EFEK SUHU PENCAMPURAN DAN KECEPATAN PUTAR PROPELLER MIXER TERHADAP SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL AM EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sa

   

KECEPATAN PUTAR PROPELLER MIXER TERHADAP

SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL A/M

  

EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.):

APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh:

Ardani

  

NIM : 068114029

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2010

   

KECEPATAN PUTAR PROPELLER MIXER TERHADAP

SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL A/M

  

EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.):

APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh:

Ardani

  

NIM : 068114029

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2010

   

   

   

In a world of make believe, You can change all that you see

But in the world of reality, You've taught me all that I need

  

Time like a river flows, Twisting and turning all the way

Life is an endless road, You've been with me day by day

You're there for whatever I need

The only way I can thank you is to be the best that I can be

  

If we hold on together, Just you and me

(Diana Ross)

This S1 Thesis is wholeheartedly dedicated to: My awesome God My beloved grandmother My trustworted father and mother My lovely sister and brother My delightful friends My almamater

   

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Ardani

  Nomor Mahasiswa : 068114029 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : EFEK SUHU PENCAMPURAN DAN KECEPATAN PUTAR PROPELLER

MIXER TERHADAP SIFAT FISIS DAN STABILITAS EMULSI ORAL A/M

  EKSTRAK ETANOL BUAH PARE (Momordica charantia L.): APLIKASI DESAIN FAKTORIAL beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencatumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 4 Januari 2010 Yang Menyatakan (Ardani)

   

  Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Penyayang dan Pengasih atas semua berkat dan penyertaan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S. Farm).

  Penulis memiliki banyak kesulitan dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Tetapi dengan adanya banyak bantuan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terimakasih atas segala bantuan yang telah diberikan kepada:

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

  2. Dewi Setyaningsih, M.Sc., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis

  3. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt., selaku dosen penguji atas kesediaannya meluangkan waktu untuk menjadi dosen penguji, serta kritik dan saran yang diberikan.

  4. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku dosen penguji yang telah menguji sekaligus memberikan kritik, saran, dan arahan kepada penulis.

  5. Ayah, ibu, adik atas dukungan dan cinta kasihnya

  6. Teman-teman satu penelitian, Lia, Vita, dan Yosep atas kerjasama dan kebersamaannya di laboratorium

   

  kost Pelangi untuk dukungannya

  8. Teman-teman angkatan 2006 khususnya teman-teman FST

  9. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Ottok, serta laboran-laboran lain atas bantuannya selama penulis menyelesaikan laporan akhir

  10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini Penulis menyadari bahwa dalam laporan akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Akhir kata semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca.

  Penulis

   

  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,

  4 Januari 2010 Penulis

  Ardani

   

  HALAMAN SAMPUL ............................................................................................ i HALAMAN JUDUL ............................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................................. v PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .................................................. vi PRAKATA ............................................................................................................ vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................ ix DAFTAR ISI ............................................................................................................ x DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv DAFTAR PERSAMAAN ................................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xviii

  INTISARI ............................................................................................................. xix ABSTRACT ........................................................................................................... xx

  BAB I. PENGANTAR ............................................................................................. 1 A. Latar Belakang ................................................................................................ 1 B. Perumusan Masalah ........................................................................................ 3 C. Keaslian Penelitian ......................................................................................... 3 D. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4 E. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 4

   

  A. Pare ................................................................................................................ 5

  B. Emulsi ............................................................................................................ 8

  1. Definisi ...................................................................................................... 8

  2. Proses Emulsifikasi .................................................................................... 9

  3. Emulgator ................................................................................................ 11

  C. Pencampuran ................................................................................................ 13

  D. Formulasi ...................................................................................................... 17

  1. Sorbitan Monooleat (Span 80) ................................................................. 17

  2. Polioksietilen Sorbitan Monooleat (Tween 80) ........................................ 18

  3. Virgin Coconut Oil .................................................................................. 19

  4. Gliserin .................................................................................................... 20

  5. Sukrosa .................................................................................................... 20

  6. Metil Paraben (Nipagin) .......................................................................... 21

  E. Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi .................................................................. 21

  1. Distribusi Ukuran Droplet ....................................................................... 21

  2. Reologi dan Viskositas ............................................................................ 23

  3. Stabilitas Emulsi ...................................................................................... 26 Metode Desain Faktorial .........................................................................................

  F.

