya fusi droplet untuk mengurangi luas permukaan dan tegangan permukaan menjadi stabil (Swarbrick dan James, 2007).
Secara elektrostatis dan hambatan sterik yang berinteraksi droplet, viskositas emulsi akan lebih tinggi ketika droplet semakin kecil. Viskositas juga akan lebih tinggi bila ukuran droplet relatif homogen, yaitu ketika distribusi ukuran droplet sempit. Sifat alami emulsifying agent dapat mempengaruhi tidak hanya stabilitas emulsi, tetapi juga distribusi ukuran droplet, rata-rata ukuran droplet, dan selanjutnya viskositas (Schramm, 2005).
F. Uji Sifat Fisik Emulgel 1. Daya sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak antara sediaan dengan tempat aplikasinya yang mencerminkan kelicinan sediaan tersebut, yang berhubungan dengan koefisien gesekan. Daya sebar merupakan karakteristik yang penting karena bertanggung jawab untuk ketepatan transfer dosis atau melepaskan zat aktifnya, dan kemudahan penggunaannya (Garg, Aggarwal, Garg, dan Singla, 2002).
Metode plat sejajar adalah metode yang paling banyak digunakan untuk menentukan dan mengukur daya sebar sediaan semi padat. Keuntungan dari metode ini adalah sederhana dan relatif murah. Selain itu, peralatan dapat didesain dan dibuat sesuai dengan kebutuhan tiap individu berdasarkan tipe data yang dibutuhkan, rute administrasi, luas permukaan yang ditutupi, dan pertimbangan model membran. Di sisi lain, metode ini kurang akurat dan sensitif, serta data yang dihasilkan harus diinterpretasikan dan disajikan secara manual (Garg, et al., 2002).
2. Viskositas
19
Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasinya dibagi menjadi dua yaitu, sistem Newton dan sistem non-Newton. Tipe alir plastis, pseudoplastis, dan dilatan termasuk dalam sistem non-Newton (Martin, Swarbrick, dan Cammarata, 1983).
G. Metode Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan metode untuk menentukan secara simultan efek dari beberapa faktor dan interaksinya. Desain faktorial dua faktor dan dua level berarti ada dua faktor yang masing-masing diuji pada dua level yang berbeda, yaitu level rendah dan level tinggi. Faktor yang berpengaruh dominan dan adanya interaksi yang berpengaruh secara bermakna dapat diketahui melalui desain faktorial (Bolton, 1997). Persamaan umum yang digunakan dalam desain faktorial adalah:
Y = B0 + B1X2 + B2X2 + B12X1X2
Y = respon hasil percobaan
X1, X2 = level bagian A, level bagian B
B1, B2, B12 = koefisien yang dihitung dari hasil percobaan
B0 = rata-rata dari semua percobaan (Bolton, 1997). Analisis desain faktorial menggunakan uji statistik two-way ANOVA.
Two-way ANOVA memungkinkan untuk melihat efek yang paling dominan dari
dua variabel dan interaksinya (De Muth, 1999).
H. Landasan Teori
Minyak cengkeh memiliki khasiat sebagai antibakteri dan dapat digunakan sebagai obat jerawat karena dapat menghambat pertumbuhan bakteri penginduksi jerawat yaitu Staphylococcus epidermidis. Minyak cengkeh bersifat hidrofobik sehingga bentuk sediaan emulgel cocok digunakan sebagai pembawa karena membuat zat aktif lebih stabil dan nyaman digunakan.
21
memberikan energi kinetik yang menimbulkan gaya geser yang akan mempengaruhi viskositas sediaan emulgel sehingga mempengaruhi sifat fisiknya. Setiap alat pengemulsi memiliki lama dan kecepatan pencampuran yang optimal, sehingga pencampuran yang berlangsung lebih lama pada hakekatnya tidak memberi perbaikan kualitas emulsi.
Lama pencampuran akan mempengaruhi besarnya energi yang diberikan di dalam sistem sehingga memungkinkan pembentukan dan pergerakan droplet-droplet. Pergerakan droplet-droplet ini memungkinkan terjadinya tumbukan antar droplet sehingga pada saat penyimpanan bisa terjadi penggabungan antar droplet menjadi droplet yang ukurannya lebih besar.
I. Hipotesis
22 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitan
Penelitian yang dilakukan merupakan jenis penelitian eksperimental
murni dengan desain faktorial.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Penelitian 1. Variabel Penelitian
a. Variabel bebas. Level tinggi dan level rendah dari lama pencampuran dan kecepatan putar.
b. Variabel tergantung.
