Optimasi formula gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam dengan sorbitol dan peg 400 sebagai humectant - USD Repository

OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN EKSTRAK KERING POLIFENOL TEH HITAM DENGAN SORBITOL DAN PEG 400 SEBAGAI HUMECTANT SKRIPSI

Diajukan Untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh : Ika Wulandari 048114072 FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING Skripsi

OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN

EKSTRAK KERING POLIFENOL TEH HITAM DENGAN

SORBITOL DAN PEG 400 SEBAGAI HUMECTANT

Yang diajukan oleh: Ika Wulandari

NIM : 048114072 telah disetujui oleh Pembimbing C.M. Ratna Rini Nastiti, S.Si., M.Pharm., Apt. tanggal

HALAMAN PENGESAHAN

Pengesahan Skripsi Berjudul

OPTIMASI FORMULA GEL SUNSCREEN

EKSTRAK KERING POLIFENOL TEH HITAM DENGAN

HUMECTANT SORBITOL DAN PEG 400 SEBAGAI

Oleh : Ika Wulandari

NIM : 048114072 Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi

Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma pada tanggal :

29 Juli 2008 Mengetahui

Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

Dekan (Rita Suhadi, M.Si., Apt.)

Pembimbing: C. M. Ratna Rini Nastiti, S.Si., M.Pharm., Apt. ....................................

Panitia Penguji : 1. C. M. Ratna Rini Nastiti, S.Si., M.Pharm., Apt. ....................................

2. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt. ....................................

3. Agatha Budi Susiana Lestari, M.Si., Apt. ....................................

HALAMAN PERSEMBAHAN

Ke ra g ua n kita a d a la h p e ng khia na t,

Ya ng se ring ka li me mb ua t kita

ke hila ng a n p e lua ng

ka re na ta kut me nc o b a

(W. Shakespeare, Measure for Measure)

Yang tragis adalah orang yang seumur hidupnya

Tidak pernah mengerahkan seluruh kemampuan maksimalnya

(Arnold Bennet) kupe rse mba hka n ka rya ku untuk Ye sus sa ha ba tku, “Tha nk’s fo r Yo ur sa c rific e .” da n ke dua o ra ng tua ku se mo g a a na kmu bisa me nja di ke ba ng g a a nmu

HAK CIPTA

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 Optimasi Formula Gel Sunscreen Ekstrak Kering

Polifenol Teh Hitam dengan Sorbitol dan PEG 400 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. Jesus Christ my Saviour and Marvelous Inspiration.

2. Bapak dan Ibu atas bimbingan dan didikannya hingga aku menjadi sekarang ini.

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

4. C.M. Ratna Rini Nastiti, S.Si., M.Pharm., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Agatha Budi Susiana L., M.Si., Apt. dan Sri Hartati Yuliani., M.Si., Apt., selaku dosen penguji, atas masukan, kritik, dan sarannya.

6. Rini Dwiastuti, S.Farm., Apt., Rm. P. Sunu Hardiyanta, S.J., S.Si, M.Sc. dan Dra. A. Nora Iska Harnita, M.Si., Apt., atas masukan, kritik,

7. Staf Laboratorium: Pak Musrifin, Mas Wagiran, Mas Sarwanto, Mas Agung, Mas Iswandi, Mas Otok, dan Mas Andri atas bantuan dan kerjasamanya.

8. Tim Teh : Agung, Dian, Rinta, Ferry, Yoyo, Tere, Selvi, Dona, Resti untuk doa, kesetiaan, dukungan, pengorbanan, semangat, kepercayaan, dan kerjasama tim yang luar biasa.

9. Tim Alga, Tim Wortel, Tim Curcuma untuk kerjasama dan kerelaan berbagi alat dan laboratorium bersama.

10. Hendrik, Ayu, Adit, Coco, Boris, Tika, dan Rian atas perhatian, dukungan dan semangatnya

11. Teman-teman FST 2004, untuk kebersamaannya selama beberapa tahun terakhir ini. Kenangannya terlalu indah untuk dilupakan.

12. Teman-teman KKN Kutu, Sumbermulyo : Edward, Shanti, Vina, Ibam, Ita, Rosa, Ferdi, Bayu, Lety.

13. Teman-teman Mudika St. Robertus Candi untuk kebersamaannya

14. 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

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, Juli 2008 Penulis

Ika Wulandari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

Tabel I Kategori nilai SPF……………………………………….

10 Tabel II Formula desain faktorial…………………………………

28 Tabel III Hasil penetapan kadar polifenol terhitung kuersetin…….

37 Tabel IV Hasil pengukuran sifat fisik gel………………………….

41 Tabel V Efek sorbitol, efek PEG 400, dan efek interaksi antara

42 keduanya dalam menentukan sifat fisik gel…………….................................................................. Tabel VI Hasil perhitungan Yate’s Treatment pada respon daya

44 sebar……………………………………………………...

Tabel VII Hasil perhitungan Yate’s Treatment pada respon

46 viskositas………………………………………………...

Tabel VIII Hasil perhitungan Yate’s Treatment pada respon

50 perubahan viskositas……………………………………..

Tabel IX Tingkat penerimaan konsumen terhadap gel sunscreen… 57

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Struktur sorbitol………………………………………….

