Optimasi formula sediaan gel UV protection filtrat perasan wortel [Daucus carota, Linn.] : tinjauan terhadap gliserol dan propilenglikol - USD Repository
OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL UV PROTECTION FILTRAT PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.): TINJAUAN TERHADAP GLISEROL DAN PROPILENGLIKOL SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh:
Silvia Margaretha NIM : 048114016
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL UV PROTECTION FILTRAT PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.): TINJAUAN TERHADAP GLISEROL DAN PROPILENGLIKOL SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh:
Silvia Margaretha NIM : 048114016
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
Skripsi
OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL UV PROTECTION FILTRAT PERASAN WORTEL (Daucus carota, Linn.): TINJAUAN TERHADAP GLISEROL DAN PROPILENGLIKOL
Yang diajukan oleh: Silvia Margaretha
NIM : 048114016 Skripsi ini telah disetujui oleh
Pembimbing Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt.
Tanggal: 28 Januari 2008
H AL AM AN PER SEM BAH AN
GOD, give me
Strength, to change things that I can change
Peace, to approve things that I can t change
and Wise, to difference between it.
Always tr y the best in ever ything that you do
and let it be beautiful in HI S time
This work is dedicated to Everyone who I loved,Jesus Christ M om, Dad, & my lovely sister Vani M y grandma, uncle Agus & auntie M aureen
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Silvia Margaretha Nomor Mahasiswa : 048114016
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : Optimasi Formula Sediaan Gel UV Protection Filtrat Perasan Wortel (Daucus
carota, Linn.): Tinjauan terhadap Gliserol dan Propilenglikol
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me- ngalihkan 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 : 25 Januari 2008 Yang menyatakan ( Silvia Margaretha )
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pengasih dan Penyayang atas semua berkat dan penyertaan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan sebaik-baiknya. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm).
Dalam menyelesaikan laporan akhir ini, penulis banyak mengalami permasalahan dan kesulitan. Namun dengan adanya bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan baik. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan yang telah diberikan kepada : 1. Jesus Christ, for all Your love and bless to me.
2. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis.
4. Agatha Budi Susiana, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah menguji sekaligus memberi saran dan kritik yang membangun bagi penulis.
5. C.M. Ratna Rini Nastiti, S.Si., Apt., selaku dosen penguji atas kesediaannya mengujii dan memberi kritik dan saran bagi penulis.
6. Orang tua penulis, untuk segenap kasih sayang, doa, dan dukungannya.
7. My grandma, uncle Agus, auntie Maureen, and lovely sister Vani, untuk semua bantuan, doa, dan dukungannya.
8. Desy Chrismawati, for our beautiful friendship.
9. Henny, Ayu, Deka, Ineke, Cendani, buat bantuan, keceriaan, persahabatan dan kebersamaan kita.
10. Dion Martin B., for spirit and supportnya.
11. Agung, Rudi, Dian “sapi”, buat kebersamaan, bantuan, dan kekompakan kita selama kuliah dan praktikum.
12. Teman-teman proyek wortel Desy, Deka, Ineke, Budiaji, Finza, Ella, Andrian, buat kerjasama, keceriaan, dan kebersamaannya selama ini.
13. Teman-teman angkatan 2004 terutama kelas FST, atas suka duka bersama selama di Farmasi ini.
14. Amakusa family untuk kebersamaan, keceriaan, dan dukungannya.
15. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Ottok, serta laboran-laboran lainnya atas bantuannya selama penulis menyelesaikan laporan akhir.
16. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan akhir ini banyak kesalahan dan kekurangan mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca.
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, 1 Desember 2007 Penulis
Silvia Margaretha
Intisari
Penelitian yang dilakukan yaitu Optimasi Formula Gel UV Protection Filtrat Perasan Wortel (Daucus carota, Linn.): Tinjauan terhadap Gliserol dan Propilenglikol. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh range komposisi optimum humektan (gliserol dan propilenglikol) sehingga diperoleh gel dengan sifat fisis dan stabilitas yang baik.
Pada penelitian dilakukan ekstraksi, penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel, dan pembuatan gel. Selanjutnya dilakukan pengukuran nilai
Sun Protecting Factor (SPF), pengujian sifat fisis dan stabilitas sediaan, serta
analisis data.Optimasi formula dalam pembuatan gel menggunakan metode Simplex
Lattice Design . Setelah dibuat, gel diuji sifat fisisnya berdasarkan kriteria yang
meliputi daya sebar (3-5 cm) dan viskositas (260-300 d.Pa.s), serta stabilitas gel selama penyimpanan satu bulan (persen pergeseran viskositas kurang dari 15 %).