1) Uji iritasi primer: eritema dan edema
2) Uji aktivitas antimikroba: diameter zona hambat 3) Uji sifat fisik: viskositas dan daya sebar
4) Uji stabilitas fisik: pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan
c. Variabel pengacau terkendali.
1) Uji iritasi: kelinci yang digunakan yaitu kelinci albino, kondisi kandang, lama aplikasi.
2) Uji aktivitas antimikroba: kepadatan suspensi bakteri
23
Farland 0.5), diameter lubang sumuran, suhu inkubasi, dan lama inkubasi.
3) Uji sifat fisik: jenis dan ukuran mixer, suhu pencampuran, kondisi penyimpanan.
4) Uji stabilitas fisik: kondisi wadah dan penyimpanan. d. Variabel pengacau tak terkendali.
1) Uji iritasi: makanan kelinci, kondisi fisiologis kelinci, laju evaporasi minyak cengkeh.
2) Uji aktivitas antimikroba: suhu ruangan saat pengujian, laju evaporasi minyak cengkeh.
3) Uji sifat fisik: suhu ruangan saat proses pembuatan emulgel. 4) Uji stabilitas fisik: suhu ruangan saat penyimpanan.
2. Definisi Operasional
a. Minyak cengkeh adalah minyak esensial dari daun tanaman cengkeh
(Eugenia caryophyllata Thunb.) yang diperoleh dari CV Indaroma
Yogyakarta (sertifikat analisis terlampir).
b. Emulgel adalah sediaan semisolid hasil emulsifikasi minyak daun cengkeh dengan emulsifying agent Tween 80 dan Span 80 dan penambahan Carbopol 940 sebagai gelling agent yang dibuat sesuai prosedur dalam penelitian ini.
d. Kecepatan putar adalah banyaknya putaran mixer per menit dalam proses emulsifikasi dan penambahan gelling agent.
e. Desain faktorial adalah metode untuk mengetahui faktor yang dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel minyak cengkeh. f. Faktor adalah besaran yang mempengaruhi respon, dalam penelitian ini
yaitu lama dan kecepatan putar pada prosese pencampuran emulgel.
g. Level adalah tingkatan jumlah atau besarnya faktor, dalam penelitian ini terdapat dua level yaitu level rendah dan level tinggi. Level rendah lama pencampuran adalah 10 menit dan level tinggi adalah 30 menit. Level rendah kecepatan putar adalah 200 rpm dan level tinggi adalah 500 rpm. h. Respon adalah hasil percobaan yang akan diamati perubahannya secara
kuantitatif.
i. Pengaruh adalah perubahan respon yang disebabkan variasi level dan faktor.
j. Iritasi primer adalah terjadinya eritema dan edema pada kulit kelinci yang diolesi emulgel minyak cengkeh. Eritema merupakan terjadinya kemerahan dan edema merupakan terjadinya pembengkakan yang disebabkan oleh akumulasi cairan dalam jaringan tubuh.
k. Aktivitas antimikroba adalah daya hambat emulgel minyak cengkeh terhadap Staphylococcus epidermidis yang ditunjukkan dengan diameter zona hambat dalam media Mueller Hinton Agar (MHA).
25
m. Stabilitas fisik emulgel adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya perubahan emulgel dalam penyimpanan yaitu perubahan viskositas selama penyimpanan (1 bulan).
n. Daya sebar adalah diameter penyebaran 1 gram emulgel yang didiamkan 48 jam setelah pembuatan pada alat uji daya sebar yang diberi beban kaca seberat 55 gram yang didiamkan selama 1 menit.
o. Viskositas adalah hambatan emulgel yang didiamkan 48 jam setelah pembuatan untuk mengalir setelah adanya pemberian gaya.
p. Pergeseran viskositas adalah persentase dari selisih viskositas emulgel dalam penyimpanan selama 1 bulan dengan viskositas emulgel setelah dibuat.
