17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian yang dilakukan merupakan jenis penelitian eksperimental murni dengan menggunakan aplikasi desain faktorial dengan dua faktor dan dua
level untuk melihat signifikansi model persamaan dalam memprediksi respon sifat dan stabilitas fisik emulgel dan melihat faktor yang dominan yang mempengaruhi
sifat dan stabilitas fisik emulgel. Penelitian dilakukan di Laboratorium Farmakognosi Fitokimia dan Laboratorium Formulasi Teknologi Sediaan Farmasi
Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 1. Variabel penelitian
a. Variabel bebas Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi level gelling agent dan
humectant , yaitu Carbopol
940 dan gliserin, masing-masing pada level rendah dan tinggi.
b. Variabel tergantung Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat dan stabilitas fisik
emulgel viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas emulgel setelah penyimpanan selama satu bulan.
c. Variabel pengacau terkendali Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah alat dan bahan
yang digunakan, asal dan umur tanaman, wadah dan lama penyimpanan, lama pengadukan, kecepatan pengadukan dalam pembuatan sediaan
emulgel, dan kondisi penyimpanan. d. Variabel pengacau tak terkendali
Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu penyimpanan, suhu ruangan, dan kelembaban ruangan.
2. Definisi operasional
a. Ekstrak etanol rimpang kencur adalah ekstrak yang diperoleh dari hasil ekstraksi serbuk rimpang kencur dengan cara maserasi menggunakan
etanol 95 selama 2 hari dan remaserasi satu kali selama 2 hari, dilanjutkan dengan penguapan menggunakan rotary evaporator dan water
bath sampai diperoleh ekstrak kental.
b. SPF Sun Protecting Factor ekstrak kencur adalah kemampuan ekstrak sebagai zat aktif sunscreen untuk melindungi kulit dari eritema yang
disebabkan oleh paparan radiasi sinar UV-A dan sinar UV-B. c. Sunscreen adalah sediaan yang dapat melindungi kulit dari kerusakan
akibat paparan sinar UV. d. Emulgel adalah sediaan yang dibuat dengan mencampurkan emulsi tipe
minyak dalam air dan gelling agent sebagai pembentuk gel dengan konsentrasi tertentu.
e. Gelling agent adalah bahan pembentuk sediaan emulgel yang membentuk matriks tiga dimensi. Gelling agent yang digunakan dalam penelitian ini
adalah Carbopol
940 dengan konsentrasi 1 dan 1,5. f. Humectant adalah bahan yang membantu mempertahankan kelembaban
sediaan dan permukaan kulit dengan cara menarik lembab dari lingkungan. Humectant
yang digunakan pada penelitian ini adalah gliserin dengan konsentrasi 20 dan 30.
g. Sifat fisik emulgel adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui kualitas fisik emulgel, meliputi viskositas dan daya sebar. Viskositas yang
diinginkan adalah 200 – 300 d.Pa.s. Daya sebar yang diinginkan adalah 3
– 5 cm. h. Stabilitas fisik emulgel adalah parameter yang digunakan untuk
mengetahui konsistensi kualitas fisik emulgel, yang diamati melalui pergeseran viskositas.
i. Pergeseran viskositas adalah selisih viskositas emulgel setelah disimpan 1 bulan pada suhu kamar dibandingkan dengan viskositas awal. Rumus yang
digunakan untuk pergeseran viskositas adalah : Pergeseran viskositas =
[ viskositas awal −viskositas setelah 1 bulan ]
viskositas awal
�100 ...3 Pergeseran viskositas dalam penelitian ini kurang dari 10.
j. Desain faktorial adalah desain penelitian yang dapat digunakan untuk mengetahui efek yang dominan dari penambahan Carbopol
940 dan gliserin dalam menentukan sifat dan stabilitas fisik emulgel.
k. Faktor adalah besaran yang mempengaruhi respon, dalam penelitian ini digunakan 2 faktor, yaitu penambahan Carbopol
940 dan gliserin. l. Level adalah tingkatan faktor yang diteliti. Terdapat dua level yaitu level
rendah dan level tinggi. m. Respon adalah besaran yang diamati perubahan efeknya, besarnya dapat
dikuantitatifkan. Respon dalam penelitian ini adalah sifat fisik emulgel daya sebar dan viskositas dan stabilitas fisik emulgel pergeseran
viskositas. n. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan oleh variasi level dan
faktor. o. Contour plot adalah profil respon viskositas dan daya sebar emulgel.
p. Contour plot superimposed adalah gabungan dari semua contour plot yang dapat digunakan untuk menentukan ada tidaknya prediksi komposisi
formula optimum emulgel.
C. Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas Pyrex- Germany, pipet mikro, shaker Innova 2100, oven, rotary evaporator Janke-
Kulken, mixer, Viscometer¸ Spectrophotometer UV-Vis SHIMADZU UV mini - 1240, lemari pendingin, stopwatch, indikator pH, waterbath, labu Erlenmeyer,
dan tabung reaksi. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah serbuk kencur, etanol
95 kualitas teknis, etanol kualitas p.a, Carbopol
940 kualitas farmasetis,
Span 20 kualitas farmasetis, Tween 20 kualitas farmasetis, gliserin kualitas farmasetis, parafin cair kualitas farmasetis, metil paraben dan propil paraben
kualitas farmasetis, trietanolamina kualitas farmasetis, dan aquadest.
D. Tata Cara Penelitian 1. Pengumpulan, penyiapan, dan penyerbukan simplisia rimpang kencur
Serbuk rimpang kencur didapat dari Laboratorium Biologi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Serbuk yang
dikehendaki adalah serbuk kering berwarna coklat.
2. Determinasi tanaman
Determinasi tanaman dilakukan untuk membuktikan kebenaran tanaman kencur yang digunakan. Determinasi tanaman kencur telah dilakukan
oleh bagian Laboratorium Biologi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
3. Pembuatan ekstrak rimpang kencur
Ekstrak rimpang kencur diperoleh dengan proses maserasi. Serbuk rimpang kencur ditimbang sebanyak 50 gram, ditempatkan dalam Erlenmeyer
750 mL, ditambahkan 500 mL etanol 95 ke dalam Erlenmeyer yang berisi serbuk rimpang kencur. Kemudian dilakukan maserasi selama 48 jam dengan
menggunakan maserator, setelah dilakukan maserasi selanjutnya dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring dengan bantuan destilat
vakum dan proses diulangi 1 kali lagi maserasi selama 48 jam dengan jenis dan jumlah pelarut yang sama.
Setelah tahap maserasi selesai maka dilakukan penguapan dengan rotary evaporator
dan waterbath sampai ekstrak tampak pekat atau sedikit kandungan pelarut.
4. Uji kualitatif EPMS dalam ekstrak kencur
Uji kualitatif dilakukan untuk memastikan bahwa ekstrak rimpang kencur yang sudah dibuat mengandung senyawa aktif yang diperlukan. Uji
kualitatif EPMS telah dilakukan oleh bagian Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, yaitu dengan metode
KLT seperti pada lampiran 2.
5. Penentuan nilai SPF
Penyiapan larutan sampel 10 ppm yaitu dengan menimbang 0,04 gram ekstrak kencur dilarutkan dalam 10 mL etanol dan diaduk sampai homogen.
Kemudian larutan tersebut diencerkan dengan mengambil 5 mL larutan tersebut yang dilarutkan dalam 10 mL etanol dan diencerkan lagi dengan
mengambil 5 mL larutan tersebut yang dilarutkan dalam 10 mL etanol. Lalu dari larutan tersebut diambil lagi 1 mL dilarutkan dalam 10 mL etanol dan
diencerkan lagi dengan mengambil 1 mL dilarutkan dalam 10 mL etanol sehingga didapatkan konsentrasi larutan sampel ekstrak kencur 10,0 ppm.
Ekstrak dengan konsentrasi 10 ppm kemudian dilakukan scanning pada panjang gelombang 290 nm
– 330 nm menggunakan spectrophotometer UV-Vis, lalu diperoleh nilai absorbansi, dan nilai AUC bisa dihitung untuk
menentukan nilai SPF seperti tercantum pada lampiran 3.
log ��� =
��� �� − �1
……………………….....4
ΣAUC merupakan total luas area dari peak yang dihasilkan pada masing- masing panjang gelombang yang digunakan dalam scanning,
λn merupakan panjang gelombang terbesar dalam penelitian ini yaitu 330 nm, sedangkan
λ1 merupakan panjang gelombang terkecil yaitu 290 nm.
