Formulasi sediaan sunscreen ekstrak rimpang kunir putih [Curcuma mangga Val.] dengan carbopol 940 sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant - USD Repository

  

FORMULASI SEDIAAN SUNSCREEN EKSTRAK RIMPANG KUNIR

PUTIH (Curcuma mangga Val.) DENGAN CARBOPOL ® 940 SEBAGAI

  

GELLING AGENT DAN PROPILEN GLIKOL SEBAGAI HUMECTANT

SKRIPSI

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

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh:

  Tirza Ixora Veasilia NIM : 038114091

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

HALAMAN PERSEMBAHAN

  

Ia membuat segala sesuatu indah pada waktunya, bahkan Ia

memberikan kekekalan dalam hati mereka. Tetapi manusia

tidak dapat menyelami pekerjaan yang dilakukan Allah dari

awal sampai akhir (Pengkotbah 3:11)

  

Faith is to believe what you do not yet see; the reward for this

faith is to see what you believe – Saint Augustine

Everyday is a wonderful opportunity to care, to love, to

smile, to pray, and to thank for the blessing - NN

  

Kupersembahkan karya ini untuk:

My beloved GOD and my Saviour Jesus Christ

Mama & Papa buat dukungan, kesabaran & doa yang selalu ada

dalam tiap langkahku

  

Friends, Best Friends & True Friend for being my inspiration

Chemistry 2003 buat persahabatan yang berharga

Almamaterku tercinta

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur senantiasa penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih dan pertolongan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir yang berjudul Formulasi Sediaan Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih

  (Curcuma mangga Val.) dengan Carbopol ® 940 sebagai Gelling Agent dan

Propilen Glikol sebagai Humectant. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu

syarat memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm).

  Dalam penyelesaian penelitian ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, baik bimbingan, dorongan, kritik maupun saran.

  Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih 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 yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  3. Rini Dwiastuti, S.Farm., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan sarannya.

  4. Dra. A. Nora Iska Harnita, M.Si., Apt., selaku dosen penguji atas masukan, kritik, kepedulian dan sarannya.

  5. Ign. Y. Kristio Budiasmoro, M.Si., atas diskusi, masukan, kepedulian dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  6. Prof. Dr. Sudibyo Martono, M.S., Apt., atas diskusi, bantuan, masukan, kepedulian dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  7. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., atas diskusi dan masukan dalam penyelesaian skripsi ini.

  8. Dewi Setyaningsih, S.Si., Apt., atas dukungan, masukan dan semangat dalam proses penyelesaian skripsi ini.

  9. Sunscreen team, Eva dan Renny untuk doa, kesetiaan, dukungan, pengorbanan, semangat, kepercayaan, dan persahabatan yang luar biasa.

  10. Staf Laboratorium: Pak Musrifin, Mas Wagiran, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Otto, Mas Heru, dan Mas Andri atas bantuan dan kerjasamanya.

  11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu untuk semua dukungan dan bantuan dalam menyelesaikan skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan dan kelemahan. Harapan penulis skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi pembaca semua.

  Penulis

  

Intisari

  Dilakukan penelitian tentang optimasi formula gel sunscreen ekstrak rimpang kunir putih (Curcuma mangga Val.) dengan carbopol sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh komposisi optimum dari gelling agent dan humectant.

  Penelitian ini termasuk dalam rancangan eksperimental murni dengan variabel eksperimental ganda (desain faktorial). Tiap formula diuji untuk mengetahui respon daya sebar, viskositas dan pergeseran viskositas. Analisis hasil menggunakan perhitungan desain faktorial, grafik hubungan respon-carbopol dan respon-propilen glikol serta analisis Yate’s treatment untuk menentukan faktor dominan dalam menentukan respon gel. Uji efektivitas ekstrak rimpang kunir putih terhadap radiasi sinar ultraviolet (UV) dilakukan dengan uji SPF (Sun Pretection Factor) secara in

  

vitro . Optimasi komposisi formula gel sunscreen menggunakan persamaan desain

  faktorial dan grafik contour plot dengan variasi jenis dan level gelling agent dan yang digunakan. Optimasi dilakukan terhadap parameter sifat fisis gel dan

  humectant stabilitas sediaan dalam penyimpanan.

  Dari penelitian ini diketahui bahwa carbopol adalah faktor yang paling dominan dalam menentukan daya sebar dan viskositas gel. Interaksi antara carbopol dengan propilen glikol merupakan faktor yang paling dominan dalam menentukan pergeseran viskositas (stabilitas) gel. Propilen glikol tidak memberikan pengaruh yang bermakan secara statistik terhadap ketiga respon. Ditemukan area optimum berdasarkan contour plot superimposed yang meliputi daya sebar, viskositas, dan stabilitas gel level yang diteliti. Daya sebar optimal berkisar pada penyebaran kurang dari sama dengan 5 cm. Viskositas optimal berkisar antara 250 dPa.s sampai 260 dPa.s. Stabilitas gel ditunjukkan dengan pergeseran viskositas kurang dari 5%. Kata kunci: ekstrak rimpang kunir putih, sunscreen, carbopol, propilen glikol, desain faktorial

  

Abstract

  The research about optimizing Curcuma mangga rhizome extract sunscreen gel formula with carbopol as gelling agent and propylene glycol as humectant. Purpose of this research is to achieved optimum composition from gelling agent and humectant.