C. Bahan Penelitian
Minyak cengkeh (Oleum caryophylli) yang diperoleh dari CV Indaroma Yogyakarta, Carbopol 940 (kualitas farmasetis), gliserin (kualitas farmasetis), Tween 80 dan Span 80 sebagai emulsifying agent, parafin cair, trietanolamin, dan aquadest, media Mueller Hinton Agar (Merck) dan Mueller
Hinton Broth (Merck), dan bakteri uji Staphylococcus epidermidis yang diperoleh
D. Alat Penelitian
Alat-alat gelas (bekker glass, kaca pengaduk, erlenmeyer), neraca digital,
waterbath, mixer merk Philip modifikasi (Elecsa, USD), pipet ukur, cawan petri, tabung reaksi, viscotester seri VT 04 (RION-JAPAN), stopwatch, alat pengukur daya sebar, mistar, vortex, jarum ose, alat pembuat sumuran, autoklaf, dan inkubator.
E. Tata Cara Penelitian 1. Identifikasi Minyak Cengkeh
Minyak cengkeh (Oleum caryophylli) yang diperoleh dari CV Indaroma Yogyakarta dan telah diuji identitasnya, dibuktikan dengan Certificate of Analysis.
2. Verifikasi Minyak Cengkeh
a. Verifikasi indeks bias minyak cengkeh. Indeks bias minyak cengkeh diukur
menggunakan refractometer Abbe. Minyak cengkeh diteteskan pada prisma utama, kemudian prisma ditutup dan refraktometer diarahkan ke cahaya
terang, sehingga melalui lensa skala sehingga dapat dilihat dengan jelas dan
ditentukan nilai indeks biasnya. Refraktometer dialiri air mengalir dan diatur
suhunya menjadi 20oC. Nilai indeks bias minyak cengkeh ditunjukkan oleh
skala yang pada saat terdapat garis batas yang memisahkan sisi terang dan sisi
gelap pada bagian atas dan bawah. Dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
b. Verifikasi bobot jenis minyak cengkeh. Bobot jenis minyak cengkeh diukur
dengan menggunakan piknometer yang telah dikalibrasi, dengan menetapkan
bobot piknometer kosong dan bobot air pada suhu 25OC. Piknometer diisi
27
ditimbang. Bobot piknometer yang telah diisi minyak cengkeh kemudian
dikurangi bobot piknometer kosong. Bobot jenis minyak cengkeh merupakan
perbandingan antara bobot jenis minyak cengkeh dengan bobot air, pada suhu
25OC. Dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
3. Formulasi Emulgel dengan Kombinasi Lama pencampuran dan Kecepatan Putar mixer
Carbopol) dilakukan sesuai dengan level faktor yang telah ditentukan (lama pencampuran : 10 menit dan 30 menit; kecepatan putar 200 rpm
dan 500 rpm). Triethanolamin ditambahkan ke dalam campuran, kemudian campuran diaduk kembali dengan mixer selama 5 menit dan terbentuk emulgel.
Tabel II. Level rendah dan level tinggi lama dan kecepatan putar pada proses pembuatan emulgel minyak cengkeh
Formula Lama Pencampuran Kecepatan Putar
1 10 menit 200 rpm
a 30 menit 200 rpm
b 10 menit 500 rpm
ab 30 menit 500 rpm
Keterangan :
F (1) = lama pencampuran level rendah, kecepatan putar level rendah F (a) = lama pencampuran level tinggi, kecepatan putar level rendah F (b) = lama pencampuran level rendah, kecepatan putar level tinggi F (ab) = lama pencampuran level tinggi, kecepatan putar level tinggi 4. Uji pH
Uji pH dilakukan dengan cara mengukur pH sediaan emulgel minyak cengkeh setelah dibuat menggunakan indikator kertas pH. Nilai pH yang diinginkan adalah berada dalam rentang pH yang tidak mengiritasi kulit, yaitu 5-6.
5. Uji Iritasi Primer Emulgel
Bulu bagian punggung kelinci dicukur kemudian dibagi menjadi 2
sisi (kiri dan kanan) untuk sediaan emulgel dan basis emulgel sebagai kontrol
dengan area berukuran kira-kira 1 inchi x 1 inchi (2,54 cm x 2,54 cm) di
masing-masing sisi. Setiap formula yang akan diuji dan basis ditimbang 0,5
29
dibungkus dengan kain kasa. Kelinci tersebut dikembalikan ke kandang. Hasil
uji diamati pada 24, 48, dan 72 jam setelah perlakuan. Sediaan emulgel dan
basis dihilangkan, sisi perlakuan dibersihkan dengan air untuk menghilangkan
residu (Deveda, et al., 2010).