6. Optimasi proses pembuatan emulgel
a. Formula Formula emulgel acuan menurut Formulation and Evaluation of Optimized
Clotrimazole Emulgel Formulations Yassin, 2014 dapat dilihat pada tabel
II.
Tabel II. Formula emulgel acuan Formula bb
Jumlah g Clotrimazole
1
Carbopol 934 1
Liquid paraffin 7,5
Tween 20 1
Span 20 1,5
Propylene glycol 5
Ethanol 2,5
Methyl paraben 0,03
Propyl paraben 0,01
Purified water to 100
Modifikasi dilakukan dengan mengganti zat aktif dan beberapa eksipiennya. Formula hasil modifikasi seperti pada tabel III.
Tabel III. Formula emulgel ekstrak etanol rimpang kencur Formula
F1 g Fa g
Fb g Fab g
Ekstrak rimpang kencur
4 4
4 4
Carbopol® 940 2
3 2
3 Gliserin
40 40
60 60
Span 20 3
3 3
3 Tween 20
2 2
2 2
TEA 3
3 3
3 Parafin Cair
10 10
10 10
Metil Paraben 0,6
0,6 0,6
0,6 Propil Paraben
0,2 0,2
0,2 0,2
Aquadest 125
125 125
125
Keterangan : F1 = Formula dengan Carbopol
940 level rendah dan gliserin level rendah Fa = Formula dengan Carbopol
940 level tinggi dan gliserin level rendah Fb = Formula dengan Carbopol
940 level rendah dan gliserin level tinggi Fab = Formula dengan Carbopol
940 level tinggi dan gliserin level tinggi
b. Pembuatan emulgel Carbopol
940 dikembangkan dengan menggunakan 90 mL aquadest
dari formula selama 24 jam. Fase minyak dibuat dengan mencampur span 20, parafin cair, dan ekstrak kencur, dicampur dahulu di
atas waterbath dengan suhu 60-70 C. Fase air dibuat dengan mencampur
tween 20 dengan gliserin yang sebelumnya telah dicampur metil paraben dan propil paraben di atas waterbath dengan suhu 60-70
C. Fase minyak
dan fase air dicampur bersama dengan sisa aquadest dari formula, campuran di-mixer pada kecepatan skala 1 selama 5 menit.
Emulsi selanjutnya dicampurkan ke dalam Carbopol
940 yang sebelumnya telah dikembangkan dengan aquadest dari formula dengan
kecepatan putar mixer pada skala 1 selama 5 menit. Trietanolamina ditambahkan ke dalam campuran sampai pH 6, kemudian campuran diaduk
kembali menggunakan mixer kecepatan skala 1 selama 5 menit.
7. Pengujian organoleptis
Uji organoleptis dilakukan dengan mengamati bentuk, warna, bau, dan homogenitas emulgel ekstrak kencur 48 jam setelah pembuatan dan 1 bulan
penyimpanan.
8. Pengujian tipe emulgel dengan metode pengenceran
Emulgel diletakkan di atas gelas arloji kemudian ditambahkan fase air aquadest dengan volume dua kali lipat volume emulgel, demikian juga
dengan menggunakan fase minyak parafin cair. Pengamatan dilakukan setelah emulgel selesai dibuat, dengan melihat apakah emulgel bercampur atau
tidak.
9. Uji pH emulgel
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan indikator pH universal, yaitu dengan memasukkan indikator pH universal pH strips ke
dalam emulgel ekstrak kencur 48 jam setelah pembuatan dan 1 bulan penyimpanan. Kemudian nilai pH ditentukan dengan cara membandingkan
warna yang dihasilkan dengan standar.
