Optimasi tween 80 dan span 80 sebagai emulsifying agent serta carbopol sebagai gelling agent dalam sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau (Camellia sinensis L.) : aplikasi desain faktorial - USD Repository

  

OPTIMASI TWEEN 80 DAN SPAN 80 SEBAGAI EMULSIFYING AGENT

SERTA CARBOPOL SEBAGAI GELLING AGENT DALAM SEDIAAN

EMULGEL PHOTOPROTECTOR EKSTRAK TEH HIJAU (Camellia

sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

  

SKRIPSI

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

  Oleh: Manda Ferry Laverius

  NIM : 078114010

FAKULTAS FARMASI

  

OPTIMASI TWEEN 80 DAN SPAN 80 SEBAGAI EMULSIFYING AGENT

SERTA CARBOPOL SEBAGAI GELLING AGENT DALAM SEDIAAN

EMULGEL PHOTOPROTECTOR EKSTRAK TEH HIJAU (Camellia

sinensis L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

  

SKRIPSI

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

  Oleh: Manda Ferry Laverius

  NIM : 078114010

FAKULTAS FARMASI

  

"Here's to the crazy ones. The misfits. The rebels. The troublemakers. The round

pegs in the square hole. The ones who see things differently. We're not fond of

rules. And we have no respect for the status quo. You can quote us, disagree

with us, glorify or vilify us. About the only thing you can't do is ignore us. Because

we change things. We push the human race forward. And while you see us as

the crazy ones, they see genius. BECAUSE THE PEOPLE WHO ARE CRAZY

ENOUGH TO THINK THEY CAN CHANGE THE WORLD, ARE THE ONES

WHO DO." [Apple Inc.]

" Kau pribumi terpelajar! Kalau mereka itu, pribumi itu, tidak terpelajar. Kau harus

bikin mereka jadi terpelajar. Kau harus bicara pada mereka , dengan bahasa

yang mereka tahu" [Pramoedya Ananta Toer]

  Karya ini saya persembahkan: untuk Tuhan, atas cinta dari permulaan, sekarang, dan selamanya.

  untuk Bapak B. Gurusinga, Ibu S. Sembiring, dan Kartika Sari… kalian mencintai saya, bocah yang begitu bandel dan sulit diatur, saya juga mencintai kalian… sederhana, namun sangat bermakna. untuk Bapak B.P. Zardani, Bapak L.J. Muljanto, Bruder Agus Sekti FIC… sosok yang saya kagumi, terima kasih telah mengajarkan saya untuk menjadi dewasa.

  

dan untuk kalian semua, umat manusia …mari kita menyembuhkan dunia ini.

and this one is also for you, little baby… What if I give you my smile? Are you gonna stay for a while?

  What if I put you in my dreams tonight? Are you gonna stay until it's bright? Come on baby light my fire…

You know, little baby… gravitation is not responsible for people falling in love. 

  

PRAKATA

  Syukur dan terima kasih penulis ucapkan kepada Tuhan atas segala cinta- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Tween 80 dan Span 80 sebagai Emulsifying Agent serta Carbopol sebagai Gelling

  

Agent dalam Sediaan Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau (Camellia

sinensis L.): Aplikasi Desain Faktorial” dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai

  salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dalam pelaksanaan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Orangtua dan adik tercinta atas segala doa, semangat, dan dukungan yang tidak pernah berhenti diberikan kepada penulis.

  2. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus dosen pembimbing akademik.

  3. Agatha Budi Susiana L, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, motivasi, tantangan, pengarahan, kritik dan saran baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini.

4. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. dan C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt.

  selaku dosen penguji yang telah memberikan pengarahan, kritik dan saran

  5. Segenap dosen yang telah membimbing penulis selama menempuh perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  6. Seluruh staf laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma khususnya Pak Musrifin yang telah banyak membantu selama penelitian di laboratorium.

  7. Ayu Asmoro Ningrum dan Yoga Wirantara yang telah berjuang bersama penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih telah menjadi sahabat, tempat menyimpan rahasia, lawan untuk berdebat, teman bercanda, teman yang mau memberi nasehat, dan menjadi dua sosok yang bersejarah dalam hidup penulis.

  8. Serevino Leonardo Ambuk dan Dian Prahara Florentino Wara, dua manusia jenius yang selalu penulis hormati. Terima kasih telah menjadi guru, panutan, serta teman diskusi bagi penulis. Paragraf pertama pada halaman persembahan penulis dedikasikan untuk dua orang ini.

  9. Teman-teman angkatan 2007 lainnya yang bersama-sama melakukan penelitian mengenai formulasi. Terima kasih atas informasi, masukan dan kesediaan untuk belajar bersama.