12 Gambar 2 Struktur polyethylene glycol…………………………….. 13 Gambar 3 Struktur kuersetin………………………………………..

33 Gambar 4 Hasil scanning operating time…………………………... 34 Gambar 5 Hasil scanning panjang gelombang maksimum…………

35 Gambar 6 Kurva Baku Kuersetin…………………………………...

36 Gambar 7 Hasil scanning spectra UV polifenol teh hitam………….

38 Gambar 8 Struktur theaflavin……………………………………….

38 Gambar 9 Hubungan pengaruh sorbitol (a) dan PEG 400 (b) terhadap daya sebar gel………………………………….

43 Gambar 10 Hubungan pengaruh sorbitol (a) dan PEG 400 (b) terhadap viskositas………………………………………

45 Gambar 11 Hubungan pengaruh sorbitol (a) dan PEG 400 (b) terhadap pergeseran viskositas…………………………..

48 Gambar 12 Contour plot daya sebar gel sunscreen…………………. 53 Gambar 13 Contour plot viskositas gel sunscreen…………………... 54 Gambar 14 Contour plot pergeseran viskositas gel sunscreen……… 55 Gambar 15 Superimposed contour plot gel sunscreen……………...

Intisari

Penelitian ini tentang optimasi formula gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam dengan carbopol sebagai gelling agent dan kombinasi sorbitol dan PEG 400 sebagai humectant. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui faktor yang dominan diantara sorbitol, PEG 400, dan interaksinya dalam menentukan sifat fisik gel, dan untuk memperoleh area komposisi optimum dari humectant yang diteliti.

Penelitian ini termasuk dalam rancangan eksperimental murni dengan variabel eksperimental ganda (desain faktorial). Efektivitas ekstrak kering polifenol teh hitam terhadap radiasi sinar ultraviolet (UV) dinilai dengan uji SPF (Sun Pretection Factor) secara in vitro berdasarkan metode Petro, sebelum ekstrak diformulasikan dalam sediaan gel. Sediaan gel diuji sifat fisik yang meliputi daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas. Desain faktorial digunakan untuk menentukan faktor yang dominan dalam menentukan respon gel. Hasil pengukuran sifat fisik dianalisis menggunakan Yate’s Treatment untuk mengamati perubahan respon yang disebabkan oleh perbedaan level humectant dan untuk mengetahui adanya interaksi antara sorbitol dan PEG 400.

Dari hasil pengukuran nilai SPF secara in vitro diketahui bahwa ekstrak kering polifenol teh hitam memiliki nilai SPF 4,5. Hasil analisis desain faktorial menunjukkan bahwa PEG 400 dominan mempengaruhi daya sebar dan pergeseran viskositas gel, sedangkan viskositas gel dominan dipengaruhi oleh interaksi antara sorbitol dan PEG 400, sehingga sedikit perubahan komposisi PEG 400 dalam formula dapat memberikan perubahan daya sebar dan pergeseran viskositas yang signifikan. Akan tetapi, viskositas gel akan sangat ditentukan oleh interaksi antara sorbitol dan PEG 400. Pada level humectant yang diteliti juga dapat ditemukan yang memenuhi daya sebar 5 – 7 cm, viskositas

superimposed contour plot sebesar 240 – 250 d.Pa.s, dan pergeseran viskositas kurang dari 15%.

Kata kunci: ekstrak kering polifenol teh hitam, sunscreen, sorbitol, PEG 400, gel, desain faktorial

Abstract

This study investigated formula optimization of black tea polyphenol dry extract sunscreen gel with carbopol as gelling agent and combination of sorbitol and PEG 400 as humectant. The aims of this study were to observe the dominant effect among sorbitol, PEG 400, and the interaction between sorbitol and PEG 400 on the gel physical properties, and to obtain the optimum composition area of humectant which observe.

This research was a pure experimental study with double experimental variable (factorial designs). The effectiveness of black tea polyphenol dry extract against ultraviolet radiation was assessed by in vitro SPF (Sun Protection Factor) test based on Petro method, prior to physical property evaluation of each formula in terms of spreadability, viscosity, and viscosity shift. Factorial design was used to determine which factor was dominant in gel formation. The result was analyzed statistically using Yate’s Treatment to determine the difference response which caused by the difference of humectant levels and to observed interaction between sorbitol and PEG 400.

Based on the result of in vitro, SPF test showed that black tea polyphenol dry extract has 4.5 SPF values. In terms of factorial design analysis, PEG 400 was dominant in affecting the spreadability and viscosity shift responses of gels, while gel viscosity was dominantly affected by the interaction between sorbitol and PEG 400. Hence, small alteration of PEG 400 in the formula will show significant change of spreadability and viscosity shift. However, the viscosity of gel will be significantly determined by the interaction between sorbitol and PEG 400. In this level of study, superimposed contour plot which complied the area of 5-7 cm for spreadability, 240-250 d.Pa.s for viscosity and less than 15% of viscosity shift, was also observed.

Key word: black tea polyphenol dry extract, sunscreen, sorbitol, PEG 400, gel, factorial designs

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Disamping efek yang menguntungkan, paparan sinar matahari yang

melimpah dengan intensitas tinggi dapat menyebabkan beberapa penyakit kulit yang terkait dengan radiasi sinar UV. Efek tersebut terutama disebabkan oleh sinar ultraviolet A dan B. Efek merugikan yang ditimbulkan bergantung pada frekuensi, lama, dan intensitas sinar matahari yang mengenai kulit serta sensitivitas seseorang (Purwanti, Erawati, Kurniawati, 2005). Kerusakan lapisan ozon di stratosfer menyebabkan semakin banyaknya sinar UV yang mencapai bumi (Warsito, 2004). Dalam beberapa tahun terakhir, insidensi berbagai penyakit yang terkait dengan radiasi sinar ultraviolet semakin meningkat dan cenderung berkembang. Paparan kronik radiasi UV terhadap kulit menginduksi beberapa respon biologis, termasuk perkembangan erythema, edema, pembentukan sunburn

cells , hyperplasia, penekanan sistem imun, kerusakan DNA, photoaging dan

melanogenesis. Perubahan ini secara langsung maupun tidak langsung terlibat dalam perkembangan kanker kulit (Svobodova, Psotova, Walterova,2003).