  This research including in pure experimental design with double experimental variable (factorial design). Every formula is tested to know spreadability, viscosity, and alteration of viscosity response. Analysis result using factorial design, relation response-carbopol curve and response-propylene glycol curve and also Yate’s treatment analysis with

  α 95% to determine dominant factor in response gel. Effectivity test Curcuma mangga rhizome extract for UV radiation is done with in vitro SPF test. Optimizing sunscreen gel formula composition using factorial design and contour plot curve with level of variation gelling agent and humectant. Optimizing is done for physical parameter and preparation stability in storage

  From this research, could be explained that carbopol is the most dominant factor in determining spreadability and viscosity gel. Interaction between carbopol and propylene glycol is the most dominant factor in determining alteration of viscosity (stability) of gel. Propylene glycol doesn’t has significance influence for all response. Optimum area of sunscreen gel formula based on contour plot superimposed including spreadability, viscosity, and stability at the researched level has been found. Optimum spreadability approximately less than 5 cm. Optimum viscosity lies between 250 dPa.s until 260 dPa.s.

  Key Word: Curcuma mangga rhizome extract, sunscreen, carbopol, propylene glycol, factorial design.

  

DAFTAR ISI

  5

  8

  7

  7

  C. Ekstrak .......................................................................................

  B. Kurkumin ....................................................................................

  Kunir Putih ..................................................................................

  A.

  6 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ...............................................................

  6

  5

  1

  HALAMAN SAMPUL ....................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................................ v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. vii

  1

  Tujuan Penelitian ........................................................................

  E.

  D. Manfaat Penelitian ......................................................................

  C. Keaslian Karya ............................................................................

  Perumusan Masalah ....................................................................

  B.

  A. Latar Belakang ............................................................................

  DAFTAR ISI ...................................................................................................... x DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xv BAB I. PENGANTAR .....................................................................................

  

ABSTRACT ......................................................................................................... ix

  INTISARI ........................................................................................................... viii

  9

  D.

  10 Gel ...............................................................................................

  E.

  10 Gelling Agent ..............................................................................

  F. Humectant ...................................................................................

  11 G.

  12 Sunscreen ....................................................................................

  H. Radiasi UV ..................................................................................

  15 I. Spektrofotometri UV ...................................................................

  18 J. Iritasi Primer ...............................................................................

  19 K. Metode Desain Faktorial .............................................................

  19 L.

  22 Landasan Teori ............................................................................ M. Hipotesis ......................................................................................

  24 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ..........................................................

  25 A. Jenis Rancangan Penelitian .........................................................

  25 B. Variabel dan Definisi Operasional ..............................................

  25 1.

  25 Variabel penelitian ..................................................................

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

  26 C.

  27 Bahan dan Alat ............................................................................

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

  28

  1. Pengumpulan dan penyiapan simplisia rimpang kunir putih ........................................................................................

  28 2. Pembuatan serbuk rimpang kunir putih ..................................

  28 3.

  28 Pembuatan ekstrak rimpang kunir putih .................................

  4. Uji SPF ....................................................................................

  29

  5. Penetapan kadar kurkumin dalam ekstrak rimpang kunir putih

  secara spektrofotometri ...........................................................

  30 6.

  31 Optimasi proses pembuatan gel ..............................................

  7. Uji sifat fisis dan stabilitas gel sunscreen ekstrak rimpang kunir putih ...............................................................................

  32 8. Uji iritasi primer ......................................................................

  33 E.

  34 Analisis Data dan Optimasi .........................................................

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................................

  35 A. Pembuatan Ekstrak Rimpang Kunir Putih ..................................

  35 B.

  37 Uji SPF ........................................................................................

  C. Penetapan Kadar Kurkumin dalam Ekstrak Rimpang Kunir Putih ............................................................................................

  40 D. Sifat Fisik dan Stabilitas .............................................................

  42 1. Daya sebar ...............................................................................

  45 2.

  47 Viskositas ................................................................................

  3. Pergeseran viskositas ..............................................................

  50 E.

  53 Uji Iritasi Primer Ekstrak Rimpang Kunir Putih .........................

  F. Optimasi Formula .......................................................................

  54 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..........................................................