  10. Teman-teman kelas A 2007 dan FST angkatan 2007 yang telah berjuang bersama penulis di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  11. Tiatira Metri Setyadhiani Karunawati, Theresia Wijayanti, Sandra Ruby, dan teman-teman mahasiswa Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma lainnya

  13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis . Oleh karena penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pembaca dan memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  Penulis

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN SAMPUL ........................................................................................... i HALAMAN JUDUL .............................................................................................. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................... vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vii PRAKATA .......................................................................................................... viii DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xix

  INTISARI ............................................................................................................. xx

  

ABSTRACT .......................................................................................................... xxi

  BAB I. PENGANTAR ........................................................................................... 1 A. Latar Belakang .......................................................................................... 1

  1. Perumusan masalah ............................................................................... 4

  2. Keaslian penelitian ............................................................................... 4

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA .................................................................... 7 A. Teh Hijau .................................................................................................. 7 B. Photoprotector .......................................................................................... 8 C. Emulgel ................................................................................................... 10 D. Emulsifying Agent ................................................................................... 10

  1. Tween 80 ............................................................................................. 11

  2. Span 80 ................................................................................................ 12

  3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB) .............................................. 13

  E. Gelling Agent .......................................................................................... 14

  F. Analisis Ukuran Droplet ......................................................................... 15

  G. Desain Faktorial ...................................................................................... 17

  H. Landasan Teori ....................................................................................... 19

  I. Hipotesis ................................................................................................. 20

  BAB III. METODE PENELITIAN ...................................................................... 21 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................................. 21 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ........................................ 21

  1. Variabel penelitian ............................................................................. 21

  2. Definisi operasional ........................................................................... 22

  C. Bahan dan Alat ....................................................................................... 25

  D. Tata Cara Penelitian ................................................................................ 25

  1. Formula emulgel photoprotector ekstrak teh hijau ............................ 25

  E. Analisis Hasil .......................................................................................... 29

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 31 A. Penetapan Dosis Ekstrak Teh Hijau sebagai Antioksidan ...................... 31 B. Formulasi Emulgel Photoprotector Ekstrak Teh Hijau .......................... 32 C. Penentuan Tipe Emulsi dari Sediaan Emulgel ....................................... 34 D. Pengaruh Tween 80, Span 80, dan Carbopol terhadap Respon Sifat Fisik dan Stabilitas Fisik Emulgel ........................................................... 35

  1. Respon viskositas ............................................................................. 36

  2. Respon daya sebar ............................................................................ 44

  3. Respon Pergeseran viskositas ........................................................... 51

  E. Pergeseran Ukuran Droplet Emulgel ...................................................... 60

  F. Optimasi Tween 80, Span 80, dan Carbopol pada Formula Emulgel Antioksidan Ekstrak Teh Hijau .............................................................. 62

  1. Contour plot viskositas ...................................................................... 63

  2. Contour plot daya sebar .................................................................... 64

  3. Contour plot pergeseran viskositas ................................................... 66

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 69 A. Kesimpulan ............................................................................................. 69 B. Saran ....................................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 71 LAMPIRAN ......................................................................................................... 74

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB .............. 14 Tabel II. Rancangan Percobaan Desain Faktorial Tiga Faktor dan Dua

  Level ............................................................................................ 18 Tabel III. Formula Emulgel Photoprotector Hasil Modifikasi ................... 26 Tabel IV. Penentuan Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Komposisi

  Emulsifying Agent dan Gelling Agent ......................................... 27

  Tabel V. Nilai HLB dari Tiap Formula Emulgel ....................................... 35 Tabel VI. Level Tinggi dan Level Rendah Faktor Tween 80, Span 80, dan

  Carbopol ...................................................................................... 36 Tabel VII. Hasil Uji Respon Viskositas......................................................... 36 Tabel VIII. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Viskositas ................... 37 Tabel IX. Hasil Uji Anova untuk Respon Viskositas .................................. 42 Tabel X. Hasil Uji Respon Daya Sebar ...................................................... 44 Tabel XI. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Daya Sebar .................. 45 Tabel XII. Hasil Uji Anova untuk Respon Daya Sebar ................................ 50 Tabel XIII. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas ..................................... 52 Tabel XIV. Nilai Efek Tiap Faktor terhadap Respon Pergeseran Viskositas 52

  Tabel XVII. Hasil Prediksi Respon yang Dikehendaki dari Faktor-Faktor yang Dioptimasi .......................................................................... 67