UV A akan merusak kolagen dan elastin sehingga sel-sel kulit rusak. Efek sinar UV A dapat dilihat dari kerutan pada kulit dan kulit yang menjadi kendur. Hal ini dikarenakan kekuatan dan kelenturan kulit ditentukan oleh protein kolagen dan elastin. Namun, efek yang ditimbulkan UV A tidak terjadi seketika seperti halnya UV B. Proses perusakan kulit oleh UV A berlangsung sangat lama Salah satu strategi untuk melindungi akibat buruk dari radiasi sinar UV adalah penggunaan sunscreen. Penelitian ini fokus membahas pada produk

sunscreen yang tujuan penggunaannya adalah untuk mencegah dan

meminimalkan efek merusak dari sinar UV tanpa efek yang menyakitkan (Wilkinson and Moore, 1982).

Pemilihan bahan aktif sebagai sunscreen didasarkan pada adanya ikatan rangkap terkonjugasi (kromofor) dan gugus pada ikatan rangkap terkonjugasi (auksokrom). Pada struktur molekul bahan aktif tersebut yang berperan dalam penyerapan radiasi sinar UV adalah cincin aromatik yang terkonjugasi oleh gugus karbonil (Walters, Keeney, Wigal, Johnston, Cornelius, 2007).

Bahan aktif yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak kering polifenol teh hitam. Selain terbukti sebagai agen antioksidan yang efektif untuk melawan efek mutagenik dan karsinogenik dari radiasi sinar UV (Katiyar et al., 2001; Svobodova et al., 2003) polifenol teh juga merupakan salah satu senyawa fenolik yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi (kromofor) dan cincin aromatik yang terkonjugasi oleh gugus karbonil dan gugus hidroksi. Ikatan rangkap terkonjugasi dan cincin aromatik inilah yang bertanggung jawab dalam penyerapan radiasi sinar UV (Svobodova et al., 2003).

Dalam penelitian ini sediaan sunscreen dibuat dalam bentuk gel yang berbasis senyawa hidrofilik yaitu carbopol yang bersifat relatif tidak berminyak dan memberikan rasa dingin pada kulit. Alasan pemilihan bentuk sediaan tersebut adalah bentuk sediaan tersebut memiliki konsistensi yang lembut dan memberikan rasa dingin pada kulit. Rasa dingin tersebut merupakan efek evaporasi air. Keuntungan lain dari sediaan yang dipilih adalah terbentuknya lapisan tipis (film) pada kulit akibat evaporasi air dan alkohol yang dapat dicuci dengan air.

Jumlah dan jenis humectant yang ditambahkan dalam suatu formula sediaan gel dapat mempengaruhi kualitas fisik dan stabilitas fisik sediaan gel karena sifat humectant yang menarik lembab dari lingkungan. Humectant yang digunakan pada penelitian ini adalah sorbitol dan PEG 400. Kombinasi sorbitol dan PEG 400 dengan adanya pengadukan yang kuat akan membentuk suatu gel larut air yang akan mempengaruhi kualitas fisik sediaan gel (Smolinske, 1992).

Optimasi formula dilakukan dengan metode desain faktorial. Dengan metode desain faktorial dapat diketahui faktor yang dominan mempengaruhi sifat fisik gel sunscreen dan interaksi antara dua faktor yang diteliti.Area komposisi sorbitol dan PEG 400 yang optimum sebatas level humectant yang diteliti dapat diprediksi dengan superimposed contour plot sehingga akan diperoleh sediaan gel

sunscreen yang memenuhi persyaratan kualitas fisik yang meliputi daya sebar,

viskositas, dan pergeseran viskositas.

Analisis statistik Yate’s Treatment dalam penelitian ini digunakan untuk melihat perbedaan respon yang terjadi akibat perubahan level pada dua humectant yang diteliti yaitu sorbitol dan PEG 400 serta melihat adanya interaksi antara sorbitol dan PEG 400 dalam mempengaruhi sifat fisik gel sunscreen. Dari hasil analisis statistik Yate’s Treatment ini dapat diketahui faktor yang memberikan perubahan respon kualitas fisik dan stabilitas fisik gel dengan membandingkan nilai F hitung dengan F tabel pada taraf kepercayaan yang telah ditetapkan (95%).

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian tersebut di atas, dapat dirumuskan permasalahan penelitian ini yaitu :

1. Berapakah konsentrasi polifenol teh hitam yang dapat memberikan nilai SPF 4,5 di dalam penelitian ini?

2. Di antara sorbitol, PEG 400, dan interaksi keduanya, manakah yang dominan mempengaruhi sifat fisik dan stabilitas fisik gel sunscreen?

3. Apakah ditemukan area komposisi optimum pada superimposed contour plot yang diprediksi sebagai formula optimum sediaan gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam? C.

Keaslian Penelitian

Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan oleh peneliti, penelitian tentang optimasi formula ekstrak kering polifenol teh hitam dalam bentuk gel sebagai sediaan sunscreen dengan sorbitol dan PEG 400 sebagai humectant belum pernah dilakukan.

D. Manfaat Penelitian

1. Manfaat teoritis Penelitian ini diharapkan mampu menambah pengetahuan tentang bentuk sediaan sunscreen yang berasal dari bahan alam.