  60 A.

  60 Kesimpulan .................................................................................

  B. Saran ............................................................................................

  60 DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................

  61 LAMPIRAN .......................................................................................................

  66 BIOGRAFI PENULIS ........................................................................................

  92

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I Formula Desain Faktorial ................................................................ 32 Tabel II Evaluasi Reaksi Iritasi Kulit ............................................................ 33 Tabel III Kriteria Iritasi .................................................................................. 34 Tabel IV Hasil Pengukuran Sifat Fisik Gel .................................................... 43 Tabel V Efek Penentu Sifat Fisik Gel ........................................................... 44 Tabel VI Analisis Yate’s Treatment untuk Respon Daya Sebar Gel .............. 47 Tabel VII Analisis Yate’s Treatment untuk Respon Viskositas Gel ................ 49 Tabel VIII Analisis Yate’s Treatment untuk Respon Pergeseran Viskositas Gel ...................................................................................................

  52 Tabel IX Skor Indeks Iritasi Hasil Percobaan ................................................ 53

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Struktur Kurkumin .................................................................... 9 Gambar 2. Struktur Umum Carbopol ..........................................................

  11 Gambar 3. Struktur Propilen Glikol ............................................................ 12 Gambar 4.

  Scanning

  Panjang Gelombang Ekstrak Rimpang Kunir Putih ...........................................................................................

  39 Gambar 5. Scanning Panjang Gelombang Larutan Kurkuminoid Standar .......................................................................................

  41 Gambar 6. Ikatan terkonjugasi (kromofor) dan gugus auksokrom pada struktur kurkumin .......................................................................

  42 Gambar 7. Hubungan Pengaruh Larutan Carbopol 3% b/v dan Propilen Glikol Terhadap Daya Sebar .....................................................

  46 Gambar 8. Hubungan Pengaruh Larutan Carbopol 3% b/v dan Propilen Glikol Terhadap Viskositas .......................................................

  48 Gambar 9. Hubungan Pengaruh Larutan Carbopol 3% b/v dan Propilen Glikol Terhadap Pergeseran Viskositas ....................................

  51 Gambar 10. Contour Plot Daya Sebar Gel ................................................... 55 Gambar 11. Contour Plot Viskositas Gel ..................................................... 56 Gambar 12. Contour Plot Pergeseran Viskositas Gel ...................................

  57 Gambar 13. Contour Plot Superimposed ...................................................... 59

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Uji SPF .................................................................................... 66 Lampiran 2. Penetapan Kadar Kurkumin dalam Ekstrak Rimpang Kunir Putih Secara Spektrofotometri ................................................

  69 Lampiran

  3. Data Penimbangan, Notasi dan Formula Desain Faktorial ..................................................................................

  72 Lampiran 4. Data Sifat Fisik dan Stabilitas Gel .......................................... 73 Lampiran 5. Data Uji Iritasi Primer .............................................................

  75 Lampiran 6. Perhitungan Efek Sifat Fisik dan Stabilitas ............................ 77 Lampiran 7. Persamaan Regresi .................................................................. 79 Lampiran 8. Data ANOVA Yate’s Treatment ............................................. 84 Lampiran 9. Foto Tanaman, Rimpang, Serbuk dan Ekstrak Rimpang Kunir Putih ..............................................................................

  88 Lampiran 10. Foto Perkolator dan Spektrofotometer ....................................

  89 Lampiran 11. Foto Gel Sunscreen Ekstrak Rimpang Kunir Putih ................ 90 Lampiran 12. Foto Uji Iritasi Primer ............................................................. 91

BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Kehidupan manusia tidak pernah terlepas dari radiasi sinar ultraviolet (sinar UV). Sinar UV selalu ada meskipun matahari tidak bersinar atau cuaca berawan. Pada hari berawan, lebih dari 80% sinar UV mampu menembus atmosfer. Sinar UV

  juga dapat dipantulkan oleh permukaan kaca, air, tanah, permukaan metal, dinding berwarna terang, dan benda-benda berwarna terang lainnya (Anonim, 2004a).

  Radiasi UV merupakan bagian dari spektra elektromagnetik yang terletak antara sinar-X (X rays) dan sinar tampak, yaitu antara 40-400 nm. Spektra UV dibagi menjadi Vacuum UV (40-190 nm), UV jauh (190-220 nm), UVC (220-290 nm), UVB (290-320 nm), dan UVA (320-400 nm) (Zeman, 2007). Badan kesehatan dunia (WHO) membagi spektra UV menjadi UVC (200-290 nm), UVB (290-320 nm) dan UVA (320-400 nm), didasarkan pada efek biologis yang ditimbulkan masing-masing panjang gelombang (Lucas, McMichael, Smith, & Armstrong, 2006). UVC hampir tidak ditemukan di alam karena diabsorbsi seluruhnya oleh ozon di atmosfer dan memiliki panjang gelombang yang pendek (Zeman, 2007). Sekitar 90% UVB tertahan oleh lapisan ozon (Lucas et al., 2006). Akan tetapi pemanasan global yang terjadi menyebabkan penipisan lapisan ozon, sehingga radiasi UVB yang mencapai bumi semakin meningkat. UVA dengan panjang gelombang yang lebih besar merupakan tipe sinar UV yang paling banyak dijumpai di alam karena hanya diabsorbsi dengan jumlah yang sangat sedikit oleh lapisan ozon (Anonim, 2007c ; Anonim, 2006d ; Zeman, 2007).