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Struktur Tween 80 ............................................................................ 12 Gambar 2. Struktur Span 80 ............................................................................... 13 Gambar 3. Struktur Carbopol ............................................................................. 15 Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskopik tipe emulgel (perbesaran 40x) ....... 34 Gambar 5. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon viskositas ................................................. 38 Gambar 6. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon viskositas .................................................. 38 Gambar 7. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 39 Gambar 8. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 39 Gambar 9. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 40 Gambar 10. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon viskositas ........................................................... 41 Gambar 11. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah

  Gambar 13. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 47 Gambar 14. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 47 Gambar 15. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon daya sebar ........................................................... 48 Gambar 16. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween 80 terhadap respon daya sebar .......................................................... 49

  Gambar 17. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ............................... 53 Gambar 18. Pengaruh interaksi tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol terhadap respon pergeseran viskositas ............................... 54 Gambar 19. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level rendah span 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 55 Gambar 20. Pengaruh interaksi tween 80 dan carbopol pada level tinggi span 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 55 Gambar 21. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level rendah tween 80 terhadap respon pergeseran viskositas ......................................... 56 Gambar 22. Pengaruh interaksi span 80 dan carbopol pada level tinggi tween

  Gambar 23. Contour plot viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada carbopol 136,09 gram .......................................... 63 Gambar 24. Contour plot daya sebar yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level rendah carbopol ........................................... 65 Gambar 25. Contour plot pergeseran viskositas yang dihasilkan dari pengaruh tween 80 dan span 80 pada level tinggi carbopol ............................. 66

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran I. Certificate of Analysis (CoA) Ekstrak Teh Hijau ..................... 74 Lampiran II. Perhitungan dosis ekstrak teh hijau untuk antioksidan ............. 76 Lampiran III . Perhitungan rHLB dan HLB ..................................................... 76 Lampiran IV. Data sifat fisis dan stabilitas emulgel ........................................ 78 Lampiran V. Normalitas Data ........................................................................ 81 Lampiran VI. Tabel nilai efek terhadap masing-masing respon hasil analisis

  software Design Expert 7.0.0 .................................................... 83

  Lampiran VII. Data hasil uji Anova menggunakan software Design Expert

  7.0.0 untuk signifikansi pengaruh faktor terhadap masing-

  masing respon ............................................................................ 85 Lampiran VIII. Persamaan desain faktorial untuk masing-masing respon hasil analisis software Design Expert 7.0.0 ....................................... 88 Lampiran IX. Analisis Statistik Pergeseran Ukuran Droplet ........................... 90 Lampiran X. Dokumentasi ........................................................................... 106

  

INTISARI

  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan di antara emulsifying agent tween 80 dan span 80, gelling

  

agent carbopol, atau interaksinya dalam menentukan respon sifat fisik (daya sebar

  dan viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dan untuk mendapatkan komposisi optimum emulsifying agent dan gelling agent sehingga diperoleh emulgel yang mempunyai sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki. Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental menggunakan desain faktorial dengan tiga faktor, yakni tween 80, span 80, dan carbopol pada dua level, yaitu level rendah dan level tinggi. Analisis statistik menggunakan uji Anova dengan taraf kepercayaan 95% dilakukan untuk mengetahui faktor yang berpengaruh signifikan terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik. Berdasarkan signifikansi pengaruh dari masing-masing faktor terhadap respon sifat fisik dan stabilitas fisik yang diamati, dilakukan prediksi hasil respon menggunakan

  

software Design Expert 7.0.0 ™ untuk memperoleh komposisi optimum tween 80,

span 80, dan carbopol.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa tween 80 dan carbopol merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon viskositas. Sementara itu tween 80, span 80, carbopol, interaksi antara tween 80 dan span 80, serta interaksi antara ketiga faktor merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon daya sebar, sedangkan tween 80, span 80, dan interaksi antara tween 80 dan span 80 merupakan faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon pergeseran viskositas. Komposisi optimum untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki adalah 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; dan 133,41 gram carbopol, di mana pada komposisi tersebut menghasilkan respon daya sebar 3,30 cm; viskositas 249,93 d.Pa.s; dan pergeseran viskositas 0,70%.

  Kata kunci: emulgel, tween 80, span 80, carbopol, desain faktorial

  

ABSTRACT

  The aims of this research were to find out the factors which have significant influence between the emulsifying agent tween 80 and span 80, gelling agent carbopol, or their interaction in terms of determining the physical properties (spreadability and viscosity) and the physical stability (viscosity shift after one month storage) of photoprotector emulgel of green tea extract and to obtain the optimum composition of the emulsifying agents and the gelling agent so that would be produced emulgel which has the desired physical properties and physical stability. This research was the experimental design that used factorial design method with three factors (tween 80, span 80, and carbopol) at two levels (high level and low level). Anova was used as a tool for statistical analysis to determine the factors that significantly influence the response of physical properties and physical stability. According to the significance of the influence from each factor on the response of physical properties and physical stability, then prediction of the responses was performed using software Design Expert 7.0.0™ software to obtain the optimum composition of tween 80, span 80, and carbopol.