  31 G. Landasan Teori ............................................................................................. 34

  H. Hipotesis ....................................................................................................... 35

  BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 36 A. Jenis Rancangan Penelitian .......................................................................... 36

   

  1. Variabel Penelitian ................................................................................... 36

  2. Definisi Operasional ................................................................................. 37

  C. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................................ 38

  D. Alur Penelitian .............................................................................................. 39

  E. Tata Cara Penelitian ...................................................................................... 40

  1. Verifikasi Ekstrak Etanol Buah Pare ....................................................... 40

  a. Ekstraksi Etanol Buah Pare .................................................................. 40

  b. Uji Kualitatif Ekstrak Etanol Buah Pare secara Kromatografi Lapis Tipis (KLT) .......................................................................................... 40

  2. Formula .................................................................................................... 41

  3. Pembuatan Emulsi ................................................................................... 41

  4. Uji Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi ........................................................ 42

  a. Uji Tipe Emulsi (Metode Warna) ....................................................... 42

  b. Uji Ukuran Droplet ............................................................................. 42

  c. Uji Viskositas ...................................................................................... 43

  d. Uji Indeks Creaming ............................................................................ 44

  F. Analisis Data ................................................................................................ 44

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 46 A. Verifikasi Ekstrak Etanol Buah Pare ............................................................ 46

  1. Ekstraksi Etanol Buah Pare ...................................................................... 46

  2. Uji Kualitatif Ekstrak Etanol Buah Pare secara Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ............................................................................................. 46

   

  C. Pengujian Tipe Emulsi ................................................................................. 49

  D. Karakterisasi Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi ............................................ 50

  1. Karakterisasi Sifat Fisis Emulsi ................................................................ 53

  2. Karakterisasi Stabilitas Emulsi ................................................................. 53

  E. Efek Suhu Pencampuran dan Kecepatan Putar Terhadap Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi .......................................................................................... 55

  1. Ukuran Droplet ........................................................................................ 57

  2. Viskositas Emulsi ..................................................................................... 59

  3. Indeks Creaming ...................................................................................... 61

  4. Pergeseran Ukuran Droplet ...................................................................... 63

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 66 A. Kesimpulan ................................................................................................... 66 B. Saran ............................................................................................................. 66 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 67 LAMPIRAN ........................................................................................................... 72 BIOGRAFI PENULIS ......................................................................................... 112

   

  Tabel I. Rancangan percobaan desain faktorial dengan dua faktor dan dua level ......................................................................................................... 32 Tabel II. Formula emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare ................................ 41 Tabel III. Rancangan desain faktorial .................................................................... 42 Tabel IV. Respon sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare ............................................................................................ 52 Tabel V. Efek faktor terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi ............................... 55 Tabel VI. Persamaan desain faktorial respon ......................................................... 56 Tabel VII. Hasil analisis Anova dengan design expert 7.1.4 pada respon

  percentile 90 ukuran droplet setelah 24 jam pembuatan emulsi ......... 58

  Tabel VIII. Hasil analisis Anova dengan design expert 7.1.4 pada respon viskositas emulsi setelah 24 jam pembuatan emulsi .......................... .60 Tabel IX. Hasil analisis Anova dengan design expert 7.1.4 pada respon indeks creaming setelah 24 jam pembuatan emulsi ............................. 63 Tabel X. Hasil analisis Anova dengan design expert 7.1.4 pada respon pergeseran ukuran droplet setelah 1 bulan penyimpanan emulsi ......... 65

   

  Gambar 1. Pare ........................................................................................................ 5 Gambar 2a. Propeller mixer dan 2b. Turbine mixer ............................................. 15 Gambar 3. Skematik High Pressure Homogenizer ................................................ 16 Gambar 4. Branson Sonic Bath ............................................................................. 16 Gambar 5. Penggiling koloid ................................................................................ 17 Gambar 6. Rumus bangun Span 80 ........................................................................ 17 Gambar 7. Rumus bangun Tween 80 ..................................................................... 18 Gambar 8. Rumus bangun gliserin ......................................................................... 20 Gambar 9. Rumus bangun sukrosa ....................................................................... 20 Gambar 10. Rumus bangun nipagin ....................................................................... 21 Gambar 11. Contoh grafik distribusi frekuensi ukuran droplet ............................ 23 Gambar 12. Gambaran skematik ketidakstabilan emulsi ..................................... 29 Gambar 13. Bagan alur penelitian ......................................................................... 39 Gambar 14. Profil KLT ekstrak etanol buah pare .................................................. 47 Gambar 15. Penentuan tipe emulsi menggunakan methylene blue (perbesaran

  100X) ................................................................................................ 50 Gambar 16. Profil percentile 90 ukuran droplet selama satu bulan ....................... 54 Gambar 17. Profil viskositas emulsi selama satu bulan ......................................... 54 Gambar 18. Profil indeks creaming selama satu bulan ......................................... 54 Gambar 19. Grafik hubungan suhu pencampuran (a) dan kecepatan putar