2. Manfaat praktis Penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk mengetahui efek yang dominan mempengaruhi sifat fisik gel sunscreen dan stabilitas fisik gel

sunscreen sehingga dapat diperoleh formula optimum gel yang memenuhi persyaratan.

E. Tujuan Penelitian

1. Tujuan umum penelitian ini adalah : Mendapatkan formula optimum gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam yang memenuhi persyaratan sifat fisik dan stabilitas fisik gel.

2. Tujuan khusus penelitian ini adalah :

a. Mengetahui konsentrasi polifenol teh hitam yang dapat memberikan nilai SPF 4,5 di dalam penelitian ini.

b. Mengetahui pengaruh sorbitol, PEG 400, dan interaksi keduanya yang dominan terhadap sifat fisik dan stabilitas fisik gel sunscreen.

c. Menemukan area superimposed contour plot yang diprediksi sebagai area optimum sediaan gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Polifenol teh Teh hitam berasal dari pucuk daun tanaman teh (Camellia sinensis L.)

melalui proses pengolahan tertentu. Secara umum berdasarkan proses pengolahannya, teh diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu teh hijau, teh oolong, dan teh hitam. Teh hijau dibuat dengan cara pemanasan dan penguapan untuk menginaktifkan enzim polifenol oksidase / fenolase sehingga oksidasi enzimatik terhadap katekin dapat dicegah. Sebaliknya, teh hitam dibuat dengan memanfaatkan terjadinya oksidasi enzimatis terhadap kandungan katekin dalam teh (Hartoyo, 2003). Pada proses oksidasi enzimatik, katekin pada teh hitam terkondensasi menjadi theaflavin yang merupakan dimer dan thearubigin yang merupakan polimer (Mulder et al., 2005).

Zat bioaktif dalam teh terutama merupakan polifenol golongan flavonoid yaitu flavanol tipe katekin serta flavonol seperti kuersetin (Rohdiana, 2001; Svobodova et al., 2003). Kira-kira 10% dari flavonoid dalam teh hitam adalah katekin, 10% adalah theaflavin, dan 70%nya adalah thearubigin. Struktur molekul thearubigin belum sepenuhnya ditetapkan (Mulder et al., 2005). Adapun aktivitas biologi katekin yang pernah diteliti adalah sebagai kemopreventif terhadap senyawa promotor tumor, inflamasi kulit yang diinduksi radiasi UV, dan tumorigenesis pada uji kultur sel, uji hewan di laboratorium, studi epidemiologik, dan uji klinik (Mukhtar and Ahmad, 1999; Katiyar et al., 2001).

B. Maserasi

Maserasi merupakan cara penyarian yang sederhana. Maserasi dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari dengan bantuan penggojogan. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif, zat aktif akan terlarut dan karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel, maka larutan yang terpekat didesak ke luar. Peristiwa tersebut terjadi berulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Cairan penyari yang digunakan dapat berupa air, etanol, air-etanol, atau pelarut lain (Anonim, 1986).

Keuntungan cara penyarian dengan maserasi adalah memiliki reprodusibilitas yang baik dengan jumlah penyari yang sama, cara pengerjaan dan peralatan yang digunakan sederhana dan mudah diusahakan. Kerugian cara maserasi adalah pengerjaannya lama dan penyariannya kurang sempurna (Anonim, 1986).

C. Isolasi Flavonoid

Banyak senyawa dari golongan flavonoid yang mudah larut dalam air, terutama bentuk glikosidanya, dan oleh karena itu senyawa ini berada dalam ekstrak air tumbuhan. Bahkan senyawa yang hanya larut sedikit dalam air kepolarannya memadai untuk diekstraksi dengan baik memakai metanol, etanol, atau aseton. Metanol 80% merupakan pelarut yang sering dipakai untuk ekstraksi flavonoid. Pengekstraksian kembali larutan dalam air dengan pelarut organik yang memisahkan golongan flavonoid dari senyawa yang lebih polar seperti karbohidrat. Etil asetat merupakan pelarut yang baik untuk menangani katekin dan proantosianidin (Robinson, Trevor, 1991).

D. Produk Sunscreens

Berdasarkan mekanisme aksinya sunscreen dapat dibedakan menjadi

chemical absorber dan physical blockers. Sunscreen kimiawi umumnya

merupakan senyawa aromatik yang dikonjugasi gugus karbonil. Sunscreen kimiawi ini mengabsorbsi sinar UV intensitas tinggi dengan eksitasi menuju

energy state yang lebih tinggi, sedangkan physical blockers memantulkan atau

menyebarkan radiasi UV (Levy, 2001).

Berdasarkan pada tujuan penggunaannya yaitu untuk mencegah atau meminimalkan efek merusak dari radiasi sinar matahari tanpa efek yang menyakitkan, sunscreen dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Agen pencegah sunburn merupakan sunscreen yang mengabsorbsi 95% atau lebih radiasi sinar UV dengan panjang gelombang antara 290 – 320 nm.

2. Agen suntanning adalah sunscreen yang mengabsorbsi sedikitnya 85% radiasi UV dengan rentang panjang gelombang antara 290 – 320 nm tetapi meneruskan sinar UV dengan panjang gelombang lebih dari 320 nm dan menghasilkan penghitaman kulit (tan) ringan yang bersifat sementara. Agen ini akan menghasilkan erythema tetapi tanpa rasa sakit.

