Optimasi formula sedia gel uv protection filtrat perasan umbi wortel [Daucus carota, L.] : tinjauan terhadap sorbitol dan gliserol - USD Repository

  OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL UV PROTECTION FILTRAT PERASAN UMBI WORTEL (Daucus carota, L.) : TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN GLISEROL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh : Budiaji Suryawijaya Pranata

  NIM : 048114128

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  OPTIMASI FORMULA SEDIAAN GEL UV PROTECTION FILTRAT PERASAN UMBI WORTEL (Daucus carota, L.) : TINJAUAN TERHADAP SORBITOL DAN GLISEROL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh : Budiaji Suryawijaya Pranata

  NIM : 048114128

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  ! "##$ % ! "##$ % ! "##$ % ! "##$ %

KATA PENGANTAR

  Penulis sungguh bersyukur kepada Bapa Yang Kekal atas penyertaan dan pemenuhan segala kebutuhan dalam pelaksanaan penelitian skripsi berjudul

  

Optimasi Formula Sediaan Gel UV Protection Filtrat Perasan Umbi Wortel

  (Daucus carota, L.) : Tinjauan terhadap Sorbitol dan Gliserol dari awal sampai selesainya penelitian. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm) Universitas Sanata Dharma.

  Dalam penyelesaian penelitian ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1.

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

  2. Christine Patramurti, M.Si., Apt., selaku Kepala Program Studi Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  3. Sri Hartati Yuliani, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan kepercayaan penuh, bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  4. Rina Kuswahyuning, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran.

  5. Agatha Budi Susiana Lestari, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran.

  6. Dra. A. Nora Iska Harnita, M.Si., Apt., yang telah memberikan masukan, kritik, kepedulian dan sarannya.

  7. Tim Wortel Miracle: Deci, Cipi, Deka, Ella, Ine, Finza dan Ian atas kebersamaan melewati siang dan malam di laboratorium.

  8. Segenap Staf Laboratorium: Pak Yuwono, Pak Musrifin, Pak Sigit, Pak Wagiran, Pak Agung, Pak Iswandi, Pak Otto, Pak Heru, Pak Sarwanto, Pak Parlan, Pak Kunto dan Pak Andri atas bantuan dan kerjasamanya.

  9. Pak Satpam: Mas Tri, Mas Agus, Mas Sani dan semua penjaga keamanan saat lembur kerja malam hari.

  10. Tim SWF Paingan : Ko Frankie, Ko Yudi, Ko Andryan, Ko Yanuar, Mas Dwi, Bang Alex, Ko Daud, Andri kecil atas kebersamaan kita.

  11. Bapak Gembala Obaja Sigit dan segenap rekan – rekan GKN untuk motivasi yang diberikan.

  12. Teman kos Paingan: Brother Ronald Sihombing, Robert, Dudy, Fredy, Boby, Icha dan Rico, Rei dan Mario, Bang Arnold dan Mas Setiya Adhi Nugraha.

  13. Seluruh mahasiswa angkatan 2004 atas perjuangan bersama kita.

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

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan akhir ini banyak kesalahan dan kekurangan yang ditemukan 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

  

INTISARI

  Penelitian ini tentang optimasi formula sediaan gel UV protection filtrat perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) dengan menggunakan gliserol dan sorbitol sebagai humektan. Tujuan penelitian adalah untuk memperoleh profil campuran yang optimum dari humektan yang digunakan.

  Penelitian ini termasuk rancangan eksperimental menggunakan metode

  

simplex lattice design 2 komponen dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula

UV protection filtrat perasan wortel yang dapat diterima masyarakat (acceptable).

  Tiap formula diuji untuk mengetahui respon daya sebar, viskositas dan pergeseran viskositas. Analisis persamaan yang diperoleh menggunakan analisis uji F dengan taraf kepercayaan 95%. Dibuat contour plot untuk masing-masing uji fisis, kemudian digabungkan semua contour plot untuk menghasilkan satu contour plot

  

superimposed yang menunjukkan komposisi optimum humektan gliserol dan

sorbitol.

  Daya sebar optimal berkisar pada diameter penyebaran ditentukan sebesar 4 - 5 cm. Viskositas optimal ditentukan antara 290 dPa s sampai 300 dPa s. Stabilitas gel ditunjukkan dengan pergeseran viskositas kurang dari 5%. Dari penelitian tidak diperoleh komposisi optimum contour plot superimposed tetapi diperoleh formula V dengan komposisi gliserol 100% sebagai formula optimum yang memenuhi persyaratan sediaan gel, memiliki diameter daya sebar 4,18 cm, viskositas 295,83 dPa s, dan pergeseran viskositas sebesar 3,50 %. Profil sifat fisis daya sebar campuran humektan membentuk kurva melengkung terbuka ke atas, profil sifat fisis viskositas dan % pergeseran membentuk kurva melengkung terbuka ke bawah.

  Kata kunci : filtrat perasan wortel, gel, uv protection, gliserol, sorbitol, simplex

  lattice design

  

ABSTRACT

  This research was about formula optimization of carrot filtrate UV protection gel dosage form by using glycerol and sorbitol as humectant. The research was aimed to obtain optimum mixture profile from used humectant. The research was included as experimental design using explorative 2 component’s simplex lattice design method, which was searching UV protection gel with acceptable appearance in the society.