  (b) terhadap respon ukuran droplet setelah 24 jam pembuatan emulsi ................................................................................................ 57

   

  (b) terhadap respon viskositas emulsi setelah 24 jam pembuatan emulsi ............................................................................. 59 Gambar 21. Grafik hubungan suhu pencampuran (a) dan kecepatan putar

  (b) terhadap respon indeks creaming setelah 24 jam pembuatan emulsi ............................................................................. 62 Gambar 22. Grafik hubungan suhu pencampuran (a) dan kecepatan putar

  (b) terhadap respon pergeseran ukuran droplet setelah 1 bulan penyimpanan emulsi.......................................................................... 64

                               

   

  Persamaan 1 ........................................................................................................... 24 Persamaan 2 ........................................................................................................... 27 Persamaan 3 ........................................................................................................... 32 Persamaan 4 ........................................................................................................... 43 Persamaan 5 ........................................................................................................... 44 Persamaan 6 ........................................................................................................... 56 Persamaan 7 ........................................................................................................... 56 Persamaan 8 ........................................................................................................... 56 Persamaan 9 ........................................................................................................... 56

   

  Lampiran 1. Certificate of Analysis Ekstrak Etanol Buah Pare (Momordica

  charantia L.) ..................................................................................... 72

  Lampiran 2. Perhitungan Dosis Ekstrak Etanol Buah Pare dan Perhitungan Bahan ................................................................................................ 75

  Lampiran 3. Notasi Desain Faktorial .................................................................... 77 Lampiran 4. Data Uji Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi Oral A/M Ekstrak

  Etanol Buah Pare ............................................................................... 78 Lampiran 5. Analisis SPSS Terhadap Ukuran Droplet Emulsi Oral A/M

  Ekstrak Etanol Buah Pare.................................................................. 82 Lampiran 6. Uji Statistik Respon Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi Oral

  A/M Ekstrak Etanol Buah Pare ......................................................... 94 Lampiran 7. Perhitungan Efek Faktor Terhadap Sifat Fisis dan Stabilitas

  Emulsi Oral A/M Ekstrak Etanol Buah Pare ................................. 103 Lampiran 8. Analisis Anova Terhadap Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi

  Oral A/M Ekstrak Etanol Buah Pare ............................................... 104 Lampiran 9. Cek Normalitas Respon Sifat Fisis dan Stabilitas Emulsi Oral

  A/M Ekstrak Etanol Buah Pare ...................................................... 106 Lampiran 10. Dokumentasi .................................................................................. 110

   

  Proses pencampuran, meliputi suhu pencampuran dan kecepatan putar

  

propeller mixer dapat mempengaruhi sifat fisis dan stabilitas sediaan emulsi oral

  A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.). Kecepatan putar yang digunakan akan memberikan energi kinetik sehingga menyebabkan adanya gaya geser pada emulsi yang memungkinkan terjadi perubahan sifat fisis emulsi. Energi panas berupa suhu pencampuran dapat mempengaruhi tegangan permukaan sehingga menentukan sifat fisis emulsi.

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana efek suhu pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer terhadap sifat fisis dan stabilitas fisis dari emulsi yang dihasilkan. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan metode desain faktorial dua faktor yaitu suhu pencampuran – kecepatan putar dan dua level yaitu level tinggi – level rendah. Sifat fisis emulsi oral yang diukur adalah ukuran droplet, viskositas, dan indeks creaming. Stabilitas emulsi oral yang diukur adalah profil ukuran droplet, viskositas, dan indeks creaming selama penyimpanan satu bulan. Signifikansi efek suhu pencampuran dan kecepatan putar terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L) dianalisis secara statistik menggunakan design expert 7.1.4. pada taraf kepercayaan 95%.

  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa interaksi antara suhu pencampuran dan kecepatan putar memberikan efek yang signifikan (p<0.05) terhadap indeks creaming sebagai parameter sifat fisis emulsi.

  Kata kunci: suhu pencampuran, kecepatan putar propeller mixer, emulsi oral A/M, ekstrak etanol buah pare, desain faktorial

                       

   

  The mixing process, includes mixing temperature and propeller mixer’s mixing rate can affect the physical properties and stability of Momordica

  

charantia L. fruit ethanolic extract W/O oral emulsion. The mixing rate is used to

to cause a shear force on the emulsion which changes the

  provide kinetic energy physical properties of emulsion.