  Sinar UV bermanfaat untuk meningkatkan aliran darah di kulit, membantu perubahan provitamin menjadi vitamin D, dan membantu mengaktifkan vitamin, hormon, dan enzim (Jellinek, 1970). Efek sinar UV pada kesehatan manusia tergantung dari jumlah dan jenis radiasi yang mengenai tubuh (Lucas et al., 2006).

  UVA dibutuhkan manusia untuk sintesis vitamin D. Paparan UVA berlebihan mempunyai efek awal yaitu pigmen semakin gelap (pigment darkening) diikuti oleh eritema jika paparan terus berlanjut, penekanan sistem imun, dan pembentukan katarak (Zeman, 2007). UVB juga dibutuhkan manusia untuk sintesis vitamin D.

  UVB merupakan bentuk radiasi UV yang paling merusak karena memiliki energi yang cukup untuk menyebabkan kerusakan fotokimia DNA seluler. Efek berbahaya dari UVB antara lain sunburn (eritema), katarak, pembentukan kanker kulit, dan penekanan sistem imun pada paparan jangka panjang (Anonim, 2006d). Oleh karena itu dibutuhkan perlindungan untuk mencegah kerusakan akibat radiasi sinar UV tersebut. Salah satunya adalah dengan penggunaan sunscreen. Pada umumnya

  sunscreen diaplikasikan dengan mengoleskannya pada permukaan kulit.

  Sunscreen adalah senyawa kimia yang mengabsorbsi dan atau memantulkan

  sinar UV sebelum mencapai kulit. Biasanya sunscreen merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat aktif. Jika hanya digunakan satu zat aktif, sunscreen tersebut hanya mampu mengabsorbsi energi UV pada spektrum yang terbatas (Stanfield, 2003). Pada umumnya produk sunscreen yang beredar dipasaran mengandung bahan aktif berupa zat sintetik. Contoh bahan aktif yang telah beredar di pasaran antara lain octyl methoxycinnamate, octyl salicylate (UVB protection); Avobenzone (UVA protection); Octocrylene, titanium dioxide, zinc oxide (UVA/UVB protection) (Anonim, 2007b). Bahan aktif tersebut dapat bekerja baik sebagai UV absorber maupun UV reflectant. Pemilihan bahan aktif sebagai UV absorber didasarkan pada adanya ikatan rangkap terkonjugasi (kromofor) dan auksokrom. Pada struktur molekul zat sintetik tersebut yang berperan dalam penyerapan radiasi sinar UV adalah cincin aromatik yang terkonjugasi oleh gugus karbonil (Walters, Keeney, Wigal, Johnston, & Cornelius, 1997). Rimpang kunir putih mengandung senyawa antara lain flavonoid, kurkumin, saponin, minyak atsiri (Hutapea, 1993 ; Anonim, 2004b). Senyawa yang diduga bertanggung jawab pada penyerapan sinar UV adalah kurkumin. Adanya ikatan rangkap terkonjugasi (kromofor) dan cincin aromatik yang terkonjugasi oleh gugus karbonil dan gugus hidroksi menyebabkan kurkumin mampu mengabsorbsi radiasi sinar UV. Pemilihan bahan alam, dalam hal ini Curcuma

  

mangga , didasarkan pada kemampuan kandungan tanaman (pigmen) mengabsorbsi

  sejumlah besar radiasi UV yang akan merusak sel dan mengganggu metabolisme tanaman. Dengan demikian dapat diasumsikan bahwa bahan alam tersebut juga dapat melindungi kulit manusia terhadap radiasi UV, baik UVA maupun UVB (Muller, 1996).

  Bentuk sediaan sunscreen yang sudah dikembangkan umumnya berupa

  

cream maupun lotion. Namun kedua bentuk sediaan ini memiliki kelemahan antara

  lain kurang nyaman dalam penggunaanya pada kulit. Cream merupakan bentuk sediaan semi padat yang terdiri dari dua fase, yaitu fase minyak dan fase air.

  Kandungan minyak dalam cream menjadi masalah pada orang dengan produksi kelenjar sebasea berlebihan karena dapat merangsang timbulnya jerawat. Lotion mempunyai viskositas yang terlalu encer sehingga tidak dapat bertahan lama pada kulit. Hal ini akan mengurangi daya perlindungan dari sunscreen tersebut. Oleh karena itu perlu dikembangkan bentuk sediaan lain yang mempunyai sifat fisis lebih baik dan nyaman dalam penggunaannya.