  The result showed that tween 80 and carbopol were the factors which have significant influence to determine the response of viscosity. Meanwhile, tween 80, span 80, carbopol, the interaction between tween 80 and span 80, and the interaction between these three factors were the factors and interactions that significantly influence the response of spreadability, whereas tween 80, span 80, and interaction between tween 80 and span 80 were the factors and interaction which have significant influence to determine the response of viscosity shift. The optimum composition to produced photoprotector emulgel of green tea extract which has the desired physical properties and physical stability was 5,63 gram tween 80; 3,75 gram span 80; and 133,41 gram carbopol, where that composition will produce spreadability 3,30 cm; viscosity 249,93 d.Pa.s; and viscosity shift 0,70%.

  Key words: emulgel, tween 80, span 80, carbopol, factorial design

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Kulit memiliki sejumlah antioksidan endogen yang dapat melindungi

  kulit dari kerusakan oksidatif. Kulit secara berkesinambungan terpapar oxidative

  

stress baik secara endogen maupun dari lingkungan sekitar. Hal ini menyebabkan

  terbentuknya ROS (Reactive Oxygen Species) dan pada akhirnya menyebabkan kerusakan kulit. Antioksidan endogen pada kulit dapat berkurang oleh paparan

  

oxidative stress yang berkesinambungan tersebut. Sinar UV merupakan salah satu

  penyebab kerusakan kulit melalui proses oksidatif. Kondisi ini menyebabkan dibutuhkannya senyawa yang dapat berfungsi sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga potensi kerusakan oksidatif pada kulit oleh sinar UV dapat dicegah. Sejumlah senyawa antioksidan alami dapat meningkatkan perlindungan terhadap sinar UV dan dapat berfungsi sebagai photoprotector. Senyawa antioksidan alami telah terbukti meningkatkan proteksi terhadap sinar UV yang menginduksi ekspresi berlebihan dari matrix metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al., 2009) .

  Salah satu senyawa antioksidan alami adalah polifenol. Teh hijau mengandung senyawa polifenol berupa katekin yang memberikan aktivitas dan epigalokatekin galat. Kandungan polifenol pada teh hijau ini sering digunakan untuk pencegahan maupun terapi photodamage yang disebabkan oleh sinar UV.

  Meskipun memiliki nilai SPF yang tidak terlalu besar, katekin pada teh hijau dapat bertindak sebagai photoprotector terhadap sinar UV sehingga oxidative

  

stress yang disebabkan oleh paparan sinar UV dapat dicegah (Matsui et al., 2009) .

  Untuk mengaplikasikan ekstrak teh hijau yang mengandung polifenol pada kulit perlu dibuat suatu sediaan topikal yang didesain untuk penggunaan lokal pada kulit secara lebih praktis dan lebih efektif. Ada berbagai macam bentuk sediaan topikal, antara lain lotion, cream, gel dan emulgel. Kelebihan gel yaitu dapat memberikan rasa dingin di kulit dengan adanya kandungan air yang cukup tinggi sehingga nyaman digunakan (Mitsui, 1997). Pada emulsi terdapat fase minyak yang berfungsi sebagai emolien atau occlusive yang akan mencegah penguapan sehingga kandungan air di dalam kulit dapat dipertahankan.

  Peningkatan oklusivitas dari fase minyak pada sistem emulsi akan meningkatkan hidrasi pada stratum corneum dan hal ini berhubungan dengan berkurangnya hambatan difusi bagi zat terlarut. Oleh karena itu adanya sistem emulsi dalam bentuk sediaan emulgel akan memberikan penetrasi tinggi di kulit (Block, 1996).