  Each formula was tested to search for spreadability, viscosity, and viscosity shift. Equity analysis which was obtained by using F test analysis with confidence level 95%. It was made contour plot for each physical properties test, then it was combined all contour plot to produce one contour plot superimposed which showed optimum area of sorbitol and glycerol composition.

  Optimum diameter spreadability was determined around 4-5 cm. Optimum viscosity was determined around 290-300 dPa s. Gel stability was shown with the viscosity shift which is less than 5%. From the research it was not obtained optimum contour plot superimposed composition but it was obtained formula V (five) contain 100% glycerol as optimum formula which fullfills the requirement of high quality gel with diameter spreadability 4,81 cm, viscosity 295,83 d Pa s, and viscosity shift 3,50 %. Profile of spreadability curves formed concave line. Profile of viscosity and viscosity shift curves formed convex lines.

  Keywords : carrot filtrate, gel, UV protection, glycerol, sorbitol, simplex lattice design.

  DAFTAR ISI

  HALAMAN SAMPUL ................................................................................ i HALAMAN JUDUL .................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING............................................. iii HALAMAN PENGESAHAN........................................................................ iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. v PRAKATA.......................................................................................... ............ vi PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................ ix

  INTISARI ................................................................................................... x

  

ABSTRACT ................................................................................................ xi

  DAFTAR ISI .............................................................................................. xii DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xvii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xviii

  BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1 A. Latar Belakang.......................................................................... 1 B. Perumusan Masalah ................................................................. 4 C. Keaslian Karya ......................................................................... 4 D. Manfaat Penelitian .................................................................... 5 E. Tujuan Penelitian ..................................................................... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 6

  A.

  Wortel ...................................................................................... 6

  1. Morfologi tanaman ............................................................. 6

  2. Kandungan kimia dan kegunaan.......................................... 6 B. Beta Karoten............................................................................. 7 C.

  Gel ........................................................................................... 8 D.

  Carbomer.................................................................................. 9 E. Humektan................................................................................. 10 F. Radikal bebas dan Antioksidan karotenoid................................ 11 G.

  Sunscreen dan SPF ................................................................... 12 H Spektrofotometri UV ................................................................. 13

  I. Metode Simplex Lattice Design ................................................. 14 J.

  Keterangan Empiris .................................................................. 15

  BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 16 A. Jenis Rancangan Penelitian...................................................... 16 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional........................... 16

  1. Variabel Penelitian............................................................. 16

  2. Definisi Operasional .......................................................... 17 C. Bahan dan Alat ........................................................................ 18 D.

  Tata Cara Penelitian................................................................. 19 1.

  Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.)............................................................ 19 2.

  Memprediksi nilai SPF filtrat perasan wortel...................... 20

  3. Optimasi pembuatan gel UV Protection ............................. 20 4.

  Uji sifat fisis formula ......................................................... 22 E. Analisis Data ......................................................................... 23

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 24 A. Preparasi Wortel dan Ekstraksi Beta Karoten ....................... 24 B. Penetapan Kadar Beta Karoten dalam Filtrat Perasan Wortel ................................................................................... 25

  1. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF dalam filtrat perasan wortel sebelum membuat gel ................................. 26

  2. Penetapan kadar beta karoten dan nilai SPF dalam gel ....... 30 C. Pembuatan Sediaan Gel ......................................................... 32 D.

  Sifat Fisis dan Stabilitas Sediaan Gel ..................................... 33

  1. Uji Daya Sebar................................................................... 34

  2. Uji Viskositas .................................................................... 36

  3. Uji Stabilitas ...................................................................... 37 E. Optimasi Formula Sediaan Gel .............................................. 38

  1. Perkiraan Formula Optimum berdasar Daya Sebar ............. 38

  2. Perkiraan Formula Optimum berdasar Viskositas............... 40

  3. Perkiraan Formula Optimum berdasar % Pergeseran Viskositas ......................................................................... 41

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN …................................................... 43 A.

  B.

  Saran ..................................................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 44 LAMPIRAN ................................................................................................ 47 BIOGRAFI PENULIS .................................................................................. 69

  DAFTAR TABEL

  Tabel I. Formula Simplex Lattice Design.................................................. 21 Tabel II. Kurva baku beta karoten dengan Spektrofotometer Genesis 10.... 27 Tabel III. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel dengan dengan Spektrofotometer Genesis 10................... 27 Tabel IV. Hasil pengukuran SPF ................................................................. 29 Tabel V. Kurva baku beta karoten dengan Perkin-Elmer Spektrofotomer

  UV-Vis Lambda 20 ...................................................................... 30

  Tabel VI. Jumlah beta karoten dalam 1 gram filtrat perasan wortel dengan

  Perkin-Elmer Spektrofotomer UV-Vis Lambda 20....................... 31

  Tabel VII. Hasil pengukuran SPF dalam 200 gram gel. ................................ 31 Tabel VIII. Hasil pengukuran sifat fisis dan stabilitas gel UV Protection....... 34 Tabel IX. Hasil perhitungan uji F pada daya sebar gel UV Protection......... 35 Tabel X. Hasil perhitungan uji F pada viskositas gel UV Protection .......... 36 Tabel XI. Hasil perhitungan uji F pada pergeseran viskositas gel UV