6. Uji Sifat Fisik Emulgel
a. Uji viskositas. Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscotester Rion-Japan seri VT-04 dengan cara : sediaan emulgel dimasukkan dalam wadah dan dipasang pada portable viscotester. Viskositas emulgel diketahui dengan mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas. Viskositas yang dikehendaki dalam penelitian ini antara 200 – 300 d.Pa.s. Pengujian viskositas dilakukan 48 jam setelah emulgel dibuat. Dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
b. Uji daya sebar. Sediaan emulgel ditimbang seberat 1 gram dan diletakkan di tengah kaca bulat berskala. Di atas emulgel diletakkan kaca bulat lain seberat 55 gram, didiamkan selama 1 menit, kemudian dicatat penyebarannya. Daya sebar yang dikehendaki di dalam penelitian ini yaitu 3 – 5 cm. Pengujian daya sebar dilakukan 48 jam setelah emulgel selesai dibuat. Dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
7. Uji Stabilitas Fisik Emulgel
viskositas setelah 48 pendiaman dikalikan 100%. Pergeseran viskositas yang dikehendaki dalam penelitian ini adalah kurang dari 10%.
8. Uji Antimikroba Emulgel terhadap Staphyloccus epidermidis
a. Pembuatan stok bakteri Staphylococcus epidermidis. Media Muller Hinton Agar (MHA) dimasukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 5 mL, kemudian disterilkan dengan menggunakan autoklaf pada suhu 121oC selama 15 menit. Selanjutnya dimiringkan dan dibiarkan memadat. Diambil 1 ose biakan murni Staphylococcus epidermidis dan diinokulasikan secara goresan zig-zag, kemudian diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37oC dalam inkubator.
b. Pembuatan suspensi Staphylococcus epidermidis. Diambil 1 ose koloni bakteri Staphylococcus epidermidis dari stok bakteri, dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang telah berisi media Mueller Hinton Broth (MHB) steril, kemudian diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37oC dalam inkubator, selanjutnya kekeruhan suspensi bakteri Staphylococcus
epidermidis disesuaikan dengan standar 0,5 Mac Farland (1,5 x 108
CFU/mL).
c. Pembuatan kontrol media. Media MHA steril dituang ke dalam cawan petri, dan ditunggu hingga memadat, kemudian diinkubasi selama 48 jam dengan suhu 37oC. Setelah diinkubasi, diamati, dan dibandingkan dengan perlakuan.
d. Pembuatan kontrol pertumbuhan bakteri uji Staphylococcus epidermidis.
31
kemudian ditambahkan media MHA steril dengan suhu 45-50oC, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Cawan petri tersebut kemudian diinkubasi selama 48 jam, dengan suhu 37oC. Setelah diinkubasi, diamati pertumbuhan bakteri uji melalui kekeruhan media dan dibandingkan dengan perlakuan.
e. Uji daya antibakteri emulgel terhadap Staphylococcus epidermidis. Dalam kondisi aseptis, suspensi bakteri dituangkan pada cawan petri, kemudian ditambahkan media MHA steril dengan suhu 45-50oC, cawan petri digoyang sehingga pertumbuhan bakteri dapat merata. Media dibiarkan memadat kemudian dilakukan pelobangan sampai ke dasar dan penambalan kembali dengan media untuk memberikan sejumlah ruang bagi sediaan (single layer method). Lubang sumuran yang dibuat berjumlah 5, masing-masing diisi dengan emulgel formula 1, formula a, formula b, formula ab, dan kontrol basis. Cawan petri tersebut kemudian diinkubasi selama 48 jam dengan suhu 37oC. Kemudian diukur diameter zona hambat yang dihasilkan. Dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
F. Analisis Hasil
Aplikasi program R-2.14.1 digunakan sebagai alat untuk melakukan uji statistika pada penelitian ini. Pada uji sifat fisik dan stabilitas emulgel, besarnya pengaruh lama dan kecepatan putar pada proses pencampuran dapat dihitung dengan metode desain faktorial menggunakan uji statistik two-way
terdistribusi normal. Analisis data dilakukan untuk mengetahui signifikansi pengaruh lama, kecepatan putar, dan interaksi keduanya sehingga dapat diketahui faktor yang dominan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik emulgel. Dengan tingkat kepercayaan 95%, maka faktor dikatakan berpengaruh jika nilai p
(probability value) kurang dari 0,05.
Apabila data terdistribusi tidak normal, analisis yang dapat dilakukan adalah uji nonparametrik Mann-Whitney/Wilcoxon rank sum test dengan membandingkan dua formula yang memiliki satu nilai variabel (lama pencampuran atau kecepatan putar) yang berbeda. Dengan tingkat kepercayaan 95%, maka jika nilai p<0,05 dapat disimpulkan jika terdapat perbedaan antara dua formula, sebaliknya apabila nilai p>0,05 dapat disimpulkan jika tidak terdapat perbedaan antara dua formula. Perbedaan kedua formula dapat menunjukkan adanya pengaruh dari nilai variabel yang berbeda tersebut.