10. Uji sifat dan stabilitas fisik emulgel ekstrak etanol rimpang kencur
a. Uji viskositas dan pergeseran viskositas Pengukuran viskositas menggunakan alat Viscometer Rion seri
VT 04 dengan cara: sediaan emulgel dimasukkan ke dalam wadah dan dipasang pada portable viscometer. Viskositas emulgel diketahui dengan
mengamati gerakan jarum penunjuk viskositas. Viskositas yang dikehendaki pada penelitian ini antara 200
– 300 d.Pa.s. Pengujian viskositas dilakukan pada 48 jam, 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 1 bulan
setelah pembuatan emulgel untuk mengetahui prosentase pergeseran viskositas.
b. Uji daya sebar Pengukuran daya sebar dilakukan 48 jam setelah pembuatan
emulgel. Pengukuran dilakukan dengan cara: emulgel ditimbang 1 gram kemudian emulgel diletakkan di tengah lempeng kaca bulat berskala. Di
atas emulgel diletakkan kaca bulat lain yang transparan dan anak timbang dengan berat total 125 gram. Lalu didiamkan selama 1 menit dan diukur
diameter penyebarannya pada 4 titik Garg dkk., 2002.
E. Analisis Data
Analisis data utama meliputi viskositas dan daya sebar sifat fisik, dan pergeseran viskositas stabilitas fisik menggunakan uji Shapiro-Wilk dengan taraf
kepercayaan 95 untuk menentukan normalitas distribusi data. Jika nilai p-value 0,05 maka dapat disimpulkan data terdistribusi normal sedangkan jika p-value
0,05 maka data terdistribusi tidak normal. Setelah data terdistribusi normal dilakukan uji
Levene’s Test dengan taraf kepercayaan 95, jika nilai p-value 0,05 maka data dikatakan memiliki kesamaan varian homogen.
Apabila pada penelitian ini didapatkan data yang terdistribusi normal dapat dilanjutkan dengan melihat besarnya pengaruh antara Carbopol
940 dengan gliserin yang dianalisis secara statistik menggunakan uji two-way
ANOVA. Analisis statistik dilakukan menggunakan software R-3.1.1. Berdasarkan
analisis statistik ini, maka dapat diketahui ada atau tidaknya pengaruh yang signifikan dari Carbopol
940, gliserin, atau interaksi kedua faktor terhadap respon-respon yang diuji dalam penelitian ini, serta dapat ditentukan faktor yang
paling dominan terhadap efek dari respon uji. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan metode desain faktorial,
sehingga dapat diperoleh pengaruh efek komposisi Carbopol
940 dan gliserin terhadap sifat dan stabilitas fisik sediaan emulgel ekstrak etanol rimpang kencur.
Dari persamaan desain faktorial dibuat contour plot setiap sifat fisik sediaan dan kemudian digabungkan dalam contour plot superimposed. Dilakukan berdasarkan
rumus: Y = b + b
1
X
1
+ b
2
X
2
+ b
12
X
1
X
2
. Dengan Y = respon hasil atau sifat yang diamati. X
1
, X
2
adalah faktor uji. b adalah rata-rata respon hasil. b
1
, b
2
, b
12
= koefisien setiap faktor yang dihitung dari hasil percobaan.
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Penyiapan dan Determinasi Tanaman
Serbuk simplisia rimpang kencur didapat dari Bagian Biologi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Mulai dari pengumpulan,
penyiapan dan penyerbukannya dilakukan di laboratorium tersebut. Determinasi tanaman kencur dilakukan oleh Bagian Biologi Farmasi
Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Tujuan dilakukan determinasi adalah untuk membuktikan kebenaran tanaman kencur Kaempferia
galanga L. yang digunakan dalam penelitian ini. Hasil determinasi tercantum di
lampiran 1.
B. Pembuatan Ekstrak Rimpang Kencur
Rimpang kencur dan serbuknya diperoleh dari satu sumber yaitu dari Laboratorium Biologi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada
Yogyakarta. Ekstrak rimpang kencur diperoleh dengan cara ekstraksi dengan metode maserasi. Maserasi merupakan proses ekstraksi untuk simplisia yang
mengandung zat aktif yang mudah larut dalam cairan penyari. Dilakukan dengan merendam 50 gram serbuk rimpang kencur dalam erlenmeyer 750 mL dengan 500
mL etanol 95. Etanol 95 digunakan karena etil-p-metoksisinamat EPMS yang merupakan senyawa aktif yang diperlukan, mudah larut dalam etanol. Etanol
merupakan pelarut universal yang dapat menarik hampir sebagian besar senyawa
Kategori