  Protection ................................................................................... 37

  Tabel XII. Hasil uji pH gel UV Protection ................................................... 42

  DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Struktur molekul beta karoten ...................................................... 7 Gambar 2. Spektra UV-Vis Beta Karoten...................................................... 8 Gambar 3. Rumus molekul carbopol ........................................................... 10 Gambar 4. Struktur molekul gliserol ........................................................... 10 Gambar 5. Struktur molekul sorbitol ........................................................... 11 Gambar 6. Hasil scanning beta karoten dengan pelarut kloroform.................28 Gambar 7. Hasil scanning panjang gelombang serapan maksimum larutan beta karoten .................................................................... 30 Gambar 8. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon daya sebar gel UV Protection............................................35 Gambar 9. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon viskositas gel UV Protection.............................................37 Gambar 10. Grafik hubungan antara humektan sorbitol dan gliserol dengan respon % pergeseran viskositas gel UV Protection..........38 Gambar 11. Grafik hubungan antara humektan dengan respon daya sebar yang menunjukkan range optimum humektan..................................... 39 Gambar 12. Grafik hubungan antara humektan dengan respon viskositas yang menunjukkan range optimum humektan..................................... 40 Gambar 13. Grafik hubungan antara humektan dengan respon % pergeseran viskositas yang menunjukkan range optimum humektan ............ 41

  DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Perhitungan Kadar Filtrat Perasan Wortel.................................. 47 Lampiran 2. Data Sifat Fisis, Persamaan Simplex Lattice Design, Uji F........ 53 Lampiran 3. Data Nilai pH Gel .................................................................... 66 Lampiran 4. Dokumentasi ................................................................................67

BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Setiap orang terpapar oleh radiasi ultraviolet dari matahari, sejumlah kecil

  radiasi UV memberikan keuntungan untuk kesehatan dan berperan penting dalam produksi vitamin D. Apabila kita terlalu banyak terpapar oleh radiasi UV maka akan menimbulkan berbagai masalah kesehatan, terutama munculnya kanker kulit (Anonim, 2006a). Banyak studi epidemiologi menemukan bahwa radiasi UV menyebabkan kanker pada manusia berkulit terang atau dapat menimbulkan efek yang lebih ringan seperti sunburn hal ini dikarenakan lapisan ozon yang semakin menipis dari tahun ke tahun (Anonim, 2007a). Radiasi UV menghasilkan proses fotooksidasi yang bertanggung jawab dalam berbagai macam kerusakan jaringan kulit ini (Sies dan Stahl, 2004). Radiasi UV sendiri didefinisikan merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik yang berada antara sinar X dan sinar tampak. Sinar UV dibagi menjadi vacuum UV(40-190nm), Far UV (190-220nm), UV C (220-290nm), UV B (290-320nm) dan UV A (320-400nm). Vacuum UV, Far UV, dan UV C hampir tidak ditemukan dalam alam karena secara total diserap oleh atmosfer. UV B adalah bentuk radiasi UV yang paling berbahaya karena memiliki energi cukup untuk menembus dan merusak pada DNA seluler. Individu yang beraktivitas memiliki resiko besar terpapar oleh efek UV B, terlebih lagi lapisan ozon semakin menipis (Zeman, 2007). Sistem pertahanan tubuh melanin yang dihasilkan oleh melanosit. Sistem ini sebagai sistem yang memblok penetrasi UV dan mencegah kerusakan pada jaringan kulit rentan yang ada sebelah dalam (Anonim, 2007b).

  Sunscreen adalah senyawa kimia yang mampu mengabsorpsi dan atau

  memantulkan sinar UV sebelum mencapai kulit (Stanfield, 2003). Sunscreen dapat digunakan untuk mengurangi efek merusak radiasi UV, tetapi sekarang ini

  

sunscreen berbahan aktif sintetik di pasaran dilaporkan terbukti memiliki resiko

  kurang aman ketika digunakan. Bahan aktif sintetik berukuran sangat kecil mampu untuk terabsorpsi ke dalam kulit dan dapat tereksitasi menjadi radikal bebas menyerang sel DNA. Penyerangan sel DNA ini dapat menyebabkan efek yang lebih buruk daripada terpapar oleh UV secara langsung (Hanson, K.M., Gratton, E., Bardeen, C.J., 2006). Oleh karena itu penelitian menggunakan zat aktif dari bahan alam yang lebih aman dalam penggunaannya.

  Penelitian ini membuat sediaan UV Protection menggunakan zat aktif dari bahan alam beta karoten berasal dari filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.).