Hasil penelitian menunjukkan tidak diperolehnya range komposisi optimum humektan karena validitas dari persamaan Simplex Lattice Design (taraf kepercayaan 95 %) tidak regresi, sehingga persamaan yang diperoleh tidak dapat digunakan untuk memprediksi respon. Hal ini disebabkan karena respon hasil pengujian dan respon hasil perhitungan Simplex Lattice Design yang tidak similar. Selain itu tidak terdapat perbedaan statistik terhadap respon (sifat fisis dan stabilitas) dari semua formula gel yang dibuat, akan tetapi kelima formula gel menunjukkan sifat fisis dan stabilitas yang baik, yang memenuhi kriteria formula gel yang optimum.
Kata kunci: beta karoten, gel UV protection, komposisi humektan, Simplex
Lattice Design
Abstract
The research was about Formula Optimization of Filtrate Extract Carrot (Daucus carota, Linn.) UV Protection Gels: Review of Glycerol and Propyleneglycol. This research aimed to obtain optimum composition range of humectants (glycerol and propyleneglycol) to produce gels with appropriate physical characteristics and stability.
This research involved some process, such as extraction, determination of beta carotene in filtrate extract carrot and Sun Protecting Factor (SPF) value, gels manufacturing, physical characteristics and stability evaluation of the gels, and data analysis.
To optimize the formula, Simplex Lattice Design method was used. After manufacturing, gels were phisically characterised based on the criteria of their spreadability (3-5 cm), viskosity (260-300 d.Pa.s), and physical stability over a month storage (percent viskosity shift was less than 15 %).
The result showed no optimum composition range of humectants because the validity of Simplex Lattice Design equations (with 95 % reliability degree) was not regression, so the equations were unavailable to predict the respons. This might be due to unsimilar responses between test and Simplex Lattice Design equations. Beside, there were no statistical differences of the responses (physical characterictics and stability) in all gel formulas, however five formulas of the gels showed good physical characteristics and stability that included in optimum gel criteria.
Key words: beta carotene, UV protection gel, composition of humectants, Simplex Lattice Design
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ................................................................................. i HALAMAN JUDUL ................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................... iii HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. v HALAMAN PUBLIKASI.................................................................................vi PRAKATA ….................................................................................................vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................... ix
INTISARI ................................................................................................... x
ABSTRACT ................................................................................................ xi
DAFTAR ISI .............................................................................................. xii DAFTAR TABEL ..................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xvi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xvii
BAB I. PENGANTAR................................................................................ .1 A. Latar Belakang ......................................................................... .1 B. Perumusan Masalah ................................................................. .3 C. Keaslian Karya ........................................................................ .3 D. Manfaat Penelitian.................................................................... .4 E. Tujuan Penelitian ..................................................................... .4
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA .......................................................... .5 A. Antioksidan .............................................................................. .5 B. Wortel............................................................................................7 C. Beta Karoten..................................................................................8 D. Spektrofotometri UV-Visible.........................................................9 E. Gel................................................................................................10 F. Humektan.....................................................................................12 G. Daya Sebar...................................................................................13 H. Viskositas.....................................................................................14 I. Stabilitas.......................................................................................14 J. Metode Simplex Lattice Design....................................................15 K. Keterangan Empiris .....................................................................17 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 19 A. Jenis Rancangan Penelitian....................................................... 19 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ............................ 19 C. Bahan dan Alat ......................................................................... 20 D. Tata Cara Penelitian ................................................................. 21
1. Pembuatan kurva baku beta karoten…………………..…..21
2. Ekstraksi dan penetapan kadar beta karoten dalam wortel (Daucus carota, Linn.).............................................22
3. Optimasi pembuatan gel UV protection filtrat
4. Prediksi nilai SPF beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.).............................................24
5. Uji sifat fisis dan stabilitas gel ............................................24
6. Analisis data dan optimasi...................................................25
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 26 A. Pembuatan kurva baku beta karoten……………………..…....26 B. Ekstraksi dan penetapan kadar beta karoten dari wortel (Daucus carota, Linn.)...................................................28 C. Optimasi pembuatan gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.)......................................29 D. Prediksi nilai SPF beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.)......................................32 E. Uji sifat fisis dan stabilitas gel ..................................................35