  Atas dasar kelebihan dari emulsi dan gel tersebut maka sediaan emulgel akan memberikan kenyamanan ketika digunakan serta dapat menjadi drug delivery

  

system yang baik bagi zat aktif yang terkandung di dalamnya ketika emulgel diaplikasikan di kulit. stabilitas fisik emulsi (Block, 1996). Twen 80 dan span 80 merupakan emulsifying

  

agent yang sering digunakan secara bersamaan. Tween 80 adalah emulsifying

agent larut air sehingga mampu membentuk emulsi tipe M/A. Span 80 adalah

emulsifying agent nonionik di mana gugus lipofilnya lebih dominan. Dalam

interfacial film theor y, adanya stable interfacial complex condensed film yang

  terbentuk saat emulsifying agent yang bersifat larut air dicampurkan dengan

  

emulsifying agent yang bersifat larut lemak mampu membentuk dan

  mempertahankan emulsi dengan lebih efektif dibandingkan penggunaan

  

emulsifying agent tunggal (Kim, 2005). Pada sistem gel, gelling agent akan

  berperan dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas fisik gel. Carbopol merupakan salah satu eksipien yang sering digunakan sebagai gelling agent dalam sistem gel. Carbopol sebagai gelling agent akan membentuk jaringan struktural yang menyebabkan kenaikan viskositas sehingga merupakan faktor yang penting dalam sistem tersebut (Zats and Kushla, 1996). Oleh karena itu, emulsifying agent dan gelling agent akan mempengaruhi sifat fisik dan kestabilan sistem emulgel.

  Desain faktorial merupakan metode rasional untuk menyimpulkan dan mengevaluasi secara obyektif pengaruh dari faktor-faktor dan interaksi antar faktor terhadap kualitas produk sehingga desain faktorial dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh mana yang signifikan antara tween 80, span 80, carbopol, dan interaksi ketiganya dalam menentukan respon sifat fisik dan stabilitas fisik. Selain untuk menentukan pengaruh yang signifikan, desain faktorial juga dapat sediaan emulgel yang memenuhi kualitas fisik yang baik meliputi daya sebar dan viskositas, serta stabilitas fisik yang baik sehingga dapat diterima oleh masyarakat.

1. Perumusan masalah

  a. Apakah persamaan desain faktorial dari respon sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan respon stabilitas fisik (pergeseran viskositas) signifikan dalam memprediksi masing-masing respon?

  b. Di antara tween 80, span 80, carbopol, dan interaksinya pada level yang diteliti, manakah yang berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas fisik (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau? c. Apakah dapat ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki? 2.

   Keaslian penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang optimasi komposisi tween 80 dan span 80 sebagai emulsifying agent serta carbopol sebagai gelling agent dalam sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau : aplikasi desain faktorial, belum pernah dilakukan.

  3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis.

  Menambah informasi dalam ilmu pengetahuan, khususnya bidang kefarmasian mengenai bentuk sediaan emulgel photoprotector yang menggunakan bahan alam sebagai zat aktifnya.

  b. Manfaat metodologis.

  Menambah pengetahuan dalam bidang kefarmasian mengenai penggunaan metode desain faktorial dalam melakukan optimasi formula emulgel

  photoprotector ekstrak teh hijau.

  c. Manfaat praktis.

  Memperoleh formula optimum yang dapat diaplikasikan sehingga menghasilkan sediaan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau yang memiliki sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki.

  B.

  

Tujuan Penelitian

1. Tujuan umum

  Membuat sediaan emulgel photoprotector dengan bahan aktif ekstrak teh hijau.

  2. Tujuan khusus b. Menentukan faktor dan/atau interaksi yang berpengaruh signifikan di antara tween 80, span 80, dan carbopol pada level yang diteliti dalam menentukan sifat fisik (daya sebar, viskositas) dan stabilitas (pergeseran viskositas) emulgel photoprotector ekstrak teh hijau.

  c. Mengetahui apakah dapat ditemukan komposisi optimum tween 80, span 80, dan carbopol untuk menghasilkan emulgel photoprotector ekstrak teh hijau dengan sifat fisik dan stabilitas fisik yang dikehendaki.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Teh Hijau Teh dapat dikelompokkan dalam tiga jenis berdasarkan pengolahannya,

  yaitu teh hijau (tidak difermentasi), teh oolong (semifermentasi), dan teh hitam (fermentasi penuh) (Syah, 2006). Teh hijau berasal dari pucuk daun tanaman teh (Camellia sinensis L.) melalui proses pengolahan tertentu. Secara umum berdasarkan proses pengolahannya, teh diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu teh hijau, teh oolong, dan teh hitam. Teh hijau dibuat dengan cara pemanasan dan penguapan untuk menginaktifkan enzim polifenol oksidase/fenolase sehingga oksidase enzimatik terhadap katekin dapat dicegah (Hartoyo, 2003).