  Beta karoten sebagai golongan karotenoid merupakan antioksidan yang berperan dalam proses fotoproteksi, menangkap radikal bebas akibat proses fotooksidasi yang dihasilkan oleh radiasi UV (Siems dan Stahl, 2004). Bentuk sediaan topikal yang mungkin untuk dibuat adalah cream, lotion, dan gel. Namun bentuk sediaan cream dan lotion memiliki kekurangan yaitu tidak nyaman ketika digunakan. Kandungan minyak dalam cream menjadi masalah pada orang dengan produksi kelenjar sebasea berlebihan karena dapat merangsang timbulnya jerawat. Lotion kulit. Oleh karena itu perlu dikembangkan bentuk sediaan gel yang mempunyai sifat fisis lebih baik dan nyaman dalam penggunaannya, memiliki viskositas cukup dan dapat dirancang sediaan hidrogel yang tidak berminyak dan mudah untuk dibersihkan.

  Penelitian ini merupakan salah satu upaya untuk menyumbangkan inovasi dalam memformulasi gel. Sediaan topikal yang dibuat harus memiliki sifat fisis yang nyaman dan mudah untuk diaplikasikan, salah satunya yaitu memiliki daya sebar yang baik (Garg, A., Aggarwal, D., Garg, S., Singla, A.K., 2002). Dalam penelitian ini digunakan agen pengental gel carbopol dan 2 humektan yaitu sorbitol dan gliserol. Humektan menempati posisi yang penting dalam formula untuk memberikan proteksi terhadap kehilangan air pada gel karena evaporasi air yang sangat cepat mempengaruhi daya sebar sediaan. Gliserol memiliki higroskopis tinggi namun daya ikat air total tidak berbeda jauh dengan higroskopisnya, sedang sorbitol walaupun memiliki higroskopis lebih rendah daripada gliserol tapi memiliki daya ikat air total 21 kali daripada nilai higroskopisnya. Dengan kombinasi sifat ini maka diharapkan formula memiliki daya sebar dan stabilitas yang baik, yaitu memiliki kemampuan higroskopis tinggi dan daya ikat total air besar, sehingga evaporasi secara maksimal dapat dicegah dan mampu mempertahankan konsistensi. Kombinasi sorbitol dan gliserol diharapkan pula dapat membentuk gel dengan sifat yang nyaman untuk digunakan.

  Pendekatan yang digunakan pada optimasi formula gel UV Protection

  

design diaplikasikan untuk melihat profil campuran bahan, sekaligus dapat

memperkirakan sifat campuran lain yang tidak dicobakan dalam penelitian.

  Pendekatan ini juga memungkinkan mendapatkan area optimum campuran 2 humektan dengan sifat fisis dan stabilitas yang dikehendaki (Amstrong, 1996., Bolton, 1997).

B. Perumusan Masalah

  1.Apakah ada range optimum gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus

  carota , Linn.) bila dilihat dari sifat fisis dan stabilitas gel menggunakan

  metode simplex lattice design?

  2.Berapa jumlah humektan sorbitol dan gliserol dalam formula gel UV

  Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) yang menghasilkan

  formula optimum?

  3.Bagaimana profil sifat fisis gel UV Protection dengan campuran humektan sorbitol dan gliserol yang terbentuk?

C. Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan penulis, penelitian tentang optimasi formula gel UV Protection filtrat perasan umbi wortel (Daucus carota, L.) tinjauan terhadap sorbitol dan gliserol metode Simpleks Lattice Design belum pernah dilakukan.

D. Manfaat Penelitian

  1. Manfaat Teoritis Memberikan informasi bagi perkembangan ilmu kefarmasian mengenai penggunaan bahan alam dalam sediaan UV Protection.

  2. Manfaat Praktis Mengetahui area komposisi optimum dari sifat fisis gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) dengan humektan sorbitol dan gliserol.

E. Tujuan Penelitian

  1. Mengetahui apakah ada range optimum bila dilihat dari sifat fisis dan stabilitas gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) pada variasi komposisi humektan sorbitol dan gliserol.

  2. Mendapatkan jumlah humektan yang menghasilkan formula optimum gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.).

  3. Mendapatkan profil sifat fisis gel UV Protection filtrat perasan wortel (Daucus carota , L.) campuran humektan sorbitol dan gliserol.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Wortel

  1. Morfologi tanaman

  Terna musiman, tinggi 1-1,5 m, tumbuh di daerah sejuk bertemperatur

  20 C. Jenis wortel cukup banyak, tumbuh baik pada ketinggian 500-1000 m atau 1000-2000 m dpl. Untuk tumbuhnya, wortel memerlukan tanah geluh berpasir yang kaya bahan organik dan sinar matahari yang cukup.

  Wortel berbatang pendek, basah, merupakan sekumpulan tangkai daun yang keluar dari ujung umbi bagian atas. Daun majemuk berganda, pangkal tangkai melebar menjadi upih, lonjong, tepi bertoreh, ujung runcing, pangkal berlekuk, panjang 15-20cm, lebar 10-13cm, pertulangan menyirip, berwarna hijau.

  Bunga berkumpul dalam payung majemuk, mahkota berbentuk bintang, halus, berwarna putih.

  2. Kandungan kimia dan kegunaan

  Wortel segar mengandung air, protein, karbohidrat, lemak, serat, abu, nutrisi anti kanker, gula alamiah (fruktosa, sukrosa, dektrosa, laktosa, dan maltosa), pektin, glutanion, mineral (kalsium, fosfor, besi, kalium, natrium, magnesium, kromium), vitamin (beta karoten, B , dan C) serta asparagine.

