Optimasi formula gel UV protection endapan perasan umbi wortel [Daucus carota, L.] : tinjauan terhadap humektan propilen glikol dan sorbitol - USD Repository

  OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION ENDAPAN PERASAN UMBI WORTEL (Daucus carota, L.) : TINJAUAN TERHADAP HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL DAN SORBITOL SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh : Eberhard Yulian Finza Ardhitya NIM : 048114129 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION ENDAPAN PERASAN UMBI WORTEL (Daucus carota, L.) : TINJAUAN TERHADAP HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL DAN SORBITOL SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh : Eberhard Yulian Finza Ardhitya NIM : 048114129 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA Skripsi Berjudul

  OPTIMASI FORMULA GEL UV PROTECTION ENDAPAN PERASAN UMBI WORTEL (Daucus carota, L.) : TINJAUAN TERHADAP HUMEKTAN PROPILEN GLIKOL DAN SORBITOL

  Yang diajukan oleh: Eberhard Yulian Finza Ardhitya

  NIM : 048114129 Telah disetujui oleh:

  Pembimbing Utama Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt.

  Thanks alot God for everything!!!!

HALAMAN PERSEMBAHAN

  !

  ! " "! # $% &" &%%& # ' ($ "& $ $ " "!

  ) )** +,,- #& # " "! # ! " & )$ & $ &" " " " % $ $ ( & $ &" &% & "! . $

  %&' " / "! 0$"

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Eberhard Yulian Finza Ardhitya Nomor Mahasiswa : 048114129

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

Optimasi Formula Gel UV Protection

Endapan Perasan Umbi Wortel (Daucus carota, L.):

Tinjauan Terhadap Humektan Propilen Glikol dan Sorbitol

  beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma, hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 28 Januari 2008 Yang menyatakan,

KATA PENGANTAR

  Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas anugerah dan penyertaan-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul: “Optimasi Formula Gel UV Protection Endapan Perasan Umbi Wortel (Daucus carrota , L.) Tinjauan Terhadap Humektan Propilen Glikol dan Sorbitol”.

  Selama perkuliahan, penelitian hingga proses penyusunan skripsi, penulis telah mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak yang berupa dukungan, sarana, bimbingan, nasihat, kritik dan saran. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan penghargaan dan ucapan terima kasih sebesar- besarnya kepada: 1.

  Rita Suhadi, M.Si., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing skripsi yang telah bersedia membimbing dan meluangkan waktunya untuk penulis selama penelitian dengan memberikan bimbingan, dukungan, kritik, dan nasihat.

  3. Rina Kuswahyuning, M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang telah bersedia memberikan kritik dan saran selama penyusunan skripsi.

  4. Agatha Budi Susiana Lestari, M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang telah bersedia memberikan kritik dan saran selama penyusunan skripsi.

  5. Dra. A. Nora Iska Harnita, M.Si., Apt., atas diskusi, masukan, kepedulian dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  6. My beloved papa dan mama atas semangat dan dukungan terbaik yang telah diberikan pada penulis. Kakakku, Wisnu atas dukungan dan omelannya.

  7. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Ottok, Mas Wagiran, Mas Sigit, Mas Sarwanto, dan Mas Yuwono selaku laboran dan karyawan yang telah membantu selama penelitian.

  8. Carrot’s team (Desy, Cipi, DK, Ela, Ine, Budi, Andri) atas bantuan, kebersamaan, keceriaan, kegilaan, dan kerjasamanya yang tak terlupakan.

  Teman-teman senasib: Tea’s team dan Alga’s team (Hendry atas bantuannya untuk tim wortel), terima kasih atas dukungan dan kebersamaan selama penelitian ini.

  9. Teman-teman 2004 FST & FKK semuanya atas kebersamaan, kenangan, dan persahabatan selama ini (semoga sampai selamanya). Semua teman, sahabat yang tak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu terselesaikannya skripsi ini.

  Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan kelemahan. Oleh karenanya, penulis membuka diri untuk menerima segala kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, khususnya dalam bidang farmasi.

  Yogyakarta, Desember 2007 Penulis,

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, Desember 2007 Penulis,

  Eberhard Yulian Finza Ardhitya

  

INTISARI

  Penelitian mengenai optimasi formula gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carota, L.): tinjauan terhadap humektan propilen glikol dan sorbitol dilakukan untuk mendapatkan formula dengan komposisi humektan yang optimum dalam gel UV protection endapan perasan umbi wortel.

  Penelitian ini menggunakan metode simplex lattice design untuk optimasi formula. Metode simplex lattice design termasuk dalam rancangan eksperimental murni yang bersifat eksporatif dengan komposisi propilen glikol dan sorbitol sebagai variabel bebas dan sifat fisik gel sebagai variabel tergantung. Optimasi dilakukan dengan parameter sifat fisik gel yang diuji meliputi daya sebar, viskositas dan stabilitas gel setelah penyimpanan satu bulan. Data hasil uji sifat fisik dianalisis secara statistik menggunakan analisis uji-F dengan taraf kepercayaan 95%.