  Teh hitam dibuat dengan cara memfermentasikan daun teh, yang sebelumnya sedikit dikeringkan dengan udara hangat, dilayukan dan digiling di bawah pengaruh panas yaitu melalui oksidase katekin dalam daun segar dengan katalis polifenol oksidase atau yang disebut dengan fermentasi. Proses fermentasi ini dihasilkan dalam oksidasi polifenol sederhana, yaitu katekin teh diubah menjadi molekul yang lebih kompleks dan pekat sehingga member ciri khas teh hitam, yaitu berwarna kuat dan tajam. Teh oolong diproses melalui pemanasan daun dalam waktu singkat setelah penggulungan, oksidasi terhenti dalam proses pemanasan, sehingga teh oolong disebut dengan teh semifermentasi. Karakteristik

  Zat bioaktif dalam teh terutama merupakan polifenol golongan flavonoid, yaitu flavanol tipe katekin seperti epikatekin (EC), epikatekin-3-galat (ECG), epigalokatekin (EGC), dan epigalokatekin-3-galat (EGCG); serta flavonol seperti kuersetin. Keempat tipe katekin tersebut merupakan antioksidan utama dalam teh hijau (Svobodova, Psotova, and Walterova, 2003). Katekin teh memiliki sifat tidak berwarna, larut air, serta membawa sifat pahit dan sepat pada seduhan teh. Hampir semua sifat produk teh termasuk di dalamnya rasa, warna, dan aroma, secara langsung maupun tidak, dihubungkan dengan modifikasi pada katekin ini (Hartoyo, 2003).

  B.

  

Photoprotector

Photoprotection adalah mekanisme perlindungan kulit dari kerusakan

yang disebabkan oleh sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (visible light).

  

Kerusakan yang mungkin muncul adalah kulit terbakar (sunburn), photoaging,

dan karsinogenesis. Melanin merupakan pigmen yang dapat berfungsi sebagai

photoprotector alami dan diproduksi langsung oleh kulit. Melanin akan menyerap

radiasi sinar UV dan secara aman mengubah energi dari foton UV menjadi panas.

  

Energi dari foton UV yang tidak diubah menjadi panas akan menyebabkan

terbentuknya radikal bebas atau spesies kimia reaktif yang berbahaya ( Anonim,

  2011 ).

  Selain melanin, sejumlah senyawa antioksidan alami dapat berfungsi

  

metalloproteinase (MMP1). MMP1 adalah enzim utama yang terlibat dalam

  kerusakan kolagen dan photoaging pada kulit yang teradiasi sinar UV (Matsui et al ., 2009).

  Sebagai senyawa antioksidan, pemberian EGCG secara topikal menghasilkan pencegahan terhadap sinar UVB dalam menginduksi respon inflamasi, imunosupresi dan oxidative stress. Penelitian secara in vitro dan in vivo pada hewan dan manusia membuktikan bahwa polifenol dari teh hijau merupakan agen photoprotective alami dan dapat digunakan sebagai agen farmakologi untuk mencegah sinar UVB dalam menginduksi penyakit kulit yang mencakup

  

photoaging dan kanker kulit dengan diikuti penelitian lanjut secara klinis (Katiyar,

  2003). Polifenol dari teh hijau mampu mencegah peningkatan peroksidasi lipid yang disebabkan oleh cahaya. Pemberian EGCG secara topikal pada kulit yang terpapar sinar UV secara signifikan mengurangi produksi nitric oxide dan

hydrogen peroxide , maupun infiltrasi leukosit yang diinduksi oleh sinar UVB.

  Dengan demikian, pemberian EGCG terbukti mampu mencegah radiasi sinar UVB dalam menginduksi pembentukan ROS (reactive oxygen species) (Nichols and Katiyar, 2009). Meskipun memiliki nilai SPF yang tidak terlalu besar, ekstrak teh hijau yang mengandung EGCG telah terbukti melindungi kulit terhadap sinar UV yang menginduksi kerusakan DNA, supresi imun, dan oxidative stress (Matsui et al., 2009).

  C.

  

Emulgel

  Emulgel dibuat dengan mencampurkan emulsi dan gelling agent dengan perbandingan tertentu. Bahan tambahan yang biasa digunakan dalam pembuatan emulgel adalah gelling agent yang dapat meningkatkan viskositas, emulsifying

  

agent untuk menghasilkan emulsi yang stabil, humektan dan pengawet. Syarat

  sediaan emulgel sama seperti syarat untuk sediaan gel, yaitu untuk penggunaan dermatologi harus mempunyai syarat sebagai berikut; tiksotropik, mempunyai daya sebar yang mudah melembutkan, dapat bercampur dengan beberapa zat tambahan (Magdy, 2004).

  D.