  1

  (Dalimartha, 2001). Secara umum dalam 122 gram wortel, terdapat beta karoten 10,108 mg, vitamin B 0.081 mg, dan vitamin C 7,2 mg (Anonim, 2007)

  1 Wortel berwarna orange oleh karena kandungan beta karoten, yang mana dalam tubuh manusia untuk diubah menjadi vitamin A. Wortel juga kaya akan serat, mineral dan dikenal sebagai antioksidan (Anonim, 2007c).

B. Beta Karoten

  Beta karoten merupakan golongan karoten. Beta karoten digunakan oleh tubuh untuk membuat retinol, yang mana dibutuhkan untuk kesehatan penglihatan. Walaupun konsumsi vitamin A berlebih adalah berbahaya, tetapi beta karoten adalah supplement yang aman karena tubuh akan mengubah beta karoten menjadi vitamin A sesuai dengan kebutuhan. Oleh karena itu tidak meracuni tubuh. Beta karoten adalah antioksidan dan melindungi tubuh dengan menangkap radikal bebas mencegah oksidasi (Anonim, 2006b).

  Rantai terkonjugasi dalam golongan karotenoid menunjukkan bahwa mereka menyerap dalam area visible dan memberikan warna. Spektrum dibawah menunjukkan beta karoten menyerap kuat antara 400-500 nm, beta karoten tampak orange karena merefleksikan warna merah atau kuning (Anonim, 2006b) .

  

Gambar 1. Struktur molekul beta karoten (Anonim, 2006b)

  

Gambar 2. Spektra UV-Vis Beta Karoten

  After Vetter et al. in Karotenoids (ed. O. Isler), Birkhauser Verlag, 1971 , p194 (Anonim, 2007d).

C. Gel

  Gel, kadang-kadang disebut Jeli, merupakan sistem semipadat terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan (Anonim, 1995). Gel adalah sistem semi rigid yang pergerakan medium pendispersinya dibatasi oleh jaringan tiga dimensi dari partikel atau makromolekul yang terdispersi. Beberapa sistem gel merupakan sistem yang jernih – transparan seperti air; tetapi ada yang memiliki tampilan keruh – buram karena bahan-bahan penyusun tidak terdispersi secara keseluruhan atau gel tersebut membentuk aggregat. Konsentrasi dari gelling agent kurang dari 10%, biasanya dalam rentang 0.5 % sampai 2 %. Gel dapat digunakan secara oral, topikal, intranasal, vaginal, dan rektal (Allen dan Loyd, 2002).

  Hidrogel adalah sediaan semisolid yang mengandung material polimer menyimpan air dalam strukturnya. Salah satu alasan disukainya hidrogel sebagai komponen dari sistem penghantaran dan pelepasan obat adalah kompatibilitasnya yang relatif baik dengan jaringan biologis (Zatz and Kushla, 1996).

D. Carbomer

  Carbomer (Carbopol) pertama kali dideskripsikan dalam literatur professional pada tahun 1955 dan sampai sekarang digunakan dalam berbagai sediaan farmasetika, misalnya dalam tablet lepas terkontrol, suspensi, dan gel topikal. USP 25 menetapkan nama umum untuk carbopol adalah carbomer (Allen dan Loyd, 2002). Carbopol didispersikan ke dalam air membentuk larutan asam yang keruh yang kemudian dinetralkan dengan basa kuat seperti sodium hidroksida, trietanolamin, atau dengan basa inorganik lemah seperti amonium hidroksida, sehingga akan meningkatkan konsistensi dan mengurangi kekeruhan (Barry,1983). Ketika ditambahkan air, maka memungkinkan tumbuhnya jamur dan mikroorganime yang lainnya. Ketika diformulasikan dengan sistem berair, 0,1% metilparaben atau propilparaben dapat ditambahkan sebagai agen pengawet dan tidak mempengaruhi efisiensi dari resin carbomer (Allen dan Loyd, 2002).

  Carbomer yang digunakan dalam penelitian ini adalah carbomer 940 NF, memiliki kekentalan 40.000-60.000 cP, memiliki efisiensi membentuk gel dengan viskositas tinggi dan memiliki kejernihan sangat baik (Allen dan Loyd, 2002). 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 – 10 akan menunjukkan viskositas yang optimal. Pada pH di atas 10, struktur gel rusak dan viskositas menurun (Anonim, 2001).

  H

2 H

  C C COOH n

  

Gambar 3. Rumus molekul carbopol (Anonim, 2001)

Carbopol merupakan polimer asam akrilat dengan n >1

E. Humektan

  Humektan dalam formula mencegah kehilangan air dan menghindari penyusutan produk karena evaporasi. Humektan dalam formula dimaksudkan meningkatkan kenyamanan penggunaan produk pada kulit dan melembutkan kulit (Nairn, 1997). Dalam kelembapan yang tinggi, humektan dapat menarik air dari lingkungan sehingga stratum korneum tidak kekurangan air dan memiliki fungsi biologis yang baik, selain itu kulit menjadi tidak kering (Rawlings, Harding, Watkinson, Chandar, dan Scott, 2002).