F. Uji validitas menggunakan F tabel.............................................42
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN …................................................. 44 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 46 LAMPIRAN ................................................................................................ 49 BIOGRAFI PENULIS .................................................................................. 77
DAFTAR TABEL
Tabel I. Kategori proteksi produk UV protection berdasarkan nilai SPF......7 Tabel II. Formula standar clear aqueous gel with dimeticone…...................23 Tabel III. Rancangan percobaan Simplex Lattice Design ............................ 23 Tabel IV. Kurva baku beta karoten.................................................................27 Tabel V. Serapan dan jumlah beta karoten dalam 1 g filtrat ........................29 Tabel VI. pH Gel ....................................................................................... 31 Tabel VII. Serapan dan SPF beta karoten dalam filtrat perasan wortel......... 34 Tabel VIII. Respon pengujian dari masing-masing formula gel .................... 35 Tabel IX. Persamaan Simplex Lattice Design berbagai pengujian.................35 Tabel X. Hasil uji validitas dengan F tabel................................................... 42
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur beta karoten.........................................................................8 Gambar 2. Struktur carbopol.............................................................................10 Gambar 3. Struktur gliserol........................................................................... 12 Gambar 4. Struktur propilenglikol................................................................. 13 Gambar 5. Grafik Simplex Lattice Design 2 komponen....................................16 Gambar 6. Hasil scanning larutan baku beta karoten 2, 6, dan 10 ppm............26 Gambar 7. Hasil scanning larutan baku beta karoten pada 365 nm...................33 Gambar 8. Hasil scanning filtrat perasan wortel pada 365 nm..........................33 Gambar 9. Grafik uji daya sebar gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.).........................................................36 Gambar 10. Grafik uji viskositas gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.).........................................................38 Gambar 11. Grafik persen pergeseran viskositas gel UV protection filtrat
Perasan wortel (Daucus carota, Linn.)...........................................40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan kurva baku beta karoten .......................................... 49 Lampiran 2. Ekstraksi dan penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) ...................................... 53 Lampiran 3. Optimasi pembuatan gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) .................................................. 55 Lampiran 4. Prediksi nilai SPF beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) .................................................. 56 Lampiran 5. Uji sifat fisis dan stabilitas gel .................................................. 58 Lampiran 6. Perhitungan Simplex Lattice Design .......................................... 64 Lampiran 7. Uji validitas menggunakan F tabel ............................................ 68 Lampiran 8. Dokumentasi..................................................................................75
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Paparan kronik sinar matahari khususnya sinar ultraviolet (UV) yang
berlebihan pada kulit dapat menyebabkan berbagai reaksi biokimia. Reaksi primer yang terjadi yaitu sinar UV bereaksi dengan kromofor yang bertindak sebagai
photosensitizer . Proses fotooksidatif ini menghasilkan Reactive Oxygen Species
(ROS), yang merupakan singlet oksigen atau radikal lipid peroksil sekunder yang dapat merusak fungsi molekul biologi, seperti modifikasi ekspresi gen, berbagai reaksi imun dan inflamasi (Sies dan Stahl, 2004).
Sinar UV B dengan panjang gelombang 290-315 nm merupakan penyebab utama terjadinya sunburn pada kulit. Kemerahan pada kulit (erythema) disertai dengan rasa sakit merupakan reaksi inflamasi yang terjadi. Sinar ini merupakan karsinogen fisik yang dapat menyebabkan kanker kulit non-melanoma, penuaan kulit secara dini, dan berbagai penyakit fotosensitivitas (Sies dan Stahl, 2004).
Penelitian ini menggunakan kandungan aktif beta karoten dari wortel (Daucus carota, Linn.) yang diketahui memiliki aktivitas fotoprotektif berkaitan dengan kemampuannya sebagai antioksidan untuk bereaksi dengan singlet oksigen molekular dan radikal peroksil serta menginaktifkan keduanya (Sies dan Stahl, 2004). Wortel paling banyak mengandung beta karoten, rata-rata 12.000 IU, yang berfungsi sebagai antioksidan untuk menjaga kesehatan, menghambat proses
Sediaan UV protection yang ada di pasaran umumnya berupa cream dan
lotion. Namun kandungan minyak dalam cream dapat menimbulkan masalah bagi
pengguna dengan produksi kelenjar sebasea berlebih karena dapat menyebabkan timbulnya jerawat. Di sisi lain, viskositas yang encer dari lotion kurang dapat bertahan lama pada kulit sehingga kemampuan UV protection menjadi berkurang. Maka perlu dikembangkan bentuk sediaan lain dengan sifat fisis dan estetika yang lebih baik yaitu gel, yang merupakan sistem semi padat yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan (Anonim, 1995).
Dalam sediaan gel digunakan humektan yang berfungsi sebagai pelembab (Boyland et al., 1986). Penggunaan humektan untuk memproteksi hilangnya air dari gel sehingga tidak mengurangi daya sebar sediaan. Selain itu humektan dapat membantu mengurangi efek paparan sinar UV dalam sediaan gel
UV protection . Penggunaan gliserol dan propilenglikol secara bersamaan akan
memperbaiki sifat fisis gel yang dihasilkan. Penambahan gliserol akan meningkatkan kelarutan solut lipofilik (Buchmann, 2001) sedangkan propilenglikol yang bersifat higroskopis (Boyland et al., 1986) akan menjaga konsistensi sediaan.
Penelitian ini ditujukan untuk mengoptimasi formula gel terhadap humektan yang digunakan dengan metode Simplex Lattice Design dua komponen.
Metode ini merupakan metode optimasi untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari campuran bahan, memprediksi sifat-sifat campuran tersebut pada semua uraian di atas, diharapkan dari penelitian ini diperoleh range komposisi optimum humektan yang menghasilkan gel dengan sifat fisis (daya sebar dan viskositas) serta stabilitas (persen pergeseran viskositas) yang dikehendaki.
B. Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan diteliti adalah:
1. Adakah range komposisi optimum humektan dalam formulasi gel UV
protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) bila dilihat dari sifat
fisis (uji daya sebar dan uji viskositas) dan stabilitas gel (persen pergeseran viskositas setelah satu bulan penyimpanan) menggunakan metode Simplex
Lattice Design ?
2. Berapakah nilai range komposisi humektan dalam formula gel UV
protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan
formula optimum?
3. Bagaimana profil sifat fisis gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus
carota , Linn.) yang dihasilkan?
C. Keaslian Karya
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Optimasi Formula Gel UV protection Filtrat Perasan Wortel (Daucus carota, Linn.) dengan Humektan Gliserol dan Propilenglikol menggunakan metode Simplex Lattice Design belum pernah dilakukan.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini secara teoritis menambah informasi bagi ilmu pengetahuan, khususnya dalam bidang kefarmasian mengenai aplikasi Simplex
Lattice Design pada proses optimasi formula gel UV protection. Penelitian ini
secara praktis bermanfaat untuk mengetahui range komposisi optimum humektan yang menghasilkan gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus
carota, Linn.) yang memiliki sifat fisis (daya sebar dan viskositas) dan stabilitas (persen pergeseran viskositas setelah satu bulan penyimpanan) yang baik.
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui adanya range komposisi optimum humektan dalam formulasi gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) dilihat dari sifat fisis (uji daya sebar dan uji viskositas) dan stabilitas gel (persen pergeseran viskositas setelah satu bulan penyimpanan) menggunakan metode Simplex Lattice Design.
2. Mengetahui nilai range komposisi humektan dalam formula gel UV
protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang menghasilkan formula optimum.
3. Mengetahui profil sifat fisis gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus , Linn.) yang dihasilkan.
carota
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Antioksidan Paparan sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet (UV) memiliki
dampak pada kesehatan kulit. Sinar UV C (100-290 nm) sudah terhalang lapisan ozon sehingga tidak mencapai bumi. Sinar UV B (290-315 nm) menyebabkan
erythema (sunburn) pada kulit dengan mengaktifkan melanosit yang
menghasilkan melanin, sedangkan sinar UV A (315-400 nm) dapat menyebabkan kehilangan kolagen, pengurangan jumlah pembuluh darah, dan penambahan jaringan penghubung pada dermis (Walters, C., Keeney, A., Wigal, C.T., Johnston, C.R., dan Cornelius, R.D., 1997).
Tubuh terpapar oksidan secara terus-menerus, baik yang berasal dari dalam tubuh, seperti hasil respirasi yang berupa superoksida dan hidrogen peroksida, xantin oksida, dan NADPH yang memproduksi hidroperoksid maupun dari luar tubuh, seperti polusi asap dan radiasi UV (Barel, A.O., Paye, M., dan Maibach, H.I., 2001).
Sebagai pengatasan masalah di atas maka digunakan antioksidan, yaitu substansi yang dalam konsentrasi rendah bila diberikan pada substrat yang dapat teroksidasi akan menghambat/mencegah proses oksidasi (Young dan Lowe, 2001). Antioksidan ini berfungsi untuk menginaktifkan spesies oksidan reaktif sehingga mencegah gangguan pada lipid, DNA, dan protein. Proteksi antioksidan enzim yang mendekomposisi spesies oksidan reaktif seperti superoksid dismutase, katalan, dan glutation peroksidase (Barel et al., 2001).
Diketahui paling sedikit 3 mekanisme proteksi sel dari stress oksidatif, yaitu: menginaktifkan sensisitasi tingkat triplet, bereaksi dengan singlet oksigen dan menginaktifkannya, serta pemotongan rantai radikal bebas. Menginaktifkan sensisitasi tingkat triplet dilakukan dengan memisahkan sebuah atom hidrogen atau sebuah elektron dari bermacam-macam molekul dan menyebabkan dampak lain pada mediasi radikal (tipe 1) atau reaksi dengan tingkat dasar oksigen (tipe 2).
Untuk reaksi dan penginaktifan singlet oksigen, hampir semua proses transfer energi menghasilkan tingkat dasar oksigen dan tingkat eksitasi triplet (Thiele, J.J., Dreker, F., dan Packer, L., 2000).
Sun Protecting Factor (SPF) adalah kemampuan suatu produk UV
protection dalam memproteksi kulit terhadap radiasi sinar UV yang dapat
menyebabkan kulit terbakar (erythema) (Schueller, 2003). Meskipun pengukuran SPF dapat dilakukan secara alami, namun juga diketahui hubungan yang sederhana antara SPF dan absorbansi sebagai berikut :
1
A (absorbansi) = - log = log SPF
10
10 SPF (Walters et al., 1997).
Kategori proteksi produk UV protection berdasarkan nilai SPF-nya menurut Harry (1982) sebagai berikut:
Tabel I. Kategori proteksi produk UV protection berdasarkan nilai SPF
(Harry, 1982) SPF Kategori proteksi Keterangan
2-3 minimal Daya proteksi paling kecil, tidak mencegah suntanning. 4-5 moderat Proteksi sunburning moderat, mencegah sedikit suntanning. 6-7 ekstra Proteksi sunburning ekstra, membatasi suntanning. 8-14 maksimal Proteksi sunburning maksimal, sedikit suntanning/ tidak sama sekali. ultra Proteksi sunburning paling baik, meniadakan
15
≥ suntanning .