  Dari penelitian ini ditemukan komposisi optimum berdasarkan contour

  

plot superimposed yang meliputi daya sebar, viskositas, dan stabilitas gel yang

  diteliti. Daya sebar optimal berkisar antara 3 cm sampai 5 cm. Viskositas optimal berkisar antara 310 dPa.s sampai 320 dPa.s. Stabilitas gel ditunjukkan dengan pergeseran viskositas < 5%. Profil daya sebar, viskositas, dan stabilitas gel berbentuk kurva membuka ke bawah. Komposisi optimum humektan propilen glikol : sorbitol yang diperoleh dari contour plot superimposed berdasarkan sifat fisis dan stabilitas gel UV protection endapan perasan wortel adalah 88% sorbitol : 12% propilen glikol sampai dengan 94% sorbitol : 6% propilen glikol.

  Kata kunci : endapan perasan umbi wortel, gel UV protection, propilen glikol, sorbitol, simplex lattice design

  

ABSTRACT

  The aim of research of formula optimization of carrot’s (Daucus carota, L.) pulp sediment UV protection gel : a review of propylene glycol and sorbitol as humectants was to find out the optimum composition of humectant in UV protection gel.

  The method have been used for optimization in this research was simplex lattice design that include the exploratively pure experimental with propylene glycol and sorbitol composition as the independent variable and gel physical characteristic as the dependent variable. Optimizing is done to characteristic parameters including spreadability, viscosity, and stability during storage. The physical characteristic parameters and stability of gel preparation was analyzed with F-test statistic using 5%.

  From this research, could be explained that optimum composition of UV protection gel formula based on contour plot superimposed including spreadability, viscosity, and stability has been found. Optimum spreadability approximately 3 cm until 5 cm. Optimum viscosity lies between 310 dPa.s until 320 dPa.s. Optimum stability during storage < 5%. The profile of all was shape curve open at the bottom. The optimum composition exhibited by contour plot super imposed was 88% sorbitol : 12% propylene glycol until 94% sorbitol : 6% propylene glycol.

  Key words : carrot’s pulp sediment, UV protection gel, propylene glycol, sorbitol, simplex lattice design.

  DAFTAR ISI

  HALAMAN SAMPUL ............................................................................... i HALAMAN JUDUL ................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ............... vi KATA PENGANTAR ................................................................................. vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................... ix

  INTISARI .................................................................................................... x

  

ABSTRACT .................................................................................................. xi

  DAFTAR ISI ............................................................................................... xii DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xvii

  BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1 A. Latar Belakang .................................................................................... 1 B. Perumusan Masalah ............................................................................ 4 C. Keaslian Penelitian .............................................................................. 4 D. Manfaat Penelitian .............................................................................. 4 E. Tujuan Penelitian ................................................................................ 5

  A. Wortel .................................................................................................. 6

  B. Beta karoten ........................................................................................ 7

  C. Gel ....................................................................................................... 8

  D. Gelling Agent ...................................................................................... 9

  E. Humektan ............................................................................................ 10

  F. Radikal bebas dan antioksidan ............................................................ 11

  G. Sinar UV dan SPF ............................................................................... 12

  H. Spektrofotometri UV-vis...................................................................... 14

  I. Metode simplex lattice design ............................................................. 15 J. Mikromeritik ....................................................................................... 16 K. Keterangan empiris ............................................................................. 17

  BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 19 A. Jenis Rancangan Penelitian ................................................................. 19 B. Variabel dalam Penelitian ................................................................... 19 C. Definisi Operasional ............................................................................ 20 D. Bahan dan Alat .................................................................................... 21 E. Tata Cara Penelitian ............................................................................ 21

  1. Ekstraksi beta karoten dalam endapan perasan umbi wortel …... 21

  2. Penetapan kadar beta karoten dalam endapan perasan wortel secara spektrofotometri ................................................................ 22

  3. Prediksi nilai SPF endapan perasan wortel pada spektra UV....... 24

  4. Optimasi proses pembuatan gel UV protection ........................... 24

  6. Uji Mikromeritik.......................................................................... 26

  F. Analisis Hasil ...................................................................................... 26

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 27 A. Pembuatan endapan perasan umbi wortel...........................................

  27 B. Ekstraksi beta karoten dalam endapan perasan wortel........................ 28

  C. Penetapan kadar beta karoten dalam endapan perasan wortel............. 28 D. Penetapan Nilai SPF............................................................................

  30 E. Sifat Fisik dan Stabilitas...................................................................... 34

  F. Uji Mikromeritik Gel........................................................................... 38 G. Optimasi Formula ...............................................................................