  Penelitian ini merupakan salah satu usaha untuk memberikan inovasi baru bentuk sediaan sunscreen selain yang sudah banyak beredar dipasaran. Gel sebagai

  

sunscreen merupakan bentuk sediaan yang belum banyak beredar di pasaran (Allen

  Jr., 2002). Dalam penelitian ini digunakan carbopol sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant dalam formula gel sunscreen dengan berbagai tingkat konsentrasi, untuk mendapatkan sediaan yang mempunyai sifat fisik baik dan mampu mempertahankan efektifitas pemakaian dalam jangka waktu yang lama.

  Carbopol sebagai gelling agent bekerja dengan menjerat air dan menahannya dalam struktur 3 dimensi “house of cards”. Pemilihan carbopol sebagai gelling agent juga dikarenakan kemampuannya membentuk lapisan film pada permukaan kulit dan stabil terhadap radiasi sinar UV jika ditambahkan UV absorber. Propilen glikol sebagai humectant berfungsi menjaga kelembaban kulit dengan menahan air yang ada dalam stratum corneum. Propilen glikol bersifat higroskopis sehingga dapat berfungsi mencegah penguapan berlebih dari sediaan. Penambahan propilen glikol sebagai humectant dalam sediaan sunscreen juga berfungsi untuk mencegah kerutan pada kulit dan efek merugikan lain dari paparan sinar UV jangka panjang. Dengan demikian sunscreen dapat berfungsi untuk mencegah penuaan dini (Johnson, 2002).

  

Sunscreen yang dihasilkan diharapkan memenuhi parameter kualitas fisik sediaan gel yang meliputi daya sebar, viskositas, stabilitas fisis maupun efektivitas dan keamanannya sebagai sunscreen.

  B.

  

Perumusan masalah

  1. Apakah ekstrak rimpang kunir putih memberikan serapan pada range panjang gelombang UVA dan UVB?

  2. Apakah ditemukan area komposisi optimum yang diprediksi sebagai formula optimum gel serta efek yang dominan dari carbopol sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant dalam menentukan sifat fisik gel? C.

  

Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang formulasi sediaan sunscreen ekstrak rimpang kunir putih (Curcuma mangga Val.) dengan carbopol sebagai gelling agent dan propilen glikol sebagai humectant belum pernah dilakukan.

  Adapun penelitian yang berhubungan dan pernah dilakukan yaitu “Cross-

  

regulin composition of turmeric-derived tetrahydrocurcuminoids (THC) for skin

lightening and protection against UVB rays ” tentang kemampuan kurkuminoid dan

  THC dalam menghambat aktivitas enzim tyrosinase, melindungi kulit terhadap radiasi UVB serta terhadap iritasi kimia, fisika dan biologi (Badmaev, 2003).

  D.

  

Manfaat Penelitian

1. Manfaat teoritis

  Menambah khasanah ilmu pengetahuan bentuk sediaan sunscreen yang berasal dari bahan alam.

2. Manfaat praktis

  Mengetahui serapan ekstrak rimpang kunir putih pada range panjang gelombang UVA-UVB, mengetahui efek dominan yang menentukan sifat fisik, dan mengetahui formula optimum berdasarkan contour plot superimposed sifat fisik gel.

  E.

  

Tujuan

  1. Mengetahui serapan ekstrak rimpang kunir putih pada range panjang gelombang UVA dan UVB.

  2. Mendapatkan formula sediaan sunscreen dengan zat aktif yang berasal dari bahan alam, yaitu ekstrak kunir putih (Curcuma mangga Val.).

  a. Mengetahui carbopol, propilen glikol atau interaksi keduanya sebagai gelling

  agent dan humectant yang lebih dominan dalam menentukan sifat fisik gel sunscreen kunir putih.

  b. Mengetahui area kerja optimal komposisi gelling agent carbopol dan humectant propilen glikol dari contour plot superimposed yang diprediksi sebagai formula optimum gel.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kunir Putih 1. Sistematika Divisio : Spermatophyta Sub divisio : Angiospermae Classis : Monocotyledone Ordo : Zingiberales Familia : Zingiberaceae Genus : Curcuma Spesies : Curcuma mangga Val.

  (Hutapea, 1993) 2.

   Morfologi

  Kunir putih berupa semak dengan tinggi 1-2 meter. Berbatang semu, tegak, lunak, berwarna hijau, dan batang di dalam tanah membentuk rimpang. Daun tunggal, berpelepah, lonjong, tepi rata, ujung dan pangkal meruncing, panjang ± 1 m, lebar 10-20 cm, pertulangan menyirip, dan berwarna hijau. Bunga majemuk di ketiak daun, bentuk tabung, ujung terbelah, benang sari menempel pada mahkota, berwarna putih; putik silindris, kepala putik bulat berwarna kuning; mahkota lonjong berwarna putih. Buah berbentuk kotak-bulat berwarna hijau kekuningan. Biji berbentuk bulat berwarna coklat. Berakar serabut berwarna putih (Hutapea,

  3. Kandungan kimia

  Rimpang kunir putih mengandung saponin, flavonoid (Hutapea, 1993) serta beberapa senyawa antara lain golongan alkaloid, steroid, terpen dan minyak atsiri, juga mengandung senyawa aktif seskuiterpenalkohol yang terdiri dari zederon, zedoaron, furanodien, curzeron, currenon, furanodienon, isofuranodienon,

  

curdion , curcumenol, procurcumenol, curcumadiol, curcumol, dhydrocurdion, dan

curcumin (Anonim, 2004b). Selain itu rimpang kunir putih juga mengandung

  tanin, amilum, damar dan gula (Mulhizah, 1999 ; Gunawan, Soegihardjo, Mulyani, Koensoemardiyah, 1988).