B. Wortel
Wortel termasuk dalam familia Apiaceae (Umbelliferae). Merupakan tanaman semak semusim, tinggi kurang lebih 1 meter, batang tegak, berbulu, warna hijau. Daun majemuk, menyirip, berselang, bentuk lonjong, tepi bertoreh, ujung runcing, pangkal berlekuk, warna hijau. Perbungaan bentuk bintang, warna putih. Buah buni, lonjong, warna coklat. Biji lonjong, warna putih (Soedibyo, 1988). Akarnya tunggang, membentuk umbi berwarna oranye (Hutapea, 1933).
Kandungan kimia dari setiap 100 g umbi wortel yaitu 42 kalori; 1,2 g protein; 0,3 g lemak; 9,3 g karbohidrat; 39 mg kalsium, 37 mg fosfor; 0,3 mg zat besi; 0,06 mg vitamin A; 0,06 mg vitamin B; 6 mg vitamin C; dan 88,2 g air (Rukmana, 1995). Wortel paling banyak mengandung beta karoten, rata-rata 12.000 IU. Kandungan beta karoten ini berfungsi sebagai antioksidan yang menjaga kesehatan dan menghambat proses penuaan. Selain itu beta karoten dapat mencegah dan menekan pertumbuhan sel kanker (Dalimartha, 2000).
Manfaat wortel dalam kesehatan adalah mengatasi gangguan kulit, membantu pencernaan, sebagai antioksidan dan anti kanker, menurunkan kadar kolesterol, tekanan darah tinggi, dan rabun senja (Bangun, 2004). Penggunaan wortel dalam kosmetik yaitu menstimulasi produksi sebum, meningkatkan formasi jaringan kulit, digunakan untuk kulit kering, menyamarkan noda hitam, luka, dan jerawat (Fridd, 1992).
C. Beta Karoten
Gambar 1. Struktur beta karoten (Anonim, 1989)
Karotenoid adalah pigmen warna yang memberikan warna merah, oranye, kuning, dan hijau pada sayuran dan buah. Beta karoten larut dalam benzen, kloroform; cukup larut di eter, petroleum eter dan sangat sedikit larut di metanol dan etanol (Anonim, 1989). Kelarutan beta karoten pada larutan aqueous sangat kurang baik, namun kelarutan tersebut dapat diubah dengan keberadaan substansi lain yang bersifat polar (Young dan Lowe, 2001). Absorbansi
1989). Sedangkan menurut Anonim (1995a), absorbansi maksimum beta karoten terjadi pada panjang gelombang 436 nm.
Beta karoten memiliki aktivitas fotoprotektif yang berkaitan dengan kemampuannya sebagai antioksidan, yaitu mampu menginaktifkan sensisitasi tingkat triplet serta bereaksi dan menginaktifkan singlet oksigen (Thiele et al., 2000). Young dan Lowe (2001) menyebutkan bahwa beta karoten dapat berfungsi sebagai antioksidan in vivo, dimana studi epidemiologi menunjukkan bahwa peningkatan konsumsi makanan yang kaya akan beta karoten dapat mengurangi resiko kanker paru-paru dan beberapa kanker lainnya. Keefektifan beta karoten sebagai antioksidan juga bergantung pada interaksinya dengan koantioksidan lain, khususnya vitamin C dan vitamin E.
D. Spektrofotometri UV-Visible
Spektrofotometeri UV-Visible adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).
Terbentuknya pita spektrum UV-Visible disebabkan oleh transisi energi yang tidak sejenis dan terjadinya eksitasi elektronik lebih dari satu macam pada gugus molekul yang kompleks (transisi, rotasi, dan vibrasi). Panjang gelombang dimana terjadinya eksitasi elektronik yang memberikan absorban yang maksimum disebut sebagai panjang gelombang maksimum ( maks) (Mulja dan Suharman,
λ Pita spektrum UV-Visible yang terbentuk juga disebabkan oleh pelarut yang digunakan. Menurut Mulja dan Suharman (1995), syarat pelarut yang digunakan yaitu: molekulnya tidak mengandung ikatan rangkap terkonjugasi dan tidak berwarna, tidak berinteraksi dengan molekul yang dianalisis, serta memiliki kemurnian yang tinggi. Apabila absorbsi pelarut berada di daerah UV-Visible, maka penggal UV/UV cut off juga harus diperhatikan.