  Heat energy in the form of mixing temperature can affects the surface tension which determines the physical properties of emulsion. The aim of this study was to determine how far the effect of mixing temperature and propeller mixer’s mixing rate on the physical properties and stability of the emulsion. Therefore, in this study used factorial design method with two factor mixing temperature-mixing rate and two level high level-low level.  The emulsion physical properties measured were droplet size, viscosity, and index

  

of creaming. The emulsion stability measured were droplet size shift over one month

storage and the profiles of droplet size, viscosity, and index of creaming for one month

storage. The significance effect of mixing temperature and mixing rate on physical

properties and stability of Momordica charantia L. fruit ethanolic extract W/O oral

  emulsion were analyzed statistically using the design expert 7.1.4. at 95% level of confidence.

  The result of this study showed that the interaction between mixing temperature

and mixing rate provided a significant effect (p <0.05) on the index of creaming as a

physical property parameter of emulsion.

    Keywords : mixing temperature, propeller mixer’s mixing rate, oral W/O emulsion, Momordica charantia L. fruit ethanolic extract, factorial design

   

   

PENGANTAR

A. LATAR BELAKANG

  Pare (Momordica charantia L.) merupakan tanaman anggota keluarga Cucurbitaceae yang telah digunakan dalam berbagai pengobatan. Beberapa bukti ilmiah menunjukkan bahwa pare memiliki aktivitas hipoglikemik, antiviral, antineoplastik, antiinfeksi, dan antispermatogenesis (Basch, E., Gabardi, S., and Ulbricht, C., 2003; Abalaka, M.E., Olonitola, O.S., Onaolapo, J.A., and Inabo, H.I., 2009; Jackson, H., and Jones, A.R., 1972).

  Pengembangan ekstrak etanol buah pare terkait dengan aktivitas yang diinginkan membutuhkan bentuk sediaan yang siap digunakan dalam uji klinik pada manusia. Rasa pahit dari ekstrak etanol buah pare karena kandungan kukurbitasin menyebabkan timbulnya kendala dalam pengembangannya sebagai sediaan oral. Oleh karena itu, dibuat bentuk sediaan emulsi sistem air dalam minyak (A/M) dari ekstrak etanol buah pare. Ekstrak etanol buah pare yang larut air akan terdispersi membentuk droplet yang terlindung dalam fase minyak sehingga rasa pahit bisa berkurang karena difusi droplet akan terhalangi dan kontak dengan saliva akan berkurang.

  Sediaan emulsi A/M mempunyai kelebihan bila dibandingkan dengan sediaan padat seperti kapsul yang juga sering digunakan untuk menutupi rasa pada sediaan oral. Sediaan kapsul memiliki kecepatan disolusi yang lebih rendah sehingga bioavailabilitas oral sediaan akan menjadi rendah dan kemungkinan efek

  2  

  bioavailabilitas oral yang lebih tinggi karena droplet air yang mengandung zat berkhasiat dari pare akan cepat diabsorpsi (Srivastava, Y., 1993). Emulsi pare sistem A/M ini juga dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi emulsi sistem A/M/A untuk meningkatkan penggunaan secara oral yang berefek prolonged- release .

  Sediaan emulsi sistem A/M, terkait dengan sifat fisis dan stabilitasnya dipengaruhi oleh emulgator yang digunakan dan proses pencampurannya.

  Pemilihan dan komposisi emulgator yang tepat akan menghasilkan sistem emulsi A/M yang stabil. Proses pencampuran dalam pembuatan sediaan emulsi merupakan proses dispersi dari fase minyak dan air untuk membentuk emulsi yang stabil. Selama proses pencampuran, kecepatan putar yang digunakan menimbulkan gaya geser pada emulsi yang akan menentukan sifat fisis emulsi.

  Semakin tinggi kecepatan putar, viskositas emulsi akan semakin kecil karena emulsi memiliki sifat aliran pseudoplastis. Suhu pencampuran dapat mempengaruhi tegangan permukaan sehingga memudahkan dalam proses emulsifikasi. Namun, pada batas tertentu, kecepatan putar dan suhu pencampuran akan memberikan energi kinetik yang dapat memecah ikatan dari interaksi antara emulgator dengan fase dispers dan medium kontinyunya sehingga sistem emulsi menjadi tidak stabil dan cepat memisah.

  Variasi suhu pencampuran dan kecepatan putar diyakini akan memberikan efek yang dapat diukur kebermaknaannya dalam menentukan parameter-parameter sifat fisis emulsi, seperti ukuran droplet, viskositas, dan

  3  

  tertentu. Oleh karena itu, desain penelitian ini menggunakan desain faktorial pada dua level dan dua faktor untuk mengevaluasi secara obyektif efek faktor. Suhu pencampuran dan kecepatan putar merupakan faktor yang diteliti, sedangkan variasi suhu pencampuran dan kecepatan putar adalah level yang dipilih.