  4. Kegunaan

  Rimpang kunir putih digunakan sebagai obat penyakit kulit, luka memar, penawar racun (Sayekti & Ernita, 1994 ; Muhlizah, 1999). Selain itu, rimpang kunir putih juga berkhasiat sebagai anti kanker, penurun kadar kolesterol darah, asam urat, dan pencegahan osteoporosis (Anonim, 2003).

  B.

  

Kurkumin

  Kurkumin adalah komponen warna kuning dari turmeric. Strukturnya yang rigid dan planar (adanya sistem konjugasi) membuat afinitas kurkumin terhadap lipid

  

bilayer menjadi besar, dan juga bertanggung jawab terhadap warna kuning yang ada

  (Nakayama, 1997). Kurkumin dapat mengabsorbsi sinar UV yang memiliki panjang gelombang 290-320 nm (UVB). Selain itu, kurkumin juga dapat menghambat aktivitas enzim tyrosinase, yaitu enzim yang berperan dalam pembentukan pigmen kulit atau melanogenesis (Badmaev, Prakash & Majeed, 2005)

  

O O

O O HO OH

  

Gambar 1. Struktur Kurkumin (Heinrich, Barnes, Gibbons & Williamson, 2004)

  Kurkumin melindungi keratinosit dari kerusakan yang disebabkan oleh xantin oksidase dan dapat digunakan sebagai antioksidan pada sediaan topikal (Anonim, 2000a). Kurkumin mempunyai aktivitas sebagai antisiklooksigenase, antioedema, antilipoksigenase, antioksidan, dan antilipidperoksidasi, sehingga dapat digunakan sebagai obat anti radang (antinflamasi), antihepatotoksik (lever), ambien (wasir), anti alergi, asma, menghambat proses penuaan, dan juga sebagai anti kanker (Anonim, 2004b).

  C.

  

Ekstrak

  Ekstrak adalah sediaan kering, kental, atau cair dibuat dengan menyari nabati atau hewani menurut cara yang cocok, diluar pengaruh cahaya matahari langsung. Cairan penyari yang biasa digunakan adalah air, eter, atau campuran etanol-air (Anonim, 1979). Penyarian simplisia dengan air dapat dilakukan dengan infundasi, dekok, atau destilasi, sedangkan penyarian simplisia dengan pelarut organik dapat dilakukan dengan maserasi, perkolasi, dan sokhletasi (Silva, Lee, & Kinghorn, 1998).

  Ekstrak rimpang kunir putih adalah ekstrak yang diperoleh dari hasil perkolasi rimpang kunir putih (C. mangga Val.) menggunakan pelarut etanol 70%.

  D.

  

Gel

  Gel didefinisikan sebagai 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, 1989).

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

  Gel merupakan sistem penghantaran obat yang sangat baik untuk cara pemberian yang beragam dan kompatibel dengan banyak bahan obat yang berbeda (Allen Jr., 2002). Gel harus menunjukkan perubahan viskositas yang kecil pada berbagai temperatur, baik saat penyimpanan maupun penggunaan. Gel dengan tujuan penggunaan topikal tidak boleh lengket (less greassy) (Zatz & Kushla, 1996).

  E.

  

Gelling Agent

  Carbopol (carbomer) adalah polimer sintetik asam akrilat, berupa serbuk putih dengan bau yang khas, sangat mudah terion, sedikit asam, tidak larut dalam air dan sebagian besar pelarut, serta bersifat higroskopis. 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 (Anonim, 2001).

  H

  2 H C C COOH n

  

Gambar 2. Struktur Umum Carbopol (Anonim, 2001)

Carbopol berfungsi sebagai pengental, surfaktan, stabilizer, dan emulsifier.

  Dalam sediaan kosmetik carbopol digunakan dalam bentuk netral pada pH 6,0-9,0, dengan konsentrasi dibawah 1,0%. Carbopol mengalami degradasi oksidatif ketika terpapar sinar matahari. Reaksi degradasi tersebut dikatalisis oleh logam. Dengan penambahan UV absorbers akan mencegah depolimerisasi katalisis logam sehingga hilangnya viskositas dan stabilitas sediaan dapat dihindari. Carbopol tidak diabsorbsi oleh jaringan dan menunjukkan potensial iritasi primer yang rendah (Anonim, 2001 ; Anonim, 2006a).

  F.