Sunscreen pada kedua kategori ini merupakan sunscreen kimiawi yang

mengabsorbsi rentang radiasi UV spesifik. Dalam beberapa hal sunscreen yang sama bisa bekerja sebagai keduanya tetapi pada konsentrasi yang berbeda (lebih rendah pada produk suntan).

3. Agen sunblock tidak tembus cahaya ditujukan untuk memberikan proteksi maksimum dengan pembentukan barier fisik. Titanium dioxide dan zinc oxide adalah agen dalam kelompok ini yang sering digunakan. Titanium dioxide secara praktis memantulkan dan menyebarkan seluruh radiasi dalam rentang UV dan Visible (290 – 777 nm) dengan cara demikian mencegah atau meminimalisir baik sunburn maupun suntan.

(Harry, 1985). Sifat-sifat yang diperlukan dalam suatu sediaan sunscreen adalah sebagai berikut :

1. Efektif dalam mengabsorbsi radiasi erythmogenic pada rentang 290 – 320 nm tanpa kerusakan yang akan mengurangi efisiensinya atau memberikan peningkatan jumlah bahan yang bersifat toksik atau mengiritasi,

2. Tidak mudah menguap dan tidak mudah hilang dari permukaan kulit sehingga memungkinkan untuk memberikan perlindungan selama beberapa jam,

3. Memiliki karakteristik kelarutan yang sesuai dengan formulasi pembawa kosmetik,

4. Tidak berbau atau berbau cukup lembut untuk dapat diterima penggunanya dan memenuhi karakteristik fisik yang relevan,

5. Tidak toksik, tidak mengiritasi, dan tidak menimbulkan reaksi sensitif, 6. Stabil di bawah kondisi penggunaan.

(Harry, 1985). Menurut FDA, sunscreen dapat dikelompokkan menjadi beberapa kategori berdasarkan nilai SPFnya.

Tabel I. Kategori nilai SPF

SPF Kategori 2 - < 12 Proteksi minimal 12 - < 30 Proteksi sedang

> 30 Proteksi tinggi (Anonim, 1999)

E. Spektrofotometri Ultraviolet dan Tampak

Spektrofotometri UV-Vis adalah salah satu teknik analisis spektroskopik yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190 – 380 nm) dan sinar tampak (380 – 780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer. Radiasi ultraviolet jauh (100 – 190 nm) tidak dipakai sebab pada daerah radiasi tersebut diabsorpsi oleh udara (Mulja dan Suharman, 1995).

Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif (Mulja dan Suharman, 1995).

F. Gel

Gel merupakan sediaan semisolid transparan hingga keruh mengandung perbandingan yang tinggi antara pelarut dan gelling agent (Pena, 1990). Sistem tersebut mungkin jernih atau keruh karena gel tidak sepenuhnya larut atau karena bentuk agregat yang menyebarkan cahaya (Barry, 1983). Saat didispersikan dalam suatu pelarut yang sesuai, gelling agent bergabung dan saling menjerat untuk membentuk struktur jaring koloid tiga dimensi. Jaring ini membatasi aliran cairan dengan menjebak dan menghentikan pergerakan molekul pelarut. Struktur jaring juga bertanggung jawab pada ketahanan terhadap deformasi, oleh karena itu, juga bertanggung jawab terhadap sifat viskoelastisitas (Pena, 1990). Istilah hidrogel dipakai untuk menunjukkan spesifikasi gel cair yang mengandung polimer tidak larut (Lieberman, 1996).

G. Humectant

Humectant merupakan substansi organik berbobot molekul kecil yang

larut air dengan sifat menarik lembab dari udara hingga dicapai suatu derajat

dilution tertentu (Laden, 2000; Wilkinson and Moore, 1982; Rawlings, Harding,

Watkinson, 2002).

Alkohol polihidris – gliserol, propylene glycol, sorbitol, polyoxyethylene sorbitol, dan polyethylene glycol – oleh beberapa penulis dianggap berperan sebagai emolien, dengan menjaga kehalusan dan kelembutan kulit. Bahan tersebut biasanya digunakan sebagai humectant untuk memperlambat penguapan air dalam emulsi O/W. Telah dinyatakan bahwa penyimpanan air dalam fase eksternal emulsi dihubungkan dengan aktifitas emolien melalui kemampuannya mengabsorbsi lembab dari udara dibawah kondisi suhu dan relative humidity spesifik (Strianse, 1957).

1. Sorbitol

H OH H OH OH H

OH C C C C C C O H

H H OH H H H

Gambar 1. Struktur Sorbitol (Gennaro, 2000)

Sorbitol pertama kali diisolasi dari jus buah berry gunung Ash (Sorbus

americana, S.decora ). Saat ini dibuat dari hidrogenasi tekanan tinggi dengan

tembaga kromium atau katalis nikel atau dengan reduksi elektrolitik dari glukosa dan sirup jagung. Jika menggunakan bahan dari gula tebu atau gula bit, disakarida dihidrolisis menjadi dekstrosa dan fruktosa sebelum mengalami proses hidrogenasi (Anonim, 1986).

Secara kimia sorbitol relatif inert dan kompatibel dengan kebanyakan bahan tambahan. Stabil pada udara tanpa kehadiran katalis dan dalam suhu dingin, asam dan basa yang diencerkan. Sorbitol tidak menjadi gelap dan terdekomposisi pada suhu tinggi atau dengan adanya amina. Tidak mudah terbakar, tidak korosif, dan tidak mudah menguap. Pada konsentrasi tinggi sorbitol merupakan stabilizer untuk vitamin yang labil dan antibiotik (Anonim, 1986).