  Gliserin atau gliserol digunakan sebagai emollient dan humektan yang sudah terdaftar pada FDA digunakan dalam konsentrasi 0,2-65,7% (Smolinske, 1992).

  Sorbitol diklasifikasikan sebagai humektan, pemanis, dan pembawa pemberi rasa dalam formula (Smolinske, 1992).

C, 50% RH)

  20

  Radikal bebas adalah molekul dengan satu atau lebih elektron tidak berpasangan di orbit terluarnya. Molekul tidak stabil ini berinteraksi dengan cepat dengan molekul yang ada didekatnya, memberikan, menarik, atau bahkan saling melengkapi elektron terluar mereka. Reaksi ini tidak hanya mengubah molekul

  84 (Rawlings dkk, 2002).

  56

  60 Na - laktat

  44

  40 Na – PCA

  25

  22 Glyserin

  21 PEG 200

  Gambar 5. Struktur molekul sorbitol

Higroskopisitas dan kemampuan humektan mengikat air

(25

  1

  8 Sorbitol

  12

  0 mg/100mg) DPG

  2

  (H

  0 mg/100mg) Kapasitas Ikat Air Total

  2

  Humektan Higroskopisitas (H

F. Radikal bebas dan Antioksidan karotenoid

  yang lain. Karena kereaktifan dari ROS maka terjadi reaksi yang berkesinambungan. Reaksi ini memiliki efek yang mengubah struktur dan fungsi dari jaringan hidup. Bila tubuh kita secara terus menerus terpapar radikal bebas dan ROS yang lain, jaringan yang dirusak oleh ROS dapat semakin parah berkembang menjadi sejumlah penyakit, salah satunya kanker kulit (Gregory, 2002).

  Aktivitas fotoproteksi dari karotenoid dihubungkan dengan sifat antioksidan yang dimilikinya, secara efektif menetralkan reaksi radikal bebas seperti oksigen singlet. Pengatasan reaksi radikal bebas dilakukan oleh karotenoid secara fisika, dengan penghantaran energi eksitasi oksigen singlet ke karotenoid, sebagai hasilnya oksigen akan kembali stabil (ground state), energi dilepaskan oleh karotenoid sebagai energi panas (Sies dan Stahl, 2004).

G. Sunscreen dan SPF

  Sunscreen adalah senyawa kimia yang mengabsorbsi dan atau

  memantulkan 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).

  Sun Protective Factor adalah tingkat perlindungan produk sunscreen

  terhadap sinar matahari yang dapat menyebabkan eritema (sunburn). SPF merupakan perbandingan MED (Minimal Erythema Dose) pada kulit manusia yang terlindungi oleh sunscreen dengan MED tanpa perlindungan sunscreen (Stanfield, 2003).

  Meskipun pengukuran SPF dapat dilakukan secara alami, namun juga diketahui hubungan yang sederhana antara SPF dan absorbansi sebagai berikut :

  I

  = −

  A log ₁₀ Io

  1 = − =

  A log log SPF _{10 10} SPF (Walters, Keeney, Wigl, Johnston, dan Cornelius, 1997).

  I sebagai intensitas sinar dengan pemakaian sunscreen dan A merupakan absorbansi. Suatu produk dikatakan mempunyai harga SPF 2 apabila seseorang menggunakan sunscreen tersebut dia tinggal di bawah sinar matahari tanpa terbakar dua kali lebih lama tanpa menggunakan sunscreen tersebut (Walters dkk, 1997).

H. Spektrofotometri UV

  Spektrofotometri ultraviolet adalah anggota analisis spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dengan instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).

  Spektrofotometri UV dapat melakukan penentuan terhadap sampel berupa larutan, gas atau uap (Mulja dan Suharman, 1995). Pada analisis kuantitatif, pengukuran serapan dilakukan pada panjang gelombang maksimum. Panjang gelombang serapan maksimum merupakan panjang gelombang dimana suatu maksimum, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi paling besar sehingga akan didapat kepekaan analisis yang maksimal (Mulja dan Suharman, 1995).

  

J. Metode Simplex Lattice Design

Suatu formula merupakan campuran yang terdiri dari obat dan eksipien.

  Setiap perubahan fraksi dari salah satu komponen dalam campuran akan merubah sedikitnya satu atau bahkan lebih fraksi eksipien lain. Jika X adalah fraksi dari

  i

  komponen i dalam campuran maka: 0 ≤ X ≤ 1 i = 1, 2, …. , q (1)

  i

  Campuran akan mengandung sedikitnya satu komponen dan jumlah fraksi semua komponen adalah seragam, ini berarti : X + X + …… + X = 1

  (2)

  1 2 q

  Area yang menyatakan semua kemungkinan kombinasi dari komponen- komponen dapat dinyatakan oleh interior dan garis batas dari suatu gambar dengan q titik sudut dan q – 1 dimensi (Van Kamp et al., 1987; Amstrong & James, 1996; Huisman dkk, 1984).