E. Gel
Gel, kadang-kadang disebut jeli, merupakan sistem semi padat terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan (Anonim, 1995). Dalam pembuatan bentuk sediaan, dilakukan teknik pemrosesan secara farmasi sehingga menghasilkan sediaan obat yang memenuhi tuntutan estetika (Voigt, 1994).
Untuk membentuk sediaan gel dengan basis hidrofilik dalam penelitian ini digunakan basis carbopol. Rumus molekul carbopol adalah C H O .
3
4
2 O
H H C C C H OH
Gambar 2. Struktur carbopol (Stephenson dan Karsa, 2000)
Carbopol merupakan kelompok polimer akrilat yang dihubungkan dengan polialkenil eter dan dapat membentuk gel pada konsentrasi serendah 0,5 % (Zatz dan Kushla, 1996). Pada konsentrasi rendah, gel carbopol bersifat
Carbopol yang terdispersi dalam air membentuk larutan asam keruh dengan pH 2,8-3,2 tetapi tidak larut. Netralisasi asam dengan basa akan menghasilkan gugus karboksilat bermuatan negatif sehingga polimer akan terurai dan mengentalkan sistem berair (Zatz et al., 1996). Dalam sistem berair, basa yang dapat digunakan adalah natrium, amonium, kalium hidroksida, natrium karbonat, atau amina seperti trietanolamin (Zatz dan Kushla, 1996).
Trietanolamin merupakan campuran basis yang dibuat dari reaksi antara etilen oksida dengan amonia. Merupakan cairan higroskopis yang bening, tidak berwarna atau berwarna kuning pucat, kental, tidak berbau atau sedikit berbau amonia. Dapat bercampur dengan air dan alkohol, larut dalam kloroform, sedikit larut dalam eter. Sepuluh persen larutan ini bersifat basa terhadap kertas lakmus (Stephenson, 2000).
Menurut Buchmann (2001), hidrogel adalah sistem hidrofilik yang utamanya terdiri dari 85-95% air atau campuran aqueous-alcoholic dan gelling
agent . Polimer organik yang biasa digunakan adalah asam poliakrilat (carbopol),
natrium karboksimetilselulosa, atau selulosa non ionik lainnya.Hidrogel akan memberi efek mendinginkan karena evaporasi pelarut. Hidrogel mudah diaplikasikan dan memberi kelembaban secara instan, tetapi pada penggunaan jangka panjang akan membuat kulit kering. Dengan demikian, diperlukan humektan seperti gliserol (Buchmann, 2001).
F. Humektan
Humektan digunakan untuk mencegah kekeringan dari suatu sediaan terutama setelah sediaan dikeluarkan dari pengemas dan diaplikasikan ke kulit.
Humektan bekerja dengan mencegah evaporasi air dari sediaan. Contoh humektan yaitu gliserol, polietilenglikol, dan propilenglikol (Aulton, 2002).
Humektan yang digunakan pada penelitian ini yaitu gliserol dan propilenglikol. Gliserol adalah cairan seperti sirup jernih dengan rasa manis, dapat bercampur dengan air dan alkohol. Gliserol bersifat sebagai pengawet dan sering digunakan sebagai stabilisator dan pelarut pembantu dalam air dan alkohol (Ansel, 1989). Rumus molekul gliserol adalah C H O .
3
8
3 OH OH H
H C C C H
H H OHGambar 3. Stuktur gliserol (Anonim, 1995)
Gliserol memiliki sifat alir Newtonian (Aulton, 2002). Penambahan gliserol akan menurunkan polaritas solven dan meningkatkan kelarutan solut lipofilik (Buchmann, 2001). Dalam sediaan hidrogel, gliserol digunakan sebagai komponen penahan lembab sekaligus sebagai pelunak. Penggunaan gliserol pada produk topikal farmasetis umumnya berkisar antara 0,2-65,7 % (Smolinske, 1992). Gliserol harus mampu meningkatkan kelembutan dan daya sebar sediaan serta harus dapat melindungi sediaan dari kemungkinan menjadi kering (Smolinske,1952).
Propilenglikol merupakan cairan dengan rasa khas yang jernih, tidak berwarna, tidak berbau, dan higroskopis. Dapat bercampur dengan air, aseton, alkohol, dan kloroform. Larut dalam eter, kurang larut dalam minyak (Boyland, 1986). Rumus molekul propilenglikol adalah C H O .
3
8
2 OH OH
H C C CH
2
3 H
Gambar 4. Struktur propilenglikol (Anonim, 1995)
Propilenglikol digunakan sebagai humektan, pelarut, dan plasticizer. Dapat pula sebagai desinfektan, penstabil vitamin, dan kosolven larut air (Boyland, 1986).
Fungsi propilenglikol sebagai pengawet yaitu pada konsentrasi 15-30 % (Anonim, 1983). Propilenglikol merupakan bahan yang tidak berbahaya dan aman digunakan pada produk kosmetik dengan dengan konsentrasi lebih dari 50 % (Loden, 2001).