  

Emulsifying Agent

Emulsifying agent adalah surfaktan yang mengurangi tegangan antar

  muka antara minyak dan air, meminimalkan energi permukaan dari droplet yang terbentuk (Allen, 2002). Emulsifying agent merupakan suatu molekul yang mempunyai rantai hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Emulsifying agent akan dapat menarik fase minyak dan fase air sekaligus dan emulsifying agent akan menempatkan diri berada di antara kedua fase tersebut. Keberadaan emulsifying agent akan menurunkan tegangan permukaan fase minyak dan fase air (Friberg, Quencer, and Hilton, 1996).

  Emulsifying agent nonionik biasa digunakan dalam seluruh tipe produk Diana, 1991). Emulsifying agent ini memiliki rentang dari komponen larut minyak untuk menstabilkan emulsi A/M hingga material larut air yang memberikan produk M/A. Emulsifying agent ini biasa digunakan untuk kombinasi emulsifying

  

agent larut air dan larut minyak untuk membentuk lapisan antarmuka yang

  penting untuk stabilitas emulsi yang optimum. Emulsifying agent nonionik memiliki toksisitas dan iritasi yang rendah (Billany, 2002). Emulsifying agent nonionik memiliki bermacam-macam nilai hydrophile-lipophile balances (HLB) yang dapat menstabilkan emulsi M/A atau A/M. Penggunaan emulsifying agent nonionik yang baik bila menghasilkan nilai HLB yang seimbang antara dua

  

emulsifying agent nonionik, dimana salah satu bersifat hidrofilik dan yang lain

  bersifat hidrofobik. Emulsifying agent nonionik bekerja dengan membentuk lapisan antarmuka dari droplet-droplet, namun tidak memiliki muatan untuk menstabilkan emulsi. Cara menstabilkan emulsi adalah dengan adanya gugus polar dari emulsifying agent yang terhidrasi dan bulky, yang menyebabkan halangan sterik antar droplet dan mencegah koalesen (Kim, 2005).

1. Tween 80

  Tween 80 atau Polysorbate 80 merupakan ester oleat dari sorbitol di mana tiap molekul anhidrida sorbitolnya berkopolimerisasi dengan 20 molekul etilenoksida. Tween 80 berupa cairan kental berwarna kuning dan agak pahit (Rowe, Sheskey, and Quinn, 2009). pada salep, dengan konsentrasi 1-15% sebagai solubilizer. Tween 80 digunakan secara luas pada kosmetik sebagai emulsifying agent (Smolinske, 1992). Tween 80 larut dalam air dan etanol (95%), namun tidak larut dalam

  mineral oil dan vegetable oil. Aktivitas antimikroba dari pengawet golongan paraben dapat mengurangi jumlah polysorbate (Rowe et al., 2009).

  Gambar 1. Struktur Tween 80 (Anonim, 2010a) 2. Span 80

  Span 80 mempunyai nama lain sorbitan monooleat. Pemeriannya berupa warna kuning gading, cairan seperti minyak kental, bau khas tajam, terasa lunak. Kelarutannya tidak larut tetapi terdispersi dalam air, bercampur dengan alkohol, tidak larut dalam propilen glikol, larut dalam hampir semua

  o

  minyak mineral dan nabati, sedikit larut dalam eter. Berat jenis pada 20 C

  o

  adalah 1 gram. Nilai HLB 4,3. Viskositas pada 25 C adalah 1000 cps (Smolinske, 1992). Span 80 dapat dimasukkan dalam basis tipe parafin untuk membentuk basis tipe anhidrat yang mampu menyerap sejumlah besar air (Anonim, 1988).

  Ester sorbitan secara luas digunakan dalam kosmetik, produk digunakan sebagai emulsifying agent tunggal, ester sorbitan menghasilkan emulsi air dalam minyak yang stabil dan mikroemulsi, namun ester sorbitan lebih sering digunakan dalam kombinasi bersama bermacam-macam proporsi

  polysorbate untuk menghasilkan emulsi atau krim, baik tipe M/A atau A/M (Rowe et al., 2009).

  Gambar 2. Struktur Span 80 (Anonim, 2010b) 3. Hidrophile-Lipophile Balances (HLB)

  Nilai HLB merupakan keseimbangan antara sifat lipofil dan hidrofil dari suatu surfaktan. Nilai HLB biasa digunakan untuk surfaktan nonionik (Rieger, 1996), dimana rentang nilai antara 0-20 (Florence and Atwood, 2006). Semakin lipofil suatu surfaktan, semakin rendah nilai HLB (Voigt, 1994).

   Tabel I. Klasifikasi Emulsifying Agent Berdasarkan Nilai HLB

  HLB Pengunaan Dispersibilitas di air 1-3 Antifoaming agent Tidak 3-6 W/O emulsifying agent Jelek 7-9 Wetting agent Seperti susu yang bersifat tidak stabil

  8-16 O/W emulsifying agent Dispersi seperti susu bersifat stabil 13-15 Detergents Dispersi transluent 15-18 Solubilizing agent Larutan jernih

  (Kim, 2005)

  E.