  Dalam pelaksanaan penelitian dengan simplex lattice design dapat dibuat formulasi dengan kombinasi yang berbeda dari bahan tambahan. Kombinasi tersebut dapat digunakan untuk memprediksi respon dalam simplex space secara mudah dan efisien (Bolton, 1997).

  

Keterangan Empiris

  Semakin hari lapisan ozon semakin menipis, semakin besar radiasi UV mampu mencapai bumi yang menginduksi timbulnya kanker kulit. Dalam keadaan seperti ini diperlukan sebuah penemuan adanya sediaan UV Protection yang memilliki tingkat kenyamanan yang baik dalam penggunaannya.

  Golongan karetonoid seperti beta karoten telah terbukti sebagai antioksidan yang baik secara oral, tetapi belum diketahui bagaimana secara topikal. Zat aktif dari bahan alam diketahui pula memberikan tingkat keamanan yang lebih baik bagi kulit daripada zat aktif sintetik. Penelitian ini merupakan sebuah upaya untuk menemukan formula optimum gel UV Protection dengan zat aktif alami sebagai antioksidan yaitu beta karoten yang terkandung dalam filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.).

  Dalam penelitian dilakukan optimasi formula gel dengan filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.) menggunakan gliserol dan sorbitol sebagai humektan dengan metode simplex latticce design. Humektan ditambahkan karena bersifat menahan air pada sediaan gel untuk mengurangi penguapan dengan demikian diharapkan sifat fisis gel tetap terjamin. Formula optimum merupakan formula yang memiliki sifat fisis gel terbaik yaitu daya sebar gel, viskositas gel dan stabilittas gel yang ditunjukkan dengan pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama 1 bulan. Nilai SPF invitro menunjukkan bahwa gel memiliki aktivitas sebagai pelindung terhadap radiasi UV (antioksidan). Nilai SPF invitro didapatkan melalui pengukuran serapan filtrat perasan umbi wortel menggunakan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis Rancangan Penelitian Penelitian ini merupakan rancangan eksperimental semu menggunakan

  metode simplex lattice design 2 komponen dan bersifat eksploratif, yaitu mencari formula UV Protection filtrat perasan wortel yang dapat diterima masyarakat (acceptable).

B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional

1. Variabel Penelitian

  a) Variabel bebas

  Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi humektan, yaitu sorbitol dan gliserol.

  b) Variabel tergantung

  Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisis gel (daya sebar gel, viskositas gel) dan uji stabilitas viskositas gel (setelah penyimpanan selama satu bulan).

  c) Variabel pengacau terkendali

  Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah lama pengadukan, kecepatan pengadukan, cahaya penyimpanan, dan wadah penyimpanan.

d) Variabel pengacau tak terkendali

  Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu penelitian dan kelembapan.

2. Definisi Operasional

  a. Filtrat perasan wortel adalah cairan hasil dari wortel yang telah dijuice, disaring tiga kali dan disentrifugasi dengan kecepatan 4000 rpm selama 15 menit, dipisahkan dengan endapan perasan wortel.

  b. Gelling agent adalah bahan pembentuk sediaan gel yang akan membentuk matriks tiga dimensi. Pada penelitian ini digunakan carbopol 1% b/v.

  c. Humektan adalah bahan yang membantu mempertahankan kelembaban pada permukaan kulit dengan cara menarik lembab dari lingkungan. Pada penelitian ini digunakan sorbitol dan gliserol.

  d. Sifat fisis adalah sifat gel yang dapat dilihat kenampakan fisisnya dan dapat diukur secara kuantitatif meliputi daya sebar, viskositas dan perubahan viskositas selama penyimpanan.

  e. Daya sebar optimum adalah daya sebar sediaan gel dengan diameter penyebaran dengan range diameter 4 – 5 cm.

  f. Viskositas optimum adalah viskositas yang mempunyai nilai antara 290 - 300 d Pa s.

  g. Pergeseran viskositas optimum adalah selisih viskositas gel setelah disimpan selama 1 bulan pada suhu kamar dengan viskositas segera setelah pembuatan yang telah dirata-rata, dibandingkan dengan viskositas segera setelah pembuatan. Pergeseran viskositas yang optimum dalam penelitian ditentukan sebesar 5 %.

  h. Contour plot adalah profil respon daya sebar, viskositas, dan pergeseran viskositas gel UV protection. i. Contour plot superimposed adalah gabungan dari semua contour plot yang dapat digunakan untuk menentukan ada tidaknya prediksi komposisi formula optimum gel UV protection. j. Komposisi optimum adalah range komposisi humektan yang menghasilkan gel dengan daya sebar 4–5 cm, viskositas 290-300 d Pa s, dan pergeseran viskositas 5%.

C. Bahan dan Alat

  Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.), n-heksan (kualitas p.a), aseton (kualitas p.a), gliserol (kualitas farmasetis), sorbitol (kualitas farmasetis), carbopol (kualitas farmasetis), triethanolamine (TEA), metil paraben (kualitas farmasetis), aquadest.

  Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas (PYREX),

  mixer , Viscotester seri VT 04 (Rion-Japan), Spectrophotometer UV Genesis TM

  10,

  

Perkin-Elmer Spektrofotomer UV-Vis Lambda 20, lemari pendingin (Refrigerator

Toshiba).