Penambahan polyethylene glycol cair dengan pengadukan kuat pada larutan sorbitol akan menghasilkan massa gel yang larut air dengan titik leleh 35 – 40 ° C (Anonim, 1986).

Sorbitol digunakan sebagai humectant dalam pasta gigi dan kondisioner kulit dalam kosmetik. Tipe produknya termasuk cologne, krim shaving, lotion, dan penyegar kulit (Smolinske, 1992).

2. Polyethylene glycol

H OCH CH OH

2 n

Gambar 2. Struktur Polyethylene glycol (Gennaro, 2000) Polyethylene glycol 200, 300, 400 dan 600 jernih, berbentuk cairan

viskos pada suhu ruangan. Glycol tidak terhidrolisis atau memburuk dibawah kondisi tertentu. Semakin meningkatnya berat molekul, maka kelarutan dalam air, tekanan uap, higroskopisitas dan kelarutan pada pelarut organik menurun; pada saat yang sama, rentang pembekuan atau pelelehan, titik nyala dan viskositas meningkat (Gennaro, 2000).

Bahan ini memiliki kelarutan dan kompatibilitas dalam rentang yang luas, yang membuatnya berguna dalam preparasi farmasetis dan kosmetik (Gennaro, 2000).

Polyethylene glycol digunakan dalam kosmetik dengan kandungan gugus

oxyethylene sebanyak 4 hingga 115.000 (disebut PEG 4 hingga 115M). Derivat cairnya digunakan sebagai pelarut dan humectant dalam minyak mandi, pewangi, shampo, kondisioner rambut, make-up wajah, krim, lotion, produk suntan, dan produk pembersih (Smolinske, 1992).

H. Metode Desain Faktorial

Desain faktorial digunakan dalam penelitian dimana efek dari faktor atau kondisi yang berbeda dalam penelitian akan diketahui. Desain faktorial merupakan desain yang dipilih untuk mendeterminasi efek-efek secara simultan dan interaksi antar efek tersebut (Bolton, 1997). Dengan metode ini akan dapat dilihat efek dari perbandingan jumlah sorbitol dan PEG 400 sebagai humectant terhadap sifat fisik dan stabilitas gel.

Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yaitu teknik untuk memberikan model hubungan antara variabel respon dengan satu atau lebih variabel bebas. Model yang diperoleh dari analisis tersebut berupa persamaan matematika (Bolton, 1997). Desain faktorial dua level berarti ada dua faktor (misal A dan B) yang masing-masing faktor diuji pada dua level yang berbeda, yaitu level rendah dan level tinggi. Dengan desain faktorial dapat didesain suatu percobaan untuk mengetahui faktor yang dominan berpengaruh secara signifikan terhadap suatu respon (Bolton, 1997).

Optimasi campuran dua bahan (berarti ada dua faktor) dengan desain faktorial (two level design) dilakukan berdasarkan rumus : Y = b + b (A) + b (B) + b (A)(B) …………………………(1)

12 Dengan :

Y = respon hasil atau sifat yang diamati, misalnya daya sebar (A), (B) = level bagian A, bagian B b 0, b 1, b 2, b

12 = koefisien. Dapat dihitung dari hasil percobaan

(Bolton, 1997) Pada desain faktorial dua level dan dua faktor diperlukan empat

percobaan (2 = 4, dengan 2 menunjukkan level dan n menunjukkan jumlah faktor), yaitu (1), A dan B pada level rendah; (a), A pada level tinggi dan B pada level rendah; (b), A pada level rendah dan B pada level tinggi; (ab), A dan B masing-masing pada level tinggi. Untuk memudahkan perhitungan, level tinggi dari faktor diubah menjadi +1 dan level rendah dari faktor diubah menjadi -1 (Bolton, 1997).

Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level tinggi dan rata-rata respon pada level rendah. Konsep perhitungannya sebagai berikut : Efek faktor A = ((a – (1)) + (ab-b)) / 2 Efek faktor B = ((b – (1)) + (ab – a)) / 2 Efek interaksi = ((ab – b) + ((1)-a)) / 2

(Bolton, 1997)

I. Landasan Teori

Berbagai penelitian menunjukkan bahwa matahari sebagai penyebab utama penuaan kulit yang ditandai dengan produksi melanin, kulit yang semakin kusam, flek, kerutan, dan pori-pori yang membesar. Kerusakan lapisan ozon di stratosfer menyebabkan semakin banyaknya sinar UV yang mencapai bumi. Sinar ultraviolet dalam jumlah banyak dapat menyebabkan kanker kulit, kerusakan mata, penurunan kekebalan tubuh dan perusakan sel-sel hidup pada manusia dan hewan.

Salah satu alternatif cara mencegahnya adalah dengan penggunaan

sunscreen sebagai agen fotoprotektif. Tujuan preparasi produk sunscreen adalah

untuk mencegah atau meminimalkan efek merusak dari radiasi sinar matahari

Sunscreen kimiawi umumnya merupakan senyawa aromatik yang

dikonjugasi gugus karbonil. Sunscreen kimiawi ini mengabsorbsi sinar UV intensitas tinggi dengan eksitasi menuju energy state yang lebih tinggi.

Senyawa polifenol dalam teh telah diteliti memiliki aktifitas biologi sebagai agen kemopreventif terhadap senyawa promotor tumor, inflamasi kulit yang diinduksi radiasi UV, dan tumorigenesis pada uji kultur sel, uji hewan di laboratorium, studi epidemiologik, dan uji klinik (Mukhtar and Ahmad, 1999; Katiyar et al., 2001) lewat beberapa mekanisme seperti menghambat kerusakan DNA yang diinduksi oleh radiasi UV. Pada penelitian ini digunakan bahan aktif polifenol teh hitam yang merupakan salah satu senyawa fenolik yang memiliki gugus kromofor dan auksokrom. Gugus kromofor dan auksokrom inilah yang bertanggung jawab dalam menyerap radiasi sinar UV.