  

Gelling Agent

  Gel merupakan suatu sistem setengah padat yang terdiri dari suatu dispersi yang tersusun baik dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan (Ansel, 1999). Gel pada umumnya memiliki sifat rheologi pseudoplastik (Nairn, 1997).

  Gelling agent yang digunakan dalam bidang farmasi dan kosmetik harus

  inert, aman, dan non reaktif terhadap komponen formulasi lainnya. Gelling agent yang digunakan dalam formulasi cair harus dapat memberikan atau menyediakan bentuk martiks selama penyimpanan sediaan, dan matriks tersebut harus dapat pecah dengan mudah ketika diberikan shear forces pada saat penggojogan atau ketika diaplikasikan secara topikal (Zatz and Kushla, 1996).

  Carbopol merupakan polimer sintesis dari kelompok acrylic polymers yang membentuk rantai silang dengan polyalkenyl eter (Zatz and Kushla, 1996).

  Carbopol dapat menstabilkan emulsi dengan mengentalkan fase kontinyu sehingga mengurangi creaming dan coalescence atau dengan berfungsi sebagai

  

emulsifier pada konsentrasi kurang dari 1% (Zatz and Kushla, 1996). Carbopol

  sensitif terhadap garam sehingga emulsi polimer yang terbentuk akan pecah ketika diaplikasikan pada kulit dan memberikan lapisan minyak pada permukaan kulit.

  Lapisan minyak ini tidak akan diemulsikan kembali ketika bersentuhan dengan air sehingga akan melekat pada kulit (Zatz and Kushla, 1996). akan meningkatkan muatan negatif sehingga timbul gaya tolak-menolak elektrostatis yang akan membuatnya menjadi gel yang rigid (kaku) dan mengembang. Penambahan basa yang berlebihan membuat gel menjadi encer karena kation-kation melindungi gugus-gugus karboksil dan juga mengurangi gaya tolak-menolak elektrostatis. Jika ditambahkan amina yang berlebih pada sistem dispersi carbopol, konsistensinya tidak berkurang, kemungkinan karena efek sterik mencegah pelindung karboksil yang diserang (Barry, 1983).

  

Gambar 3. Struktur Carbopol (Rowe et al., 2009)

F.

  

Analisis Ukuran Droplet

  Mikromeritik adalah ilmu dan teknologi tentang partikel kecil, salah satunya adalah droplet. Dalam bidang kefarmasian terdapat beberapa informasi yang perlu diperoleh dari droplet, yaitu bentuk dan luas permukaan droplet serta ukuran droplet dan distribusi ukuran droplet. Data tentang ukuran droplet diperoleh dalam diameter doplet dan distribusi diameter droplet, sedangkan bentuk droplet memberi gambaran tentang luas permukaan spesifik droplet dan

  Metode mikroskopik merupakan metode sederhana yang hanya menggunakan satu alat yaitu mikroskop yang bukan merupakan alat yang rumit dan memerlukan penanganan khusus. Kerugian dari metode mikroskopik adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi dari droplet tersebut, yaitu diameter. Selain itu jumlah droplet yang harus dihitung sekitar 300-500 droplet agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi, sehingga metode ini membutuhkan waktu dan ketelitian (Martin et al.,1993).

  Distribusi ukuran droplet dilihat dengan cara memplotkan jumlah droplet yang terletak dalam suatu kisaran ukuran tertentu terhadap kisaran ukuran atau ukuran droplet rata-rata, maka akan diperoleh kurva distribusi frekuensi. Plot distribusi frekuensi yang didapat tidak selalu normal. Hal ini memberikan gambaran yang jelas bahwa garis tengah rata-rata tidak dapat dicapai. Hal ini perlu diperhatikan karena mungkin saja terdapat dua sampel yang garis tengah atau diameter rata-ratanya sama tetapi distribusi berbeda. Dari kurva distribusi frekuensi dapat juga terlihat ukuran partikel berapa yang sering muncul atau terjadi pada sampel, disebut sebagai modus (Martin et al., 1993). Penelitian parameter ukuran droplet dengan hanya melihat modus kurang sensitif dalam menilai karakter droplet emulsi. Salah satu parameter ukuran droplet yang lebih representatif dalam menilai karakter droplet adalah percentile 90. Percentile 90 merupakan suatu parameter nilai yang menunjukkan sejumlah 90% dari populasi droplet yang diamati mempunyai ukuran kurang dari nilai yang tertera

  G.

  

Desain Faktorial