  39 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 47

  A. Kesimpulan ......................................................................................... 47

  B. Saran .................................................................................................... 47 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 48 LAMPIRAN ................................................................................................ 52 BIOGRAFI PENULIS ................................................................................. 78

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Rancangan Simplex Lattice Design Gliserol dan Sorbitol.......... 25 Tabel II. Kurva baku beta karoten (I)........................................................ 29 Tabel III. Jumlah beta karoten dalam 1 g endapan perasan wortel (I).......

  30 Tabel IV. Hasil Pengukuran SPF endapan perasan wortel ......................... 32 Tabel V. Kurva baku beta karoten (II) ..………………………………… 33 Tabel VI. Jumlah beta karoten dalam 1 g endapan perasan wortel (II) ...... 32 Tabel VII. Hasil pengukuran sifat fisik gel ………………………………. 35 Tabel VIII. Uji pH gel UV protection ……………………………………... 37 Tabel IX. Hasil pengukuran partikel gel UV protection ............................. 38 Tabel X. Hasil perhitungan uji F untuk daya sebar gel ............................. 40 Tabel XI. Hasil perhitungan uji F untuk viskositas awal gel....................... 41 Tabel XII. Hasil perhitungan uji F untuk % pergeseran viskositas gel......... 43

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Struktur Beta Karoten .................................................................. 8 Gambar 2. Struktur umum carbomer ............................................................

  9 Gambar 3. Struktur Sorbitol .......................................................................... 10 Gambar 4. Struktur Propilen Glikol ............................................................... 11 Gambar 5. Dimensi pencampuran dua komponen ……………………......... 15 Gambar 6. Kurva Baku beta karoten (I) ........................................................ 29 Gambar 7. Scanning panjang gelombang endapan perasan wortel ............... 30 Gambar 8. Scanning panjang gelombang baku beta karoten ......................... 31 Gambar 9. Scanning panjang gelombang seri larutan baku beta karoten ...... 32 Gambar 10. Kurva Baku beta karoten (II) ....................................................... 33 Gambar 11. Grafik distribusi ukuran partikel gel UV protection .................... 39 Gambar 12. Contour plot daya sebar gel UV protection endapan perasan wortel ........................................................................................... 41 Gambar 13. Contour plot viskositas gel UV protection endapan perasan wortel............................................................................................ 42 Gambar 14. Contour plot pergeseran viskositas gel UV protection endapan perasan wortel............................................................................... 41 Gambar 13. Contour plot superimposed gel UV protection endapan perasan wortel............................................................................... 44 Gambar 14. Contour plot superimposed gel UV protection endapan perasan wortel............................................................................... 46

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Endapan Perasan Wortel .................................................................................... 52

  Lampiran 2. Perhitungan nilai SPF Beta Karoten …………...................... 56 Lampiran 3. Data Penimbangan Gel …………………………………….. 61 Lampiran 4. Data Sifat Fisik dan Stabilitas Gel ......................................... 59 Lampiran 5. Persamaan Simplex Lattice Design ........................................ 63 Lampiran 6. Perhitungan Persamaan Regresi dengan Uji F ...................... 66 Lampiran 7. Data Uji Mikromeritik ........................................................... 71 Lampiran 8. Perbandingan Komposisi Basis pada Kriteria Penerimaan

  Masing-Masing Sifat Fisis Gel ...................................……... 72 Lampiran 9. Foto gel UV protection endapan perasan umbi wortel........... 75 Lampiran 10. Foto dokumentasi .................................................................. 76

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kehidupan manusia tidak pernah lepas dari sinar matahari, dimana

  menghasilkan cahaya tampak, panas, dan radiasi ultraviolet (UV). Kulit manusia mempunyai sistem perlindungan terhadap radiasi UV sinar matahari secara alami, tetapi tidak efektif terhadap kontak radiasi yang berlebihan. Sinar UV (UVA dan 10% UVB) selalu ada setiap hari meskipun saat cuaca mendung, lebih dari 80% sinar UV mampu menembus atmosfer pada hari berawan (Anonim, 2004). World

  

Health Organization (WHO) membagi spektra UV menjadi UVC (200-290 nm),

  UVB (290-320 nm), dan UVA (320-400 nm), berdasarkan pada efek biologis yang ditimbulkan masing-masing panjang gelombang. Sekitar 90% UVB tertahan di lapisan ozon (Lucas, McMichael, Smith, & Armstrong, 2006). Penipisan lapisan ozon oleh chlorofluorocarbons (CFC) menyebabkan lebih banyak UVB yang sampai ke bumi.

  Sinar UV tidak selalu berbahaya, sinar ini bermanfaat untuk meningkatkan aliran darah di kulit, membantu perubahan provitamin menjadi vitamin D, dan membantu mengaktifkan vitamin, hormon, dan enzim (Jellinek, 1970). UVA dan UVB dibutuhkan manusia untuk sintesis vitamin D. Paparan UVA berlebihan mempunyai efek awal yaitu pigment darkening diikuti oleh eritema jika paparan berlanjut, penekanan sistem imun, dan pembentukan katarak. kulit, dan penekanan sistem imun pada paparan jangka panjang (Zeman, 2007). Oleh karena itu, dibutuhkan perlindungan terhadap radiasi sinar UV yang berlebihan dengan penggunaan sediaan UV protection.