G. Daya Sebar
Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak tiap tetes cairan atau preparasi semisolid yang berhubungan langsung dengan koefisien friksi. Faktor yang mempengaruhi daya sebar adalah formulanya kaku atau tidak, kecepatan dan lama tekanan yang menghasilkan kelengketan, serta temperatur pada tempat aksi.
Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas formula, kecepatan evaporasi pelarut dan kecepatan peningkatan viskositas karena evaporasi (Garg, A.,
The parallel-plate method merupakan metode yang paling sering digunakan dalam menentukan dan mengukur daya sebar sediaan semisolid.
Metode ini adalah mudah dan relatif murah. Adapun kelemahan metode ini yaitu kurang presisi, kurang sensitif, dan perlu interpretasi data (Garg et al., 2002).
H. Viskositas
Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas maka semakin besar pula tahanannya (Martin dan Bustamante, 1993). Viskositas, elastisitas dan rheologi merupakan karakteristik formulasi yang penting dalam produk akhir sediaan semisolid.
Peningkatan viskositas akan menurunkan daya sebar (Garg et al., 2002).
Dalam penyimpanannya, gel dapat berupa tiksotropik, membentuk semi padat jika dibiarkan dan menjadi cair pada pengocokan (Anonim, 1995).
Tiksotropik merupakan suatu pemulihan yang isotermis dan lambat pada pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena shearing (Martin dan Bustamante, 1993).
I. Stabilitas
Beberapa faktor yang bertanggung jawab terhadap pergeseran viskositas adalah perubahan agen pembentuk viskositas atau interaksi dengan sistem pada kondisi istirahat. Hasil depolimerisasi akan menurunkan rata-rata berat molekul sehingga akan menurunkan viskositas. Pada umumnya, viskositas akan mencapai viskositas yang kecil pada variasi temperatur penyimpanan yang normal. (Zatz et
al ., 1996). Hidrogel harus diberi preservative untuk menghindari pertumbuhan
mikroba (Buchmann, 2001).
J. Metode Simplex Lattice Design
Dalam mendesain produk terbaik, bila dilakukan secara trial and error akan menghabiskan banyak waktu, biaya, dan belum terjamin keberhasilannya.
Untuk mengatasi masalah tersebut, dirancang suatu desain eksperimental yang dikombinasikan dengan metode optimasi (Bolton, 1997).
Metode Simplex Lattice Design adalah metode optimasi untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari dua campuran atau lebih. Metode ini juga dapat memprediksi sifat-sifat campuran tersebut pada semua perbandingan dan mengestimasi respon yang dihasilkan (Bolton, 1997). Persamaan umum untuk
Simplex Lattice Design dengan dua variabel bebas adalah sebagai berikut :
Y = B (A) + B (B) + B (A)(B)
1
2
12 Keterangan :
Y = respon atau hasil penelitian A = kadar proporsi komponen A B = kadar proporsi komponen B B , B , B = koefisien yang dihitung dari pengamatan penelitian
1
2
12 Koefisien B , B , dan B dapat dihitung dari asal percobaannya (Bolton, 1997).
1
2
12
35
30 l)
25 (mg/m
20
15
10 lubility o S
5
20
40
60 80 100 120 100% B
Gambar 5. Grafik Simplex Lattice Design 2 komponen (Bolton, 1997)
Dari gambar diketahui Y adalah respon (pada contoh ini yaitu kelarutan), (A) dan (B) adalah konsentrasi (proporsi) dari A dan B. Koefisien B , B , B dihitung dari
1
2
12
pengamatan. Respon dapat diperhitungkan dari semua kombinasi A dan B, dimana (A) + (B) = 1,0 (100 %). Proporsi dari tiap komponen biasanya diindikasikan dalam bentuk desimal, daripada dalam bentuk persen. Koefisien dapat dihitung sebagai berikut: B = respon pada (A) sama dengan 1,0 (100 %) = 10
1 B = respon pada (B) sama dengan 1,0 (100 %) = 15
2 B = 4 (respon pada 0,5-0,5 campuran dari A-B) – (jumlah dari respon pada
12 A = 1,0 dan B = 1,00)
B = 4 (20) – 2 (10+15) = 30
12 Maka persamaan responnya yaitu : Y = 10(A) + 15(B) + 30(A)(B) (Bolton, 1997).
K. Keterangan Empiris
Paparan kronik sinar UV B (290-315 nm) diketahui menyebabkan terjadinya sunburn dan erythema pada kulit. Sinar ini merupakan karsinogen fisik yang dapat menyebabkan kanker kulit, penuaan kulit secara dini, dan berbagai penyakit fotosensitivitas (Sies dan Stahl, 2004). Untuk mencegah hal tersebut dapat digunakan antioksidan, yang mekanisme kerjanya dengan menginaktifkan sensisitasi tingkat triplet, bereaksi dengan singlet oksigen dan menginaktifkannya, serta pemotongan rantai radikal bebas (Thiele et al., 2000).