33
Untuk mengetahui kelompok mana yang mempunyai perbedaan, maka dilakukan analisis Post Hoc. Analisis Post Hoc untuk uji one-way ANOVA adalah dengan uji T dan untuk uji Kruskal-Wallis adalah uji Mann-Whitney/Wilcoxon
rank sum test.
Selanjutnya diamati perbedaan zona hambat dari keempat formula untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh lama dan kecepatan putar proses pencampuran terhadap zona hambat emulgel terhadap Staphylococcus
epidermidis. Uji yang dilakukan adalah dengan menggunakan uji one-way
34 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Identifikasi dan Verifikasi Minyak Cengkeh
Penelitian ini menggunakan minyak cengkeh (Eugenia caryophyllata
Thunb.) yang diperoleh dari CV Indaroma, Yogyakarta. Identifikasi dibuktikan dengan Certificate of Analysis (CoA) yang terlampir di Lampiran 1.
Identifikasi dilakukan dengan pengamatan organoleptis, yang meliputi: bentuk, warna, dan bau. Minyak cengkeh berwujud cair, berwarna kuning jernih, dan berbau khas aromatik cengkeh.
Verifikasi minyak cengkeh diperlukan untuk memastikan kebenaran identitas minyak cengkeh yang digunakan. Verifikasi yang dilakukan berupa penetapan bobot jenis dan indeks bias. Hasil verifikasi minyak cengkeh adalah sebagai berikut:
Tabel III. Hasil verifikasi sifat fisik minyak cengkeh
Sifat fisik
35
mungkin dikarenakan perbedaan kemurnian dan kandungan minyak cengkeh yang diuji dengan minyak cengkeh yang terdapat pada studi pustaka tersebut. Minyak cengkeh mengandung senyawa yang bermacam-macam, di antaranya terdapat eugenol (74,28%), eucalyptol (5,78%), caryophyllen (3,85%), α-cadinol (2,43%),
limonenen (2,08%), dan lain-lain (Bhuiyan, et al., 2010). Faktor-faktor seperti
tempat tumbuh dan kondisi iklim mempengaruhi perbedaan kandungan senyawa-senyawa di dalam minyak daun cengkeh sehingga mempengaruhi besarnya bobot jenis.
B. Uji Iritasi Primer Formula Optimum
Uji iritasi primer ini dilakukan sebagai penelitian pendahuluan untuk memastikan keamanan formula emulgel yang akan dilihat pengaruh lama pencampuran dan kecepatan putarnya. Uji iritasi ini dilakukan pada hewan uji kelinci.
Gambar 11 . Pengujian iritasi primer pada punggung kelinci.
37
Gambar 12 . Hasil uji iritasi primer pada kulit punggung kelinci 48 jam
Hasil uji iritasi yang terdapat pada gambar tidak menunjukkan adanya iritasi. Hal ini ditunjukkan dengan tidak adanya eritema dan edema yang terjadi pada kulit kelinci setelah diolesi emulgel.
C. Formulasi Emulgel dengan Kombinasi Lama Pencampuran dan Kecepatan Putar Mixer
Minyak cengkeh diketahui memiliki kandungan eugenol yang dapat berfungsi sebagai antimikroba. Konsentrasi minyak cengkeh 15% sudah dapat menghambat pertumbuhan Staphylococcus epidermidis, mikroorganisme penginduksi munculnya jerawat (Kusuma, 2010). Berdasarkan data tersebut, maka minyak cengkeh memiliki peluang untuk dapat diformulasikan menjadi sediaan yang dapat berfungsi sebagai obat jerawat.
muka yang berjerawat. Sensasi oily saat digunakan dan kurangnya kemudahan untuk dicuci dengan air akan tidak menyenangkan bagi pemakai. Selain itu, jerawat merupakan peradangan yang terjadi pada kulit karena adanya sumbatan di pori-pori kulit yang disebabkan oleh peningkatan ekskresi sebum oleh kelenjar sebasea (Dwikarya, 2011). Dengan adanya minyak akan dapat semakin menutup pori-pori kulit sehingga memperparah terjadinya jerawat. Oleh karena itu minyak cengkeh diformulasikan menjadi bentuk emulsi tipe M/A dengan fase eksternal air yang lebih acceptable bagi pemakainya.