  Penelitian ini menggunakan zat aktif yang berasal dari bahan alam, yaitu perasan wortel (Daucus carota, L.) yang mengandung beta karoten. Pemilihan bahan alam didasarkan pada kemampuan kandungan tanaman (pigmen) mengabsorbsi sejumlah besar radiasi UV yang akan merusak sel dan mengganggu metabolisme tanaman sehingga diasumsikan bahwa bahan alam tersebut dapat melindungi kulit manusia terhadap radiasi UV (Muller, 1996). Penggunaan bahan alam menguntungkan dibandingkan senyawa sintetik karena bahan alam dapat memberikan toleransi yang baik pada kulit dan lebih aman digunakan. Peran penting beta karoten di dalam tubuh yaitu sebagai prekursor vitamin A dan antioksidan. Karotenoid berperan penting dalam pencegahan penyakit degeneratif, dengan cara mempertahankan fungsi sistem imun dan antioksidan. Oleh karena itu, perlu dikembangkan sediaan topikal perasan wortel sebagai UV protection.

  Pada umumnya, bentuk sediaan UV protection yang banyak beredar di pasaran saat ini berupa krim dan lotion. Krim adalah bentuk sediaan setengah padat berupa emulsi kental mengandung tidak kurang dari 60% air (Anief, 2003). Kandungan minyak dalam krim akan menimbulkan rasa tidak nyaman saat pemakaian dan akan menjadi masalah pada orang dengan produksi kelenjar sebasea yang berlebihan karena dapat merangsang timbulnya jerawat. Lotion mempunyai viskositas yang cukup encer sehingga tidak bertahan lama pada kulit itu, perlu dikembangkan bentuk sediaan lain dengan sifat fisis yang lebih baik dan nyaman saat penggunaannya yaitu gel.

  Gel merupakan bentuk sediaan semisolid yang mengandung larutan bahan aktif tunggal maupun campuran dengan pembawa senyawa hidrofilik atau hidrofobik (Barry, 1983). Gel yang dibuat adalah hidrogel. Hidrogel memberikan rasa nyaman (tidak terasa panas di kulit) saat digunakan dan kompatibilitasnya relatif baik dengan jaringan biologis (Zatz dan Kushla, 1996).

  Humektan dalam produk kosmetik digunakan untuk mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk digunakan (Loden, 2001) Selain itu, mencegah keriput dan efek jangka panjang lain yang ditimbulkan oleh sinar UV (Johnson, 2002).

  Penelitian ini menggunakan propilen glikol dan sorbitol sebagai humectant dalam formula gel UV protection. Komposisi kedua humectant yang digunakan perlu dioptimasi untuk mendapatkan formula gel UV protection yang optimum. Propilenglikol memiliki viskositas yang tinggi sehingga kurang nyaman karena adanya rasa lengket saat diaplikasikan dan sorbitol bersifat higroskopis sehingga dapat menjaga konsistensi sediaan. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan

  

humectant dengan variasi komposisi untuk mendapatkan sediaan UV protection

  yang mampu mempertahankan efektifitas pemakaian dalam jangka waktu yang cukup lama. Sediaan yang dihasilkan diharapkan memenuhi parameter kualitas sifat fisik sediaan gel UV protection yang meliputi daya sebar, viskositas, dan stabilitas fisik.

B. Permasalahan

  Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat dirumuskan permasalahan :

  a. Bagaimana profil respon sifat fisis dan stabilitas sediaan gel UV protection meliputi daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas? b. Apakah ditemukan komposisi optimum yang diprediksi sebagai formula optimum gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carota,

  L.)?

  c. Pada range komposisi optimum berapakah humektan propilen glikol dan sorbitol menghasilkan sediaan gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) yang paling baik sifat fisisnya? C.

   Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang optimasi formula gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) : tinjauan terhadap humektan propilen glikol dan sorbitol belum pernah dilakukan.

D. Manfaat Penelitian

  1. Manfaat Teoritis Memberikan informasi bagi perkembangan ilmu kefarmasian mengenai penggunaan bahan alam dari endapan perasan wortel dalam sediaan UV

  protection .

  2. Manfaat Praktis Mengetahui range komposisi formula optimum dari profil respon sifat fisik gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carrota, L.) dengan humektan propilen glikol dan sorbitol.