Sediaan UV protection di pasaran umumnya berupa cream dan lotion. Namun kandungan minyak dalam cream menjadi masalah pada pengguna dengan produksi kelenjar sebasea berlebih karena dapat merangsang timbulnya jerawat.
Di sisi lain, viskositas yang encer dari lotion tidak dapat bertahan lama pada kulit sehingga daya perlindungan UV protection akan cepat berkurang. Maka perlu dikembangkan bentuk sediaan lain dengan sifat fisis dan estetika yang lebih baik yaitu gel.
Pembuatan sediaan gel UV protection dalam penelitian ini menggunakan kandungan aktif beta karoten dari filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang diketahui memiliki aktivitas fotoprotektif berkaitan dengan kemampuannya sebagai antioksidan untuk bereaksi dengan singlet oksigen molekular dan radikal peroksil serta menginaktifkan keduanya (Sies dan Stahl, 2004).
Penggunaan humektan pada sediaan gel berfungsi sebagai pelembab (Boyland et al., 1986), untuk memproteksi hilangannya air dari sediaan yang mengurangi efek paparan sinar UV dalam sediaan gel UV protection. Penggunaan gliserol dan proplenglikol secara bersamaan akan memperbaiki sifat fisis dari sediaan. Gliserol akan meningkatkan kelarutan solut lipofilik (Buchmann, 2001) sehingga beta karoten yang bersifat lipofil akan lebih terdispersi merata dalam sediaan gel. Sedangkan sifat higroskopis propilenglikol (Boyland et al., 1986) akan menjaga konsistensi sediaan.
Optimasi formula gel terhadap humektan pada penelitian ini menggunakan metode Simplex Lattice Design dua komponen. Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat fisis dari campuran bahan, memprediksi sifat-sifat campuran tersebut pada semua perbandingan, dan mengestimasi respon yang dihasilkan (Bolton, 1997). Dalam penelitian ini diharapkan perolehan range komposisi optimum humektan yang menghasilkan gel dengan sifat fisis (daya sebar dan viskositas) dan stabilitas (persen perubahan viskositas selama penyimpanan satu bulan) yang dikehendaki.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis Rancangan Penelitian Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental semu yang bersifat eksploratif, dengan desain penelitian secara Simplex Lattice Design. B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional
1. Variabel penelitian
a) Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi gliserol dan propilenglikol dalam formula gel UV protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.).
b) Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisis gel (daya sebar dan viskositas) serta stabilitas gel (pergeseran viskositas setelah satu bulan penyimpanan).
c) Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah lama kecepatan putar dan pengadukan, suhu penyimpanan, dan lama penyimpanan.
2. Definisi operasional
a) Filtrat adalah supernatan dari perasan wortel (Daucus carota, Linn.) yang telah disentrifugasi, diekstraksi, dan diberi pengawet metil paraben 0,2 %. b) Humektan adalah bahan yang berfungsi sebagai pelembab dalam sediaan gel, yang komposisinya dioptimasi dalam penelitian ini.
Pada penelitian ini digunakan gliserol dan propilenglikol sebagai humektan.
c) Respon adalah hasil percobaan yang diamati dalam penelitian ini, yang meliputi daya sebar, viskositas, dan persen pergeseran viskositas gel setelah satu bulan penyimpanan.
d) Range komposisi optimum humektan adalah range komposisi humektan yang menghasilkan gel dengan daya sebar 3-5 cm, viskositas 260-300 d.Pa.s, dan persen pergeseran viskositas (setelah satu bulan penyimpanan) kurang dari 15 % (Zatz et al., 1996).
C. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu baku beta karoten, aseton (p.a., E. MERCK), heksan (p.a., E. MERCK), kloroform (p.a., E. MERCK), filtrat perasan wortel (Daucus carota, Linn.), carbopol, gliserol, propilenglikol, trietanolamin, metil paraben, dan aquadest (semuanya kualitas farmasetis).
Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu juicer (MIYAKO), saringan, sentrifuge, glasswares (PYREX-GERMANY), neraca (METTLER- TOLEDO), hot plate (IKAMAG-RET), spektrofotometer UV-Vis (PERKIN- ELMER LAMBDA 20V), spektrofotometer UV (GENESIS 10),
mixer
(ERWEKA-GERMANY), mixer (CUCINA, dengan modifikasi pengatur rpm),
D. Tata Cara Penelitian
1. Pembuatan kurva baku beta karoten
a) Pembuatan kurva baku beta karoten. Timbang seksama 10,0 mg beta karoten murni, larutkan dalam 25 ml pelarut aseton:heksan (1:9).
b) Pembuatan larutan intermediet beta karoten. Larutan stok beta karoten sebanyak 2,5 ml dimasukkan ke dalam labu ukur 25 ml dan diencerkan dengan pelarut aseton:heksan (1:9) hingga tanda.