Alasan stabilitas menjadi pertimbangan bagi pemilihan bentuk sediaan emulgel. Emulsi M/A yang sudah terbentuk akan lebih stabil jika ditambahkan
gelling agent untuk membentuk sistem gel di dalamnya. Sediaan bentuk emulgel
lebih stabil dan merupakan pembawa yang lebih baik bagi obat yang bersifat hidrofobik atau tidak larut air (Deveda et al., 2010). Droplet-droplet minyak akan lebih stabil dan tidak terjadi koalesen karena akan berada dalam sistem gel yang dihasilkan oleh polimer-polimer gelling agent. Gelling agent dapat meningkatkan konsistensi dan juga berfungsi sebagai pengental sehingga meningkatkan viskositas emulgel. Kondisi kental ini membuat droplet-droplet menjadi susah untuk bergerak sehingga kemungkinan terjadinya koalesen semakin kecil.
39
yang mencegah dehidrasi pada saat sediaan diaplikasikan ke kulit (Anonim, 2012). Fungsi moisturizer juga ditunjukkan oleh adanya gliserin sebagai humektan, yang dapat menjaga kelembaban, baik kelembaban dari sediaan emulgel sendiri maupun kelembaban kulit saat emulgel diaplikasikan. Mekanisme gliserin sebagai humektan adalah dengan cara membentuk ikatan hidrogen antara gugus –OH pada gliserin dengan air yang terdapat pada lingkungan (Prankerd, 2004).
Tween 80 dan span 80 digunakan sebagai emulsifying agent. Kombinasi emulsifying agent dipilih karena dapat menghasilkan tipe emulsi yang diinginkan, yaitu M/A sesuai dengan proporsi tween dan span yang digunakan (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1983). Emulsi yang dibuat memiliki nilai HLB 13,66 (Lampiran 4) yang merupakan emulsi tipe M/A (Allen Jr, 2011).
diperkuat dan stabilitas emulsi M/A ditingkatkan terhadap penggabungan partikel (Sinko, 2006).
Gambar. 13. Skema tetesan minyak dalam emulsi minyak air, menunjukkan orientasi molekul tween dan span pada antarmukanya (Sinko, 2006)
41
larut. Hasilnya adalah ion yang tolak menolak dari gugus karboksilat dan polimer menjadi kaku dan rigid, sehingga meningkatkan viskositas (Osborne, 1990).
Gambar 14. Struktur skematik Carbopol sebelum netralisasi (kiri) dan sesudah netralisasi dengan basa (Noveon, 2002)
Preservative yang digunakan pada pembuatan emulgel ini adalah metil
paraben dan propil paraben. Konsentrasi untuk penggunaan topikal bagi metil paraben untuk penggunaan topikal adalah 0,02-0,3%, sedangkan propil paraben adalah 0,01-0,6% (Rowe, et al., 2009). Alasan digunakannya kombinasi dua
preservative adalah karena metil paraben lebih larut pada fase air dan propil
paraben lebih larut pada fase minyak sehingga diharapkan dapat mencegah kontaminasi bakteri pada tiap-tiap fase dalam emulgel.
Faktor yang akan dilihat pengaruhnya adalah lama pencampuran dan kecepatan putar. Lama pencampuran pada level rendah dan level tinggi adalah 10 menit dan 30 menit. Tabel IV menunjukkan bahwa lama pencampuran 6 menit sampai 34 menit menghasilkan emulgel dengan respon daya sebar yang dikehendaki, yaitu 3 cm - 5 cm. Pada respon viskositas, mulai lama pencampuran 10 menit menghasilkan respon viskositas yang dikehendaki (200 d.Pa.s-300
yang dikehendaki. Oleh karena itu, dipilih lama pencampuran 10 menit dan 30 menit.