D. Tata Cara Penelitian

1. Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel (Daucus

  carota.L)

  1.1 Ekstraksi beta karoten dalam wortel

  a. Preparasi Wortel Wortel segar dibersihkan dan dipotong – potong, lalu ditimbang kurang lebih 1 kg wortel yang telah dibersihkan kemudian dijus menggunakan juicer. Hasil jus disaring tiga kali. Kemudian hasil saringan dipisahkan dengan menggunakan sentrifuge kecepatan 4000 rpm selama 15 menit sehingga didapatkan filtrat wortel dan endapan wortel. Kemudian filtrat dan endapan dipisahkan. Bagian filtrat yang digunakan sebagai zat aktif gel UV

  Protection .

  b. Ekstraksi beta karoten Sampel filtrat perasan wortel yang didapat kemudian ditimbang secara seksama 0,50 gram. Kemudian sampel dicuci dengan 2 x 25 ml aseton, kemudian dengan 25 ml heksan. Fase aseton dihilangkan dari ekstrak dengan 5 x 100 ml aquadest. Kemudian lapisan paling atas (fraksi heksan) diambil, lalu masukkan dalam labu ukur 25 ml kemudian ditambahkan pelarut (aseton : heksan = 1: 9) sampai tanda. Replikasi dilakukan sebanyak 3 kali.

  1.2 Pembuatan kurva baku beta karoten

  a. Scanning panjang gelombang serapan maksimum larutan baku beta karoten

  Scaning dengan menggunakan 3 seri larutan baku (2, 6, 10 ppm).

  max Kemudian dari ketiga seri larutan baku dibandingkan kurva serapannya.

  b. Pengukuran absorbansi larutan seri baku Tiap – tiap larutan seri baku 2; 4; 6; 8; 10 ppm diukur aborbansi pada max yang didapat. Kemudian dibuat persamaan regresi linier antara konsentrasi dengan absorbansi.

  1.3 Penetapan kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel Absorbansi sampel filtrat diukur pada max. Kadar beta karoten dalam filtrat perasan wortel dihitung berdasarkan persamaan kurva baku yang didapat.

  2. Memprediksi nilai SPF filtrat perasan wortel (Daucus carota, L.)

  Scanning serapan pada panjang gelombang 365 nm Timbang sejumlah filtrat perasan wortel yang memberikan SPF 10 –

  15, larutkan dalam kloroform hingga 25 ml, kemudian diukur serapannya pada panjang gelombang 365 nm.

  Penentuan dan pengukuran serapan filtrat perasan wortel Dari hasil scanning serapan pada 365 nm, serapan yang didapat dihitung sebagai nilai SPF, menggunakan rumus:

  A = log SPF

  10 (Walters dkk, 1997).

  3. Optimasi pembuatan gel UV Protection

  3.1 Formula Standar

  Clear Aqueous Gel dengan Dimetikon Aquadest 59,8 gram Carbomer 0,5 gram Triethanolamin 1,2 gram Gliserol 34,2 gram Propilene Glikol 2,0 gram Dimetikon copoliol 2,3 gram

  Komposisi Formula baru setelah dilakukan modifikasi untuk sediaan (100 gram) sebagai berikut : Aquadest 47 gram Carbomer 1 gram Triethanolamin 0,5 gram Gliserol 0-48 gram Sorbitol 0-48 gram zat aktif (filtrat perasan wortel) 3,5 gram

  Rancangan formula Simplex Lattice Design dengan komposisi sorbitol dan gliserol yang berbeda dalam penelitian :

  

Tabel I. Formula Simplex Lattice Design

Formula

  I II

  III

  IV V

  Gliserol 0 g 12 g 24 g 36 g 48 g Sorbitol 48 g 36 g 24 g 12 g 0 g Carbopol 1 g 1 g 1 g 1 g 1 g Trietanolamin 0,5 g 0,5 g 0,5 g 0,5 g 0,5 g Aquadest 47 g 47 g 47 g 47 g 47 g Filtrat perasan wortel 3,5 g 3,5 g 3,5 g 3,5 g 3,5 g

  Prosedur : Carbopol ditambah aquades kemudian dimixer 400 rpm selama 10 menit.

  Campuran komponen humektan dimixer selama 200 rpm selama 5 menit. Kemudian campuran carbopol, campuran humektan dan filtrat dimikser dengan kecepatan 200 rpm selama 5 menit. Langkah terakhir ditambahkan TEA pada campuran, dimixer sampai terbentuk massa yang kental dan homogen.

4. Uji Sifat Fisis Formula

  a. Uji Daya Sebar Uji daya sebar sediaan gel UV Protection filtrat perasan wortel dilakukan setidaknya 48 jam setelah pembuatan, dengan cara: gel ditimbang seberat 1 gram, diletakkan ditengah kaca bulat berskala. Di atas gel diletakkan kaca bulat lain ditambah dengan pemberat sehingga total berat diatas gel 125 gram. Setelah didiamkan selama 1 menit, kemudian dicatat penyebarannya (Garg dkk, 2002).