  

Humectant

  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. Juga dapat larut dalam eter dan dapat melarutkan minyak menguap, tetapi tidak dapat campur dengan minyak lemak (Anonim, 1995 ; Windholz, 1976).

  OH HO

Gambar 3. Struktur Propilen Glikol (Anonim, 1995)

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).

  Propilen glikol digunakan sebagai gelling agent pada konsetrasi 1%-5%, stabil pada pH 3-6 dan harus mengandung pengawet (Allen Jr., 2002). Propilen glikol merupakan bahan yang tidak berbahaya dan aman digunakan pada produk kosmetik dengan konsentrasi lebih dari 50% (Loden, 2001). Propilen glikol tidak menyebabkan iritasi lokal bila diaplikasikan pada membran mukosa, subkutan atau injeksi intramuskular, dan telah dilaporkan tidak terjadi reaksi hipersensitivitas pada 38% pemakai propilen glikol secara topikal (Anonim, 1983).

  G.

  

Sunscreen

  adalah senyawa kimia yang mengabsorbsi dan atau memantulkan

   Sunscreen

  sinar UV sebelum berhasil mencapai kulit. Biasanya sunscreen merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat aktif. Jika hanya digunakan satu zat aktif,

  

sunscreen tersebut hanya mampu mengabsorbsi energi UV pada spektrum yang

terbatas (Stanfield, 2003).

  Kandungan penting dalam sunscreen biasanya berupa molekul aromatik terkonjugasi dengan gugus karbonil. Struktur seperti itulah yang membuat molekul dapat mengabsorbsi radiasi UV berenergi tinggi dan melepaskannya sebagai radiasi dengan energi yang lebih rendah. Dengan demikian radiasi UV yang dapat menyebabkan kerusakan kulit dapat dicegah agar tidak mencapai kulit. Saat terpapar sinar UV, zat aktif tersebut tidak mengalami perubahan kimia sehingga tetap mempunyai potensi sebagai UV absorber tanpa mengalami fotodegradasi (Anonim, 2007a). Sunscreen bekerja dengan 2 cara:

  1. Memantulkan sinar (light scattering). Mekanisme tersebut menyebabkan radiasi UV dipantulkan ke segala arah oleh permukaan kecil kristal dari beberapa pigmen.

  Prinsipnya adalah membentuk lapisan tipis buram pada permukaan kulit.

  2. Mekanisme lainnya adalah mengabsorbsi panjang gelombang pada range UVA dan UVB oleh suatu senyawa. Radiasi yang diabsorbsi kemudian dikeluarkan kembali sebagai panas oleh getaran deeksitasi pada keadaan eksitasi (Calder, 2005). Sunscreen mengabsorbsi radiasi UV dan mengalami eksitasi, kemudian secara cepat kembali ke keadaan dasar (ground state). Ketika berada pada ground

  state molekul dapat mengabsorbsi foton lain dan proses yang sama kembali

  terulang. Kemampuan molekul mengabsorbsi energi radiasi UV tergantung dari sistem konjugasinya (kromofor) serta jumlah dan jenis gugus fungsional yang ada, dalam hal ini auksokrom. Kromofor adalah molekul atau bagian dari molekul yang dapat mengabsorbsi energi UV kemudian mengubahnya menjadi energi panas (inframerah). Kromofor sunscreen biasanya tersubsitusi oleh gugus aromatik dengan derajat konjugasi yang tinggi. Sistem konjugasi merupakan sumber elektron π terdelokalisasi yang mengabsorbsi energi pada berbagai range panjang gelombang. Semakin panjang suatu sistem konjugasi, semakin banyak elektron

  π yang mengabsorbsi foton pada panjang gelombang yang lebih panjang. Semakin terkonjugasi suatu molekul, semakin besar panjang gelombang absorbsinya (Roberts, 2004).

  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). Walaupun demikian, SPF hanya mengukur efektivitas sunscreen terhadap paparan radiasi 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 =

  MED in non protected skin -

  (Walters et al., 1997) Disisi lain SPF menggambarkan besarnya radiasi UV yang diteruskan ke kulit. Nilai SPF berbanding terbalik dengan besarnya radiasi UV yang diteruskan (transmisikan) ke kulit.

  1 SPF = (Stanfield, 1993) T

  Beberapa produk sunscreen yang beredar di pasaran mengandung bahan aktif seperti ethylhexyl p-methoxycinnamate (Octinoxate), p-amino benzoic acid (PABA), octyl methoxycinnamate, octyl salicylate yang memberikan serapan pada range panjang gelombang UVB. Avobenzone, benzophenone, memberikan serapan pada range panjang gelombang UVA (Stanfield, 1993 ; Roberts, 2004). Ada juga senyawa yang dapat memberikan serapan pada panjang gelombang UVA maupun UVB seperti octocrylene, titanium dioxide, dan zinc oxide (Anonim, 2007b).