  Signifikansi efek suhu pencampuran dan kecepatan putar terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral ekstrak etanol buah pare dianalisis dengan menggunakan

  design expert 7.1.4 . dengan Anova pada taraf kepercayaan 95%.

B. PERMASALAHAN

  Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat disusun permasalahan: Apakah variasi suhu pencampuran dan kecepatan putar propeller mixer pada level yang diteliti memberikan efek yang signifikan terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi oral A/M ekstrak etanol buah pare (Momordica charantia L.)? C.

KEASLIAN PENELITIAN

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang Efek Suhu Pencampuran dan Kecepatan Putar Propeller Mixer Terhadap Emulsi Oral A/M Ekstrak Etanol Buah Pare (Momordica charantia L.) Dengan Aplikasi Desain Faktorial belum pernah dilakukan.

  4  

MANFAAT PENELITIAN

  1. Manfaat Teoritis Menambah informasi bagi ilmu pengetahuan mengenai efek proses pencampuran meliputi suhu pencampuran dan kecepatan putar terhadap sediaan emulsi dan aplikasi desain faktorial dalam analisis pengaruh tersebut.

  2. Manfaat Metodologis Menambah informasi dalam bidang kefarmasian mengenai penggunaan desain faktorial dalam mengamati efek suhu pencampuran dan kecepatan putar terhadap sediaan emulsi.

  3. Manfaat Praktis Mengetahui pengaruh suhu pencampuran dan kecepatan putar dalam proses pembuatan emulsi terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi.

E. TUJUAN PENELITIAN

  1. Tujuan Umum Membuat sediaan emulsi sistem air dalam minyak (A/M) dengan zat aktif yang berasal dari bahan alam, yaitu ekstrak buah pare.

  2. Tujuan Khusus Mengetahui efek proses pencampuran meliputi suhu pencampuran, kecepatan putar, dan interaksinya terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi.

   

PENELAAHAN PUSTAKA A.

  

Pare

  Tanaman pare merupakan tanaman anggota Cucurbitaceae dengan sinonim Momordica chinensis, M. elegans, M. indica, M. operculata, M. sinensis,

  

Sicyos fauriel (Taylor, L., 2002). Pare banyak terdapat di daerah tropika dan

  tumbuh baik di dataran rendah. Pare merupakan tanaman setahun, merambat atau memanjat dengan alat pembelit atau sulur berbentuk spiral, banyak bercabang, berbau tidak enak. Batang berusuk 5, panjang 2-5 m, yang muda berambut rapat. Daun tunggal, bertangkai yang panjangnya 1,5-5,3 cm, letak berseling, bentuknya bulat panjang, dengan panjang 3,5-8,5 cm, lebar 4 cm, berbagi menjari 5-7, pangkal berbentuk jantung, warnanya hijau tua. Taju bergigi kasar sampai berlekuk menyirip. Bunga tunggal, berkelamin dua dalam satu pohon, bertangkai panjang, berwarna kuning. Buah bulat memanjang, dengan 8-10 rusuk memanjang, berbintil-bintil tidak beraturan, panjangnya 8-30 cm, rasanya pahit.

  Warna buah hijau, bila masak menjadi oranye yang pecah dengan 3 katup. Biji banyak, coklat kekuningan, bentuknya pipih memanjang, keras (Anonim, 2005).

  Gambar 1. Pare (Kress, H., 1997)

  6  

  polifenol, serta glikosida kukurbitasin, charantin, asam butirat, asam palmitat, asam linoleat, dan asam stearat (Rita, W.S., Suirta, I.W., and Sabikin, A., 2008).

  Begum, S., Ahmed, M., Siddiqui, B.S., Khan, A., Saify, Z.S., and Arif, M., (1997) juga telah berhasil mengisolasi senyawa steroid, monosiklik alkohol, dan beberapa senyawa triterpenoid. Isolasi dari ekstrak buah pare diperoleh empat jenis momordikosida yang tidak pahit rasanya, yaitu momordikosida F (C H O ), F

  1

  45

  68

  12

  2

  (C H O ), G (C H O ), dan I (C H O ) (Okabe, H., Miyahara, Y., and

  36

  58

  8

  45

  68

  12

  36

  58

  8 Yamauchi, T., 1982a).

  Pare telah digunakan untuk menurunkan kadar gula darah pada penderita diabetes mellitus. Aktivitas antiviral dan antineoplastik secara in vitro juga telah dilaporkan. Uji klinis menunjukkan bahwa perasan pare, buah, dan serbuk keringnya memberikan efek hipoglikemik sedang dan konvulsi pada anak-anak, mengurangi fertilitas mencit, meningkatkan γ-glutamiltransferase dan fosfatase dalam hewan, dan sakit kepala (Basch, E., et al., 2003). Efek buah pare sebagai anti-virus HIV terletak pada kandungan protein momorcharin alfa dan beta, atau pada protein MAP30 (Momordica Antiviral Protein 30) (Manitto, P., 1981; Anonim, 2006; Liu, W. K., Sze, S.F., and Yeung, H.W., 1993). Pare juga digunakan secara topikal untuk mengobati luka pada kulit penderita diabetes (Teoh, S.L., Latiff, A.A., and Das, S., 2008).