E. Tujuan Penelitian

  1. Mengetahui profil respon sifat fisik dan stabilitas gel UV protection endapan perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) komposisi humektan propilen glikol dan sorbitol

  2. Mendapatkan komposisi formula optimum sediaan gel UV protection berdasarkan parameter sifat fisik dan stabilitas gel UV protection.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Wortel (Daucus carota, L.) 1. Nama daerah Di Indonesia wortel mempunyai nama daerah, diantaranya : Sunda / Priangan : Bortol Jawa : Wortel, wertol, bortol Madura : Ortel (Rukmana, 1995).

  2. Morfologi

  Umbi wortel terbentuk dari akar tunggang yang berubah fungsi menjadi tempat penyimpanan cadangan makanan. Kulit umbi tipis berwarna kuning kemerahan atau jingga kekuningan karena kandungan karoten yang tinggi. Umbi wortel memiliki ukuran yang bervariasi, tergantung varietasnya (Cahyono, 2002).

  3. Kandungan kimia

  Menurut Dalimartha (2000) wortel segar mengandung air, serat, abu, nutrisi anti kanker, gula alamiah (fruktosa, sukrosa, dekstrosa, laktosa, dan maltosa), pektin, mineral (kalsium, natrium, magnesium, krom). Sebuah wortel ukuran sedang mengandung sekitar 15000 IU beta karoten.

4. Kegunaan

  Wortel adalah salah satu sumber makanan detoksifikasi yang mempunyai kemampuan untuk mengatur keseimbangan dalam tubuh. Wortel juga kaya akan zat antioksidan beta karoten yang mampu mencegah radikal bebas menjadikan kanker. Mengonsumsi secara rutin wortel dapat mengurangi keganasan dari radikal bebas. Sebaiknya tidak mengonsumsi berlebihan karena akan menyebabkan kulit menjadi kuning (Kumalaningsih, 2007).

  B. Beta Karoten Gambar 1. Struktur all-trans -karoten (Anonim, 1989)

  Beta karoten larut dalam CS2, benzena, kloroform, mudah larut dalam eter, petroleum eter, dan minyak, sedikit larut dalam metanol dan etanol. Beta karoten praktis tidak larut dalam air, asam, dan alkali. Absorbsi oksigen dari udara akan menyebabkan inaktif dan menghasilkan produk oksidasi yang mengalami perubahan warna. Sebaiknya beta karoten disimpan di tempat tertutup rapat dan terlindungi. Tempat penyimpanan pada temperatur rendah yaitu -20ºC (Anonim, 1989).

• karoten merupakan salah satu dari 600 komponen karotenoid yang banyak terdapat dalam tanaman. Dalam kloroplas, karotenoid berfungsi dalam detoksifikasi berbagai bentuk oksigen teraktivasi dan klorofil triplet, hasil eksitasi kompleks fotosintesis oleh cahaya. -karoten biasanya digunakan sebagai suplemen nutrisi maupun prekursor vitamin A. -karoten meningkatkan efikasi kemoterapi dan radiasi pada kultur sel kanker manusia maupun hewan percobaan

C. Gel

  Gel merupakan bentuk sediaan semisolid yang mengandung larutan bahan aktif tunggal maupun campuran dengan pembawa senyawa hidrofilik atau hidrofobik atau dapat pula didefinisikan gel sebagai sistem dua komponen dari sediaan semipadat yang kaya akan cairan (Barry, 1983 ; Anonim, 1994).

  Gel digolongkan berdasarkan 2 sistem klasifikasi. Sistem klasifikasi pertama membagi gel menjadi inorganik dan organik. Inorganik gel pada umumnya berupa sistem 2 fase, sedangkan organik gel berupa sistem 1 fase. Klasifikasi yang kedua membagi gel menjadi hidrogel dan organogel. Hidrogel mengandung bahan-bahan yang terdispersi sebagai koloid atau larut dalam air (Allen, 2002), sedangkan organogel mengandung pelarut non aqueous sebagai fase kontinyu (Zatz, Berry, dan Alderman, 1996).

  Hidrogel adalah sediaan semisolid yang mengandung material polimer yang mempunyai kemampuan untuk mengembang dalam air tanpa larut dan bisa menyimpan air dalam strukturnya. Hidrogel merupakan sistem yang menyebabkan air tidak bisa bergerak karena adanya polimer tidak larut. Salah satu alasan disukainya hidrogel sebagai komponen dari sistem penghantaran dan pelepasan obat adalah kompatibilitasnya yang relatif baik dengan jaringan biologis. Polimer yang digunakan dalam hidrogel terhidrolisis lambat dan secara bertahap melepaskan obat bebas (Zatz and Kushla, 1996). Gel merupakan sistem penghantaran obat yang sempurna untuk cara pemberian yang beragam dan kompatibel dengan banyak bahan obat yang berbeda (Allen, 2002).