Untuk dapat digunakan sebagai sunscreen maka ekstrak kering polifenol teh hitam perlu dimasukkan dalam suatu pembawa yang sesuai. Dalam penelitian ini digunakan bentuk sediaan gel dengan basis hidrofilik sebagai pembawa. Alasan pemilihan bentuk sediaan tersebut adalah karena bentuk sediaan gel yang berbasis senyawa hidrofilik memiliki konsistensi yang lembut dan memberikan rasa dingin pada kulit. Rasa dingin tersebut merupakan efek evaporasi air. Keuntungan lain dari sediaan yang dipilih adalah terbentuknya lapisan tipis (film) pada kulit akibat evaporasi air dan alkohol yang dapat dicuci dengan air.

Adanya humectant dalam sediaan gel tersebut memungkinkan penambahan kuantitas air dalam sediaan karena sifat humectant yang menarik lembab. Penambahan kuantitas air ini dapat mempengaruhi sifat fisik dan stabilitas fisik sediaan, yang meliputi daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas. Sifat sorbitol, yang dengan penambahan polyethylene glycol cair akan membentuk suatu massa mirip lilin yang berupa gel larut air, merupakan suatu karakteristik yang dapat mempengaruhi sifat fisik gel. Dalam penelitian ini digunakan PEG 400 yang merupakan suatu polyethylene glycol cair. Interaksi keduanya dapat diamati pengaruhnya terhadap sifat fisik gel. Dengan menggunakan metode desain faktorial diharapkan dapat diketahui efek dari masing-masing humectant, yaitu sorbitol dan PEG 400, dan interaksi keduanya.

J. Hipotesis

H i1 : µ respon sorbitol level rendah sorbitol level tinggi ≠ µ respon

H i2 : µ respon PEG 400 level rendah PEG 400 level tinggi ≠ µ respon

H : ada interaksi antara sorbitol dan PEG 400

Hipotesis ditarik berdasarkan penggunaan Yate’s treatment dalam analisis statistik dengan respon sifat fisik dan stabilitas gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis dan Rancangan Penelitian Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental murni dengan variabel

eksperimental ganda (desain faktorial) dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula optimum gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam yang memenuhi syarat mutu, yaitu dapat diterima (acceptable) oleh masyarakat.

B. Variabel dalam Penelitian

1. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah jenis humectant (sorbitol dan PEG 400) dan level humectant (tinggi dan rendah).

2. Variabel Tergantung

Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisik gel dan stabilitas fisik gel meliputi daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas.

3. Variabel Pengacau Terkendali

Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah kecepatan mixer dalam proses pembuatan gel, suhu dan lama penyimpanan dalam uji stabilitas gel, dan wadah penyimpanan.

4. Variabel Pengacau Tak Terkendali

Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu dan kelembaban ruangan saat pembuatan gel.

C. Definisi Operasional

1. Gel sunscreen ekstrak kering polifenol teh hitam adalah sediaan semipadat yang berfungsi sebagai agen penyerap sinar UV yang dibuat dari ekstrak kering polifenol teh hitam, gelling agent, dan humectant sesuai dengan formula yang telah ditentukan, dibuat sesuai prosedur pembuatan gel pada penelitian ini.

2. Ekstrak kering polifenol teh hitam adalah sediaan serbuk kering dari teh hitam yang diperoleh dengan maserasi menggunakan metanol (teknis) dilanjutkan dengan ekstraksi polifenol teh hitam menggunakan etil asetat yang dipekatkan dan dikeringkan.

3. SPF (Sun Protection Factor) adalah hasil logaritma dari luas area di bawah kurva absorbansi pada rentang panjang gelombang 290 nm sampai panjang gelombang terbesar yang memberikan nilai absorbansi 0,05 yang dihitung dengan rumus trapezium dibagi dengan selisih panjang gelombang terbesar dan terkecil, dilakukan menurut metode Petro.

4. Desain faktorial adalah metode optimasi yang memungkinkan untuk mengetahui efek yang dominan dari komponen formula dalam menentukan sifat fisik dan stabilitas gel serta digunakan untuk mencari area komposisi optimum humectant sorbitol-PEG 400 berdasarkan superimposed contour plot

5. Faktor adalah setiap besaran yang mempengaruhi respon, dalam penelitian ini digunakan 2 faktor yaitu sorbitol sebagai faktor A dan PEG 400 sebagai faktor B.

6. Level adalah nilai atau tetapan untuk faktor, dalam penelitian ini terdapat 2 level yaitu level rendah dan level tinggi. Level rendah sorbitol dinyatakan dalam jumlah bahan sebanyak 5 g dan level tinggi sebanyak 15 g. Level rendah PEG 400 dinyatakan dalam jumlah bahan sebanyak 5 g dan level tinggi sebanyak 15 g.

7. Respon adalah besaran yang akan diamati perubahan efek, besarnya dapat dikuantitatifkan. Dalam penelitian ini yang ditetapkan sebagai respon adalah hasil percobaan sifat fisik (daya sebar dan viskositas) dan stabilitas fisik gel (pergeseran viskositas).

8. Efek adalah perubahan respon yang disebabkan variasi level dan faktor.

Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada level rendah dan rata-rata pada level tinggi.