  Ekstrak etanol pare memiliki aktivitas hipoglikemik pada dosis 500 mg/kg yang menyebabkan 10-15% penurunan glukosa darah setelah 1 minggu (Biyani, et al., 2003). Ekstrak etanol buah pare memiliki aktivitas antibakteri,

  7  

  mg/ml (terhadap E. coli dan S. aureus) (Abalaka, M.E., et al., 2009). Dari uji aktivitas antitumor dengan bacterium tumefaciens A-208 terhadap isolat aktif dari ekstrak etanol buah pare yang bersifat toksik terhadap larva udang Artemia salina L. dengan LC 230 ppm menunjukkan bahwa isolat tersebut aktif antitumor. Dari

  50

  hasil identifikasi menggunakan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa, isolat aktif antitumor buah pare diduga merupakan gabungan dari beberapa senyawa dengan 3 senyawa mayor yang sebagian besar merupakan asam organik, yaitu asam heksadekanoat, asam oktadekanoat, dan ester dioktilheksadioat (Rita, W.S.,

  et al. , 2008).

  Ekstrak buah pare juga ditemukan mampu menghambat spermatogenesis pada mencit jantan (Sutyarso, 1992) dan anjing jantan (Dixit, V.P., Kimnna, P., and Bhargava, S.K., 1978). Selama 60 hari pemberian jus buah pare jumlah anak tikus berkurang sampai dengan 90% (Stepka, W., Wilson, K.E., and Madge, G.E., 1974). Mekanisme fisiologi penghambatan spermatogenesis buah pare pada tikus jantan belum ditemukan. Beberapa peneliti berpendapat bahwa zat pahit dalam pare, yaitu momordikosida K (C H O ) dan L (C H O ) (Okabe, H., Miyahara,

  37

  58

  9

  36

  58

  9 Y., and Yamauchi, T., 1982b), yang merupakan golongan kukurbitasin, terlibat

  dalam penghambatan spermatogenesis melalui aktivitas sitotoksik (West, M.E., Sidrak, G.H., and Street, S.P.W., 1971). Selain itu, aktivitas penghambatan spermatogenesis ekstrak buah pare juga dikaitkan dengan aktivitas steroid karena kukurbitasin memiliki struktur dasar siklopentan perhidrofenantrena yang juga merupakan struktur dasar steroid. Menurut Jackson, H., dan Jones, A.R., (1972),

  8  

  pada mencit menunjukkan bahwa ektrak etanol buah pare tidak mengganggu faal liver sampai pada dosis 750mg/kgBB mencit (Sutyarso, 1992). Menurut penelitian Saribulan (1993), tingkat toksisitas ekstrak etanol buah pare termasuk kategori praktis tidak toksik, yaitu terletak pada rentang (5-15 g/kg). Studi toksikologi menunjukkan bahwa pare aman untuk kesehatan manusia dan tidak memiliki efek toksik (Chopra, R.N., Nayar, S.L., and Chopra, I.C., 1956).

  B.

  

Emulsi

1. Definisi

  Emulsi merupakan suatu sistem heterogen, minimal terdiri dari satu macam cairan yang tidak saling campur dan terdispersi ke dalam cairan lain dalam bentuk droplet atau globules yang biasanya berdiameter lebih dari 0,1µm (Allen, L.V., 2002). Tipe emulsi A/M, merupakan emulsi yang mempunyai fase dalam air dan fase luar minyak dan tipe emulsi M/A, merupakan emulsi yang mempunyai fase dalam minyak dan fase luar air (Ansel, H.C., 1989).

  Uji penentuan tipe emulsi dilakukan untuk memastikan apakah emulsi yang dibuat merupakan tipe M/A atau A/M. Uji yang sering dilakukan adalah :

• Uji miscibility dalam minyak atau air. Emulsi hanya akan tercampur dengan liquid yang memiliki fase kontinyu yang sama.
• Uji staining. Menggunakan pewarna yang larut air atau larut minyak, yang pada salah satu fase akan terlarut atau terwarnai (Aulton, M.E., 2002).