D. Gelling Agent

  H

_{2 H}

C C

COOH n

  

Gambar 2. Struktur umum carbomer (Anonim, 2001)

®

  Carbopol (carbomer) adalah polimer sintetik asam akrilat yang memiliki berat molekul besar, berupa serbuk putih dan halus, memiliki bau yang khas, mudah terion, sedikit asam, higroskopis, terdispersi dalam air (menghasilkan pH 2,8 – 3,2), tetapi tidak larut dalam air dan sebagian besar pelarut (Anonim, 2001; Zatz dan Kushla, 1996). Dalam bentuk netral, carbopol larut dalam air, alkohol, dan gliserin serta akan membentuk gel yang jernih dan stabil. Pada larutan asam (pH 3,5 – 4,0) dispersi carbopol menujukkan viskositas yang rendah hingga sedang dan pada pH 5,0 – 10,0 akan menunjukkan viskositas yang optimal. Pada pH di atas 10, struktur gel rusak dan viskositas menurun.

  Dispersi carbomer akan meningkat viskositasnya seiring dengan peningkatan konsentrasi polimer (Anonim, 2001).

  ®

  Carbopol 940 memiliki sifat pengental yang baik pada konsentrasi tinggi serta menghasilkan gel yang jernih, sangat cocok digunakan pada kosmetik dan sediaan topikal (Anonim, 2006). Larutan carbomer memiliki sifat alir

  

pseudoplastic , yaitu viskositas menurun seiring dengan kecepatan pencampuran

yang meningkat (Zatz dan Kushla, 1996).

  Carbomer tidak diabsorpsi oleh jaringan tubuh karena memiliki berat

  molekul yang besar. Uji klinis menunjukkan bahwa carbomer memiliki potensial membuktikan bahwa carbomer aman digunakan sebagai bahan kosmetik (Anonim, 2001 ; Anonim, 2006).

E. Humektan

  Humektan adalah bahan dalam produk kosmetik yang dimaksudkan untuk mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk digunakan (Loden, 2001). Humektan membantu menjaga kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Rawlings, Harding, Watkinson, Chandar, dan Scott, 2002).

  

Gambar 3. Struktur sorbitol (Anonim, 1979)

  Sorbitol merupakan serbuk, granul, atau serpihan berwarna putih, bersifat higroskopik, berasa manis, biasanya meleleh pada suhu sekitar 96ºC. Larutan sorbitol berupa cairan seperti sirup tidak berwarna, jernih, tidak memiliki bau yang khas, dan bersifat netral (Anonim, 2000).

  Sorbitol sangat tidak larut dalam pelarut organik. Sorbitol bersifat inert dan dapat bercampur dengan bahan tambahan lainnya (Loden, 2001). Pada konsentrasi tinggi, sorbitol berfungsi sebagai stabilizer untuk vitamin (Anonim, 1983). Sorbitol sering digunakan dalam kosmetik modern sebagai humectant dan

  

Gambar 4. Struktur Propilen Glikol (Anonim, 1995a)

  Propilen glikol berupa cairan kental, jernih, tidak berwarna, rasa sedikit tajam, dan higroskopik. Karena sifatnya yang higroskopik, maka sebaiknya disimpan pada wadah yang tertutup rapat. Propilen glikol dapat campur dengan air, alkohol, aseton, dan kloroform (Anonim, 1995a).

  Propilen glikol digunakan sebagai gelling agent pada konsentrasi 1% - 5%, stabil pada pH 3-6 dan harus mengandung pengawet (Allen, 2002). Propilen glikol merupakan bahan yang tidak berbahaya dan aman digunakan dalam produk kosmetik dengan konsentrasi sampai 50% (Loden, 2001).

  Fungsi propilen glikol adalah sebagai humectant, pelarut, dan plasticizer. Fungsi lain propilen glikol adalah sebagai pengawet pada konsentrasi 15-30%,

  

hygroscopic agent , desinfektan, stabilizer vitamin, dan pelarut pengganti yang

  dapat campur dengan air, misal pengganti gliserin (Anonim, 1983; Anger, Rupp, & Lo, 1996).

F. Radikal Bebas dan Antioksidan

  Radikal bebas adalah atom atau molekul (kumpulan atom) yang memiliki elektron tidak berpasangan (unpaired electron). Reaktivitas radikal bebas merupakan upaya untuk mencari pasangan elektron. Dampak kerjanya, akan terbentuk radikal bebas baru yang berasal dari atom atau molekul yang radikal bebas adalah protein, asam lemak tak jenuh, dan lipoprotein, serta unsur DNA termasuk karbohidrat. Asam lemak tak jenuh adalah yang paling rentan terhadap serangan radikal bebas (Winarsi, 2007).

  Antioksidan merupakan senyawa pemberi elektron atau reduktan, memiliki BM kecil, tetapi mampu menginaktivasi berkembangnya reaksi oksidasi dengan cara mencegah terbentuknya radikal. Antioksidan juga merupakan senyawa yang dapat menghambat reaksi oksidasi, dengan mengikat radikal bebas dan molekul yang sangat reaktif. Akibatnya, kerusakan sel akan dihambat. Tubuh manusia memiliki sistem antioksidan untuk menangkal reaktivitas radikal bebas.