H. Radiasi UV

  Radiasi UV merupakan bagian dari spektra elektromagnetik yang terletak antara sinar-X (X rays) dan sinar tampak, yaitu antara 40-400 nm. Spektra UV dibagi menjadi Vacuum UV (40-190 nm), UV jauh (190-220 nm), UVC (220-290 nm), UVB (290-320 nm), dan UVA (320-400 nm) (Zeman, 2007). Badan kesehatan dunia (WHO) membagi spektra UV menjadi UVC (200-290 nm), UVB (290-320 nm), dan UVA (320-400 nm) (Lucas et al., 2006).

  Efek radiasi UV pada kesehatan manusia tergantung dari jumlah dan jenis radiasi yang mengenai tubuh. Efek tersebut juga dipengaruhi oleh konsentrasi ozon di atmosfer yang tersedia untuk mengabsorbsi radiasi UV, terutama UVB. Jumlah dan struktur spektra radiasi yang mencapai tubuh tergantung dari sudut dimana sinar matahari melewati atmosfer. Semakin dekat letak dengan equator (khatulistiwa), semakin intens radiasi UV yang mencapai tubuh, terutama sinar UV dengan panjang gelombang pendek. Semakin tinggi suatu tempat, intensitas radiasi UV akan semakin meningkat dengan menurunnya massa udara yang dilewati sinar matahari (Lucas et

  ., 2006).

  al

  UVC hampir tidak ditemukan di alam karena diabsorbsi seluruhnya di atmosfer. Pada manusia, UVC diabsorbsi pada lapisan sel epidermis paling luar (sel mati) (Zeman, 2007).

  UVB merupakan bentuk radiasi UV yang paling merusak karena memiliki energi yang cukup untuk menyebabkan kerusakan fotokimia DNA seluler dan hanya sekitar 90% UVB diabsorbsi ozon di atmosfer (Lucas et al., 2006). Namun pemanasan global yang terjadi menyebabkan penipisan lapisan ozon, sehingga radiasi UVB yang mencapai bumi semakin meningkat (Anonim, 2007c ; Anonim, 2006d). UVB hanya mampu mencapai epidermis yaitu lapisan kulit paling atas (Anonim, 2005). UVB dibutuhkan manusia untuk sintesis vitamin D. Efek berbahaya dari UVB antara lain sunburn (eritema), katarak, penurunan sintesis vitamin D pada paparan jangka pendek, pembentukan kanker kulit, dan penekanan sistem imun pada paparan jangka panjang (Anonim, 2006d; Zeman, 2007). Mekanisme UVB menginduksi pembentukan kanker: DNA mudah mengabsorbsi radiasi UVB yang akan menyebabkan kerusakan dan mendorong timbulnya kanker, seperti halnya pembentukan radikal bebas yang dapat merusak molekul dan struktur sel. Radikal bebas merupakan atom atau gugus atom yang mempunyai elektron tidak berpasangan. Kecuali dinetralkan dengan antioksidan, elektron tidak berpasangan pada radikal cenderung memindahkan atom hidrogen dari ikatan C–H pada basa pirimidin seperti urasil, timin, dan sistein. Pirimidin adalah cincin 6 heterosiklik dengan dua atom nitrogen yang terletak pada nomor 1 dan 3. Radiasi UV mendorong pembentukan ikatan kovalen antara residu timin pada rantai DNA, menghasilkan pirimidin dimer. Ikatan C–C pada cincin tersebut lebih pendek dibandingkan ikatan C–C pada cincin pirimidin normal. Hal tersebut menyebabkan DNA tidak mungkin untuk bereplikasi atau mengalami transkripsi. Jika tidak diatasi, dapat menyebabkan mutasi yang akan mendorong timbulnya kanker (Roberts, 2004).

  UVA merupakan tipe sinar UV yang paling sering dijumpai. UVA dengan panjang gelombang yang lebih besar hanya diabsorbsi dengan jumlah yang sangat sedikit oleh lapisan ozon UVA mampu mencapai dermis, yaitu lapisan kulit yang terletak di bawah epidermis. UVA dibutuhkan manusia untuk sintesis vitamin D.

  Akan tetapi, paparan berlebihan terhadap UVA mempunyai efek awal yaitu pigmen semakin gelap (pigmen darkening) diikuti oleh eritema jika paparan terus berlanjut, penekanan sistem imun, dan pembentukan katarak (Zeman, 2007). Paparan UVA jangka panjang menyebabkan kerusakan dan penciutan kolagen dan elastin yang terdapat pada lapisan dermis (Anonim, 2005).

  Radiasi UV dibutuhkan untuk merangsang sintesis vitamin D yang penting bagi kesehatan tulang dan otot. Kekurangan UV akan meningkatkan kemungkinan munculnya penyakit yang berhubungan dengan defisiensi vitamin D antara lain riketsia, osteomalasia dan osteoporosis. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa vitamin D juga mempunyai peranan penting dalam sistem imun. Kekurangan vitamin D dapat menyebabkan gangguan autoimun (Lucas et al., 2006).