9. Superimposed Contour plot adalah grafik area pertemuan yang memuat area daya sebar 5 – 7 cm, viskositas 240 – 250 d.Pa.s, dan pergeseran viskositas ≤ 15 % dalam contour plot yang diprediksikan sebagai area optimum gel.

10. Daya sebar optimum adalah diameter penyebaran gel sebesar 5 – 7 cm pada pengukuran massa gel 1 gram yang diberi beban 125 gram selama 1 menit.

11. Viskositas optimum adalah viskositas yang mendukung kemudahan gel diisikan ke dalam wadah dan dikeluarkan saat digunakan serta memiliki sifat pemerataan yang baik saat diaplikasikan. Viskositas yang optimum dalam penelitian ini adalah 240-250 d.Pa.s.

12. Pergeseran viskositas adalah presentase selisih viskositas gel setelah penyimpanan selama 1 bulan dengan viskositas rata-rata awal (48 jam setelah pembuatan), dibagi dengan viskositas rata-rata awal (48 jam setelah pembuatan), dikali 100%.

Rumus untuk pergeseran viskositas adalah

viskositas setelah penyimpanan bulan 1 − viskositas rata − rata awal x 100% viskositas rata rata awal

−

Pergeseran viskositas optimum dalam penelitian ini adalah ≤ 15 %.

D. Bahan dan Alat

1. Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak kering polifenol teh hitam, metanol (teknis), kloroform (teknis), etil asetat (teknis), etanol 96%

(teknis), Etanol 90%, aquadest, Carbopol tipe 934 (teknis), sorbitol (teknis), PEG 400 (teknis), triethanolamine (teknis), vitamin C.

2. Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah glassware (Pyrex- Germany), shaker, alat uji SPF terhadap ekstrak kering polifenol teh hitam

spektrofotometer UV-Vis seri Genesys 10s (Thermospectronic-USA), mixer

(modifikasi fakultas Farmasi USD), viscotester seri VT 04 (Rion-Japan), alat uji

E. Tata Cara Penelitian

1. Preparasi ekstrak kering polifenol dari teh hitam

a. Penetapan kadar air serbuk teh hitam. Penetapan kadar air serbuk teh hitam dilakukan dengan menggunakan metode Karl Fischer. Serbuk teh hitam ditimbang 1 gram, ditambah 10 mL metanol, lalu didiamkan selama 1 hari pada suhu kamar. Selanjutnya dilakukan pre-titrasi pada alat dan uji kebocoran alat, hingga didapat angka drift 10-50. Standarisasi dilakukan dengan cara menimbang

spuit berisi air, kemudian dimasukkan 1 tetes air ke dalam alat. Spuit ditimbang

kembali untuk menentukan berat air yang dimasukkan. Kesetaraan air dihitung.

Metanol dimasukkan sebanyak 1 mL dan dititrasi dengan alat (blanko). Kadar air dihitung. Sampel dimasukkan 1 mL, dititrasi dengan alat, dan dihitung kadar air dalam sampel. Kadar air dalam sampel dihitung dengan menggunakan rumus:

x − blanko

Kadar air = × 100 % ..............................................(2)

berat yang ditimbang

x = angka yang muncul pada alat (mg)

b. Ekstraksi polifenol dari teh hitam. Serbuk teh(100 g, kadar air < 10%) diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan pelarut metanol (500 mL) dengan bantuan shaker (150 rpm) selama 48 jam. Ekstrak metanol yang diperoleh diuapkan dengan vacuum rotary evaporator sampai volume 100 mL. Selanjutnya ditambahkan 100 mL kloroform dan 100 mL aquades. Lapisan atas dan lapisan bawah dipisahkan. Selanjutnya lapisan atas diekstraksi dengan etil asetat dua kali, masing-masing dengan volume 150 mL. Ekstrak polifenol yang ada di bagian atas dikumpulkan, selanjutnya diuapkan hingga kering (Nagayama, Iwamura, Shibata,

2. Penetapan kadar polifenol teh hitam dalam ekstrak kering polifenol secara Kolorimetri (metode Folin Ciocalteau)

a. Penentuan operating time. Sebanyak 0,05 g kuersetin standar dilarutkan dengan 75% aseton sampai volume 50,0 mL. Dibuat konsentrasi 0,4 mg/mL menggunakan aseton 75%. Diambil 0,5 mL larutan tersebut dan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL. Ditambahkan pereaksi Folin-Ciocalteau sebanyak 2,5 mL dan dibiarkan selama 2 menit. Ditambahkan 7,5 mL larutan Na

2 CO 3 kemudian

diencerkan dengan aquades hingga tanda sehingga konsentrasi larutan menjadi 0,4 mg% b/v. Larutan divortex selama 30 detik kemudian diinkubasi selama 40 menit.

Kemudian disentrifuse dengan kecepatan 4000 rpm selama 5 menit. Absorbansi larutan diukur pada panjang gelombang 726,0 nm. Dicari operating time yang memberikan serapan yang stabil.

b. Penentuan panjang gelombang ( λ) maksimum. Sebanyak 0,05 g kuersetin standar dilarutkan dengan 75% aseton sampai volume 50,0 mL. Dibuat konsentasi 0,4 mg/mL menggunakan aseton 75%. Diambil 0,5 mL larutan tersebut dan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL. Ditambahkan pereaksi Folin- Ciocalteau sebanyak 2,5 mL dan dibiarkan selama 2 menit. Ditambahkan 7,5 mL larutan Na CO kemudian diencerkan dengan aquades hingga tanda sehingga