  9  

  a. Teori Tegangan Permukaan Menurut teori ini semua cairan mempunyai kecenderungan menerima suatu bentuk yang mempunyai luas permukaan terbuka dalam jumlah yang paling kecil. Dalam tetesan cairan yang bulat, ada tenaga (kekuatan) yang cenderung meningkatkan hubungan dari molekul-molekul zat untuk menahan distorsi dari tetesan menjadi suatu bentuk yang kurang bulat. Jika dua atau lebih tetesan cairan yang sama saling bertemu kecenderungan untuk bergabung membuat satu tetesan yang lebih besar dan mempunyai luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan luas permukaan total dari tetesan-tetesan tersebut sebelum bergabung. Zat-zat yang dapat meningkatkan penurunan tahanan untuk pecah dapat merangsang suatu cairan untuk menjadi tetesan yang lebih kecil. Zat-zat yang menurunkan tegangan ini disebut surface active agent (surfactant) (Ansel, H.C., 1989).

  b. Oriented Wedge Theory Teori ini menganggap lapisan monomolekular dari zat pengemulsi melingkari suatu tetesan fase dalam emulsi. Zat pengemulsi mengarahkan dirinya di sekitar dan dalam suatu sistem yang mengandung dua cairan yang saling tidak bercampur, zat pengemulsi akan memilih larut dalam salah satu fase dan terikat kuat dalam fase tersebut dibandingkan dengan fase lainnya. Karena molekul-molekul mempunyai suatu bagian hidrofilik dan suatu bagian hidrofobik, maka molekul-molekul tersebut akan mengarahkan dirinya ke masing-masing fase. Umumnya suatu zat pengemulsi yang mempunyai

  10  

  membentuk suatu emulsi minyak dalam air dan suatu emulsi air dalam minyak sebagai hasil penggunaan zat pengemulsi yang lebih hidrofobik daripada hidrofilik (Ansel, H.C., 1989).

  c. Teori Plastik Teori ini menempatkan zat pengemulsi pada antarmuka minyak dan air, mengelilingi tetesan fase dalam sebagai suatu lapisan tipis atau film yang diadsorbsi pada permukaan dari tetesan. Lapisan tersebut mencegah kontak dan bersatunya fase terdispersi, makin kuat dan makin lunak lapisan tersebut akan makin besar dan makin stabil emulsinya. Pembentukan emulsi tipe A/M atau M/A tergantung pada derajat kelarutan dari zat pengemulsi dalam kedua fase tersebut, zat yang larut dalam air akan merangsang terbentuknya emulsi M/A dan zat pengemulsi yang larut dalam minyak sebaliknya (Ansel, H.C., 1989).

  d. Teori Lapisan Listrik Rangkap Jika terdispersi ke dalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan mempunyai muatan yang berlawanan dengan lapisan di depannya. Dengan demikian seolah-olah tiap tetesan minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari tetesan minyak yang akan bergabung menjadi satu molekul besar, karena susunan listrik yang menyelubungi setiap tetesan minyak mempunyai susunan yang sama. Dengan demikian, antara sesama tetesan akan tolak menolak, stabilitas emulsi akan bertambah (Parrott, E.I., 1971).

   

  11

  Teori ini mempertimbangkan bangun geometrik emulgator dan menjelaskan mengapa suatu emulgator menyebabkan pembentukan emulsi M/A, yang lain emulsi A/M. Dalam hal emulgatornya larut air, bagian hidrofilnya akan menebal dan memenuhi ruang melalui keteraturan steriknya atau akibat proses hidratasinya. Pada emulgator lipofil, misal pada sabun kation bervalensi banyak, terjadi hal sebaliknya. Rantai rangkap asam lemak membutuhkan ruang yang lebih besar, sehingga kecenderungan disosiasi garam alkali tanah berkurang dan proses hidratasi gugus hidroksilnya lebih rendah.

  Efek pasak menyebabkan melengkungnya batas antar permukaan mengelilingi tetesan air (Voigt, R., 1994).

3. Emulgator

  Emulgator adalah surfaktan yang mengurangi tegangan antar muka antara fase minyak dan air, meminimalkan energi permukaan dari droplet yang terbentuk. Emulgator merupakan suatu molekul yang mempunyai rantai hidrokarbon nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Penggunaan campuran dua macam emulgator biasanya lebih stabil dibanding penggunaan emulgator tunggal dengan menjumlahkan HLB secara langsung. Emulgator dapat dicampurkan dengan perbandingan dan proporsi yang sesuai (Allen, L.V., 2002).