  Kelebihan jumlah senyawa oksigen reaktif akan menyerang komponen lipid, protein, maupun DNA sehingga mengakibatkan kerusakan stres oksidatif (Winarsi, 2007).

G. Sinar UV dan SPF (Sun Protection Factors)

  Sinar matahari terdiri dari tiga kategori berdasarkan panjang gelombangnya, yaitu UV, sinar tampak, dan infra merah. UV dekat dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu UVA (320 – 400 nm), UVB (290 – 320 nm), dan UVC (200 – 290 nm). Sinar UVC memiliki panjang gelombang paling pendek sehingga terserap seluruhnya di lapisan ozon. Sinar UVB memiliki panjang gelombang yang lebih panjang daripada UVC sehingga masih dapat melewati lapisan ozon sekitar 10%. Sinar UVA memiliki panjang gelombang yang paling panjang sehingga sinar ini paling banyak mencapai permukaan bumi karena dapat

  UVB merupakan sinar UV yang paling bertanggung jawab mengakibatkan sunburn di kulit. Sinar ini hanya mampu menembus kulit sampai pada lapisan epidermis. UVB akan merangsang sel melanosit untuk membentuk melanin lebih banyak, akibatnya kulit akan menjadi lebih gelap yang sering disebut terbakar, atau jika ukurannya sangat kecil biasa disebut titik atau flek hitam (Anonim, 2005a).

  Tingkat perlindungan (efektivitas) produk sunscreen terhadap sinar UV dilihat dari nilai SPF (Sun Protection Factors). SPF dapat mengindikasikan lamanya seseorang yang menggunakan sunscreen dapat bertahan di bawah sinar matahari tanpa menimbulkan eritema sebagai salah satu akibat dari sunburn (Anonim, 2007).

  Kemanjuran suatu produk sunscreen dapat ditentukan dengan nilai SPF (Sun Protection Factor) yang tercantum pada label kemasan. Semakin besar nilai SPF, semakin besar pula perlindungan terhadap paparan radiasi UV yang dapat diberikan (Stacener, 2006). SPF mengukur efektivitas sunscreen terhadap paparan radiasi UVA dan UVB. SPF merupakan perbandingan antara jumlah radiasi UV yang diperlukan untuk menghasilkan eritema (Minimal erythema dose = MED) pada kulit yang terlindungi dengan kulit yang tidak terlindungi sunscreen.

  MED in protected skin

  SPF = (1)

  MED in non skin - protected

  (Walters et al., 1997) Metode in vitro untuk mencari nilai SPF merupakan hubungan antara SPF dan absorbansi yang ditunjukkan pada persamaan berikut :

  

I

  = −

  A log (2) ₁₀ Io

  1 A = – log = log SPF (3)

  10

  10 SPF

  (Walters et al., 1997) H.

   Spektrofotometri UV–Vis

  Spektrofotometri UV adalah anggota teknik spektroskopik yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dengan instrumen spektrofotometer. Spektrofotometri UV melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis sehingga spektrofotometri UV lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Analisis kuantitatif selalu melibatkan pembacaan serapan radiasi elektromagnetik oleh molekul, atau radiasi elektromagnetik yang diteruskan, yang disebut dengan serapan (A) tanpa satuan dan transmitan dengan satuan persen (%T) (Mulja dan Suharman, 1995).

  Pada analisis kuantitatif, pengukuran serapan dilakukan pada panjang gelombang maksimum. Panjang gelombang maksimum merupakan panjang gelombang dimana suatu senyawa memberikan absorbansi maksimum. Pada panjang gelombang maksimum, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi paling besar sehingga akan didapat kepekaan analisis yang maksimal (Mulja dan Suharman, 1995).

I. Metode Simplex Lattice Design

  Menurut Amstrong dan James (1996) proporsi dari komponen X1, X2,.....,Xq yaitu : 0 ≤ Xi ≤ 1, di mana Xi merupakan banyaknya bilangan dari 1 sampai q. Jumlah proporsi dari komponen yang dicampurkan adalah:

  X + X +.....+ X = 1 (4)

  1 2 q

  Daerah di mana terdapat semua kemungkinan respon kombinasi disebut dengan factor space. Factor space ditunjukkan dengan suatu penggambaran area tempat semua titik kombinasi berada dan menghasilkan respon tertentu. Factor

space dirumuskan dengan q-1. Misalnya ada 2 komponen yang dicampurkan.

  Maka factor space-nya adalah 2-1 = 1. Dimensi dari dua komponen yang dicampurkan adalah 1, maka titik kombinasi berada pada suatu garis atau kurva (gambar 5) (Amstrong dan James, 1996).

  

Gambar 5. Dimensi pencampuran dua komponen yaitu berupa garis atau kurva.