Tabel IV. Sifat fisik emulgel dengan variasi lama pencampuran Waktu pencampuran (menit) Daya sebar (cm) Viskositas (dPas)
6 3,70 190
Gambar 15. Profil kurva variasi lama pencampuran terhadap daya sebar
43
Kecepatan putar pada level rendah dan level tinggi adalah 200 rpm dan 500 rpm. Penentuan ini juga didasarkan pada orientasi yang dilakukan. Orientasi dilakukan dengan mengambil 6 titik kecepatan putar mulai dari 100 rpm sampai 600 rpm. Pada respon daya sebar, kecepatan putar 100 rpm sampai dengan 600
rpm menghasilkan respon daya sebar sesuai dengan kriteria yang dikehendaki yaitu 3-5 cm. Pada respon viskositas, mulai pada kecepatan 200 rpm
menghasilkan respon viskositas yang dikehendaki. Pada kecepatan 100 rpm, viskositasnya kurang dari 200 d.Pa.s sehingga tidak memenuhi kriteria. Pada kecepatan putar 600 rpm sudah menunjukkan respon daya sebar dan viskositas yang konstan (Tabel V, gambar 17 dan 18) . Hal ini menunjukkan bahwa sudah tidak ada perubahan respon akibat penambahan kecepatan putar. Kecepatan putar 500 rpm lebih dipilih untuk tujuan efisiensi energi.
Tabel V. Sifat fisik emulgel dengan variasi kecepatan putar Kecepatan putar (rpm) Daya sebar (cm) Viskositas (dPas)
Gambar 17. Profil kurva variasi kecepatan putar terhadap daya sebar
Gambar 18. Profil kurva variasi kecepatan putar terhadap viskositas D. Uji pH
45
E. Uji Sifat Fisik Emulgel
Sediaan emulgel yang dibuat selanjutnya diuji sifat fisiknya. Sifat fisik yang akan diuji meliputi viskositas dan daya sebar. Sifat fisik merupakan hal yang penting karena akan mempengaruhi acceptability bagi pengguna.
Tabel VI. Hasil uji sifat fisik emulgel Formula Viskositas
Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, makin tinggi viskositas, akan makin besar tahanannya (Martin, et al., 1983). Viskositas suatu sediaan tidak boleh terlaku tinggi (kental) atau terlalu rendah (encer). Jika emulgel terlalu kental akan susah dikeluarkan dari kemasannya dan juga jika terlalu encer akan menurunkan lama tinggal emulgel pada kulit saat digunakan. Viskositas yang dikehendaki yaitu 200-300 d.Pa.s. Penentuan rentang viskositas ini didasarkan pada orientasi peneliti, dimana pada viskositas 200 d.Pa.s tidak terlalu encer dan pada viskositas 300 d.Pa.s tidak terlalu kental. Pengukuran viskositas dilakukan 48 jam setelah pembuatan. Hal ini bertujuan untuk membebaskan sistem dari pengaruh energi dan gaya geser yang ditimbulkan selama pembuatan, yang dapat mempengaruhi nilai viskositas.
Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viscotester
pengaruh gaya geser yang diakibatkan oleh penuangan emulgel. Nilai viskositas emulgel ditunjukkan dengan skala yang ditunjukkan oleh jarum pada alat
viscotester tersebut.
Sifat fisik lainnya yang diukur adalah daya sebar. Pengukuran daya sebar bertujuan untuk mengetahui sejauh mana emulgel dapat menyebar ketika diaplikasikan pada kulit. Daya sebar merupakan karakteristik penting dalam formulasi yang bertanggung jawab terhadap kemudahan saat diaplikasikan di kulit, pengeluaran dari wadah, dan yang paling penting mempengaruhi penerimaan konsumen (Garg, et al., 2002). Efisiensi terapetik suatu sediaan obat juga dipengaruhi oleh nilai daya sebar (Bhanu, Shanmugam, dan Lakhsmi, 2011). Daya sebar suatu sediaan pada umumnya berbanding terbalik dengan viskositas sediaan tersebut. Daya sebar yang diinginkan pada penelitian ini adalah 3-5 cm yang diperoleh dari orientasi peneliti. Pada daya sebar tersebut sediaan dengan mudah diaplikasikan tanpa memerlukan tekanan yang besar, tetapi juga bisa mempertahankan waktu tinggal di kulit.
47
F. Uji Stabilitas Fisik Emulgel
Stabilitas fisik juga penting dalam menentukan acceptability dari pasien. Stabilitas emulgel menunjukkan kemampuan emulgel dalam menjaga sifat fisik yang sesuai dengan kriteria dan menjamin kualitas serta kemurniannya. Stabilitas emulgel bisa dilihat dari tidak berubahnya warna, bau, pH, viskositas, sifat alir, tekstur, ukuran droplet, serta adanya pemisahan selama penyimpanan.