  12  

  stabil masih bersifat semiempiris, yaitu berdasarkan pada konsep Hydrophile-

  

Lipoophile Balance (HLB), metode Phase Inversion Temperature (PIT), dan

metode mikroskopik untuk emulsi multifase (Eccleston, G.M., 2007).

  a. Konsep Hydrophile-Lipoophile Balance (HLB) Harga HLB memberikan informasi tentang keseimbangan hidrofil lipofil, yang dihasilkan dari ukuran dan kekuatan gugus hidrofil dan lipofil.

  Suatu zat lipofil disusun dalam harga HLB yang lebih rendah, zat hidrofil dalam harga HLB yang lebih tinggi (Voigt, R., 1994).

  Umumnya emulgator yang mempunyai harga HLB 3 sampai 6 menghasilkan emulsi A/M, sedangkan yang mempunyai harga HLB 8 sampai 18 menghasilkan emulsi M/A (Anief, M., 2000). Metode pemilihan emulgator berdasarkan pada tipe minyak yang memerlukan emulgator dengan harga HLB yang spesifik untuk menghasilkan emulsi yang stabil. Sejumlah emulgator ataupun campurannya memiliki nilai HLB yang mendekati nilai required HLB minyak sehingga dapat dihasilkan emulsi yang stabil (Eccleston, G.M., 2007).

  b. Metode Phase Inversion Temperature (PIT) Menurut Shinoda, K., dan Arai, H., (1964), terdapat HLB temperature atau Phase Inversion Temperature (PIT), yaitu suhu di mana komponen hidrofilik dan lipofilik dalam suatu emulgator nonionik berada dalam keseimbangan yang mengakibatkan terjadinya inversi pada emulsi.

  13  

  emulgator dalam pemilihan emulgator yang akan digunakan. Metode ini berdasarkan pada stabilitas emulsi M/A yang mengandung surfaktan nonionik yang dikaitkan dengan derajat hidrasi dari lapisan antarmuka. Stabilitas emulsi akan berkurang dengan meningkatnya temperatur ataupun dengan adanya penambahan garam karena adanya perubahan hidrasi yang signifikan pada lapisan antarmuka. Inversi fase, karena adanya perubahan kecenderungan lapisan emulgator larut dalam air pada temperatur rendah menjadi cenderung larut dalam minyak pada temperatur tinggi, di mana terjadi pada temperatur spesifik untuk emulsi tertentu dan dapat ditentukan secara eksperimental (Eccleston, G.M., 2007).

  c. Metode mikroskopik Mekanisme stabilisasi emulsi oleh surfaktan dapat dipelajari menggunakan metode mikroskopik. Metode ini berdasarkan pada pengamatan campuran emulgator yang baik akan menstabilkan emulsi melalui pembentukan multilayers dari fase gel yang stabil (Eccleston, G.M., 2007).

  C.

  

Pencampuran

  Proses pencampuran dalam pembuatan sediaan emulsi merupakan proses dispersi dari fase minyak dan air untuk membentuk emulsi yang baik. Prinsip mekanisme pencampuran cair-cair ada tiga, yaitu 1) Bulk transport : terjadi gerakan sejumlah besar material dari satu tempat ke tempat lain, 2) Turbulent

  

mixing : terjadi dari gerakan secara acak dari molekul yang dipaksa bergerak

  14  

  dimana terjadi gerakan acak partikel secara individu, terjadi redistribusi partikel- partikel (Aulton, M.E., 2002). Berdasarkan viskositas cairan yang dicampur, maka mekanisme pencampuran cairan dibagi menjadi dua, yaitu laminar mixing dan

  

turbulent mixing . Aliran laminar biasanya terjadi pada cairan dengan viskositas

  tinggi, biasanya lebih dari 10 Pas. Turbulent mixing biasanya terjadi pada cairan dengan viskositas kurang dari 10 mPas (Nienow, A.W., Harnby, N., and Edwards, M.F., 1997).

  Selama proses pencampuran, kecepatan putar mixer yang digunakan akan menyebabkan adanya gaya geser pada emulsi yang memungkinkan terjadi perubahan sifat fisis emulsi (Amiji, M.M., and Sandmann, B.J., 2003). Pencampuran dengan kecepatan putar tertentu dapat memberikan energi kinetik yang cukup pada sistem emulsi sehingga diperoleh droplet dengan diameter kecil (Prinderre, P., Piccerelle, P., Cauture, E., Kalantzis, G., Reynier, J.P., and Joachim J., 1998).

  Suhu pencampuran dapat mempengaruhi tegangan permukaan sehingga juga dapat mempengaruhi sifat fisis emulsi. Peningkatan suhu pencampuran akan meningkatkan gerakan kinetik, baik dari droplet fase terdispersi maupun dari agen pengemulsi pada antar permukaan minyak – air (Nielloud, F., and Mestres, G.M., 2000).

  15