  

Titik-titik respon hasil pengkombinasian berada di sepanjang garis atau kurva.

  

X1 dan X2 merupakan komponen yang dicampurkan

  Respon untuk semua kombinasi dua komponen (X dan X ) dapat

  1

  2

  diprediksi dengan persamaan Y= + +

  X X (X )(X ), di mana Y merupakan

  1

  1

  

2

  2

  12

  1

  2

  respon, X dan X merupakan proporsi komponen yang dicampurkan yang

  1

  2 dihitung dari hasil percobaan. Untuk mendapatkan persamaan di atas diperlukan tiga titik desain atau tiga formula. Ketiga formula tersebut adalah menggunakan 100% komponen X (formula I), menggunakan 100% komponen X (formula II),

  1 2 dan menggunakan 50% komponen A dan 50% komponen B (formula III).

  J. Mikromeritik

  Mikromeritik adalah ilmu dan teknologi tentang partikel kecil. Satuan ukuran partikel yang sering dipakai dalam mikromeritik adalah mikrometer (µm).

  Dalam bidang kefarmasian, informasi yang perlu diperoleh dari partikel yaitu (1) bentuk dan luas permukaan partikel dan (2) ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel (Martin, 1993).

  Metode mikroskopik merupakan metode sederhana yang hanya menggunakan satu alat yaitu mikroskop yang bukan merupakan alat yang rumit dan memerlukan penanganan khusus (Martin dan Bustamante, 1993). Bisa menggunakan mikroskop biasa untuk pengukuran ukuran partikel yang berkisar 0,2µ m sampai 100µm. Dibawah mikroskop tersebut ditempat dimana partikel terlihat diletakkan mikrometer untuk memperlihatkan ukuran partikel tersebut.

  Partikel-partikel diukur sepanjang garis tetap yang dipilih secara sembarang. Garis ini biasanya dibuat horizontal melewati pusat partikel (Martin, 1993). Kerugian dari metode mikroskopik adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi dari partikel tersebut, yaitu dimensi panjang dan lebar. Tidak ada perkiraan yang diperoleh untuk mengetahui ketebalan partikel dengan memakai agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi, sehingga metode ini membutuhkan waktu dan ketelitian. Namun pengujian mikroskopik dari suatu sampel harus selalu dilaksanakan bahkan jika digunakan metode analisis ukuran partikel lainnya, karena adanya gumpalan dan partikel-partkel lebih dari satu komponen seringkali bisa dideteksi dengan menggunakan metode mikroskopik (Martin, 1993).

  K. Keterangan Empiris

  Radiasi sinar UV yang masuk sampai ke permukaan bumi (UVA dan UVB) dapat menimbulkan efek yang berbahaya bagi tubuh. Salah satu langkah untuk mengurangi efek ini adalah dengan menggunakan UV protection.

  Senyawa karotenoid seperti beta karoten dalam wortel (Daucus carota, L.) berperan penting sebagai prekursor vitamin A dan antioksidan. Beta karoten sebagai antioksidan banyak digunakan untuk pencegahan dan pengobatan penyakit yang berhubungan dengan stres oksidatif. Penggunaan wortel sebagai minuman segar atau -karoten dalam suplemen oral telah terbukti berperan dalam mempertahankan sistem imun dan antioksidan, tetapi belum diketahui efikasinya pada aplikasi topikal. Kandungan karotenoid akan lebih banyak terendapkan apabila dilakukan sentrifugasi. Oleh karena itu, perlu dikembangkan sediaan topikal endapan perasan wortel sebagai UV protection.

  Produk UV protection yang baik seharusnya mudah dan praktis, nyaman, aman, dan efektif saat digunakan. Oleh karena itu, diperlukan suatu bentuk sediaan yang memenuhi persyaratan mutu. Penelitian ini membuat sediaan UV

  Dalam penelitian ini dilakukan optimasi formula gel dengan bahan endapan perasan wortel yang menggunakan propilen glikol dan sorbitol sebagai

  

humectant dengan metode simplex lattice design. Humektan dimaksudkan untuk

  mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air (kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk digunakan (Loden, 2001).

  Humektan membantu menjaga kelembaban kulit dengan cara menjaga kandungan air pada lapisan stratum corneum serta mengikat air dari lingkungan ke kulit (Rawlings et al., 2002). Pemakaian kombinasi humektan dilakukan untuk mendapatkan sediaan gel dengan sifat fisik yang baik. Sifat fisik dan stabilitas formula dilihat dari formula yang memiliki daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas tertentu, dimana saat pengaplikasian pada kulit mampu menyebar secara merata sehingga menjamin pemerataan dosis (efektif). Nilai SPF invitro didapatkan melalui pengukuran serapan endapan perasan umbi wortel menggunakan spektrofotometri UV.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis Rancangan Penelitian Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental murni menggunakan

  metode simplex lattice design dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula optimum sediaan UV protection endapan perasan umbi wortel.