Pengamatan organoleptis setelah penyimpanan emulgel selama satu bulan menunjukkan terjadinya perubahan penampilan dari emulgel, dimana setelah satu bulan tampak adanya fase minyak yang keluar dari sistem. Hal ini menunjukkan adanya ketidakstabilan emulgel. Fase minyak yang keluar dari sistem ini bisa disebabkan oleh kurangnya kemampuan emulsifying agent dalam menurunkan tegangan permukaan, sehingga selama penyimpanan terjadi koalesen. Keluarnya minyak ini juga bisa disebabkan oleh masih berprosesnya carbopol dalam menarik air untuk mengembangkan rantai polimernya sehingga sistem emulsi terganggu, yang mengakibatkan fase minyak keluar dari sistem. Ketidakstabilan ini tentu saja tidak menguntungkan karena dapat mengurangi
acceptability konsumen, dosis penggunaan juga menjadi kurang tepat.
Stabilitas fisik emulgel diukur secara kuantitatif dengan melihat pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama 1 bulan. Sediaan emulgel dikatakan stabil bila pergeseran viskositas awal setelah pembuatan dan setelah penyimpanan selama 1 bulan kecil. Besarnya persen pergeseran viskositas merupakan selisih antara viskositas pada awal pembuatan dan viskositas setelah penyimpanan dibagi viskositas awal pembuatan dikalikan 100%. Pergeseran viskositas dapat menggambarkan stabilitas emulgel selama penyimpanan karena viskositas sediaan emulsi akan cenderung menurun selama penyimpanan. Hal ini karena dalam penyimpanan akan terjadi kecenderungan ketidakstabilan emulsi berupa koalesen yang dapat menurunkan viskositas sediaan.
Untuk pergeseran viskositas, hanya formula 1 yang memenuhi persyaratan yang ditetapkan. Pergeseran viskositas terbesar ada pada formula a yang menunjukkan formula tersebut paling tidak stabil selama penyimpanan.
G. Pengaruh Lama Pencampuran dan Kecepatan Putar terhadap Viskositas, Daya Sebar, dan Pergeseran Viskositas 1. Viskositas
49
mengurangi adanya koalesen sebab dengan adanya viskositas, pergerakan droplet menjadi terbatas.
Untuk mengetahui distribusi data yang dihasilkan mempunyai distribusi normal atau tidak secara analitis digunakan uji Shapiro-wilk karena sampel yang sedikit (kurang atau sama dengan dari 50). Uji
Kolmogorov-Smirnov digunakan untuk sampel yang besar (lebih dari 50) (Dahlan, 2008).
Dalam uji normalitas Shapiro-wilk hipotesis null-nya (H0) adalah “data
terdistribusi normal” dan hipotesis alternatifnya (H1) adalah “data tidak
terdistribusi normal”. Dengan taraf kepercayaan 95% jika nilai p (p-value) kurang dari 0,05 maka H0 ditolak dan H1 diterima dan sebaliknya jika nilai p
(p-value) tidak kurang dari 0,05 maka H0 diterima dan H1 ditolak (Istyastono,
2012).
Hasil uji viskositas 4 formula menunjukkan distribusi data yang tidak normal, ditunjukkan dengan nilai p<0,05 pada formula 1 dan a. Uji distribusi normalitas data keseluruhan formula juga menunjukkan distribusi data yang tidak normal (Tabel VII). Oleh karena itu, uji two-way ANOVA tidak bisa digunakan karena syaratnya adalah distribusi datanya harus normal.
Tabel VII. Uji Shapiro-wilk viskositas tiap formula
Formula W p-value
Formula 1 0,75 1,154e-07
Formula a 0,75 5,483e-8
Formula b 0,9231 0,4633
Formula ab 1 1
Semua formula 0,8431 0,03017
Alternatif uji nonparametrik yang digunakan adalah menggunakan
membandingkan tiap dua formula yang salah satu faktornya sama untuk melihat pengaruh dari faktor lain yang nilainya berbeda.
Formula 1 dan formula a dibandingkan untuk mengetahui pengaruh lama pencampuran pada level rendah kecepatan putar, dimana formula 1 dan formula a memiliki nilai kecepatan putar yang sama yaitu 200 rpm dan memiliki variasi lama pencampuran. Lama pencampuran pada formula 1 adalah 10 menit, sedangkan formula a adalah 30 menit. Dari perbandingan ini, dapat dilihat pengaruh lama pencampuran pada level rendah kecepatan putar. Hasilnya adalah tidak berbeda (p>0,05), yang berarti lama pencampuran tidak berpengaruh terhadap respon viskositas pada level rendah kecepatan putar.
